(57)【要約】  ＥＣＵ（１７０）は、パイロット信号（ＣＰＬＴ）に基づいて、電源（４０２）から蓄電装置へ供給可能な定格電流を検出する。そして、ＥＣＵ（１７０）は、電圧（ＶＡＣ）、定格電流および電源周波数の検出値の組合わせが規定の組合わせに一致すると、その組合わせに従う電圧、電流および周波数で充電を実行する。一方、ＥＣＵ（１７０）は、電圧（ＶＡＣ）、定格電流および周波数の組合わせが規定の組合わせのいずれにも一致しないと判定されると、電源（４０２）自体は正常と判定された場合には、充電電流を規定の最低定格電流値に制限して充電を実行し、電源（４０２）が異常と判定された場合には充電を禁止する。
2009034877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された車両駆動用の蓄電装置（１５０）を車両外部の電源（４０２）から充電するための車両用充電装置であって、
前記電源（４０２）から前記車両へ供給可能な電力を検出する検出部（１７１，３３４，５１０）と、
与えられる指令に従って、前記電源（４０２）から供給される電力を受けて前記蓄電装置（１５０）の充電を実行する充電実行部（１１０，１２０，２１０，２２０；２９０）と、
前記検出部（１７１，３３４，５１０）によって検出された供給可能電力が規定の規格に含まれるか否かを判定し、その判定結果に基づいて前記充電実行部（１１０，１２０，２１０，２２０；２９０）を制御する制御部（１７０）とを備え、
前記制御部（１７０）は、
前記供給可能電力が前記規定の規格に含まれると判定したとき、その供給可能電力に従って充電を実行するように前記充電実行部（１１０，１２０，２１０，２２０；２９０）を制御し、
前記供給可能電力が前記規定の規格に含まれないと判定したとき、
前記検出部（１７１，３３４，５１０）によって検出される前記電源（４０２）の電圧に基づいて前記電源（４０２）は正常と判定した場合には、充電電流を規定値に制限して充電を実行するように前記充電実行部（１１０，１２０，２１０，２２０；２９０）を制御し、
前記電源（４０２）が異常と判定した場合には、充電を禁止する、車両用充電装置。
【請求項２】
前記規定値は、前記規定の規格に含まれる最小の定格電流値である、請求の範囲第１項に記載の車両用充電装置。
【請求項３】
前記車両は、前記電源（４０２）から当該車両へ電力を供給する充電ケーブル（３００）を接続可能に構成された車両インレット（２７０）を含み、
前記制御部（１７０）は、前記充電ケーブル（３００）が前記車両インレット（２７０）に接続されていることを示す接続信号（ＣＮＣＴ）に基づいて前記充電ケーブル（３００）が前記車両インレット（２７０）に接続されていると判定したとき、前記供給可能電力が前記規定の規格に含まれるか否かの判定処理を実行する、請求の範囲第１項に記載の車両用充電装置。
【請求項４】
前記検出部（１７１，３３４，５１０）は、
前記電源（４０２）の電圧を検出する電圧検出部（１７１）と、
前記電源（４０２）から受電可能な電流の定格値を検出する定格電流検出部（３３４，５１０）とを含み、
前記制御部（１７０）は、前記電圧検出部（１７１）によって検出される電圧と前記定格電流検出部（３３４，５１０）によって検出される定格電流との組合わせが少なくとも１つの規定の組合わせに一致するか否かによって、前記供給可能電力が前記規定の規格に含まれるか否かを判定する、請求の範囲第１項に記載の車両用充電装置。
【請求項５】
前記制御部（１７０）は、前記検出電圧に基づいて前記電源（４０２）の周波数をさらに検出し、前記検出電圧、前記定格電流および前記周波数との組合わせが前記少なくとも１つの規定の組合わせに一致するか否かによって、前記供給可能電力が前記規定の規格に含まれるか否かを判定する、請求の範囲第４項に記載の車両用充電装置。
【請求項６】
前記定格電流検出部（３３４，５１０）は、
前記車両の外部に設けられ、前記定格電流の大きさに応じて設定されるデューティーを有するパイロット信号（ＣＰＬＴ）を生成するＥＶＳＥ制御装置（３３４）と、
前記パイロット信号（ＣＰＬＴ）を前記車両へ伝送可能なコントロールパイロット線と、
前記車両に搭載され、前記コントロールパイロット線から受信した前記パイロット信号（ＣＰＬＴ）に基づいて前記定格電流を検出する信号検出部（５１０）とを含み、
前記制御部（１７０）は、前記供給可能電力が前記規定の規格に含まれず、かつ、前記電源（４０２）の電圧に基づいて前記電源（４０２）は正常と判定したとき、前記ＥＶＳＥ制御装置（３３４）および前記コントロールパイロット線の少なくとも一方が異常であると判定し、充電電流を前記規定値に制限して充電を実行するように前記充電実行部（１１０，１２０，２１０，２２０；２９０）を制御する、請求の範囲第４項に記載の車両用充電装置。
【請求項７】
前記定格電流検出部（３３４，５１０）は、
前記車両の外部に設けられ、前記定格電流の大きさに応じて設定されるデューティーを有するパイロット信号（ＣＰＬＴ）を生成するＥＶＳＥ制御装置（３３４）と、
前記パイロット信号（ＣＰＬＴ）を前記車両へ伝送可能なコントロールパイロット線と、
前記車両に搭載され、前記コントロールパイロット線から受信した前記パイロット信号（ＣＰＬＴ）に基づいて前記定格電流を検出する信号検出部（５１０）とを含み、
前記ＥＶＳＥ制御装置（３３４）は、前記電源（４０２）から電力を受けて動作可能であり、
前記制御部（１７０）は、前記信号検出部（５１０）によって前記パイロット信号（ＣＰＬＴ）が検知され、かつ、前記電圧検出部（１７１）によって検出される電圧が略零のとき、前記電源（４０２）から電力を受けて前記車両へ供給する電力線において電路が遮断されていると判定する、請求の範囲第４項に記載の車両用充電装置。
【請求項８】
前記充電実行部（１１０，１２０，２１０，２２０）は、前記車両に搭載され、
前記充電実行部（１１０，１２０，２１０，２２０）は、
星形結線された第１の多相巻線を固定子巻線として含む第１の交流回転電機（１１０）と、
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（１２０）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（１１０）と前記蓄電装置（１５０）との間で電力変換を行なう第１のインバータ（２１０）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（１２０）と前記蓄電装置（１５０）との間で電力変換を行なう第２のインバータ（２２０）と、
前記第１の多相巻線の第１の中性点（１１２）および前記第２の多相巻線の第２の中性点（１２２）に接続され、前記電源（４０２）から供給される電力を前記第１および第２の中性点（１１２，１２２）に与える電力線対と、
前記電力線対から前記第１および第２の中性点（１１２，１２２）に与えられる電力を電圧変換して前記蓄電装置（１５０）を充電するように前記第１および第２のインバータ（２１０，２２０）を制御する充電制御部（５２０，５３０）とを含む、請求の範囲第１項に記載の車両用充電装置。
【請求項９】
前記充電実行部（２９０）は、前記車両に搭載され、
前記充電実行部（２９０）は、前記電源（４０２）から供給される電力を前記蓄電装置（１５０）の電圧レベルに変換して前記蓄電装置（１５０）を充電するための充電器（２９０）を含む、請求の範囲第１項に記載の車両用充電装置。
【請求項１０】
車両に搭載された車両駆動用の蓄電装置（１５０）を車両外部の電源（４０２）から充電可能に構成された車両の充電方法であって、
前記電源（４０２）から前記車両へ供給可能な電力を検出する第１のステップと、
前記第１のステップにおいて検出された供給可能電力が規定の規格に含まれるか否かを判定する第２のステップと、
前記供給可能電力が前記規定の規格に含まれると判定されたとき、その供給可能電力に従って充電を実行する第３のステップと、
前記供給可能電力が前記規定の規格に含まれないと判定されたとき、前記第１のステップにおいて検出される前記電源（４０２）の電圧に基づいて前記電源（４０２）が正常か否かを判定する第４のステップと、
前記電源（４０２）は正常と判定されると、充電電流を規定値に制限して充電を実行する第５のステップと、
前記電源（４０２）が異常と判定されると、充電を禁止する第６のステップとを備える、車両の充電方法。
【請求項１１】
前記規定値は、前記規定の規格に含まれる最小の定格電流値である、請求の範囲第１０項に記載の車両の充電方法。
【請求項１２】
前記車両は、前記電源（４０２）から当該車両へ電力を供給する充電ケーブル（３００）を接続可能に構成された車両インレット（２７０）を含み、
前記充電方法は、前記充電ケーブル（３００）が前記車両インレット（２７０）に接続されていることを示す接続信号（ＣＮＣＴ）に基づいて前記充電ケーブル（３００）が前記車両インレット（２７０）に接続されているか否かを判定する第７のステップをさらに備え、
前記第７のステップにおいて前記充電ケーブル（３００）が前記車両インレット（２７０）に接続されていると判定されると、前記第２のステップにおいて前記供給可能電力が前記規定の規格に含まれるか否かの判定処理が実行される、請求の範囲第１０項に記載の車両の充電方法。
【請求項１３】
前記第１のステップにおいて、前記電源（４０２）の電圧と、前記電源（４０２）から受電可能な電流の定格値とが検出され、
前記第２のステップにおいて、前記検出された前記電源（４０２）の電圧と前記検出された定格電流との組合わせが少なくとも１つの規定の組合わせと一致するか否かによって、前記供給可能電力が前記規定の規格に含まれるか否かが判定される、請求の範囲第１０項に記載の車両の充電方法。
【請求項１４】
前記第１のステップにおいて、前記検出された電圧に基づいて前記電源（４０２）の周波数がさらに検出され、
前記第２のステップにおいて、前記検出電圧、前記定格電流および前記周波数との組合わせが前記少なくとも１つの規定の組合わせと一致するか否かによって、前記供給可能電力が前記規定の規格に含まれるか否かが判定される、請求の範囲第１３項に記載の車両の充電方法。
【請求項１５】
前記車両の外部において、前記定格電流の大きさに応じて設定されるデューティーを有するパイロット信号（ＣＰＬＴ）が生成され、
前記パイロット信号（ＣＰＬＴ）は、コントロールパイロット線を介して前記車両へ送信され、
前記第１のステップにおいて、前記コントロールパイロット線から受信した前記パイロット信号（ＣＰＬＴ）に基づいて前記電流の定格値が検出され、
前記充電方法は、前記第２のステップにおいて前記供給可能電力が前記規定の規格に含まれないと判定され、かつ、前記第４のステップにおいて前記電源（４０２）は正常と判定されたとき、前記パイロット信号（ＣＰＬＴ）が異常であると判定する第８のステップをさらに備え、
前記第８のステップにおいて前記異常が判定されると、前記第５のステップにおいて充電電流を前記規定値に制限して充電が実行される、請求の範囲第１３項に記載の車両の充電方法。
【請求項１６】
前記車両の外部において、前記電源（４０２）からの電力を用いて、前記定格電流の大きさに応じて設定されるデューティーを有するパイロット信号（ＣＰＬＴ）が生成され、
前記パイロット信号（ＣＰＬＴ）は、コントロールパイロット線を介して前記車両へ送信され、
前記第１のステップにおいて、前記コントロールパイロット線から受信した前記パイロット信号（ＣＰＬＴ）に基づいて前記電流の定格値が検出され、
前記充電方法は、前記第１のステップにおいて前記パイロット信号（ＣＰＬＴ）が検知され、かつ、前記検出される電圧が略零のとき、前記電源（４０２）から電力を受けて前記車両へ供給する電力線において電路が遮断されていると判定する第９のステップをさらに備える、請求の範囲第１３項に記載の車両の充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用充電装置および車両の充電方法に関し、特に、車両に搭載された車両駆動用の蓄電装置を車両外部の電源から充電するための車両用充電装置および充電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境に配慮した車両として、電気自動車やハイブリッド車、燃料電池車などが近年注目されている。これらの車両は、走行駆動力を発生する電動機と、その電動機に供給される電力を蓄える蓄電装置とを搭載する。ハイブリッド車は、電動機とともに内燃機関をさらに動力源として搭載した車両であり、燃料電池車は、車両駆動用の直流電源として燃料電池を搭載した車両である。【０００３】
このような車両において、車両に搭載された車両駆動用の蓄電装置を一般家庭の電源から充電可能な車両が知られている。たとえば、家屋に設けられた電源コンセントと車両に設けられた充電口とを充電ケーブルで接続することにより、一般家庭の電源から蓄電装置へ電力が供給される。なお、以下では、このように車両外部に設けられた電源から車両に搭載された蓄電装置を充電可能な車両を「プラグイン車」とも称する。【０００４】
プラグイン車の規格は、日本においては「電気自動車用コンダクティブ充電システム一般要求事項」（非特許文献１）にて制定され、アメリカ合衆国においては「SAE  Electric  Vehicle  Conductive  Charge  Coupler」（非特許文献２）にて制定されている。【０００５】
「電気自動車用コンダクティブ充電システム一般要求事項」および「SAE  Electric  Vehicle  Conductive  Charge  Coupler」においては、一例として、コントロールパイロットに関する規格が定められている。コントロールパイロットは、構内配線から車両へ電力を供給するＥＶＳＥ（Electric  Vehicle  Supply  Equipment）の制御回路と車両の接地部とを車両側の制御回路を介して接続する制御線と定義されており（非特許文献１）、この制御線を介して通信されるパイロット信号に基づいて、充電ケーブルの接続状態や電源から車両への電力供給の可否、ＥＶＳＥの定格電流などが判断される。【０００６】
ところで、電源から蓄電装置への充電電流がＥＶＳＥの定格電流を超えると、ブレーカが落ちたり、充電ケーブルが過熱するなどの問題が発生する。このような問題に対して、たとえば特開２０００−２３２７３７号公報（特許文献１）には、車両外部の交流電力をインバータにより直流電力に変換して二次電池を充電可能な充電装置において、二次電池の入力電流と充電用インバータの電流目標値とが一致しない場合、充電を停止することが開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２３２７３７号公報
【特許文献２】特開平７−２９８５０６号公報
【特許文献３】特開平１０−２８５８１９号公報
【特許文献４】特開平１１−２０５９０９号公報
【非特許文献１】「日本電動車両協会規格  電気自動車用コンダクティブ充電システム一般要求事項」、財団法人日本電動車両協会、２００１年３月２９日
【非特許文献２】SAE  Electric  Vehicle  Conductive  Charge  Coupler、SAEJ1772、SAE  International、２００１年１１月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特開２０００−２３２７３７号公報に開示される充電装置のように充電を停止してしまうと、電気的には充電が可能であるのに充電の機会が損なわれる可能性がある。その結果、プラグイン車としての商品性が低下し得る。【０００８】
また、上記の「電気自動車用コンダクティブ充電システム一般要求事項」および「SAE  Electric  Vehicle  Conductive  Charge  Coupler」のいずれにおいても、何らかの異常が発生したけれども電源は正常であるなど電気的には充電が可能な場合、安全性を確保して充電を実行する手法の詳細については制定されていない。【０００９】
それゆえに、この発明の目的は、充電の機会喪失をできる限り抑制し、かつ、安全に充電可能な車両用充電装置を提供することである。【００１０】
また、この発明の別の目的は、充電の機会喪失をできる限り抑制し、かつ、安全に充電可能な車両の充電方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明によれば、車両用充電装置は、車両に搭載された車両駆動用の蓄電装置を車両外部の電源から充電するための車両用充電装置であって、検出部と、充電実行部と、制御部とを備える。検出部は、車両外部の電源から車両へ供給可能な電力を検出する。充電実行部は、与えられる指令に従って、車両外部の電源から供給される電力を受けて蓄電装置の充電を実行する。制御部は、検出部によって検出された供給可能電力が規定の規格に含まれるか否かを判定し、その判定結果に基づいて充電実行部を制御する。そして、制御部は、供給可能電力が規定の規格に含まれると判定したとき、その供給可能電力に従って充電を実行するように充電実行部を制御する。一方、制御部は、供給可能電力が規定の規格に含まれないと判定したとき、検出部によって検出される電源の電圧に基づいて電源は正常と判定した場合には、充電電流を規定値に制限して充電を実行するように充電実行部を制御し、電源が異常と判定した場合には、充電を禁止する。【００１２】
好ましくは、規定値は、規定の規格に含まれる最小の定格電流値である。
好ましくは、車両は、車両外部の電源から当該車両へ電力を供給する充電ケーブルを接続可能に構成された車両インレットを含む。制御部は、充電ケーブルが車両インレットに接続されていることを示す接続信号に基づいて充電ケーブルが車両インレットに接続されていると判定したとき、供給可能電力が規定の規格に含まれるか否かの判定処理を実行する。【００１３】
好ましくは、検出部は、電圧検出部と、定格電流検出部とを含む。電圧検出部は、車両外部の電源の電圧を検出する。定格電流検出部は、車両外部の電源から受電可能な電流の定格値を検出する。制御部は、電圧検出部によって検出される電圧と定格電流検出部によって検出される定格電流との組合わせが少なくとも１つの規定の組合わせに一致するか否かによって、供給可能電力が規定の規格に含まれるか否かを判定する。【００１４】
さらに好ましくは、制御部は、検出電圧に基づいて車両外部の電源の周波数をさらに検出し、検出電圧、定格電流および周波数との組合わせが少なくとも１つの規定の組合わせに一致するか否かによって、供給可能電力が規定の規格に含まれるか否かを判定する。【００１５】
好ましくは、定格電流検出部は、ＥＶＳＥ制御装置と、コントロールパイロット線と、信号検出部とを含む。ＥＶＳＥ制御装置は、車両の外部に設けられ、定格電流の大きさに応じて設定されるデューティーを有するパイロット信号を生成する。コントロールパイロット線は、パイロット信号を車両へ伝送可能である。信号検出部は、車両に搭載され、コントロールパイロット線から受信したパイロット信号に基づいて定格電流を検出する。制御部は、供給可能電力が規定の規格に含まれず、かつ、車両外部の電源の電圧に基づいて電源は正常と判定したとき、ＥＶＳＥ制御装置およびコントロールパイロット線の少なくとも一方が異常であると判定し、充電電流を規定値に制限して充電を実行するように充電実行部を制御する。【００１６】
好ましくは、定格電流検出部は、ＥＶＳＥ制御装置と、コントロールパイロット線と、信号検出部とを含む。ＥＶＳＥ制御装置は、車両の外部に設けられ、定格電流の大きさに応じて設定されるデューティーを有するパイロット信号を生成する。コントロールパイロット線は、パイロット信号を車両へ伝送可能である。信号検出部は、車両に搭載され、コントロールパイロット線から受信したパイロット信号に基づいて定格電流を検出する。ＥＶＳＥ制御装置は、車両外部の電源から電力を受けて動作可能である。制御部は、信号検出部によってパイロット信号が検知され、かつ、電圧検出部によって検出される電圧が略零のとき、車両外部の電源から電力を受けて車両へ供給する電力線において電路が遮断されていると判定する。【００１７】
好ましくは、充電実行部は、車両に搭載され、第１および第２の交流回転電機と、第１および第２のインバータと、電力線対と、充電制御部とを含む。第１の交流回転電機は、星形結線された第１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む。第１のインバータは、第１の多相巻線に接続され、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。第２のインバータは、第２の多相巻線に接続され、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。電力線対は、第１の多相巻線の第１の中性点および第２の多相巻線の第２の中性点に接続され、車両外部の電源から供給される電力を第１および第２の中性点に与える。充電制御部は、電力線対から第１および第２の中性点に与えられる電力を電圧変換して蓄電装置を充電するように第１および第２のインバータを制御する。【００１８】
また、好ましくは、充電実行部は、車両に搭載される。充電実行部は、車両外部の電源から供給される電力を蓄電装置の電圧レベルに変換して蓄電装置を充電するための充電器を含む。【００１９】
また、この発明によれば、車両の充電方法は、車両に搭載された車両駆動用の蓄電装置を車両外部の電源から充電可能に構成された車両の充電方法であって、第１から第６のステップを備える。第１のステップでは、車両外部の電源から車両へ供給可能な電力が検出される。第２のステップでは、第１のステップにおいて検出された供給可能電力が規定の規格に含まれるか否かが判定される。第３のステップでは、供給可能電力が規定の規格に含まれると判定されたとき、その供給可能電力に従って充電が実行される。第４のステップでは、供給可能電力が規定の規格に含まれないと判定されたとき、第１のステップにおいて検出される電源の電圧に基づいて電源が正常か否かが判定される。第５のステップでは、電源は正常と判定されると、充電電流を規定値に制限して充電が実行される。第６のステップでは、電源が異常と判定されると、充電が禁止される。【００２０】
好ましくは、規定値は、規定の規格に含まれる最小の定格電流値である。
好ましくは、車両は、車両外部の電源から当該車両へ電力を供給する充電ケーブルを接続可能に構成された車両インレットを含む。充電方法は、第７のステップをさらに備える。第７のステップでは、充電ケーブルが車両インレットに接続されていることを示す接続信号に基づいて充電ケーブルが車両インレットに接続されているか否かが判定される。そして、第７のステップにおいて充電ケーブルが車両インレットに接続されていると判定されると、第２のステップにおいて供給可能電力が規定の規格に含まれるか否かの判定処理が実行される。【００２１】
好ましくは、第１のステップにおいて、車両外部の電源の電圧と、車両外部の電源から受電可能な電流の定格値とが検出される。第２のステップにおいて、検出された電源の電圧と検出された定格電流との組合わせが少なくとも１つの規定の組合わせと一致するか否かによって、供給可能電力が規定の規格に含まれるか否かが判定される。【００２２】
さらに好ましくは、第１のステップにおいて、検出された電圧に基づいて車両外部の電源の周波数がさらに検出される。第２のステップにおいて、検出電圧、定格電流および周波数との組合わせが少なくとも１つの規定の組合わせと一致するか否かによって、供給可能電力が規定の規格に含まれるか否かが判定される。【００２３】
好ましくは、車両の外部において、定格電流の大きさに応じて設定されるデューティーを有するパイロット信号が生成される。パイロット信号は、コントロールパイロット線を介して車両へ送信される。第１のステップにおいて、コントロールパイロット線から受信したパイロット信号に基づいて電流の定格値が検出される。充電方法は、第８のステップをさらに備える。第８のステップでは、第２のステップにおいて供給可能電力が規定の規格に含まれないと判定され、かつ、第４のステップにおいて車両外部の電源は正常と判定されたとき、パイロット信号が異常であると判定される。そして、第８のステップにおいて異常が判定されると、第５のステップにおいて充電電流を規定値に制限して充電が実行される。【００２４】
好ましくは、車両の外部において、車両外部の電源からの電力を用いて、定格電流の大きさに応じて設定されるデューティーを有するパイロット信号が生成される。パイロット信号は、コントロールパイロット線を介して車両へ送信される。第１のステップにおいて、コントロールパイロット線から受信したパイロット信号に基づいて電流の定格値が検出される。そして、充電方法は、第９のステップをさらに備える。第９のステップでは、第１のステップにおいてパイロット信号が検知され、かつ、検出される電圧が略零のとき、車両外部の電源から電力を受けて車両へ供給する電力線において電路が遮断されていると判定される。
【発明の効果】
【００２５】
この発明においては、車両外部の電源から車両へ供給可能な電力が検出され、その供給可能電力が規定の規格に含まれると判定されると、その供給可能電力に従って充電が実行される。一方、供給可能電力が規定の規格に含まれないと判定されると、車両外部の電源の電圧に基づいて電源は正常と判定された場合には、充電電流を規定値に制限して充電が実行され、車両外部の電源が異常と判定された場合には、充電が禁止される。すなわち、供給可能電力が規定の規格に含まれないと判定された場合、一律に充電を禁止するのではなく、車両外部の電源は正常と判定された場合には、充電電流を制限して充電が実行される。【００２６】
したがって、この発明によれば、充電の機会喪失をできる限り抑制し、かつ、安全に、車両外部の電源から蓄電装置を充電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の実施の形態による車両用充電装置を搭載した車両の一例として示されるプラグインハイブリッド車の全体ブロック図である。
【図２】動力分割機構の共線図を示す図である。
【図３】図１に示すプラグインハイブリッド車の電気システムの全体構成図である。
【図４】図３に示す電気システムの充電機構に関する部分をより詳細に説明した図である。
【図５】図４に示すＥＶＳＥ制御装置によって発生されるパイロット信号の波形を示した図である。
【図６】車両外部の電源から蓄電装置の充電に関するＥＣＵの機能ブロック図である。
【図７】電圧の規格判別の一例を示した図である。
【図８】定格電流の規格判別の一例を示した図である。
【図９】周波数の規格判別の一例を示した図である。
【図１０】図６に示す電源規格判定部の制御構造を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１０に示すダイアグ判定処理のフローチャートである。
【図１２】図６に示す充電指令生成部の機能ブロック図である。
【図１３】図３に示す第１および第２インバータおよび第１および第２ＭＧの零相等価回路を示した図である。
【図１４】電源から蓄電装置を充電するための専用の充電器を搭載したプラグインハイブリッド車の電気システムの全体構成図である。
【図１５】図１４に示す電気システムの充電機構に関する部分の概略構成図である。
【符号の説明】
【００２８】
１００  エンジン、１１０  第１ＭＧ、１１２，１２２  中性点、１２０  第２ＭＧ、１３０  動力分割機構、１４０  減速機、１５０  蓄電装置、１６０  前輪、１７０  ＥＣＵ、１７１  電圧センサ、１７２  電流センサ、２００  コンバータ、２１０  第１インバータ、２１０Ａ，２２０Ａ  上アーム、２１０Ｂ，２２０Ｂ  下アーム、２２０  第２インバータ、２５０  ＳＭＲ、２６０  ＤＦＲ、２７０  充電ポート、２８０  ＬＣフィルタ、２９０  充電器、３００  充電ケーブル、３１０  コネクタ、３１２  リミットスイッチ、３２０  プラグ、３３０  ＣＣＩＤ、３３２  リレー、３３４  ＥＶＳＥ制御装置、４００  電源コンセント、４０２  電源、５１０  電源規格判定部、５２０  充電指令生成部、５３０  インバータ制御部、６１０  位相検出部、６２０  正弦波生成部、６３０  乗算部、６４０  減算部、６５０  電流制御部。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。【００３０】
図１は、この発明の実施の形態による車両用充電装置を搭載した車両の一例として示されるプラグインハイブリッド車の全体ブロック図である。図１を参照して、このプラグインハイブリッド車は、エンジン１００と、第１ＭＧ（Motor  Generator）１１０と、第２ＭＧ１２０と、動力分割機構１３０と、減速機１４０と、蓄電装置１５０と、駆動輪１６０と、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）１７０とを備える。【００３１】
エンジン１００、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０は、動力分割機構１３０に連結される。そして、このプラグインハイブリッド車は、エンジン１００および第２ＭＧ１２０の少なくとも一方からの駆動力によって走行する。エンジン１００が発生する動力は、動力分割機構１３０によって２経路に分割される。すなわち、一方は減速機１４０を介して駆動輪１６０へ伝達される経路であり、もう一方は第１ＭＧ１１０へ伝達される経路である。【００３２】
第１ＭＧ１１０は、交流回転電機であり、たとえば、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを備える三相交流同期電動機である。第１ＭＧ１１０は、動力分割機構１３０によって分割されたエンジン１００の動力を用いて発電する。たとえば、蓄電装置１５０の充電状態（以下「ＳＯＣ（State  Of  Charge）」とも称する。）が予め定められた値よりも低くなると、エンジン１００が始動して第１ＭＧ１１０により発電が行なわれ、第１ＭＧ１１０によって発電された電力は、インバータ（後述）により交流から直流に変換され、コンバータ（後述）により電圧が調整されて蓄電装置１５０に蓄えられる。【００３３】
第２ＭＧ１２０は、交流回転電機であり、たとえば、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを備える三相交流同期電動機である。第２ＭＧ１２０は、蓄電装置１５０に蓄えられた電力および第１ＭＧ１１０により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、第２ＭＧ１２０の駆動力は、減速機１４０を介して駆動輪１６０に伝達される。これにより、第２ＭＧ１２０はエンジン１００をアシストしたり、第２ＭＧ１２０からの駆動力によって車両を走行させたりする。なお、図１では、駆動輪１６０は前輪として示されているが、前輪に代えて、または前輪とともに、第２ＭＧ１２０によって後輪を駆動してもよい。【００３４】
なお、車両の制動時等には、減速機１４０を介して駆動輪１６０により第２ＭＧ１２０が駆動され、第２ＭＧ１２０が発電機として作動する。これにより、第２ＭＧ１２０は、制動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。そして、第２ＭＧ１２０により発電された電力は、蓄電装置１５０に蓄えられる。【００３５】
動力分割機構１３０は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から成る。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１００のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、第１ＭＧ１１０の回転軸に連結される。リングギヤは第２ＭＧ１２０の回転軸および減速機１４０に連結される。【００３６】
そして、エンジン１００、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０が、遊星歯車から成る動力分割機構１３０を介して連結されることによって、図２に示すように、エンジン１００、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０の回転数は、共線図において直線で結ばれる関係になる。【００３７】
再び図１を参照して、蓄電装置１５０は、充放電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。蓄電装置１５０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。蓄電装置１５０には、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０によって発電される電力の他、後述のように、車両外部の電源から供給される電力が蓄えられる。なお、蓄電装置１５０として、大容量のキャパシタも採用可能であり、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０による発電電力や車両外部の電源からの電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力を第２ＭＧ１２０へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。【００３８】
エンジン１００、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０は、ＥＣＵ１７０によって制御される。なお、ＥＣＵ１７０は、機能ごとに複数のＥＣＵに分割してもよい。なお、ＥＣＵ１７０の構成については後述する。【００３９】
図３は、図１に示したプラグインハイブリッド車の電気システムの全体構成図である。図３を参照して、この電気システムは、蓄電装置１５０と、ＳＭＲ（System  Main  Relay）２５０と、コンバータ２００と、第１インバータ２１０と、第２インバータ２２０と、第１ＭＧ１１０と、第２ＭＧ１２０と、ＤＦＲ（Dead  Front  Relay）２６０と、ＬＣフィルタ２８０と、充電ポート２７０とを備える。【００４０】
ＳＭＲ２５０は、蓄電装置１５０とコンバータ２００との間に設けられる。ＳＭＲ２５０は、蓄電装置１５０と電気システムとの電気的な接続／遮断を行なうためのリレーであり、ＥＣＵ１７０によってオン／オフ制御される。すなわち、車両走行時および車両外部の電源から蓄電装置１５０の充電時、ＳＭＲ２５０はオンされ、蓄電装置１５０は電気システムに電気的に接続される。一方、車両システムの停止時、ＳＭＲ２５０はオフされ、蓄電装置１５０は電気システムと電気的に遮断される。【００４１】
コンバータ２００は、リアクトルと、２つのｎｐｎ型トランジスタと、２つダイオードとを含む。リアクトルは、蓄電装置１５０の正極側に一端が接続され、２つのｎｐｎ型トランジスタの接続ノードに他端が接続される。２つのｎｐｎ型トランジスタは、直列に接続され、各ｎｐｎ型トランジスタにダイオードが逆並列に接続される。【００４２】
なお、ｎｐｎ型トランジスタとして、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）を用いることができる。また、ｎｐｎ型トランジスタに代えて、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal  Oxide  Semiconductor  Field-Effect  Transistor）等の電力スイッチング素子を用いてもよい。【００４３】
コンバータ２００は、蓄電装置１５０から第１ＭＧ１１０または第２ＭＧ１２０へ電力が供給される際、ＥＣＵ１７０からの制御信号に基づいて、蓄電装置１５０から放電される電力を昇圧して第１ＭＧ１１０または第２ＭＧ１２０へ供給する。また、コンバータ２００は、第１ＭＧ１１０または第２ＭＧ１２０によって発電された電力を蓄電装置１５０に充電する際、ＥＣＵ１７０からの制御信号に基づいて、第１ＭＧ１１０または第２ＭＧ１２０から供給される電力を降圧して蓄電装置１５０へ出力する。【００４４】
第１インバータ２１０は、Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームを含む。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは、互いに並列に接続される。各相アームは、直列に接続された２つのｎｐｎ型トランジスタを含み、各ｎｐｎ型トランジスタにはダイオードが逆並列に接続される。各相アームにおける２つのｎｐｎ型トランジスタの接続点は、第１ＭＧ１１０における対応のコイル端であって中性点１１２とは異なる端部に接続される。【００４５】
そして、第１インバータ２１０は、コンバータ２００から供給される直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ１１０へ供給する。また、第１インバータ２１０は、第１ＭＧ１１０により発電された交流電力を直流電力に変換してコンバータ２００へ供給する。【００４６】
第２インバータ２２０も、第１インバータ２１０と同様の構成から成り、各相アームにおける２つのｎｐｎ型トランジスタの接続点は、第２ＭＧ１２０における対応のコイル端であって中性点１２２とは異なる端部に接続される。【００４７】
そして、第２インバータ２２０は、コンバータ２００から供給される直流電力を交流電力に変換して第２ＭＧ１２０へ供給する。また、第２インバータ２２０は、第２ＭＧ１２０により発電された交流電力を直流電流に電力してコンバータ２００へ供給する。【００４８】
さらに、車両外部の電源から蓄電装置１５０の充電が行なわれるとき、第１インバータ２１０および第２インバータ２２０は、後述の方法により、車両外部の電源から第１ＭＧ１１０の中性点１１２および第２ＭＧ１２０の中性点１２２に与えられる交流電力をＥＣＵ１７０からの制御信号に基づいて直流電力に変換し、その変換した直流電力をコンバータ２００へ供給する。【００４９】
ＤＦＲ２６０は、第１ＭＧ１１０の中性点１１２および第２ＭＧ１２０の中性点１２２に接続される電力線対とＬＣフィルタ２８０に接続される電力線対との間に設けられる。ＤＦＲ２６０は、充電ポート２７０と電気システムとの電気的な接続／遮断を行なうためのリレーであり、ＥＣＵ１７０によってオン／オフ制御される。すなわち、車両走行時、ＤＦＲ２６０はオフされ、電気システムと充電ポート２７０とは電気的に切離される。一方、車両外部の電源から蓄電装置１５０の充電時、ＤＦＲ２６０はオンされ、充電ポート２７０が電気システムに電気的に接続される。【００５０】
ＬＣフィルタ２８０は、ＤＦＲ２６０と充電ポート２７０との間に設けられ、車両外部の電源から蓄電装置１５０の充電時、プラグインハイブリッド車の電気システムから車両外部の電源へ高周波のノイズが出力されるのを防止する。【００５１】
充電ポート２７０は、車両外部の電源から充電電力を受電するための電力インターフェースであり、車両に設けられた車両インレットである。車両外部の電源から蓄電装置１５０の充電時、充電ポート２７０には、車両外部の電源から車両へ電力を供給するための充電ケーブルのコネクタが接続される。【００５２】
ＥＣＵ１７０は、ＳＭＲ２５０、コンバータ２００、第１インバータ２１０および第２インバータ２２０を駆動するための制御信号を生成し、これら各装置の動作を制御する。【００５３】
図４は、図３に示した電気システムの充電機構に関する部分をより詳細に説明した図である。図４を参照して、プラグインハイブリッド車と車両外部の電源とを連結する充電ケーブル３００は、コネクタ３１０と、プラグ３２０と、ＣＣＩＤ（Charging  Circuit  Interrupt  Device）３３０とを含む。【００５４】
コネクタ３１０は、車両に設けられた充電ポート２７０に挿入可能に構成される。コネクタ３１０には、リミットスイッチ３１２が設けられている。そして、コネクタ３１０が充電ポート２７０に挿入されると、リミットスイッチ３１２が作動し、コネクタ３１０が充電ポート２７０に挿入されたことを示すコネクタ信号ＣＮＣＴがＥＣＵ１７０に入力される。【００５５】
プラグ３２０は、たとえば家屋に設けられた電源コンセント４００に接続される。電源コンセント４００には、電源４０２（たとえば系統電源）から交流電力が供給される。【００５６】
ＣＣＩＤ３３０は、リレー３３２と、ＥＶＳＥ制御装置３３４とを含む。リレー３３２は、電源４０２からプラグインハイブリッド車へ充電電力を供給するための電力線対に設けられる。リレー３３２は、ＥＶＳＥ制御装置３３４によってオン／オフ制御され、リレー３３２がオフされているときは、電源４０２からプラグインハイブリッド車へ電力を供給する電路が遮断される。一方、リレー３３２がオンされると、電源４０２からプラグインハイブリッド車へ電力を供給可能になる。【００５７】
ＥＶＳＥ制御装置３３４は、プラグ３２０が電源コンセント４００に接続されているとき、電源４０２から供給される電力によって動作する。そして、ＥＶＳＥ制御装置３３４は、コントロールパイロット線を介して車両のＥＣＵ１７０へ送信されるパイロット信号ＣＰＬＴを発生し、コネクタ３１０が充電ポート２７０に挿入されると、規定のデューティーサイクルでパイロット信号ＣＰＬＴを発振させる。また、ＥＶＳＥ制御装置３３４は、車両側で充電準備が完了すると、リレー３３２をオンさせる。【００５８】
このＥＶＳＥ制御装置３３４は、パイロット信号ＣＰＬＴのデューティーサイクル（発振周期に対するパルス幅の比）によって、電源４０２から充電ケーブル３００を介して車両へ供給可能な定格電流を車両のＥＣＵ１７０へ通知する。【００５９】
図５は、図４に示したＥＶＳＥ制御装置３３４によって発生されるパイロット信号ＣＰＬＴの波形を示した図である。図５を参照して、パイロット信号ＣＰＬＴは、規定の周期Ｔで発振する。ここで、電源４０２から充電ケーブル３００を介して車両へ供給可能な定格電流に基づいてパイロット信号ＣＰＬＴのパルス幅Ｔｏｎが設定される。そして、周期Ｔに対するパルス幅Ｔｏｎの比で示されるデューティーによって、パイロット信号ＣＰＬＴを用いてＥＶＳＥ制御装置３３４から車両のＥＣＵ１７０へ定格電流が通知される。【００６０】
なお、定格電流は、充電ケーブル毎に定められており、充電ケーブルの種類が異なれば、定格電流も異なるので、パイロット信号ＣＰＬＴのデューティーも異なる。そして、車両のＥＣＵ１７０は、充電ケーブル３００に設けられたＥＶＳＥ制御装置３３４から送信されるパイロット信号ＣＰＬＴをコントロールパイロット線を介して受信し、その受信したパイロット信号ＣＰＬＴのデューティーを検知することによって、電源４０２から充電ケーブル３００を介して車両へ供給可能な定格電流を検知することができる。【００６１】
再び図４を参照して、車両側には、電圧センサ１７１と、電流センサ１７２とが設けられる。電圧センサ１７１は、充電ポート２７０とＬＣフィルタ２８０との間の電力線対間の電圧ＶＡＣを検出し、その検出値をＥＣＵ１７０へ出力する。電流センサ１７２は、ＤＦＲ２６０と第１ＭＧ１１０の中性点１１２との電力線に流れる電流ＩＡＣを検出し、その検出値をＥＣＵ１７０へ出力する。なお、電流センサ１７２は、ＤＦＲ２６０と第２ＭＧ１２０の中性点１２２との電力線に設けてもよい。【００６２】
ＥＣＵ１７０は、上述したコネクタ信号ＣＮＣＴに基づいて、コネクタ３１０が充電ポート２７０に挿入されたか否かを判定する。また、ＥＣＵ１７０は、電圧センサ１７１からの検出値に基づいて電源４０２の電圧ＶＡＣを検知するとともに、電圧ＶＡＣの零クロス点を検出することによって電源４０２の周波数を検知する。さらに、ＥＣＵ１７０は、ＥＶＳＥ制御装置３３４からのパイロット信号ＣＰＬＴに基づいて、電源４０２から充電ケーブル３００を介して車両へ供給可能な定格電流を検知する。【００６３】
そして、ＥＣＵ１７０は、その検知された電圧ＶＡＣ、定格電流および周波数に基づいて、後述の方法により、電源４０２から供給される電力の安定性かつ規格の妥当性を判定し、その判定結果に基づいて電源４０２から蓄電装置１５０の充電の実行可否を判定する。【００６４】
ここで、ＥＣＵ１７０は、電源４０２から供給される電力が規定の規格に属するものではないけれども、電圧ＶＡＣおよび周波数が安定し、かつ、規定の規格に属するものである場合には、充電自体は可能であると判断して、規定の最小定格電流で蓄電装置１５０が充電されるように充電制御を実行する。【００６５】
すなわち、電圧ＶＡＣ、定格電流および周波数の検出値のいずれかが異常の場合に電源４０２から蓄電装置１５０の充電を一律に禁止すると、本来的には充電が可能な場合も含めて充電が禁止されてしまうところ、この実施の形態においては、電源が正常であり充電可能と判断できる場合には、規定の最小定格電流で充電を実行することとしたものである。【００６６】
なお、規定の最小定格電流で充電を実行することとしたのは、安全性を確保するためである。すなわち、この実施の形態では、本来充電可能なケースとして、パイロット信号ＣＰＬＴによる定格電流の検出値が異常（ばらつき大あるいは規定の規格外）であるけれども電圧ＶＡＣおよび周波数は安定かつ規定の規格内であるケースを想定しているところ、規定の最小定格電流であれば、定格電流を超える電流が充電ケーブル３００に流れることはないからである。【００６７】
図６は、車両外部の電源４０２から蓄電装置１５０の充電に関するＥＣＵ１７０の機能ブロック図である。図６を参照して、ＥＣＵ１７０は、電源規格判定部５１０と、充電指令生成部５２０と、インバータ制御部５３０とを含む。【００６８】
電源規格判定部５１０は、コネクタ信号ＣＮＣＴ、パイロット信号ＣＰＬＴおよび電圧ＶＡＣを受ける。そして、電源規格判定部５１０は、充電ケーブル３００のコネクタ３１０が充電ポート２７０に挿入されているか否かをコネクタ信号ＣＮＣＴに基づいて判定する。電源規格判定部５１０は、コネクタ３１０が充電ポート２７０に挿入されていると判定すると、電圧ＶＡＣおよびパイロット信号ＣＰＬＴに基づいて、電圧ＶＡＣ、定格電流および電源４０２の周波数の安定性を判定する。さらに、電源規格判定部５１０は、電圧ＶＡＣ、定格電流および周波数の各々が規定の規格に属するか否かを判別するとともに、電圧ＶＡＣ、定格電流および周波数の組合わせが規定の組合わせに一致するか否かを判定する。【００６９】
図７は、電圧ＶＡＣの規格判別の一例を示した図である。図７を参照して、横軸は電圧ＶＡＣの検出値（Ｖ）を示し、縦軸は電圧判定値（Ｖ）を示す。検出値が規定の電圧Ｖ１（たとえば８０Ｖ）よりも低いとき、電圧ＶＡＣは規格外であると判定される。検出値が電圧Ｖ１以上であり規定の電圧Ｖ２（たとえば１６０Ｖ）よりも低いとき、電圧ＶＡＣは規格内であると判定され、電圧ＶＡＣは１００Ｖであると判定される。【００７０】
また、検出値が電圧Ｖ２以上であり規定の電圧Ｖ３（たとえば２６０Ｖ）よりも低いとき、電圧ＶＡＣは規格内であると判定され、電圧ＶＡＣは２００Ｖであると判定される。そして、検出値が電圧Ｖ３以上のとき、電圧ＶＡＣは規格外であると判定される。なお、特に図示していないが、検出値が規定の微小電圧δＶよりも低いとき、電圧ＶＡＣは略０Ｖであると判定される。【００７１】
図８は、定格電流の規格判別の一例を示した図である。図８を参照して、横軸はパイロット信号ＣＰＬＴのデューティー（％）を示し、縦軸は定格電流判定値（Ａ）を示す。デューティーが規定値Ｄ１よりも小さいとき、定格電流は規格外であると判定される。デューティーが規定値Ｄ１以上であり規定値Ｄ２よりも小さいとき、定格電流は１２Ａであると判定される。【００７２】
また、デューティーが規定値Ｄ２以上であり規定値Ｄ３よりも小さいとき、定格電流は１６Ａであると判定され、デューティーが規定値Ｄ３以上であり規定値Ｄ４よりも小さいとき、定格電流は２４Ａであると判定される。さらに、デューティーが規定値Ｄ４以上であり８０％よりも小さいとき、定格電流は３２Ａであると判定され、デューティーが８０％以上のとき、定格電流は規格外であると判定される。【００７３】
図９は、電源周波数の規格判別の一例を示した図である。図９を参照して、横軸は電源４０２の周波数の検出値（Ｈｚ）を示し、縦軸は周波数判定値（Ｈｚ）を示す。検出値が５０Ｈｚを略中心とする範囲ｆ１に含まれるとき、周波数は規格内であると判定され、周波数は５０Ｈｚであると判定される。【００７４】
また、検出値が６０Ｈｚを略中心とする範囲ｆ２に含まれるとき、周波数は規格内であると判定され、周波数は６０Ｈｚであると判定される。なお、検出値が範囲ｆ１，ｆ２のいずれにも含まれないとき、周波数は規格外であると判定される。【００７５】
再び図６を参照して、電源規格判定部５１０は、上記の方法により電圧ＶＡＣ、定格電流および周波数の各々が規定の規格に属するか否かを判別し、電圧ＶＡＣ、定格電流および周波数の組合わせが規定の組合わせに一致するか否かを判定する。この規定の組合わせは、車両側の要求に基づいて設定されるものであり、たとえば、車両側で実行される充電制御の動作を保障可能な組合わせに設定される。一例として、電圧ＶＡＣが１００Ｖ、定格電流が１２Ａまたは１６Ａ、および周波数が５０Ｈｚまたは６０Ｈｚから成る組合わせ、ならびに、電圧ＶＡＣが２００Ｖ、定格電流が１２Ａ，１６Ａ，２４Ａまたは３２Ａ、および周波数が５０Ｈｚまたは６０Ｈｚから成る組合わせが、規定の組合わせとして設定される。【００７６】
電源規格判定部５１０は、この判定結果に基づいて、後述する方法により、電源４０２から蓄電装置１５０の充電を実行するか否かを判定する。そして、充電を実行するものと判定されると、電源規格判定部５１０は、充電制御の実行を指示する充電実行指令ＥＮを充電指令生成部５２０へ出力するとともに、パイロット信号ＣＰＬＴによって示される定格電流または上述した最小定格電流が充電電流の目標値として設定された充電電流指令値ＲＣを充電指令生成部５２０へ出力する。【００７７】
充電指令生成部５２０は、電源規格判定部５１０から充電実行指令ＥＮを受けているとき、電源規格判定部５１０からの充電電流指令値ＲＣならびに電圧センサ１７１からの電圧ＶＡＣおよび電流センサ１７２からの電流ＩＡＣに基づいて、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０の各コイルならびに第１インバータ２１０および第２インバータ２２０を単相ＰＷＭコンバータとして動作させるための零相電圧指令Ｅ０を生成してインバータ制御部５３０へ出力する。【００７８】
インバータ制御部５３０は、充電指令生成部５２０からの零相電圧指令Ｅ０に基づいて、第１ＭＧ１１０の中性点１１２および第２ＭＧ１２０の中性点１２２に与えられる電源４０２からの交流電力を直流電力に変換するように第１インバータ２１０および第２インバータ２２０を制御するためのＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）信号を生成する。そして、インバータ制御部５３０は、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２として第１インバータ２１０および第２インバータ２２０へそれぞれ出力する。【００７９】
図１０は、図６に示した電源規格判定部５１０の制御構造を説明するためのフローチャートである。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。【００８０】
図１０を参照して、電源規格判定部５１０は、コネクタ信号ＣＮＣＴの受信その他電源規格モニター条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１０）。具体的には、電源規格判定部５１０は、コネクタ信号ＣＮＣＴに基づいてコネクタ３１０が充電ポート２７０に挿入されていると判定し、さらに、パイロット信号ＣＰＬＴが発振しており、かつ、ＣＣＩＤ３３０のリレー３３２へオン指令が出力されていると判定すると、電源規格モニター条件が成立しているものと判定する。【００８１】
次いで、電源規格判定部５１０は、電圧センサ１７１から電圧ＶＡＣの検出値を受けるとともに、電圧ＶＡＣの零クロス点を検出することによって電源４０２の周波数を検出する。また、電源規格判定部５１０は、パイロット信号ＣＰＬＴのデューティーを検知することによって、電源４０２から充電ケーブル３００を介して車両へ供給可能な定格電流を検知する（ステップＳ２０）。【００８２】
次いで、電源規格判定部５１０は、電圧ＶＡＣ、定格電流および電源周波数の検出値が規定時間α継続して安定しているか否かを判定する（ステップＳ３０）。具体的には、各検出値毎にばらつきの許容範囲が設定され、許容範囲内の状態が規定時間α継続すると安定状態と判定される。【００８３】
検出値は安定していると判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、電源規格判定部５１０は、図７〜図９に示したマップ等を用いて、電圧ＶＡＣ、定格電流および周波数の規格を判別する。さらに、電源規格判定部５１０は、電圧ＶＡＣ、定格電流および周波数の組合わせが規定の組合わせのいずれかに一致するか否かを判定する（ステップＳ４０）。なお、上述のように、この規定の組合わせは、車両側の要求に基づいて複数パターン設定されている。【００８４】
そして、ステップＳ４０において、電圧ＶＡＣ、定格電流および周波数の組合わせが規定の組合わせのいずれかに一致すると判定されると（ステップＳ４０においてＹＥＳ）、電源規格判定部５１０は、ＤＦＲ２６０をオンし、その組合わせに従う電圧、電流および周波数で電源４０２から蓄電装置１５０の充電を実行するように、第１インバータ２１０、第２インバータ２２０およびコンバータ２００を制御する（ステップＳ５０）。【００８５】
一方、ステップＳ４０において、電圧ＶＡＣ、定格電流および周波数の組合わせが規定の組合わせのいずれにも一致しないと判定されると（ステップＳ４０においてＮＯ）、電源規格判定部５１０は、警報を出力する（ステップＳ６０）。次いで、電源規格判定部５１０は、電圧ＶＡＣおよび周波数については規格内であるか否かを判定する（ステップＳ７０）。なお、このステップＳ７０は、電源４０２自体は正常か否かを判別するための処理である。【００８６】
そして、ステップＳ７０において、電圧ＶＡＣおよび周波数は規格内であると判定されると（ステップＳ７０においてＹＥＳ）、電源４０２自体は正常であると判断され、電源規格判定部５１０は、規定の最低定格電流値（上述した具体例であれば１２Ａ）を充電電流指令値ＲＣに設定する（ステップＳ８０）。その後、電源規格判定部５１０は、ステップＳ５０へ処理を移行し、ＤＦＲ２６０がオンされた後、最低定格電流値に従って電源４０２から蓄電装置１５０の充電を実行するように、第１インバータ２１０、第２インバータ２２０およびコンバータ２００が制御される。【００８７】
一方、ステップＳ７０において、電圧ＶＡＣおよび周波数のいずれかが規格外であると判定されると（ステップＳ７０においてＮＯ）、この場合は電源４０２から蓄電装置１５０の充電を実行するのは好ましくないと判断され、電源規格判定部５１０は、電源４０２から蓄電装置１５０の充電を禁止する（ステップＳ９０）。なお、既に電源４０２から蓄電装置１５０の充電が行なわれている場合には、電源規格判定部５１０は、充電を停止するとともにＤＦＲ２６０をオフする。【００８８】
ステップＳ３０において検出値が安定していないと判定されると（ステップＳ３０においてＮＯ）、電源規格判定部５１０は、規定のモニター時間β（＞α）経過したか否かを判定する（ステップＳ１００）。モニター時間βを経過していないと判定されると（ステップＳ１００においてＮＯ）、ステップＳ１２０へ処理が移行される。したがって、モニター時間βが経過するまでは、ステップＳ３０における安定判別が繰返し確認される。【００８９】
ステップＳ１００においてモニター時間β（＞α）経過したものと判定されると（ステップＳ１００においてＹＥＳ）、電源規格判定部５１０は、以下に説明するダイアグ判定処理を実行する（ステップＳ１１０）。【００９０】
図１１は、図１０に示したダイアグ判定処理のフローチャートである。なお、このフローチャートの処理も、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。【００９１】
図１１を参照して、電源規格判定部５１０は、電圧ＶＡＣが不安定または不確定であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。なお、電圧ＶＡＣが不安定とは、電圧ＶＡＣが安定していないことであり、電圧ＶＡＣが不確定とは、電圧ＶＡＣが規格外（たとえば、図７では１００Ｖおよび２００Ｖ以外）のことである。【００９２】
ステップＳ２１０において電圧ＶＡＣが不安定または不確定であると判定されると（ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、電源規格判定部５１０は、電圧ＶＡＣが略０Ｖであるか否かを判定する（ステップＳ２２０）。そして、電圧ＶＡＣが略０Ｖであると判定されると（ステップＳ２２０においてＹＥＳ）、電源規格判定部５１０は、充電ケーブル３００の断線異常またはＣＣＩＤ３３０のリレー３３２のオープン故障であると判定し、そのダイアグが記憶される（ステップＳ２３０）。すなわち、このダイアグ判定処理が行なわれるときは、図１０に示したように、電源規格モニター条件が成立しているので、コネクタ３１０は充電ポート２７０に挿入され、パイロット信号ＣＰＬＴは発振し、かつ、ＣＣＩＤ３３０のリレー３３２へのオン指令も出力されている。したがって、この状態で電圧ＶＡＣが略０Ｖのときは、充電ケーブル３００が断線しているか、またはＣＣＩＤ３３０のリレー３３２がオープン故障していると判断できる。【００９３】
一方、ステップＳ２２０において電圧ＶＡＣは略０Ｖでないと判定されると（ステップＳ２２０においてＮＯ）、電源規格判定部５１０は、電圧異常であると判定し、そのダイアグが記憶される（ステップＳ２４０）。なお、ステップＳ２１０において電圧ＶＡＣは不安定でも不確定でもないと判定された場合には（ステップＳ２１０においてＮＯ）、電源規格判定部５１０は、ステップＳ２５０へ処理を進める。【００９４】
次いで、電源規格判定部５１０は、電源４０２の周波数が不安定または不確定であるか否かを判定する（ステップＳ２５０）。なお、周波数が不安定とは、検出された周波数のばらつきが大きい場合であり、周波数が不確定とは、周波数が規格外（たとえば、図９では周波数が範囲ｆ１，ｆ２の範囲外）のことである。【００９５】
そして、ステップＳ２５０において周波数が不安定または不確定であると判定されると（ステップＳ２５０においてＹＥＳ）、電源規格判定部５１０は、周波数異常であると判定し、そのダイアグが記憶される（ステップＳ２６０）。なお、ステップＳ２５０において周波数は不安定でも不確定でもないと判定された場合には（ステップＳ２５０においてＮＯ）、電源規格判定部５１０は、ステップＳ２７０へ処理を進める。【００９６】
次いで、電源規格判定部５１０は、パイロット信号ＣＰＬＴが不安定または不確定であるか否かを判定する（ステップＳ２７０）。なお、パイロット信号ＣＰＬＴが不安定とは、パイロット信号ＣＰＬＴのデューティーのばらつきが大きい場合であり、パイロット信号ＣＰＬＴが不確定とは、パイロット信号ＣＰＬＴのデューティーによって定格電流が判別できないことである（たとえば、図８ではデューティーがＤ１よりも小さいか８０％よりも大きい場合）。【００９７】
そして、ステップＳ２７０においてパイロット信号ＣＰＬＴが不安定または不確定であると判定されると（ステップＳ２７０においてＹＥＳ）、電源規格判定部５１０は、パイロット信号ＣＰＬＴの異常と判定し、そのダイアグが記憶される（ステップＳ２８０）。なお、ステップＳ２７０においてパイロット信号ＣＰＬＴは不安定でも不確定でもないと判定された場合には（ステップＳ２７０においてＮＯ）、電源規格判定部５１０は、ステップＳ２９０へ処理を移行する。【００９８】
次に、電源規格判定部５１０によって生成される充電電流指令値ＲＣに基づく充電実行処理について説明する。【００９９】
図１２は、図６に示した充電指令生成部５２０の機能ブロック図である。図１２を参照して、充電指令生成部５２０は、位相検出部６１０と、正弦波生成部６２０と、乗算部６３０と、減算部６４０と、電流制御部６５０とを含む。【０１００】
位相検出部６１０は、電圧ＶＡＣの零クロス点を検出し、その検出した零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６２０は、位相検出部６１０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６２０は、たとえば、正弦波関数のテーブルを用いて、位相検出部６１０からの位相情報に基づいて電圧ＶＡＣと同相の正弦波を生成することができる。【０１０１】
乗算部６３０は、電源規格判定部５１０（図６）からの充電電流指令値ＲＣに正弦波生成部６２０からの正弦波を乗算し、その演算結果を電流指令値として出力する。減算部６４０は、乗算部６３０から出力される電流指令から電流ＩＡＣを減算し、その演算結果を電流制御部６５０へ出力する。【０１０２】
電流制御部６５０は、電源規格判定部５１０から充電実行指令ＥＮを受けているとき、電流指令と電流ＩＡＣとの偏差に基づいて、電流ＩＡＣを電流指令に追従させるための零相電圧指令Ｅ０を生成する。この零相電圧指令Ｅ０は、第１インバータ２１０および第２インバータ２２０の少なくとも一方の各相電圧指令に一律に加算される電圧であって、この零相電圧指令Ｅ０自体は、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０の回転トルクに寄与しないものである。【０１０３】
図１３は、図３に示した第１および第２インバータ２１０，２２０および第１および第２ＭＧ１１０，１２０の零相等価回路を示した図である。第１および第２インバータ２１０，２２０の各々は、図３に示したように三相ブリッジ回路から成り、各インバータにおける６個のスイッチング素子のオン／オフの組合わせは８パターン存在する。その８つのスイッチングパターンのうち２つは相間電圧が零となり、そのような電圧状態は零電圧ベクトルと称される。零電圧ベクトルについては、上アームの３つのスイッチング素子は互いに同じスイッチング状態（全てオンまたはオフ）とみなすことができ、また、下アームの３つのスイッチング素子も互いに同じスイッチング状態とみなすことができる。【０１０４】
車両外部の電源４０２から蓄電装置１５０の充電時、第１および第２インバータ２１０，２２０の少なくとも一方において、充電指令生成部５２０（図１２）によって生成される零相電圧指令Ｅ０に基づいて零電圧ベクトルが制御される。したがって、この図１３では、第１インバータ２１０の上アームの３つのスイッチング素子は上アーム２１０Ａとしてまとめて示され、第１インバータ２１０の下アームの３つのスイッチング素子は下アーム２１０Ｂとしてまとめて示されている。同様に、第２インバータ２２０の上アームの３つのスイッチング素子は上アーム２２０Ａとしてまとめて示され、第２インバータ２２０の下アームの３つのスイッチング素子は下アーム２２０Ｂとしてまとめて示されている。【０１０５】
そして、図１３に示されるように、この零相等価回路は、電源４０２から第１ＭＧ１１０の中性点１１２および第２ＭＧ１２０の中性点１２２に与えられる単相交流電力を入力とする単相ＰＷＭコンバータとみることができる。そこで、第１および第２インバータ２１０，２２０の少なくとも一方において零相電圧指令Ｅ０に基づいて零電圧ベクトルを変化させ、第１および第２インバータ２１０，２２０を単相ＰＷＭコンバータのアームとして動作するようにスイッチング制御することによって、電源４０２から供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電装置１５０を充電することができる。【０１０６】
以上のように、この実施の形態においては、電源４０２からプラグインハイブリッド車へ供給可能な電力、すなわち電圧ＶＡＣ、定格電流および電源周波数が検出される。そして、これらの検出値の組合わせが規定の組合わせに一致すると判定されると、その組合わせに従う電圧、電流および周波数で電源４０２から蓄電装置１５０の充電が実行される。一方、電圧ＶＡＣ、定格電流および周波数の組合わせが規定の組合わせのいずれにも一致しないと判定されると、電源４０２自体は正常と判定された場合には、充電電流を規定の最低定格電流値に制限して充電が実行され、電源４０２が異常と判定された場合に充電が禁止される。すなわち、電圧ＶＡＣ、定格電流および周波数の組合わせが規定の組合わせに一致しないと判定された場合、一律に充電を禁止するのではなく、電源４０２は正常と判定された場合には、充電電流を規定の最低定格電流値に制限して充電が実行される。したがって、この実施の形態によれば、車両外部の電源４０２から蓄電装置１５０の充電の機会喪失をできる限り抑制し、かつ、安全に電源４０２から蓄電装置１５０を充電することができる。【０１０７】
また、この実施の形態によれば、コネクタ信号ＣＮＣＴの発生を条件として電源規格の判定を行なうこととしたので、コネクタ３１０が充電ポート２７０に接続されていない場合に不必要に電源規格判定が実行されるのを防止することができる。【０１０８】
また、この実施の形態によれば、パイロット信号ＣＰＬＴの発振を条件に含む電源規格モニター条件の成立中に電圧ＶＡＣが略０Ｖか否かを判定するので、充電ケーブル３００の断線異常を検出することができる。【０１０９】
なお、上記の実施の形態においては、電圧ＶＡＣ、定格電流および周波数の組合わせが規定の組合わせに一致しないと判定され、かつ、電源４０２は正常と判定された場合には、充電電流を最低定格電流値に制限して充電を実行するものとしたが、その際の充電電流は、最低定格電流よりも小さくても構わない。但し、規定の最低定格電流は、安全に充電可能な最大の充電電流であり、選択し得る充電電流として好適である。【０１１０】
また、上記の実施の形態においては、電源４０２の周波数についても規格判別するものとしたが、電圧ＶＡＣが規格内で周波数が規格外となる可能性は低いと考える場合には、周波数については、安定性の判定および規格判別を行なわないことも可能である。【０１１１】
なお、上記の実施の形態においては、電源４０２から供給される充電電力を第１ＭＧ１１０の中性点１１２および第２ＭＧ１２０の中性点１２２に与え、第１および第２インバータ２１０，２２０を単相ＰＷＭコンバータとして動作させることによって蓄電装置１５０を充電するものとしたが、電源４０２から蓄電装置１５０を充電するための専用の充電器を別途設けてもよい。【０１１２】
図１４は、電源４０２から蓄電装置１５０を充電するための専用の充電器を搭載したプラグインハイブリッド車の電気システムの全体構成図である。図１４を参照して、この電気システムは、図３に示した電気システムにおいて充電器２９０をさらに備える。充電器２９０は、ＳＭＲ２５０とコンバータ２００との間の電力線に接続され、充電器２９０の入力側にＤＦＲ２６０およびＬＣフィルタ２８０を介して充電ポート２７０が接続される。そして、電源４０２から蓄電装置１５０の充電時、充電器２９０は、ＥＣＵ１７０からの制御信号に基づいて、電源４０２から供給される充電電力を蓄電装置１５０の電圧レベルに変換して蓄電装置１５０へ出力し、蓄電装置１５０を充電する。【０１１３】
なお、図１５に示されるように、図１４に示した電気システムの充電機構に関する部分の構成は、図４に示した上記の実施の形態における充電機構の構成と同じである。【０１１４】
また、上記の実施の形態においては、動力分割機構１３０によりエンジン１００の動力を分割して駆動輪１６０と第１ＭＧ１１０とに伝達可能なシリーズ／パラレル型のハイブリッド車について説明したが、この発明は、その他の形式のハイブリッド車にも適用可能である。すなわち、たとえば、第１ＭＧ１１０を駆動するためにのみエンジン１００を用い、第２ＭＧ１２０でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車や、エンジン１００が生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド車、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車などにもこの発明は適用可能である。【０１１５】
また、この発明は、コンバータ２００を備えないハイブリッド車にも適用可能である。
また、この発明は、エンジン１００を備えずに電力のみで走行する電気自動車や、電源として蓄電装置に加えて燃料電池をさらに備える燃料電池車にも適用可能である。【０１１６】
なお、上記において、充電ポート２７０は、この発明における「車両インレット」の一実施例に対応し、電圧センサ１７１は、この発明における「電圧検出部」の一実施例に対応する。また、ＥＣＵ１７０の電源規格判定部５１０は、この発明における「信号検出部」の一実施例に対応する。そして、ＥＶＳＥ制御装置３３４、コントロールパイロット線および電源規格判定部５１０は、この発明における「定格電流検出部」の一実施例を形成し、電圧センサ１７１、ならびにＥＶＳＥ制御装置３３４、コントロールパイロット線および電源規格判定部５１０は、この発明における「検出部」の一実施例を形成する。【０１１７】
さらに、第１および第２ＭＧ１１０，１２０ならびに第１および第２インバータ２１０，２２０は、この発明における「充電実行部」の一実施例を形成し、ＥＣＵ１７０は、この発明における「制御部」の一実施例に対応する。また、さらに、第１および第２ＭＧ１１０，１２０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」の一実施例に対応し、第１および第２インバータ２１０，２２０は、それぞれこの発明における「第１のインバータ」および「第２のインバータ」の一実施例に対応する。また、さらに、ＥＣＵ１７０の充電指令生成部５２０およびインバータ制御部５３０は、この発明における「充電制御部」の一実施例を形成する。【０１１８】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて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。
【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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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