(57)【要約】【課題】  専用の充電装置を設けることなく、救援車に搭載されたバッテリを用いて、電圧の異なる自車両のバッテリを充電することが可能なバッテリ充電装置を低コストで提供する。【解決手段】  バッテリ充電装置１は、電力を蓄える高電圧バッテリ１０と、高電圧バッテリ１０に蓄えられた電力を直流から交流に変換して出力するインバータ１２と、インバータ１２から出力される交流電力により駆動されるモータジェネレータ１４と、外部バッテリ２４により高電圧バッテリ１０を充電する場合に、外部バッテリ２４から供給される電気エネルギーを一時的に蓄積し、蓄積した電気エネルギーをモータジェネレータ１４及びインバータ１２を介して高電圧バッテリ１０へ出力するリアクトル１６と、充電時には、リアクトル１６の出力電圧が高電圧バッテリ１０の充電に必要な電圧となるようにインバータ１２を動作させるＥＣＵ３０とを備えることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を蓄えるバッテリと、
前記バッテリに蓄えられた電力を直流から交流に変換して出力するインバータと、
前記インバータから出力される交流電力により駆動される電動モータと、
外部電源により前記バッテリを充電する場合に、前記外部電源から供給される電気エネルギーを一時的に蓄積し、蓄積した電気エネルギーを前記電動モータ及び前記インバータを介して前記バッテリへ出力するリアクトルと、
充電時には、前記リアクトルの出力電圧が前記バッテリの充電に必要な電圧となるように前記インバータを動作させる制御手段と、を備えることを特徴とするバッテリ充電装置。
【請求項２】
前記電動モータは、三相交流モータであり、
前記制御手段は、前記バッテリの充電に必要な電圧に応じて、各相の巻線及び前記リアクトルに電気エネルギーを蓄積する時間を算出し、前記時間に基づいて前記インバータを動作させる、ことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ充電装置。
【請求項３】
前記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段をさらに備え、
前記バッテリの充電に必要な電圧は、前記電圧検出手段により検出されたバッテリ電圧に応じて設定される、ことを特徴とする請求項２に記載のバッテリ充電装置。
【請求項４】
前記制御手段は、電気エネルギーを蓄積するタイミングが、前記各相間で１２０度ずつずれるように前記インバータを動作させる、ことを特徴とする請求項２又は３に記載のバッテリ充電装置。
【請求項５】
充電電流を検出する電流検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記電流検出手段により検出される電流値が所定値以下となるように、前記各巻線及び前記リアクトルに電気エネルギーを蓄積する時間を算出し、前記時間に基づいて前記インバータを動作させる、ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のバッテリ充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のバッテリ充電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンと電動モータとを併用するハイブリッド車において、エンジン始動が電動モータにより行われる場合、電動モータに電力を供給する高電圧バッテリが放電してしまうとエンジン始動を行うことができないため、走行不能となる可能性がある。したがって、通常の充電システムとは別に、高電圧バッテリを充電することのできる手段を備える必要がある。
【０００３】
下記特許文献１には、他の車両（以下「救援車」という）に搭載された１２Ｖ系のバッテリを用いて高電圧バッテリを充電するバッテリ充電装置が記載されている。
【０００４】
このバッテリ充電装置は次のように動作する。すなわち、ブースターケーブル等を用いて自車の１２Ｖ系低電圧バッテリと救援車の１２Ｖ系バッテリとを互いに同極同士で接続し、充電スイッチをＯＮにする。すると、入力フィルタを介して入力される救援車の１２Ｖ系バッテリからの直流電圧がトランジスタによるブリッジ回路によって交流に変換され、トランスによって昇圧される。トランスの二次側の交流出力は、ダイオードとコンデンサとによって倍電圧整流され直流の高電圧となる。したがって、倍電圧整流回路部からの直流出力により、高電圧バッテリを充電することができる。
【特許文献１】特開２０００−２９９９０２号公報（第３−６頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、救援車に搭載されているバッテリから自車両の高電圧バッテリに充電を行う場合、上記のように専用の充電装置を設けることが必要であり、コストが増大するという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、専用の充電装置を設けることなく、救援車に搭載されたバッテリを用いて、電圧の異なる自車両のバッテリを充電することが可能なバッテリ充電装置を低コストで提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るバッテリ充電装置は、電力を蓄えるバッテリと、バッテリに蓄えられた電力を直流から交流に変換して出力するインバータと、インバータから出力される交流電力により駆動される電動モータと、外部電源によりバッテリを充電する場合に、外部電源から供給される電気エネルギーを一時的に蓄積し、蓄積した電気エネルギーを電動モータ及びインバータを介してバッテリへ出力するリアクトルと、充電時には、リアクトルの出力電圧がバッテリの充電に必要な電圧となるようにインバータを動作させる制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るバッテリ充電装置によれば、インバータの動作によりリアクトルに蓄積された電気エネルギーが逆起電力という形で放出されるので、外部電源の電圧からバッテリの充電に必要な電圧に変圧することができる。これにより、バッテリを充電することが可能となる。
【０００９】
本発明に係るバッテリ充電装置は、電動モータが三相交流モータであり、制御手段がバッテリの充電に必要な電圧に応じて、各相の巻線及びリアクトルに電気エネルギーを蓄積する時間を算出し、この時間に基づいてインバータを動作させることが好ましい。
【００１０】
電圧の変圧幅は、三相巻線の各巻線及びリアクトルに蓄積される電気エネルギー量に応じて変化する。この場合、バッテリの充電電圧に応じて各巻線及びリアクトルに蓄積される電気エネルギー量が調節されるので、リアクトルの出力電圧をバッテリの充電に必要とされる電圧に調節することが可能となる。
【００１１】
本発明に係るバッテリ充電装置は、バッテリの電圧を検出する電圧検出手段をさらに備え、バッテリの充電に必要な電圧が、電圧検出手段により検出されたバッテリ電圧に応じて設定されることが好ましい。
【００１２】
このようにすれば、バッテリ電圧に応じて充電電圧を適切に調節することができる。
【００１３】
また、制御手段は、電気エネルギーを蓄積するタイミングが各相間で１２０度ずつずれるようにインバータを動作させることが好ましい。
【００１４】
この場合、電気エネルギーを蓄積するタイミングを１２０度ずつずらすことにより、お互いに電流の増減を打ち消し合うので、充電電流のリップルを低減することができる。
【００１５】
本発明に係るバッテリ充電装置は、充電電流を検出する電流検出手段をさらに備え、制御手段が、電流検出手段により検出される電流値が所定値以下となるように、各巻線及びリアクトルに電気エネルギーを蓄積する時間を算出し、前記時間に基づいて前記インバータを動作させることが好ましい。
【００１６】
この場合、充電電流を所定値以下に制限することができるので、リアクトルを小型化することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、外部電源から供給される電気エネルギーを一時的に蓄積し、蓄積した電気エネルギーをバッテリへ出力するリアクトルと、充電時には、リアクトルの出力電圧がバッテリの充電に必要な電圧となるようにインバータを動作させる制御手段とを備えた構成とすることにより、専用の充電装置を設けることなく、救援車に搭載されたバッテリを用いて、自車両のバッテリを充電することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。
【００１９】
（第１実施形態）
まず、図１を用いて、第１実施形態に係るバッテリ充電装置１の構成について説明する。
【００２０】
高電圧（例えば３６Ｖ）バッテリ１０の正極は、インバータ１２に接続されている。一方、高電圧バッテリ１０の負極は、インバータ１２に接続されると共に、車両ボディ等のパワーグランドに接地されている。ここで、高電圧バッテリ１０としては、密閉型鉛電池やニッケル水素等の２次電池が利用される。
【００２１】
インバータ１２は、６つのスイッチング素子（例えば、パワーＭＯＳ  ＦＥＴ）から構成されている。より詳細には、電源ラインとパワーグランドとの間には、パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ１，Ｑ２の直列接続からなるＵ相アームと、パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ３，Ｑ４の直列接続からなるＶ相アームと、パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ５，Ｑ６の直列接続からなるＷ相アームとが配置されている。
【００２２】
インバータ１２の各相アームの中間点は、３相交流モータであるモータジェネレータ１４の各相コイルの各端に接続されている。すなわち、モータジェネレータ１４のＵ、Ｖ、Ｗ相の３つのコイルの一端が中性点１４ｎで共通接続されており、Ｕ相コイル１４ａの他端がパワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ１，Ｑ２の中間点に、Ｖ相コイル１４ｂの他端がパワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ３，Ｑ４の中間点に、Ｗ相コイル１４ｃの他端がパワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ５，Ｑ６の中間点に接続されている。
【００２３】
なお、通常走行時等においてモータジェネレータ１４は、インバータ１２から出力される交流電力によって駆動される。また、モータジェネレータ１４は、エンジン等の回転を利用して発電することもできる。一方、通常走行時等においてインバータ１２は、高電圧バッテリ１０に蓄えられた電力を直流から交流に変換して、モータジェネレータ１４に供給すると共に、モータジェネレータ１４により発電された電力を、交流から直流に変換して高電圧バッテリ１０に蓄える。
【００２４】
モータジェネレータ１４の中性点１４ｎには、リアクトル１６の一端が接続されている。このリアクトル１６の他端は、充電コネクタ１８の端子に接続されている。この充電コネクタ１８は、高電圧バッテリ１０が放電してしまった場合などの緊急時に、救援車のバッテリ（外部電源、以下「外部バッテリ」という）２４を接続するためのものである。また、外部バッテリ２４の電圧を検出するための電圧センサ２０Ａが、充電コネクタ１８と並列に接続されている。この電圧センサ２０Ａからの出力信号は、電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）３０に入力されている。
【００２５】
ＥＣＵ３０には、電圧センサ２０Ａの他に、高電圧バッテリ１０の電圧を検出する電圧センサ２０Ｂや、救援車から充電を行いたいときにＥＣＵ３０に対して充電指令を与える図示しない充電スイッチなどが接続されている。また、ＥＣＵ３０は、インバータ１２のパワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ１〜Ｑ６を駆動するためのスイッチング信号を出力する出力回路などを備えている。
【００２６】
ＥＣＵ３０は、その内部に演算を行うマイクロプロセッサ、このマイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ及び高電圧バッテリ１０によってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ等を有している。
【００２７】
そして、これらによって、ＥＣＵ３０の内部には、外部バッテリ２４からの充電時にリアクトル１６の出力電圧が高電圧バッテリ１０の充電に必要な電圧（例えば４２Ｖ）となるように、インバータ１２を構成するパワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ１〜Ｑ６の駆動を制御する制御部３０ａなどが構築されている。即ち、ＥＣＵ３０は、制御手段として機能する。
【００２８】
次に、図２を用いて、外部バッテリ２４から高電圧バッテリ１０の充電を行う場合におけるバッテリ充電装置１の動作について説明する。図２は、バッテリ充電装置１による外部バッテリ２４を用いた充電処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００２９】
ステップＳ１００では、充電スイッチがオンされたか否かの判断が行われる。ここで、充電スイッチがオフの場合には、充電要求が無いと判断され、充電処理が行われることなく処理が終了する。一方、充電スイッチがオンされている場合には、ステップＳ１０２に処理が移行する。
【００３０】
ステップＳ１０２では、充電コネクタ１８に外部バッテリ２４が確実に接続されているか否かが判断される。具体的には、充電コネクタ１８から所定値以上の電圧が検出されているか否かの判断が行われる。ここで、所定値以上の電圧が検出されていない場合には、外部バッテリ２４が確実に接続されていないと判断されて、充電コネクタ１８から所定値以上の電圧が検出されるまで本ステップを繰り返し実行する。一方、所定値以上の電圧が充電コネクタ１８から検出されている場合には、外部バッテリ２４が確実に接続されていると判断されて、ステップＳ１０４に処理が移行する。
【００３１】
ステップＳ１０４では、バッテリ充電装置１による充電処理が実行される。ここで、図３を参照して、バッテリ充電装置１の充電制御について詳細に説明する。図３は、バッテリ充電装置１における、インバータ１２のスイッチング制御を説明するための図である。
【００３２】
図３に示されるように、電圧センサ２０Ｂにより検出される高電圧バッテリ１０のバッテリ電圧Ｖｂ３６と、高電圧バッテリ１０の目標充電電圧Ｖｂ３６＊とが減算器３０ｂに入力され、その差が演算される。得られた、目標充電電圧Ｖｂ３６＊と実際のバッテリ電圧Ｖｂ３６との偏差ΔＶｂ３６は、制御部３０ａに出力される。制御部３０ａは、入力された偏差ΔＶｂ３６に基づいて、所謂ＰＩＤ制御におけるＰ項（比例項）、Ｉ項（積分項）、Ｄ項（微分項）それぞれのフィードバック係数を算出する。そして、各フィードバック係数に基づいて高電圧バッテリ１０のバッテリ電圧Ｖｂ３６が目標充電電圧Ｖｂ３６＊となるように指令値Ｖｎを決定する。なお、ＰＩＤ制御に代えて、Ｐ制御やＰＩ制御等を用いてもよい。
【００３３】
さらに、指令値Ｖｎから、モータジェネレータ１４の各相に対する指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが求められる。ただし、本実施形態では、Ｖｎ＝Ｖｕ＝Ｖｖ＝Ｖｗとした。
【００３４】
次に、比較器３０ｃにおいて、各アームの上側パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ１，Ｑ３，Ｑ５のスイッチング信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗと、下側パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ２，Ｑ４，Ｑ６のスイッチング信号−Ｓｕ，−Ｓｖ，−Ｓｗとが生成される。なお、スイッチング信号−Ｓｕ，−Ｓｖ，−Ｓｗは、スイッチング信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗを反転させたものである。
【００３５】
ここで、Ｕ相を例にしてスイッチング信号Ｓｕの生成方法について説明する。のこぎり波状のキャリア信号Ｃｕと指令値Ｖｕとが比較器３０ｃに入力され、「指令値Ｖｕ≦キャリア信号Ｃｕ」の場合には、上側パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ１がオンするようにスイッチング信号Ｓｕ（例えば５Ｖ）が出力される。一方、「指令値Ｖｕ＞キャリア信号Ｃｕ」の場合には、上側パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ１がオフするようにスイッチング信号Ｓｕ（例えば０Ｖ）が出力される。また、上述したように、下側パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ２のスイッチング信号−Ｓｕが、スイッチング信号Ｓｕを反転させることにより生成される。
【００３６】
即ち、上側パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ１がオンしているときには、下側パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ２がオフし、上側パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ１がオフしているときには、下側パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ２がオンするようにスイッチング制御が行われる。なお、Ｖ相及びＷ相におけるスイッチング信号Ｓｖ，Ｓｗの生成方法については、Ｕ相における場合と同一又は同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００３７】
本実施形態では、インバータ１２の上側パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ１，Ｑ３，Ｑ５のオン時間と、下側パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ２，Ｑ４，Ｑ６のオン時間との比率を異ならせることで、中性点電圧と指令値Ｖｎとが一致するように制御する。その理由を次に説明する。
【００３８】
上側パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ１，Ｑ３，Ｑ５をオフし、下側パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ２，Ｑ４，Ｑ６をオンすると、リアクトル１６及びモータジェネレータ１４の各相コイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃに電流が流れエネルギーが蓄積される。次に、上側パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ１，Ｑ３，Ｑ５をオンし、下側パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ２，Ｑ４，Ｑ６をオフすると、リアクトル１６及びモータジェネレータ１４の各相コイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃに蓄積されたエネルギーが逆起電力として放出される。この際に、高電圧バッテリ１０に印加される電圧は、外部バッテリ２４のバッテリ電圧に逆起電力が加算されたものになる。このようにして、外部バッテリ２４の電圧が昇圧される。
【００３９】
ここで、上側パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ１，Ｑ３，Ｑ５のオン時間即ち、エネルギー放出時間と、下側パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ２，Ｑ４，Ｑ６のオン時間即ち、エネルギー蓄積時間との比率を調節することにより、電圧の昇圧幅を調節することができる。すなわち、上側パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ１，Ｑ３，Ｑ５のオン時間と下側パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ２，Ｑ４，Ｑ６のオン時間との比率を１：１とした場合には、外部バッテリ２４の電圧は約２倍に昇圧される。また、比率を１：２とした場合には約３倍に昇圧され、比率を１：３としたときには約４倍に昇圧される。したがって、例えば、外部バッテリ２４が１２Ｖバッテリ（充電電圧１４Ｖ）であり、高電圧バッテリ１０が３６Ｖバッテリ（充電電圧４２Ｖ）である場合には、上側パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ１，Ｑ３，Ｑ５のオン時間と下側パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ２，Ｑ４，Ｑ６のオン時間との比率が約１：２．５に設定される。
【００４０】
さらに、本実施形態では、キャリア信号Ｃｕ、キャリア信号Ｃｖ及びキャリア信号Ｃｗそれぞれの位相が相互に１２０度ずつ異なるように設定されている。次に、図４を参照して、各相におけるキャリア信号Ｃｕ，Ｃｖ，Ｃｗと指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗとから生成されるスイッチング信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗと、中性点１４ｎに流れる充電電流（以下「中性点電流」という）Ｉｎとの関係について説明する。図４は、各相のキャリア信号Ｃｕ，Ｃｖ，Ｃｗの位相を１２０度ずつずらした場合における、キャリア信号Ｃｕ，Ｃｖ，Ｃｗと制御信号Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗとから生成されるスイッチング信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗと、中性点電流Ｉｎとの関係を示す図である。
【００４１】
図４（ａ），（ｂ）には、Ｕ相におけるキャリア信号Ｃｕと指令値Ｖｕとから生成されるスイッチング信号Ｓｕの関係が示されている。図４（ａ）に示されるように、キャリア信号Ｃｕは、所定の三角波が所定周期で繰り返されるのこぎり波状の信号である。また、上述したとおり、指令値Ｖｕがキャリア信号Ｃｕ以下の場合には、アーム上側のパワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ１をオンさせるようなスイッチング信号Ｓｕ（オン信号）が出力される。一方、指令値Ｖｕがキャリア信号Ｃｕより大きい場合には、アーム上側のパワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ１をオフさせるようなスイッチング信号Ｓｕ（オフ信号）が出力される。
【００４２】
同様に、図４（ｃ），（ｄ）に、Ｖ相おけるキャリア信号Ｃｖと指令値Ｖｖとから生成されるスイッチング信号Ｓｖの関係を示す。また、図４（ｅ），（ｆ）に、Ｗ相おけるキャリア信号Ｃｗと指令値Ｖｗとから生成されるスイッチング信号Ｓｗの関係を示す。なお、Ｖ相及びＷ相における各信号の詳細はＵ相と同一又は同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００４３】
ここで、図４（ａ）、（ｃ）及び（ｅ）に示されるように、キャリア信号Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗは、それぞれの位相が１２０度ずつずれている。これにより、各相におけるスイッチング信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗの位相も１２０度ずつずれる（図４（ｂ），（ｄ），（ｆ）参照）。
【００４４】
一方、中性点電流Ｉｎは、アーム上側のパワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ１，Ｑ３，Ｑ５がオンしているときに減少し、アーム上側のパワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ１，Ｑ３，Ｑ５がオフしているとき、即ちアーム下側のパワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ２，Ｑ４，Ｑ６がオンしているときに増加する。なお、中性点の電圧も中性点電流Ｉｎと同様の動きとなる。ここで、キャリア信号Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗの位相を互いに１２０度ずらすことにより、スイッチング信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗの位相を１２０度ずらした場合、各相における電流が相互に充電電流の増加又は減少を打ち消し合うので、充電電流のリップルを低減することができる（図４（ｇ）参照）。
【００４５】
これに対し、キャリア信号Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗの位相を同位相とした場合における、キャリア信号Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗと制御信号Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗとから生成されるスイッチング信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗと、中性点電流Ｉｎとの関係を、図５を参照して説明する。
【００４６】
図５（ａ），（ｂ）には、Ｕ相におけるキャリア信号Ｃｕと指令値Ｖｕとから生成されるスイッチング信号Ｓｕの関係が示されている。詳細は、上記図４（ａ），（ｂ）の場合と同一であるので、ここでは説明を省略する。同様に、図５（ｃ），（ｄ）に、Ｖ相おけるキャリア信号Ｃｖと指令値Ｖｖとから生成されるスイッチング信号Ｓｖの関係を示す。また、図５（ｅ），（ｆ）に、Ｗ相おけるキャリア信号Ｃｗと指令値Ｖｗとから生成されるスイッチング信号Ｓｗの関係を示す。なお、Ｖ相及びＷ相における各信号の詳細はＵ相と同一又は同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００４７】
ここで、図５（ａ）、（ｃ）及び（ｅ）に示されるように、キャリア信号Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗの位相は、同一に設定されている。これにより、各相におけるスイッチング信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗの位相も同一となる（図５（ｂ），（ｄ），（ｆ）参照）。
【００４８】
一方、高電圧バッテリ１０の充電電流は、アーム上側のパワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ１，Ｑ３，Ｑ５がオンしているときに減少し、アーム上側のパワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ１，Ｑ３，Ｑ５がオフしているとき、即ちアーム下側のパワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ２，Ｑ４，Ｑ６がオンしているときに増加する。ここで、各相におけるキャリア信号Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗの位相が同一であるので、スイッチング信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗそれぞれの位相も同一となる。この場合には、各相における電流が相互に充電電流の増加又は減少を打ち消し合うことがないので、充電電流のリップルは、位相を１２０度ずらした場合に比べて増加する（図５（ｇ）参照）。
【００４９】
図２に戻り説明を続けると、ステップＳ１０６では、例えば、充電電流値や高電圧バッテリ１０の電圧値等に基づいて、充電が完了したか否かの判断が行われる。ここで、充電が完了していないと判断された場合には、ステップＳ１０４に処理が戻り、充電が完了するまで充電処理が継続して実行される。一方、充電が完了したと判断された場合には処理が終了される。
【００５０】
バッテリ充電装置１によれば、アーム下側のパワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ２，Ｑ４，Ｑ６がオンしているときにリアクトル１６等にエネルギー蓄積され、アーム上側のパワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ１，Ｑ３，Ｑ５がオンしているときに、蓄積されたエネルギーが逆起電力という形で放出されるので、外部バッテリ２４の電圧を昇圧することができる。また、パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ２，Ｑ４，Ｑ６のオン時間とパワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ１，Ｑ３，Ｑ５のオン時間との比率を調節することにより昇圧幅を高電圧バッテリ１０の充電電圧に応じて調節することができる。これにより、外部バッテリ２４の電圧と異なる高電圧バッテリ１０を充電することが可能となる。
【００５１】
また、エネルギーを蓄積・放出するタイミング即ち、各相に対応したパワーＭＯＳ  ＦＥＴのスイッチングタイミングを１２０度ずつずらすことにより、各相に流れる電流がお互いに増減を打ち消し合うので、充電電流のリップルを低減することができる。
【００５２】
（第２実施形態）
次に、図６を用いて、第２実施形態に係るバッテリ充電装置２の構成について説明する。バッテリ充電装置２がバッテリ充電装置１と異なるのは、リアクトル１６とモータジェネレータ１４の中性点１４ｎとの間に、中性点電流を検出する電流センサ４０を備えている点である。なお、モータジェネレータ１４の各相電流を検出し、検出された各相電流値に基づいて中性点電流を求めてもよい。その他の構成については、バッテリ充電装置１と同一であるので、ここでは説明を省略する。
【００５３】
次に、図７を参照して、バッテリ充電装置２の動作について説明する。図７は、バッテリ充電装置２における、インバータ１２のスイッチング制御を説明するための図である。
【００５４】
図７に示されるように、電流センサ４０により検出された中性点電流Ｉｎと、目標電流値Ｉｎ＊とが減算器３０ｂに入力され、その差ΔＩｎが演算される。得られた、目標電流値Ｉｎ＊と実際の中性点電流Ｉｎとの偏差ΔＩｎは、制御部３０ａに出力される。制御部３０ａは、入力された偏差ΔＩｎに基づいて、所謂ＰＩＤ制御におけるＰ項（比例項）、Ｉ項（積分項）、Ｄ項（微分項）それぞれのフィードバック係数を算出する。そして、各フィードバック係数に基づいて中性点電流Ｉｎが目標電流値Ｉｎ＊となるように指令値Ｖｎが決定される。なお、ＰＩＤ制御に代えて、Ｐ制御やＰＩ制御等を用いてもよい。
【００５５】
さらに、指令値Ｖｎから、モータジェネレータ１４の各相に対する指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが求められる。ただし、本実施形態では、Ｖｎ＝Ｖｕ＝Ｖｖ＝Ｖｗとした。
【００５６】
次に、比較器３０ｃにおいて、各アームの上側パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ１，Ｑ３，Ｑ５のスイッチング信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗと、下側パワーＭＯＳ  ＦＥＴＱ２，Ｑ４，Ｑ６のスイッチング信号−Ｓｕ，−Ｓｖ，−Ｓｗとが生成される。なお、スイッチング信号−Ｓｕ，−Ｓｖ，−Ｓｗは、スイッチング信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗを反転させたものである。なお、スイッチング信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗの生成方法に関しては、上記第１実施形態の場合と同一又は同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５７】
バッテリ充電装置２によれば、中性点電流Ｉｎ即ち充電電流を目標電流値Ｉｎ＊に調節することができるので、リアクトル１６に過大な電流が流れることを防止することができる。そのため、リアクトル１６を小型化することが可能となる。
【００５８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、キャリア信号Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗの位相を互いに１２０度ずらしたが、同位相としてもよい。また、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のうち、いずれか１相のみを用いて昇圧を行ってもよい。さらに、高電圧バッテリ１０に代えて大容量キャパシタを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】第１実施形態に係るバッテリ充電装置の構成を示す図である。
【図２】第１実施形態に係るバッテリ充電装置による充電処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態に係るバッテリ充電装置における、インバータのスイッチング制御を説明するための図である。
【図４】各相のキャリア信号の位相を１２０度ずらした場合における、キャリア信号と制御信号とから生成されるスイッチング信号と、充電電流との関係を示す図である。
【図５】各相のキャリア信号の位相を同位相とした場合における、キャリア信号と制御信号とから生成されるスイッチング信号と、充電電流との関係を示す図である。
【図６】第２実施形態に係るバッテリ充電装置の構成を示す図である。
【図７】第２実施形態に係るバッテリ充電装置における、インバータのスイッチング制御を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…バッテリ充電装置、１０…高電圧バッテリ、１２…インバータ、１４…モータジェネレータ、１４ｎ…中性点、１４ａ…Ｕ相コイル、１４ｂ…Ｖ相コイル、１４ｃ…Ｗ相コイル、１６…リアクトル、１８…充電コネクタ、２０Ａ，２０Ｂ…電圧センサ、２４…外部バッテリ、３０…ＥＣＵ、３０ａ…制御部、４０…電流センサ、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６…パワーＭＯＳ  ＦＥＴ。
【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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