(57)【要約】【課題】商用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。【解決手段】商用電源９０から蓄電装置Ｂの充電時、商用電源９０からの電力は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各中性点に与えられる。回転抑制制御部２２２は、モータジェネレータＭＧ１の回転角θ１に基づいて、インバータ２０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、モータジェネレータＭＧ１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モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値ＴＲ２Ｃを生成してモータ制御用相電圧演算部２１４へ出力する。【選択図】図５
2007336740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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であって、
星形結線された多相巻線を固定子巻線として含む交流回転電機と、
前記多相巻線に接続され、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ータと、
前記商用電源を前記多相巻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商用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、
前記商用電源から前記蓄電装置の充電が行なわれるとき、前記交流回転電機が回転するのを抑制する回転抑制手段とを備える充電制御装置。
【請求項２】
前記回転抑制手段は、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ーキ装置を含む、請求項１に記載の充電制御装置。
【請求項３】
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であって、
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のインバータと、
前記商用電源を前記第１の多相巻線の第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商用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、
前記商用電源から前記蓄電装置の充電が行なわれるとき、前記第１の交流回転電機が発生するトルクによって前記駆動軸が回転するのを抑制する回転抑制手段とを備える充電制御装置。
【請求項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、
前記回転抑制手段は、前記回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、請求項３に記載の充電制御装置。
【請求項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の多相巻線の第２の中性点に前記商用電源を接続可能なように構成され、
前記インバータ制御部は、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商用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、請求項４に記載の充電制御装置。
【請求項６】
前記回転抑制手段は、前記内燃機関の出力軸の回転抵抗を低減させる、請求項３に記載の充電制御装置。
【請求項７】
前記回転抑制手段は、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、請求項６に記載の充電制御装置。
【請求項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、
前記回転抑制手段は、前記係合要素を非係合状態にする、請求項６に記載の充電制御装置。
【請求項９】
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であって、
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のインバータと、
前記商用電源を前記第１の多相巻線の第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商用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のインバータを制御するインバータ制御部を備える充電制御装置。
【請求項１０】
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のイ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の中性点に前記商用電源を接続可能なように構成され、
前記インバータ制御部は、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商用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、請求項９に記載の充電制御装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の充電制御装置を備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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】
【０００２】
特開平８−１２６１２１号公報（特許文献１）は、電気自動車の車載充電装置を開示する。この車載充電装置は、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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−１２６１２１号公報
【特許文献２】特開平４−２９５２０２号公報
【特許文献３】特開平１１−３４１８９７号公報
【特許文献４】特開平８−２２８４４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、コイルの漏れイ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。
【０００７】
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い。
【０００８】
そこで、この発明は、か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、商用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。
【０００９】
また、この発明の別の目的は、商用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備えた車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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商用電源から充電する充電制御装置であって、星形結線された多相巻線を固定子巻線として含む交流回転電機と、多相巻線に接続され、交流回転電機と蓄電装置との間で電力変換を行なうインバータと、商用電源を多相巻線の中性点に接続可能なように構成された接続装置と、接続装置によって中性点に与えられる商用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相を制御するインバータ制御部と、商用電源から蓄電装置の充電が行なわれるとき、交流回転電機が回転するのを抑制する回転抑制手段とを備える。
【００１１】
好ましくは、回転抑制手段は、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。
【００１２】
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商用電源から充電する充電制御装置であって、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の交流回転電機と、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１のインバータと、商用電源を第１の多相巻線の第１の中性点に接続可能なように構成された接続装置と、接続装置によって第１の中性点に与えられる商用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相を制御するインバータ制御部と、内燃機関と、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ギヤ機構と、商用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クによって駆動軸が回転するのを抑制する回転抑制手段とを備える。
【００１３】
好ましくは、充電制御装置は、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、第２の交流回転電機を駆動する第２のインバータと、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、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る。回転抑制手段は、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のインバータを制御する。
【００１４】
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の多相巻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の多相巻線の第２の中性点に商用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商用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のインバータの零相電圧をさらに制御する。
【００１５】
好ましくは、回転抑制手段は、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、回転抑制手段は、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。
【００１６】
また、さらに好ましくは、内燃機関の出力軸とギヤ機構との間に設けられる係合要素をさらに備える。回転抑制手段は、係合要素を非係合状態にする。
【００１７】
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商用電源から充電する充電制御装置であって、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の交流回転電機と、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１のインバータと、商用電源を第１の多相巻線の第１の中性点に接続可能なように構成された接続装置と、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、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商用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インバータ制御部を備える。
【００１８】
好ましくは、充電制御装置は、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２の交流回転電機と、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第２のインバータとをさらに備える。接続装置は、第１の中性点および第２の多相巻線の第２の中性点に商用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商用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のインバータの零相電圧をさらに制御する。
【００１９】
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。
【発明の効果】
【００２０】
この発明においては、商用電源からの電力は、接続手段によって第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商用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相を制御するので、その制御される相に対応する巻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、回転抑制手段は、商用電源から蓄電装置の充電が行なわれるとき、第１の交流回転電機が回転するのを抑制する。
【００２１】
したがって、この発明によれば、商用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。
【００２２】
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、回転抑制手段は、商用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クによって駆動軸が回転するのを抑制する。
【００２３】
したがって、この発明によれば、商用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。
【００２４】
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商用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。
【００２５】
したがって、この発明によれば、商用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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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。
【００２７】
［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ッ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ＭＧ１，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。
【００２８】
さらに、ハイブリッド車両１００は、コンデンサＣ１と、電源ラインＰＬと、接地ラインＳＬと、Ｕ相ラインＵＬ１，ＵＬ２と、Ｖ相ラインＶＬ１，ＶＬ２と、Ｗ相ラインＷＬ１，ＷＬ２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ＮＬ１，ＮＬ２と、コネクタ５０と、コンデンサＣ２と、電圧センサ７４と、電流センサ８６とをさらに備える。
【００２９】
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ＭＧ２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ＭＧ１，ＭＧ２とに結合されてこれらの間で動力を分配する。そして、モータジェネレータＭＧ１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１００に組込まれ、モータジェネレータＭＧ２は、車輪２を駆動する電動機としてハイブリッド車両１００に組込まれる。
【００３０】
蓄電装置Ｂの正極および負極は、それぞれ電源ラインＰＬおよび接地ラインＳＬに接続される。コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬと接地ラインＳＬとの間に接続される。インバータ２０は、Ｕ相アーム２２、Ｖ相アーム２４およびＷ相アーム２６を含む。Ｕ相アーム２２、Ｖ相アーム２４およびＷ相アーム２６は、電源ラインＰＬと接地ラインＳＬとの間に並列に接続される。Ｕ相アーム２２は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ１１，Ｑ１２からなり、Ｖ相アーム２４は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ１３，Ｑ１４からなり、Ｗ相アーム２６は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ１５，Ｑ１６からなる。各ｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６のコレクタ−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オードＤ１１〜Ｄ１６がそれぞれ接続される。
【００３１】
なお、上記のｎｐｎ型トランジスタおよび以下の本明細書中の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、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ることができる。
【００３２】
モータジェネレータＭＧ１は、３相コイル１２をステータコイルとして含む。３相コイル１２を形成するＵ相コイルＵ１、Ｖ相コイルＶ１およびＷ相コイルＷ１の一端は、互いに接続されて中性点Ｎ１を形成し、Ｕ相コイルＵ１、Ｖ相コイルＶ１およびＷ相コイルＷ１の他端は、インバータ２０のＵ相アーム２２、Ｖ相アーム２４およびＷ相アーム２６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。
【００３３】
インバータ３０は、Ｕ相アーム３２、Ｖ相アーム３４およびＷ相アーム３６を含む。モータジェネレータＭＧ２は、３相コイル１４をステータコイルとして含む。インバータ３０およびモータジェネレータＭＧ２の構成は、それぞれインバータ２０およびモータジェネレータＭＧ１と同様である。
【００３４】
電力ラインＮＬ１の一方端は、３相コイル１２の中性点Ｎ１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ＮＬ２の一方端は、３相コイル１４の中性点Ｎ２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Ｃ２は、電力ラインＮＬ１と電力ラインＮＬ２との間に接続される。
【００３５】
蓄電装置Ｂは、充放電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。蓄電装置Ｂは、直流電力をコンデンサＣ１へ出力し、また、インバータ２０および／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。
【００３６】
コンデンサＣ１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Ｃ１の端子間電圧、すなわち接地ラインＳＬ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。
【００３７】
インバータ２０は、ＥＣＵ６０からの信号ＰＷＭ１に基づいて、コンデンサＣ１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ＭＧ１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ＭＧ１が発電した３相交流電圧をＥＣＵ６０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。
【００３８】
インバータ３０は、ＥＣＵ６０からの信号ＰＷＭ２に基づいて、コンデンサＣ１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ＭＧ２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ＭＧ２が発電した３相交流電圧をＥＣＵ６０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ＰＬへ出力する。
【００３９】
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ＮＬ１，ＮＬ２を介して中性点Ｎ１，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ＰＬへ出力し、蓄電装置Ｂを充電する。
【００４０】
コンデンサＣ２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ＮＬ１，ＮＬ２間の電圧ＶＡＣを検出し、その検出した電圧ＶＡＣをＥＣＵ６０へ出力する。電流センサ８６は、電力ラインＮＬ２に流れる電流ＩＡＣを検出し、その検出した電流ＩＡＣをＥＣＵ６０へ出力する。なお、電流センサ８６によって電力ラインＮＬ１に流れる電流を検出してもよい。
【００４１】
モータジェネレータＭＧ１，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ＭＧ１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ＭＧ１は、エンジン４の始動時、インバータ２０によって力行駆動され、エンジン４をクランキングする。モータジェネレータＭＧ２は、インバータ３０によって力行駆動され、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ＭＧ２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。
【００４２】
電流センサ８２は、モータジェネレータＭＧ１の各相コイルに流れるモータ電流Ｉ１を検出し、その検出したモータ電流Ｉ１をＥＣＵ６０へ出力する。電流センサ８４は、モータジェネレータＭＧ２の各相コイルに流れるモータ電流Ｉ２を検出し、その検出したモータ電流Ｉ２をＥＣＵ６０へ出力する。レゾルバ９４は、モータジェネレータＭＧ１のロータの回転角θ１を検出し、その検出した回転角θ１をＥＣＵ６０へ出力する。レゾルバ９６は、モータジェネレータＭＧ２のロータの回転角θ２を検出し、その検出した回転角θ２をＥＣＵ６０へ出力する。
【００４３】
ＥＣＵ６０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，ＰＷＭ２をそれぞれインバータ２０，３０へ出力する。
【００４４】
ここで、商用電源９０のコネクタ９２がコネクタ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、ＥＣＵ６０は、商用電源９０から中性点Ｎ１，Ｎ２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。
【００４５】
なお、信号ＡＣは、商用電源９０から蓄電装置Ｂの充電を要求する信号であって、たとえば、商用電源９０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。
【００４６】
図２は、図１に示したハイブリッド車両１００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１００は、動力伝達ギヤ１０２と、ディファレンシャルギヤ１０４と、車輪２と、動力分割機構３と、動力取出ギヤ１１０と、チェーンベルト１１２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、エンジン４と、レゾルバ９４，９６とを備える。
【００４７】
モータジェネレータＭＧ１のロータは、サンギヤ軸１４０に結合され、モータジェネレータＭＧ２のロータは、リングギヤ軸１４２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１４０の軸中心を貫通するように設けられるキャリア軸１４４に結合される。
【００４８】
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１３２と、リングギヤ１３４と、複数のプラネタリピニオンギヤ１３６と、プラネタリキャリア１３８とを含む。サンギヤ１３２は、サンギヤ軸１４０に結合される。リングギヤ１３４は、リングギヤ軸１４２に結合される。複数のプラネタリピニオンギヤ１３６は、サンギヤ１３２とリングギヤ１３４との間に配置され、サンギヤ１３２の外周を自転しながら公転する。プラネタリキャリア１３８は、キャリア軸１４４の端部に結合され、各プラネタリピニオンギヤ１３６の回転軸を軸支する。
【００４９】
この動力分割機構３では、サンギヤ１３２、リングギヤ１３４およびプラネタリキャリア１３８にそれぞれ結合されたサンギヤ軸１４０、リングギヤ軸１４２およびキャリア軸１４４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。
【００５０】
そして、リングギヤ１３４に動力取出ギヤ１１０が結合される。動力取出ギヤ１１０は、チェーンベルト１１２を介して動力伝達ギヤ１０２に接続され、リングギヤ１３４から受ける動力をチェーンベルト１１２を介して動力伝達ギヤ１０２に伝達する。そして、動力伝達ギヤ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。
【００５１】
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１４２にはモータジェネレータＭＧ２のロータが結合されているから、モータジェネレータＭＧ２は、車両の駆動軸に結合されていることになる。
【００５２】
図３は、図１に示したＥＣＵ６０の機能ブロック図である。図３を参照して、ＥＣＵ６０は、電流指令生成部６２と、インバータ制御部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。）から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ＩＲを生成する。
【００５３】
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ＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２、電流センサ８２，８４からのモータ電流Ｉ１，Ｉ２、電圧センサ７２からの電圧ＶＤＣ、電流センサ８６からの電流ＩＡＣ、信号ＡＣ、レゾルバ９４からのモータジェネレータＭＧ１の回転角θ１、および電流指令生成部６２からの電流指令ＩＲに基づいて、インバータ２０のｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６をオン／オフするための信号ＰＷＭ１およびインバータ３０のｎｐｎ型トランジスタＱ２１〜Ｑ２６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，ＰＷＭ２をそれぞれインバータ２０，３０へ出力する。
【００５４】
図４は、図３に示した電流指令生成部６２の詳細な機能ブロック図である。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２０４と、正弦波生成部２０６と、除算部２０８と、乗算部２１０とから成る。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。
【００５５】
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２０４からの位相に基づいて電圧ＶＡＣと同相の正弦波を生成することができる。
【００５６】
除算部２０８は、実効値演算部２０２からの電圧ＶＡＣの実効値で充電電力指令値ＰＲを除算し、その演算結果を乗算部２１０へ出力する。乗算部２１０は、除算部２０８の演算結果に正弦波生成部２０６からの正弦波を乗算し、その演算結果を電流指令ＩＲとして出力する。
【００５７】
このように生成される電流指令ＩＲは、商用電源９０の高調波成分や変動成分を含んでいないので、電流指令ＩＲに基づいてインバータ２０，３０を制御したときに、商用電源９０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ＩＲは、商用電源９０と同相であり、商用電源９０の電圧に対して力率が１である。したがって、商用電源９０から蓄電装置Ｂの充電を効率的に行なうことができる。
【００５８】
図５は、図３に示したインバータ制御部６４の詳細な機能ブロック図である。図５を参照して、インバータ制御部６４は、モータ制御用相電圧演算部２１２，２１４と、減算部２１６，２２７と、電流制御部２１８と、充電負担配分部２２０と、回転抑制制御部２２２と、相選択部２２４と、ＰＷＭ制御部２２６，２２８とから成る。
【００５９】
減算部２１６は、電流指令ＩＲから電流ＩＡＣを減算して電流制御部２１８へ出力する。電流制御部２１８は、信号ＡＣが活性化されているとき、電流指令ＩＲと電流ＩＡＣとの偏差に基づいて、電流ＩＡＣを電流指令ＩＲに追従させるための電圧指令Ｅ０を生成し、その生成した電圧指令Ｅ０を充電負担配分部２２０へ出力する。この電流制御部２１８では、たとえば、比例積分制御（ＰＩ制御）が行なわれる。なお、信号ＡＣが非活性化されているときは、電流制御部２１８は、非活性化され、電圧指令Ｅ０を０で出力する。
【００６０】
充電負担配分部２２０は、電圧指令Ｅ０に基づいて中性点Ｎ１，Ｎ２間に電圧差を発生させるためのインバータ２０，３０の負担配分を決定する。具体的には、充電負担配分部２２０は、電圧指令Ｅ０をｋ倍（ｋは０以上１以下の定数）して相選択部２２４へ出力し、電圧指令Ｅ０を（１−ｋ）倍して減算部２２７へ出力する。ｋが０．５を超えるとインバータ２０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。
【００６１】
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。）、モータジェネレータＭＧ１の回転角θ１に基づいて、インバータ２０においてスイッチング制御を行なう１相を決定する。
【００６２】
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ＣＴＬ１〜ＣＴＬ３について、Ｕ相に決定した場合には信号ＣＴＬ１を活性化し、Ｖ相に決定した場合には信号ＣＴＬ２を活性化し、Ｗ相に決定した場合には信号ＣＴＬ３を活性化する。
【００６３】
ここで、インバータ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ＭＧ１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ＭＧ１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ＭＧ２のトルク指令値ＴＲ２Ｃを生成し、その生成したトルク指令値ＴＲ２Ｃをモータ制御用相電圧演算部２１４へ出力する。
【００６４】
モータ制御用相電圧演算部２１２は、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１およびモータ電流Ｉ１ならびに電圧ＶＤＣに基づいて、モータジェネレータＭＧ１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。
【００６５】
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，ＣＴＬ１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。
【００６６】
また、相選択部２２４は、信号ＡＣ，ＣＴＬ２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，ＣＴＬ３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ＰＷＭ制御部２２６へ出力する。
【００６７】
ＰＷＭ制御部２２６は、相選択部２２４からの各相電圧指令に基づいて、実際にインバータ２０の各ｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６をオン／オフするための信号ＰＷＭ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭ１をインバータ２０の各ｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６へ出力する。
【００６８】
モータ制御用相電圧演算部２１４は、信号ＡＣが非活性化されているとき、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値ＴＲ２およびモータ電流Ｉ２ならびに電圧ＶＤＣに基づいて、モータジェネレータＭＧ２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２２７へ出力する。
【００６９】
また、モータ制御用相電圧演算部２１４は、信号ＡＣが活性化されているとき、回転抑制制御部２２２からのトルク指令値ＴＲ２Ｃ、モータ電流Ｉ２および電圧ＶＤＣに基づいて、モータジェネレータＭＧ２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２２７へ出力する。
【００７０】
減算部２２７は、充電負担配分部２２０から出力される電圧指令をモータ制御用相電圧演算部２１４から出力される各相電圧指令から減算してＰＷＭ制御部２２８へ出力する。
【００７１】
ＰＷＭ制御部２２８は、減算部２２７からの各相電圧指令に基づいて、実際にインバータ３０の各ｎｐｎ型トランジスタＱ２１〜Ｑ２６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ＰＷＭ２をインバータ３０の各ｎｐｎ型トランジスタＱ２１〜Ｑ２６へ出力する。
【００７２】
このインバータ制御部６４においては、電流ＩＡＣを電流指令ＩＲに追従させるための電圧指令Ｅ０は、充電負担配分部２２０によって分配される。そして、インバータ３０側においては、充電負担配分部２２０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２２８に与えられる。すなわち、インバータ３０側においては、充電制御時、充電負担配分部２２０からの電圧指令によって零相電圧が制御される。
【００７３】
一方、インバータ２０側においては、充電負担配分部２２０からの電圧指令は、相選択部２２４によっていずれか１相に加算されてＰＷＭ制御部２２６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２０側においては、充電制御時、充電負担配分部２２０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２２０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。
【００７４】
ところが、モータジェネレータＭＧ１のいずれか１相のみに電流を流すと、モータジェネレータＭＧ１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２２２は、モータジェネレータＭＧ１の回転角θ１およびモータ電流Ｉ１に基づいてモータジェネレータＭＧ１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ＭＧ２によりモータジェネレータＭＧ１のトルクを相殺するためのトルク指令値ＴＲ２Ｃを算出してモータ制御用相電圧演算部２１４へ出力する。
【００７５】
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２０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。
【００７６】
なお、上述のように、インバータ３０側については、充電負担配分部２２０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６４は、モータジェネレータＭＧ２のトルクを充電制御と非干渉に制御することができる。
【００７７】
図６は、図５に示した回転抑制制御部２２２の制御構造を示す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。
【００７８】
図６を参照して、回転抑制制御部２２２は、信号ＡＣに基づいて、商用電源９０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Ｓ１０）。回転抑制制御部２２２は、信号ＡＣ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Ｓ１０においてＮＯ）、以降の一連の処理を行なうことなく処理を終了する。
【００７９】
ステップＳ１０において、信号ＡＣ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Ｓ１０においてＹＥＳ）、回転抑制制御部２２２は、レゾルバ９４からモータジェネレータＭＧ１の回転角θ１を取得する（ステップＳ２０）。そして、回転抑制制御部２２２は、その回転角θ１に基づいて、モータジェネレータＭＧ１の３相のうち、発生トルクが最小となる相を決定する（ステップＳ３０）。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ＣＴＬ１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ＣＴＬ２，ＣＴＬ３をそれぞれ活性化する。
【００８０】
次いで、回転抑制制御部２２２は、電流センサ８２からモータジェネレータＭＧ１のモータ電流Ｉ１を取得する（ステップＳ４０）。そして、回転抑制制御部２２２は、そのモータ電流Ｉ１および回転角θ１に基づいて、モータジェネレータＭＧ１のトルクＴＭ１を算出する（ステップＳ５０）。
【００８１】
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ＭＧ１のトルクＴＭ１に基づいて、モータジェネレータＭＧ２によりトルクＴＭ１を相殺するためのトルク指令値ＴＲ２Ｃを算出する（ステップＳ６０）。具体的には、回転抑制制御部２２２は、ＴＲ２Ｃ＝−ＴＭ１×ρ（ρ＝リングギヤ１３４の歯数／サンギヤ１３２の歯数）の関係を用いてトルク指令値ＴＲ２Ｃ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ＴＲ２Ｃをモータ制御用相電圧演算部２１４へ出力する（ステップＳ７０）。
【００８２】
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Ｓ８０）。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Ｓ８０においてＹＥＳ）、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Ｓ８０においてＮＯ）、ステップＳ４０へ処理を戻す。
【００８３】
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ェネレータＭＧ１のコイルのインダクタンスが活用される。また、モータジェネレータＭＧ１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ＭＧ１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ＭＧ２を制御するので、駆動軸の回転が防止される。
【００８４】
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十分に確保でき、かつ、ハイブリッド車両１００が動くのを確実に防止することができる。
【００８５】
［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、インバータ２０において１相のみを制御し、それに伴なってモータジェネレータＭＧ１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ＭＧ２に発生させる。
【００８６】
この実施の形態２では、充電制御中、モータジェネレータＭＧ１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ＭＧ１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。
【００８７】
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、ＥＣＵ６０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Ｓ１１０）。ＥＣＵ６０は、充電制御中でないと判定すると（ステップＳ１１０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。
【００８８】
ステップＳ１１０において充電制御中であると判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ６０は、エンジン４の吸排気バルブを全開にする（ステップＳ１２０）。なお、エンジン４の吸排気バルブを電磁駆動バルブによっ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。
【００８９】
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（ステップＳ１３０）。具体的には、ＥＣＵ６０は、モータジェネレータＭＧ１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ＭＧ２のトルク指令値ＴＲ２Ｃ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。
【００９０】
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Ｓ１４０）。ＥＣＵ６０は、充電制御が終了したと判定すると（ステップＳ１４０においてＹＥＳ）、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Ｓ１５０）。一方、ステップＳ１４０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Ｓ１４０においてＮＯ）、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１３０へ処理を戻す。
【００９１】
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２によれば、充電制御中にモータジェネレータＭＧ１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。
【００９２】
［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。
【００９３】
図８は、実施の形態３によるハイブ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１５０と、クラッチアクチュエータ１５２とをさらに備える。
【００９４】
クラッチ１５０は、エンジン４のクランクシャフト１１５とキャリア軸１４４との間に配設される。クラッチアクチュエータ１５２は、図示されないＥＣＵ６０からの信号ＣＲに基づいてクラッチ１５０の係合および遮断を行なう。具体的には、クラッチアクチュエータ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１５０を係合状態にする。
【００９５】
この実施の形態３においては、充電制御中、信号ＣＲが活性化され、クラッチ１５０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ＭＧ１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。
【００９６】
［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ＭＧ１のロータに結合されるサンギヤ軸１４０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ＭＧ１が回転するのを直接防止する。
【００９７】
図９は、実施の形態４によるハイブ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１６０と、ブレーキアクチュエータ１６２とをさらに備える。
【００９８】
ブレーキ１６０は、サンギヤ軸１４０とトランスミッションケース１６４との間に配設される。ブレーキアクチュエータ１６２は、図示されないＥＣＵ６０からの信号ＢＲに基づいてブレーキ１６０の係合および遮断を行なう。具体的には、ブレーキアクチュエータ１６２は、信号ＢＲが活性化されているとき、ブレーキ１６０を係合状態にし、信号ＢＲが非活性化されているとき、ブレーキ１６０を遮断状態にする。
【００９９】
この実施の形態４においては、充電制御中、信号ＢＲが活性化され、ブレーキ１６０は係合状態となる。これにより、サンギヤ軸１４０は、トランスミッションケース１６４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ＭＧ１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。
【０１００】
［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２０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ＭＧ１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。
【０１０１】
この実施の形態５では、充電制御時、モータジェネレータＭＧ１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２０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ＭＧ１の回転を防止しつつ、各相コイルに同電流を流して漏れイ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。
【０１０２】
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１０を参照して、このインバータ制御部６４Ａ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６４の構成において、回転抑制制御部２２２、相選択部２２４、ＰＷＭ制御部２２６およびモータ制御用相電圧演算部２１４に代えて、それぞれ各相比率演算部２３０、加算部２２５、ＰＷＭ制御部２２６Ａおよびモータ制御用相電圧演算部２１４Ａを含む。
【０１０３】
各相比率演算部２３０は、信号ＡＣが活性化されているとき、レゾルバ９４からのモータジェネレータＭＧ１の回転角θ１に基づいて、ｑ軸方向の電流成分を０する各相比率ＲＴを決定する。より具体的には、各相比率演算部２３０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θ１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２３０は、その決定された各相比率ＲＴをＰＷＭ制御部２２６Ａへ出力する。
【０１０４】
加算部２２５は、モータ制御用相電圧演算部２１２からの各相電圧指令に充電負担配分部２２０からの電圧指令を加算してＰＷＭ制御部２２６Ａへ出力する。
【０１０５】
ＰＷＭ制御部２２６Ａは、信号ＡＣが非活性化されているとき、加算部２２５からの各相電圧指令に基づいて、実際にインバータ２０の各ｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６をオン／オフするための信号ＰＷＭ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭ１をインバータ２０の各ｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６へ出力する。
【０１０６】
一方、ＰＷＭ制御部２２６Ａは、信号ＡＣが活性化されているときは、加算部２２５からの各相電圧指令に基づいて、インバータ２０の各相アームが各相比率演算部２３０からの各相比率ＲＴで時分割されて動作するように信号ＰＷＭ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭ１をインバータ２０の各ｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６へ出力する。
【０１０７】
図１１，図１２は、充電制御中におけるインバータ２０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１１，図１２を参照して、期間Ｔｕ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各相ア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。
【０１０８】
そして、周期Ｔにおける期間Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗは、各相比率演算部２３０によっ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ＭＧ１のロータが回転しない程度に短く設定される。
【０１０９】
再び図１０を参照して、モータ制御用相電圧演算部２１４Ａは、図５に示したモータ制御用相電圧演算部１１４においてトルク指令値ＴＲ２Ｃ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１１４と同じである。
【０１１０】
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６４Ａは、モータジェネレータＭＧ１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ＭＧ１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イ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が得られる。
【０１１１】
したがって、この実施の形態５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。
【０１１２】
［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。
【０１１３】
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１００Ａは、蓄電装置Ｂと、インバータ２０と、モータジェネレータＭＧ１と、整流回路４０と、ＥＣＵ６０Ａと、電力ラインＮＬ１，ＡＣＬと、コネクタ５０と、ブレーキ１７０と、ブレーキアクチュエータ１７２とを備える。
【０１１４】
整流回路４０は、ダイオードＤ４１，Ｄ４２を含む。ダイオードＤ４１のカソードは、電源ラインＰＬに接続され、ダイオードＤ４１のアノードは、ダイオードＤ４２のカソードに接続され、ダイオードＤ４２のアノードは、接地ラインＳＬに接続される。そして、ダイオードＤ４１，Ｄ４２の接続点に電力ラインＡＣＬの一方端が接続され、電力ラインＡＣＬの他方端は、コネクタ５０に接続される。
【０１１５】
ブレーキ１７０は、ブレーキアクチュエータ１７２から動作指令を受けると、モータジェネレータＭＧ１のロータが回転しないように固定する。ブレーキアクチュエータ１７２は、ＥＣＵ６０Ａからの信号ＢＲに応じてブレーキ１７０を駆動する。
【０１１６】
ＥＣＵ６０Ａ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。
【０１１７】
また、ＥＣＵ６０Ａ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１７２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ＭＧ１の回転が防止される。
【０１１８】
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相を選択してスイッ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を制御してもよい。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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ＭＧ１，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。
【０１２１】
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とインバータ２０，３０との間に備えてもよい。
【０１２２】
なお、上記において、コネクタ５０および電力ラインＮＬ１，ＮＬ２、またはコネクタ５０および電力ラインＮＬ１，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２２２、クラッチ１５０およびクラッチアクチュエータ１５２、ブレーキ１６０およびブレーキアクチュエータ１６２、ならびにブレーキ１７０およびブレーキアクチュエータ１７２の各々は、この発明における「回転抑制手段」に対応する。
【０１２３】
さらに、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２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、インバータ２０，３０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」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。
【０１２４】
また、さらに、レゾルバ９４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８２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１５０は、この発明における「係合要素」に対応し、ブレーキ１６０，１７０の各々は、この発明における「ブレーキ装置」に対応する。
【０１２５】
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特許請求の範囲によって示され、特許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。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】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ッド車両の全体ブロック図である。
【図２】図１に示すハイブ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】図１に示すＥＣＵの機能ブロック図である。
【図４】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】図３に示すインバータ制御部の詳細な機能ブロック図である。
【図６】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】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】実施の形態３によるハイブ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】実施の形態４によるハイブ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】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】充電制御中におけるイ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】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】実施の形態６による車両の全体ブロック図である。
【符号の説明】
【０１２７】
２  車輪、３  動力分割機構、４  エンジン、１２，１４  ３相コイル、２０，３０  インバータ、２２，３２  Ｕ相アーム、２４，３４  Ｖ相アーム、２６，３６  Ｗ相アーム、４０  整流回路、５０，９２  コネクタ、６０，６０Ａ  ＥＣＵ、６２  電流指令生成部、６４，６４Ａ  インバータ制御部、７２，７４  電圧センサ、８２，８４，８６  電流センサ、９０  商用電源、９４，９６  レゾルバ、１００  ハイブリッド車両、１００Ａ  車両、１０２  動力伝達ギヤ、１０４  ディファレンシャルギヤ、１１０  動力取出ギヤ、１１２  チェーンベルト、１１５  クランクシャフト、１３２  サンギヤ、１３４  リングギヤ、１３６  プラネタリピニオンギヤ、１３８  プラネタリキャリア、１４０  サンギヤ軸、１４２  リングギヤ軸、１４４  キャリア軸、１５０  クラッチ、１５２  クラッチアクチュエータ、１６０，１７０  ブレーキ、１６２，１７２  ブレーキアクチュエータ、１６４  トランスミッションケース、２０２  実効値演算部、２０４  位相検出部、２０６  正弦波生成部、２０８  除算部、２１０  乗算部、２１２，２１４，２１４Ａ  モータ制御用相電圧演算部、２１６，２２７  減算部、２１８  電流制御部、２２０  充電負担配分部、２２２  回転抑制制御部、２２４  相選択部、２２５  加算部、２２６，２２６Ａ，２２８  ＰＷＭ制御部、２３０  各相比率演算部、Ｂ  蓄電装置、Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ、ＰＬ  電源ライン、ＳＬ  接地ライン、Ｑ１１〜Ｑ１６，Ｑ２１〜Ｑ２６  ｎｐｎ型トランジスタ、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ４１，Ｄ４２  ダイオード、ＵＬ１，ＵＬ２  Ｕ相ライン、ＶＬ１，ＶＬ２  Ｖ相ライン、ＷＬ１，ＷＬ２  Ｗ相ライン、Ｕ１，Ｕ２  Ｕ相コイル、Ｖ１，Ｖ２  Ｖ相コイル、Ｗ１，Ｗ２  Ｗ相コイル、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ、Ｎ１，Ｎ２  中性点、ＮＬ１，ＮＬ２，ＡＣＬ  電力ライン。
【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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