(57)【要約】【課題】外部電源から蓄電装置の充電時に異常部位を切り分けて検知可能な電動車両を提供する。【解決手段】充電準備が完了した状態で（Ｓ１０にてＹＥＳ）、各インバータのゲート遮断時に正のインバータ電流（充電方向を正）が検知されると（Ｓ３０にてＹＥＳ）、昇圧コンバータの異常と判断される（Ｓ４０）。さらに、検知された電流が大きいときは（Ｓ５０にてＹＥＳ）、ＳＭＲが直ちにオフされる（Ｓ６０）。一方、負のインバータ電流が検知されると（Ｓ９０にてＹＥＳ）、インバータの異常（ゲート不良）と判断される（Ｓ１００）。さらに、検知された電流が大きいときは（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、ＤＦＲおよびＣＣＩＤリレーが直ちにオフされる（Ｓ１２０）。【選択図】図５
2009291037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用の電力を蓄える蓄電装置を車両外部の電源から充電可能な電動車両であって、
星形結線された多相巻線を固定子巻線として含む交流電動機と、
前記多相巻線に接続されるインバータと、
前記蓄電装置と前記インバータとの間に接続され、前記インバータに与えられる直流電圧を前記蓄電装置の電圧以上に調整する昇圧コンバータと、
前記多相巻線の中性点に前記電源を電気的に接続可能に構成された接続装置と、
前記接続装置によって前記電源が前記中性点に電気的に接続されている場合において、前記インバータのゲート遮断時に前記中性点から前記インバータを介して前記昇圧コンバータへの通電が検知されたとき、前記昇圧コンバータを異常と判断し、前記インバータのゲート遮断時に前記昇圧コンバータから前記インバータを介して前記中性点への通電が検知されたとき、前記インバータを異常と判断する異常検知部とを備える電動車両。
【請求項２】
前記蓄電装置と前記昇圧コンバータとの間に配設され、前記蓄電装置を前記昇圧コンバータから電気的に切離可能に構成されたシステムメインリレーをさらに備え、
前記異常検知部により前記昇圧コンバータが異常と判断された場合において、検知された通電量が所定値よりも大きいとき、前記システムメインリレーにより前記蓄電装置が前記昇圧コンバータから電気的に切離される、請求項１に記載の電動車両。
【請求項３】
前記電源と前記中性点との間に配設され、前記電源を前記中性点から電気的に切離可能に構成された電源リレーをさらに備え、
前記システムメインリレーにより前記蓄電装置が前記昇圧コンバータから電気的に切離されるとともに、前記昇圧コンバータのゲートが遮断され、かつ、前記電源リレーにより前記電源が前記中性点から電気的に切離される、請求項２に記載の電動車両。
【請求項４】
前記電源と前記中性点との間に配設され、前記電源を前記中性点から電気的に切離可能に構成された電源リレーをさらに備え、
前記異常検知部により前記インバータが異常と判定された場合において、検知された通電量が所定値よりも大きいとき、前記電源リレーにより前記電源が前記中性点から電気的に切離される、請求項１に記載の電動車両。
【請求項５】
前記蓄電装置と前記昇圧コンバータとの間に配設され、前記蓄電装置を前記昇圧コンバータから電気的に切離可能に構成されたシステムメインリレーをさらに備え、
前記電源リレーにより前記電源が前記中性点から電気的に切離されるとともに、前記昇圧コンバータのゲートが遮断され、かつ、前記システムメインリレーにより前記蓄電装置が前記昇圧コンバータから電気的に切離される、請求項４に記載の電動車両。
【請求項６】
走行用の電力を蓄える蓄電装置を車両外部の電源から充電可能な電動車両の異常検知方法であって、
前記電動車両は、
星形結線された多相巻線を固定子巻線として含む交流電動機と、
前記多相巻線に接続されるインバータと、
前記蓄電装置と前記インバータとの間に接続され、前記インバータに与えられる直流電圧を前記蓄電装置の電圧以上に調整する昇圧コンバータと、
前記多相巻線の中性点に前記電源を電気的に接続可能に構成された接続装置とを含み、
前記異常検知方法は、
前記接続装置によって前記電源が前記中性点に電気的に接続されている場合において、前記インバータのゲート遮断時に前記中性点から前記インバータを介して前記昇圧コンバータへの通電の有無を検知するステップと、
前記昇圧コンバータへの通電が検知されたとき、前記昇圧コンバータを異常と判断するステップと、
前記接続装置によって前記電源が前記中性点に電気的に接続されている場合において、前記インバータのゲート遮断時に前記昇圧コンバータから前記インバータを介して前記中性点への通電の有無を検知するステップと、
前記中性点への通電が検知されたとき、前記インバータを異常と判断するステップとを備える、電動車両の異常検知方法。
【請求項７】
前記電動車両は、前記蓄電装置と前記昇圧コンバータとの間に配設され、前記蓄電装置を前記昇圧コンバータから電気的に切離可能に構成されたシステムメインリレーをさらに含み、
前記異常検知方法は、
前記昇圧コンバータが異常と判断された場合において、検知された通電量が所定値よりも大きいか否かを判定するステップと、
前記通電量が前記所定値よりも大きいと判定されたとき、前記システムメインリレーにより前記蓄電装置を前記昇圧コンバータから電気的に切離すステップとをさらに備える、請求項６に記載の電動車両の異常検知方法。
【請求項８】
前記電動車両は、前記電源と前記中性点との間に配設され、前記電源を前記中性点から電気的に切離可能に構成された電源リレーをさらに含み、
前記異常検知方法は、
前記通電量が前記所定値よりも大きいと判定されたとき、前記昇圧コンバータのゲートを遮断し、かつ、前記電源リレーにより前記電源を前記中性点から電気的に切離すステップをさらに備える、請求項７に記載の電動車両の異常検知方法。
【請求項９】
前記電動車両は、前記電源と前記中性点との間に配設され、前記電源を前記中性点から電気的に切離可能に構成された電源リレーをさらに含み、
前記異常検知方法は、
前記インバータが異常と判定された場合において、検知された通電量が所定値よりも大きいか否かを判定するステップと、
前記通電量が前記所定値よりも大きいと判定されたとき、前記電源リレーにより前記電源を前記中性点から電気的に切離すステップとをさらに備える、請求項６に記載の電動車両の異常検知方法。
【請求項１０】
前記電動車両は、前記蓄電装置と前記昇圧コンバータとの間に配設され、前記蓄電装置を前記昇圧コンバータから電気的に切離可能に構成されたシステムメインリレーをさらに含み、
前記異常検知方法は、
前記通電量が前記所定値よりも大きいと判定されたとき、前記昇圧コンバータのゲートを遮断し、かつ、前記システムメインリレーにより前記蓄電装置を前記昇圧コンバータから電気的に切離すステップをさらに備える、請求項９に記載の電動車両の異常検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、走行用の電力を蓄える蓄電装置を車両外部の電源（以下「外部電源」とも称する。）から充電可能な電動車両における異常検知技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許第２６９５０８３号公報（特許文献１）は、外部電源から車載直流電源を充電可能な電動機駆動及び動力処理装置を開示する。この装置は、蓄電池と、インバータＩＡ，ＩＢと、誘導電動機ＭＡ，ＭＢと、制御ユニットとを備える。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フィルターを介して入力／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。
【０００３】
この装置においては、再充電モード時、入力／出力ポートに接続される単相電源から巻線ＣＡ，ＣＢの中性点ＮＡ，ＮＢに交流電力が与えられる。そして、その中性点ＮＡ，ＮＢに与えられた交流電力をインバータＩＡ，ＩＢを用いて直流電力に変換し、蓄電池を充電することができる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２６９５０８３号公報
【特許文献２】特開平９−７０１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両の走行中は、モータが回転することにより逆起電力が発生する。そこで、走行中にインバータのゲートが遮断されているときのインバータ電流を検知することによって、たとえばインバータの短絡異常などを検知することが可能である。
【０００５】
しかしながら、外部電源から蓄電装置の充電時は、車両が停止しているのでモータの逆起電力が発生せず、上記のような異常検知をすることができない。また、蓄電装置とインバータとの間に昇圧コンバータが設けられている場合、異常検知後のフェールセーフ制御の点から、インバータの異常か昇圧コンバータの異常かを切り分けて検知することが必要である。上記の特許第２６９５０８３号公報では、これらの点についての検討は特になされていない。
【０００６】
それゆえに、この発明の目的は、外部電源から蓄電装置の充電時に異常部位を切り分けて検知可能な電動車両を提供することである。
【０００７】
また、この発明の別の目的は、外部電源から蓄電装置の充電時に異常部位を切り分けて検知可能な電動車両の異常検知方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明によれば、電動車両は、走行用の電力を蓄える蓄電装置を外部電源から充電可能な電動車両であって、交流電動機と、インバータと、昇圧コンバータと、接続装置と、異常検知部とを備える。交流電動機は、星形結線された多相巻線を固定子巻線として含む。インバータは、多相巻線に接続される。昇圧コンバータは、蓄電装置とインバータとの間に接続され、インバータに与えられる直流電圧を蓄電装置の電圧以上に調整する。接続装置は、多相巻線の中性点に外部電源を電気的に接続可能に構成される。異常検知部は、接続装置によって外部電源が中性点に電気的に接続されている場合において、インバータのゲート遮断時に中性点からインバータを介して昇圧コンバータへの通電が検知されたとき、昇圧コンバータを異常と判断し、インバータのゲート遮断時に昇圧コンバータからインバータを介して中性点への通電が検知されたとき、インバータを異常と判断する。
【０００９】
好ましくは、電動車両は、システムメインリレーをさらに備える。システムメインリレーは、蓄電装置と昇圧コンバータとの間に配設され、蓄電装置を昇圧コンバータから電気的に切離可能に構成される。そして、異常検知部により昇圧コンバータが異常と判断された場合において、検知された通電量が所定値よりも大きいとき、システムメインリレーにより蓄電装置が昇圧コンバータから電気的に切離される。
【００１０】
さらに好ましくは、電動車両は、電源リレーをさらに備える。電源リレーは、外部電源と中性点との間に配設され、外部電源を中性点から電気的に切離可能に構成される。そして、システムメインリレーにより蓄電装置が昇圧コンバータから電気的に切離されるとともに、昇圧コンバータのゲートが遮断され、かつ、電源リレーにより外部電源が中性点から電気的に切離される。
【００１１】
また、好ましくは、電動車両は、電源リレーをさらに備える。電源リレーは、外部電源と中性点との間に配設され、外部電源を中性点から電気的に切離可能に構成される。そして、異常検知部によりインバータが異常と判定された場合において、検知された通電量が所定値よりも大きいとき、電源リレーにより外部電源が中性点から電気的に切離される。
【００１２】
さらに好ましくは、電動車両は、システムメインリレーをさらに備える。システムメインリレーは、蓄電装置と昇圧コンバータとの間に配設され、蓄電装置を昇圧コンバータから電気的に切離可能に構成される。そして、電源リレーにより外部電源が中性点から電気的に切離されるとともに、昇圧コンバータのゲートが遮断され、かつ、システムメインリレーにより蓄電装置が昇圧コンバータから電気的に切離される。
【００１３】
また、この発明によれば、電動車両の異常検知方法は、走行用の電力を蓄える蓄電装置を外部電源から充電可能な電動車両の異常検知方法である。電動車両は、交流電動機と、インバータと、昇圧コンバータと、接続装置とを含む。交流電動機は、星形結線された多相巻線を固定子巻線として含む。インバータは、多相巻線に接続される。昇圧コンバータは、蓄電装置とインバータとの間に接続され、インバータに与えられる直流電圧を蓄電装置の電圧以上に調整する。接続装置は、多相巻線の中性点に外部電源を電気的に接続可能に構成される。そして、異常検知方法は、接続装置によって外部電源が中性点に電気的に接続されている場合において、インバータのゲート遮断時に中性点からインバータを介して昇圧コンバータへの通電の有無を検知するステップと、昇圧コンバータへの通電が検知されたとき、昇圧コンバータを異常と判断するステップと、接続装置によって外部電源が中性点に電気的に接続されている場合において、インバータのゲート遮断時に昇圧コンバータからインバータを介して中性点への通電の有無を検知するステップと、中性点への通電が検知されたとき、インバータを異常と判断するステップとを備える。
【００１４】
好ましくは、電動車両は、システムメインリレーをさらに含む。システムメインリレーは、蓄電装置と昇圧コンバータとの間に配設され、蓄電装置を昇圧コンバータから電気的に切離可能に構成される。そして、異常検知方法は、昇圧コンバータが異常と判断された場合において、検知された通電量が所定値よりも大きいか否かを判定するステップと、検知された通電量が所定値よりも大きいと判定されたとき、システムメインリレーにより蓄電装置を昇圧コンバータから電気的に切離すステップとをさらに備える。
【００１５】
さらに好ましくは、電動車両は、電源リレーをさらに含む。電源リレーは、外部電源と中性点との間に配設され、外部電源を中性点から電気的に切離可能に構成される。そして、異常検知方法は、検知された通電量が所定値よりも大きいと判定されたとき、昇圧コンバータのゲートを遮断し、かつ、電源リレーにより外部電源を中性点から電気的に切離すステップをさらに備える。
【００１６】
また、好ましくは、電動車両は、電源リレーをさらに含む。電源リレーは、外部電源と中性点との間に配設され、外部電源を中性点から電気的に切離可能に構成される。そして、異常検知方法は、インバータが異常と判定された場合において、検知された通電量が所定値よりも大きいか否かを判定するステップと、検知された通電量が所定値よりも大きいと判定されたとき、電源リレーにより外部電源を中性点から電気的に切離すステップとをさらに備える。
【００１７】
さらに好ましくは、電動車両は、システムメインリレーをさらに含む。システムメインリレーは、蓄電装置と昇圧コンバータとの間に配設され、蓄電装置を昇圧コンバータから電気的に切離可能に構成される。そして、異常検知方法は、検知された通電量が所定値よりも大きいと判定されたとき、昇圧コンバータのゲートを遮断し、かつ、システムメインリレーにより蓄電装置を昇圧コンバータから電気的に切離すステップをさらに備える。
【発明の効果】
【００１８】
この発明においては、外部電源から蓄電装置の充電時、接続装置によって交流電動機の中性点に外部電源が接続される。そして、外部電源が中性点に電気的に接続されている場合において、インバータのゲート遮断時に中性点からインバータを介して昇圧コンバータへの通電が検知されると、この通電は昇圧コンバータが機能していないために発生したものとされ、昇圧コンバータが異常と判断される。また、インバータのゲート遮断時に昇圧コンバータからインバータを介して中性点への通電が検知されると、この通電はインバータのゲート不良により発生したものとされ、インバータが異常と判断される。
【００１９】
したがって、この発明によれば、外部電源から蓄電装置の充電時に異常部位を切り分けて検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。
【００２１】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による電動車両の一例として示されるハイブリッド車両のパワートレーン構成を示した図である。図１を参照して、このハイブリッド車両１０は、エンジン１００と、第１ＭＧ（Motor Generator）１１０と、第２ＭＧ１２０と、動力分割装置１３０と、駆動輪１４０とを備える。また、ハイブリッド車両１０は、蓄電装置１５０と、ＳＭＲ（System Main Relay）２５０と、昇圧コンバータ２００と、第１インバータ２１０と、第２インバータ２２０と、第１コンデンサＣ１と、第２コンデンサＣ２と、放電抵抗Ｒと、電圧センサ１８１と、電流センサ１８３，１８４とをさらに備える。さらに、ハイブリッド車両１０は、電力入力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２と、ＤＦＲ（Dead Front Relay）２６０と、ＬＣフィルタ２８０と、充電インレット２７０と、電圧センサ１８２と、電流センサ１８５と、ＥＣＵ１７０とをさらに備える。
【００２２】
エンジン１００、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０は、動力分割装置１３０に連結される。そして、このハイブリッド車両１０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、動力分割装置１３０によって２経路に分割される。すなわち、一方は駆動輪１４０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。
【００２３】
第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０は、交流電動機であり、たとえば三相交流同期電動機から成る。第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０の各々は、Ｙ結線された三相コイルをステータコイルとして含む。第１ＭＧ１１０は、動力分割装置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、蓄電装置１５０が充電される。
【００２４】
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、駆動輪１４０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。
【００２５】
なお、車両の制動時には、駆動輪１４０により第２ＭＧ１２０が駆動され、第２ＭＧ１２０が発電機として動作する。これにより、第２ＭＧ１２０は、走行エネルギーを電力に変換して制動力を発生する回生ブレーキとして機能する。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。
【００２６】
動力分割装置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の回転軸および駆動輪１４０に連結される。
【００２７】
蓄電装置１５０は、再充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、外部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、蓄電装置１５０は、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０による発電電力や外部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。
【００２８】
ＳＭＲ２５０は、蓄電装置１５０と昇圧コンバータ２００との間に設けられる。ＳＭＲ２５０は、蓄電装置１５０と昇圧コンバータ２００との電気的な接続／遮断を行なうためのリレーであり、ＥＣＵ１７０からの制御信号ＳＥによってオン／オフ制御される。すなわち、車両走行時および外部電源から蓄電装置１５０の充電時、ＳＭＲ２５０はオンされ、蓄電装置１５０は昇圧コンバータ２００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は昇圧コンバータ２００から電気的に切離される。
【００２９】
第１コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬとの間に接続され、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬに含まれる電力変動成分を低減する。昇圧コンバータ２００は、リアクトルと、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ間に直列に接続される上アームおよび下アームとを含む。上下各アームは、ｎｐｎ型トランジスタと、ｎｐｎ型トランジスタに逆並列に接続されるダイオードとから成る。リアクトルは、正極線ＰＬ１と上下アームの接続ノードとの間に接続される。
【００３０】
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。
【００３１】
昇圧コンバータ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ＰＷＣ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、昇圧コンバータ２００は、蓄電装置１５０を充電する際、制御信号ＰＷＣ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。
【００３２】
また、昇圧コンバータ２００は、ＥＣＵ１７０からシャットダウン信号ＳＤＣを受けると、その動作を停止する。すなわち、昇圧コンバータ２００は、シャットダウン信号ＳＤＣを受けると、各ｎｐｎ型トランジスタのゲートを遮断する。
【００３３】
第２コンデンサＣ２は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間に接続され、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬに含まれる電力変動成分を低減する。放電抵抗Ｒは、第２コンデンサＣ２に並列に接続され、第２コンデンサＣ２の残留電荷を放電することができる。電圧センサ１８１は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間の電圧ＶＨを検出し、その検出値をＥＣＵ１７０へ出力する。
【００３４】
電流センサ１８３は、第１インバータ２１０に流れる電流ＩＮ１を検出し、その検出値をＥＣＵ１７０へ出力する。電流センサ１８４は、第２インバータ２２０に流れる電流ＩＮ２を検出し、その検出値をＥＣＵ１７０へ出力する。なお、以下では、電流ＩＮ１（ＩＮ２）について、第１インバータ２１０（第２インバータ２２０）から昇圧コンバータ２００へ流れるときを正とし、昇圧コンバータ２００から第１インバータ２１０（第２インバータ２２０）へ流れるときを負とする。
【００３５】
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、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間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。
【００３６】
そして、第１インバータ２１０は、ＥＣＵ１７０からの制御信号ＰＷＩ１に基づいて、第１ＭＧ１１０により発電された交流電力を直流電力に変換して昇圧コンバータ２００へ供給する。また、第１インバータ２１０は、エンジン１００の始動時、制御信号ＰＷＩ１に基づいて、昇圧コンバータ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。
【００３７】
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。そして、第２インバータ２２０は、ＥＣＵ１７０からの制御信号ＰＷＩ２に基づいて、昇圧コンバータ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、車両の制動時には、制御信号ＰＷＩ２に基づいて、第２ＭＧ１２０により発電された交流電力を直流電流に電力して昇圧コンバータ２００へ供給する。
【００３８】
さらに、外部電源から蓄電装置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、外部電源から第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ＰＷＩ１，ＰＷＩ２に基づいて直流電力に変換し、その変換した直流電力を昇圧コンバータ２００へ供給する。
【００３９】
また、第１インバータ２１０は、ＥＣＵ１７０からシャットダウン信号ＳＤ１を受けると、その動作を停止する。すなわち、第１インバータ２１０は、シャットダウン信号ＳＤ１を受けると、各相アームを形成する各ｎｐｎ型トランジスタのゲートを遮断する。第２インバータ２２０も同様に、ＥＣＵ１７０からシャットダウン信号ＳＤ２を受けると、その動作を停止する。すなわち、第２インバータ２２０は、シャットダウン信号ＳＤ２を受けると、各相アームを形成する各ｎｐｎ型トランジスタのゲートを遮断する。
【００４０】
ＤＦＲ２６０は、第１ＭＧ１１０の中性点１１２と充電インレット２７０との間に配設される電力入力線ＡＣＬ１と、第２ＭＧ１２０の中性点１２２と充電インレット２７０との間に配設される電力入力線ＡＣＬ２とから成る電力線対に設けられる。ＤＦＲ２６０は、充電インレット２７０と中性点１１２，１２２との電気的な接続／切離しを行なうためのリレーであり、ＥＣＵ１７０からの制御信号ＤＥによってオン／オフ制御される。すなわち、外部電源から蓄電装置１５０の充電時、ＤＦＲ２６０はオンされ、充電インレット２７０は中性点１１２，１２２に電気的に接続される。一方、外部電源から蓄電装置１５０の非充電時、ＤＦＲ２６０はオフされ、充電インレット２７０は中性点１１２，１２２から電気的に切離される。
【００４１】
ＬＣフィルタ２８０は、ＤＦＲ２６０と充電インレット２７０との間に設けられ、外部電源から蓄電装置１５０の充電時、第１および第２インバータ２１０，２２０のスイッチング動作に応じて発生する高周波のノイズが外部電源へ出力されるのを防止する。充電インレット２７０は、外部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る。外部電源から蓄電装置１５０の充電時、充電インレット２７０には、外部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。
【００４２】
電圧センサ１８２は、ＬＣフィルタ２８０と充電インレット２７０との間に設けられ、電力入力線ＡＣＬ１と電力入力線ＡＣＬ２との間の電圧ＶＡＣを検出してＥＣＵ１７０へ出力する。電流センサ１８５は、ＤＦＲ２６０と第１ＭＧ１１０の中性点１１２との間に設けられ、外部電源から蓄電装置１５０の充電時に電力入力線ＡＣＬ１に流れる電流ＩＡＣを検出してＥＣＵ１７０へ出力する。なお、電流センサ１８５を電力入力線ＡＣＬ２に設け、電力入力線ＡＣＬ２に流れる電流を検出してもよい。
【００４３】
ＥＣＵ１７０は、ＳＭＲ２５０、昇圧コンバータ２００、第１インバータ２１０、第２インバータ２２０およびＤＦＲ２６０を駆動するための各制御信号を生成し、これら各装置の動作を制御する。なお、ＥＣＵ１７０の構成については、後ほど詳しく説明する。
【００４４】
図２は、図１に示したハイブリッド車両１０の充電機構に関する部分の概略構成図である。図２を参照して、ハイブリッド車両１０と外部電源４０２とを連結する充電ケーブルは、コネクタ３１０と、プラグ３２０と、充電回路遮断装置（以下「ＣＣＩＤ（Charging Circuit Interrupt Device）」とも称する。）３３０とを含む。
【００４５】
コネクタ３１０は、車両に設けられた充電インレット２７０に接続可能に構成される。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が充電インレット２７０に接続されるとリミットスイッチ３１２が作動し、コネクタ３１０が充電インレット２７０に接続されたことを示すケーブル接続信号ＰＩＳＷがＥＣＵ１７０に入力される。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、外部電源４０２（たとえば系統電源）から交流電力が供給される。
【００４６】
ＣＣＩＤ３３０は、ＣＣＩＤリレー３３２と、コントロールパイロット回路３３４とを含む。ＣＣＩＤリレー３３２は、充電ケーブル内の電力線対に設けられる。ＣＣＩＤリレー３３２は、コントロールパイロット回路３３４によってオン／オフ制御される。そして、ＣＣＩＤリレー３３２がオフされているときは、充電ケーブル内で電路が遮断され、ＣＣＩＤリレー３３２がオンされると、外部電源４０２からハイブリッド車両１０へ電力を供給可能になる。
【００４７】
コントロールパイロット回路３３４は、コネクタ３１０および充電インレット２７０を介して車両のＥＣＵ１７０へパイロット信号ＣＰＬＴを出力する。このパイロット信号ＣＰＬＴは、コントロールパイロット回路３３４から車両のＥＣＵ１７０へ定格電流を通知するとともに、ＥＣＵ１７０によって操作されるパイロット信号ＣＰＬＴの電位に基づいてＥＣＵ１７０からＣＣＩＤリレー３３２を遠隔操作するための信号である。そして、コントロールパイロット回路３３４は、パイロット信号ＣＰＬＴの電位変化に基づいてＣＣＩＤリレー３３２をオン／オフ制御する。
【００４８】
図３は、図２に示した充電機構をより詳細に説明するための図である。図３を参照して、ＣＣＩＤ３３０は、ＣＣＩＤリレー３３２およびコントロールパイロット回路３３４の他、電磁コイル６０６と、漏電検出器６０８とを含む。コントロールパイロット回路３３４は、発振器６０２と、抵抗素子Ｒ１と、電圧センサ６０４とを含む。
【００４９】
発振器６０２は、電圧センサ６０４によって検出されるパイロット信号ＣＰＬＴの電位が規定の電位Ｖ１（たとえば１２Ｖ）近傍のときは非発振の信号を出力し、パイロット信号ＣＰＬＴの電位がＶ１から低下すると、規定の周波数（たとえば１ｋＨｚ）およびデューティーサイクルで発振する信号を出力する。なお、パイロット信号ＣＰＬＴの電位は、後述のように、ＥＣＵ１７０の抵抗回路５０２で抵抗値を切替えることによって操作される。また、デューティーサイクルは、外部電源４０２から充電ケーブルを介して車両へ供給可能な定格電流に基づいて設定される。
【００５０】
そして、パイロット信号ＣＰＬＴの電位が規定の電位Ｖ３（たとえば６Ｖ）近傍に低下すると、コントロールパイロット回路３３４は、電磁コイル６０６へ電流を供給する。電磁コイル６０６は、コントロールパイロット回路３３４から電流が供給されると電磁力を発生し、ＣＣＩＤリレー３３２をオン状態にする。
【００５１】
漏電検出器６０８は、充電ケーブル内の電力線対に設けられ、漏電の有無を検出する。具体的には、漏電検出器６０８は、電力線対に互いに反対方向に流れる電流の平衡状態を検出し、その平衡状態が破綻すると漏電の発生を検知する。なお、特に図示しないが、漏電検出器６０８により漏電が検出されると、電磁コイル６０６への給電が遮断され、ＣＣＩＤリレー３３２がオフされる。
【００５２】
一方、車両側において、ＥＣＵ１７０は、抵抗回路５０２と、入力バッファ５０４，５０６と、ＣＰＵ（Control Processing Unit）５０８とを含む。抵抗回路５０２は、プルダウン抵抗Ｒ２，Ｒ３と、スイッチＳＷ１，ＳＷ２とを含む。プルダウン抵抗Ｒ２およびスイッチＳＷ１は、パイロット信号ＣＰＬＴが通信されるコントロールパイロット線Ｌ１と車両アース５１２との間に直列に接続される。プルダウン抵抗Ｒ３およびスイッチＳＷ２も、コントロールパイロット線Ｌ１と車両アース５１２との間に直列に接続される。そして、スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、それぞれＣＰＵ５０８からの制御信号Ｓ１，Ｓ２に応じてオン／オフされる。
【００５３】
この抵抗回路５０２は、パイロット信号ＣＰＬＴの電位を操作するための回路である。すなわち、コネクタ３１０が充電インレット２７０に接続されると、制御信号Ｓ１に応じてスイッチＳＷ１がオンされ、抵抗回路５０２は、プルダウン抵抗Ｒ２によってパイロット信号ＣＰＬＴの電位を規定の電位Ｖ２（たとえば９Ｖ）に低下させる。また、車両においてリレーの溶着チェック等が完了すると、制御信号Ｓ２に応じてスイッチＳＷ２がオンされ、抵抗回路５０２は、プルダウン抵抗Ｒ２，Ｒ３によってパイロット信号ＣＰＬＴの電位を規定の電位Ｖ３（たとえば６Ｖ）に低下させる。このように、抵抗回路５０２を用いてパイロット信号ＣＰＬＴの電位を操作することにより、ＥＣＵ１７０からＣＣＩＤリレー３３２を遠隔操作することができる。
【００５４】
入力バッファ５０４は、コントロールパイロット線Ｌ１のパイロット信号ＣＰＬＴを受け、その受けたパイロット信号ＣＰＬＴをＣＰＵ５０８へ出力する。入力バッファ５０６は、コネクタ３１０のリミットスイッチ３１２に接続される信号線Ｌ３からケーブル接続信号ＰＩＳＷを受け、その受けたケーブル接続信号ＰＩＳＷをＣＰＵ５０８へ出力する。なお、信号線Ｌ３にはＥＣＵ１７０から電圧がかけられており、コネクタ３１０が充電インレット２７０に接続されると、リミットスイッチ３１２がオンすることによって信号線Ｌ３の電位は接地レベルとなる。すなわち、ケーブル接続信号ＰＩＳＷは、コネクタ３１０が充電インレット２７０に接続されているときＬ（論理ロー）レベルとなり、非接続時はＨ（論理ハイ）レベルとなる信号である。
【００５５】
ＣＰＵ５０８は、ケーブル接続信号ＰＩＳＷおよびパイロット信号ＣＰＬＴに基づいて外部電源４０２と車両との接続を判定する。具体的には、ＣＰＵ５０８は、入力バッファ５０６から受けるケーブル接続信号ＰＩＳＷに基づいて充電インレット２７０とコネクタ３１０との接続を検出し、入力バッファ５０４から受けるパイロット信号ＣＰＬＴの入力有無に基づいてプラグ３２０と電源コンセント４００との接続を検出する。
【００５６】
ＣＰＵ５０８は、ケーブル接続信号ＰＩＳＷに基づき充電インレット２７０とコネクタ３１０との接続が検出されると、制御信号Ｓ１を活性化する。これにより、パイロット信号ＣＰＬＴの電位がＶ１から低下することによってパイロット信号ＣＰＬＴが発振し、ＣＰＵ５０８は、パイロット信号ＣＰＬＴのデューティーサイクルに基づいて、外部電源４０２から車両へ供給可能な定格電流を検出する。
【００５７】
定格電流が検出されると、ＣＰＵ５０８は、制御信号Ｓ２を活性化する。これにより、パイロット信号ＣＰＬＴの電位がＶ３まで低下し、ＣＣＩＤ３３０においてＣＣＩＤリレー３３２がオンされる。その後、ＣＰＵ５０８は、制御信号ＤＥによってＤＦＲ２６０をオンさせ、さらに制御信号ＳＥによってＳＭＲ２５０（図１）をオンさせる。これにより、第１ＭＧ１１０の中性点１１２および第２ＭＧ１２０の中性点１２２（いずれも図示せず）に外部電源４０２からの交流電力が与えられ、外部電源４０２から蓄電装置１５０の充電準備が完了する。
【００５８】
充電準備が完了すると、ＣＰＵ５０８は、電流センサ１８３，１８４（図１）からの電流ＩＮ１，ＩＮ２の各検出値に基づいて、後述の方法により、昇圧コンバータ２００、第１インバータ２１０および第２インバータ２２０の異常検知を行なう。
【００５９】
さらに、ＣＰＵ５０８は、昇圧コンバータ２００の異常が検知された場合、昇圧コンバータ２００の失陥により蓄電装置１５０へ過電流が流れるのを防止するためのフェールセーフ制御を実行する。また、ＣＰＵ５０８は、第１インバータ２１０または／および第２インバータ２２０の異常が検知された場合、インバータの失陥により外部電源４０２へ過電流が流れるのを防止するためのフェールセーフ制御を実行する。
【００６０】
一方、昇圧コンバータ２００、第１インバータ２１０および第２インバータ２２０の異常が検知されなかった場合は、ＣＰＵ５０８は、第１および第２インバータ２１０，２２０の零電圧ベクトル（後述）を制御することによって、外部電源４０２から蓄電装置１５０の充電制御を実行する。
【００６１】
図４は、図３に示したＣＰＵ５０８の機能ブロック図である。図４を参照して、ＣＰＵ５０８は、コンバータ制御部７０２と、第１インバータ制御部７０４と、第２インバータ制御部７０６と、充電制御部７０８と、異常検知部７１０と、接続判定部７１２とを含む。
【００６２】
コンバータ制御部７０２は、電圧ＶＨ，ＶＬの各検出値に基づいて、昇圧コンバータ２００を駆動するための制御信号ＰＷＣを生成する。なお、電圧ＶＬは、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬとの間の電圧であって、図示されない電圧センサによって検出される。このコンバータ制御部７０２は、走行時だけでなく、外部電源４０２から蓄電装置１５０の充電時にも充電制御部７０８からの通知に基づいて制御信号ＰＷＣを生成する。
【００６３】
第１インバータ制御部７０４は、第１ＭＧ１１０のトルク目標値ＴＲ１、第１ＭＧ１１０のモータ電流ＭＣＲＴ１およびロータ回転角θ１の各検出値、ならびに電圧ＶＨの検出値に基づいて、第１ＭＧ１１０を駆動するための制御信号ＰＷＩ１を生成する。第２インバータ制御部７０６は、第２ＭＧ１２０のトルク目標値ＴＲ２、第２ＭＧ１２０のモータ電流ＭＣＲＴ２およびロータ回転角θ２の各検出値、ならびに電圧ＶＨの検出値に基づいて、第２ＭＧ１２０を駆動するための制御信号ＰＷＩ２を生成する。なお、トルク目標値ＴＲ１，ＴＲ２は、図示されない他のＥＣＵにおいてアクセル開度や車両速度などに基づいて算出される。また、モータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２およびロータ回転角θ１，θ２は、図示されないセンサによって検出される。
【００６４】
さらに、第１インバータ制御部７０４および第２インバータ制御部７０６は、外部電源４０２から蓄電装置１５０の充電時、後述のように、第１インバータ２１０および第２インバータ２２０が単相ＰＷＭコンバータのアームとして動作するように、充電制御部７０８からの零相電圧指令値に基づいて制御信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれ生成する。
【００６５】
充電制御部７０８は、後述の異常検知部７１０において異常部位が発見されなかった旨の通知を異常検知部７１０から受けると、外部電源４０２から中性点１１２，１２２に与えられる交流電力の電圧ＶＡＣおよび電流ＩＡＣの各検出値ならびに蓄電装置１５０のＳＯＣに基づいて、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させるための零相電圧指令値を生成し、第１インバータ制御部７０４および第２インバータ制御部７０６へ出力する。なお、零相電圧指令値は、第１および第２インバータ２１０，２２０の零電圧ベクトル（後述）を制御するための指令値である。また、蓄電装置１５０のＳＯＣは、種々の公知の手法を用いて算出することができる。
【００６６】
接続判定部７１２は、ケーブル接続信号ＰＩＳＷに基づいて充電インレット２７０とコネクタ３１０との接続を検出すると、制御信号Ｓ１を活性化する。また、接続判定部７１２は、パイロット信号ＣＰＬＴの入力を検知し、かつ、パイロット信号ＣＰＬＴのデューティーサイクルに基づいて定格電流を検知すると、制御信号Ｓ２を活性化する。さらに、制御信号Ｓ１，Ｓ２が活性化されると、接続判定部７１２は、制御信号ＤＥ，ＳＥによってＤＦＲ２６０およびＳＭＲ２５０をオンさせる。そして、接続判定部７１２は、異常検知部７１０へ出力される信号ＲＤＹを活性化し、充電準備が完了したことを異常検知部７１０へ通知する。
【００６７】
異常検知部７１０は、電流センサ１８３，１８４からそれぞれ電流ＩＮ１，ＩＮ２の検出値を受ける。また、異常検知部７１０は、接続判定部７１２から信号ＲＤＹを受ける。そして、異常検知部７１０は、信号ＲＤＹが活性化されると、電流ＩＮ１，ＩＮ２の各検出値に基づいて、後述の方法により、昇圧コンバータ２００、第１インバータ２１０および第２インバータ２２０の異常検知を行なうとともに、異常が検知された場合には、その異常部位に応じたフェールセーフ制御を実行する。一方、異常部位が発見されなかった場合には、異常検知部７１０は、充電制御部７０８へその旨を通知する。
【００６８】
図５は、ＣＰＵ５０８により実行される異常検知処理を説明するためのフローチャートである。なお、図５のフローチャートに示される処理は、一定時間ごとまたは所定の条件成立時にメインルーチンから呼び出されて実行される。
【００６９】
図５を参照して、ＣＰＵ５０８は、外部電源４０２から蓄電装置１５０の充電準備が完了したか否かを判定する（ステップＳ１０）。具体的には、外部電源４０２と車両との接続が検知され、ＣＣＩＤ３３０のＣＣＩＤリレー３３２、ＤＦＲ２６０およびＳＭＲ２５０がオンされると、充電準備が完了したものと判定される。
【００７０】
充電準備が完了していないと判定された場合には（ステップＳ１０においてＮＯ）、ＣＰＵ５０８はステップＳ１５０へ処理を移行し、メインルーチンへ処理が返される。
【００７１】
ステップＳ１０において充電準備が完了したと判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ＣＰＵ５０８は、第１インバータ２１０および第２インバータ２２０のゲートが遮断されているか否かを確認する（ステップＳ２０）。なお、特に図示しないが、第１インバータ２１０および第２インバータ２２０のゲートが遮断されていない場合には、ゲートが遮断される。
【００７２】
各インバータのゲート遮断が確認されると、ＣＰＵ５０８は、電流センサ１８３，１８４からの電流ＩＮ１，ＩＮ２の検出値に基づいて、第１および第２インバータ２１０，２２０の少なくとも一方に所定値α（＞０）よりも大きい電流が流れているか否かを判定する（ステップＳ３０）。ここで、所定値αは、センサ誤差を非検出とするためのしきい値である。そして、電流ＩＮ１（ＩＮ２）が所定値α（＞０）よりも大きいということは、外部電源４０２が接続された中性点１１２（１２２）から第１インバータ２１０（第２インバータ２２０）を介して昇圧コンバータ２００へ電流が流れることを意味する。
【００７３】
ステップＳ３０において電流ＩＮ１，ＩＮ２の少なくとも一方が所定値αよりも大きいと判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、ＣＰＵ５０８は、昇圧コンバータ２００を異常と判断する（ステップＳ４０）。すなわち、昇圧コンバータ２００の異常により電圧ＶＨが低下し、外部電源４０２が接続された中性点からインバータの上アームのダイオードを介して昇圧コンバータ２００へ電流が流れたものと判断される。
【００７４】
昇圧コンバータ２００が異常と判断されると、ＣＰＵ５０８は、電流ＩＮ１，ＩＮ２の少なくとも一方が所定値β１（＞α＞０）よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ５０）。ここで、所定値β１は、たとえば蓄電装置１５０が受入可能な最大電流に基づいて決定され、電流ＩＮ１，ＩＮ２の少なくとも一方が所定値β１よりも大きいということは、昇圧コンバータ２００を介して蓄電装置１５０へ大電流が流れることを意味する。
【００７５】
そして、ステップＳ５０において電流ＩＮ１，ＩＮ２の少なくとも一方が所定値β１よりも大きいと判定されると（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、ＣＰＵ５０８は、蓄電装置１５０を保護するため、ＳＭＲ２５０を直ちにオフさせる（ステップＳ６０）。その後、ＣＰＵ５０８は、昇圧コンバータ２００へシャットダウン信号ＳＤＣを出力して昇圧コンバータ２００のゲートを遮断させ（ステップＳ７０）、さらにＤＦＲ２６０およびＣＣＩＤ３３０のＣＣＩＤリレー３３２もオフさせる（ステップＳ８０）。
【００７６】
なお、ステップＳ５０において電流ＩＮ１，ＩＮ２が所定値β１以下であると判定された場合には（ステップＳ５０においてＮＯ）、ＣＰＵ５０８は、ステップＳ６０を実行することなくステップＳ７０へ処理を移行する。
【００７７】
一方、ステップＳ３０において電流ＩＮ１，ＩＮ２が所定値α以下であると判定されると（ステップＳ３０においてＮＯ）、ＣＰＵ５０８は、電流ＩＮ１，ＩＮ２に基づいて、第１および第２インバータ２１０，２２０の少なくとも一方に所定値（−α）（＜０）よりも小さい電流が流れているか否かを判定する（ステップＳ９０）。ここで、電流ＩＮ１（ＩＮ２）が所定値（−α）（＜０）よりも小さいということは、第１インバータ２１０（第２インバータ２２０）を介して昇圧コンバータ２００から外部電源４０２が接続された中性点１１２（１２２）へ電流が流れることを意味する。
【００７８】
ステップＳ９０において電流ＩＮ１，ＩＮ２の少なくとも一方が所定値（−α）よりも小さいと判定されると（ステップＳ９０においてＹＥＳ）、ＣＰＵ５０８は、通電が検知されたインバータを異常（ゲート不良）と判断する（ステップＳ１００）。すなわち、インバータの異常により、ゲート遮断されているにも拘わらず、不良ゲートを介して昇圧コンバータ２００から外部電源４０２が接続された中性点へ電流が流れたものと判断される。
【００７９】
なお、ステップＳ９０において電流ＩＮ１，ＩＮ２が所定値（−α）以上であると判定された場合には（ステップＳ９０においてＮＯ）、ＣＰＵ５０８は、ステップＳ１５０へ処理を移行する。
【００８０】
ステップＳ１００においてインバータが異常（ゲート不良）と判断されると、ＣＰＵ５０８は、電流ＩＮ１，ＩＮ２の少なくとも一方が所定値（−β２）（＜（−α））よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ここで、所定値（−β２）は、たとえば外部電源４０２へ出力可能な最大電流に基づいて決定され、電流ＩＮ１，ＩＮ２の少なくとも一方が所定値（−β２）よりも小さいということは、異常のインバータを介して外部電源４０２へ大電流が流れることを意味する。
【００８１】
そして、ステップＳ１１０において電流ＩＮ１，ＩＮ２の少なくとも一方が所定値（−β２）よりも小さいと判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、ＣＰＵ５０８は、外部電源４０２を保護するため、ＤＦＲ２６０およびＣＣＩＤ３３０のＣＣＩＤリレー３３２を直ちにオフさせる（ステップＳ１２０）。その後、ＣＰＵ５０８は、昇圧コンバータ２００へシャットダウン信号ＳＤＣを出力して昇圧コンバータ２００のゲートを遮断させ（ステップＳ１３０）、さらにＳＭＲ２５０もオフさせる（ステップＳ１４０）。
【００８２】
なお、ステップＳ１１０において電流ＩＮ１，ＩＮ２が所定値（−β２）以上であると判定された場合には（ステップＳ１１０においてＮＯ）、ＣＰＵ５０８は、ステップＳ１２０を実行することなくステップＳ１３０へ処理を移行する。
【００８３】
以上のようにして、外部電源４０２から蓄電装置１５０の充電時における異常検知処理が実行され、異常が検知された場合には、異常部位に応じたフェールセーフ制御が実行される。次に、外部電源４０２から蓄電装置１５０の充電方法について説明する。
【００８４】
図６は、図１に示した第１および第２インバータ２１０，２２０ならびに第１および第２ＭＧ１１０，１２０の零相等価回路を示した図である。第１インバータ２１０および第２インバータ２２０の各々は、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。
【００８５】
外部電源４０２から蓄電装置１５０の充電時、電圧ＶＡＣおよび電流ＩＡＣの各検出値に基づいて生成される零相電圧指令値に基づいて、第１インバータ２１０および第２インバータ２２０の零電圧ベクトルが制御される。したがって、この図６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。
【００８６】
そして、図６に示されるように、この零相等価回路は、外部電源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インバータ２１０および第２インバータ２２０において零相電圧指令値に基づいて零電圧ベクトルを変化させ、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、外部電源４０２から供給される交流電力を直流電力に変換して正極線ＰＬ２および負極線ＮＬに供給することができる。そして、昇圧コンバータ２００を介して蓄電装置１５０を充電することができる。
【００８７】
以上のように、この実施の形態１においては、外部電源４０２から蓄電装置１５０の充電時、第１ＭＧ１１０の中性点１１２および第２ＭＧ１２０の中性点１２２に外部電源４０２が接続される。そして、外部電源４０２が各中性点に電気的に接続されている場合において、各インバータのゲート遮断時に第１および第２インバータ２１０，２２０の少なくとも一方を介して中性点から昇圧コンバータ２００への通電が検知されると、昇圧コンバータ２００が異常と判断される。また、各インバータのゲート遮断時に第１および第２インバータ２１０，２２０の少なくとも一方を介して昇圧コンバータ２００から中性点への通電が検知されると、通電が検知されたインバータが異常（ゲート不良）と判断される。したがって、この実施の形態１によれば、外部電源４０２から蓄電装置１５０の充電時に異常部位を切り分けて検知することができる。
【００８８】
また、この実施の形態１においては、昇圧コンバータ２００が異常と判断された場合、検知された通電量に応じてＳＭＲ２５０が直ちにオフされる。また、第１インバータ２１０および第２インバータ２２０の少なくとも一方が異常と判断された場合、検知された通電量に応じてＤＦＲ２６０およびＣＣＩＤ３３０のＣＣＩＤリレー３３２が直ちにオフされる。したがって、この実施の形態１によれば、蓄電装置１５０および外部電源４０２を確実に保護することができる。
【００８９】
［変形例］
昇圧コンバータ２００が異常と判断された場合、電圧ＶＡＣ（ピーク値）と電圧ＶＨとの電圧差に基づいて蓄電装置１５０に大電流が流れるか否かを判断してもよい。また、第１インバータ２１０および第２インバータ２２０の少なくとも一方が異常（ゲート不良）と判断された場合も同様に、電圧ＶＨと電圧ＶＡＣ（ピーク値）との電圧差に基づいて外部電源４０２に大電流が流れるかを判断してもよい。
【００９０】
図７は、実施の形態１の変形例における異常検知処理を説明するためのフローチャートである。なお、図７のフローチャートに示される処理も、一定時間ごとまたは所定の条件成立時にメインルーチンから呼び出されて実行される。
【００９１】
図７を参照して、このフローチャートは、図５に示したフローチャートにおいて、ステップＳ５０，Ｓ１１０に代えてそれぞれステップＳ５５，Ｓ１１５を含む。すなわち、ステップＳ４０において昇圧コンバータ２００が異常と判断されると、ＣＰＵ５０８は、外部電源４０２の電圧を示す電圧ＶＡＣ（ピーク値）が電圧（ＶＨ＋γ１）（γ１＞０）よりも高いか否かを判定する（ステップＳ５５）。
【００９２】
そして、電圧ＶＡＣが電圧（ＶＨ＋γ１）よりも高いと判定されると（ステップＳ５５においてＹＥＳ）、ＣＰＵ５０８は、ステップＳ６０へ処理を移行し、ＳＭＲ２５０が直ちにオフされる。すなわち、電圧ＶＡＣが電圧（ＶＨ＋γ１）よりも高い場合には、電圧ＶＡＣと電圧ＶＨとの大きな電圧差により蓄電装置１５０へ大電流が流れるのを防止するために、ＳＭＲ２５０を直ちにオフさせることとしたものである。
【００９３】
また、ステップＳ１００においてインバータが異常（ゲート不良）と判断されると、ＣＰＵ５０８は、電圧（ＶＡＣ＋γ２）（γ２＞０）が電圧ＶＨよりも低いか否かを判定する（ステップＳ１１５）。
【００９４】
そして、電圧（ＶＡＣ＋γ２）が電圧ＶＨよりも低いと判定されると（ステップＳ１１５においてＹＥＳ）、ＣＰＵ５０８は、ステップＳ１２０へ処理を移行し、ＤＦＲ２６０およびＣＣＩＤ３３０のＣＣＩＤリレー３３２が直ちにオフされる。すなわち、電圧（ＶＡＣ＋γ２）が電圧ＶＨよりも低い場合には、電圧ＶＨと電圧ＶＡＣとの大きな電圧差により外部電源４０２へ大電流が流れるのを防止するために、ＤＦＲ２６０およびＣＣＩＤリレー３３２を直ちにオフさせることとしたものである。
【００９５】
以上のように、この変形例においても、外部電源４０２から蓄電装置１５０の充電時に異常部位を切り分けて検知可能であるとともに、蓄電装置１５０および外部電源４０２を確実に保護することができる。
【００９６】
［実施の形態２］
上記の実施の形態では、外部電源４０２からの電力が第１ＭＧ１１０の中性点１１２および第２ＭＧ１２０の中性点１２２から入力され、第１および第２インバータ２１０，２２０を用いて電圧変換するものとしたが、この実施の形態２では、単一のＭＧおよびインバータを用いて電圧変換可能な構成が示される。
【００９７】
図８は、実施の形態２による電動車両のパワートレーン構成を示した図である。図８を参照して、この電動車両１０Ａは、図１に示したハイブリッド車両１０の構成において、整流回路２３０をさらに備える。整流回路２３０は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬとの間に直列に接続された２つのダイオードを含み、２つのダイオードの接続ノードに電力入力線ＡＣＬ１が接続される。
【００９８】
なお、この図８では、エンジン１００、第１ＭＧ１１０、第１インバータ２１０および動力分割装置１３０が示されていないが、電動車両１０Ａがハイブリッド車両である場合には、これらの各装置を備えてもよい。
【００９９】
そして、外部電源４０２から蓄電装置１５０の充電時、電圧ＶＡＣおよび電流ＩＡＣの各検出値に基づいて生成される零相電圧指令値に基づいて、第２インバータ２２０の零電圧ベクトルが制御される。これにより、第２インバータ２２０および整流回路２３０によってコンバータが形成され、外部電源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。
【０１００】
なお、上記の実施の形態１においては、動力分割装置１３０によりエンジン１００の動力を分割して駆動輪１４０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両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両にも適用可能である。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両や、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両、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両などにもこの発明は適用可能である。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。
【０１０１】
なお、上記において、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０の少なくとも一方は、この発明における「交流電動機」に対応する。また、充電インレット２７０および電力入力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２は、この発明における「接続装置」を形成する。さらに、ＤＦＲ２６０およびＣＣＩＤ３３０のＣＣＩＤリレー３３２の少なくとも一方は、この発明における「電源リレー」に対応する。
【０１０２】
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】
【０１０３】
【図１】この発明の実施の形態１による電動車両の一例として示されるハイブリッド車両のパワートレーン構成を示した図である。
【図２】図１に示すハイブリッド車両の充電機構に関する部分の概略構成図である。
【図３】図２に示す充電機構をより詳細に説明するための図である。
【図４】図３に示すＣＰＵの機能ブロック図である。
【図５】ＣＰＵにより実行される異常検知処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】図１に示す第１および第２インバータならびに第１および第２ＭＧの零相等価回路を示した図である。
【図７】実施の形態１の変形例における異常検知処理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２による電動車両のパワートレーン構成を示した図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０  ハイブリッド車両、１０Ａ  電動車両、１００  エンジン、１１０，１２０  ＭＧ、１１２，１２２  中性点、１３０  動力分割装置、１４０  駆動輪、１５０  蓄電装置、１７０  ＥＣＵ、１８１，１８２，６０４  電圧センサ、１８３〜１８５  電流センサ、２００  昇圧コンバータ、２１０，２２０  インバータ、２１０Ａ，２２０Ａ  上アーム、２１０Ｂ，２２０Ｂ  下アーム、２３０  整流回路、２５０  ＳＭＲ、２６０  ＤＦＲ、２７０  充電インレット、２８０  ＬＣフィルタ、３１０  コネクタ、３１２  リミットスイッチ、３２０  プラグ、３３０  ＣＣＩＤ、３３２  ＣＣＩＤリレー、３３４  コントロールパイロット回路、４００  電源コンセント、４０２  外部電源、５０２  抵抗回路、５０４，５０６  入力バッファ、５０８  ＣＰＵ、５１２  車両アース、６０２  発振器、６０６  電磁コイル、６０８  漏電検出器、７０２  コンバータ制御部、７０４，７０６  インバータ制御部、７０８  充電制御部、７１０  異常検知部、７１２  接続判定部、Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ、Ｒ  放電抵抗、ＰＬ１，ＰＬ２  正極線、ＮＬ  負極線、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２  電力入力線、Ｒ１  抵抗素子、Ｒ２，Ｒ３  プルダウン抵抗、ＳＷ１，ＳＷ２  スイッチ、Ｌ１  コントロールパイロット線、Ｌ２  接地線、Ｌ３  信号線。
【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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