充電システムおよびそれを備えた車両
【課題】車両に搭載された電気負荷装置に接続される蓄電装置を電気負荷装置を用いて車両外部の電源から充電する充電システムおよびそれを備えた車両において、蓄電装置の充電動作に伴ない発生するスイッチング騒音を低減する。
【解決手段】外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、第２モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２と第１モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１とが電力線ＰＬ１によって電気的に接続される。外部電源７０からの電力は、第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２の非中性点側に与えられる。そして、ＥＣＵ３０は、第２インバータ２０を停止（全スイッチング素子をゲート遮断）するとともに第１インバータ１０の少なくとも一相をスイッチング制御する。
【解決手段】外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、第２モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２と第１モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１とが電力線ＰＬ１によって電気的に接続される。外部電源７０からの電力は、第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２の非中性点側に与えられる。そして、ＥＣＵ３０は、第２インバータ２０を停止（全スイッチング素子をゲート遮断）するとともに第１インバータ１０の少なくとも一相をスイッチング制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、充電システムおよびそれを備えた車両に関し、特に、車両に搭載された電気負荷装置に接続される蓄電装置を電気負荷装置を用いて車両外部の電源から充電する充電システムおよびそれを備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００７−３１８９７０号公報（特許文献１）は、２つの交流モータの中性点を介して、車両に搭載された蓄電装置を車両外部の商用電源から充電する充電システムを開示する。この充電システムにおいては、商用電源の電圧の実効値および位相ならびに蓄電装置に対する充電電力指令値に基づいて、中性点に接続された電力入力線に流す電流の指令値であって商用電源の電圧と同相の電流指令値が生成される。そして、その生成された電流指令値に基づいて、２つの交流モータに対応する２つのインバータの零相電圧が制御される。
【０００３】
この充電システムによれば、各交流モータにおいて各相コイルに同量かつ同位相の充電電流が流され、各インバータにおいて直流電流に変換されて蓄電装置が充電される（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−３１８９７０号公報
【特許文献２】特開平８−２１４５９２号公報
【特許文献３】特開２００７−３３６７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の特開２００７−３１８９７０号公報に開示される充電システムにおいては、各交流モータにおいて各相コイルに同量かつ同位相の電流が流れるので、各相コイルの磁束が互いに打ち消しあうことによりモータの等価的なインダクタンスは小さい。このため、モータ内に流れる電流のリップル成分が大きくなり、モータから発生するスイッチング騒音が大きくなるという問題がある。
【０００５】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両に搭載された電気負荷装置に接続される蓄電装置を電気負荷装置を用いて車両外部の電源から充電する充電システムおよびそれを備えた車両において、蓄電装置の充電動作に伴ない発生するスイッチング騒音を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明によれば、充電システムは、車両に搭載された電気負荷装置に接続される蓄電装置を車両外部の電源（以下、単に「外部電源」とも称する。）から充電する充電システムであって、電気負荷装置は、互いに並列接続される第１および第２のインバータと第１および第２のインバータによって駆動される第１および第２の交流回転電機とを含む。充電システムは、接続装置と、電力線と、制御装置とを備える。接続装置は、外部電源の一端を第１の交流回転電機の巻線に接続し、かつ、外部電源の他端を電気負荷装置の直流線に接続するように構成される。電力線は、第１の交流回転電機の巻線と第２の交流回転電機の巻線とを直列に接続する。制御装置は、外部電源から蓄電装置の充電時、第１のインバータを停止し、第２のインバータの少なくとも一相をスイッチング制御する。
【０００７】
好ましくは、第１の交流回転電機の対地容量は、第２の交流回転電機の対地容量よりも大きい。
【０００８】
また、好ましくは、第２の交流回転電機の漏れインダクタンスは、第１の交流回転電機の漏れインダクタンスよりも大きい。そして、制御装置は、外部電源から蓄電装置の充電時、第１のインバータを停止し、第２のインバータの全相アームを同時にスイッチング制御する。
【０００９】
好ましくは、外部電源は、交流電源である。接続装置は、整流回路と、第１および第２の電力線とを含む。整流回路は、交流電源からの交流電力を整流する。第１の電力線は、整流回路の出力端の一方を第１の交流回転電機の巻線に接続する。第２の電力線は、整流回路の出力端の他方を電気負荷装置の負極線に接続する。
【００１０】
また、好ましくは、外部電源は、交流電源である。接続装置は、第１および第２の電力線と、整流回路とを含む。第１の電力線は、交流電源の一端を第１の交流回転電機の巻線に接続する。整流回路は、第１および第２のインバータに並列に接続される。第２の電力線は、交流電源の他端を整流回路に接続する。
【００１１】
好ましくは、第１および第２の交流回転電機の各々は、星型結線された多相巻線を固定子巻線として含む。接続装置は、第１の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側に外部電源を接続する。電力線は、第１の交流回転電機の多相巻線の中性点と第２の交流回転電機の多相巻線の中性点との間に配設される。
【００１２】
また、好ましくは、第１および第２の交流回転電機の各々は、星型結線された多相巻線を固定子巻線として含む。接続装置は、第１の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側に外部電源を接続する。電力線は、第１の交流回転電機において外部電源が接続される巻線とは異なる巻線の非中性点側と第２の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側との間に配設される。制御装置は、外部電源から蓄電装置の充電時、第２のインバータについて、第２の交流回転電機において電力線が接続される巻線と異なる相の少なくとも一つをスイッチング制御する。
【００１３】
また、好ましくは、第１および第２の交流回転電機の各々は、星型結線された多相巻線を固定子巻線として含む。接続装置は、第１の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側に外部電源を接続する。電力線は、第１の交流回転電機の多相巻線の中性点と第２の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側との間に配設される。制御装置は、外部電源から蓄電装置の充電時、第２のインバータについて、第２の交流回転電機において電力線が接続される巻線と異なる相の少なくとも一つをスイッチング制御する。
【００１４】
また、好ましくは、第１および第２の交流回転電機の各々は、星型結線された多相巻線を固定子巻線として含む。接続装置は、第１の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側に外部電源を接続する。電力線は、第１の交流回転電機において外部電源が接続される巻線とは異なる巻線の非中性点側と第２の交流回転電機の多相巻線の中性点との間に配設される。
【００１５】
また、好ましくは、第１および第２の交流回転電機の各々は、星型結線された多相巻線を固定子巻線として含む。接続装置は、第１の交流回転電機の多相巻線の中性点に外部電源を接続する。電力線は、第１の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側と第２の交流回転電機の多相巻線の中性点との間に配設される。
【００１６】
また、好ましくは、第１および第２の交流回転電機の各々は、星型結線された多相巻線を固定子巻線として含む。接続装置は、第１の交流回転電機の多相巻線の中性点に外部電源を接続する。電力線は、第１の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側と第２の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側との間に配設される。制御装置は、外部電源から蓄電装置の充電時、第２のインバータについて、第２の交流回転電機において電力線が接続される巻線と異なる相の少なくとも一つをスイッチング制御する。
【００１７】
また、この発明によれば、車両は、第１および第２の交流回転電機の少なくとも一方から駆動トルクを受ける車輪と、上述したいずれかの充電システムとを備える。
【発明の効果】
【００１８】
この発明においては、第１の交流回転電機の巻線と第２の交流回転電機の巻線とが電力線によって直列に接続され、外部電源から蓄電装置の充電時、第１のインバータが停止され、第２のインバータの少なくとも一相がスイッチング制御されるので、少なくとも第１の交流回転電機において各相巻線の磁束が互いに打ち消しあう状態は発生せず、巻線のインダクタンスが十分に活用される。
【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発生するスイッチング騒音を効果的に低減することができる。
【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による車両の全体ブロック図である。図１を参照して、この車両１００は、蓄電装置Ｂと、第１インバータ１０と、第２インバータ２０と、第１モータジェネレータＭＧ１と、第２モータジェネレータＭＧ２と、車輪ＤＷと、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０とを備える。また、車両１００は、電力線ＰＬ１〜ＰＬ３と、全波整流回路４０と、充電口５０と、リレー６０とをさらに備える。
【００２２】
蓄電装置Ｂは、正極線ＭＰＬおよび負極線ＭＮＬに接続される。第１インバータ１０は、Ｕ相アーム１２、Ｖ相アーム１４およびＷ相アーム１６を含む。Ｕ相アーム１２、Ｖ相アーム１４およびＷ相アーム１６は、正極線ＭＰＬと負極線ＭＮＬとの間に並列に接続される。Ｕ相アーム１２は、直列に接続されたスイッチング素子Ｔ１１，Ｔ１２から成り、Ｖ相アーム１４は、直列に接続されたスイッチング素子Ｔ１３，Ｔ１４から成り、Ｗ相アーム１６は、直列に接続されたスイッチング素子Ｔ１５，Ｔ１６から成る。スイッチング素子Ｔ１１〜Ｔ１６には、それぞれダイオードＤ１１〜Ｄ１６が逆並列に接続される。
【００２３】
第２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。第２インバータ２０の構成は、第１インバータ１０と同様である。なお、第１インバータ１０および第２インバータ２０のスイッチング素子として、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）などを用いることができる。
【００２４】
第１モータジェネレータＭＧ１は、Ｕ相コイルＵ１、Ｖ相コイルＶ１およびＷ相コイルＷ１から成る三相コイルを含む。Ｕ相コイルＵ１、Ｖ相コイルＶ１およびＷ相コイルＷ１は、Ｙ結線されて中性点Ｎ１を形成する。第２モータジェネレータＭＧ２も、Ｕ相コイルＵ２、Ｖ相コイルＶ２およびＷ相コイルＷ２から成る三相コイルを含み、Ｕ相コイルＵ２、Ｖ相コイルＶ２およびＷ相コイルＷ２は、Ｙ結線されて中性点Ｎ２を形成する。
【００２５】
電力線ＰＬ１は、第１モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１と第２モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２との間に配設される。リレー６０は、電力線ＰＬ１に配設される。全波整流回路４０は、ダイオードＤ４１〜Ｄ４４を含む。ダイオードＤ４１，Ｄ４２は、電力線ＰＬ２，ＰＬ３間に直列に接続され、その中間タップ（ダイオードＤ４１，Ｄ４２の接続ノード）が充電口５０の端子の一方に接続される。ダイオードＤ４３，Ｄ４４も、電力線ＰＬ２，ＰＬ３間に直列に接続され、その中間タップが充電口５０の他方の端子に接続される。そして、電力線ＰＬ２は、第２モータジェネレータＭＧ２のいずれかのコイルの非中性点側に接続され（以下では、Ｗ相コイルＷ２とする。）、電力線ＰＬ３は、負極線ＭＮＬに接続される。
【００２６】
蓄電装置Ｂ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Ｂは、第１インバータ１０および第２インバータ２０へ電力を供給する。また、蓄電装置Ｂは、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２の少なくとも一方により発電される回生電力を受けて充電される。さらに、蓄電装置Ｂは、第１および第２モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２ならびに第１および第２インバータ１０，２０を用いて外部電源７０（たとえば系統交流電源）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。
【００２７】
第１インバータ１０は、ＥＣＵ３０からの駆動信号ＰＷＩ１に基づいて、蓄電装置Ｂからの直流電圧を三相交流電圧に変換し、その変換した三相交流電圧を第１モータジェネレータＭＧ１へ出力する。また、第１インバータ１０は、たとえばエンジン（図示せず。以下同じ。）の動力を用いて第１モータジェネレータＭＧ１が発電した三相交流電圧を直流電圧に変換して蓄電装置Ｂおよび第２インバータ２０の少なくとも一方へ出力する。
【００２８】
第２インバータ２０は、ＥＣＵ３０からの駆動信号ＰＷＩ２に基づいて、蓄電装置Ｂからの直流電圧を三相交流電圧に変換し、その変換した三相交流電圧を第２モータジェネレータＭＧ２へ出力する。また、第２インバータ２０は、車両の制動時、車輪ＤＷの回転力を用いて第２モータジェネレータＭＧ２が発電した三相交流電圧を直流電圧に変換して蓄電装置Ｂへ出力する。
【００２９】
ここで、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電が要求されると、第２インバータ２０は、ＥＣＵ３０から指令に基づいて停止し（全スイッチング素子のゲートオフ）、第１インバータ１０は、充電口５０、全波整流回路４０、電力線ＰＬ２、第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２、電力線ＰＬ１および第１モータジェネレータＭＧ１のコイルを順次介して外部電源７０から与えられる電力を駆動信号ＰＷＩ２に基づいて蓄電装置Ｂの電圧レベルに変換し、蓄電装置Ｂへ出力する。
【００３０】
第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２は、三相交流回転電機であり、たとえば、ロータに永久磁石を有する三相永久磁石同期モータから成る。第１モータジェネレータＭＧ１は、第１インバータ１０によって力行駆動または回生駆動される。たとえば、第１モータジェネレータＭＧ１は、エンジンに連結され、エンジンの動力を用いて発電し、エンジンの始動時にはエンジンをクランキングする。第２モータジェネレータＭＧ２は、第２インバータ２０によって力行駆動または回生駆動される。第２モータジェネレータＭＧ２は、車輪ＤＷを駆動するための駆動力を発生し、車両の制動時には、車両の運動エネルギーを車輪ＤＷから受けて発電する。
【００３１】
なお、走行駆動力を発生する第２モータジェネレータＭＧ２は、第１モータジェネレータＭＧ１よりも体格が大きく、第２モータジェネレータＭＧ２の対地容量（第２モータジェネレータＭＧ２と車両の筐体アースとの間の浮遊容量）は、第１モータジェネレータＭＧ１の対地容量よりも大きい。そして、この実施の形態１では、対地容量が相対的に大きい第２モータジェネレータＭＧ２に全波整流回路４０が接続され、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２は、充電システムにおける平滑リアクトルとして機能する。
【００３２】
リレー６０は、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、ＥＣＵ３０からの信号ＲＥに応じてオンされ、第１モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１と第２モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２とを電気的に接続する。一方、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時以外は、リレー６０は、信号ＲＥに応じてオフされ、中性点Ｎ１と中性点Ｎ２とを電気的に切離す。全波整流回路４０は、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、充電口５０から入力される外部電源７０からの交流電力を整流して電力線ＰＬ２へ出力する。
【００３３】
ＥＣＵ３０は、第１インバータ１０を駆動するためのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を駆動信号ＰＷＩ１として第１インバータ１０へ出力する。また、ＥＣＵ３０は、第２インバータ２０を駆動するためのＰＷＭ信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を駆動信号ＰＷＩ２として第２インバータ２０へ出力する。
【００３４】
ここで、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、ＥＣＵ３０は、信号ＲＥによってリレー６０をオンさせる。また、ＥＣＵ３０は、第２インバータ２０の各スイッチング素子をゲート遮断させるための指令を第２インバータ２０へ出力し、第２インバータ２０を停止させる。そして、ＥＣＵ３０は、第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２および第１モータジェネレータＭＧ１の少なくとも一つのコイル（以下では、Ｕ相コイルＵ１とする。）を平滑リアクトルとして用いて、外部電源７０から全波整流回路４０、電力線ＰＬ２、Ｗ相コイルＷ２、電力線ＰＬ１およびＵ相コイルＵ１を順次介して与えられる電力を蓄電装置Ｂの電圧レベルに変換して蓄電装置Ｂへ出力するように、第１インバータ１０のＵ相アーム１２をスイッチング制御する。
【００３５】
この車両１００においては、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、第１モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１と第２モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２とが電力線ＰＬ１によって電気的に接続され、第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２に外部電源７０からの電力が与えられる。そして、第２インバータ２０は停止され（全アームオフ）、第１インバータ１０のＵ相アーム１２がスイッチング制御される。そうすると、外部電源７０からＷ相コイルＷ２に与えられた電力は、第２インバータ２０には流れずにＷ相コイルＷ２から電力線ＰＬ１およびＵ相コイルＵ１を順次介して第１インバータ１０に流れ、第１インバータ１０によって蓄電装置Ｂが充電される。したがって、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、Ｗ相コイルＷ２およびＵ相コイルＵ１の２つのコイルが平滑リアクトルとして用いられる。
【００３６】
図２は、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電が行なわれる際の図１に示したシステムの等価回路図である。図２を参照して、上述のように、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、第２インバータ２０は停止され（全アームオフ）、第１インバータ１０は、Ｕ相アーム１２のみスイッチング制御されるので、この等価回路では、第１インバータ１０および第２インバータ２０については、第１インバータ１０のＵ相アーム１２のみが示されている。
【００３７】
外部電源７０は、全波整流回路４０を介して電力線ＰＬ２，ＰＬ３に接続される。電力線ＰＬ２に接続されるインダクタンスＬｍｇ２は、第２モータジェネレータＭＧ２のコイルインダクタンスを示し、具体的には、Ｗ相コイルＷ２のインダクタンスを示す。電力線ＰＬ１を介してインダクタンスＬｍｇ２に接続されるインダクタンスＬｍｇ１は、第１モータジェネレータＭＧ１のコイルインダクタンスを示し、具体的には、Ｕ相コイルＵ１のインダクタンスを示す。そして、インダクタンスＬｍｇ１は、Ｕ相アーム１２に接続される。
【００３８】
容量Ｃｍｇ１は、第１モータジェネレータＭＧ１の対地容量（Ｕ相コイルＵ１と車両の筐体アース９２との間の浮遊容量）を示す。また、容量Ｃｍｇ２は、第２モータジェネレータＭＧ２の対地容量（Ｗ相コイルＷ２と筐体アース９２との間の浮遊容量）を示す（以下、容量Ｃｍｇ１，Ｃｍｇ２をそれぞれ「モータ対地容量Ｃｍｇ１」および「モータ対地容量Ｃｍｇ２」とも称する。）。
【００３９】
この等価回路から分かるように、この充電システムにおいては、第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２および第１モータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルＵ１が直列接続されて平滑リアクトルとして用いられるので、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時に発生するスイッチング騒音を効果的に低減することができる。
【００４０】
また、上述のように、走行駆動力を発生する第２モータジェネレータＭＧ２は、第１モータジェネレータＭＧ１よりも体格が大きく、第２モータジェネレータＭＧ２の対地容量は、第１モータジェネレータＭＧ１の対地容量よりも大きいところ、この実施の形態１では、対地容量が相対的に大きい第２モータジェネレータＭＧ２が第１モータジェネレータＭＧ１よりも外部電源７０側となるように回路が構成される。すなわち、外部電源７０は、全波整流回路４０を介して、対地容量が相対的に大きい第２モータジェネレータＭＧ２に接続される。このような回路構成としたのは、モータ対地容量Ｃｍｇ１，Ｃｍｇ２を介して筐体アース９２に流れるスイッチング周波数成分の電流を低減するためである。以下、この点について説明する。
【００４１】
外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、第１インバータ１０（Ｕ相アーム１２）のスイッチング動作に伴ない、第１インバータ１０側に配置されるモータ対地容量Ｃｍｇ１には、次式で示される電圧変動がかかる。
【００４２】
ΔＶｍｇ１＝（Ｌｍｇ１＋２Ｌｍｇ２）／（Ｌｍｇ１＋Ｌｍｇ２）×（ＶＤＣ／２） …（１）
ここで、モータ対地容量Ｃｍｇ１は、第１モータジェネレータＭＧ１のコイルの中間点（より具体的には、充電時に通電されるＵ相コイルＵ１の中間点）に接続されるものと仮定した。また、外部電源７０側に配置されるモータ対地容量Ｃｍｇ２には、次式で示される電圧変動がかかる。
【００４３】
ΔＶｍｇ２＝Ｌｍｇ２／（Ｌｍｇ１＋Ｌｍｇ２）×（ＶＤＣ／２） …（２）
ここで、モータ対地容量Ｃｍｇ２は、第２モータジェネレータＭＧ２のコイルの中間点（より具体的には、充電時に通電されるＷ相コイルＷ２の中間点）に接続されるものと仮定した。
【００４４】
（１），（２）式より、ΔＶｍｇ２＜ΔＶｍｇ１、すなわち外部電源７０側に配置されるモータ対地容量の電圧変動の方が小さいことがわかる。そして、この電圧変動にモータ対地容量を乗算した値（この値は電荷を示す。）を時間微分した値が筐体アース９２に流れるスイッチング周波数成分の電流である。したがって、モータ対地容量の大きい第２モータジェネレータＭＧ２を電圧変動の小さい外部電源７０側に配置するように回路構成する方が、第１モータジェネレータＭＧ１を外部電源７０側に配置した回路構成よりも、モータ対地容量Ｃｍｇ１，Ｃｍｇ２を介して筐体アース９２に流れるスイッチング周波数成分の電流を低減できる。
【００４５】
言い換えると、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、モータ対地容量の大きい第２モータジェネレータＭＧ２に全波整流回路４０を介して外部電源７０を接続し、第２インバータ２０を停止させるとともに第１インバータ１０をスイッチング制御する方が、第１モータジェネレータＭＧ１に外部電源７０を接続し、第１インバータ１０を停止させるとともに第２インバータ２０をスイッチング制御する場合よりも、モータ対地容量Ｃｍｇ１，Ｃｍｇ２を介して筐体アース９２に流れるスイッチング周波数成分の電流を低減することができる。
【００４６】
図３は、図１に示したＥＣＵ３０の機能ブロック図である。図３を参照して、ＥＣＵ３０は、第１インバータ制御部３２と、第２インバータ制御部３４と、充電制御部３６とを含む。第１インバータ制御部３２は、充電制御部３６からの信号ＣＴＬが非活性化されているとき、正極線ＭＰＬおよび負極線ＭＮＬ間の電圧ＶＤＣの検出値、第１モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１、ならびに第１モータジェネレータＭＧ１のモータ電流ＭＣＲＴ１およびロータ回転角θ１の各検出値に基づいて、第１モータジェネレータＭＧ１を駆動するための駆動信号ＰＷＩ１を生成する。一方、信号ＣＴＬが活性化されているとき、第１インバータ制御部３２は、充電制御部３６からの指令ＡＣに基づいて、第１インバータ１０のＵ相アーム１２をスイッチング制御して外部電源７０からの電力を蓄電装置Ｂの電圧レベルに変換するための駆動信号ＰＷＩ１を生成する。
【００４７】
第２インバータ制御部３４は、充電制御部３６からの信号ＳＴＰが非活性化されているとき、電圧ＶＤＣの検出値、第２モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値ＴＲ２、ならびに第２モータジェネレータＭＧ２のモータ電流ＭＣＲＴ２およびロータ回転角θ２の各検出値に基づいて、第２モータジェネレータＭＧ２を駆動するための駆動信号ＰＷＩ２を生成する。一方、信号ＳＴＰが活性化されているとき、第２インバータ制御部３４は、第２インバータ２０を停止（全アームオフ）させるための指令を生成して第２インバータ２０へ出力する。
【００４８】
充電制御部３６は、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、電力線ＰＬ１に設けられるリレー６０（図１）へ出力される信号ＲＥを活性化してリレー６０をオンさせる。また、充電制御部３６は、第１インバータ制御部３２へ出力される信号ＣＴＬを活性化し、第２インバータ制御部３４へ出力される信号ＳＴＰを活性化する。そして、充電制御部３６は、外部電源７０の電圧ＶＡＣおよび外部電源７０からの充電電流ＩＡＣに基づいて、外部電源７０から供給される電力を蓄電装置Ｂの電圧レベルに変換して出力するように第１インバータ１０のＵ相アーム１２を制御するための指令ＡＣを生成し、その生成した指令ＡＣを第１インバータ制御部３２へ出力する。
【００４９】
なお、電圧ＶＤＣ、モータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２、ロータ回転角θ１，θ２、電圧ＶＡＣおよび充電電流ＩＡＣの各々は、図示されないセンサによって検出される。また、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２は、アクセルペダルの踏込量や車両速度などの走行状況に基づいて、図示されない車両ＥＣＵによって算出される。
【００５０】
図４は、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時における第１および第２インバータ１０，２０の各相アームの動作波形を示した図である。図４を参照して、第１インバータ１０のＵ相アーム１２のみスイッチング制御され、第１インバータ１０のＶ相アーム１４およびＷ相アーム１６ならびに第２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の各々の上下アームは、全てオフされる。なお、スイッチング制御されるＵ相アーム１２の上下アームのオン／オフタイミングが僅かに異なるのは、上下アームが同時にオンするのを防止するためのデッドタイムが設けられているためである。
【００５１】
以上のように、この実施の形態１においては、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、第２モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２と第１モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１とが電力線ＰＬ１によって電気的に接続される。そして、外部電源７０からの電力が第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２の非中性点側に与えられ、第２インバータ２０が停止されるとともに第１インバータ１０のＵ相アーム１２がスイッチング制御される。これにより、Ｗ相コイルＷ２およびＵ相コイルＵ１の２つのコイルを平滑リアクトルとして利用できる。したがって、この実施の形態１によれば、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時に発生するスイッチング騒音を効果的に低減することができる。
【００５２】
また、この実施の形態１においては、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、外部電源７０と蓄電装置Ｂとの間の回路構成について、モータ対地容量が相対的に大きい第２モータジェネレータＭＧ２が第１モータジェネレータＭＧ１よりも外部電源７０側に配置されるように回路が構成される。したがって、この実施の形態１によれば、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時に筐体アース９２に流れるスイッチング周波数成分の電流を低減することができる。
【００５３】
［実施の形態１の変形例］
上記においては、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、第１インバータ１０においてＵ相アーム１２のみをスイッチング制御するものとしたが、図５に示すように、第１インバータ１０の全相アームを同時にスイッチング制御してもよい。第１インバータ１０の全相アームを同時にスイッチング制御すると、第１モータジェネレータＭＧ１においては漏れインダクタンスしか利用できなくなるが、第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２のインダクタンスは利用できる。
【００５４】
そして、第１インバータ１０の全相アームを同時にスイッチング制御することにより、第１モータジェネレータＭＧ１の各相コイルに均等に充電電流が流れるので、第１モータジェネレータＭＧ１の巻線抵抗が１相通電の場合に比べて１／３になる。したがって、この変形例によれば、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時における損失を低減することができる。
【００５５】
［実施の形態２］
図６は、実施の形態２による車両の全体ブロック図である。図６を参照して、この車両１００Ａでは、図１に示した実施の形態１による車両１００の構成において、第２モータジェネレータＭＧ２のＵ相コイルＵ２の非中性点側と第１モータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルＵ１の非中性点側との間に電力線ＰＬ１が配設される。そして、車両１００Ａは、ＥＣＵ３０に代えてＥＣＵ３０Ａを備える。
【００５６】
ＥＣＵ３０Ａは、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、信号ＲＥによってリレー６０をオンさせる。また、ＥＣＵ３０Ａは、第２インバータ２０の各スイッチング素子をゲート遮断させるための指令を第２インバータ２０へ出力し、第２インバータ２０を停止させる。そして、ＥＣＵ３０Ａは、第１インバータ１０については、Ｖ相アーム１４のみをスイッチング制御し、Ｕ相アーム１２およびＷ相アーム１６を停止させる（上下アームともオフ）。これにより、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、全波整流回路４０から電力線ＰＬ２、第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２およびＵ相コイルＵ２、電力線ＰＬ１、ならびに第１モータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルＵ１およびＶ相コイルＶ１を順次介して第１インバータ１０までの電路が形成され、第１インバータ１０によって蓄電装置Ｂが充電される。
【００５７】
したがって、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２およびＵ相コイルＵ２ならびに第１モータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルＵ１およびＶ相コイルＶ１の４つのコイルが平滑リアクトルとして利用される。なお、ＥＣＵ３０Ａのその他の機能は、実施の形態１におけるＥＣＵ３０と同じである。
【００５８】
図７は、実施の形態２において外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時における第１および第２インバータ１０，２０の各相アームの動作波形を示した図である。図７を参照して、第１インバータ１０のＶ相アーム１４のみスイッチング制御され、第１インバータ１０のＵ相アーム１２およびＷ相アーム１６ならびに第２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の各々の上下アームは、全てオフされる。なお、スイッチング制御されるＶ相アーム１４の上下アームのオン／オフタイミングが僅かに異なるのは、上下アームが同時にオンするのを防止するためのデッドタイムが設けられているためである。
【００５９】
以上のように、この実施の形態２においては、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、直列接続される４つのコイルを平滑リアクトルとして利用できる。したがって、この実施の形態２によっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００６０】
［実施の形態３］
図８は、実施の形態３による車両の全体ブロック図である。図８を参照して、この車両１００Ｂでは、図６に示した実施の形態２による車両１００Ａの構成において、電力線ＰＬ１が第２モータジェネレータＭＧ２のＵ相コイルＵ２の非中性点側に代えて第２モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２に接続される。車両１００Ｂのその他の構成は、図６に示した実施の形態２による車両１００Ａと同じである。
【００６１】
この車両１００Ｂにおいては、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、全波整流回路４０から電力線ＰＬ２、第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２、中性点Ｎ２、電力線ＰＬ１、ならびに第１モータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルＵ１およびＶ相コイルＶ１を順次介して第１インバータ１０までの電路が形成され、第１インバータ１０によって蓄電装置Ｂが充電される。したがって、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２ならびに第１モータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルＵ１およびＶ相コイルＶ１の３つのコイルが平滑リアクトルとして利用される。
【００６２】
以上のように、この実施の形態３においては、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、直列接続される３相分のコイルを平滑リアクトルとして利用できる。したがって、この実施の形態３によっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００６３】
［実施の形態４］
図９は、実施の形態４による車両の全体ブロック図である。図９を参照して、この車両１００Ｃでは、図１に示した実施の形態１による車両１００の構成において、電力線ＰＬ１が第２モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２に代えて第２モータジェネレータＭＧ２のＵ相コイルＵ２の非中性点側に接続される。車両１００Ｃのその他の構成は、図１に示した実施の形態１による車両１００と同じである。
【００６４】
この車両１００Ｃにおいては、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、全波整流回路４０から電力線ＰＬ２、第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２およびＵ相コイルＵ２、電力線ＰＬ１、第１モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１およびＵ相コイルＵ１を順次介して第１インバータ１０までの電路が形成され、第１インバータ１０によって蓄電装置Ｂが充電される。したがって、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２およびＵ相コイルＵ２ならびに第１モータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルＵ１の３つのコイルが平滑リアクトルとして利用される。
【００６５】
以上のように、この実施の形態４においては、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、直列接続される３相分のコイルを平滑リアクトルとして利用できる。したがって、この実施の形態４によっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００６６】
［実施の形態５］
図１０は、実施の形態５による車両の全体ブロック図である。図１０を参照して、この車両１００Ｄでは、図９に示した実施の形態４による車両１００Ｃの構成において、電力線ＰＬ２が第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２の非中性点側に代えて第２モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２に接続される。車両１００Ｄのその他の構成は、図９に示した実施の形態４による車両１００Ｃと同じである。
【００６７】
この車両１００Ｄにおいては、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、全波整流回路４０から電力線ＰＬ２、第２モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２、Ｕ相コイルＵ２、電力線ＰＬ１、および第１モータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルＵ１を順次介して第１インバータ１０までの電路が形成され、第１インバータ１０によって蓄電装置Ｂが充電される。したがって、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、第２モータジェネレータＭＧ２のＵ相コイルＵ２および第１モータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルＵ１の２つのコイルが平滑リアクトルとして利用される。
【００６８】
以上のように、この実施の形態５においては、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、直列接続される２相分のコイルを平滑リアクトルとして利用できる。したがって、この実施の形態５によっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００６９】
［実施の形態６］
図１１は、実施の形態６による車両の全体ブロック図である。図１１を参照して、この車両１００Ｅでは、図６に示した実施の形態２による車両１００Ａの構成において、電力線ＰＬ２が第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２の非中性点側に代えて第２モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２に接続される。車両１００Ｅのその他の構成は、図６に示した実施の形態２による車両１００Ａと同じである。
【００７０】
この車両１００Ｅにおいては、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、全波整流回路４０から電力線ＰＬ２、第２モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２、Ｕ相コイルＵ２、電力線ＰＬ１、ならびに第１モータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルＵ１およびＶ相コイルＶ１を順次介して第１インバータ１０までの電路が形成され、第１インバータ１０によって蓄電装置Ｂが充電される。したがって、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、第２モータジェネレータＭＧ２のＵ相コイルＵ２ならびに第１モータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルＵ１およびＶ相コイルＶ１の３つのコイルが平滑リアクトルとして利用される。
【００７１】
以上のように、この実施の形態６においては、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、直列接続される３相分のコイルを平滑リアクトルとして利用できる。したがって、この実施の形態６によっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００７２】
［実施の形態７］
図１２は、実施の形態７による車両の全体ブロック図である。図１２を参照して、この車両１００Ｆは、図１に示した実施の形態１による車両１００の構成において、全波整流回路４０を備えず、整流回路８０をさらに備える。整流回路８０は、正極線ＭＰＬと負極線ＭＮＬとの間に接続される。整流回路８０は、ダイオードＤ３１，Ｄ３２を含む。ダイオードＤ３１のアノードは、ダイオードＤ３２のカソードに接続され、ダイオードＤ３１のカソードは、正極線ＭＰＬに接続され、ダイオードＤ３２のアノードは、負極線ＭＮＬに接続される。整流回路８０の中間タップすなわちダイオードＤ３１，Ｄ３２の接続ノードには、電力線ＰＬ３が接続される。そして、電力線ＰＬ２，ＰＬ３は、充電口５０に接続される。
【００７３】
この実施の形態７においても、外部電源７０と蓄電装置Ｂとの間で回路が形成され、外部電源７０から蓄電装置Ｂを充電することができる。そして、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２と電力線ＰＬ１，ＰＬ２との結線は、実施の形態１による車両１００と同じであるから、この実施の形態７によっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００７４】
なお、特に図示しないが、実施の形態２〜６についても、全波整流回路４０に代えて整流回路８０を備える構成としてもよい。
【００７５】
なお、上記の実施の形態１，４，５においては、第１モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１に電力線ＰＬ１が接続され、第１インバータ１０のＵ相アーム１２のみスイッチング制御するものとしたが、Ｕ相アーム１２に代えてＶ相アーム１４またはＷ相アーム１６をスイッチング制御してもよいし、第１インバータ１０の全相アームを同時にスイッチング制御してもよい。
【００７６】
また、上記の実施の形態２，３，６においては、第１モータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルＵ１の非中性点側に電力線ＰＬ１が接続され、第１インバータ１０のＶ相アーム１４のみスイッチング制御するものとしたが、Ｖ相アーム１４に代えてＷ相アーム１６をスイッチング制御してもよいし、Ｖ相アーム１４およびＷ相アーム１６の双方を同時にスイッチング制御してもよい。さらに、第１モータジェネレータＭＧ１と電力線ＰＬ１との接続について、Ｕ相コイルＵ１の非中性点側に代えてＶ相コイルＶ１またはＷ相コイルＷ１の非中性点側に電力線ＰＬ１を接続し、Ｖ相コイルＶ１に電力線ＰＬ１が接続される場合には、Ｕ相アーム１２およびＷ相アーム１６の少なくとも一方をスイッチング制御するとともに他相のアームを停止し、Ｗ相コイルＷ１に電力線ＰＬ１が接続される場合には、Ｕ相アーム１２およびＶ相アーム１４の少なくとも一方をスイッチング制御するとともに他相のアームを停止するようにしてもよい。
【００７７】
また、上記の実施の形態２，４においては、第２モータジェネレータＭＧ２のＵ相コイルＵ２の非中性点側に電力線ＰＬ１が接続されるものとしたが、Ｕ相コイルＵ２の非中性点側に代えてＶ相コイルＶ２の非中性点側に電力線ＰＬ１を接続してもよい。
【００７８】
また、上記の実施の形態５，６においては、第２モータジェネレータＭＧ２のＵ相コイルＵ２の非中性点側に電力線ＰＬ１が接続されるものとしたが、Ｕ相コイルＵ２の非中性点側に代えてＶ相コイルＶ２またはＷ相コイルＷ２の非中性点側に電力線ＰＬ１を接続してもよい。
【００７９】
また、上記の各実施の形態においては、対地容量が相対的に大きいモータジェネレータ（第２モータジェネレータＭＧ２）に全波整流回路４０が接続されるものとしたが、相対的に漏れインダクタンスの小さいモータジェネレータに全波整流回路４０を接続し、相対的に漏れインダクタンスの大きいモータジェネレータの中性点に電力線ＰＬ１を接続するとともにそのモータジェネレータに対応するインバータの全相を同時にスイッチング制御してもよい。具体的には、第１モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１に電力線ＰＬ１が接続される実施の形態１，４，５において、第１モータジェネレータＭＧ１の漏れインダクタンスの方が第２モータジェネレータＭＧ２の漏れインダクタンスよりも大きく、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時に第１インバータ１０の全相アームを同時にスイッチング制御する場合に相当する。これにより、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、第１モータジェネレータＭＧ１においてインダクタンスを確保しつつ損失を低減することができる。
【００８０】
また、上記の各実施の形態において、蓄電装置Ｂとインバータ１０，２０との間に、インバータ入力電圧を蓄電装置Ｂの電圧以上の所定値に調整可能な昇圧コンバータを備えてもよい。なお、そのような昇圧コンバータとして、たとえば公知の直流チョッパ回路を用いることができる。
【００８１】
なお、上記において、第１インバータ１０および第２インバータ２０は、それぞれこの発明における「第２のインバータ」および「第１のインバータ」に対応し、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２は、それぞれこの発明における「第２の交流回転電機」および「第２の交流回転電機」に対応する。また、実施の形態１〜６における充電口５０、全波整流回路４０および電力線ＰＬ２，ＰＬ３は、この発明における「接続装置」を形成する。さらに、実施の形態７における充電口５０、電力線ＰＬ２，ＰＬ３および整流回路８０も、この発明における「接続装置」を形成する。また、さらに、電力線ＰＬ１は、この発明における「電力線」に対応し、ＥＣＵ３０，３０Ａは、この発明における「制御装置」に対応する。また、さらに、電力線ＰＬ２，ＰＬ３は、それぞれこの発明における「第１の電力線」および「第２の電力線」に対応する。
【００８２】
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】
【００８３】
【図１】この発明の実施の形態１による車両の全体ブロック図である。
【図２】外部電源から蓄電装置の充電が行なわれる際の図１に示したシステムの等価回路図である。
【図３】図１に示すＥＣＵの機能ブロック図である。
【図４】外部電源から蓄電装置の充電時における第１および第２インバータの各相アームの動作波形を示した図である。
【図５】実施の形態１の変形例において外部電源から蓄電装置の充電時における第１および第２インバータの各相アームの動作波形を示した図である。
【図６】実施の形態２による車両の全体ブロック図である。
【図７】実施の形態２において外部電源から蓄電装置の充電時における第１および第２インバータの各相アームの動作波形を示した図である。
【図８】実施の形態３による車両の全体ブロック図である。
【図９】実施の形態４による車両の全体ブロック図である。
【図１０】実施の形態５による車両の全体ブロック図である。
【図１１】実施の形態６による車両の全体ブロック図である。
【図１２】実施の形態７による車両の全体ブロック図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０，２０ インバータ、１２，２２ Ｕ相アーム、１４，２４ Ｖ相アーム、１６，２６ Ｗ相アーム、３０，３０Ａ ＥＣＵ、３２，３４ インバータ制御部、３６ 充電制御部、４０ 全波整流回路、５０ 充電口、６０ リレー、７０ 外部電源、８０ 整流回路、９２ 筐体アース、１００〜１００Ｆ 車両、Ｂ 蓄電装置、ＭＰＬ 正極線、ＭＮＬ 負極線、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２１６ スイッチング素子、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ３１，Ｄ３２，Ｄ４１〜Ｄ４４ ダイオード、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、Ｎ１，Ｎ２ 中性点、ＤＷ 車輪、ＰＬ１〜ＰＬ３ 電力線、Ｌｍｇ１，Ｌｍｇ２ インダクタンス、Ｃｍｇ１，Ｃｍｇ２ モータ対地容量。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、充電システムおよびそれを備えた車両に関し、特に、車両に搭載された電気負荷装置に接続される蓄電装置を電気負荷装置を用いて車両外部の電源から充電する充電システムおよびそれを備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００７−３１８９７０号公報（特許文献１）は、２つの交流モータの中性点を介して、車両に搭載された蓄電装置を車両外部の商用電源から充電する充電システムを開示する。この充電システムにおいては、商用電源の電圧の実効値および位相ならびに蓄電装置に対する充電電力指令値に基づいて、中性点に接続された電力入力線に流す電流の指令値であって商用電源の電圧と同相の電流指令値が生成される。そして、その生成された電流指令値に基づいて、２つの交流モータに対応する２つのインバータの零相電圧が制御される。
【０００３】
この充電システムによれば、各交流モータにおいて各相コイルに同量かつ同位相の充電電流が流され、各インバータにおいて直流電流に変換されて蓄電装置が充電される（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−３１８９７０号公報
【特許文献２】特開平８−２１４５９２号公報
【特許文献３】特開２００７−３３６７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の特開２００７−３１８９７０号公報に開示される充電システムにおいては、各交流モータにおいて各相コイルに同量かつ同位相の電流が流れるので、各相コイルの磁束が互いに打ち消しあうことによりモータの等価的なインダクタンスは小さい。このため、モータ内に流れる電流のリップル成分が大きくなり、モータから発生するスイッチング騒音が大きくなるという問題がある。
【０００５】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両に搭載された電気負荷装置に接続される蓄電装置を電気負荷装置を用いて車両外部の電源から充電する充電システムおよびそれを備えた車両において、蓄電装置の充電動作に伴ない発生するスイッチング騒音を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明によれば、充電システムは、車両に搭載された電気負荷装置に接続される蓄電装置を車両外部の電源（以下、単に「外部電源」とも称する。）から充電する充電システムであって、電気負荷装置は、互いに並列接続される第１および第２のインバータと第１および第２のインバータによって駆動される第１および第２の交流回転電機とを含む。充電システムは、接続装置と、電力線と、制御装置とを備える。接続装置は、外部電源の一端を第１の交流回転電機の巻線に接続し、かつ、外部電源の他端を電気負荷装置の直流線に接続するように構成される。電力線は、第１の交流回転電機の巻線と第２の交流回転電機の巻線とを直列に接続する。制御装置は、外部電源から蓄電装置の充電時、第１のインバータを停止し、第２のインバータの少なくとも一相をスイッチング制御する。
【０００７】
好ましくは、第１の交流回転電機の対地容量は、第２の交流回転電機の対地容量よりも大きい。
【０００８】
また、好ましくは、第２の交流回転電機の漏れインダクタンスは、第１の交流回転電機の漏れインダクタンスよりも大きい。そして、制御装置は、外部電源から蓄電装置の充電時、第１のインバータを停止し、第２のインバータの全相アームを同時にスイッチング制御する。
【０００９】
好ましくは、外部電源は、交流電源である。接続装置は、整流回路と、第１および第２の電力線とを含む。整流回路は、交流電源からの交流電力を整流する。第１の電力線は、整流回路の出力端の一方を第１の交流回転電機の巻線に接続する。第２の電力線は、整流回路の出力端の他方を電気負荷装置の負極線に接続する。
【００１０】
また、好ましくは、外部電源は、交流電源である。接続装置は、第１および第２の電力線と、整流回路とを含む。第１の電力線は、交流電源の一端を第１の交流回転電機の巻線に接続する。整流回路は、第１および第２のインバータに並列に接続される。第２の電力線は、交流電源の他端を整流回路に接続する。
【００１１】
好ましくは、第１および第２の交流回転電機の各々は、星型結線された多相巻線を固定子巻線として含む。接続装置は、第１の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側に外部電源を接続する。電力線は、第１の交流回転電機の多相巻線の中性点と第２の交流回転電機の多相巻線の中性点との間に配設される。
【００１２】
また、好ましくは、第１および第２の交流回転電機の各々は、星型結線された多相巻線を固定子巻線として含む。接続装置は、第１の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側に外部電源を接続する。電力線は、第１の交流回転電機において外部電源が接続される巻線とは異なる巻線の非中性点側と第２の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側との間に配設される。制御装置は、外部電源から蓄電装置の充電時、第２のインバータについて、第２の交流回転電機において電力線が接続される巻線と異なる相の少なくとも一つをスイッチング制御する。
【００１３】
また、好ましくは、第１および第２の交流回転電機の各々は、星型結線された多相巻線を固定子巻線として含む。接続装置は、第１の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側に外部電源を接続する。電力線は、第１の交流回転電機の多相巻線の中性点と第２の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側との間に配設される。制御装置は、外部電源から蓄電装置の充電時、第２のインバータについて、第２の交流回転電機において電力線が接続される巻線と異なる相の少なくとも一つをスイッチング制御する。
【００１４】
また、好ましくは、第１および第２の交流回転電機の各々は、星型結線された多相巻線を固定子巻線として含む。接続装置は、第１の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側に外部電源を接続する。電力線は、第１の交流回転電機において外部電源が接続される巻線とは異なる巻線の非中性点側と第２の交流回転電機の多相巻線の中性点との間に配設される。
【００１５】
また、好ましくは、第１および第２の交流回転電機の各々は、星型結線された多相巻線を固定子巻線として含む。接続装置は、第１の交流回転電機の多相巻線の中性点に外部電源を接続する。電力線は、第１の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側と第２の交流回転電機の多相巻線の中性点との間に配設される。
【００１６】
また、好ましくは、第１および第２の交流回転電機の各々は、星型結線された多相巻線を固定子巻線として含む。接続装置は、第１の交流回転電機の多相巻線の中性点に外部電源を接続する。電力線は、第１の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側と第２の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側との間に配設される。制御装置は、外部電源から蓄電装置の充電時、第２のインバータについて、第２の交流回転電機において電力線が接続される巻線と異なる相の少なくとも一つをスイッチング制御する。
【００１７】
また、この発明によれば、車両は、第１および第２の交流回転電機の少なくとも一方から駆動トルクを受ける車輪と、上述したいずれかの充電システムとを備える。
【発明の効果】
【００１８】
この発明においては、第１の交流回転電機の巻線と第２の交流回転電機の巻線とが電力線によって直列に接続され、外部電源から蓄電装置の充電時、第１のインバータが停止され、第２のインバータの少なくとも一相がスイッチング制御されるので、少なくとも第１の交流回転電機において各相巻線の磁束が互いに打ち消しあう状態は発生せず、巻線のインダクタンスが十分に活用される。
【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発生するスイッチング騒音を効果的に低減することができる。
【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による車両の全体ブロック図である。図１を参照して、この車両１００は、蓄電装置Ｂと、第１インバータ１０と、第２インバータ２０と、第１モータジェネレータＭＧ１と、第２モータジェネレータＭＧ２と、車輪ＤＷと、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０とを備える。また、車両１００は、電力線ＰＬ１〜ＰＬ３と、全波整流回路４０と、充電口５０と、リレー６０とをさらに備える。
【００２２】
蓄電装置Ｂは、正極線ＭＰＬおよび負極線ＭＮＬに接続される。第１インバータ１０は、Ｕ相アーム１２、Ｖ相アーム１４およびＷ相アーム１６を含む。Ｕ相アーム１２、Ｖ相アーム１４およびＷ相アーム１６は、正極線ＭＰＬと負極線ＭＮＬとの間に並列に接続される。Ｕ相アーム１２は、直列に接続されたスイッチング素子Ｔ１１，Ｔ１２から成り、Ｖ相アーム１４は、直列に接続されたスイッチング素子Ｔ１３，Ｔ１４から成り、Ｗ相アーム１６は、直列に接続されたスイッチング素子Ｔ１５，Ｔ１６から成る。スイッチング素子Ｔ１１〜Ｔ１６には、それぞれダイオードＤ１１〜Ｄ１６が逆並列に接続される。
【００２３】
第２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。第２インバータ２０の構成は、第１インバータ１０と同様である。なお、第１インバータ１０および第２インバータ２０のスイッチング素子として、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）などを用いることができる。
【００２４】
第１モータジェネレータＭＧ１は、Ｕ相コイルＵ１、Ｖ相コイルＶ１およびＷ相コイルＷ１から成る三相コイルを含む。Ｕ相コイルＵ１、Ｖ相コイルＶ１およびＷ相コイルＷ１は、Ｙ結線されて中性点Ｎ１を形成する。第２モータジェネレータＭＧ２も、Ｕ相コイルＵ２、Ｖ相コイルＶ２およびＷ相コイルＷ２から成る三相コイルを含み、Ｕ相コイルＵ２、Ｖ相コイルＶ２およびＷ相コイルＷ２は、Ｙ結線されて中性点Ｎ２を形成する。
【００２５】
電力線ＰＬ１は、第１モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１と第２モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２との間に配設される。リレー６０は、電力線ＰＬ１に配設される。全波整流回路４０は、ダイオードＤ４１〜Ｄ４４を含む。ダイオードＤ４１，Ｄ４２は、電力線ＰＬ２，ＰＬ３間に直列に接続され、その中間タップ（ダイオードＤ４１，Ｄ４２の接続ノード）が充電口５０の端子の一方に接続される。ダイオードＤ４３，Ｄ４４も、電力線ＰＬ２，ＰＬ３間に直列に接続され、その中間タップが充電口５０の他方の端子に接続される。そして、電力線ＰＬ２は、第２モータジェネレータＭＧ２のいずれかのコイルの非中性点側に接続され（以下では、Ｗ相コイルＷ２とする。）、電力線ＰＬ３は、負極線ＭＮＬに接続される。
【００２６】
蓄電装置Ｂ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Ｂは、第１インバータ１０および第２インバータ２０へ電力を供給する。また、蓄電装置Ｂは、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２の少なくとも一方により発電される回生電力を受けて充電される。さらに、蓄電装置Ｂは、第１および第２モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２ならびに第１および第２インバータ１０，２０を用いて外部電源７０（たとえば系統交流電源）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。
【００２７】
第１インバータ１０は、ＥＣＵ３０からの駆動信号ＰＷＩ１に基づいて、蓄電装置Ｂからの直流電圧を三相交流電圧に変換し、その変換した三相交流電圧を第１モータジェネレータＭＧ１へ出力する。また、第１インバータ１０は、たとえばエンジン（図示せず。以下同じ。）の動力を用いて第１モータジェネレータＭＧ１が発電した三相交流電圧を直流電圧に変換して蓄電装置Ｂおよび第２インバータ２０の少なくとも一方へ出力する。
【００２８】
第２インバータ２０は、ＥＣＵ３０からの駆動信号ＰＷＩ２に基づいて、蓄電装置Ｂからの直流電圧を三相交流電圧に変換し、その変換した三相交流電圧を第２モータジェネレータＭＧ２へ出力する。また、第２インバータ２０は、車両の制動時、車輪ＤＷの回転力を用いて第２モータジェネレータＭＧ２が発電した三相交流電圧を直流電圧に変換して蓄電装置Ｂへ出力する。
【００２９】
ここで、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電が要求されると、第２インバータ２０は、ＥＣＵ３０から指令に基づいて停止し（全スイッチング素子のゲートオフ）、第１インバータ１０は、充電口５０、全波整流回路４０、電力線ＰＬ２、第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２、電力線ＰＬ１および第１モータジェネレータＭＧ１のコイルを順次介して外部電源７０から与えられる電力を駆動信号ＰＷＩ２に基づいて蓄電装置Ｂの電圧レベルに変換し、蓄電装置Ｂへ出力する。
【００３０】
第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２は、三相交流回転電機であり、たとえば、ロータに永久磁石を有する三相永久磁石同期モータから成る。第１モータジェネレータＭＧ１は、第１インバータ１０によって力行駆動または回生駆動される。たとえば、第１モータジェネレータＭＧ１は、エンジンに連結され、エンジンの動力を用いて発電し、エンジンの始動時にはエンジンをクランキングする。第２モータジェネレータＭＧ２は、第２インバータ２０によって力行駆動または回生駆動される。第２モータジェネレータＭＧ２は、車輪ＤＷを駆動するための駆動力を発生し、車両の制動時には、車両の運動エネルギーを車輪ＤＷから受けて発電する。
【００３１】
なお、走行駆動力を発生する第２モータジェネレータＭＧ２は、第１モータジェネレータＭＧ１よりも体格が大きく、第２モータジェネレータＭＧ２の対地容量（第２モータジェネレータＭＧ２と車両の筐体アースとの間の浮遊容量）は、第１モータジェネレータＭＧ１の対地容量よりも大きい。そして、この実施の形態１では、対地容量が相対的に大きい第２モータジェネレータＭＧ２に全波整流回路４０が接続され、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２は、充電システムにおける平滑リアクトルとして機能する。
【００３２】
リレー６０は、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、ＥＣＵ３０からの信号ＲＥに応じてオンされ、第１モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１と第２モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２とを電気的に接続する。一方、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時以外は、リレー６０は、信号ＲＥに応じてオフされ、中性点Ｎ１と中性点Ｎ２とを電気的に切離す。全波整流回路４０は、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、充電口５０から入力される外部電源７０からの交流電力を整流して電力線ＰＬ２へ出力する。
【００３３】
ＥＣＵ３０は、第１インバータ１０を駆動するためのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を駆動信号ＰＷＩ１として第１インバータ１０へ出力する。また、ＥＣＵ３０は、第２インバータ２０を駆動するためのＰＷＭ信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を駆動信号ＰＷＩ２として第２インバータ２０へ出力する。
【００３４】
ここで、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、ＥＣＵ３０は、信号ＲＥによってリレー６０をオンさせる。また、ＥＣＵ３０は、第２インバータ２０の各スイッチング素子をゲート遮断させるための指令を第２インバータ２０へ出力し、第２インバータ２０を停止させる。そして、ＥＣＵ３０は、第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２および第１モータジェネレータＭＧ１の少なくとも一つのコイル（以下では、Ｕ相コイルＵ１とする。）を平滑リアクトルとして用いて、外部電源７０から全波整流回路４０、電力線ＰＬ２、Ｗ相コイルＷ２、電力線ＰＬ１およびＵ相コイルＵ１を順次介して与えられる電力を蓄電装置Ｂの電圧レベルに変換して蓄電装置Ｂへ出力するように、第１インバータ１０のＵ相アーム１２をスイッチング制御する。
【００３５】
この車両１００においては、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、第１モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１と第２モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２とが電力線ＰＬ１によって電気的に接続され、第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２に外部電源７０からの電力が与えられる。そして、第２インバータ２０は停止され（全アームオフ）、第１インバータ１０のＵ相アーム１２がスイッチング制御される。そうすると、外部電源７０からＷ相コイルＷ２に与えられた電力は、第２インバータ２０には流れずにＷ相コイルＷ２から電力線ＰＬ１およびＵ相コイルＵ１を順次介して第１インバータ１０に流れ、第１インバータ１０によって蓄電装置Ｂが充電される。したがって、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、Ｗ相コイルＷ２およびＵ相コイルＵ１の２つのコイルが平滑リアクトルとして用いられる。
【００３６】
図２は、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電が行なわれる際の図１に示したシステムの等価回路図である。図２を参照して、上述のように、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、第２インバータ２０は停止され（全アームオフ）、第１インバータ１０は、Ｕ相アーム１２のみスイッチング制御されるので、この等価回路では、第１インバータ１０および第２インバータ２０については、第１インバータ１０のＵ相アーム１２のみが示されている。
【００３７】
外部電源７０は、全波整流回路４０を介して電力線ＰＬ２，ＰＬ３に接続される。電力線ＰＬ２に接続されるインダクタンスＬｍｇ２は、第２モータジェネレータＭＧ２のコイルインダクタンスを示し、具体的には、Ｗ相コイルＷ２のインダクタンスを示す。電力線ＰＬ１を介してインダクタンスＬｍｇ２に接続されるインダクタンスＬｍｇ１は、第１モータジェネレータＭＧ１のコイルインダクタンスを示し、具体的には、Ｕ相コイルＵ１のインダクタンスを示す。そして、インダクタンスＬｍｇ１は、Ｕ相アーム１２に接続される。
【００３８】
容量Ｃｍｇ１は、第１モータジェネレータＭＧ１の対地容量（Ｕ相コイルＵ１と車両の筐体アース９２との間の浮遊容量）を示す。また、容量Ｃｍｇ２は、第２モータジェネレータＭＧ２の対地容量（Ｗ相コイルＷ２と筐体アース９２との間の浮遊容量）を示す（以下、容量Ｃｍｇ１，Ｃｍｇ２をそれぞれ「モータ対地容量Ｃｍｇ１」および「モータ対地容量Ｃｍｇ２」とも称する。）。
【００３９】
この等価回路から分かるように、この充電システムにおいては、第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２および第１モータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルＵ１が直列接続されて平滑リアクトルとして用いられるので、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時に発生するスイッチング騒音を効果的に低減することができる。
【００４０】
また、上述のように、走行駆動力を発生する第２モータジェネレータＭＧ２は、第１モータジェネレータＭＧ１よりも体格が大きく、第２モータジェネレータＭＧ２の対地容量は、第１モータジェネレータＭＧ１の対地容量よりも大きいところ、この実施の形態１では、対地容量が相対的に大きい第２モータジェネレータＭＧ２が第１モータジェネレータＭＧ１よりも外部電源７０側となるように回路が構成される。すなわち、外部電源７０は、全波整流回路４０を介して、対地容量が相対的に大きい第２モータジェネレータＭＧ２に接続される。このような回路構成としたのは、モータ対地容量Ｃｍｇ１，Ｃｍｇ２を介して筐体アース９２に流れるスイッチング周波数成分の電流を低減するためである。以下、この点について説明する。
【００４１】
外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、第１インバータ１０（Ｕ相アーム１２）のスイッチング動作に伴ない、第１インバータ１０側に配置されるモータ対地容量Ｃｍｇ１には、次式で示される電圧変動がかかる。
【００４２】
ΔＶｍｇ１＝（Ｌｍｇ１＋２Ｌｍｇ２）／（Ｌｍｇ１＋Ｌｍｇ２）×（ＶＤＣ／２） …（１）
ここで、モータ対地容量Ｃｍｇ１は、第１モータジェネレータＭＧ１のコイルの中間点（より具体的には、充電時に通電されるＵ相コイルＵ１の中間点）に接続されるものと仮定した。また、外部電源７０側に配置されるモータ対地容量Ｃｍｇ２には、次式で示される電圧変動がかかる。
【００４３】
ΔＶｍｇ２＝Ｌｍｇ２／（Ｌｍｇ１＋Ｌｍｇ２）×（ＶＤＣ／２） …（２）
ここで、モータ対地容量Ｃｍｇ２は、第２モータジェネレータＭＧ２のコイルの中間点（より具体的には、充電時に通電されるＷ相コイルＷ２の中間点）に接続されるものと仮定した。
【００４４】
（１），（２）式より、ΔＶｍｇ２＜ΔＶｍｇ１、すなわち外部電源７０側に配置されるモータ対地容量の電圧変動の方が小さいことがわかる。そして、この電圧変動にモータ対地容量を乗算した値（この値は電荷を示す。）を時間微分した値が筐体アース９２に流れるスイッチング周波数成分の電流である。したがって、モータ対地容量の大きい第２モータジェネレータＭＧ２を電圧変動の小さい外部電源７０側に配置するように回路構成する方が、第１モータジェネレータＭＧ１を外部電源７０側に配置した回路構成よりも、モータ対地容量Ｃｍｇ１，Ｃｍｇ２を介して筐体アース９２に流れるスイッチング周波数成分の電流を低減できる。
【００４５】
言い換えると、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、モータ対地容量の大きい第２モータジェネレータＭＧ２に全波整流回路４０を介して外部電源７０を接続し、第２インバータ２０を停止させるとともに第１インバータ１０をスイッチング制御する方が、第１モータジェネレータＭＧ１に外部電源７０を接続し、第１インバータ１０を停止させるとともに第２インバータ２０をスイッチング制御する場合よりも、モータ対地容量Ｃｍｇ１，Ｃｍｇ２を介して筐体アース９２に流れるスイッチング周波数成分の電流を低減することができる。
【００４６】
図３は、図１に示したＥＣＵ３０の機能ブロック図である。図３を参照して、ＥＣＵ３０は、第１インバータ制御部３２と、第２インバータ制御部３４と、充電制御部３６とを含む。第１インバータ制御部３２は、充電制御部３６からの信号ＣＴＬが非活性化されているとき、正極線ＭＰＬおよび負極線ＭＮＬ間の電圧ＶＤＣの検出値、第１モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１、ならびに第１モータジェネレータＭＧ１のモータ電流ＭＣＲＴ１およびロータ回転角θ１の各検出値に基づいて、第１モータジェネレータＭＧ１を駆動するための駆動信号ＰＷＩ１を生成する。一方、信号ＣＴＬが活性化されているとき、第１インバータ制御部３２は、充電制御部３６からの指令ＡＣに基づいて、第１インバータ１０のＵ相アーム１２をスイッチング制御して外部電源７０からの電力を蓄電装置Ｂの電圧レベルに変換するための駆動信号ＰＷＩ１を生成する。
【００４７】
第２インバータ制御部３４は、充電制御部３６からの信号ＳＴＰが非活性化されているとき、電圧ＶＤＣの検出値、第２モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値ＴＲ２、ならびに第２モータジェネレータＭＧ２のモータ電流ＭＣＲＴ２およびロータ回転角θ２の各検出値に基づいて、第２モータジェネレータＭＧ２を駆動するための駆動信号ＰＷＩ２を生成する。一方、信号ＳＴＰが活性化されているとき、第２インバータ制御部３４は、第２インバータ２０を停止（全アームオフ）させるための指令を生成して第２インバータ２０へ出力する。
【００４８】
充電制御部３６は、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、電力線ＰＬ１に設けられるリレー６０（図１）へ出力される信号ＲＥを活性化してリレー６０をオンさせる。また、充電制御部３６は、第１インバータ制御部３２へ出力される信号ＣＴＬを活性化し、第２インバータ制御部３４へ出力される信号ＳＴＰを活性化する。そして、充電制御部３６は、外部電源７０の電圧ＶＡＣおよび外部電源７０からの充電電流ＩＡＣに基づいて、外部電源７０から供給される電力を蓄電装置Ｂの電圧レベルに変換して出力するように第１インバータ１０のＵ相アーム１２を制御するための指令ＡＣを生成し、その生成した指令ＡＣを第１インバータ制御部３２へ出力する。
【００４９】
なお、電圧ＶＤＣ、モータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２、ロータ回転角θ１，θ２、電圧ＶＡＣおよび充電電流ＩＡＣの各々は、図示されないセンサによって検出される。また、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２は、アクセルペダルの踏込量や車両速度などの走行状況に基づいて、図示されない車両ＥＣＵによって算出される。
【００５０】
図４は、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時における第１および第２インバータ１０，２０の各相アームの動作波形を示した図である。図４を参照して、第１インバータ１０のＵ相アーム１２のみスイッチング制御され、第１インバータ１０のＶ相アーム１４およびＷ相アーム１６ならびに第２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の各々の上下アームは、全てオフされる。なお、スイッチング制御されるＵ相アーム１２の上下アームのオン／オフタイミングが僅かに異なるのは、上下アームが同時にオンするのを防止するためのデッドタイムが設けられているためである。
【００５１】
以上のように、この実施の形態１においては、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、第２モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２と第１モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１とが電力線ＰＬ１によって電気的に接続される。そして、外部電源７０からの電力が第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２の非中性点側に与えられ、第２インバータ２０が停止されるとともに第１インバータ１０のＵ相アーム１２がスイッチング制御される。これにより、Ｗ相コイルＷ２およびＵ相コイルＵ１の２つのコイルを平滑リアクトルとして利用できる。したがって、この実施の形態１によれば、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時に発生するスイッチング騒音を効果的に低減することができる。
【００５２】
また、この実施の形態１においては、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、外部電源７０と蓄電装置Ｂとの間の回路構成について、モータ対地容量が相対的に大きい第２モータジェネレータＭＧ２が第１モータジェネレータＭＧ１よりも外部電源７０側に配置されるように回路が構成される。したがって、この実施の形態１によれば、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時に筐体アース９２に流れるスイッチング周波数成分の電流を低減することができる。
【００５３】
［実施の形態１の変形例］
上記においては、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、第１インバータ１０においてＵ相アーム１２のみをスイッチング制御するものとしたが、図５に示すように、第１インバータ１０の全相アームを同時にスイッチング制御してもよい。第１インバータ１０の全相アームを同時にスイッチング制御すると、第１モータジェネレータＭＧ１においては漏れインダクタンスしか利用できなくなるが、第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２のインダクタンスは利用できる。
【００５４】
そして、第１インバータ１０の全相アームを同時にスイッチング制御することにより、第１モータジェネレータＭＧ１の各相コイルに均等に充電電流が流れるので、第１モータジェネレータＭＧ１の巻線抵抗が１相通電の場合に比べて１／３になる。したがって、この変形例によれば、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時における損失を低減することができる。
【００５５】
［実施の形態２］
図６は、実施の形態２による車両の全体ブロック図である。図６を参照して、この車両１００Ａでは、図１に示した実施の形態１による車両１００の構成において、第２モータジェネレータＭＧ２のＵ相コイルＵ２の非中性点側と第１モータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルＵ１の非中性点側との間に電力線ＰＬ１が配設される。そして、車両１００Ａは、ＥＣＵ３０に代えてＥＣＵ３０Ａを備える。
【００５６】
ＥＣＵ３０Ａは、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、信号ＲＥによってリレー６０をオンさせる。また、ＥＣＵ３０Ａは、第２インバータ２０の各スイッチング素子をゲート遮断させるための指令を第２インバータ２０へ出力し、第２インバータ２０を停止させる。そして、ＥＣＵ３０Ａは、第１インバータ１０については、Ｖ相アーム１４のみをスイッチング制御し、Ｕ相アーム１２およびＷ相アーム１６を停止させる（上下アームともオフ）。これにより、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、全波整流回路４０から電力線ＰＬ２、第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２およびＵ相コイルＵ２、電力線ＰＬ１、ならびに第１モータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルＵ１およびＶ相コイルＶ１を順次介して第１インバータ１０までの電路が形成され、第１インバータ１０によって蓄電装置Ｂが充電される。
【００５７】
したがって、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２およびＵ相コイルＵ２ならびに第１モータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルＵ１およびＶ相コイルＶ１の４つのコイルが平滑リアクトルとして利用される。なお、ＥＣＵ３０Ａのその他の機能は、実施の形態１におけるＥＣＵ３０と同じである。
【００５８】
図７は、実施の形態２において外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時における第１および第２インバータ１０，２０の各相アームの動作波形を示した図である。図７を参照して、第１インバータ１０のＶ相アーム１４のみスイッチング制御され、第１インバータ１０のＵ相アーム１２およびＷ相アーム１６ならびに第２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の各々の上下アームは、全てオフされる。なお、スイッチング制御されるＶ相アーム１４の上下アームのオン／オフタイミングが僅かに異なるのは、上下アームが同時にオンするのを防止するためのデッドタイムが設けられているためである。
【００５９】
以上のように、この実施の形態２においては、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、直列接続される４つのコイルを平滑リアクトルとして利用できる。したがって、この実施の形態２によっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００６０】
［実施の形態３］
図８は、実施の形態３による車両の全体ブロック図である。図８を参照して、この車両１００Ｂでは、図６に示した実施の形態２による車両１００Ａの構成において、電力線ＰＬ１が第２モータジェネレータＭＧ２のＵ相コイルＵ２の非中性点側に代えて第２モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２に接続される。車両１００Ｂのその他の構成は、図６に示した実施の形態２による車両１００Ａと同じである。
【００６１】
この車両１００Ｂにおいては、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、全波整流回路４０から電力線ＰＬ２、第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２、中性点Ｎ２、電力線ＰＬ１、ならびに第１モータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルＵ１およびＶ相コイルＶ１を順次介して第１インバータ１０までの電路が形成され、第１インバータ１０によって蓄電装置Ｂが充電される。したがって、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２ならびに第１モータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルＵ１およびＶ相コイルＶ１の３つのコイルが平滑リアクトルとして利用される。
【００６２】
以上のように、この実施の形態３においては、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、直列接続される３相分のコイルを平滑リアクトルとして利用できる。したがって、この実施の形態３によっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００６３】
［実施の形態４］
図９は、実施の形態４による車両の全体ブロック図である。図９を参照して、この車両１００Ｃでは、図１に示した実施の形態１による車両１００の構成において、電力線ＰＬ１が第２モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２に代えて第２モータジェネレータＭＧ２のＵ相コイルＵ２の非中性点側に接続される。車両１００Ｃのその他の構成は、図１に示した実施の形態１による車両１００と同じである。
【００６４】
この車両１００Ｃにおいては、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、全波整流回路４０から電力線ＰＬ２、第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２およびＵ相コイルＵ２、電力線ＰＬ１、第１モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１およびＵ相コイルＵ１を順次介して第１インバータ１０までの電路が形成され、第１インバータ１０によって蓄電装置Ｂが充電される。したがって、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２およびＵ相コイルＵ２ならびに第１モータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルＵ１の３つのコイルが平滑リアクトルとして利用される。
【００６５】
以上のように、この実施の形態４においては、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、直列接続される３相分のコイルを平滑リアクトルとして利用できる。したがって、この実施の形態４によっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００６６】
［実施の形態５］
図１０は、実施の形態５による車両の全体ブロック図である。図１０を参照して、この車両１００Ｄでは、図９に示した実施の形態４による車両１００Ｃの構成において、電力線ＰＬ２が第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２の非中性点側に代えて第２モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２に接続される。車両１００Ｄのその他の構成は、図９に示した実施の形態４による車両１００Ｃと同じである。
【００６７】
この車両１００Ｄにおいては、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、全波整流回路４０から電力線ＰＬ２、第２モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２、Ｕ相コイルＵ２、電力線ＰＬ１、および第１モータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルＵ１を順次介して第１インバータ１０までの電路が形成され、第１インバータ１０によって蓄電装置Ｂが充電される。したがって、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、第２モータジェネレータＭＧ２のＵ相コイルＵ２および第１モータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルＵ１の２つのコイルが平滑リアクトルとして利用される。
【００６８】
以上のように、この実施の形態５においては、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、直列接続される２相分のコイルを平滑リアクトルとして利用できる。したがって、この実施の形態５によっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００６９】
［実施の形態６］
図１１は、実施の形態６による車両の全体ブロック図である。図１１を参照して、この車両１００Ｅでは、図６に示した実施の形態２による車両１００Ａの構成において、電力線ＰＬ２が第２モータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルＷ２の非中性点側に代えて第２モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２に接続される。車両１００Ｅのその他の構成は、図６に示した実施の形態２による車両１００Ａと同じである。
【００７０】
この車両１００Ｅにおいては、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、全波整流回路４０から電力線ＰＬ２、第２モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２、Ｕ相コイルＵ２、電力線ＰＬ１、ならびに第１モータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルＵ１およびＶ相コイルＶ１を順次介して第１インバータ１０までの電路が形成され、第１インバータ１０によって蓄電装置Ｂが充電される。したがって、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、第２モータジェネレータＭＧ２のＵ相コイルＵ２ならびに第１モータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルＵ１およびＶ相コイルＶ１の３つのコイルが平滑リアクトルとして利用される。
【００７１】
以上のように、この実施の形態６においては、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、直列接続される３相分のコイルを平滑リアクトルとして利用できる。したがって、この実施の形態６によっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００７２】
［実施の形態７］
図１２は、実施の形態７による車両の全体ブロック図である。図１２を参照して、この車両１００Ｆは、図１に示した実施の形態１による車両１００の構成において、全波整流回路４０を備えず、整流回路８０をさらに備える。整流回路８０は、正極線ＭＰＬと負極線ＭＮＬとの間に接続される。整流回路８０は、ダイオードＤ３１，Ｄ３２を含む。ダイオードＤ３１のアノードは、ダイオードＤ３２のカソードに接続され、ダイオードＤ３１のカソードは、正極線ＭＰＬに接続され、ダイオードＤ３２のアノードは、負極線ＭＮＬに接続される。整流回路８０の中間タップすなわちダイオードＤ３１，Ｄ３２の接続ノードには、電力線ＰＬ３が接続される。そして、電力線ＰＬ２，ＰＬ３は、充電口５０に接続される。
【００７３】
この実施の形態７においても、外部電源７０と蓄電装置Ｂとの間で回路が形成され、外部電源７０から蓄電装置Ｂを充電することができる。そして、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２と電力線ＰＬ１，ＰＬ２との結線は、実施の形態１による車両１００と同じであるから、この実施の形態７によっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００７４】
なお、特に図示しないが、実施の形態２〜６についても、全波整流回路４０に代えて整流回路８０を備える構成としてもよい。
【００７５】
なお、上記の実施の形態１，４，５においては、第１モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１に電力線ＰＬ１が接続され、第１インバータ１０のＵ相アーム１２のみスイッチング制御するものとしたが、Ｕ相アーム１２に代えてＶ相アーム１４またはＷ相アーム１６をスイッチング制御してもよいし、第１インバータ１０の全相アームを同時にスイッチング制御してもよい。
【００７６】
また、上記の実施の形態２，３，６においては、第１モータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルＵ１の非中性点側に電力線ＰＬ１が接続され、第１インバータ１０のＶ相アーム１４のみスイッチング制御するものとしたが、Ｖ相アーム１４に代えてＷ相アーム１６をスイッチング制御してもよいし、Ｖ相アーム１４およびＷ相アーム１６の双方を同時にスイッチング制御してもよい。さらに、第１モータジェネレータＭＧ１と電力線ＰＬ１との接続について、Ｕ相コイルＵ１の非中性点側に代えてＶ相コイルＶ１またはＷ相コイルＷ１の非中性点側に電力線ＰＬ１を接続し、Ｖ相コイルＶ１に電力線ＰＬ１が接続される場合には、Ｕ相アーム１２およびＷ相アーム１６の少なくとも一方をスイッチング制御するとともに他相のアームを停止し、Ｗ相コイルＷ１に電力線ＰＬ１が接続される場合には、Ｕ相アーム１２およびＶ相アーム１４の少なくとも一方をスイッチング制御するとともに他相のアームを停止するようにしてもよい。
【００７７】
また、上記の実施の形態２，４においては、第２モータジェネレータＭＧ２のＵ相コイルＵ２の非中性点側に電力線ＰＬ１が接続されるものとしたが、Ｕ相コイルＵ２の非中性点側に代えてＶ相コイルＶ２の非中性点側に電力線ＰＬ１を接続してもよい。
【００７８】
また、上記の実施の形態５，６においては、第２モータジェネレータＭＧ２のＵ相コイルＵ２の非中性点側に電力線ＰＬ１が接続されるものとしたが、Ｕ相コイルＵ２の非中性点側に代えてＶ相コイルＶ２またはＷ相コイルＷ２の非中性点側に電力線ＰＬ１を接続してもよい。
【００７９】
また、上記の各実施の形態においては、対地容量が相対的に大きいモータジェネレータ（第２モータジェネレータＭＧ２）に全波整流回路４０が接続されるものとしたが、相対的に漏れインダクタンスの小さいモータジェネレータに全波整流回路４０を接続し、相対的に漏れインダクタンスの大きいモータジェネレータの中性点に電力線ＰＬ１を接続するとともにそのモータジェネレータに対応するインバータの全相を同時にスイッチング制御してもよい。具体的には、第１モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１に電力線ＰＬ１が接続される実施の形態１，４，５において、第１モータジェネレータＭＧ１の漏れインダクタンスの方が第２モータジェネレータＭＧ２の漏れインダクタンスよりも大きく、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時に第１インバータ１０の全相アームを同時にスイッチング制御する場合に相当する。これにより、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電時、第１モータジェネレータＭＧ１においてインダクタンスを確保しつつ損失を低減することができる。
【００８０】
また、上記の各実施の形態において、蓄電装置Ｂとインバータ１０，２０との間に、インバータ入力電圧を蓄電装置Ｂの電圧以上の所定値に調整可能な昇圧コンバータを備えてもよい。なお、そのような昇圧コンバータとして、たとえば公知の直流チョッパ回路を用いることができる。
【００８１】
なお、上記において、第１インバータ１０および第２インバータ２０は、それぞれこの発明における「第２のインバータ」および「第１のインバータ」に対応し、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２は、それぞれこの発明における「第２の交流回転電機」および「第２の交流回転電機」に対応する。また、実施の形態１〜６における充電口５０、全波整流回路４０および電力線ＰＬ２，ＰＬ３は、この発明における「接続装置」を形成する。さらに、実施の形態７における充電口５０、電力線ＰＬ２，ＰＬ３および整流回路８０も、この発明における「接続装置」を形成する。また、さらに、電力線ＰＬ１は、この発明における「電力線」に対応し、ＥＣＵ３０，３０Ａは、この発明における「制御装置」に対応する。また、さらに、電力線ＰＬ２，ＰＬ３は、それぞれこの発明における「第１の電力線」および「第２の電力線」に対応する。
【００８２】
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】
【００８３】
【図１】この発明の実施の形態１による車両の全体ブロック図である。
【図２】外部電源から蓄電装置の充電が行なわれる際の図１に示したシステムの等価回路図である。
【図３】図１に示すＥＣＵの機能ブロック図である。
【図４】外部電源から蓄電装置の充電時における第１および第２インバータの各相アームの動作波形を示した図である。
【図５】実施の形態１の変形例において外部電源から蓄電装置の充電時における第１および第２インバータの各相アームの動作波形を示した図である。
【図６】実施の形態２による車両の全体ブロック図である。
【図７】実施の形態２において外部電源から蓄電装置の充電時における第１および第２インバータの各相アームの動作波形を示した図である。
【図８】実施の形態３による車両の全体ブロック図である。
【図９】実施の形態４による車両の全体ブロック図である。
【図１０】実施の形態５による車両の全体ブロック図である。
【図１１】実施の形態６による車両の全体ブロック図である。
【図１２】実施の形態７による車両の全体ブロック図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０，２０ インバータ、１２，２２ Ｕ相アーム、１４，２４ Ｖ相アーム、１６，２６ Ｗ相アーム、３０，３０Ａ ＥＣＵ、３２，３４ インバータ制御部、３６ 充電制御部、４０ 全波整流回路、５０ 充電口、６０ リレー、７０ 外部電源、８０ 整流回路、９２ 筐体アース、１００〜１００Ｆ 車両、Ｂ 蓄電装置、ＭＰＬ 正極線、ＭＮＬ 負極線、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２１６ スイッチング素子、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ３１，Ｄ３２，Ｄ４１〜Ｄ４４ ダイオード、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、Ｎ１，Ｎ２ 中性点、ＤＷ 車輪、ＰＬ１〜ＰＬ３ 電力線、Ｌｍｇ１，Ｌｍｇ２ インダクタンス、Ｃｍｇ１，Ｃｍｇ２ モータ対地容量。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された電気負荷装置に接続される蓄電装置を車両外部の電源から充電する充電システムであって、前記電気負荷装置は、互いに並列接続される第１および第２のインバータと前記第１および第２のインバータによって駆動される第１および第２の交流回転電機とを含み、
前記電源の一端を前記第１の交流回転電機の巻線に接続し、かつ、前記電源の他端を前記電気負荷装置の直流線に接続するように構成された接続装置と、
前記第１の交流回転電機の巻線と前記第２の交流回転電機の巻線とを直列に接続するための電力線と、
前記電源から前記蓄電装置の充電時、前記第１のインバータを停止し、前記第２のインバータの少なくとも一相をスイッチング制御する制御装置とを備える充電システム。
【請求項２】
前記第１の交流回転電機の対地容量は、前記第２の交流回転電機の対地容量よりも大きい、請求項１に記載の充電システム。
【請求項３】
前記第２の交流回転電機の漏れインダクタンスは、前記第１の交流回転電機の漏れインダクタンスよりも大きく、
前記制御装置は、前記電源から前記蓄電装置の充電時、前記第１のインバータを停止し、前記第２のインバータの全相アームを同時にスイッチング制御する、請求項１に記載の充電システム。
【請求項４】
前記電源は、交流電源であり、
前記接続装置は、
前記交流電源からの交流電力を整流する整流回路と、
前記整流回路の出力端の一方を前記第１の交流回転電機の巻線に接続する第１の電力線と、
前記整流回路の出力端の他方を前記電気負荷装置の負極線に接続する第２の電力線とを含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項５】
前記電源は、交流電源であり、
前記接続装置は、
前記交流電源の一端を前記第１の交流回転電機の巻線に接続する第１の電力線と、
前記第１および第２のインバータに並列に接続される整流回路と、
前記交流電源の他端を前記整流回路に接続する第２の電力線とを含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項６】
前記第１および第２の交流回転電機の各々は、星型結線された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の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側に前記電源を接続し、
前記電力線は、前記第１の交流回転電機の多相巻線の中性点と前記第２の交流回転電機の多相巻線の中性点との間に配設される、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項７】
前記第１および第２の交流回転電機の各々は、星型結線された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の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側に前記電源を接続し、
前記電力線は、前記第１の交流回転電機において前記電源が接続される巻線とは異なる巻線の非中性点側と前記第２の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側との間に配設され、
前記制御装置は、前記電源から前記蓄電装置の充電時、前記第２のインバータについて、前記第２の交流回転電機において前記電力線が接続される巻線と異なる相の少なくとも一つをスイッチング制御する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項８】
前記第１および第２の交流回転電機の各々は、星型結線された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の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側に前記電源を接続し、
前記電力線は、前記第１の交流回転電機の多相巻線の中性点と前記第２の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側との間に配設され、
前記制御装置は、前記電源から前記蓄電装置の充電時、前記第２のインバータについて、前記第２の交流回転電機において前記電力線が接続される巻線と異なる相の少なくとも一つをスイッチング制御する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項９】
前記第１および第２の交流回転電機の各々は、星型結線された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の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側に前記電源を接続し、
前記電力線は、前記第１の交流回転電機において前記電源が接続される巻線とは異なる巻線の非中性点側と前記第２の交流回転電機の多相巻線の中性点との間に配設される、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項１０】
前記第１および第２の交流回転電機の各々は、星型結線された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の交流回転電機の多相巻線の中性点に前記電源を接続し、
前記電力線は、前記第１の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側と前記第２の交流回転電機の多相巻線の中性点との間に配設される、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項１１】
前記第１および第２の交流回転電機の各々は、星型結線された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の交流回転電機の多相巻線の中性点に前記電源を接続し、
前記電力線は、前記第１の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側と前記第２の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側との間に配設され、
前記制御装置は、前記電源から前記蓄電装置の充電時、前記第２のインバータについて、前記第２の交流回転電機において前記電力線が接続される巻線と異なる相の少なくとも一つをスイッチング制御する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項１２】
前記第１および第２の交流回転電機の少なくとも一方から駆動トルクを受ける車輪と、
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の充電システムとを備える車両。
【請求項１】
車両に搭載された電気負荷装置に接続される蓄電装置を車両外部の電源から充電する充電システムであって、前記電気負荷装置は、互いに並列接続される第１および第２のインバータと前記第１および第２のインバータによって駆動される第１および第２の交流回転電機とを含み、
前記電源の一端を前記第１の交流回転電機の巻線に接続し、かつ、前記電源の他端を前記電気負荷装置の直流線に接続するように構成された接続装置と、
前記第１の交流回転電機の巻線と前記第２の交流回転電機の巻線とを直列に接続するための電力線と、
前記電源から前記蓄電装置の充電時、前記第１のインバータを停止し、前記第２のインバータの少なくとも一相をスイッチング制御する制御装置とを備える充電システム。
【請求項２】
前記第１の交流回転電機の対地容量は、前記第２の交流回転電機の対地容量よりも大きい、請求項１に記載の充電システム。
【請求項３】
前記第２の交流回転電機の漏れインダクタンスは、前記第１の交流回転電機の漏れインダクタンスよりも大きく、
前記制御装置は、前記電源から前記蓄電装置の充電時、前記第１のインバータを停止し、前記第２のインバータの全相アームを同時にスイッチング制御する、請求項１に記載の充電システム。
【請求項４】
前記電源は、交流電源であり、
前記接続装置は、
前記交流電源からの交流電力を整流する整流回路と、
前記整流回路の出力端の一方を前記第１の交流回転電機の巻線に接続する第１の電力線と、
前記整流回路の出力端の他方を前記電気負荷装置の負極線に接続する第２の電力線とを含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項５】
前記電源は、交流電源であり、
前記接続装置は、
前記交流電源の一端を前記第１の交流回転電機の巻線に接続する第１の電力線と、
前記第１および第２のインバータに並列に接続される整流回路と、
前記交流電源の他端を前記整流回路に接続する第２の電力線とを含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項６】
前記第１および第２の交流回転電機の各々は、星型結線された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の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側に前記電源を接続し、
前記電力線は、前記第１の交流回転電機の多相巻線の中性点と前記第２の交流回転電機の多相巻線の中性点との間に配設される、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項７】
前記第１および第２の交流回転電機の各々は、星型結線された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の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側に前記電源を接続し、
前記電力線は、前記第１の交流回転電機において前記電源が接続される巻線とは異なる巻線の非中性点側と前記第２の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側との間に配設され、
前記制御装置は、前記電源から前記蓄電装置の充電時、前記第２のインバータについて、前記第２の交流回転電機において前記電力線が接続される巻線と異なる相の少なくとも一つをスイッチング制御する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項８】
前記第１および第２の交流回転電機の各々は、星型結線された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の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側に前記電源を接続し、
前記電力線は、前記第１の交流回転電機の多相巻線の中性点と前記第２の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側との間に配設され、
前記制御装置は、前記電源から前記蓄電装置の充電時、前記第２のインバータについて、前記第２の交流回転電機において前記電力線が接続される巻線と異なる相の少なくとも一つをスイッチング制御する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項９】
前記第１および第２の交流回転電機の各々は、星型結線された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の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側に前記電源を接続し、
前記電力線は、前記第１の交流回転電機において前記電源が接続される巻線とは異なる巻線の非中性点側と前記第２の交流回転電機の多相巻線の中性点との間に配設される、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項１０】
前記第１および第２の交流回転電機の各々は、星型結線された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の交流回転電機の多相巻線の中性点に前記電源を接続し、
前記電力線は、前記第１の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側と前記第２の交流回転電機の多相巻線の中性点との間に配設される、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項１１】
前記第１および第２の交流回転電機の各々は、星型結線された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の交流回転電機の多相巻線の中性点に前記電源を接続し、
前記電力線は、前記第１の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側と前記第２の交流回転電機の多相巻線におけるいずれかの巻線の非中性点側との間に配設され、
前記制御装置は、前記電源から前記蓄電装置の充電時、前記第２のインバータについて、前記第２の交流回転電機において前記電力線が接続される巻線と異なる相の少なくとも一つをスイッチング制御する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項１２】
前記第１および第２の交流回転電機の少なくとも一方から駆動トルクを受ける車輪と、
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の充電システムとを備える車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−５１０９２（Ｐ２０１０−５１０９２Ａ）
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１３０６０（Ｐ２００８−２１３０６０）
【出願日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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