專利名稱：充電控制設(shè)備、電動(dòng)車和蓄電裝置充電控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及充電控制設(shè)備和電動(dòng)車。具體而言，本發(fā)明涉及安裝在例 如電氣車輛或混合動(dòng)力車等電動(dòng)車上的蓄電裝置的充電控制。
背景技術(shù)：
日本特開No. 04-295202公開了一種用于電動(dòng)車中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)與動(dòng)力 處理設(shè)備。這種電機(jī)驅(qū)動(dòng)與動(dòng)力處理設(shè)備包含二次電池、變換器IA與IB、 感應(yīng)電機(jī)MA與MB、控制單元。感應(yīng)電機(jī)MA與MB分別包含Y形連接 的繞組CA與CB，輸7W輸出端口通過EMI濾波器被連接到繞組CA與 CB的中性點(diǎn)NA與NB。變換器IA與IB分別與感應(yīng)電機(jī)MA與MB對(duì)應(yīng)地提供，并被分別連 接到繞組CA與CB。變換器IA與IB并聯(lián)連接到二次電池。當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)與動(dòng)力處理設(shè)備在充電模式下運(yùn)行時(shí)，AC電力從通過 EMI濾波器被連接到輸yV/輸出端口的單相電源被提供到繞組CA與CB的 中性點(diǎn)NA與NB，變換器IA與IB將提供到中性點(diǎn)NA與NB的AC電力 轉(zhuǎn)換為DC電力并對(duì)DC電源充電。然而，在該電機(jī)驅(qū)動(dòng)與動(dòng)力處理"i殳備中，為了實(shí)現(xiàn)具有為l的功率因 數(shù)的受控電池充電，可用于對(duì)電池充電的單相電源受到限制。具體而言， 在上面介紹的電機(jī)驅(qū)動(dòng)與動(dòng)力處理設(shè)備中，用于對(duì)電池進(jìn)行充電的單相電 源的峰值電壓(最大值)必須不超過電池電壓，且如果單相電源的電壓峰 值超過電池電壓，不可能如所請(qǐng)求的那樣控制電力流和功率因數(shù)。發(fā)明內(nèi)容完成本發(fā)明以解決上述問題，且本發(fā)明的目的在于提供這樣的充電控制設(shè)備其不限制可用于對(duì)蓄電裝置進(jìn)行充電的外部電源的電壓等級(jí)。本發(fā)明的另一目的在于提供一種電動(dòng)車，其不限制可用于對(duì)蓄電裝置 進(jìn)行充電的外部電源的電壓等級(jí)。本發(fā)明提供了一種用于對(duì)蓄電裝置進(jìn)行充電的充電控制設(shè)備，其包含 星形連接的第一多相繞組；星形連接的第二多相繞組；連接到第一多相繞 組的第一中性點(diǎn)和第二多相繞組的第二中性點(diǎn)并將來自外部電源的AC電 力施加到第一與第二中性點(diǎn)的電力輸入單元；電力轉(zhuǎn)換設(shè)備，其將施加到 第一與第二中性點(diǎn)上的、來自外部電源的AC電力轉(zhuǎn)換為DC電力并將DC 電力輸出到DC電力線；轉(zhuǎn)換器，其才艮據(jù)所施加的指令對(duì)來自DC電力線 的電壓進(jìn)行降低以便對(duì)蓄電裝置進(jìn)行充電，同時(shí)，將DC電力線的電壓控 制為不低于蓄電裝置的電壓；轉(zhuǎn)換器控制單元，其基于外部電源的電壓等 級(jí)i殳置DC電力線的電壓的控制目標(biāo)，并向轉(zhuǎn)換器輸出用于將DC電力線 的電壓控制為控制目標(biāo)的指令。在本發(fā)明的充電控制設(shè)備中，被電力輸入單元施加到第 一與第二中性 點(diǎn)的、來自外部電源的AC電力被電力轉(zhuǎn)換設(shè)備轉(zhuǎn)換為DC電力，其電壓 被轉(zhuǎn)換器降低，并被提供給蓄電裝置。這里，通過轉(zhuǎn)換器和轉(zhuǎn)換器控制單 元，蓄電裝置在DC電力線的電壓基于外部電源的電壓等級(jí)受到控制的同 時(shí)凈皮充電。因此，即使是在外部電源的電壓峰值超過蓄電裝置的電壓時(shí)， 通過將DC電力線的電壓控制到不低于外部電源最大值的適當(dāng)?shù)燃?jí)，可實(shí) 現(xiàn)功率因數(shù)為l的受控充電。因此，通過本發(fā)明的充電控制設(shè)備，可用于對(duì)蓄電裝置進(jìn)行充電的外 部電源不受限制，因此，在商用電源具有不同電壓等級(jí)的外國(guó)，高效充電 變得是可^亍的。優(yōu)選為，轉(zhuǎn)換器控制單元根據(jù)外部電源的電壓等級(jí)將預(yù)定設(shè)置值設(shè)置 為控制目標(biāo)。因此，在充電控制i殳備中，DC電力線的電壓控制目標(biāo)可才艮據(jù)外部電 源的電壓等級(jí)容易地設(shè)置(例如對(duì)應(yīng)于各國(guó)商用電源的AC IOOV、 AC 200V 或AC240V)。優(yōu)選為，轉(zhuǎn)換器控制單元將近似等于外部電源電壓最大值的電壓設(shè)置 為控制目標(biāo)。在充電控制設(shè)備中，DC電力線的電壓控制目標(biāo)被設(shè)置為外部電源的 電壓最大值，其為使得功率因數(shù)為1的受控充電成為可能的下限等級(jí)。因 此，通過該充電控制i殳備，可以使通過降^f氐來自DC電力線的電壓對(duì)蓄電 裝置進(jìn)行充電的轉(zhuǎn)換器的開關(guān)損耗最小化。結(jié)果，高效充電變得是可能的。優(yōu)選為，轉(zhuǎn)換器包含具有兩個(gè)開關(guān)元件的斬波器電路，其串聯(lián)連接 在DC電力線與地線之間，所述開關(guān)元件各自具有續(xù)流二極管；電抗器， 其連接在蓄電裝置與兩開關(guān)元件的連接點(diǎn)之間。優(yōu)選為，電力轉(zhuǎn)換設(shè)備包含分別連接到第一與第二多相繞組的第一 與第二變換器；變換器控制單元，其用于以協(xié)調(diào)的方式對(duì)第一與第二變換 器進(jìn)行控制，使得被施加到第一與第二中性點(diǎn)的AC電力被轉(zhuǎn)換為DC電 力并,皮輸出到DC電力線。優(yōu)選為，外部電源為商用電源。因此，通過該充電控制設(shè)備，蓄電裝置可使用家庭商用電源進(jìn)行充電。 另外，本發(fā)明提供了一種電氣車輛，其包含第一多相AC電機(jī)，其 包含作為定子繞組的星形連接第一多相繞組；第二多相AC電機(jī)，其包含 作為定子繞組的星形連接第二多相繞組；驅(qū)動(dòng)輪，其機(jī)械耦合到第一與第 二多相AC電機(jī)中至少一個(gè)的旋轉(zhuǎn)軸；第一與第二變換器，其分別與第一 與第二多相AC電機(jī)對(duì)應(yīng)設(shè)置；蓄電裝置；轉(zhuǎn)換器，其設(shè)置在蓄電裝置與連接到第一與第二變換器中的各個(gè)的DC電力線之間，將DC電力線的電壓控制為不低于蓄電裝置的電壓；控制器，其控制第一與第二變換器以及 轉(zhuǎn)換器；電力輸入單元，其被連接到第一多相繞組的第一中性點(diǎn)以及第二 多相繞組的第二中性點(diǎn)，并將來自外部電源的AC電力施加到第一與第二 中性點(diǎn)?？刂破靼儞Q器控制單元，該單元在來自外部電源的AC電 力被施加到第一與第二中性點(diǎn)時(shí)以協(xié)調(diào)的方式控制第一與第二變換器，使 得AC電力被轉(zhuǎn)換為DC電力并被輸出到DC電力線；轉(zhuǎn)換器控制單元， 該單元在來自所述外部電源的AC電力4皮施加到所述第一與笫二中性點(diǎn)時(shí)基于外部電源的電壓等級(jí)設(shè)置DC電力線的電壓的控制目標(biāo)，并用于對(duì)轉(zhuǎn) 換器進(jìn)行控制，使得蓄電裝置被充電，同時(shí)，DC電源的電壓被調(diào)節(jié)為控 制目標(biāo)。在才艮據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)車中，來自用于對(duì)蓄電裝置進(jìn)行充電的外部電源 的AC電力通過電力輸入單元被施加到第一與第二中性點(diǎn)。被施加到第一 與第二中性點(diǎn)的AC電力被第一與第二變換器轉(zhuǎn)換為DC電力，被轉(zhuǎn)換器 降低電壓，并被提供給蓄電裝置。這里，通過轉(zhuǎn)換器與轉(zhuǎn)換器控制單元， 蓄電裝置在DC電力線的電壓基于外部電源的電壓等級(jí)受到控制的同時(shí)被 充電。因此，即使是在外部電源的電壓最大值超過蓄電裝置的電壓時(shí)，通 過將DC電力線的電壓控制為不低于外部電源最大值的適當(dāng)?shù)燃?jí)，可實(shí)現(xiàn) 功率因數(shù)為1的受控充電。因此，在本發(fā)明的電動(dòng)車中，可用于對(duì)蓄電裝置進(jìn)行充電的外部電源 不受限制，因此，高效充電在商用電源具有不同電壓等級(jí)的外國(guó)變得是可 行的。另外，沒有必要為由外部電源對(duì)蓄電裝置進(jìn)行充電分別提供專用轉(zhuǎn) 換器，這帶來了車輛尺寸、重量、成本的縮減。如上所述，在本發(fā)明中，基于外部電源的電壓等級(jí)設(shè)置DC電力線的 電壓控制目標(biāo)，因此，可用于對(duì)蓄電裝置進(jìn)行充電的外部電源不受限制， 使用具有多種電壓等級(jí)的外部電源的高效充電是可行的。另外，通過將DC電力線的電壓控制目標(biāo)設(shè)置為近似與外部電源電壓 最大值相同的電壓，可以使通過降低來自DC電力線對(duì)蓄電裝置進(jìn)行充電 的轉(zhuǎn)換器的開關(guān)損耗最小化。結(jié)果，高效充電成為可能。另外，沒有必要分立地提供用于由車輛外部的電源對(duì)蓄電裝置進(jìn)行充 電的專用轉(zhuǎn)換器，這帶來了車輛尺寸、重量和成本的縮減。
圖1為混合動(dòng)力車的總體框圖，該車被示為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電動(dòng)車的實(shí)例；圖2示出了圖1所示變換器與電動(dòng)發(fā)電機(jī)的零相(zero-phase)等效電路；圖3為矢量圖，其實(shí)現(xiàn)了圖2所示零相等效電路中為l的輸入功率因數(shù)；圖4示出了當(dāng)基于圖3所示矢量關(guān)系對(duì)變換器進(jìn)行控制時(shí)的電壓波形； 圖5示出了商用電源、電力線PL2和蓄電裝置的電壓之間的關(guān)系； 圖6為圖l所示控制器的功能框圖； 圖7為圖6所示轉(zhuǎn)換器控制單元的功能框圖； 圖8為圖6所示第一與第二變換器控制單元的功能框圖； 圖9為一流程圖，其示出了與由圖l所示控制器進(jìn)行的關(guān)于是否開始 充電的判斷有關(guān)的程序的控制結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的實(shí)施例。貫穿附圖，相同或?qū)?yīng)的部 分用同樣的標(biāo)號(hào)表示，且不重復(fù)對(duì)其進(jìn)行介紹。圖1為混合動(dòng)力車的總體框圖，該車被示為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電 動(dòng)車的實(shí)例。參照?qǐng)Dl，混合動(dòng)力車100包含發(fā)動(dòng)機(jī)4、電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1 與MG2、動(dòng)力分割裝置3、車輪2。混合動(dòng)力車100還包含蓄電裝置B、 升壓轉(zhuǎn)換器10、變換器20與30、控制器60、電容器Cl與C2、電力線 PL1與PL2、地線SL、 U相線UL1與UL2、 V相線VL1與VL2、 W相 線WL1與WL2、電壓傳感器70與72、電流傳感器80與82?；旌蟿?dòng)力車 100還包含電力輸入線ACL1與ACL2、繼電器電路40、輸入端子50、電 壓傳感器74。動(dòng)力分割裝置3被連接到發(fā)動(dòng)機(jī)4、電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1、電動(dòng)發(fā)電機(jī) MG2并在它們之間分割動(dòng)力。例如，具有恒星齒輪、行星齒輪架和環(huán)形齒 輪的三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的行星齒輪可被用作動(dòng)力分割裝置3。這三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸分別 被連接到發(fā)動(dòng)機(jī)4、電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1以及電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的相應(yīng)的旋轉(zhuǎn) 軸。例如，通過使電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)子中空并將發(fā)動(dòng)機(jī)4的曲軸插入 其中央，可將發(fā)動(dòng)機(jī)4、電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2機(jī)械連接到動(dòng)力分割裝置3。電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的旋轉(zhuǎn)軸通過未示出的減速齒輪或差動(dòng)齒輪凈皮連接 到車輪2。另外，電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的旋轉(zhuǎn)軸的減速機(jī)構(gòu)還可被^^動(dòng)力分 割裝置3的內(nèi)部。電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1 ^皮^A混合動(dòng)力車100，作為由發(fā)動(dòng)機(jī)4驅(qū)動(dòng)的發(fā)電 機(jī)以及作為能夠起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)4的運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2被 裝入混合動(dòng)力車100,作為對(duì)作為驅(qū)動(dòng)輪的車輪2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。蓄電裝置B的正電極連接到電力線PL1，負(fù)電極連接到地線SL。電 容器Cl連接在電力線PL1與地線SL之間。升壓轉(zhuǎn)換器10包含電抗器L、 npn晶體管Ql與Q2以及二極管Dl 與D2。 npn晶體管Ql與Q2串聯(lián)連接在電力線PL2與地線SL之間。二 極管Dl與D2分別連接在叩n晶體管Ql與Q2的集電極與發(fā)射極之間， 使得電流M射極側(cè)流向集電極側(cè)。電抗器L的一端連接到npn晶體管 Ql與Q2之間的節(jié)點(diǎn)，另一端連接到電力線PL1。IGBT (絕,型雙極晶體管)可被用作本說明書中在上面提到的npn 晶體管以及下文介紹的npn晶體管。另外，例如功率MOSFET (金屬氧 化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管)等功率開關(guān)元件可代替npn晶體管使用。電容器C2連接在電力線PL2與地線SL之間。變換器20包含U相臂 22、 V相臂24、 W相臂26。 U相臂22、 V相臂24、 W相臂26并聯(lián)連接 在電力線PL2與地線SL之間。U相臂22包含串聯(lián)連接的叩n晶體管Qll 與Q12， V相臂24包含串聯(lián)連接的npn晶體管Q13與Ql4, W相臂26 包含串聯(lián)連接的叩n晶體管Q15與Q16。二極管D11-D16分別連接在npn 晶體管Q11-Q16的集電極與發(fā)射極之間，使得電流M射極側(cè)流向集電極 側(cè)。電動(dòng)發(fā)電才幾MG1包含作為定子線圏的三相線圏12。構(gòu)成三相線圏的 U相線圏U1、 V相線圏V1、 W相線圏Wl的一端彼此相聯(lián)以形成中性點(diǎn) Nl，另一端分別連接到變換器20中U相臂22、 V相臂24、 W相臂26的 npn晶體管之間的節(jié)點(diǎn)。變換器30包含U相臂32、 V相臂34和W相臂36。電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2 包含作為定子線圏的三相線圏14。變換器30和電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2分別與變 換器20和電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1具有同樣的結(jié)構(gòu)。繼電器電路40包含繼電器RY1與RY2。機(jī)械觸點(diǎn)繼電器可被用作繼 電器RY1、 RY2，或者，可使用半導(dǎo)體繼電器。電力輸入線ACL1的一端 連接到繼電器RY1的一端，電力輸入線ACL1的另一端連接到電動(dòng)發(fā)電機(jī) MG1的三相線圈12的中性點(diǎn)Nl。另夕卜，電力輸入線ACL2的一端連接到 繼電器RY2的一端，電力輸入線ACL2的另一端連接到電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2 的三相線圏14的中性點(diǎn)N2。繼電器RY1與RY2的另一端連接到輸入端 子50。蓄電裝置B為可再充電的DC電源，例如鎳氫化物或鋰離子二次電池。 蓄電裝置B向升壓轉(zhuǎn)換器10輸出DC電力。另外，蓄電裝置B由升壓轉(zhuǎn) 換器10進(jìn)行充電。注意，大容量電容器或燃料電池可被用作蓄電裝置B。電壓傳感器70檢測(cè)蓄電裝置B的電壓VB,并將檢測(cè)得到的電壓VB 輸出到控制裝置60。電容器Cl對(duì)電源線PL1與地線SL之間的電壓變化 進(jìn)行平滑。根據(jù)來自控制器60的信號(hào)PWC，升壓轉(zhuǎn)換器10使用電抗器L對(duì)接 收自蓄電裝置B的DC電壓進(jìn)行升壓，并將結(jié)果得到的電壓輸出到電力線 PL2。具體而言，根據(jù)來自控制器60的信號(hào)PWC，升壓轉(zhuǎn)換器10在電抗 器L中將根據(jù)npn晶體管Q2的開關(guān)操作流動(dòng)的電流存儲(chǔ)為磁場(chǎng)能量，由 此對(duì)來自蓄電裝置B的DC電壓進(jìn)行升壓。于是，升壓轉(zhuǎn)換器10通過二 極管Dl與npn晶體管Q2的關(guān)斷時(shí)刻同時(shí)地將升壓電壓輸出到電力線 PL2。另夕卜，根據(jù)來自控制裝置60的信號(hào)PWC,升壓轉(zhuǎn)換器10將通過電力 線PL2供自變換器20和/或30的DC電壓降壓到蓄電裝置B的電壓等級(jí) 并對(duì)蓄電裝置B充電。這里，當(dāng)蓄電裝置B由連接到輸入端子50的商用電源55進(jìn)行充電時(shí)， 根據(jù)來自控制器60的信號(hào)PWC，升壓轉(zhuǎn)換器10將來自電力線PL2的電壓降低到蓄電裝置B的電壓等級(jí)，以〗更對(duì)蓄電裝置B進(jìn)4于充電，同時(shí)，將 電力線PL2的電壓控制在幾乎與商用電源55的電壓最大值相同的等級(jí)。電容器C2對(duì)電源線PL2與地線SL之間的電壓變化進(jìn)行平滑。電壓 傳感器72檢測(cè)電容器C2的端子之間的電壓，即電力線PL2上相對(duì)于地線 SL的電壓VH，并將檢測(cè)得到的電壓VH輸出到控制器60。根據(jù)來自控制器60的信號(hào)PWM1，變換器20將接收自電力線PL2 的DC電壓轉(zhuǎn)換為三相AC電壓，并將轉(zhuǎn)換得到的三相AC電壓輸出到電 動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1。因此，電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1被驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生指定的轉(zhuǎn)矩。另夕卜， 變換器20根據(jù)來自控制器60的信號(hào)PWM1將由接收發(fā)動(dòng)機(jī)4的動(dòng)力的電 動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1產(chǎn)生的三相AC電壓轉(zhuǎn)換為DC電壓，并將轉(zhuǎn)換得到的DC 電壓輸出到電力線PL2。根據(jù)來自控制器60的信號(hào)PWM2，變換器30將接收自電力線PL2 的DC電壓轉(zhuǎn)換為三相AC電壓，并將轉(zhuǎn)換得到的三相AC電壓輸出到電 動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2。因此，電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2被驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生指定的轉(zhuǎn)矩。另夕卜， 在車輛再生制動(dòng)時(shí)，才艮據(jù)來自控制器60的信號(hào)PWM2，變換器30將由接 收車輪2的旋轉(zhuǎn)力的電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2產(chǎn)生的三相AC電壓轉(zhuǎn)換為DC電 壓，并將轉(zhuǎn)換得到的DC電壓輸出到電力線PL2。這里，再生制動(dòng)指的是通過車輛駕駛者的足剎操作伴有再生的制動(dòng)， 或在不操作足剎的情況下在行駛過程中通過釋放加速器踏板在再生電力的 同時(shí)的車輛減速(或停止加速)。另夕卜，當(dāng)蓄電裝置B由連接到輸入端子50的商用電源55進(jìn)行充電時(shí)， 變換器20與30將通過電力輸入線ACL1與ACL2從商用電源55供到三 相線圏12與14的中性點(diǎn)Nl與N2的AC電力轉(zhuǎn)換為DC電力，并將該 DC電力輸出到電力線PL2。電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2為通過例如三相AC同步電機(jī)實(shí)現(xiàn)的三相 AC電機(jī)。電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1使用發(fā)動(dòng)機(jī)4的動(dòng)力產(chǎn)生三相AC電壓，并將 所產(chǎn)生的三相AC電壓輸出到變換器20。另外，電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1通過接 收自變換器20的三相AC電壓產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，并起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)4。電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2通過接收自變換器30的三相AC電壓產(chǎn)生用于車輛驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。另夕卜， 在車輛再生制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2產(chǎn)生三相AC電壓并將該電壓輸出 到變換器30。接收到來自控制器60的輸入允許指令EN的情況下，繼電器電路40 將輸入端子50電氣連接到電力輸入線ACL1與ACL2。具體而言，繼電器 電路40在其從控制器60接收到輸入允許指令EN時(shí)開通繼電器RY1與 RY2，并在其未從控制器60接收到輸入允許指令EN時(shí)關(guān)斷繼電器RY1 與RY2。輸入端子50用于將車輛外部的商用電源55連接到混合動(dòng)力車100。 具體而言，混合動(dòng)力車100可具有通過輸入端子50從車輛外部的商用電源 55充電的蓄電裝置B。電流傳感器80檢測(cè)流過電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的電機(jī)電流MCRT1,并將 檢測(cè)得到的電機(jī)電流MCRT1輸出到控制器60。電流傳感器82檢測(cè)流過 電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的電機(jī)電流MCRT2,并將檢測(cè)到的電機(jī)電流MCRT2 輸出到控制器60。電壓傳感器74檢測(cè)連接到輸入端子50的商用電源55 的電壓Vac，并將檢測(cè)到的電壓Vac輸出到控制器60。基于輸出自未示出的ECU (電子控制單元)的、電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與 MG2的轉(zhuǎn)矩指4Hi TR1與TR2和電機(jī)旋轉(zhuǎn)數(shù)MRN1與MRN2、來自電 壓傳感器70的電壓VB、來自電壓傳感器72的電壓VH，控制裝置60產(chǎn) 生用于驅(qū)動(dòng)升壓轉(zhuǎn)換器10的信號(hào)PWC，并將所產(chǎn)生的信號(hào)PWC輸出到 升壓轉(zhuǎn)換器10。另外，基于電壓VH、電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩指令值TR1、來自電 流傳感器80的電機(jī)電流MCRT1，控制裝置60產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī) MG1的信號(hào)PWM1，并將所產(chǎn)生的信號(hào)PWM1輸出到變換器20。另夕卜， 基于電壓VH、電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)矩指令值TR2、來自電流傳感器82 的電機(jī)電流MCRT2,控制裝置60產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的信號(hào) PWM2，并將所產(chǎn)生的信號(hào)PWM2輸出到變換器30?，F(xiàn)在，當(dāng)來自未示出的點(diǎn)火鑰匙(或點(diǎn)火開關(guān)，下面相同)的信號(hào)IG表示OFF位置且AC電力從商用電源55供到輸入端子50時(shí)，控制器60 輸出輸入允許指令EN。于是，控制器60產(chǎn)生用于控制變換器20與30的 信號(hào)PWM1與PWM2，使得從商用電源55通過電力輸入線ACL1與ACL2 施加到中性點(diǎn)Nl與N2的電力被轉(zhuǎn)換為DC電力并輸出到電力線PL2。另外，盡管蓄電裝置B由商用電源55進(jìn)行充電，控制器60基于來自 電壓傳感器74的電壓Vac產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)升壓轉(zhuǎn)換器10的信號(hào)PWC，使 得電力線PL2的電壓被控制為近似等于商用電源55的電壓最大值的等級(jí)。出于下面的原因，電力線PL2的電壓凈皮控制為近似等于商用電源55 的電壓最大值的等級(jí)，同時(shí)，蓄電裝置由商用電源55充電。為了使用電氣 連接到中性點(diǎn)Nl與N2的商用電源55實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)為1的受控充電，有 必要將電力線PL2的電壓保持在商用電源55的最大值或更高。盡管電力 線PL2的電壓可被升壓轉(zhuǎn)換器10控制到不低于蓄電裝置B電壓的任意等 級(jí)，考慮升壓轉(zhuǎn)換器10的開關(guān)損耗，希望電力線PL2的電壓等級(jí)較低。 因此，出于效率的觀點(diǎn)，電力線PL2的電壓應(yīng)當(dāng)優(yōu)選為盡量低，但不低于 商用電源55的電壓最大值。因此，在本實(shí)施例中，電力線PL2的電壓被 控制為近似等于商用電源55的電壓最大值的等級(jí)。當(dāng)商用電源55的電壓最大值低于蓄電裝置B的電壓時(shí)，電力線PL2 的電壓,皮調(diào)節(jié)為蓄電裝置B的電壓等級(jí)。圖2示出了圖1所示電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2和變換器20與30的零 相等效電路。在作為三相變換器的各變換器20與30中，存在六個(gè)npn晶 體管的開通/關(guān)斷模式的八種不同組合模式。在八種開關(guān)模式中的兩種中， 相間電壓達(dá)到零，且這種電壓狀態(tài)被稱為"零電壓矢量"。對(duì)于零電壓矢 量，對(duì)應(yīng)于上臂的三個(gè)晶體管可被看作處于同樣的開關(guān)狀態(tài)(全部開通或 全部關(guān)斷)，對(duì)應(yīng)于下臂的三個(gè)晶體管也可凈皮看作處于同樣的開關(guān)狀態(tài)。 因此，在圖2中，變換器20的叩n晶體管Qll、 Q13、 QM被一般地表示 為上臂20A，變換器20的npn晶體管Ql2、 Ql4、 Q16被一般地表示為下 臂20B。類似地，變換器30的叩n晶體管Q21、 Q23、 Q25被一般地表示 為上臂30A，變換器30的叩n晶體管Q22、 Q24、 QM被一般地表示為下臂30B。如圖2所示，零相等效電路可被看作具有通過繼電器電路40與未示出 的輸入端子50電氣連接到中性點(diǎn)Nl與N2的商用電源55——其作為單相 電源——的單相PWM轉(zhuǎn)換器。因此，當(dāng)蓄電裝置B由商用電源55進(jìn)行 充電時(shí)，通過變換器20與30的開關(guān)控制，通過改變變換器20與30各自 的零電壓矢量，使得變換器20與30作為單相PWM轉(zhuǎn)換器的兩個(gè)臂運(yùn)行， 可以將來自商用電源55的單相AC電力轉(zhuǎn)換為DC電力，并將該電力供到 電力線PL2。這里，切換變換器20與30的控制使得變換器20與30作為單相PWM 轉(zhuǎn)換器的兩個(gè)臂運(yùn)行對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"以協(xié)調(diào)的方式控制第 一與第二變換 器的變換器控制裝置"。圖3為一矢量圖，其在圖2所示零相等效電路中實(shí)現(xiàn)了為1的輸入功 率因數(shù)。參照?qǐng)D3，矢量Vac表示商用電源55的電壓矢量。矢量Iac表示 變換器20與30的輸入電流矢量，并與商用電壓電源55的電壓矢量同相以 實(shí)現(xiàn)為1的功率因數(shù)。另夕卜，矢量RIac表示由三相線圏12與14的電阻分 量得到的電壓矢量，矢量jcoLIac表示由三相線圏12與14的電感分量得 到的電壓分量。另外，矢量Vinv表示由變換器20與30形成的轉(zhuǎn)換器的輸 入電壓矢量?；趫D3所示的矢量關(guān)系，由變換器20與30構(gòu)成的轉(zhuǎn)換器的輸入電 壓(圖2的Vinv)凈皮控制為其相位從商用電源55的電壓Vac滯后6 ，由 此，實(shí)現(xiàn)具有為1的功率因數(shù)的充電。圖4示出了當(dāng)變換器20與30基于圖3所示矢量關(guān)系受到控制時(shí)的電 壓波形。參照?qǐng)D4，曲線kl表示商用電源55的電壓Vac的波形。曲線k2 到k4分別表示U相線UL1的電壓Vul、 V相線VL1的電壓Vvl、 W相 線WL1的電壓Vwl的波形，曲線k5到k7分別表示U相線UL2的電壓 Vu2、 V相線VL2的電壓Vv2、 W相線WL2的電壓Vw2的波形。電壓Vul、 Vvl、 Vwl受到變換器20的控制，以l更與電壓Vac具有 相同的周期T且彼此同相，并從電壓Vac滯后相位6 。電壓Vu2、 Vv2、Vw2受到變換器30的控制，以便與電壓Vac具有相同的周期T JL&此同 相，并與電壓Vul、 Vvl、 Vwl具有相反的相位(^jf目)。另外，基于圖 3所示矢量關(guān)系，電壓Vul、 Vvl、 Vwl與電壓Vu2、 Vv2、 Vw2之間的 電壓差被^殳置為電壓Vinv。通過這種方式，通過基于圖3所示矢量關(guān)系使用變換器20與30控制 U、 V、 W相線的電壓，蓄電裝置B可由商用電源55用為1的功率因數(shù)充 電。圖5示出了商用電源55、電力線PL2、蓄電裝置B的電壓之間的關(guān)系。 參照?qǐng)D5,電壓Vac一m表示商用電源55的電壓最大值。如上所述，電力 線PL2的電壓VH必須被保持為不低于商用電源55的電壓最大值。如果 電壓VH低于電壓Vac_m,電流恒定地流向變換器20與30的上臂的二極 管，并且，不可能控制從商用電源55到電力線PL2的電力流和功率因數(shù)。從變換器20與30供到電力線PL2的功率通過升壓轉(zhuǎn)換器10將其電 壓從VH降低到VB，并供到蓄電裝置B。這里，電力線PL2的電壓VH受到升壓轉(zhuǎn)換器10的控制。具體而言， 電流從變換器20與30供到電力線PL2，當(dāng)電力線PL2的電壓VH作為結(jié) 果而上升時(shí)，所導(dǎo)致的從電力線PL2流到蓄電裝置B的電流凈皮升壓轉(zhuǎn)換器 IO增大，故電力線PL2的電壓VH的增大受到抑制。當(dāng)電力線PL2的電 壓VH下降時(shí)，所導(dǎo)致的從電力線PL2流到蓄電裝置B的電流被升壓轉(zhuǎn)換 器10減小，使得電力線PL2的電壓VH增大?？紤]升壓轉(zhuǎn)換器10的開關(guān)損耗，電力線PL2的較低電壓VH是優(yōu)選 的。電力線PL2的電壓VH越高，升壓轉(zhuǎn)換器10的開關(guān)電壓越高。結(jié)果， 升壓轉(zhuǎn)換器10的開關(guān)損耗相對(duì)增大。因此，為了實(shí)現(xiàn)高效率的充電，電力線PL2的電壓VH應(yīng)當(dāng)優(yōu)選為盡 可能低，并且不低于商用電源55的最大值(電壓Vac_m)。在本實(shí)施例 中，升壓轉(zhuǎn)換器10將電力線PL2的電壓VH控制為近似等于商用電源55 的電壓最大值的等級(jí)，其為下限值。圖6為圖1所示控制器60的框圖。參照?qǐng)D6,控制器60包含轉(zhuǎn)換器控制單元61、第一變換器控制單元62、第二變換器控制單元63、 AC輸入 控制單元64?；趤碜噪妷簜鞲衅?0的電壓VB、來自電壓傳感器72的電壓VH、 轉(zhuǎn)矩指令值TR1與TR2以及電Wt轉(zhuǎn)數(shù)MRNl與MRN2，轉(zhuǎn)換器控制單 元61產(chǎn)生用于開通/關(guān)斷升壓轉(zhuǎn)換器10的npn晶體管Ql與Q2的信號(hào) PWC，并將所產(chǎn)生的信號(hào)PWC輸出到升壓轉(zhuǎn)換器IO。這里，當(dāng)接收到來自AC輸入控制單元64的H (邏輯高)電平的控制 信號(hào)CTL時(shí)，轉(zhuǎn)換器控制單元61基于接收自AC輸入控制單元64的變換 器輸入指令電壓VHR產(chǎn)生信號(hào)PWC。第一變換器控制單元62基于電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的電機(jī)電流MCRT1和 轉(zhuǎn)矩指令值TR1以及電壓VH產(chǎn)生用于開通/關(guān)斷變換器20的叩n晶體管 Qll至Q16的信號(hào)PWM1，并將所產(chǎn)生的信號(hào)PWM1輸出到變換器20。這里，當(dāng)接收到來自AC輸入控制單元64的H電平的控制信號(hào)CTL 時(shí)，第一變換器控制單元62基于接收自AC輸入控制單元64的用于各相 的指令電壓VNR1產(chǎn)生信號(hào)PWM1。第二變換器控制單元63基于電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)矩指令值TR2與 電機(jī)電流MCRT2以及電壓VH產(chǎn)生用于開通/關(guān)斷變換器30的npn晶體 管Q21至Q26的信號(hào)PWM2,并將所產(chǎn)生的信號(hào)PWM2輸出到變換器 30。這里，當(dāng)接收到來自AC輸入控制單元64的H電平的控制信號(hào)CTL 時(shí)，第二變換器控制單元63基于接收自AC輸入控制單元64的用于各相 的指令電壓VNR2產(chǎn)生信號(hào)PWM2?；趤碜訣CU的表示蓄電裝置B的充電狀態(tài)(SOC )的信號(hào)SOC與 信號(hào)IG以及來自電壓傳感器74的電壓Vac, AC輸入控制單元64判斷是 否應(yīng)該由連接到輸入端子50的商用電源55對(duì)蓄電裝置B進(jìn)行充電。當(dāng)將 要進(jìn)行充電時(shí)，AC輸入控制單元64將H電平的控制信號(hào)CTL輸出到轉(zhuǎn) 換器控制單元61和第一與第二變換器控制單元62與63。另外，當(dāng)判斷為蓄電裝置B將由商用電源55進(jìn)行充電時(shí)，AC輸入控制單元64基于來自電壓傳感器74的電壓Vac產(chǎn)生用于變換器20各相的 指令電壓VNR1以及用于變換器30各相的指令電壓VNR2，并分別將所產(chǎn) 生的指令電壓VNR1與VNR2輸出到第一與第二變換器控制單元62與63。 這里，指令電壓VNR1與VNR2為基于圖3所示矢量關(guān)系計(jì)算的變換器電 壓。具體而言，用于各相的指令電壓VNR1表示用于產(chǎn)生圖4所示電壓 Vul、 Vvl、 Vwl的指令電壓，用于各相的指令電壓VNR2表示用于產(chǎn)生 圖4所示電壓Vu2、 Vv2、 Vw2的指令電壓。另外，當(dāng)判斷為蓄電裝置B將從商用電源55進(jìn)行充電時(shí)，AC輸入控 制單元64基于來自電壓傳感器74的電壓Vac產(chǎn)生變換器輸入指令電壓 VHR，并將所產(chǎn)生的變換器輸入指令電壓VHR輸出到轉(zhuǎn)換器控制單元61。 這里，變換器輸入指令電壓VHR為受到升壓轉(zhuǎn)換器10控制的電力線PL2 的電壓VH的控制目標(biāo)，且其基于由電壓傳感器74檢測(cè)得到的商用電源 55的電壓Vac被設(shè)置為近似等于電壓Vac的最大值的等級(jí)。另外，當(dāng)判斷為蓄電裝置B將從商用電源55充電時(shí)，AC輸入控制單 元64將輸入允許指令EN輸出到繼電器電路40 。圖7為圖6所示轉(zhuǎn)換器控制單元61的功能框圖。參照?qǐng)D7，轉(zhuǎn)換器控 制單元61包含變換器輸入指令電壓計(jì)算單元112、反饋指令電壓計(jì)算單元 114、占空比計(jì)算單元116、 PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換單元118。當(dāng)來自AC輸入控制單元64的控制信號(hào)CTL處于L (邏輯低)電平 時(shí)，變換器輸入指令電壓計(jì)算單元112基于轉(zhuǎn)矩指令值TR1與TR2以及 電M轉(zhuǎn)數(shù)MRN1與MRN2計(jì)算變換器輸入電壓的最優(yōu)值(目標(biāo)值)， 即指令電壓VH_com，并將計(jì)算得到的指令電壓VHjom輸出到反饋指令 電壓計(jì)算單元114。另一方面，當(dāng)來自AC輸入控制單元64的控制信號(hào)CTL處于H電平 時(shí)，變換器輸入指令電壓計(jì)算單元112將接收自AC輸入控制單元64的變 換器輸入指令電壓VHR作為指令電壓VH_com輸出到反饋指令電壓計(jì)算 單元114。反饋指令電壓計(jì)算單元114基于來自電壓傳感器72的電壓VH以及來自變換器輸入指令電壓計(jì)算單元112的指令電壓VH一com計(jì)算用于將電壓 VH調(diào)節(jié)為指令電壓VH_com的反饋指令電壓VH—com一fb，并將計(jì)算得到 的反饋指令電壓VH—com_fb輸出到占空比計(jì)算單元116。占空比計(jì)算單元116基于來自電壓傳感器70的電壓VB以及來自反饋 指令電壓計(jì)算單元114的反饋指令電壓VH一com一fb計(jì)算用于將電壓VH 調(diào)節(jié)為指令電壓VH一com的占空比，并將計(jì)算得到的占空比輸出到PWM 信號(hào)轉(zhuǎn)換單元118。基于接收自占空比計(jì)算單元116的占空比，PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換單元118 產(chǎn)生用于開通/關(guān)斷升壓轉(zhuǎn)換器10的npn晶體管Ql與Q2的PWM (脈寬 調(diào)制)信號(hào)，并將所產(chǎn)生的PWM信號(hào)作為信號(hào)PWC輸出到升壓轉(zhuǎn)換器 10的npn晶體管Ql與Q2。當(dāng)升壓轉(zhuǎn)換器10下臂的npn晶體管Q2的導(dǎo)通占空增大時(shí)，電抗器L 的功率蓄積增大，因此，電壓VH能夠增大。另一方面，當(dāng)上臂的npn晶 體管Ql的導(dǎo)通占空增大時(shí)，電壓VH降低。因此，通過調(diào)節(jié)npn晶體管 Ql與Q2的占空比，可以將電力線PL2的電壓VH設(shè)置在不低于蓄電裝置 B的電壓VB的l壬意電壓。圖8為圖6所示第一與第二變換器控制單元62與63的功能框圖。參 照?qǐng)D8，第一與第二控制單元62與63各自包含用于電機(jī)控制的相電壓計(jì) 算單元120以及PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換單元122。當(dāng)來自AC輸入控制單元64的控制信號(hào)CTL處于L電平時(shí)，用于電 機(jī)控制的相電壓計(jì)算單元120基于轉(zhuǎn)矩指令值TR1 (或TR2)、電機(jī)電流 MCRTl(或MCRT2 )以及電壓VH計(jì)算施加到電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl(或MG2 ) 各相線圏的指令電壓，并將計(jì)算得到的各相指令電壓輸出到PWM信號(hào)轉(zhuǎn) 換單元122。當(dāng)來自AC輸入控制單元64的控制信號(hào)CTL處于H電平時(shí)，用于電 機(jī)控制的相電壓計(jì)算單元120將接收自AC輸入控制單元64的各相指令電 壓VNR1 (或VNR2 )輸出到PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換單元122。PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換單元122基于接收自電機(jī)控制用相電壓計(jì)算單元120的各相指令電壓產(chǎn)生實(shí)際開通/關(guān)斷變換器20 (或30 )的各個(gè)npn晶體管 Qll至Q16 (或Q21至Q26)的信號(hào)PWM1 (或PWM2 )，并將所產(chǎn)生 的信號(hào)PWM1 (或PWM2 )輸出到變換器20 (或30 )的各個(gè)npn晶體管 Qll至Q16 (或Q21至Q26)。當(dāng)基于接收自AC輸入控制單元64的各相指令電壓VNRl(或VNR2 ) 4吏得電流流到U、 V、 W相的線圏時(shí)，各相電流具有同樣的相位，因此， 不在電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1 (或MG2)中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。圖9為一流程圖，其表示由圖1所示控制器60進(jìn)行的關(guān)于是否開始充 電的判斷的程序的控制結(jié)構(gòu)。該流程圖的處理每當(dāng)滿足規(guī)定條件時(shí)或每隔 規(guī)定時(shí)間段由主程序調(diào)用并執(zhí)行。參見圖9，控制器60基于來自點(diǎn)火鑰匙的信號(hào)IG判斷點(diǎn)火鑰匙是否 被旋轉(zhuǎn)到OFF位置(步驟S10 )。當(dāng)控制器60判斷為點(diǎn)火鑰匙未被旋轉(zhuǎn) 到OFF位置(步驟S10中的否)，這意味著將商用電源55連接到輸入端 子50以便對(duì)蓄電裝置B進(jìn)行充電是不合適的，因此，處理進(jìn)行到步驟90， 控制返回到主程序。當(dāng)判斷為點(diǎn)火鑰匙被旋轉(zhuǎn)到OFF位置時(shí)(步驟SIO中的是)，控制器 60從電壓傳感器74接收由電壓傳感器74檢測(cè)的電壓Vac (步驟S20)。 于是，基于來自電壓傳感器74的電壓Vac，控制器60判斷AC電力是否 從商用電源55輸入(步驟S30)。當(dāng)沒有觀測(cè)到電壓Vac時(shí)，控制器60 判斷為AC電力未從商用電源55輸入(步驟S30中的否)，因此，處理進(jìn) 行到步驟S90，控制返回到主程序。在步驟S30中，當(dāng)電壓Vac被觀測(cè)到且判斷為AC電力從商用電源55 輸入時(shí)(步驟S30中的是)，控制器60判斷蓄電裝置B的SOC是否低于 閾值S仇(F)(步驟S40)。這里，閾值Sth (F)為用于判斷蓄電裝置B 的SOC是否充足的值。當(dāng)判斷為蓄電裝置B的SOC低于閾值Sth( F )時(shí)(步驟S40中的是)， 控制器60基于來自電壓傳感器74的電壓Vac設(shè)置電力線PL2的電壓VH 的控制目標(biāo)(步驟S50 )。具體而言，控制器60將電壓VH的控制目標(biāo)設(shè)置在近似等于電壓Vac的最大值的等級(jí)。當(dāng)電壓VH的控制目標(biāo)被設(shè)置時(shí)，控制器60將輸入允許指令EN輸出 到繼電器電路40(步驟S60)。當(dāng)來自商用電源55的AC電力通過繼電器 電路40被施加到電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2的中性點(diǎn)Nl與N2時(shí)，控制器 60通過兩個(gè)變換器20與30的協(xié)調(diào)控制進(jìn)行蓄電裝置B的充電(步驟S70 )。如果在步驟S40中判斷為蓄電裝置B的SOC不低于閾值Sth( F)(步 驟S40中的否)，控制器60判斷為沒有必要對(duì)蓄電裝置B充電，并執(zhí)行 充電停止處理(步驟S80)。具體而言，控制器60停止變換器20與30， 并解除已輸入到繼電器電路40的輸入允許指令EN。如上所述，在本實(shí)施例中，當(dāng)蓄電裝置B由商用電源55進(jìn)行充電時(shí)， 電力線PL2的電壓等級(jí)基于商用電源55的電壓Vac進(jìn)^i殳置。因此，功 率因數(shù)為l的充電變得可行，而不限制可用于對(duì)蓄電裝置B充電的商用電 源55'由于電壓VH的控制目標(biāo)被i殳置為允許以為1的功率因數(shù)進(jìn)行受控充 電的下限值的、電壓Vac的最大值，升壓轉(zhuǎn)換器10的開關(guān)損耗可被最小 化。結(jié)果，可實(shí)現(xiàn)更為高效的充電。另外，混合動(dòng)力車100允許從商用電源55對(duì)蓄電裝置B充電，而沒 有必要^f吏用專用于充電的、分立提供的轉(zhuǎn)換器。因此，在減小車輛尺寸、 重量和成本方面是有利的。在上面的實(shí)施例中，電力線PL2的電壓VH的控制目標(biāo),皮i殳置為商用 電源55的電壓Vac的最大值。然而，電壓VH的控制目標(biāo)不限于電壓Vac 的最大值。如上所述，電壓VH的控制目標(biāo)應(yīng)當(dāng)盡量低且不低于電壓Vac 的最大值，因?yàn)樯龎恨D(zhuǎn)換器10的開關(guān)損耗能夠得到降低。商用電源55的電壓等級(jí)按照國(guó)家而確定(例如AV100V、 AC200V、 AC240V),因此，對(duì)應(yīng)于商用電源55的電壓等級(jí)的電壓VH的控制目標(biāo) 可被預(yù)先存儲(chǔ)為表格，可根據(jù)輸入到輸入端子50的商用電源55的電壓等 ^ U^格讀取和i殳置對(duì)應(yīng)的電壓VH控制目標(biāo)。在上面的實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)4和電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2被用作動(dòng)力源的混合動(dòng)力車被介紹為電動(dòng)車的實(shí)例。本發(fā)明也可適用于裝有至少兩個(gè)電動(dòng)發(fā) 電機(jī)的電氣車輛或燃料電池車輛。另外，本發(fā)明一般地適用于裝有至少兩 個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)車。當(dāng)本發(fā)明的電動(dòng)車被實(shí)現(xiàn)為電氣車輛或燃料電池車輛時(shí)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2被耦合到電氣車輛或燃料電池車輛的驅(qū) 動(dòng)輪。在上文中，三相線圏12與14對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"第一多相繞組"與"第 二多相繞組"。電力輸入線ACL1與ACL2、繼電器電路40與輸入端子 50構(gòu)成本發(fā)明的"電力輸入單元"。另外，變換器20與30構(gòu)成本發(fā)明的"電力轉(zhuǎn)換i殳備"，電力線PL2對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"DC電力線"。另外， 升壓轉(zhuǎn)換器10對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"轉(zhuǎn)換器"，轉(zhuǎn)換器控制單元61和AC輸 入控制單元64構(gòu)成本發(fā)明的"轉(zhuǎn)換器控制單元"。另夕卜，各二極管D1與D2對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"續(xù)流二極管"，npn晶體 管Ql與Q2以及二極管Dl與D2構(gòu)成本發(fā)明的"斬波器電路"。另外， 變喚器20與30對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"第一變換器"與"第二變換器"，第一 與第二變換器控制單元62與63以及AC輸入控制單元64構(gòu)成本發(fā)明的"變 換器控制單元"。另外，電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2對(duì)應(yīng)于"第一多相AC電機(jī)"與"第 二多相AC電機(jī)"，車輪2對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"驅(qū)動(dòng)輪"。上面介紹的實(shí)施例僅僅作為實(shí)例而不應(yīng)解釋為限制性的。本發(fā)明的范 圍在適當(dāng)考慮實(shí)施例的書面介紹的情況下由各權(quán)利要求決定，并包含屬于 權(quán)利要求書及其等價(jià)內(nèi)容范圍內(nèi)的變型。
權(quán)利要求
1.一種充電控制設(shè)備，其用于對(duì)蓄電裝置充電，該設(shè)備包含星形連接的第一多相繞組；星形連接的第二多相繞組；電力輸入單元，其被連接到所述第一多相繞組的第一中性點(diǎn)與所述第二多相繞組的第二中性點(diǎn)，并將來自外部電源的AC電力施加到所述第一與第二中性點(diǎn)；電力轉(zhuǎn)換設(shè)備，其將施加到所述第一與第二中性點(diǎn)的、來自所述外部電源的AC電力轉(zhuǎn)換為DC電力，并將所述DC電力輸出到DC電力線；轉(zhuǎn)換器，其根據(jù)所施加的指令，將所述DC電力線的電壓控制為不低于所述蓄電裝置的電壓，同時(shí)，降低來自所述DC電力線的電壓以便對(duì)所述蓄電裝置充電；以及轉(zhuǎn)換器控制裝置，其用于基于所述外部電源的電壓等級(jí)設(shè)置所述DC電力線的電壓控制目標(biāo)，并向所述轉(zhuǎn)換器輸出用于將所述DC電力線的電壓控制為所述控制目標(biāo)的所述指令。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的充電控制設(shè)備，其中，所述轉(zhuǎn)換器控制裝置將根據(jù)所述外部電源的電壓等級(jí)預(yù)先確定的設(shè)置 值設(shè)置為所述控制目標(biāo)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的充電控制設(shè)備，其中，所述轉(zhuǎn)換器控制裝置將近似等于所述外部電源的電壓最大值的電壓設(shè) 置為所述控制目標(biāo)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的充電控制設(shè)備，其中， 所述轉(zhuǎn)換器包含斬波器電路，其串聯(lián)連接在所述DC電力線與地線之間，具有各自具 有續(xù)流二極管的兩個(gè)開關(guān)元件，以及電抗器，其連接在所述蓄電裝置與所述兩個(gè)開關(guān)元件的連接點(diǎn)之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的充電控制設(shè)備，其中，所述電力轉(zhuǎn)換設(shè)備包含第一與第二變換器，其分別被連接到所述第一與笫二多相繞組，以及 變換器控制裝置，其用于以協(xié)調(diào)的方式控制所述第一與第二變換器，使得被施加到所述第一與第二中性點(diǎn)的AC電力被轉(zhuǎn)換為DC電力并被輸出到所述DC電力線。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的充電控制設(shè)備，其中， 所述外部電源為商用電源。
7. —種電氣車輛，其包含第一多相AC電機(jī)，其包含作為定子繞組的星形連接第一多相繞組； 第二多相AC電機(jī)，其包含作為定子繞組的星形連接第二多相繞組； 驅(qū)動(dòng)輪，其機(jī)械連接到所述第一與第二多相AC電機(jī)中至少一個(gè)的旋 轉(zhuǎn)軸；第一與第二變換器，其分別與所述第一與第二多相AC電機(jī)對(duì)應(yīng)地i殳置；蓄電裝置；轉(zhuǎn)換器，其設(shè)置在所述蓄電裝置與被連接到所述第 一與第二變換器中的各個(gè)的DC電力線之間，將所述DC電力線的電壓控制為不低于所述蓄 電裝置的電壓；控制器，其控制所述第一與第二變換器以及所述轉(zhuǎn)換器；以及電力輸入單元，其被連接到所述第 一 多相繞組的笫 一 中性點(diǎn)以及所述第二多相繞組的第二中性點(diǎn)，并將來自外部電源的AC電力施加到所述第 一與第二中性點(diǎn)；其中，所述控制器包含變換器控制裝置，其用于在來自所述外部電源的AC電力被施加到所 述第一與第二中性點(diǎn)時(shí)以協(xié)調(diào)的方式控制所述第一與第二變換器，使得AC 電力被轉(zhuǎn)換為DC電力并被輸出到所述DC電力線，以及轉(zhuǎn)換器控制裝置，其用于在來自所述外部電源的AC電力被施加到所 述第一與第二中性點(diǎn)時(shí)基于所述外部電源的電壓等級(jí)i更置所述DC電力線的電壓控制目標(biāo)，并用于控制所述轉(zhuǎn)換器，使得所述蓄電裝置在所述DC 電源的電壓凈皮調(diào)節(jié)為所述控制目標(biāo)的同時(shí)被充電。
8. —種用充電器對(duì)蓄電裝置充電的充電控制方法，其中， 所述充電器包含星形連接的第一多相繞組， 星形連接的第二多相繞組，電力輸入單元，其被連接到所述第 一多相繞組的第 一 中性點(diǎn)與所述第 二多相繞組的第二中性點(diǎn)，并將來自外部電源的AC電力施加到所述第一 與第二中性點(diǎn)，電力轉(zhuǎn)換設(shè)備，其將施加到所述第一與第二中性點(diǎn)的、來自所述外部 電源的AC電力轉(zhuǎn)換為DC電力，并將所述DC電力輸出到DC電力線， 以及轉(zhuǎn)換器，其根據(jù)設(shè)置的控制目標(biāo)，將所述DC電力線的電壓控制為不 低于所述蓄電裝置的電壓，同時(shí)，降低來自所述DC電力線的電壓以^f更對(duì) 所述蓄電裝置充電；所述方法包含第一步驟，檢測(cè)所述外部電源的電壓等級(jí)；以及 第二步驟，基于檢測(cè)到的電壓等級(jí)設(shè)置所述控制目標(biāo)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的充電控制方法，其中，在所述第二步驟中，根據(jù)所述外部電源的電壓等級(jí)預(yù)先確定的設(shè)置值 被設(shè)置為所述控制目標(biāo)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8的充電控制方法，其中，在所述第二步驟中，近似等于所述外部電源的電壓最大值的電壓被設(shè) 置為所述控制目標(biāo)。
11. 一種用于對(duì)蓄電裝置充電的充電控制^殳備，其包含 星形連接的第一多相繞組； 星形連接的第二多相繞組；電力輸入單元，其被連接到所述第 一多相繞組的第 一 中性點(diǎn)和所述第二多相繞組的第二中性點(diǎn)，并將來自外部電源的AC電力施加到所述第一 與第二中性點(diǎn)；電力轉(zhuǎn)換i殳備，其將施加到所述第一與第二中性點(diǎn)的、來自所述外部 電源的AC電力轉(zhuǎn)換為DC電力，并將所述DC電力輸出到DC電力線；轉(zhuǎn)換器，其根據(jù)所施加的指令，將所述DC電力線的電壓控制為不低 于所述蓄電裝置的電壓，同時(shí)，降低來自所述DC電力線的電壓以^f更對(duì)所 述蓄電裝置充電；以及控制器，其執(zhí)行一系列操作；其中，所述控制器基于所述外部電源的電壓等級(jí)i殳置所述DC電力線的電壓 控制目標(biāo)，并向所述轉(zhuǎn)換器輸出用于將所述DC電力線的電壓控制為所述 控制目標(biāo)的所述指令。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll的充電控制設(shè)備，其中，所述控制器將根據(jù)所述外部電源的電壓等級(jí)預(yù)先確定的設(shè)置值設(shè)置為 所述控制目標(biāo)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11的充電控制設(shè)備，其中，所述控制器將近似等于所述外部電源的電壓最大值的電壓設(shè)置為所迷 控制目標(biāo)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11的充電控制設(shè)備，其中，所述電力轉(zhuǎn)換設(shè)備包含分別被連接到所述第 一與第二多相繞組的第一 與第二變換器；且所述控制器以協(xié)調(diào)的方式控制所述第 一與第二變換器，使得被施加到 所述第一與第二中性點(diǎn)的AC電力凈皮轉(zhuǎn)換為DC電力并被輸出到所述DC 電力線。
全文摘要
當(dāng)判斷為蓄電裝置(B)將由商用電源(55)進(jìn)行充電時(shí)，基于商用電源(55)的電壓Vac，控制器(60)設(shè)置通過升壓轉(zhuǎn)換器(10)控制的電力線(PL2)的電壓VH的控制目標(biāo)。具體而言，控制器(60)將電壓VH的控制目標(biāo)設(shè)置到近似等于電壓Vac的最大值的等級(jí)。接著，控制器(60)將輸入允許指令(EN)輸出到繼電器電路(40)，并控制變換器(20，30)以執(zhí)行蓄電裝置(B)的充電。
文檔編號(hào)H02J7/00GK101277839SQ20068003612
公開日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2006年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月29日
發(fā)明者中村誠(chéng), 及部七郎齋, 吉田寬史, 石川哲浩 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社