特許 5774525 バッテリ充電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5774525

(24)【登録日】2015年7月10日

(45)【発行日】2015年9月9日

(54)【発明の名称】バッテリ充電装置

(51)【国際特許分類】

   B60L 11/18 20060101AFI20150820BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20150820BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20150820BHJP

【ＦＩ】

   B60L11/18 E

   H02J7/00 L

   H02J7/00 P

   H01M10/44 Q

【請求項の数】14

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2012-48513(P2012-48513)

(22)【出願日】2012年3月5日

(65)【公開番号】特開2013-187920(P2013-187920A)

(43)【公開日】2013年9月19日

【審査請求日】2014年5月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社日本自動車部品総合研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100155789

【弁理士】

【氏名又は名称】栗田 恭成

(74)【代理人】

【識別番号】100139480

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(72)【発明者】

【氏名】馬場 裕康

(72)【発明者】

【氏名】川崎 宏治

(72)【発明者】

【氏名】山崎 浩二

【審査官】 久保田 創

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１７７８９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１８７９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１５５７８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２３３３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２６９７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１３０６１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０１４３９２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｌ １／００−３／１２

７／００−１３／００

１５／００−１５／４２

Ｈ０１Ｍ １０／４４

Ｈ０２Ｊ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車載回転機（２０）の端子および高電位側入力端子間を電子操作によって開閉する機能を有する高電位側の流通規制要素（Ｓｕｐ・Ｄｕｐ，Ｓｖｐ・Ｄｖｐ，Ｓｗｐ・Ｄｗｐ）と、前記回転機の端子および低電位側入力端子間を電子操作によって開閉する機能を有する低電位側の流通規制要素（Ｓｕｎ・Ｄｕｎ，Ｓｖｎ・Ｄｖｎ，Ｓｗｎ・Ｄｗｎ）との直列接続体を備える直流交流変換回路（ＩＮＶ）を操作する操作手段（３０）と、
前記高電位側入力端子および前記低電位側入力端子間にバッテリ（１０）および蓄電手段（１２）を接続する第１状態と、前記蓄電手段の一方の端子および前記バッテリの一方の端子を接続して且つ、前記蓄電手段の他方の端子を前記流通規制要素を介して前記バッテリの他方の端子に接続する第２状態との一対の状態について、それら状態を選択的に実現する切替回路（ＭＲ１，ＭＲ２，ＭＲ７）とを備え、
前記操作手段は、前記第２状態において、前記流通規制要素の開閉操作によって、前記蓄電手段に蓄えられた電気エネルギを前記バッテリに充電するバッテリ充電制御手段を備え、
前記回転機のコイルに車両の外部の電源（４０）を接続する外部電源用接続手段（Ｌｃ１，Ｌｃ２，ＭＲ５，ＭＲ６）を備え、
前記外部電源用接続手段によって前記回転機のコイルに車両の外部の電源が接続された状態で、前記外部の電源の電気エネルギを前記バッテリおよび前記蓄電手段のうちの前記蓄電手段に限って充電することを可能としたことを特徴とするバッテリ充電装置。

【請求項2】

前記蓄電手段および前記直流交流変換回路と、前記バッテリの正極および負極との間を開閉するバッテリ用開閉手段（ＭＲ１，ＭＲ７）を備え、
前記外部の電源の電気エネルギを前記バッテリおよび前記蓄電手段のうちの前記蓄電手段に限って充電するに際して、前記バッテリ用開閉手段を開状態とする絶縁制御手段（３０）を備えることを特徴とする請求項１記載のバッテリ充電装置。

【請求項3】

前記外部の電源の電気エネルギを前記バッテリおよび前記蓄電手段のうちの前記蓄電手段に限って充電すべく、前記外部電源用接続手段によって前記回転機のコイルに車両の外部の電源が接続された状況下、前記外部の電源の一方の端子および他方の端子間の接続経路を、前記コイルおよび前記直流交流変換回路を介した経路とすべく、前記回転機のコイルを備えて且つ前記直流交流変換回路を経由しない経路の遮断機能を有する選択遮断手段（ＭＲ８，ＭＲ９）を備えることを特徴とする請求項１または２記載のバッテリ充電装置。

【請求項4】

前記回転機は、前記コイル同士が中性点で接続された３相以上の多相回転機であり、
前記外部電源用接続手段は、前記外部の電源の一方の端子および前記中性点間を接続する手段と、前記外部の電源の他方の端子および前記直流交流変換回路または前記コイル間を接続する手段とを備え、
前記選択遮断手段は、前記直流交流変換回路を介すことなく前記回転機によって前記外部の電源の他方の端子と前記中性点間を接続する経路について、これを開閉する手段を備えることを特徴とする請求項３記載のバッテリ充電装置。

【請求項5】

前記外部電源用接続手段は、前記外部の電源の一方の端子および前記中性点間を開閉する機能と、前記外部の電源の他方の端子および前記直流交流変換回路または前記コイル間を開閉する機能との一対の機能について、それらのうちの少なくとも一方を有する外部電源用開閉手段（ＭＲ５，ＭＲ６）を備えることを特徴とする請求項４記載のバッテリ充電装置。

【請求項6】

前記回転機は、３相以上の多相回転機であり、
前記外部電源用接続手段は、前記外部の電源の端子および前記回転機の端子の一部間を接続する手段と、前記外部の電源の別の端子および前記回転機の端子の別の一部に接続される前記直流交流変換回路の出力端子間を接続する手段とを備え、
前記選択遮断手段は、前記回転機の端子の一部および前記外部電源用接続手段の接続点と前記直流交流変換回路の対応する出力端子との間を開閉する機能と、前記別の一部に対応する前記直流交流変換回路の出力端子および前記外部電源用接続手段の接続点と前記回転機の端子の別の一部との間を開閉する機能と、を有する
ことを特徴とする請求項３記載のバッテリ充電装置。

【請求項7】

前記外部電源用接続手段は、前記外部の電源の端子および前記回転機の端子の一部間を開閉する機能と、前記外部の電源の別の端子および前記回転機の別の端子の一部に接続される前記直流交流変換回路の出力端子間を開閉する機能との一対の機能のうち、少なくとも一方を有する外部電源用開閉手段（ＭＲ５，ＭＲ６）を備えることを特徴とする請求項６記載のバッテリ充電装置。

【請求項8】

前記外部電源用接続手段は、前記外部の電源の端子および前記直流交流変換回路の出力端子の一部間を接続する手段と、前記外部の電源の別の端子および前記直流交流変換回路の出力端子の別の一部間を接続する手段とを有し、
前記外部の電源の端子および前記直流交流変換回路の出力端子の一部ならびに前記回転機の対応する端子間を開閉する機能と、前記外部の電源の別の端子および前記直流交流変換回路の出力端子の別の一部ならびに前記回転機の対応する端子間を開閉する機能との一対の機能について、それらの少なくとも一方を有するコイル通電禁止手段（ＭＲ３，ＭＲ４）を備える
ことを特徴とする請求項１記載のバッテリ充電装置。

【請求項9】

前記外部電源用接続手段は、前記外部の電源の端子および前記直流交流変換回路の出力端子の一部間を開閉する機能と、前記外部の電源の別の端子および前記直流交流変換回路の出力端子の別の一部間を開閉する機能との一対の機能のうち、少なくとも一方を有する外部電源用開閉手段（ＭＲ５，ＭＲ６）を備えることを特徴とする請求項８記載のバッテリ充電装置。

【請求項10】

前記外部の電源の電圧値が規定値以下となることを条件に前記外部電源用開閉手段を閉状態に切り替える外部接続制御手段を備えることを特徴とする請求項９記載のバッテリ充電装置。

【請求項11】

前記切替回路は、
前記バッテリの正極および負極のいずれかと前記蓄電手段の一対の端子のいずれかとの間を開閉する第１状態用開閉手段（ＭＲ１，ＭＲ７）と、
前記バッテリの前記いずれかと前記回転機の端子の一部に接続される前記高電位側の流通規制要素および前記低電位側の流通規制要素の接続点との間を開閉する第２状態用開閉手段（ＭＲ２）と、
を備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のバッテリ充電装置。

【請求項12】

前記切替回路は、
前記バッテリの正極および負極のいずれかと前記蓄電手段の一対の端子のいずれかとの間を開閉する第１状態用開閉手段（ＭＲ１，ＭＲ７）と、
前記バッテリの前記いずれかと前記回転機のステータコイルの端部との間を開閉する第２状態用開閉手段（ＭＲ２ａ）と、
を備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のバッテリ充電装置。

【請求項13】

コイル（ｗｕ，ｗｖ，ｗｗ）同士が中性点で接続された３相以上の車載回転機（２０）の端子および高電位側入力端子間を電子操作によって開閉する機能を有する高電位側の流通規制要素（Ｓｕｐ・Ｄｕｐ，Ｓｖｐ・Ｄｖｐ，Ｓｗｐ・Ｄｗｐ）と、前記回転機の端子および低電位側入力端子間を電子操作によって開閉する機能を有する低電位側の流通規制要素（Ｓｕｎ・Ｄｕｎ，Ｓｖｎ・Ｄｖｎ，Ｓｗｎ・Ｄｗｎ）との直列接続体を備える直流交流変換回路（ＩＮＶ）を操作する操作手段（３０）と、
外部の電源（４０）の電気エネルギの一方の入力端子および前記中性点間を接続して且つ、前記外部の電源の電気エネルギの他方の入力端子および前記直流交流変換回路または前記コイル間を接続する外部電源用接続手段（Ｌｃ１，Ｌｃ２）と、
前記直流交流変換回路を介すことなく前記回転機によって前記外部の電源の電気エネルギの他方の入力端子と前記中性点間を接続する経路について、これを開閉する選択遮断手段（ＭＲ８，ＭＲ９）と、
を備え、
前記直流交流変換回路の前記低電位側入力端子および前記高電位側入力端子間にバッテリ（１０）が接続され、
前記操作手段は、前記選択遮断手段によって前記外部の電源の電気エネルギの他方の入力端子と前記中性点間を接続する経路が開状態とされている状況下、前記低電位側の流通規制要素の開閉操作によって前記外部の電源の電気エネルギを前記バッテリに充電する直接充電制御手段を備えることを特徴とするバッテリ充電装置。

【請求項14】

３相以上の車載回転機（２０）の端子および高電位側入力端子間を電子操作によって開閉する機能を有する高電位側の流通規制要素（Ｓｕｐ・Ｄｕｐ，Ｓｖｐ・Ｄｖｐ，Ｓｗｐ・Ｄｗｐ）と、前記回転機の端子および低電位側入力端子間を電子操作によって開閉する機能を有する低電位側の流通規制要素（Ｓｕｎ・Ｄｕｎ，Ｓｖｎ・Ｄｖｎ，Ｓｗｎ・Ｄｗｎ）との直列接続体を備える直流交流変換回路（ＩＮＶ）を操作する操作手段（３０）と、
外部の電源（４０）の電気エネルギの一方の入力端子および前記回転機の端子の一部間を接続して且つ、前記回転機の別の端子の一部に接続される前記直流交流変換回路の出力端子および前記外部の電源の電気エネルギの別の入力端子間を接続する外部電源用接続手段（Ｌｃ１，Ｌｃ２）と、
前記回転機の端子の一部および前記外部電源用接続手段の接続点と前記直流交流変換回路の対応する出力端子との間を開閉する機能と、前記別の一部に対応する前記直流交流変換回路の出力端子および前記外部電源用接続手段の接続点と前記回転機の端子の別の一部との間を開閉する機能と、を有する選択遮断手段（ＭＲ８，ＭＲ９）と、
を備え、
前記直流交流変換回路の前記低電位側入力端子および前記高電位側入力端子間にバッテリ（１０）が接続され、
前記操作手段は、前記選択遮断手段が開状態とされている状況下、前記低電位側の流通規制要素の開閉操作によって前記外部の電源の電気エネルギを前記バッテリに充電する直接充電制御手段を備えるバッテリ充電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車載回転機の端子および高電位側入力端子間を電子操作によって開閉する機能を有する高電位側の流通規制要素と、前記回転機の端子および低電位側入力端子間を電子操作によって開閉する機能を有する低電位側の流通規制要素との直列接続体を備える直流交流変換回路を用いることで、車載バッテリを充電するバッテリ充電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

この種のバッテリ充電装置としては、たとえば下記特許文献１に見られるように、商用電源をモータ駆動用のインバータに接続することで、バッテリを充電するものも提案されている。具体的には、インバータを構成するダイオードを整流回路として利用する技術（同文献の図１）や、インバータを昇圧チョッパ回路として利用する技術（図４）が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平８−１２６１２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ただし、インバータを構成するダイオードを整流回路として利用する技術の場合、商用電源の電圧がバッテリの端子電圧よりも十分に高い場合には、バッテリに過度に大きい電流が流れるおそれがある。また、インバータを昇圧チョッパ回路として利用する技術では、インバータとは別に、整流器を備える必要があり、部品点数が増大する。また、この場合、高電圧のバッテリへの充電が可能となるものの、商用電源とバッテリとを絶縁しつつ充電できないという問題がある。

【0005】

本発明は、上記課題を解決する過程でなされたものであり、その目的は、車載回転機の端子および高電位側入力端子間を電子操作によって開閉する機能を有する高電位側の流通規制要素と、前記回転機の端子および低電位側入力端子間を電子操作によって開閉する機能を有する低電位側の流通規制要素との直列接続体を備える直流交流変換回路を用いることで、車載バッテリを充電する新たなバッテリ充電装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

以下、上記課題を解決するための手段、およびその作用効果について記載する。

【0007】

第１の発明は、車載回転機（２０）の端子および高電位側入力端子間を電子操作によって開閉する機能を有する高電位側の流通規制要素（Ｓｕｐ・Ｄｕｐ，Ｓｖｐ・Ｄｖｐ，Ｓｗｐ・Ｄｗｐ）と、前記回転機の端子および低電位側入力端子間を電子操作によって開閉する機能を有する低電位側の流通規制要素（Ｓｕｎ・Ｄｕｎ，Ｓｖｎ・Ｄｖｎ，Ｓｗｎ・Ｄｗｎ）との直列接続体を備える直流交流変換回路（ＩＮＶ）を操作する操作手段（３０）と、前記高電位側入力端子および前記低電位側入力端子間にバッテリ（１０）および蓄電手段（１２）を接続する第１状態と、前記蓄電手段の一方の端子および前記バッテリの一方の端子を接続して且つ、前記蓄電手段の他方の端子を前記流通規制要素を介して前記バッテリの他方の端子に接続する第２状態との一対の状態について、それら状態を選択的に実現する切替回路（ＭＲ１，ＭＲ２，ＭＲ７）とを備え、前記操作手段は、前記第２状態において、前記流通規制要素の開閉操作によって、前記蓄電手段に蓄えられた電気エネルギを前記バッテリに充電するバッテリ充電制御手段を備えることを特徴とする。

【0008】

上記発明では、蓄電手段の電気エネルギをバッテリに充電するに際し、流通規制要素を通すことで、流通規制要素の開閉操作によって蓄電手段の放電電流量を制御することができる。このため、バッテリの充電処理を適切に行なうことができる。

【0009】

第１４の発明は、コイル（ｗｕ，ｗｖ，ｗｗ）同士が中性点で接続された３相以上の車載回転機（２０）の端子および高電位側入力端子間を電子操作によって開閉する機能を有する高電位側の流通規制要素（Ｓｕｐ・Ｄｕｐ，Ｓｖｐ・Ｄｖｐ，Ｓｗｐ・Ｄｗｐ）と、前記回転機の端子および低電位側入力端子間を電子操作によって開閉する機能を有する低電位側の流通規制要素（Ｓｕｎ・Ｄｕｎ，Ｓｖｎ・Ｄｖｎ，Ｓｗｎ・Ｄｗｎ）との直列接続体を備える直流交流変換回路（ＩＮＶ）を操作する操作手段（３０）と、外部の電源（４０）の一方の端子および前記中性点間を接続して且つ、前記外部の電源の他方の端子および前記直流交流変換回路または前記コイル間を接続する外部電源用接続手段（Ｌｃ１，Ｌｃ２）と、前記直流交流変換回路を介すことなく前記回転機によって前記外部の電源の他方の端子と前記中性点間を接続する経路について、これを開閉する選択遮断手段（ＭＲ８，ＭＲ９）と、を備え、前記直流交流変換回路の前記低電位側入力端子および前記高電位側入力端子間にバッテリ（１０）が接続され、前記操作手段は、前記選択遮断手段によって前記外部の電源の他方の端子と前記中性点間を接続する経路が開状態とされている状況下、前記低電位側の流通規制要素の開閉操作によって前記外部の電源の電気エネルギを前記バッテリに充電する直接充電制御手段を備えることを特徴とする。

【0010】

上記発明では、外部の電源の電気エネルギをバッテリに充電するに際し、流通規制要素の開閉操作によって、充電電圧や充電電流を調整することができる。しかもこの際、整流手段を必要としない。

【0011】

第１５の発明は、３相以上の車載回転機（２０）の端子および高電位側入力端子間を電子操作によって開閉する機能を有する高電位側の流通規制要素（Ｓｕｐ・Ｄｕｐ，Ｓｖｐ・Ｄｖｐ，Ｓｗｐ・Ｄｗｐ）と、前記回転機の端子および低電位側入力端子間を電子操作によって開閉する機能を有する低電位側の流通規制要素（Ｓｕｎ・Ｄｕｎ，Ｓｖｎ・Ｄｖｎ，Ｓｗｎ・Ｄｗｎ）との直列接続体を備える直流交流変換回路（ＩＮＶ）を操作する操作手段（３０）と、外部の電源（４０）の端子および前記回転機の端子の一部間を接続して且つ、前記回転機の別の端子の一部に接続される前記直流交流変換回路の出力端子および前記外部の電源の別の端子間を接続する外部電源用接続手段（Ｌｃ１，Ｌｃ２）と、前記回転機の端子の一部および前記外部電源用接続手段の接続点と前記直流交流変換回路の対応する出力端子との間を開閉する機能と、前記別の一部に対応する前記直流交流変換回路の出力端子および前記外部電源用接続手段の接続点と前記回転機の端子の別の一部との間を開閉する機能と、を有する選択遮断手段（ＭＲ８，ＭＲ９）と、を備え、前記直流交流変換回路の前記低電位側入力端子および前記高電位側入力端子間にバッテリ（１０）が接続され、前記操作手段は、前記選択遮断手段が開状態とされている状況下、前記低電位側の流通規制要素の開閉操作によって前記外部の電源の電気エネルギを前記バッテリに充電する直接充電制御手段を備える。

【0012】

上記発明では、外部の電源の電気エネルギをバッテリに充電するに際し、流通規制要素の開閉操作によって、充電電圧や充電電流を調整することができる。しかもこの際、整流手段を必要としない。

【0013】

なお、本発明にかかる以下の代表的な実施形態に関する概念の拡張については、代表的な実施形態の後の「その他の実施形態」の欄に記載してある。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１の実施形態のシステム構成図。

【図2】同実施形態にかかる平滑コンデンサの充電処理を示す図。

【図3】同実施形態にかかるバッテリの充電処理を示す図。

【図4】同実施形態にかかるバッテリの充電処理の手順を示す流れ図。

【図5】同実施形態の効果を示すタイムチャート。

【図6】第２の実施形態のシステム構成図。

【図7】同実施形態にかかる平滑コンデンサの充電処理を示す図。

【図8】同実施形態にかかる平滑コンデンサの充電処理を示す図。

【図9】同実施形態にかかるバッテリの充電処理の手順を示す流れ図。

【図10】同実施形態の効果を示すタイムチャート。

【図11】第３の実施形態のシステム構成図。

【図12】同実施形態にかかる平滑コンデンサの充電処理を示す図。

【図13】第４の実施形態のシステム構成図。

【図14】同実施形態にかかるバッテリの充電処理を示す図。

【図15】上記第２の実施形態の変形例にかかる回路図。

【図16】上記実施形態にかかる変形例の回路構成を示す回路図。

【図17】同変形例にかかる平滑コンデンサの充電処理を示す図。

【図18】上記実施形態にかかる変形例の回路構成を示す回路図。

【図19】同変形例にかかるバッテリの充電処理を示す図。

【図20】第１の実施形態等の変形例にかかるバッテリ充電のための構成を示す図。

【図21】第４の実施形態の変形例にかかるバッテリ充電のための構成を示す図。

【図22】上記第２の実施形態の変形例にかかるバッテリの充電処理を示す図。

【図23】上記第３の実施形態の変形例にかかるバッテリの充電処理を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

＜第１の実施形態＞
以下、本発明にかかるバッテリ充電装置を車載主機に接続されるバッテリ充電装置に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0016】

図１に示すモータジェネレータ２０は、車載主機としての多相回転機であり、ロータ２０ｒが駆動輪に機械的に連結されている。本実施形態では、モータジェネレータ２０として、Ｕ相のステータコイルｗｕ、Ｖ相のステータコイルｗｖおよびＷ相のステータコイルｗｗが中性点で連結された３相回転機を例示している。

【0017】

モータジェネレータ２０の各端子（ステータコイルｗｕ，ｗｖ，ｗｗのうち中性点側ではない端部）は、インバータＩＮＶを介して高電圧バッテリ１０に接続可能とされている。高電圧バッテリ１０は、モータジェネレータ２０のエネルギ貯蔵手段である。特に、高電圧バッテリ１０は、電池セルＣ１〜Ｃｎの直列接続体としての組電池である
ここで、電池セルＣ１〜Ｃｎとしては、たとえばリチウムイオン２次電池等とすればよい。なお、本実施形態では、高電圧バッテリ１０として、正常時の開放端電圧が１００Ｖ以下のものを想定しており、その負極電位を車体電位としている。

【0018】

インバータＩＮＶは、高電位側のスイッチング素子Ｓ￥ｐ（￥＝ｕ，ｖ，ｗ）および低電位側のスイッチング素子Ｓ￥ｎの直列接続体を３組備えており、これらが互いに並列接続されたものである。これら高電位側のスイッチング素子Ｓ￥ｐおよび低電位側のスイッチング素子Ｓ￥ｎの接続点は、モータジェネレータ２０のＵ相、Ｖ相およびＷ相の端子（ステータコイルｗｕ、ｗｖ、ｗｗの端部）に接続される。

【0019】

上記スイッチング素子Ｓ￥＃（￥＝ｕ，ｖ，ｗ；＃＝ｐ，ｎ）として、本実施形態では、ＩＧＢＴを例示しており、スイッチング素子Ｓ￥＃には、ダイオードＤ￥＃が逆並列に接続されている。ダイオードＤ￥＃は、スイッチング素子Ｓ￥＃を保護する機能のみならず、低電位側から高電位側への電流のみを許容する整流手段としての機能を有している。そして、スイッチング素子Ｓ￥＃およびダイオードＤ￥＃によって、高電位側および低電位側のいずれか一方から他方と他方から一方との双方向の電流の流通経路となる流通規制要素を構成する。

【0020】

インバータＩＮＶの高電位側の入力端子には、リレーＭＲ１を介して高電圧バッテリ１０の正極が接続されている。また、インバータＩＮＶの高電位側の入力端子および低電位側の入力端子間には、平滑コンデンサ１２が接続されている。

【0021】

上記高電圧バッテリ１０の正極は、リレーＭＲ２を介して高電位側のスイッチング素子Ｓｕｐと低電位側のスイッチング素子Ｓｕｎとの接続点に接続されている。ここで、本実施形態では、リレーＭＲ１，ＭＲ２として、いずれも可動接点形の電磁形リレーを想定している。

【0022】

インバータＩＮＶのＶ相の出力端子とモータジェネレータ２０のＶ相のステータコイルｗｖとの間には、リレーＭＲ３が接続されている。また、インバータＩＮＶのＷ相の出力端子とモータジェネレータ２０のＷ相のステータコイルｗｗとの間には、リレーＭＲ４が接続されている。

【0023】

さらに、インバータＩＮＶのＷ相の出力端子には、充電用配線Ｌｃ１およびリレーＭＲ５を介して商用電源４０の一方の端子が接続されている。また、インバータＩＮＶのＶ相の出力端子には、充電用配線Ｌｃ２およびリレーＭＲ６を介して商用電源４０の他方の端子が接続されている。本実施形態では、これらリレーＭＲ３〜ＭＲ６として、いずれも可動接点形の電磁形リレーを想定している。

【0024】

上記スイッチング素子Ｓ￥＃は、制御装置３０からの操作信号ｇ￥＃によって電子操作される。また、リレーＭＲ１〜ＭＲ６は、制御装置３０からの操作信号ｍ１〜ｍ６によって電子操作される。

【0025】

制御装置３０は、インバータＩＮＶを操作することで、モータジェネレータ２０の制御量を制御する装置である。さらに、制御装置３０は、商用電源４０の電気エネルギを高電圧バッテリ１０に充電する処理を行なう。充電制御は、電圧センサ３２によって検出される商用電源４０の出力電圧Ｖｃｓや、監視装置３４によって検出される高電圧バッテリ１０の各電池セルＣｉ（ｉ＝１〜ｎ）の電圧（セル電圧Ｖｉ）に基づき行われる。

【0026】

ここで、本実施形態では、商用電源４０の出力電圧の最大値Ｖａが高電圧バッテリ１０の開放端電圧Ｖｂよりも高いものを想定している。この場合、たとえば商用電源４０の出力電圧ＶｃｓがダイオードＤ￥＃を介して高電圧バッテリ１０に直接印加されるようにする場合には、過度に大きい電流が流れるおそれがある。

【0027】

そこで本実施形態では、商用電源４０からの電気エネルギを、平滑コンデンサ１２に一旦充電し、平滑コンデンサ１２の電気エネルギを高電圧バッテリ１０に充電する処理を行なう。

【0028】

すなわち、商用電源４０の電気エネルギを平滑コンデンサ１２に充電する場合には、リレーＭＲ１〜ＭＲ４を開操作し、リレーＭＲ５，ＭＲ６を閉操作する。これにより、図２の上方に示すように、商用電源４０の端子のうち、インバータＩＮＶのＶ相の出力端子側が正の場合、商用電源４０、ダイオードＤｖｐ，平滑コンデンサ１２、およびダイオードＤｗｎを備えるループ経路に電流が流れ、平滑コンデンサ１２が充電される。また、図２の下方に示すように、商用電源４０の端子のうち、インバータＩＮＶのＷ相の出力端子側が正の場合、商用電源４０、ダイオードＤｗｐ，平滑コンデンサ１２、およびダイオードＤｖｎを備えるループ経路に電流が流れ、平滑コンデンサ１２が充電される。なお、リレーＭＲ３，ＭＲ４を開状態とするのは、商用電源４０の電気エネルギを平滑コンデンサ１２に充電するに際し、商用電源４０からモータジェネレータ２０のステータコイルｗｕ，ｗｖ，ｗｗに電流が流れることを回避するための設定である。すなわち、リレーＭＲ３，ＭＲ４は、コイル通電禁止手段を構成する。

【0029】

その後、図３に示すように、リレーＭＲ２〜ＭＲ４を閉操作し、リレーＭＲ５，ＭＲ６ｗを開操作することで、次のようにして、平滑コンデンサ１２の電気エネルギを高電圧バッテリ１０に充電する。すなわち、まず図３の上方に示すように、リレーＭＲ２によって高電圧バッテリ１０に接続されないレッグであるＶ相およびＷ相について、上側アームのスイッチング素子Ｓｖｐ，Ｓｗｐをオン操作する。これにより、平滑コンデンサ１２、スイッチング素子Ｓｖｐ，Ｓｗｐ、モータジェネレータ２０、リレーＭＲ２、高電圧バッテリ１０を備えるループ経路に電流が流れ、モータジェネレータ２０に電気エネルギが蓄えられる。次に、図３の下方に示すように、スイッチング素子Ｓｖｐ，Ｓｗｐをオフ操作することで、モータジェネレータ２０、リレーＭＲ２，高電圧バッテリ１０、ダイオードＤｖｎ，Ｄｗｎを備えるループ経路に電流が流れる。

【0030】

図４に、本実施形態にかかる高電圧バッテリ１０の充電制御の処理手順を示す。この処理は、制御装置３０によって、たとえば所定周期でくり返し実行される。

【0031】

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、高電圧バッテリ１０の充電要求があるか否かを判断する。そして、充電要求があると判断される場合、ステップＳ１２において、リレーＭＲ１〜ＭＲ４を開状態とし、カウンタＴの計時動作を開始する。なお、高電圧バッテリ１０の充電処理は、モータジェネレータ２０の停止時において行うものであり、通常、リレーＭＲ１〜ＭＲ４は開状態となっている。このため、ここでは、リレーＭＲ１〜ＭＲ４を電子操作によって開操作することを必ずしも意味しない。

【0032】

続くステップＳ１４においては、電圧センサ３２によって検出される商用電源４０の出力電圧Ｖｃｓが規定電圧Ｖｔｈ以下であるか否かを判断する。この処理は、商用電源４０の出力電圧のゼロクロスタイミングを検出するためのものである。

【0033】

そして、ステップＳ１４において肯定判断される場合、ゼロクロスタイミングであるとして、ステップＳ１６において、リレーＭＲ５，ＭＲ６を閉操作する。すなわち、本実施形態では、リレーＭＲ５，ＭＲ６の閉操作タイミングを、商用電源４０の出力電圧のゼロクロスタイミングに同期させる。換言すれば、商用電源４０とインバータＩＮＶとの電気的な接続タイミングを、商用電源４０の出力電圧のゼロクロスタイミングに同期させる。

【0034】

これは、商用電源４０から平滑コンデンサ１２に過度に大きい電流が流れる事態を回避するための設定である。すなわち、商用電源４０を用いた充電処理の開始に際しては、平滑コンデンサ１２の充電電圧がゼロであると考えられる。このため、商用電源４０の出力電圧のピークのタイミングでリレーＭＲ５，ＭＲ６を閉操作する場合には、商用電源４０の出力電圧と平滑コンデンサ１２の充電電圧との差圧が過度に大きくなる。そしてこれにより、平滑コンデンサ１２に過度に大きい電流が流れるおそれがある。なお、ステップＳ１４，Ｓ１６の処理は、本実施形態において、外部接続制御手段を構成する。

【0035】

続くステップＳ１８では、「１／２・ｆｄ」の時間が経過するまで待機する。ここで、充電周波数ｆｄは、先の図２および図３に示した処理の一周期の逆数である。そして、「１／２ｆｄ」の時間が経過すると、ステップＳ２０において、リレーＭＲ５，ＭＲ６を開操作し、リレーＭＲ２，ＭＲ３，ＭＲ４を閉操作する。そして、ステップＳ２２において、スイッチング素子Ｓｖｐ，Ｓｗｐをオン・オフ操作する。ここでのオン・オフの一周期の逆数であるスイッチング周波数は、充電周波数ｆｄの２倍と比較して十分に高周波とする。また、一度のオン時間は、スイッチング素子Ｓｖｐ，Ｓｗｐを流れる電流が許容最大電流を超えないように設定される。この処理は、「１／２・ｆｄ」の間継続される（カウンタＴが「ｆｄ」となるまで継続される：Ｓ２４）。

【0036】

そして、「１／２・ｆｄ」の時間継続されると、ステップＳ２６においてカウンタＴを初期化し、ステップＳ１０に戻る。なお、ステップＳ１０において否定判断される場合、この一連の処理を一旦終了する。

【0037】

図５に、本実施形態にかかる充電処理を例示する。ここでは、充電周波数ｆｄを「１０Ｈｚ」としており、また、スイッチング周波数を、「５ｋＨｚ」としている。

【0038】

上述したように、本実施形態では、商用電源４０の出力電圧が高電圧バッテリ１０の端子電圧よりも高い場合であっても、高電圧バッテリ１０に過度に大きな電流を流すことなく充電することができる。これは、平滑コンデンサ１２の電圧をステータコイルｗｖ，ｗｗ等を用いた降圧チョッパ回路によって降圧して高電圧バッテリ１０に充電することで実現したものである。

【0039】

ちなみに、商用電源４０とインバータＩＮＶとの接続タイミングを商用電源４０の出力電圧のゼロクロスタイミングに同期させたとしても、商用電源４０から高電圧バッテリ１０に直接充電する場合には、高電圧バッテリ１０に過度に大きい電流が流れるおそれがある。これは、単位エネルギ量の充電による高電圧バッテリ１０の電圧上昇量が、平滑コンデンサ１２の充電電圧の上昇量と比較して、非常に小さいからである。これは、高電圧バッテリ１０の充電率が規定値（たとえば、８０％）以上のある値であるときの充電電荷量が、平滑コンデンサ１２の充電電圧が上記ある値に等しいときの充電エネルギ総量と比較して非常に大きいためである。このため、商用電源４０の出力電圧の一周期の間に高電圧バッテリ１０の開放端電圧がほとんど変化せず、リレーＭＲ５，ＭＲ６の閉操作タイミングを選択する効果を得ることが困難である。
＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

【0040】

図６に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図６において、先の図１に示した部材に対応するものについては、便宜上同一の符号を付している。

【0041】

本実施形態では、高電圧バッテリ１０として、その正常時の開放端電圧が１００Ｖを越えるものを想定する。そして、本実施形態では、高電圧バッテリ１０と車体とを絶縁する。詳しくは、高電圧バッテリ１０の負極電位を車体電位とは相違させる。これは、たとえば高電圧バッテリ１０に並列に複数の抵抗体の直列接続体を接続し、その接続点を車体に接続することで実現することができる。ここで、抵抗体の抵抗値は、高電圧バッテリ１０と車体との間に要求される絶縁レベルに応じて設定されるものである。

【0042】

こうした構成の場合、商用電源４０と高電圧バッテリ１０とを絶縁した状態で商用電源４０の電気エネルギを高電圧バッテリ１０に充電する要求が生じることがある。そこで本実施形態では、高電圧バッテリ１０の充電に際し、平滑コンデンサ１２をフライングキャパシタとして利用する。これを実現するための第１の実施形態からの変更点は以下のものである。

【0043】

まず、インバータＩＮＶの低電位側の入力端子と高電圧バッテリ１０の負極との間を開閉するリレーＭＲ７を備える。また、商用電源４０の端子の一方を、充電用配線Ｌｃ１を介してモータジェネレータ２０の中性点に接続するとともに、他方を、充電用配線Ｌｃ２を介してステータコイルｗｗに接続する。そして、ステータコイルｗｕと中性点との間にリレーＭＲ８を設けるとともに、ステータコイルｗｗと中性点との間にリレーＭＲ９を設ける。

【0044】

なお、リレーＭＲ７〜ＭＲ９は、可動鉄心形の電磁形リレーである。また、制御装置３０は、車体電位を基準電位とするものである。このため、操作信号ｇ￥＃をスイッチング素子Ｓ￥＃に出力するに際しては、フォトカプラ等、入力側と出力側とを絶縁しつつ信号を伝播させる絶縁通信手段が用いられる。

【0045】

上記構成により、高電圧バッテリ１０に商用電源４０の電気エネルギを充電するに際しては、まず、リレーＭＲ１，ＭＲ２，ＭＲ７を開操作し、高電圧バッテリ１０と平滑コンデンサ１２との間を絶縁する。そして、リレーＭＲ５，ＭＲ６を閉操作して且つリレーＭＲ８，ＭＲ９を開操作し、スイッチング素子Ｓｖｎ，Ｓｗｎをオン・オフ操作することで、平滑コンデンサ１２を充電する。ここで、リレーＭＲ８，ＭＲ９は、商用電源４０の一方の端子と他方の端子との接続経路として、モータジェネレータ２０を介して且つ、インバータＩＮＶを経由しない経路を遮断する選択遮断手段である。これは、図７、図８に示す態様で行われる。

【0046】

すなわち、図７に示すように、商用電源４０の端子のうちステータコイルｗｗ側の端子が正である場合、スイッチング素子Ｓｖｎ，Ｓｗｎをオン操作することで、商用電源４０、ステータコイルｗｗ、スイッチング素子Ｓｗｎ，ダイオードＤｖｎ、ステータコイルｗｖを備えるループ経路に電流が流れ、ステータコイルｗｖ，ｗｗに電気エネルギが蓄えられる。ここで、スイッチング素子Ｓｖｎ，Ｓｗｎは、商用電源４０の一対の端子を接続する経路を構成するものであるのに対し、スイッチング素子Ｓｕｎは、これを構成しないものである。次に、スイッチング素子Ｓｖｎ，Ｓｗｎをオフ操作することで、ステータコイルｗｗ、ダイオードＤｗｐ，平滑コンデンサ１２、ダイオードＤｖｎ、ステータコイルｗｖ、および商用電源４０を備えるループ経路に電流が流れ、平滑コンデンサ１２が充電される。

【0047】

一方、図８に示すように、商用電源４０の端子のうちステータコイルｗｖ側の端子が正である場合、スイッチング素子Ｓｖｎ，Ｓｗｎをオン操作することで、商用電源４０、ステータコイルｗｖ、スイッチング素子Ｓｖｎ，ダイオードＤｗｎ、ステータコイルｗｗを備えるループ経路に電流が流れ、ステータコイルｗｖ，ｗｗに電気エネルギが蓄えられる。次に、スイッチング素子Ｓｖｎ，Ｓｗｎをオフ操作することで、ステータコイルｗｖ、ダイオードＤｖｐ，平滑コンデンサ１２、ダイオードＤｗｎ、ステータコイルｗｗ、および商用電源４０を備えるループ経路に電流が流れ、平滑コンデンサ１２が充電される。

【0048】

こうして平滑コンデンサ１２が充電された後、先の図３に示した要領で、平滑コンデンサ１２から高電圧バッテリ１０に電気エネルギを移動させることで、商用電源４０と高電圧バッテリ１０との絶縁を維持しつつ、商用電源４０の電気エネルギを高電圧バッテリ１０に充電することができる。

【0049】

図９に、本実施形態にかかる高電圧バッテリ１０の充電制御の処理手順を示す。この処理は、制御装置３０によって、たとえば所定周期でくり返し実行される。なお、図９に示す一連の処理において、先の図４に示した処理に対応するものについては、便宜上同一のステップ番号を付している。

【0050】

この一連の処理では、ステップＳ１０において肯定判断される場合、ステップＳ１２ａにおいて、リレーＭＲ１，ＭＲ２，ＭＲ７，ＭＲ８，ＭＲ９を開状態に準備して且つ、リレーＭＲ５，ＭＲ６を閉操作するとともに、カウンタＴの計時動作を開始する。

【0051】

なお、高電圧バッテリ１０の充電処理は、モータジェネレータ２０の停止時において行うものであり、通常、リレーＭＲ１，ＭＲ２，ＭＲ７〜ＭＲ９は開状態となっている。このため、ここでは、リレーＭＲ１，ＭＲ２，ＭＲ７〜ＭＲ９を電子操作によって開操作することを必ずしも意味しない。このため、平滑コンデンサ１２の充電処理に先だって、リレーＭＲ１，ＭＲ７を開状態に準備する手段が本実施形態にかかる絶縁制御手段である。すなわち、リレーＭＲ１，ＭＲ７がノーマリーオープン式のものである場合、絶縁制御手段は、平滑コンデンサ１２の充電に先だって、リレーＭＲ１，ＭＲ７に通電してこれを閉操作する処理を行わない設定によって構成される。

【0052】

続くステップＳ１７では、スイッチング素子Ｓｖｎ，Ｓｗｎをオン・オフ操作する。ここで、スイッチング素子Ｓｖｎ，Ｓｗｎのオン時間は、スイッチング素子Ｓｖｎ，Ｓｗｎを流れる電流が許容最大値を超えないように設定される。なお、本実施形態では、オン・オフ操作の一周期の逆数であるスイッチング周波数や一周期に対するオン時間の時比率を、固定とする。

【0053】

そして、ステップＳ１８において肯定判断されることで、ステップＳ２０ａにおいて、リレーＭＲ５，ＭＲ６を開操作するとともに、リレーＭＲ２，ＭＲ７〜ＭＲ９を閉操作する。これにより、先の図３に示した要領で、平滑コンデンサ１２から高電圧バッテリ１０に電気エネルギを充電することができる。

【0054】

図１０に、本実施形態にかかる高電圧バッテリ１０の充電処理を示す。ここでは、充電周波数ｆｄを「１０Ｈｚ」として且つ、スイッチング周波数を「５ｋＨｚ」としている。
＜第３の実施形態＞
以下、第３の実施形態について、先の第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

【0055】

図１１に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図１１において、先の図６に示した部材に対応するものについては、便宜上同一の符号を付している。

【0056】

本実施形態では、選択遮断手段（リレーＭＲ８，ＭＲ９）の配置箇所を、モータジェネレータ２０とインバータＩＮＶとの間とする。これは、選択遮断手段を備えることを容易にするための設定である。すなわち、インバータＩＮＶとモータジェネレータ２０との間の電気経路を加工することは、モータジェネレータ２０のステータコイルｗｕ，ｗｖ，ｗｗ同士の接続を遮断する手段を構成するよりも容易である傾向がある。

【0057】

詳しくは、リレーＭＲ８を、インバータＩＮＶのＶ相の出力端子とモータジェネレータ２０のステータコイルｗｖとの間に接続し、リレーＭＲ９を、インバータＩＮＶのＷ相の出力端子とモータジェネレータ２０のステータコイルｗｗとの間に接続する。そして、充電用配線Ｌｃ１をリレーＭＲ９とステータコイルｗｗとの間に接続して且つ、充電用配線Ｌｃ２をリレーＭＲ８とインバータＩＮＶのＶ相の出力端子との間に接続する。これにより、リレーＭＲ８，ＭＲ９を開状態とすることで、商用電源４０の一対の端子を接続する経路は、インバータＩＮＶを備える経路となる。そしてこれにより、上記第２の実施形態の要領で、平滑コンデンサ１２に商用電源４０の電気エネルギを充電することができる。

【0058】

すなわち、たとえば、図１２に示すように、商用電源４０の端子のうちステータコイルｗｗ側の端子が正である場合、スイッチング素子Ｓｕｎ，Ｓｖｎをオン操作することで、商用電源４０、ステータコイルｗｗ，ｗｕ、スイッチング素子Ｓｕｎ，ダイオードＤｖｎを備えるループ経路に電流が流れ、ステータコイルｗｕ，ｗｗに電気エネルギが蓄えられる。ここで、スイッチング素子Ｓｕｎ，Ｓｖｎは、商用電源４０の一対の端子を接続する経路を構成するものであるのに対し、スイッチング素子Ｓｗｎは、これを構成しないものである。次に、スイッチング素子Ｓｕｎ，Ｓｖｎをオフ操作することで、ステータコイルｗｕ，ｗｗ、ダイオードＤｕｐ，平滑コンデンサ１２、ダイオードＤｖｎ、および商用電源４０を備えるループ経路に電流が流れ、平滑コンデンサ１２が充電される。
＜第４の実施形態＞
以下、第４の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

【0059】

図１３に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図１３において、先の図１に示した部材に対応するものについては、便宜上同一の符号を付している。

【0060】

図示されるように、本実施形態では、高電圧バッテリ１０の正極との接続対象を、インバータＩＮＶの高電位側の入力端子とするか、モータジェネレータ２０の中性点とするかを切替可能とする。ここで、モータジェネレータ２０の中性点との接続を可能とするのが、リレーＭＲ２ａである。リレーＭＲ２ａは、可動鉄心形の電磁形リレーである。

【0061】

こうした構成において、平滑コンデンサ１２から高電圧バッテリ１０への電気エネルギの移動処理に際して、高電圧バッテリ１０の正極との接続対象を、モータジェネレータ２０の中性点とする。

【0062】

これにより、図１４に示すように、まず、上側アームのスイッチング素子Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐをオン操作する。これにより、平滑コンデンサ１２、スイッチング素子Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ、モータジェネレータ２０、リレーＭＲ２ａ、高電圧バッテリ１０を備えるループ経路に電流が流れ、モータジェネレータ２０に電気エネルギが蓄えられる。次に、スイッチング素子Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐをオフ操作することで、モータジェネレータ２０、リレーＭＲ２ａ，高電圧バッテリ１０、ダイオードＤｕｎ，Ｄｖｎ，Ｄｗｎを備えるループ経路に電流が流れる。
＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

【0063】

「バッテリ用開閉手段（ＭＲ１，ＭＲ７）について」
電磁形リレーに限らない。たとえば、ＭＯＳ電界効果トランジスタ等を用いた半導体リレーであってもよい。ただし、この場合、たとえばソース同士を短絡させた一対のＭＯＳ電界効果トランジスタを用いる等、寄生ダイオードの順方向が互いに逆となるように接続した一対のＭＯＳ電界効果トランジスタとするなどする。これは、電子操作によって開操作されている場合に、いずれか一方から他方、および他方から一方の一対の方向の双方の電流を遮断可能とするための設定である。

【0064】

「外部電源用接続手段（Ｌｃ１，Ｌｃ２，ＭＲ５，ＭＲ６）について」
上記第１の実施形態（図１）において、商用電源４０の一方の端子（リレーＭＲ６側）を、インバータＩＮＶのＵ相の出力端子とＶ相の出力端子とに接続してもよい。

【0065】

商用電源４０の一方の端子にモータジェネレータ２０の中性点を接続する手法としては、上記第２の実施形態（図６）に例示したものに限らない。たとえば図１５（ａ）に示されるように、中性点の端子と、モータジェネレータ２０のうちの１相分の端子との間に商用電源４０を接続する手段としてもよい。またたとえば、図１５（ｂ）に示されるように、中性点の端子と、モータジェネレータ２０のうちの２相分の端子との間に商用電源４０を接続する手段としてもよい。ここでは、商用電源４０の端子のうち中性点側ではない方の端子に接続される相数が全相とならないようにする。

【0066】

商用電源４０と１つの回転機とを接続する手段に限らない。たとえば、図１６に示すように、一対のモータジェネレータ２０ａ，２０ｂの中性点間に商用電源４０を接続するものであってもよい。図１６では、モータジェネレータ２０ａに接続されるインバータＩＮＶａおよびモータジェネレータ２０ｂに接続されるインバータＩＮＶｂのそれぞれの高電位側入力端子および高電圧バッテリ１０間をリレーＭＲ１が開閉する。また、モータジェネレータ２０ａに接続されるインバータＩＮＶａおよびモータジェネレータ２０ｂに接続されるインバータＩＮＶｂのそれぞれの低電位側入力端子および高電圧バッテリ１０間をリレーＭＲ７が開閉する。また、インバータＩＮＶａのスイッチング素子Ｓｕｐおよびスイッチング素子Ｓｖｎ間と高電圧バッテリ１０の正極との間を、リレーＭＲ２が開閉する。さらに、モータジェネレータ２０ａの中性点と商用電源４０の一方の端子との間を、リレーＭＲ５が開閉し、モータジェネレータ２０ｂの中性点と商用電源４０の他方の端子との間を、リレーＭＲ６が開閉する。

【0067】

この場合、インバータＩＮＶａ，ＩＮＶｂの下側アームのスイッチング素子Ｓ￥ｎをオン操作することで、図１７に示されるようにモータジェネレータ２０ａ側に接続される端子が正の場合、インバータＩＮＶａの下側アームのスイッチング素子Ｓ￥ｎ、インバータＩＮＶｂのダイオードＤ￥ｎを電流が流れ、モータジェネレータ２０ａ，２０ｂのコイルにエネルギが蓄積される。その後、下側アームのスイッチング素子Ｓ￥ｎをオフ操作することで、インバータＩＮＶａのダイオードＤ￥ｐ、平滑コンデンサ１２、およびインバータＩＮＶｂのダイオードＤ￥ｎを電流が流れ、平滑コンデンサ１２が充電される。

【0068】

「選択遮断手段について」
上記実施形態に例示したものに限らないことについては、「外部電源用接続手段について」の欄や図１５等に記載した通りである。

【0069】

「切替回路について」
（ａ）第２状態を実現する直流交流変換回路の数
第２状態を実現する直流交流変換回路が単一であるものに限らない。たとえば図１８に示すものであってもよい。図１８では、モータジェネレータ２０ａに接続されるインバータＩＮＶａおよびモータジェネレータ２０ｂに接続されるインバータＩＮＶｂのそれぞれの高電位側入力端子および低電位側入力端子間に各別の平滑コンデンサ１２ａ，１２ｂが接続されている。また、モータジェネレータ２０ａに接続されるインバータＩＮＶａおよびモータジェネレータ２０ｂに接続されるインバータＩＮＶｂのそれぞれの高電位側入力端子および高電圧バッテリ１０間をリレーＭＲ１が開閉する。また、インバータＩＮＶａの高電位側入力端子および平滑コンデンサ１２ａ間を、リレーＭＲ１０が開閉する。また、インバータＩＮＶａの高電位側入力端子およびインバータＩＮＶｂの高電位側入力端子間を、リレーＭＲ１１が開閉する。また、モータジェネレータ２０ａに接続されるインバータＩＮＶａおよびモータジェネレータ２０ｂに接続されるインバータＩＮＶｂのそれぞれの低電位側入力端子および高電圧バッテリ１０間をリレーＭＲ７が開閉する。また、モータジェネレータ２０ａの中性点と商用電源４０の一方の端子との間を、リレーＭＲ５が開閉し、モータジェネレータ２０ｂの中性点と商用電源４０の他方の端子との間を、リレーＭＲ６が開閉する。さらに、モータジェネレータ２０ａの中性点およびモータジェネレータ２０ｂの中性点を、リレーＭＲ１２が開閉する。

【0070】

この構成において、平滑コンデンサ１２の充電処理は、先の図１７と同様にして行なうことができる。

【0071】

また、第２状態は、リレーＭＲ７，ＭＲ１０，ＭＲ５，ＭＲ６を開状態とし、リレーＭＲ１２を閉状態とすることで実現される。この場合、平滑コンデンサ１２から高電圧バッテリ１０への電気エネルギの移動処理は、図１９に示すものとなる。すなわちまず、インバータＩＮＶｂの上側アームのスイッチング素子Ｓ￥ｐとインバータＩＮＶａの下側アームのスイッチング素子Ｓ￥ｎとをオン操作する。これにより、平滑コンデンサ１２ｂ、インバータＩＮＶｂのスイッチング素子Ｓ￥ｐ、モータジェネレータ２０ｂ，２０ａ、インバータＩＮＶａのスイッチング素子Ｓ￥ｎを備える経路に電流が流れ、モータジェネレータ２０ａ，２０ｂにエネルギが蓄えられる。その後、インバータＩＮＶｂの上側アームのスイッチング素子Ｓ￥ｐとインバータＩＮＶａの下側アームのスイッチング素子Ｓ￥ｎとをオフ操作する。これにより、インバータＩＮＶｂのダイオードＤ￥ｎ、モータジェネレータ２０ｂ，２０ａ、インバータＩＮＶａのダイオードＤ￥ｐを備える経路に電流が流れ、高電圧バッテリ１０が充電される。

【0072】

なお、この処理では、高電圧バッテリ１０の端子電圧よりも平滑コンデンサ１２ｂの充電電圧が低い場合であっても、平滑コンデンサ１２ｂの充電エネルギを高電圧バッテリ１０に充電可能である。

【0073】

（ｂ）上下アームの接続点に接続する高電圧バッテリの電極
上記第１の実施形態（図１）において例示したものに限らず、たとえば図２０に示されるものであってもよい。図２０に示す例では、高電圧バッテリ１０の負極およびインバータＩＮＶの低電位側の入力端子間を開閉するリレーＭＲ１と、Ｕ相の高電位側のスイッチング素子Ｓｕｐおよび低電位側のスイッチング素子Ｓｕｎの接続点および高電圧バッテリ１０の負極間を開閉するリレーＭＲ２とを備える。この場合、リレーＭＲ１が開且つリレーＭＲ２が閉となる第２状態において、スイッチング素子Ｓｖｎ，Ｓｗｎをオン状態とすることで、平滑コンデンサ１２、高電圧バッテリ１０、リレーＭＲ２、ステータコイルｗｕ，ｗｖ，ｗｗ、スイッチング素子Ｓｖｎ，Ｓｗｎを備えるループ経路に電流が流れ、モータジェネレータ２０にエネルギが蓄積される。その後、スイッチング素子Ｓｖｎ，Ｓｗｎをオフ状態とすることで、モータジェネレータ２０、ダイオードＤｖｐ，Ｄｗｐ、高電圧バッテリ１０、リレーＭＲ２を備えるループ経路に電流が流れる。

【0074】

（ｃ）中性点と接続される高電圧バッテリ１０の電極
上記第４の実施形態（図１３）において例示したものに限らず、たとえば図２１において例示したものであってもよい。ここでは、高電圧バッテリ１０の負極が、リレーＭＲ２ａを介して、モータジェネレータ２０の中性点に接続可能とされている。こうした構成によれば、下側アームのスイッチング素子Ｓ￥ｎをオン・オフ操作することで、平滑コンデンサ１２の充電電圧を降圧して高電圧バッテリ１０に充電する降圧処理を行なうことができる。

【0075】

「バッテリ充電制御手段について」
上記第１の実施形態（図３）において、スイッチング素子Ｓｕｐをオン・オフ操作することで、平滑コンデンサ１２から高電圧バッテリ１０への電気エネルギの移動処理を行ってもよい。この場合、スイッチング素子Ｓｕｐのオン時間は、スイッチング素子Ｓｕｐを流れる電流が許容最大値を上回らないように制御するための操作量となる。

【0076】

また、蓄電手段の電圧を降圧して高電圧バッテリ１０に充電する制御を行なうものに限らないことについては、「切替回路について」の欄（図１８、図１９）にも記載してある。

【0077】

「外部電源用開閉手段（ＭＲ５，ＭＲ６）について」
電磁形リレーに限らない。たとえば、ＭＯＳ電界効果トランジスタ等を用いた半導体リレーであってもよい。ただし、商用電源４０と高電圧バッテリ１０との絶縁を保ちつつ高電圧バッテリ１０を充電する上では、たとえばソース同士を短絡させた一対のＭＯＳ電界効果トランジスタを用いる等、寄生ダイオードの順方向が互いに逆となるように接続した一対のＭＯＳ電界効果トランジスタ等によって構成する。これは、電子操作によって開操作されている場合に、いずれか一方から他方、および他方から一方の一対の方向の双方の電流を遮断可能とするための設定である。

【0078】

たとえば、上記第１の実施形態（図１）において、リレーＭＲ５，ＭＲ６のいずれか一方を削除してもよい。これは、いずれか一方を開状態とすることで、商用電源４０、インバータＩＮＶ、および平滑コンデンサ１２を備えるループ経路を開状態とすることができるためである。

【0079】

同様に、上記第２の実施形態（図６）等において、リレーＭＲ５，ＭＲ６のいずれか一方を削除したとしても、商用電源４０の電気エネルギを平滑コンデンサ１２を介して高電圧バッテリ１０に充電することは可能である。

【0080】

また、外部電源用開閉手段を車両内に備えること自体、必須ではない。すなわち、たとえば先の図１に示したリレーＭＲ５，ＭＲ６が車両の外部に設けられる場合であっても、商用電源４０を備える外部電源装置と車両との通信が可能であるなら、上記第１の実施形態（図４）に示したタイミングでリレーＭＲ５，ＭＲ６を開閉操作することが可能となる。これは、上記第２の実施形態（図６）等についても該当する。

【0081】

「コイル通電禁止手段（ＭＲ３，ＭＲ４）について」
上記第１の実施形態（図１）において、リレーＭＲ３，ＭＲ４のいずれか一方を削除してもよい。たとえばリレーＭＲ３を削除する場合、先の図２に示した状態において、ダイオードＤｕｎを介してモータジェネレータ２０に向かう経路も存在するものの、先の図２に示した経路と比較してインピーダンスが大きいため、この経路に電流が流れることはないと考えられる。

【0082】

「外部接続制御手段について」
たとえば、平滑コンデンサ１２の容量が小さい場合等にあっては、商用電源４０の電気エネルギが充電されることで充電電圧が急上昇するため、必ずしもこの手段（図４のステップＳ１４，Ｓ１６）を備えなくてもよい。またたとえば、周知のプリチャージ技術によって、高電圧バッテリ１０の電気エネルギを平滑コンデンサ１２に充電した状態でリレーＭＲ５，ＭＲ６を閉操作する場合には、閉操作に伴って商用電源４０の出力電圧と平滑コンデンサ１２の充電電圧との差圧の最大値を制限することができ、この場合であっても、外部接続制御手段を省くことが可能となり得る。

【0083】

「流通規制要素について」
ＩＧＢＴとこれに逆並列接続されたダイオード（スイッチング素子Ｓ￥＃およびダイオードＤ￥＃）に限らない。たとえば、ＭＯＳ電界効果トランジスタであってもよい。この場合、その流通経路の両端（ソースおよびドレイン）の一方から他方と他方から一方との双方に電流を流すことができるため、必ずしもダイオードの機能を備えることは必須ではない。

【0084】

またこの場合、たとえば先の図７において、スイッチング素子Ｓｖｎ，Ｓｗｎをオフ操作するとともにスイッチング素子Ｓｖｐ，Ｓｗｐをオン操作することで、モータジェネレータ１０に蓄えられたエネルギをスイッチング素子Ｓｖｐ，Ｓｗｐを介して放出することもできる。

【0085】

「直流交流変換回路について」
たとえば、回転機が５相回転機であるなら、直流交流変換回路としても、５相のものを用いればよい。

【0086】

「バッテリ充電による回転機の回転について」
たとえば、上記第２の実施形態において、充電周波数ｆｄを、先の図３、図７、および図８に示した処理によってモータジェネレータ２０が回転しない高周波に設定することが一法である。もっとも、モータジェネレータ２０が回転しないとしては、充電周波数ｆｄを高周波とするものに限らない。たとえば、モータジェネレータ２０が駆動輪に常時連結された構成の場合、ブレーキの制動力よりもモータジェネレータ２０のトルクの方が小さくなるように充放電電流の絶対値を制限するようにしてもよい。

【0087】

また、モータジェネレータ２０が回転しない設定は必須ではない。たとえばモータジェネレータ２０の極対数が大きい場合、先の図７、図８の平滑コンデンサ１２の充電処理によって固定される回転角度と先の図３の高電圧バッテリ１０の充電処理によって固定される回転角度との機械角の差は非常に小さくなる。このため、たとえば、モータジェネレータ２０が駆動輪に常時連結されている構成であっても、機械的な遊びによってこの回転変動が吸収されると考えられる。また、たとえば、モータジェネレータ２０と駆動輪との機械的な連結を遮断するクラッチを備える構成にあっては、極対数に無関係にクラッチを遮断状態として充放電処理をすることで、モータジェネレータ２０のロータの変動を許容することも可能である。

【0088】

「平滑コンデンサを介在させないバッテリの直接充電について」
たとえば、図１５（ａ）に例示する構成において、リレーＭＲ１，ＭＲ７を閉状態として、上記第２の実施形態（図７〜図９）の要領で、下側アームのスイッチング素子Ｓ￥ｎをオン・オフ操作（直接充電制御手段）しても、高電圧バッテリ１０を充電することができる（図２２）。しかも、この場合、商用電源４０とインバータＩＮＶおよびモータジェネレータ２０間に整流手段を備える必要もない。

【0089】

また、たとえば、上記第３の実施形態（図１１）に例示する構成において、リレーＭＲ１，ＭＲ７を閉状態として、上記第３の実施形態（図１２）の要領で、下側アームのスイッチング素子Ｓ￥ｎをオン・オフ操作（直接充電制御手段）しても、高電圧バッテリ１０を充電することができる（図２３）。しかも、この場合、商用電源４０とインバータＩＮＶおよびモータジェネレータ２０間に整流手段を備える必要もない。

【0090】

なお、これら図２２、図２３に例示するものは、外部の商用電源と車両とを充電用配線Ｌｃ１，Ｌｃ２で接続することなく、商用電源の電気エネルギを高電圧バッテリ１０に充電する場合（商用電源を非接触給電装置とする場合）にあっては、絶縁の問題も生じない。特に、非接触給電を行なう場合にあっては、電気エネルギの伝送効率を制御すべく、車両内に昇圧コンバータ等を備えることが提案されており、これをインバータＩＮＶおよびモータジェネレータ２０を流用して実現するうえで図２２，図２３に例示した技術は有効である。なお、この場合、図２２，図２３に記載された充電用配線Ｌｃ１，Ｌｃ２は、商用電源４０との接続手段ではなく、商用電源の電気エネルギの入力端子との接続手段となる。

【符号の説明】

【0091】

１０…高電圧バッテリ、２０…モータジェネレータ、３０…制御装置、ＩＮＶ…インバータ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図5】

【図10】