專利名稱：蓄電裝置的充電控制裝置以及充電控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及蓄電裝置的充電控制裝置以及充電控制方法，特別涉及在利用來自車 輛外部的電源的供給電力對搭載于車輛的蓄電裝置進行充電時驅動車載電氣負載的技術。
背景技術：
以往以來，已知混合動力汽車、電動汽車、燃料電池汽車等、將電動電機作為驅動 源進行使用的車輛。在這樣的車輛中，為了蓄積對電動電機的供給電力而搭載有電池等的 蓄電裝置(能量儲存裝置)。在電池中蓄積有在再生制動時發(fā)電產生的電力、搭載于車輛的 發(fā)電機發(fā)電產生的電力。
近年來，提出了在上述那樣的車輛中，由例如房屋的電源等的車輛外部的電源 (以下，也稱為外部電源)對蓄電裝置進行充電的結構。具體來說，利用電纜連結設置在房 屋中的插口(插座)、和設置在車輛上的連接器，由此利用從房屋的電源供給來的電力，對 車輛的蓄電裝置(電池)進行充電。以下，將能夠由車輛的外部電源對搭載于車輛的電池 等的蓄電裝置進行充電的車輛稱為“插電式(Plug in)車”。插電式車的標準，在日本由“電動汽車用導電(conductive)充電系統(tǒng)一般要求 事項”(非專利文獻1)進行制定，在美利堅合眾國由“SAE電動車輛導電充電聯(lián)結器(SAE Electric Vehicle Conductive ChargeCoupler) ”(非專利文獻 2)進行制定。在這樣的插電式車中，提出在由外部電源進行充電(以下，也稱為“外部充電”)時 使電動空調機工作，執(zhí)行在車輛行駛開始前預先對車廂內進行空氣調節(jié)的預熱或者預冷等 的預空氣調節(jié)(例如，專利文獻1 4)。當進行這樣的預空氣調節(jié)時，由于在行駛開始時已 經對車廂內進行了空氣調節(jié)，因此能抑制用于車輛行駛期間的空氣調節(jié)的消耗電力。由此， 能夠最大限度地將蓄電裝置的電力用于車輛行駛。例如，在日本特開平8-65814號公報(專利文獻)和日本特開平8-65815號公報 (專利文獻2)中，公開了如下的電動汽車用充電控制裝置在電動汽車的車載電池的外部 充電時，將來自外部電源的供給電力分配成電動空調的消耗電力和電池的充電電流。特別地，在專利文獻1中，公開了在外部充電時，用于優(yōu)先對電池進行充電、并且 執(zhí)行預空氣調節(jié)的充電控制。另一方面，在專利文獻2中，公開了如下的充電控制在外部 充電時，當產生了優(yōu)先使電動空調工作的指示時，對電動空調分配能夠工作到額定電力的 電力，并且，利用其剩余的電力來進行電池的充電。另外，在日本特開平2001-63347號公報(專利文獻3)中，公開了如下的車輛用空 氣調節(jié)控制系統(tǒng)在外部充電時利用來自外部電源的供給電力預先使空調裝置工作，并且， 即使在外部充電的解除之后也能夠預備對車廂內進行制冷、制熱。具體來說，在外部充電結 束、從車輛取下外部電源之后，在到乘員乘上車輛、變成車輛行駛狀態(tài)為止的一定期間，利 用來自二次電池的供給電力預先使空調裝置工作。另外，在日本特開2000-78701號公報(專利文獻4)中，公開了如下的電動汽車用 空調裝置被構成為在外部充電時預先進行空氣調節(jié)時，根據充電電力(充電電壓電平)來選擇空調能力，由此在充電電力較小的情況下也不消耗電池的電力而預先進行空氣調節(jié)。專利文獻1 日本特開平8-65814號公報專利文獻2 日本特開平8-65815號公報
專利文獻3 日本特開2001-63347號公報專利文獻4 日本特開2000-78701號公報非專利文獻1 “電動汽車用導電充電系統(tǒng)一般要求事項”、日本電動車輛協(xié)會標 準(日本電動車輛標準)，2001年3月29日非專利文獻2 :"SAE電動車輛導電充電聯(lián)結器(SAE Electric VehicleConductive Charge Coupler，，、(美利堅合眾國)、SAE 標準(SAEStandards)、國際 汽車工程師學會(SEA International) ,2001年11月

發(fā)明內容
但是，一般地，蓄電裝置的充電容許電力，根據蓄電裝置的狀態(tài)、例如剩余容量 (SOC)或者溫度而發(fā)生變化。特別地，已知在蓄電裝置由二次電池構成的情況下，在極低溫 時充電容許電力會降低。因此，在蓄電裝置的充電容許電力較低的狀態(tài)下的外部充電時，在利用來自外部 電源的電力使電動空調裝置等的車載電氣負載工作的情況下，當由于該電氣負載的工作條 件變化、工作停止而其消費電力降低時，由于通信延遲等引起的電力控制的延遲，在插電式 車的電氣系統(tǒng)內，有可能產生無法由蓄電裝置吸收的剩余電力。當產生這樣的剩余電力時，有可能發(fā)生蓄電裝置的過充電、電氣系統(tǒng)內部的過電 壓等的異常。但是，在專利文獻1 4所記載的、外部充電時的預空調裝置等的車載電氣負 載的工作時的充電控制中，完全未提及針對這樣的情況下產生剩余電力的對策。本發(fā)明是為了解決這樣的問題而完成的，本發(fā)明的目的在于在搭載有能夠利用 外部電源進行充電的蓄電裝置的車輛中，在外部充電時使電動空調裝置等的車載電氣負載 工作的情況下，防止隨著該電氣負載的工作狀態(tài)的變化而在車輛的電氣系統(tǒng)內部產生剩余 電力。本發(fā)明的蓄電裝置的充電控制裝置是搭載于電動車輛的蓄電裝置的充電控制裝 置，包括基于蓄電裝置的狀態(tài)設定充電容許電力的條件設定部；和驅動控制部。驅動控制 部，在由電動車輛的外部電源對蓄電裝置進行充電的外部充電模式中，在使車載電氣負載 工作的情況下，當充電容許電力為預定的余裕電力以下時，停止來自外部電源的電力供給， 利用來自蓄電裝置的供給電力來驅動車載電氣負載。本發(fā)明的蓄電裝置的充電控制方法是搭載于電動車輛的蓄電裝置的充電控制方 法，包括基于蓄電裝置的狀態(tài)設定充電容許電力的步驟；在由電動車輛的外部電源對蓄 電裝置進行充電的模式中，在使車載電氣負載工作的情況下，當充電容許電力為預定的余 裕電力以下時，停止來自外部電源的電力供給，利用來自蓄電裝置的供給電力來驅動車載 電氣負載的步驟。根據上述的蓄電裝置的充電控制，在外部充電時蓄電裝置的充電容許電力較低的 情況下，停止來自外部電源的電力供給而驅動車載電氣負載，因此即使由于動作條件變化、 動作停止而車載電氣負載的消耗電力急劇下降，也能夠防止在電動車輛的內部產生剩余電力。另外，由于蓄電裝置代表性地由二次電池構成，因此在極低溫時開始了外部充電時，通過用于驅動車載電氣負載的放電使蓄電裝置的溫度上升，由此也能夠期待提高充電容許電 力來促進由外部電源進行的蓄電裝置的充電。優(yōu)選的是，電動車輛具備供電線，其在外部充電模式時，經由充電電纜和入口與 外部電源電連接的；電力線，其與車載電氣負載和蓄電裝置電連接；充電器，其設置在供電 線和電力線之間，用于將來自外部電源的供給電力變換為用于對蓄電裝置進行充電的電 力，并輸出至電力線；開閉裝置，其插置連接于供電線。并且，驅動控制部，在充電容許電力 為余裕電力以下時，斷開開閉裝置?；蛘?，控制方法還包括在充電容許電力為余裕電力以 下時，斷開開閉裝置的步驟。當這樣地進行構成時，在外部充電時蓄電裝置的充電容許電力較低的情況下，通 過斷開開閉裝置，能夠可靠地停止來自外部電源的電力供給。進一步優(yōu)選的是，驅動控制部，在將開閉裝置設為斷開狀態(tài)而驅動車載電氣負載 時，當充電容許電力上升至預定以上時，閉合開閉裝置?；蛘?，控制方法還包括在將開閉裝 置設為斷開狀態(tài)而驅動車載電氣負載時，當充電容許電力上升至預定以上時，閉合開閉裝 置的步驟。當像這樣地進行構成時，能夠在暫時斷開開閉裝置、利用來自蓄電裝置的供給電 力來驅動車載電氣負載時，在充電容許電力上升后再次開始來自外部電源的電力供給。另外，優(yōu)選的是，電動車輛還具備供電線，其經由充電電纜和入口與外部電源電 連接；電力線，其與車載電氣負載和蓄電裝置電連接；充電器，其設置在供電線和電力線之 間，用于將來自外部電源的供給電力變換為用于對蓄電裝置進行充電的電力，并輸出至電 力線；以及開閉裝置，其插置連接于供電線，充電控制裝置還具備充電控制部，該充電控制 部對充電器的動作進行控制，使得從外部電源供給與充電指令對應的電力。并且，驅動控 制部，當充電容許電力為余裕電力以下時，將開閉裝置維持在閉合狀態(tài)，對充電指令進行設 定，使得來自外部電源的供給電力大致變?yōu)榱??；蛘撸鲜鲵寗拥牟襟E還包括，當充電容許 電力為余裕電力以下時，將開閉裝置維持在閉合狀態(tài)，對充電指令進行設定，使得來自外部 電源的供給電力大致變?yōu)榱?。進一步優(yōu)選的是，充電控制部，在設定充電指令使得來自外部電源的供給電力大 致變?yōu)榱銜r，將包括在充電器中的電力用半導體開關元件維持在斷開狀態(tài)。這樣一來，通過由充電器進行來自外部電源的供給電力控制，能夠停止來自外部 電源的電力供給，利用來自蓄電裝置的供給電力來驅動車載電氣負載。特別地，能夠不伴隨 開閉裝置的開閉，將開閉裝置維持在閉合狀態(tài)，選擇來自外部電源的電力供給的停止/執(zhí) 行，因此能夠穩(wěn)定地控制電力供給。或者優(yōu)選的是，在上述電動車輛中，驅動控制部，對充電指令進行設定，使得來自 外部電源的供給電力被限制在從充電容許電力減去余裕電力而得到的電力以下。另外，控 制方法還具備如下步驟，對充電指令進行設定，使得來自外部電源的供給電力被限制在從 充電容許電力減去余裕電力而得到的電力以下。當這樣地進行構成時，能夠在蓄電裝置的充電容許電力較低時，實現以限制來自 外部電源的供給電力的方式對來自外部電源的供給電力進行控制的電力控制。由此，能夠 防止在電動車輛內部產生剩余電力。
進一步優(yōu)選的是，在蓄電裝置的要求充電電力為零，并且車載電氣負載的要求消 耗電力大于與充電指令對應的來自外部電源的供給電力時，利用來自蓄電裝置和外部電源 這兩者的供給電力，執(zhí)行車載電氣負載的驅動?；蛘?，控制方法還包括如下步驟在蓄電裝 置的要求充電電力為零，并且車載電氣負載的要求消耗電力大于與充電指令對應的來自外 部電源的供給電力時，利用來自蓄電裝置和外部電源這兩者的供給電力，執(zhí)行車載電氣負 載的驅動。當這樣地進行構成時，在蓄電裝置未要求充電時，能夠利用來自蓄電裝置的電力來確保車載電氣負載的驅動電力。進一步優(yōu)選的是，條件設定部，還基于蓄電裝置的狀態(tài)設定放電容許電力，驅動控 制部，在車載電氣負載的要求消耗電力大于與充電指令對應的來自外部電源的供給電力與 放電容許電力的和的情況下，使要求消耗電力降低?；蛘?，控制方法還包括基于蓄電裝置 的狀態(tài)設定放電容許電力的步驟；在車載電氣負載的要求消耗電力大于與充電指令對應的 來自外部電源的供給電力與放電容許電力的和的情況下，使要求消耗電力降低的步驟。當這樣地進行構成時，能夠在利用蓄電裝置來分擔至少一部分的車載電氣負載的 消耗電力的情況下，防止蓄電裝置的過放電。優(yōu)選的是，余裕電力是根據車載電氣負載的當前的消耗電力以可變的方式設定 的。這樣一來，能夠根據車載電氣負載的當前的消耗電力，更準確地執(zhí)行是否應該停 止來自外部電源的電力供給的判定。另外，優(yōu)選的是，車載電氣負載包括電動空調裝置。這樣一來，能夠在外部充電時由電動空調機進行預空氣調節(jié)時，防止在電動車輛 內產生剩余電力。根據本發(fā)明，能夠在搭載有能夠利用外部電源進行充電的蓄電裝置的車輛中，在 外部充電時使電動空調裝置等的車載電氣負載工作的情況下，防止伴隨著該電氣負載的工 作狀態(tài)的變化而在車輛的電氣系統(tǒng)內部產生剩余電力。


圖1是表示插電式混合動力車的概略結構圖。圖2是表示動力分配機構的列線圖的圖。圖3是表示插電式混合動力車的電氣系統(tǒng)的圖(其一)。圖4是表示插電式混合動力車的電氣系統(tǒng)的圖(其二)。圖5是說明外部充電模式時的變換器控制的功能框圖。圖6是表示外部充電時的第一變換器和第二變換器、以及第一MG的零相等效電路 和第二 MG的零相等效電路的圖。圖7是說明電池(蓄電裝置)的充電容許電力的概念圖。圖8是說明本發(fā)明的實施方式1的蓄電裝置的充電控制裝置的概略結構的框圖。圖9是說明由圖8示出的蓄電裝置的充電控制裝置進行的一連串的控制動作的流 程圖。圖10是說明由圖8示出的蓄電裝置的充電控制裝置進行的一連串的控制工作的變形例的流程圖。圖11說明本發(fā)明的實施方式2的蓄電裝置的充電控制裝置的概略結構的框圖。圖12是說明由實施方式2的蓄電裝置的充電控制裝置進行的一連串的控制動作的流程圖。圖13是表示基于實施方式2的充電機構的充電控制裝置的、充電容許電力和電動 空調裝置的驅動模式的關系的概念圖(其一預空氣調節(jié)優(yōu)先時)。圖14是表示基于實施方式2的充電機構的充電控制裝置的、充電容許電力和電動 空調裝置的驅動模式的關系的概念圖(其二電池充電優(yōu)先時)。圖15是表示插電式混合動力車中的外部充電結構的變形例的電氣系統(tǒng)的圖。符號說明100發(fā)動機；110第一 MG ;112中性點(第一 MG) ；120第二 MG ;122中性點(第二 MG) ；130動力分配機構；140減速器；150電池(蓄電裝置)；151電壓傳感器(電池)；152 電流傳感器(電池)；153溫度傳感器(電池)；160前輪；170E⑶；175空調E⑶；171電壓傳 感器(Vac) ；173電流傳感器；180電壓傳感器(VH) ； 190、192、194、195電力線；200轉換器； 210 變換器(第一 MG) ；22O 變換器(第二 MG) ；210A、220A 上臂；210B、220B 下臂；230DC/DC 轉換器；240輔機電池；242輔機；245電動空調裝置；250SMR ；260DFR(開閉裝置)；270連接 器(車輛入口)；280LC濾波器；282、284供電線；290充電器；292AC/DC變換電路；294DC/ AC變換電路；296絕緣變壓器；298整流電路；300充電電纜；310連接器(充電電纜)；312 開關；320插頭；332繼電器；334控制導頻電路；400插座；402外部電源；600外部充電控制 部；610相位檢測部；620正弦波生成部；630乘法部；640減法部；650電流控制部；1010S0C 算出部；1020電池條件設定部；1100、1200A/C驅動控制部；1210余裕電力設定部；1300變 換器控制部；CPLT導頻信號；EO零相電壓指令；FLl FL3插頭；Iac電流(交流)；kv電 壓修正增益；MD模式信號(外部充電模式)；RC充電電流指令值；PWR充電指令；SDFR控制 信號(DFR) ；SIVUSIV2開關控制信號；CNCT連接器信號；CPLT導頻信號；MD模式信號(外 部充電模式)；RC充電電流指令值；RST復位信號；SDH 控制信號；SIV1，SIV2開關控制信 號；Tb電池溫度；Vac電壓；Vb電池電壓；VH直流電壓(系統(tǒng)電壓)；Wac要求消耗電力(空 調電動裝置)；Wbt輸出電力(電池)；Wch要求充電電力(電池)；Win充電容許電力(電 池)；Win#充電限制電力(Win-Affin) ；Wout放電容許電力(電池)；Wpi外部供給電力；Wt、 Δ Win余裕電力
具體實施例方式以下，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。對圖中相同或相當的部分標記相同 的符號，原則上不重復其說明。[實施方式1](整體結構)圖1是表示插電式混合動力車的概略結構圖。參照圖1，對搭載有本實施方式的蓄電裝置的充電系統(tǒng)的插電式混合動力車進行 說明。該車輛具備發(fā)動機100 ；第一MG(Motor Generator 電動發(fā)電機)110 ；第二 MG120 ； 動力分配機構130 ；減速器140 ；以及作為“蓄電裝置”的代表例子示出的電池150。
該車輛利用來自發(fā)動機100和第二 MG120中的至少一方的驅動力進行行駛。在圖 1中，例示了插電式混合動力車，但除此之外，還確認的是對于搭載于僅利用來自電機的驅 動力進行行駛的電動汽車或者由燃料電池車構成的插電式車上的蓄電裝置也能夠適用本 申請的發(fā)明。發(fā)動機100、第一 MG110、以及第二 MG120經由動力分配機構130進行連接。發(fā)動 機100產 生的動力，通過動力分配機構130被分配至2條路徑。一條是經由減速器140來 驅動前輪160的路徑，另外一條是驅動第一 MGllO來進行發(fā)電的路徑。第一 MGllO代表性地為三相交流旋轉電機。第一 MGllO利用通過動力分配機構130 分配來的發(fā)動機100的動力進行發(fā)電。由第一 MGllO發(fā)電產生的電力，根據車輛的行駛狀 態(tài)、電池150的SOC(State Of Charge)的狀態(tài)而被分別使用。例如，在通常行駛時，由第一 MGllO發(fā)電產生的電力成為直接驅動第二MG120的電力。另一方面，在電池150的SOC低于 預先確定的值的情況下，由第一 MGllO發(fā)電產生的電力，通過后述的變換器(inverter 逆 變器)從交流變換為直流。然后，通過后述的轉換器對電壓進行調整并蓄積到電池150。在第一 MGl 10作為發(fā)電機起作用的情況下，第一 MGl 10產生負的轉矩。在此，負的 轉矩是指變成發(fā)動機100的負載那樣的轉矩。在第一 MGllO接受電力的供給而作為電機起 作用的情況下，第一 MGllO產生正的轉矩。在此，正的轉矩是指不成為發(fā)動機100的負載那 樣的轉矩，即是指輔助發(fā)動機100的旋轉那樣的轉矩。需說明的是，對于第二 MG120也是相 同的。第二 MG120代表性地為三相交流旋轉電機。第二 MG120利用蓄積在電池150中的 電力和由第一 MGllO發(fā)電產生的電力中的至少一方的電力進行驅動。第二 MG120的驅動力經由減速器140傳遞給前輪160。由此，第二 MG120對發(fā)動機 100進行輔助，利用來自第二 MG120的驅動力使車輛行駛。需說明的是，也可以代替驅動前 輪160而驅動后輪或者除了驅動前輪160之外還對后輪進行驅動。在插電式混合動力車的再生制動時，經由減速器140通過前輪160來驅動第二 MG120，第二 MG120作為發(fā)電機進行工作。由此，第二 MG120作為將制動能量變換為電力的 再生制動器進行工作。由第二 MG120發(fā)電產生的電力被蓄積到電池150。動力分配機構130由包括太陽輪、小齒輪(pinion gear)、齒輪架、以及齒圈的行 星齒輪(planetary gear)構成。小齒輪與太陽輪和齒圈接合。齒輪架進行支承使得小齒 輪能夠自轉。太陽輪與第一 MGllO的旋轉軸連結。齒輪架與發(fā)動機100的曲軸連結。齒圈 與第二 MG120的旋轉軸和減速器140連結。發(fā)動機100、第一 MG110、以及第二 MG120，經由由行星齒輪構成的動力分配機構 130進行連結，由此發(fā)動機100、第一 MG110、以及第二 MG120的轉速，如圖2所示那樣，變成 在列線圖中利用直線進行連接的關系?；氐綀D1，電池150是進一步使多個電池模塊串聯(lián)連接而構成的電池組，所述電池 模塊是使多個二次電池單元一體化而構成的。電池150的電壓例如為200V左右。對電池 150除了充入從第一 MG110、第二 MG120供給的電力之外，還充入從車輛的外部電源供給來 的電力。發(fā)動機100、第一 MG110、以及第二 MG120 通過 ECU (ElectronicControl Unit:電 子控制單元)170進行控制。E⑶170可以分為多個E⑶。
(電氣系統(tǒng)的結構)
接著，使用圖3和圖4，對包括本實施方式的蓄電裝置的充電系統(tǒng)的、插電式混合 動力車的電氣系統(tǒng)的結構進行說明。參照圖3，在插電式混合動力車設置轉換器200、第一變換器210、第二變換器220、 DC/DC 轉換器 230、輔機電池 240、SMR(System MainRelay 系統(tǒng)主繼電器)250、DFR(Dead Front Relay 安全繼電器)260、連接器(入口)270、以及LC濾波器280。電池150和轉換器200通過電力線192、194電連接。SMR250插置連接于電力線 192、194。在電池150配置檢測輸出電壓(電池電壓)Vb的電壓傳感器151、檢測充放電電 流(電池電流)Ib的電流傳感器152、以及檢測電池溫度Tb的溫度傳感器153。檢測出的 電池電壓Vb、電池電流lb、以及電池溫度Tb被發(fā)送給E⑶170。DC/DC轉換器230通過電力線192、194，相對于電池150與轉換器200并聯(lián)連接。 DC/DC轉換器230對電池150輸出的直流電壓進行降壓。DC/DC轉換器230的輸出電壓對 輔機電池240進行充電。充電至輔機電池240的電力被供給至電動油泵等的輔機242和 ECU170。進一步，至少在預空調節(jié)時工作的電動空調裝置245，利用DC/DC轉換器230的輸 出電壓進行驅動。電動空調裝置245的工作，基于空調要求(室內設定溫度等)、車內溫 度、以及車外溫度等而由空調ECU175進行控制。S卩，電動空調裝置245的消耗電力，由空調 E⑶175作出的工作指示決定。輔機242和電動空調裝置245構成“車載電氣負載”。SMR250是對連接了電池150和電氣系統(tǒng)的狀態(tài)、以及切斷了電池150和電氣系統(tǒng) 的狀態(tài)進行切換的繼電器。當SMR250斷開時，電池150被從電氣系統(tǒng)切斷。另一方面，當 SMR250閉合時，電池150與電氣系統(tǒng)連接。SMR250的狀態(tài)由E⑶170控制。例如，對指示插 電式混合動力車的系統(tǒng)啟動的開機(power on)開關(未作圖示)的導通操作進行響應， SMR250被閉合，另一方面，對開機開關的斷開操作進行響應，SMR250被斷開。另外，在外部 充電的執(zhí)行時，SMR250也被閉合。轉換器200包括電抗器(reactor)；串聯(lián)連接在電力線190、195之間的2個電 力用半導體開關元件(以下，也簡稱為開關元件)；與各開關元件對應地設置的反向并聯(lián)二 極管；電抗器。作為電力用半導體開關元件，能夠適宜采用IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor 絕緣柵雙極晶體管)、電力用MOS (Metal Oxide Semiconductor 金屬氧化物 半導體)晶體管、以及電力用雙極晶體管等。電抗器的一端與電池150的正極側連接，另一 端與2個開關元件的連接點連接。各開關元件的導通斷開，由E⑶170進行控制，使得電力線190、195之間的直流電 壓(也稱為系統(tǒng)電壓)VH與目標電壓VR—致。即，轉換器200被構成為能夠在電力線190、 195和電池150 (電力線192,194)之間進行雙向電力變換，并且，將電力線190、195之間的 系統(tǒng)電壓VH控制成目標電壓VR。在將從電池150放電產生的電力供給到第一 MGllO或者第二 MG120時，電壓通過 轉換器200進行升壓，被輸出在電力線190、195之間。相反地，在將由第一 MGllO或者第二 MG120發(fā)電產生的電力充電到電池150時，電力線190、195之間的電壓通過轉換器200進行降壓。對轉換器200、第一變換器210、以及第二變換器220之間進行連接的電力線190、195之間的系統(tǒng)電壓VH，由電壓傳感器180來檢測。電壓傳感器180的檢測結果被發(fā)送至 ECU170。第一變換器210由一般的三相變換器構成，包括并聯(lián)連接在電力線190、195之間 的U相臂、V相臂以及W相臂。U相臂、V相臂以及W相臂分別具有串聯(lián)連接的2個開關元 件(上臂元件和下臂元件)。在各開關元件上連接有反向并聯(lián)二極管。第一MGllO具有星型連接的U相線圈、V相線圈以及W相線圈來作為定子線圈。各相線圈的一端在中性點112相互連接。各相線圈的另一端，分別與第一變換器210的各相 臂的開關元件的連接點連接。第一變換器210在車輛行駛時，對第一 MGllO的各相線圈的電流或者電壓進行控 制，使得第一MGllO根據為了產生車輛行駛所要求的輸出(車輛驅動轉矩、發(fā)電轉矩等)而 設定的工作指令值(代表性的是轉矩指令值)來進行工作。第一變換器210能夠執(zhí)行將從 電池150供給來的直流電力變換成交流電力后供給第一 MGllO的電力變換動作、和將由第 一 MGllO發(fā)電產生的交流電力變換成直流電力的電力變換動作的雙向的電力變換。第二變換器220與第一變換器210同樣地，由一般的三相變換器構成。第二 MG120 與第一 MGllO同樣地，具有星型連接的U相線圈、V相線圈以及W相線圈來作為定子線圈。 各相線圈的一端在中性點122相互連接。各相線圈的另一端分別與第二變換器220的各相 臂的開關元件的連接點連接。第二變換器220在車輛行駛時，對第二 MG120的各相線圈的電流或者電壓進行控 制，使得第二 MG120根據為了產生車輛行駛所要求的輸出(車輛驅動轉矩、再生制動轉矩 等)而設定的工作指令值(代表性地是轉矩指令值)來進行工作。關于第二變換器220，也 能夠執(zhí)行將從電池150供給來的直流電力變換成交流電力后供給第二MG120的電力變換動 作、和將由第二 MG120發(fā)電產生的交流電力變換成直流電力的電力變換動作的雙向的電力 變換。另外，如后文詳細說明的那樣，在由外部電源對電池150進行充電的外部充電模 式時，對第一變換器210和第二變換器220進行控制，使得將中性點112、122之間的交流電 壓變換成直流電壓。即，構成如下的“充電器”通過第一 MGllO和第二 MG120的電抗器成 分(各相線圈卷線的電感)、第一變換器210和第二變換器220、以及轉換器200，將來自外 部電源的交流電壓變換成直流電壓，并輸出到電力線192、194之間。這樣，電動空調裝置245利用電力線192、194上的電力進行驅動，因此在外部充電 模式時(預空調時)，被構成為能夠利用來自電池150的供給電力、和由上述充電器變換成 的來自外部電源的供給電力的某一電力進行驅動。在各變換器210、220中，U相線圈和U相臂的組、V相線圈和V相臂的組以及W相 線圈和W相臂的組，分別具有與轉換器200相同的結構。因此，也可以理解成能夠進行通過 第一變換器210和第二變換器220使中性點112、122的電壓升壓后輸出給轉換器200側的 電壓變換。例如，在將從車輛外部的電源供給來的電力充電到電池150時，第一變換器210 和第二變換器220使電壓升壓。例如，能夠對100VAC進行升壓，變換成200V左右的直流電 壓。接著，對用于外部充電的結構進行說明。DFR260插置連接于供電線282、284，所述供電線282、284對第一 MGllO的中性點112及第二 MG120的中性點122與外部電源(圖4)之間進行電連接。S卩，DFR260是對插電 式混合動力車的電氣系統(tǒng)和外部電源之間的連接/切斷進行切換的繼電器(“開閉裝置”)。 當DFR250斷開時，插電式混合動力車的電氣系統(tǒng)被從外部電源切斷。另一方面，當DFR250 閉合時，插電式混合動力車的電氣系統(tǒng)與外部電源連接。連接器270作為車輛側的入口，設置在例如插電式混合動力車的側部。如后述那 樣，在連接器270上連接有對插電式混合動力車和外部電源進行連結的充電電纜的連接 器。LC濾波器280設置在DFR260和連接器270之間。利用圖4進一步詳細說明用于外部充電的結構。參照圖4，對插電式混合動力車和外部電源進行連結的充電電纜300包括連接 器 310 ；插頭 320 ;CCID (Charging Circuit Interrupt Device 充電電路中斷裝置)330。 充電電纜300相當于非專利文獻1和2制定的標準中的EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment 電動車輛供給設備)。充電電纜300的連接器310與設置在插電式混合動力車上的連接器270連接。在 連接器310上設置有開關312。當開關312在充電電纜300的連接器310與設置在插電式 混合動力車上的連接器270連接的狀態(tài)下閉合時，向ECU170輸入表示處于充電電纜300的 連接器310已與設置在插電式混合動力車上的連接器270連接的狀態(tài)的連接器信號CNCT。開關312與卡定金屬零件(未作圖示)連動地進行開閉，所述卡定金屬零件將充 電電纜300的連接器310卡定在插電式混合動力車的連接器270?？ǘń饘倭慵?未作圖 示)通過操作者按壓設置在連接器310上的按鈕(未作圖示)來進行搖動。例如，在充電電纜300的連接器310與設置在插電式混合動力車上的連接器270 連接的狀態(tài)下，在操作者的手指離開按鈕的情況下，卡定金屬零件與設置在插電式混合動 力車上的連接器270接合，并且，開關312閉合。當操作者按壓按鈕時，解除卡定金屬零件 和連接器270的接合，并且，開關312斷開。需說明的是，開閉開關312的方法并不限定與 此。充電電纜300的插頭320與設置在房屋中的插座400連接。在插座400從插電式 混合動力車的外部電源402供給交流電力。CCID330具有繼電器332和控制導頻電路334。在繼電器332已斷開的狀態(tài)下，從 插電式混合動力車的外部電源402對插電式混合動力車供給電力的路徑被切斷。在繼電器 332已閉合的狀態(tài)下，能夠從插電式混合動力車的外部電源402對插電式混合動力車供給 電力。繼電器332的狀態(tài)，在充電電纜300的連接器310與插電式混合動力車的連接器270 連接的狀態(tài)下由E⑶170進行控制。控制導頻電力334，在充電電纜300的插頭320與插座400、即外部電源402連接， 并且，連接器310已連接于設置在插電式混合動力車上的連接器270的狀態(tài)下，向控制導頻 線發(fā)送導頻信號(方形波信號)CPLT。導頻信號是從設置在控制導頻電路334內的振蕩器振蕩而得到的。導頻信號延遲 振蕩器的工作延遲的量而被輸出或停止。當充電電纜300的插頭320與插座400連接時，即使將連接器310從設置在插電 式混合動力車上的連接器270取下，控制導頻電路334也能夠輸出一定的導頻信號CPLT。 但是，E⑶170無法檢測在將連接器310從設置在插電式混合動力車上的連接器270取下了的狀態(tài)下輸出的導頻信號CPLT。當充電電纜300的插頭320與插座400連接，并且，連接器310與插電式混合動力 車的連接器270連接時，控制導頻電路334振蕩預先確定的脈沖幅度(占空比周期)的導 頻信號CPLT。通過導頻信號CPLT的脈沖幅度，向插電式混合動力車通知能夠供給的電流容量。 例如，向插電式混合動力車通知充電電纜300的電流容量。導頻信號CPLT的脈沖幅度，不 依存外部電源402的電壓和電流而是一定的。另一方面，若使用的充電電纜的種類不同，則導頻信號CPLT的脈沖幅度也能夠不 同。即，導頻信號CPLT的脈沖幅度，能夠按每種充電電纜來確定。在本實施方式中，在外部充電模式中，在通過充電電纜300連結了插電式混合動 力車和外部電源402的狀態(tài)下，利用從外部電源402供給來的電力對電池150進行充電。在通過充電電纜300和連接器270來與外部電源402電連接的供電線282、284上， 設置有用于檢測外部電源402的輸出電壓(交流電壓)的電壓傳感器171。由電壓傳感器171檢測出的、供電線282和284之間的電壓Vac被輸出給E⑶170。 另外，在供電線282、284的至少一方上設置電流傳感器173，檢測出的電流lac被輸出給 ECU170。(外部充電模式時的控制)接著，利用圖5和圖6說明由外部電源402對電池150進行充電的外部充電模式 時的第一變換器210和第二變換器220的控制。圖5是說明外部充電模式時的變換器控制的功能框圖。參照圖5，外部充電控制部600包括相位檢測部610 ；正弦波生成部620 ；乘法部 630 ；減法部640 ；以及電流控制部650。相位檢測部610對電壓Vac的零交叉點進行檢測，基于該檢測出的零交叉點對電 壓Vac的相位進行檢測。正弦波生成部620基于由相位檢測部610檢測出的電壓Vac的相 位，生成與電壓Vac同相的正弦波。正弦波生成部620例如能夠使用正弦波函數的表，基于 來自相位檢測部610的相位信息生成與電壓Vac同相的正弦波。乘法部630對充電電流指令值RC乘以來自正弦波生成部620的正弦波，將該運算 結果作為電流指令值進行輸出。減法部640從由乘法部630輸出的電流指令減去由電流傳 感器173檢測出的電流lac，將其運算結果輸出給電流控制部650。充電電流指令值RC基 本上基于EVSE的額定電流來確定。或者，還可以反映電池150的狀態(tài)，將充電電流指令值 RC設定為可變當表示處于外部充電模式的模式信號MD被激活(ON)時，電流控制部650基于乘 法部630輸出的電流指令和由電流傳感器173檢測出的電流lac的偏差，生成用于使電流 lac跟隨電流指令的零相電壓指令E0。該零相電壓指令E0是被一律加在第一變換器210 和第二變換器220的至少一方的各相電壓指令上的電壓，該零相電壓指令E0本身是對第一 MG110和第二 MG120的旋轉轉矩不起作用的。圖6是表示圖3示出的第一變換器210和第二變換器220、以及第一 MG110和第二 MG120的零相等效電路的圖。第一變換器210和第二變換器220，各自如圖3示出的那樣由 三相橋式電路構成，各變換器中的6個開關元件的導通/斷開的組合有8種。該8個開關方式中的2個方式的相間電壓為零，這樣的電壓狀態(tài)被稱為零電壓矢量。對于零電壓矢量， 上臂的3個開關元件可以看作是相互相同的開關狀態(tài)(全導通或者全斷開)，另外，下臂的 3個開關元件也可以看作是相互相同的開關狀態(tài)。在由外部電源402進行的電池150的充電時，在第一變換器210和第二變換器220 的至少一個中，基于由外部充電控制部600 (圖5)生成的零相電壓指令E0來控制零電壓矢 量。因此，在該圖6中，將第一變換器210的上臂的3個開關元件總括地記為上臂210A，將 第一變換器210的下臂的3個開關元件總括地記為下臂210B。同樣地，將第二變換器220 的上臂的3個開關元件總括地記為上臂220A，將第二變換器220的下臂的3個開關元件總 括地記為下臂220B。并且，如圖6所示那樣，該零相等效電路能夠認為是將從外部電源402提供到第一 MG110的中性點112和第二 MG120的中性點122的單相交流電力作為輸入的單相PWM轉換 器。因此，在第一變換器210和第二變換器220的至少一方中，基于零相電壓指令E0使零電 壓矢量發(fā)生變化，并且，進行開關控制使得第一變換器210和第二變換器220作為單相PWM 轉換器的臂進行工作，由此能夠將從外部電源402供給來的交流電力變換成用于電池150 的充電的直流電壓。圖5和圖6示出的外部充電模式時的變換器控制不過是一個例子，在本申請的發(fā) 明的適用中，確認為將來自外部電源402的供給電力變換成電池150(蓄電裝置)的充電電 力的變換器控制的方式并未被特別限定。(外部充電模式時的車載電氣負載的驅動控制)以下，對由實施方式1的蓄電裝置的充電控制裝置進行的、外部充電模式時的車 載電氣負載的驅動控制進行說明。需說明的是，以下說明的控制動作，響應對未作圖示的操 作開關等的指示輸入或者定時器設置等，在外部充電模式時，在使被構成為能夠利用來自 外部電源402和電池150的供給電力進行驅動的特定的車載電氣負載工作時進行執(zhí)行。在 本實施方式中，對上述特定的車載電氣負載為電動空調裝置245、即所謂的預空調時的電動 空調裝置245的驅動電力供給進行說明。圖7是說明電池(蓄電裝置)的充電容許電力的概念圖。參照圖7，電池150的充電容許電力Win，相對于電池溫度Tb，在低溫時相對地變 低，相對于剩余容量(S0C:State of Charge)，在S0C較大時相對地變低。S卩，在極低溫時 或者接近滿充電的狀態(tài)下，充電容許電力Win被設定得較低，即使在電氣系統(tǒng)的內部產生 剩余電力，也難以通過電池150進行吸收。雖然省略圖示，但是對于電池150的放電容許電力Wout，也能夠同樣地基于電池 溫度Tb和S0C來進行設定。但是，放電容許電力Wout在S0C較小時被抑制成較低值，與充 電容許電力Win的S0C依存特性相反。圖8是說明本發(fā)明的實施方式1的蓄電裝置的充電控制裝置的概略結構的框圖。 圖8示出的各塊的功能能夠通過ECU170的硬件或者軟件處理來實現。參照圖8，實施方式1的蓄電裝置的充電控制裝置包括S0C算出部1010、電池條件 設定部1020、以及A/C驅動控制部1100。S0C算出部1010基于表示電池150的狀態(tài)的電池電壓Vb、電池電流lb以及電池溫 度Tb，算出電池150的S0C。電池條件設定部1020基于由S0C算出部1010算出的S0C和電池溫度Tb，根據例如利用圖7進行了說明的特性，生成電池150的充電容許電力Win和放 電容許電力Wout。進一步，電池條件設定部1020在外部充電模式時，在充電容許電力Win 的范圍內設定電池150的要求充電電力Wch。要求充電電力Wch例如被圖5示出的充電電 流指令值RC反映。 A/C驅動控制部1100基于表示處于外部充電模式的模式信號MD、和由電池條件設 定部1020設定的充電容許電力Win，生成控制DFR260的開閉的控制信號SDFR、和用于使 E⑶170內的控制值初始化的復位信號RST。圖9是說明由圖8示出的蓄電裝置的充電控制裝置進行的一連串的控制動作的流 程圖。參照圖9，ECU170在步驟S100中判斷是否處于外部充電模式期間。在不是外部充 電模式的情況下(S100的“否”判定時)，ECU170由于不能從外部電源402供給電力，因此 使處理進入步驟S200，利用來自電池150的供給電力對電動空調裝置245進行驅動。另一方面，在外部充電模式期間(S100的“是”判定時)，E⑶170通過步驟S110來 算出電池150的充電容許電力Win。步驟S110的處理與圖8示出的電池條件設定部1020 的動作相對應。進一步，E⑶170通過步驟S120，判斷在步驟S110中算出的充電容許電力 Win是否大于預定的余裕電力Wt。在此，當電動空調裝置245的工作狀態(tài)發(fā)生變化時，雖然外部充電的充電指令與 此對應地進行變更，但通過圖5和圖6示出的電力控制，在實際上使來自外部電源402的電 力供給進行變更之前，產生由于通信延遲等引起的控制延遲。為此，在電動空調裝置245的 工作停止時等、電動空調裝置245的消耗電力急劇下降的情況下，由于控制延遲而從外部 電源402供給多余的電力。因此，需要對余裕電力Wt進行設定，使得能夠通過電池150來吸 收該多余的電力。代表性地，當電動空調裝置245的工作停止時，在通過電力控制來停止來 自外部電源402的電力供給之前，在電池150能夠充入因控制延遲而從外部電源402供給 的剩余電力的范圍內，設定余裕電力Wt。因此，余裕電力Wt優(yōu)選的是使電動空調裝置245 的當前的消耗電力與Wac對應，例如，設定成Wc = Wac k(k 常數)。E⑶170在充電容許電力Win大于余裕電力Wt的情況下(S210的“是”判定時)， 使處理進入步驟S140，將DFR260維持在閉合狀態(tài)。其結果，通過步驟S210，利用來自外部 電源402的供給電力對電動空調裝置245進行驅動，并且，進行“返回”處理，在經過預定周 期之后程序再次從最初開始執(zhí)行。與此相對，E⑶170在充電容許電力Win在余裕電力Wt以下的情況下(S120的“否” 判定時)，通過步驟S130使DFR260斷開。其結果，停止(切斷)來自外部電源402的電力 供給，通過步驟S200，利用來自電池150的供給電力對電動空調裝置245進行驅動。并且， 結束一連串的處理。這樣，在實施方式1的充電機構的充電控制裝置中，在電池150的充電容許電力 Win較低的情況下，能夠停止來自外部電源402的電力供給，利用來自電池150的供給電力 對電動空調裝置245進行驅動。這樣一來，由于電動空調裝置245根據指示操作或者溫度條件等停止動作或者大 幅度地降低輸出等，其消耗電力急劇下降了的情況下，也能夠防止從外部電源402供給來 無法通過電池150進行吸收的剩余電力。另一方面，在確保充電容許電力Win的情況下，能夠利用來自外部電源402的電力供給對電動空調裝置245進行驅動，因此能夠防止電池150 的蓄積電力的下降。圖10是說明由圖8示出的蓄電裝置的充電控制裝置進行的一連串的控制動作的 變形例的流程圖。根據圖10示出的變形例，能夠可逆地控制DFR260的開閉。參照圖10，E⑶170在處理了與圖9相同的步驟S100、S110之后，通過步驟S115， 判定是否處于由外部電源進行的電動空調裝置245的驅動期間。例如，在DFR260為閉合狀 態(tài)時，步驟S115作為“是”判定，在DFR260為斷開狀態(tài)的情況下，步驟S115作為“否”判定。E⑶170在處于由外部電源進行的電動空調裝置245的驅動期間的情況(S115的 “是”判定時)下，執(zhí)行與圖9相同的步驟S120的判定。并且，在步驟S120的“是”判定時， 通過步驟S140，維持DFR260的閉合狀態(tài)，繼續(xù)進行利用來自外部電源402的供給電力的電 動空調裝置245的驅動(步驟S210)。與此相對，ECU170在步驟120的“否”判定時，使處理進入步驟S160，使DFR260斷 開。進一步，伴隨著電力供給路徑被切換，進一步執(zhí)行使ECU170的電力控制涉及的內部數 據進行復位的處理。該處理與根據圖8中的復位信號RST的發(fā)生而執(zhí)行的動作相對應。伴隨著由步驟S160使DFR260斷開，之后變?yōu)槔脕碜噪姵?50的供給電力對電 動空調裝置245進行驅動(步驟S200)。另一方面，E⑶170在步驟S115中，在處于由電池150進行的電動空調裝置245的 驅動期間的情況下(步驟S115的“否”判定時)，使處理進入步驟S150。E⑶150在步驟S150中，對充電容許電力Win和余裕電力Wt進行比較。步驟S150 中的余裕電力Wt#被設定得高于步驟S120中的余裕電力Wt(Wt# > fft)。并且，當充電容 許電力Win在余裕電力Wt#以下時(S150的“否”判定時)，E⑶170通過步驟S155，維持 DFR260的斷開狀態(tài)。由此，繼續(xù)進行停止來自外部電源402的電力供給的、利用來自電池 150的供給電力進行的電動空調裝置245的驅動(步驟S200)。進一步，進行“返回”處理， 在經過預定周期之后程序再次從最初開始執(zhí)行。與此相對，當充電容許電力Win大于余裕電力fft#時(S150的“是”判定時)，即， 基于步驟S200的、由電池150進行的電動空調裝置245的驅動的結果，當充電容許電力Win 已上升時，E⑶170通過步驟S170使DFR260閉合。進一步，執(zhí)行與步驟S160相同的復位處理。伴隨著由步驟S170使DFR260閉合，之后，再次進行來自外部電源402的電力供 給，由外部電源對電動空調裝置245進行驅動(步驟S210)。進一步，省略以后的步驟的執(zhí) 行，進行“返回”處理，在經過預定周期之后程序再次從最初開始執(zhí)行。這樣，根據按照圖10示出的流程圖的控制動作，由于電池150的充電容許電力 Win較低，在暫時斷開DFR260停止來自外部電源402的電力供給的情況下，當由于電池150 的放電所引起的溫度上升等使充電容許電力Win上升了時，也能夠再次開始來自外部電源 402的電力供給。并且，通過外部充電模式期間，能夠可逆地控制來自外部電源402的電力 供給的停止/執(zhí)行。由此，在電池150的充電容許電力Win較低的情況下，除了防止在插電式車內部產 生剩余電力之外，還能夠容易地確保電動空調裝置245的驅動電力和電池150的充電電力。[實施方式2]
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圖11是表示實施方式2的蓄電裝置的充電控制裝置的概略結構的概略框圖。參照圖11，實施方式2的蓄電裝置的充電控制裝置，與圖8示出的實施方式1的結 構相比較，不同點在于代替A/C驅動控制部1100而設置有A/C驅動控制部1200 ；還設置 有變換器控制部1300。A/C驅動控制部1200包括余裕電力設定部1210。從電池條件設定部1020，將充 電容許電力Win、放電容許電力Wout以及要求充電電力Wch輸入至A/C驅動控制部1200。 進一步，從空調E⑶175 (圖3)輸入電動空調裝置245的要求消耗電力Wac。要求消耗電力 Wac是，基于空調要求(室內設定溫度等)和室外氣溫等，對電動空調裝置245的工作條件 進行設定，并且，作為該工作條件中的消耗電力，算出要求消耗電力Wac。A/C驅動控制部1200考慮充電容許電力Win來設定電動空調裝置245的驅動電力 的分配。具體來說，A/C驅動控制部1200設定來自外部電源402的供給電力(以下，也稱為 外部供給電力)Wpi，并且，根據需要來修正電動空調裝置245的要求消耗電力Wac。需說明 的是，當修正了要求消耗電力Wac時，空調E⑶175(圖3)與修正了的要求消耗電力Wac對 應地對電動空調裝置245的工作條件進行修正。變換器控制部1300在外部充電模式時，根據外部供給電力Wpi對變換器210、220 的工作進行控制。具體來說，在圖5和圖6示出的電力控制中，根據外部供給電力Wpi來設 定充電電流指令值RC，由此通過由電壓傳感器171檢測出的電壓Vac和由電流傳感器173 檢測出的電流lac的反饋控制，來生成第一變換器210和第二變換器220的開關控制信號 SIV1、SIV2，使得來自外部電源402的供給電力與Wpi —致。圖12是說明由實施方式2的蓄電裝置的充電控制裝置進行的一連串的控制動作 的流程圖。參照圖12，ECU170通過步驟S300來取得電動空調裝置245的要求消耗電力Wac、 和電池150的要求充電電力Wch。并且，在步驟S310中，算出電池150的充電容許電力Win。進一步，E⑶170通過步驟S320來決定余裕電力A Win。余裕電力A Win相當于實 施方式1中的余裕電力Wt。例如，能夠確定為AWin = WacXk。ECU170在步驟S330中判斷Win-AWin>0是否成立。S卩，在步驟S330中，與步驟 S120(圖9、圖10)同樣地，判斷充電容許電力Win是否大于余裕電力AWin。當Win-A Win彡0時(S330的“否”判斷時)，ECU170通過步驟S340，限制為外部 供給電力Wpi = 0，使處理進入步驟S390。當設定為Wpi = 0時，DFR260的閉合狀態(tài)被維 持不變，門切斷變換器210、220、即將各開關元件固定為斷開狀態(tài)，由此停止來自外部電源 402的電力供給。其結果，電力空調裝置245利用來自電池150的供給電力進行驅動。這樣，在實施方式2的充電控制中，基于充電容許電力Win，將外部供給電力Wpi的 上限值設為Win-A Win。并且，在Win-A Win彡0時，停止來自外部電源402的電力供給。 其結果，利用來自電池150的供給電力對電動空調裝置245進行驅動。此時，由于不能進行 電池150的充電，因此設定為Wch = 0。另一方面，當Win-AWin > 0時(S330的“是”判定時)，ECU170通過步驟S350，暫 時設定為外部供給電力Wpi = Wac+Wch。進一步，在步驟S360中，判斷由步驟S350設定的 外部供給電力Wpi是否大于Win-A Win。ECU170在Wpi > Win-A Win時(S360的“是”判定時)，通過步驟S370，修正為Wpi= Win-Affin0由此，如上述那樣，外部供給電力Wpi的上限值被限制為Win-AWin。由此， 因為無法利用來自外部電源402的供給電力來全量供給當初的要求消耗電力Wac與要求充 電電力Wch的和，因此，E⑶170通過步驟S380來再次設定要求消耗電力Wac和要求充電電 力Wch。并且，處理進入步驟S390。在步驟S380中，優(yōu)選的是考慮電池150的SOC和/或車廂內的溫度、或者當前時 刻(或者從外部充電模式開始時所經過的時間)等，判斷優(yōu)先進行電池充電和預空氣調節(jié) 的哪一個之后，基于優(yōu)先順序再次進行設定。例如，在應該中止電池充電、優(yōu)先地執(zhí)行預 空氣調節(jié)的情況下，設定為Wch = 0，另一方面，Wac被維持為當初值。另外，在不停止電 池充電時，以利用Wch和Wac來對步驟S370中限制的Wpi進行分配的方式，即在Wpi = ffch+ffac (ffpi = Win-Δ Win)的范圍內，根據當初值來修正要求消耗電力Wac和要求充電電 力Wch的至少一方。ECU170 在 Wpi ^ Win-Affin 時(S360 的“否”判定時)，跳過步驟S370 和 S380，使 處理進入步驟S390。因此，要求消耗電力Wac和要求充電電力Wch被維持為當初值。E⑶170在步驟S390中，判定是否為要求充電電力Wch = 0。當Wch = 0時，中止 電池150的充電，來自電池150的電力被用于驅動電動空調裝置245。如上述那樣，在通過 步驟S340來自外部電源402的電力供給被停止時，設定為Wch = 0，因此步驟S390為“是” 判定。E⑶170在步驟S390的“是”判定時，通過步驟S400 S430的處理，來謀求防止由 于電動空調裝置245的驅動而引起的來自電池150的過剩的放電。ECU170在步驟S400中，算出電池150的放電容許電力Wout(Wout>0)。并且，在 步驟S410中，將要求消耗電力Wac與外部供給電力Wpi和放電容許電力Wout的和進行比較。ECU170在Wac > Wpi+Wout時(S410的“是”判定時)，通過步驟S420，修正為Wac =Wpi+Wout。由此，對電動空調裝置245的要求消耗電力Wac進行限制，使得以Wpi+Wout 作為上限。在該情況下，通過步驟S430，來自電池150的輸出電力Wbt變成Wbt = Wac-Wpi。 通過上述的限制，保證Wbt < Wout。另外，進行“返回”處理，在經過預定周期之后程序再次 從最初開始執(zhí)行。與此相對，在Wac彡Wpi+Wout時(S410的“否”判定時)，能夠在Wpi (Wpi = 0或 者Wpi =Win-AWin)與放電容許電力Wout的和的范圍內，確保要求消耗電力Wac。因此， E⑶170在S410的“否”判定時，跳過步驟S420的處理，使處理進入步驟S430。S卩，維持在 步驟S410之前決定的要求消耗電力Wac和要求充電電力Wch。另一方面，ECU170在Wch乒0時(S390的“否”判定時)，省略步驟S400 S430 的處理，進行“返回”處理。如上述說明的那樣，根據實施方式2的蓄電裝置的充電控制裝置，通過根據電池 150的充電容許電力Win來限制來自外部電源402的外部供給電力Wpi的電力控制，在充電 容許電力Win較低的情況下，能夠停止來自外部電源402的電力供給，利用來自電池150的 供給電力來驅動電動空調裝置245。特別地，能夠維持DFR260的閉合狀態(tài)不變而得到與實施方式1同樣的效果。由 此，在來自外部電源402的電力供給的停止/執(zhí)行的切換時，不需要使繼電器(DFR)開閉和/或使ECU170復位，能夠穩(wěn)定電力控制。在圖13和圖14中，示出表示基于實施方式2的充電機構的充電控制裝置的、充電容許電力和電動空調裝置的驅動模式的關系的概念圖。在圖13中示出使預空氣調節(jié)優(yōu)先 的情況，在圖14中示出使電池充電優(yōu)先的情況。參照圖13，基于電池150的狀態(tài)(S0C、電池溫度)設定充電容許電力Win，設定為從充電容許電力Win減去余裕電力AWin而得到的充電控制電力Win#(Win# = Win-Δ Win)。并且，由于預空氣調節(jié)優(yōu)先，因此確保電動空調裝置245的要求消耗電力Wac，其 剩余電力成為能夠用于電池150的充電的電力。在Win#<0的區(qū)域I內，停止來自外部電源402的電力供給。并且，在Win#>0、但 Win#-ffac ( 0的區(qū)域II內，不能確保電池150的充電電力，使用來自電池150的電力的一 部分，驅動電動空調裝置245。進一步，在要求消耗電力Wac大于放電容許電力Wout的區(qū)域 IV內，電動空調裝置245的消耗電力被限制得低于當初的要求消耗電力Wac (Wac — Wout)。另一方面，在Win#_Wac > 0的區(qū)域III內，能夠將電力用于對電池150進行充電。 但是,在要求充電電力Wch大于Win#-Wac時，限制為Wch = ffin#-ffac0參照圖14，相對于與圖13同樣的充電容許電力Win和充電限制電力Win#，在區(qū)域 I內，停止來自外部電源402的電力供給。并且，在Win# > 0、但Win# ( Wch的區(qū)域V內， 由外部電源402供給充電限制電力Win#，用于電池150的充電。另一方面，在該區(qū)域V內， 停止電動空調裝置245的工作。另一方面，在Wch< Win# <Wch+Wac的區(qū)域VI內，確保要求充電電力Wac，同時在 限制為Wac = ffin#-ffch之后，使電動空調裝置245進行工作。進一步，在Win#彡ffch+ffac 的區(qū)域VII內，能夠根據要求充電電力Wch和要求消耗電力Wac的當初值，執(zhí)行電池150的 充電和電動空調裝置245的工作。在圖13和圖14中的區(qū)域I、II等的充電容許電力Win較低的狀態(tài)下(例如，在極 低溫時)，電池150由于放電而溫度上升，由此充電容許電力Win上升，期待向區(qū)域III、V、 VI等轉移。因此，如實施方式1(圖10)和實施方式2那樣，通過采用在停止來自外部電源 402的電力供給之后能夠再次開始來自外部電源402的電力供給的控制結構，從而即使在 充電容許電力Win較低時，也能夠促進電池150的充電。另外，作為在外部充電模式時驅動的車載電氣負載，也可以適用實施方式1、2中 說明了的電動空調裝置以外的電氣負載。在本實施方式中，如圖3示例的那樣，雖然采用了利用電力線192、194上的電力來 驅動電動空調裝置245 (車載電氣負載)的結構，但是若能夠利用來自電池150的供給電力 和來自外部電源402的供給電力這兩者來驅動，則電動空調裝置245(車載電氣負載)的連 接位置連接在任意的位置。例如，電動空調裝置245(車載電氣負載)還可以與電力線190、 195電連接。在該情況下，由第一 MGllO及第二 MG120的電抗器成分(各相線圈卷線的電 感)、和第一變換器210及第二變換器220來構成將來自外部電源402的供給電力變換為電 池150的充電電力的“充電器”。另外，在本實施方式中，示例了如下結構將外部電源402與中性點112、122連接， 由第一 MGl 10及第二 MG120的電抗器成分(各相線圈卷線的電感)、和第一變換器210及第二變換器220來構成將來自外部電源402的交流電力變換為電池150 (蓄電裝置)的充電電力。但是，本申請的發(fā)明的適用并不限定于這樣的結構。例如，如圖15所示那樣，對于在供電線282、284 (其中，相比于DFR260為車輛內部 側)和電力線192、194之間另外配置了將來自外部電源402的交流電壓變化為直流電壓的 外部充電專用的充電器290的結構的插電式車，也能夠適用本申請的發(fā)明。在具備圖15所示的外部充電結構的插電式混合動力車輛中，利用充電器290來進 行對電池150的充電。充電器290連接在DFR260、和電力線192、194之間。充電器290包括AC/DC變換電路292、DC/AC變換電路294、絕緣變壓器296以及 整流電路298。AC/DC變換電路292由單相橋式電路構成。AC/DC變換電路292通過與來自 ECU170的驅動信號對應的開關元件的導通斷開控制，將交流電力變換為直流電力。另外， AC/DC變換電路292還作為升壓斬波電路發(fā)揮功能，所述升壓斬波電路將線圈用作電抗器 來使電壓升壓。DC/AC變換電路294由單相橋式電路構成。DC/AC變換電路294通過與來自E⑶170 的驅動信號對應的開關元件的導通斷開控制，將直流電力變換為高頻的交流電力，并輸出 至絕緣變壓器296。絕緣變壓器296包括磁性材料構成的芯、纏繞在芯上的初級線圈和次級線圈。初 級線圈和次級線圈被電絕緣，分別與DC/AC變換電路294和整流電路298連接。絕緣變壓 器296將從DC/AC變換電路294接受到的高頻的交流電力變換為與初級線圈和次級線圈的 匝數比對應的電壓電平，并輸出到整流電路298。整流電路298將從絕緣變壓器296輸出的 交流電力整流為直流電力。E⑶170在外部充電模式時，通過由電壓傳感器171檢測出的電壓Vac、以及由電流 傳感器173檢測出的電流Iac的反饋控制，對充電器290進行控制，使得來自外部電源402 的供給電力與Wpi —致。具體來說，基于上述反饋控制，生成驅動信號，以控制包含在AC/DC 變換電路292和DC/AC變換電路294中的開關元件的導通斷開。另外，E⑶170在被限制為 外部供給電力Wpi = 0時，與變換器110、120中的控制同樣地，將構成AC/DC變換電路292 和DC/AC變換電路294的各開關元件固定為斷開狀態(tài)。充電器290也能夠配置在DFR260和電力線190、195之間。應該認為，本次公開的實施方式，在所有方面都只是例示而并非限制性的內容。本 發(fā)明的范圍并不是由上述的說明而是由權利要求所表示，包括與權利要求同等的含義和范 圍內的所有變更。
權利要求
一種蓄電裝置(150)的充電控制裝置，所述蓄電裝置搭載于電動車輛，該充電控制裝置具備條件設定部(1020)，其基于所述蓄電裝置的狀態(tài)設定充電容許電力(Win)；和驅動控制部(1100，1200)，其在由所述電動車輛的外部電源(402)對所述蓄電裝置進行充電的外部充電模式中，在使車載電氣負載(242，245)工作的情況下，當所述充電容許電力為預定的余裕電力(Wt，Wt#，ΔWin)以下時，停止來自所述外部電源的電力供給，利用來自所述蓄電裝置的供給電力來驅動所述車載電氣負載。
2.根據權利要求1所述的蓄電裝置的充電控制裝置，其中， 所述電動車輛具備供電線(282，284)，其在所述外部充電模式時，經由充電電纜(300)和入口(270)與所 述外部電源(402)電連接；電力線(192，194)，其與所述車載電氣負載(242，245)和所述蓄電裝置(150)電連接； 充電器(110，120，210，220/290)，其設置在所述供電線和所述電力線之間，用于將來自 所述外部電源的供給電力變換為用于對所述蓄電裝置(150)進行充電的電力，并輸出至所 述電力線；以及開閉裝置(260)，其插置連接于所述供電線，所述驅動控制部(1100)，在所述充電容許電力(Win)為所述余裕電力(Wt，fft#)以下 時，斷開所述開閉裝置。
3.根據權利要求2所述的蓄電裝置的充電控制裝置，其中，所述驅動控制部(1100)，在將所述開閉裝置(260)設為斷開狀態(tài)而驅動所述車載電氣 負載(242，245)時，當所述充電容許電力(Win)上升至預定以上時，閉合所述開閉裝置。
4.根據權利要求1所述的蓄電裝置的充電控制裝置，其中， 所述電動車輛具備供電線(282，284)，其經由充電電纜(300)和入口(270)與所述外部電源(402)電連接；電力線(192，194)，其與所述車載電氣負載(242，245)和所述蓄電裝置(150)電連接； 充電器(110，120，210，220/290)，其設置在所述供電線和所述電力線之間，用于將來自 所述外部電源的供給電力變換為用于對所述蓄電裝置(150)進行充電的電力，并輸出至所 述電力線；以及開閉裝置(260)，其插置連接于所述供電線，所述充電控制裝置還具備充電控制部(1300)，該充電控制部對所述充電器(110，120， 200，210，220/290)的動作進行控制，使得從所述外部電源供給與充電指令(Wpi)對應的電 力，所述驅動控制部(1200)，在所述充電容許電力(Win)為所述余裕電力(AWin)以下時， 將所述開閉裝置(260)維持在閉合狀態(tài)，對所述充電指令進行設定，使得來自所述外部電 源的供給電力大致變?yōu)榱恪?br> 5.根據權利要求4所述的蓄電裝置的充電控制裝置，其中，所述充電控制部(1300)，在設定所述充電指令(Wpi)使得來自所述外部電源(402)的 供給電力大致變?yōu)榱銜r，將包含在所述充電器(110,120/290)中的電力用半導體開關元件維持在斷開狀態(tài)。
6.根據權利要求1所述的蓄電裝置的充電控制裝置，其中， 所述電動車輛具備供電線(282，284)，其經由充電電纜(300)和入口(270)與所述外部電源(402)電連接；電力線(192，194)，其與所述車載電氣負載(242，245)和所述蓄電裝置(150)電連接；以及充電器(110，120，210，220/290)，其設置在所述供電線和所述電力線之間，用于將來自 所述外部電源的供給電力變換為用于對所述蓄電裝置(150)進行充電的電力，并輸出至所 述電力線，所述充電控制裝置還具備充電控制部(1300)，該充電控制部對所述充電器(110，120， 200，210，220/290)的動作進行控制，使得從所述外部電源供給與充電指令(Wpi)對應的電 力，所述驅動控制部(1200)，對所述充電指令(Wpi)進行設定，使得來自所述外部電源 (402)的供給電力被限制在從所述充電容許電力(Win)減去所述余裕電力(AWin)而得到 的電力以下。
7.根據權利要求6所述的蓄電裝置的充電控制裝置，其中，在所述蓄電裝置(150)的要求充電電力(Wch)為零、并且所述車載電氣負載(242，245) 的要求消耗電力(Wac)大于與所述充電指令(Wpi)對應的來自所述外部電源(402)的供給 電力時，利用來自所述蓄電裝置(105)和所述外部電源這兩者的供給電力，執(zhí)行所述車載 電氣負載的驅動。
8.根據權利要求7所述的蓄電裝置的充電控制裝置，其中，所述條件設定部(1020)還基于所述蓄電裝置(150)的狀態(tài)設定放電容許電力(Wout)， 所述驅動控制部(1200)，在所述車載電氣負載(242，245)的要求消耗電力(Wac)大于 與所述充電指令(Wpi)對應的來自所述外部電源(402)的供給電力與所述放電容許電力的 和的情況下，使所述要求消耗電力降低。
9.根據權利要求1 8的任一項所述的蓄電裝置的充電控制裝置，其中，所述余裕電力(Wt，Wt#，Δ Win)是根據所述車載電氣負載(242，245)的當前的消耗電 力(Wac)以可變的方式設定的。
10.根據權利要求1 8的任一項所述的蓄電裝置的充電控制裝置，其中， 所述車載電氣負載包括電動空調裝置(245)。
11.一種蓄電裝置(150)的充電控制方法，所述蓄電裝置搭載于電動車輛，該充電控制 方法包括基于所述蓄電裝置的狀態(tài)設定充電容許電力(Win)的步驟(SllO)； 在由所述電動車輛的外部電源(402)對所述蓄電裝置進行充電的外部充電模式中，在 使車載電氣負載(242，245)工作的情況下，當所述充電容許電力為預定的余裕電力(Wt， Wt#, Δ Win)以下時，停止來自所述外部電源的電力供給，利用來自所述蓄電裝置的供給電 力來驅動所述車載電氣負載的步驟(S200，S340)。
12.根據權利要求11所述的蓄電裝置的充電控制方法，其中，所述電動車輛具備供電線(282，284)，其在所述外部充電模式時，經由充電電纜(300)和入口(270)與所 述外部電源(402)電連接；電力線(192，194)，其與所述車載電氣負載(242，245)和所述蓄電裝置(150)電連接； 充電器(110，120，200，210，220/290)，其設置在所述供電線和所述電力線之間，用于將 來自所述外部電源的供給電力變換為用于對所述蓄電裝置(150)進行充電的電力，并輸出 至所述電力線；以及開閉裝置(260)，其插置連接于所述供電線，所述控制方法還包括如下步驟(S130，S155，S160)當所述充電容許電力(Win)為所述 余裕電力(Wt，Wt#)以下時，斷開所述開閉裝置。
13.根據權利要求12所述的蓄電裝置的充電控制方法，其中，還包括如下步驟(S170)在將所述開閉裝置(260)設為斷開狀態(tài)而驅動所述車載電氣 負載(242，245)時，當所述充電容許電力(Win)上升至預定以上時，閉合所述開閉裝置。
14.根據權利要求11所述的蓄電裝置的充電控制方法，其中， 所述電動車輛具備供電線(282，284)，其經由充電電纜(300)和入口(270)與所述外部電源(402)電連接；電力線(192，194)，其與所述車載電氣負載(242，245)和所述蓄電裝置(150)電連接； 充電器(110，120，210，220/290)，其設置在所述供電線和所述電力線之間，用于將來自 所述外部電源的供給電力變換為用于對所述蓄電裝置(150)進行充電的電力，并輸出至所 述電力線；開閉裝置(260)，其插置連接于所述供電線；以及充電控制部(1300)，其對所述充電器(110，120，200，210，220/290)的動作進行控制， 使得從所述外部電源供給與充電指令(Wpi)對應的電力，所述進行驅動的步驟包括如下步驟(S340):當所述充電容許電力(Win)為所述余裕電 力(AWin)以下時，將所述開閉裝置維持在閉合狀態(tài)，對所述充電指令進行設定，使得來自 所述外部電源的供給電力大致變?yōu)榱恪?br> 15.根據權利要求14所述的蓄電裝置的充電控制方法，其中，所述充電控制部(1300)，在設定所述充電指令(Wpi)使得來自所述外部電源(402)的 供給電力大致變?yōu)榱銜r，將包含在所述充電器(110,120/290)中的電力用半導體開關元件 維持在斷開狀態(tài)。
16.根據權利要求11所述的蓄電裝置的充電控制方法，其中， 所述電動車輛具備供電線(282，284)，其經由充電電纜(300)和入口(270)與所述外部電源(402)電連接；電力線(192，194)，其與所述車載電氣負載(242，245)和所述蓄電裝置(150)電連接； 充電器(110，120，200，210，220/290)，其設置在所述供電線和所述電力線之間，用于將 來自所述外部電源的供給電力變換為用于對所述蓄電裝置(150)進行充電的電力，并輸出 至所述電力線；以及充電控制部(1300)，其對所述充電器(110，120，200，210，220/290)的動作進行控制， 使得從所述外部電源供給與充電指令(Wpi)對應的電力，所述控制方法還包括如下步驟(S370)對所述充電指令進行設定，使得來自所述外部 電源的供給電力被限制在從所述充電容許電力(Win)減去所述余裕電力(AWin)而得到的 電力以下。
17.根據權利要求16所述的蓄電裝置的充電控制方法，其中，還包括如下步驟(S430)當所述蓄電裝置(150)的要求充電電力(Wch)為零、并且所 述車載電氣負載(242，245)的要求消耗電力(Wac)大于與所述充電指令(Wpi)對應的來自 所述外部電源(402)的供給電力時，利用來自所述蓄電裝置(105)和所述外部電源這兩者 的供給電力，對所述車載電氣負載進行驅動。
18.根據權利要求17所述的蓄電裝置的充電控制方法，其中， 還包括基于所述蓄電裝置(150)的狀態(tài)設定放電容許電力(Wout)的步驟(S400)； 在所述車載電氣負載(242，245)的要求消耗電力(Wac)大于與所述充電指令(Wpi)對 應的來自所述外部電源(402)的供給電力與所述放電容許電力的和的情況下，使所述要求 消耗電力降低的步驟(S420)。
19.根據權利要求11 18的任一項所述的蓄電裝置的充電控制方法，其中， 所述余裕電力(Wt，Wt#，Δ Win)是根據所述車載電氣負載(242，245)的當前的消耗電力(Wac)以可變的方式設定的。
20.根據權利要求11 18的任一項所述的蓄電裝置的充電控制方法，其中， 所述車載電氣負載包括電動空調裝置(245)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種蓄電裝置的充電控制裝置和充電控制方法，在插電式混合動力車的外部充電模式時，對來自與連接器(270)電連接的外部電源的電力進行變換，并供給至與電池(150)和電動空調裝置(245)電連接的電力線(192)。在電動空調裝置(245)工作時，在電池(150)的充電容許電力(Win)為預定以下時斷開DFR(260)，由此停止來自外部電源的電力供給，利用電池(150)的電力來驅動電動空調裝置(245)。其結果，即使電動空調裝置(245)的消耗電力急劇下降，也能夠防止從外部電源流入無法利用電池(150)進行吸收的剩余電力。
文檔編號B60L3/00GK101803147SQ20088010631
公開日2010年8月11日 申請日期2008年9月2日 優(yōu)先權日2007年9月10日
發(fā)明者光谷典丈 申請人:豐田自動車株式會社