BRPI0712699B1

BRPI0712699B1 - controlador de energia eletrica e veículo que compreende um dispositivo de armazenamento de energia e um controlador de energia elétrica

Info

Publication number: BRPI0712699B1
Application number: BRPI0712699A
Authority: BR
Inventors: Oyobe Hichirosai; Asano Katsuhiro; Ishikawa Tetsuhiro; Watanabe Yoshitoshi
Original assignee: Toyota Motor Co Ltd
Priority date: 2006-05-29
Filing date: 2007-05-24
Publication date: 2017-06-06
Also published as: KR20090018974A; EP2023459A4; RU2381610C1; CN101454958B; EP2023459A1; JP4491434B2; CA2653938C; AU2007268546B2; US7891451B2; CN101454958A; JP2007318970A; KR101012430B1; BRPI0712699A2; AU2007268546A1; WO2007139202A1; CA2653938A1; US20090067205A1

Abstract

controlador de potência e veículo equipado com controlador de potência. trata-se de uma ecu (60) que detecta um valor eficaz e a fase de uma voltagem a partir de um suprimento comercial de potência (90), com base em uma voltagem (vac) proveniente de um sensor de voltagem (74). além disso, a ecu (60) gera uma corrente de comando (ir), que consiste em um valor de comando de corrente (iac) induzida de modo a fluir através das linhas de força (nli, nl2) e em fase com a voltagem do suprimento comercial de potência (90), com base no valor eficaz detectado e na fase e em um valor de comando de potência de carga/descarga (pr) para um dispositivo de armazenamento de potência (6). então, a ecu (60) controla a voltagem de fase zero dos inversores (20, 30) com base na corrente de comando gerada (ir).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CONTROLADOR DE ENERGIA ELETRICA E VEÍCULO QUE COMPREENDE UM DISPOSITIVO DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA E UM CONTROLADOR DE ENERGIA ELÉTRICA".

Campo da Técnica [001] A presente invenção refere-se a um controlador de energia elétrica e a um veículo equipado com esse controlador e, particularmente, se refere a um controlador de energia elétrica que troca energia elétrica entre um suprimento comercial de energia elétrica e um dispositivo de armazenamento de energia montado em um veículo, bem como a um veículo equipado com o controlador de energia elétrica. Técnica Anterior [002] A patente japonesa aberta à inspeção pública No. 4-295202 descreve uma transmissão de motor capaz de trocar energia elétrica entre um suprimento de energia CA fora de um veículo e um suprimento de energia CC proporcionado no veículo. A transmissão de motor inclui uma bateria, inversores IA e IB, motores de indução MA e MB e uma unidade de controle. Os motores de indução MA e MB incluem enrolamentos conectados em Y CA e CB, respectivamente. Aos pontos neutros NA e NB dos enrolamentos CA e CB, uma porta de entra-da/saída é conectada através de um filtro EMI. Os inversores IA e IB são proporcionados correspondentes aos motores de indução MA e MB, respectivamente, e conectados aos enrolamentos CA e CB, respectivamente. Os inversores IA e IB são conectados em paralelo à bateria.

[003] Na transmissão de motor, em um modo de recarga, energia elétrica CA aplicada a partir de um suprimento de energia de fase única conectado à porta de entrada/saída ao longo dos pontos neutros NA e NB dos enrolamentos CA e CB pode ser convertida em energia elétrica CC de modo a carregar a batería. Além disso, é possível gerar energia elétrica CA dotada de uma onda senoidal ajustada ao longo dos pontos neutros NA e NB, e emitir energia elétrica CA gerada a um dispositivo externo conectado à porta de entrada/saída.

[004] Na transmissão de motor descrita na patente japonesa aberta à inspeção pública No. 4-295202 descrita anterior mente, no entanto, o acionamento dos motores de indução MA e MB deve ser interrompido no modo de recarga. Além disso, embora os motores de indução MA e MB sejam controlados para acionamento (no modo de acionamento), o controle no modo de recarga é impossível.

[005] Além disso, apesar de o pedido aberto à inspeção pública descrever a carga de bate ri a com fator de potência de 1 a partir de um suprimento de energia de fase única para realizar um carregamento eficaz de uma batería, um controle com precisão superior é necessário para realizar uma carga de bate ri a mais eficaz ou avanço automático a um dispositivo externo.

Descricão da Invenção [006] A presente invenção foi concebida com a finalidade de solucionar esse problema, e seu objetivo consiste em proporcionar um controlador de energia elétrica que sirva para trocar energia elétrica com um suprimento de energia elétrica CA através de pontos neutros de dois motores CA, capaz de trocar energia elétrica sem interferir no controle de acionamento do motor, bem como proporcionar um veículo equipado com tal controlador de energia elétrica.

[007] Outro objetivo da presente invenção consiste em proporcionar um controlador de energia elétrica que sirva para trocar energia elétrica com um suprimento de energia CA através de pontos neutros de dois motores CA, capaz de trocar energia elétrica com eficácia superior, bem como proporcionar um veículo equipado com esse controlador de energia elétrica.

[008] A presente invenção proporciona um controlador de energia elétrica capaz de executar o carregamento de um dispositivo de armazenamento de energia montado em um veículo a partir de um suprimento de energia CA fora do veículo e avanço automático a partir do dispositivo de armazenamento de energia ao suprimento de energia CA, incluindo primeiras e segundas máquinas elétricas giratórias CA, primeiros e segundos inversores, um par de linhas de transmissão, um primeiro dispositivo de detecção de tensão, uma unidade geradora de corrente de comando e uma unidade de controle inversora. A primeira máquina elétrica giratória CA inclui um enrolamento polifásico primário conectado em estrela como em enrolamento do estator. A segunda máquina elétrica giratória CA inclui um enrolamento polifásico secundário conectado em estrela como um enrolamento do estator. O primeiro inversor é conectado ao enrolamento polifásico primário e realiza conversão de energia elétrica entre a primeira máquina elétrica giratória CA e o dispositivo de armazenamento de energia. O segundo inversor é conectado ao enrolamento polifásico secundário e realiza conversão de energia elétrica entre a segunda máquina elétrica giratória CA e o dispositivo de armazenamento de energia. O par de linhas de transmissão é conectado a um primeiro ponto neutro do enrolamento polifásico primário e um segundo ponto neutro do enrolamento polifásico secundário, e configurado de modo a permitir a troca de energia elétrica entre o suprimento de energia CA e os primeiros e segundos pontos neutros. O primeiro dispositivo de detecção de tensão detecta uma tensão do suprimento de energia CA. A unidade geradora de corrente de comando detecta um valor e fase eficaz do suprimento de energia CA com base em um valor de tensão detectado a partir do primeiro dispositivo de detecção de tensão, e com base no valor eficaz detectado e a fase em um valor de comando de energia de car-ga/descarga para o dispositivo de armazenamento de energia, gera um valor de comando de uma corrente induzida de modo a fluir ao par de linhas de transmissão tendo sua fase ajustada em relação à tensão do suprimento de energia CA. A unidade de controle inversora controla tensão de fase zero de ao menos um entre os primeiro e segundo in-versores, com base no valor de corrente de comando gerado pela unidade geradora de corrente de comando.

[009] De preferência, a unidade geradora de corrente de comando gera um valor de corrente de comando com a mesma fase da tensão do suprimento de energia CA.

[0010] De preferência, a unidade geradora de corrente de comando inclui uma unidade de operação de valor eficaz, uma unidade de detecção de fase, uma unidade geradora de onda senoidal e uma unidade de operação. A unidade de operação de valor eficaz opera um valor eficaz da tensão do suprimento de energia CA com base no valor de tensão detectada. A unidade de detecção de fase detecta a fase da tensão do suprimento de energia CA com base no valor de tensão detectada. A unidade geradora de onda senoidal gera uma onda senoidal com fase ajustada em relação à fase detectada pela unidade de detecção de fase. A unidade de operação divide o valor de comando de energia de carga/descarga pelo valor eficaz, e multiplica o resultado da operação pela onda senoidal a partir da unidade geradora de onda senoidal de modo a gerar o valor de corrente de comando.

[0011] Com mais preferência, a unidade geradora de onda senoidal gera uma onda senoidal com a mesma fase da fase detectada pela unidade de detecção de fase.

[0012] De preferência, a unidade de controle inversora controla a tensão de fase zero do primeiro ou do segundo inversor com base no valor de corrente de comando, e mantém a tensão de fase zero do outro inversor em um valor fixo.

[0013] Com mais preferência, a unidade de controle inversora des- liga um braço superior e liga um braço inferior de braços de fases respectivas do outro inversor, quando o potencial de um ponto neutro correspondente ao inversor for maior que o potencial de um ponto neutro correspondente ao outro inversor, e liga o braço superior e desliga o braço inferior, quando o potencial do ponto neutro correspondente a um inversor for menor que o potencial do ponto neutro correspondente ao outro inversor.

[0014] Além disso, com mais preferência, a unidade de controle inversora desliga os braços superiores e inferiores dos braços de fases respectivas do outro inversor, quando o dispositivo de armazenamento de energia for carregado a partir do suprimento de energia CA.

[0015] Com mais preferência, a unidade de controle inversora comuta periodicamente os primeiro e segundo inversores como um inversor que controla a tensão de fase zero com base no valor de corrente de comando.

[0016] Além disso, com mais preferência, a unidade de controle inversora controla a tensão de fase zero dos primeiro e segundo inversores com base no valor de corrente de comando, de tal modo que a tensão de fase zero do segundo inversor alcance a tensão de fase zero do primeiro inversor com seu sinal invertido.

[0017] Com mais preferência, a unidade de controle inversora gera um primeiro sinal de acionamento que serve para controlar a comutação do primeiro inversor dependendo de uma relação de magnitude entre uma onda portadora fixa e uma primeira onda de sinal gerada com base no valor de corrente de comando, e gera um segundo sinal de acionamento que serve para controlar a comutação do segundo inversor dependendo de uma relação de magnitude entre a onda portadora e uma segunda onda de sinal obtida invertendo-se o sinal da primeira onda de sinal.

[0018] Além disso, com mais preferência, a unidade de controle inversora gera um primeiro sinal de acionamento que serve para controlar a comutação do primeiro inversor dependendo de uma relação de magnitude entre uma primeira onda portadora fixa e uma onda de sinal gerada com base no valor de corrente de comando, e gera um segundo sinal de acionamento que serve para controlar a comutação do segundo inversor dependendo de uma relação de magnitude entre uma segunda onda portadora obtida invertendo-se o sinal da primeira onda portadora e a onda de sinal.

[0019] Além disso, com mais preferência, a unidade de controle inversora gera um primeiro sinal de acionamento que serve para controlar a comutação do primeiro inversor dependendo de uma relação de magnitude entre uma onda portadora fixa e uma onda de sinal gerada com base no valor de corrente de comando, e gera um segundo sinal de acionamento que altera, de forma complementar, ao primeiro sinal de acionamento, para controlar a comutação do segundo inversor.

[0020] De preferência, o controlador de energia elétrica inclui, ainda, um primeiro dispositivo de detecção de corrente. O primeiro dispositivo de detecção de corrente detecta uma corrente que flui através do par de linhas de transmissão. A unidade de controle inversora inclui a unidade de controle de corrente e uma unidade geradora de sinal de acionamento. A unidade de controle de corrente gera uma tensão de comando de fase zero dos primeiro e segundo inversores com base em um desvio entre um valor de corrente detectado a partir do primeiro dispositivo de detecção de corrente e o valor de corrente de comando. A unidade geradora de sinal de acionamento gera um sinal de acionamento que serve para acionar os primeiro e segundo inversores com base na tensão de comando de fase zero gerada.

[0021] De preferência, o controlador de energia elétrica inclui, ainda, uma pluralidade de segundos dispositivos de detecção de corrente. A pluralidade de segundos dispositivos de detecção de corrente detec- ta uma corrente que flui através das fases respectivas de cada uma das primeira e segunda máquinas elétricas giratórias CA. A unidade de controle inversora inclui uma pluralidade de unidades de controle de corrente e uma unidade geradora de sinal de acionamento. A pluralidade de unidades de controle de corrente são proporcionadas correspondentes às fases respectivas de cada uma das primeira e segunda máquinas elétricas giratórias CA, e gera uma tensão de comando da fase correspondente do inversor correspondente, com base em um desvio entre um valor de corrente detectado do segundo dispositivo de detecção de corrente correspondente e o valor de corrente de comando de cada fase obtida distribuindo-se uniformemente o valor de corrente de comando às fases respectivas. A unidade geradora de sinal de acionamento gera um sinal de acionamento que serve para acionar os primeiro e segundo inversores com base na tensão de comando gerado de cada fase.

[0022] De preferência, a unidade de controle de corrente ou cada pluralidade de unidades de controle de corrente inclui uma unidade de compensação de modelo interno. A unidade de compensação de modelo interno calcula uma quantidade de compensação de controle que utiliza uma função de onda senoidal correspondente ao valor de corrente de comando.

[0023] Com mais preferência, a unidade de compensação de modelo interno inclui primeiras e segundas unidades operacionais de valor médio e uma unidade de operação. A primeira unidade operacional de valor médio calcula um valor médio de magnitude do valor de corrente de comando ou o valor de corrente de comando de cada fase. A segunda unidade operacional de valor médio calcula um valor médio de magnitude ou o valor de corrente detectado. A unidade de operação multiplica um desvio entre uma saída proveniente da primeira unidade operacional de valor médio e uma saída proveniente da segunda unidade operacional de valor médio por um ganho, e multiplica, ainda, o resultado da operação por uma função senoidal da mesma fase do suprimento de energia CA com a finalidade de proporcionar a quantidade de compensação de controle.

[0024] Além disso, de preferência, a unidade de controle de corrente ou cada pluralidade de unidades de controle de corrente inclui uma unidade de controle de repetição. A unidade de controle de repetição calcula, sucessivamente, para cada fase do suprimento de energia CA, a tensão de comando de fase zero ou a tensão de comando para cada fase, com base no desvio do último período do suprimento de energia CA.

[0025] De preferência, o controlador de energia elétrica inclui, ainda, um segundo dispositivo de detecção de tensão. O segundo dispositivo de detecção de tensão detecta uma tensão CC aplicada aos primeiro e segundo inversores. A unidade geradora de corrente de comando inclui uma unidade de controle de tensão. A unidade de controle de tensão corrige, com base em um desvio entre um valor de tensão detectada a partir do segundo dispositivo de detecção de tensão e uma tensão almejada da tensão CC, o valor de comando de energia de carga/descarga, de tal modo que a tensão CC seja ajustada ao valor almejado.

[0026] Além disso, de preferência, o controlador de energia elétrica inclui, ainda, um conversor suplementar, um segundo dispositivo de detecção de tensão e uma unidade de controle conversora. Proporciona-se o conversor suplementar entre o dispositivo de armazenamento de energia e os primeiro e segundo inversores. O segundo dispositivo de detecção de tensão detecta uma tensão CC aplicada aos primeiro e segundo inversores. A unidade de controle conversora controla o conversor suplementar de tal modo que a tensão CC seja ajustada a uma tensão almejada, com base em um valor de tensão detectada proveni- ente do segundo dispositivo de detecção de tensão.

[0027] Com mais preferência, o controlador de energia elétrica inclui, ainda, um terceiro dispositivo de detecção de corrente. O terceiro dispositivo de detecção de corrente detecta uma entrada/saída de corrente proveniente do dispositivo de armazenamento de energia. A unidade de controle conversora inclui uma unidade de controle de tensão e uma unidade de controle de corrente. A unidade de controle de tensão é configurada de modo a ajustar a tensão CC à tensão almejada, com base em um valor de tensão detectada a partir do segundo dispositivo de detecção de tensão. A unidade de controle de corrente é configurada de modo a ajustar uma entrada/saída de corrente proveniente do dispositivo de armazenamento de energia a uma corrente almejada, com base em um valor de corrente detectado a partir do terceiro dispositivo de detecção de corrente.

[0028] Com mais preferência, a unidade de controle conversora interrompe o conversor suplementar quando um desvio entre o valor de corrente detectado e a corrente almejada exceder um valor limite.

[0029] Além disso, de acordo com a presente invenção, o veículo inclui uma roda que serve para receber um torque de acionamento a partir de ao menos uma das primeira e segunda máquinas elétricas giratórias CA e qualquer um dos controladores de energia supramen-cionados.

[0030] Na presente invenção, troca-se energia elétrica através de um par de linhas de transmissão conectado aos primeiros e segundos pontos neutros, entre o suprimento de energia CA e o dispositivo de armazenamento de energia. A unidade geradora de corrente de comando gera um valor de comando de uma corrente induzida a fluir até o par de linhas de transmissão tendo sua fase ajustada em relação à tensão do suprimento de energia CA, com base no valor e fase eficaz de da tensão do suprimento de energia CA detectada com base em um valor de detecção de tensão a partir do primeiro dispositivo de detecção de tensão e no valor de comando de energia de car-ga/descarga para o dispositivo de armazenamento de energia. De maneira específica, a unidade geradora de corrente de comando gera o valor de corrente de comando não com base na forma de onda de tensão detectada do suprimento de energia CA que pode envolver componentes harmônicos ou componentes de flutuação, mas detectando-se a fase e o valor eficaz da tensão do suprimento de energia CA e utilizando-se a forma de onda senoidal apenas da onda fundamental. Portanto, pode-se gerar um valor de corrente de comando isento de qualquer componente harmônico ou componente de flutuação do suprimento de energia CA e permitindo-se o carregamento ou avanço automático com fator de potência igual a 1 em relação ao suprimento de energia CA. A unidade de controle inversora controla os primeiro e segundo inversores com base no valor de corrente de comando assim gerado, e, portanto, pode-se evitar a geração de energia elétrica ineficaz ou a corrente harmônica devido ao componente harmônico ou componente de flutuação.

[0031] Portanto, a presente invenção realiza um carregamento eficaz de um dispositivo de armazenamento de energia a partir do suprimento de energia CA e um avanço automático a partir do dispositivo de armazenamento de energia ao suprimento de energia CA. Além disso, mesmo quando o nível de tensão do suprimento de energia CA for comutado, é possível garantir que a energia elétrica corresponda ao valor de comando ajustado de energia elétrica de carga/descarga. De maneira específica, a potência de carregamento constante e a potência de alimentação constante podem ser alcançadas sem a necessidade de alteração no sistema ou ajuste em diferentes países com níveis diferentes de tensão de suprimentos de energia comerciais. Além disso, pode-se evitar a perda e geração de energia elétrica inefi- caz devido aos componentes harmônicos e componentes de flutuação, e, portanto, pode-se imaginar um dispositivo de pequenas dimensões e alta mente eficiente.

[0032] Além disso, a unidade de controle inversora controla a tensão de fase zero de ao menos um dos primeiro e segundo inversores com base no valor de corrente de comando, e, portanto, o controle não tem influência sobre o torque das primeira e segunda máquinas elétricas giratórias CA. Portanto, de acordo com a presente invenção, o controle de energia do suprimento de energia CA é possível sem interferir no controle de torque das primeira e segunda máquinas elétricas giratórias CA. De maneira específica, é possível carregar o dispositivo de armazenamento de energia a partir do suprimento de energia CA e alimentar energia a partir do dispositivo de armazenamento de energia ao suprimento de energia CA, enquanto as primeira e segunda máquinas elétricas giratórias CA estão sendo acionadas.

[0033] Além disso, de acordo com a presente invenção, para carregar o dispositivo de armazenamento de energia a partir do suprimento de energia CA e para almentar energia a partir do dispositivo de armazenamento de energia ao suprimento de energia CA, utilizam-se os enrolamentos polífásicos das primeira e segunda máquinas elétricas giratórias CA e os primeiro e segundo inversores. Portanto, é desnecessário proporcionar um conversor de energia dedicado para a conversão de energia elétrica entre o suprimento de energia CA e o dispositivo de armazenamento de energia. Consequentemente, a presente invenção reduz o número de componentes adicionais.

Breve Descrição dos Desenhos [0034] A Figura 1 é um diagrama em blocos geral de um veículo híbrido mostrado como um exemplo do veículo de acordo com a Modalidade 1 da presente invenção.

[0035] A Figura 2 é um diagrama em blocos funcional da ECU mostrada na Figura 1.

[0036] A Figura 3 é um diagrama em blocos funcional detalhado de uma unidade geradora de corrente de comando mostrada na Figura 2.

[0037] A Figura 4 é um diagrama em blocos funcional detalhado de uma unidade de controle inversora mostrada na Figura 2.

[0038] A Figura 5 é um diagrama de circuito equivalente de fase zero do inversor e do motor gerador mostrados na Figura 1.

[0039] A Figura 6 é um diagrama fasorial que realiza o fator de potência igual a 1 quando o dispositivo de armazenamento de energia for carregado a partir de um suprimento comercial de energia, no circuito equivalente de fase zero da Figura 5.

[0040] A Figura 7 é um diagrama fasorial que realizar o fato de potência igual a 1 quando a energia for alimentada a partir do dispositivo de armazenamento de energia ao suprimento comercial de energia, no circuito equivalente de fase zero da Figura 5.

[0041] A Figura 8 mostra as direções de tensão do suprimento comercial de energia e o fluxo de corrente através das linhas de transmissão, bem como a relação entre o carregamento do dispositivo de armazenamento de energia a partir do suprimento comercial de energia e a alimentação do suprimento comercial de energia a partir do dispositivo de armazenamento de energia.

[0042] A Figura 9 é um primeiro diagrama que representa o fluxo de corrente quando o dispositivo de armazenamento de energia for carregado a partir do suprimento comercial de energia.

[0043] A Figura 10 é um segundo diagrama que representa o fluxo de corrente quando o dispositivo de armazenamento de energia for carregado a partir do suprimento comercial de energia.

[0044] A Figura 11 é um terceiro diagrama que representa o fluxo de corrente quando o dispositivo de armazenamento de energia for carregado a partir do suprimento comercial de energia.

[0045] A Figura 12 é um quarto diagrama que representa o fluxo de corrente quando o dispositivo de armazenamento de energia for carregado a partir do suprimento comercial de energia.

[0046] A Figura 13 é um primeiro diagrama que representa o fluxo de corrente quando a energia for alimentada ao suprimento comercial de energia a partir do dispositivo de armazenamento de energia.

[0047] A Figura 14 é um segundo diagrama que representa o fluxo de corrente quando a energia elétrica for alimentada ao suprimento comercial de energia a partir do dispositivo de armazenamento de energia.

[0048] A Figura 15 é um diagrama em blocos detalhado da unidade de controle inversora de acordo com a Modalidade 2.

[0049] A Figura 16 é um diagrama de formas de onda de sinais gerados pela unidade de controle inversora mostrada na Figura 15 e a diferença de tensão gerada em resposta aos sinais ao longo dos pontos neutros.

[0050] A Figura 17 é um diagrama de formas de onda de sinais PWM gerados na Modificação 1 da Modalidade 2 e a diferença de tensão gerada em resposta aos sinais PWM ao longo dos pontos neutros.

[0051] A Figura 18 é um diagrama de formas de onda de sinais PWM gerados na Modificação 2 da Modalidade 2 e a diferença de tensão gerada em resposta aos sinais PWM ao longo dos pontos neutros.

[0052] A Figura 19 é um diagrama em blocos de controle que representa uma configuração de uma unidade de controle de corrente de acordo com a Modalidade 3.

[0053] A Figura 20 é um diagrama em blocos de controle que representa uma configuração exemplar de uma unidade de compensação de modelo interno mostrada na Figura 19.

[0054] A Figura 21 é um diagrama em blocos de controle que re- presenta outra configuração exemplar de uma unidade de compensação de modelo interno mostrada na Figura 19.

[0055] A Figura 22 mostra uma distorção de forma de onda periodicamente gerada pela influência de um tempo morto inversor.

[0056] A Figura 23 é um diagrama em blocos de controle que representa uma configuração da unidade de controle de corrente de acordo com a Modalidade 4.

[0057] A Figura 24 é um diagrama em blocos funcional detalhado da unidade de controle inversora de acordo com a Modalidade 5.

[0058] A Figura 25 é um diagrama em blocos funcional detalhado da unidade geradora de corrente de comando de acordo com a Modalidade 6.

[0059] A Figura 26 é um diagrama em blocos geral de um veículo híbrido mostrado como um exemplo do veículo de acordo com a Modalidade 7 da presente invenção.

[0060] A Figura 27 é um diagrama em blocos funcional da ECU mostrada na Figura 26.

[0061] A Figura 28 é um diagrama em blocos funcional detalhado da unidade de controle conversora mostrada na Figura 27.

[0062] A Figura 29 é um diagrama em blocos funcional detalhado da unidade de controle conversora de acordo com a Modalidade 8.

[0063] A Figura 30 é um diagrama em blocos funcional detalhado da unidade de controle conversora de acordo com a Modalidade 9.

[0064] Melhores Modos para Realizar a Invenção [0065] A seguir, as modalidades da presente invenção serão descritas em detalhes com referência às figuras. Ao longo das figuras, partes iguais ou correspondentes são denotadas pelas mesmas referências numéricas, e a descrição destas não será repetida.

Modalidade 1 [0066] A Figura 1 é um diagrama em blocos geral do veículo híbri- do mostrado como um exemplo do veículo de acordo com a Modalidade 1 da presente invenção. Reportando-se à Figura 1, um veículo híbrido 100 inclui um motor 4, geradores motores MG1 e MG2, um dispositivo de divisão de energia 3 e rodas 2. O veículo híbrido 100 inclui, ainda, um dispositivo de armazenamento de energia B, inversores 20 e 30, e uma ECU (Unidade de Controle Eletrônico) 60.

[0067] O veículo híbrido 100 inclui, ainda, um capacitor C1, uma linha de transmissão PL1, a linha terrestre SL, linhas de fase em U UL1 e UL2, linhas de fase em V VL1 e VL2, linhas de fase em W WL1 e WL2, um sensor de tensão 72 e sensores de corrente 82 e 84. O veículo híbrido 100 inclui, ainda, linhas de transmissão NL1 e NL2, um conector 50, um capacitor C2, um sensor de tensão 74 e um sensor de corrente 86.

[0068] O veículo híbrido 100 funciona utilizando um motor 4 e um gerador motor MG2 como fontes de energia. O dispositivo de divisão de potência 3 é acoplado ao motor 4 e aos geradores motores MG1 e MG2, e distribui energia entre eles. A título de exemplo, um mecanismo de engrenagem planetária dotado de três eixos de rotação de uma engrenagem sol, um transportador planetário e uma engrenagem anular podem ser usados como o dispositivo de divisão de potência 3. Esses três eixos de rotação são respectivamente conectados aos respectivos eixos de rotação do motor 4 e geradores motores MG1 e MG2. Por exemplo, é possível conectar mecanicamente o motor 4 e os geradores motores MG1 e MG2 ao dispositivo de divisão de potência 3 tornando o rotor do gerador motor MG1 vazado e passando um vira-brequim do motor 4 através da parte central do mesmo.

[0069] O eixo de rotação do gerador motor MG2 é acoplado à roda 2 por uma engrenagem de redução ou uma engrenagem diferencial, não mostradas. Além disso, um mecanismo de redução para o eixo de rotação do gerador motor MG2 pode, ainda, ser incorporado no interior do dispositivo de divisão de potência 3.

[0070] O gerador motor MG1 é incorporado ao veículo híbrido 100, operando como um gerador acionado pelo motor 4 e como um motor que pode iniciar a operação do motor 4. O gerador motor MG2 é incorporado ao veículo híbrido 100 como uma roda móvel motora 2.

[0071] O eletrodo positivo ou o eletrodo negativo do dispositivo de armazenamento de energia B são conectados à linha de transmissão PL1 e à linha terrestre SL, respectivamente. O capacitor C1 é conectado entre a linha de transmissão PL1 e a linha terrestre SL. O inversor 20 inclui um braço de fase em U 22, um braço de fase em V 24 e um braço de fase em W 26. O braço de fase em U 22, o braço de fase em V 24 e o braço de fase em W 26 são conectados em paralelo entre a linha de transmissão PL1 e a linha terrestre SL. O braço de fase em U 22 inclui transistores npn conectados em série Q11 e Q12, o braço de fase em V 24 inclui transistores npn conectados em série Q13 e Q14, e o braço de fase em W 26 inclui transistores npn conectados em série Q15 e Q16. Entre o coletor e o emissor de transistores npn Q11 a Q16, os diodos D11 a D16 são conectados, respectivamente, de modo a induzir o fluxo de corrente a partir do lado emissor até o lado coletor.

[0072] Conforme os transistores npn descritos anteriormente e outros transistores npn que serão descritos posteriormente no relatório descritivo, pode-se utilizar um IGBT (Transistor Bipolar de Porta Isolada). Além disso, ao invés de um transistor npn, pode-se utilizar um elemento de comutação de potência, como um MOSFET de potência (Transistor de Efeito de Campo de Semicondutor de Óxido Metálico).

[0073] O gerador motor MG1 inclui uma bobina de três fases 12 como uma bobina estatora. A bobina de fase em U U1, a bobina de fase em V V1 e a bobina de fase em W W1 que formam a bobina de três fases têm uma extremidade conectada de modo a formar um ponto neutro N1, e a bobina de fase em U U1, a bobina de fase em VV1 e a bobina de fase em W W1 têm a outra extremidade conectada aos nós entre os braços superiores e inferiores de transistores npn do braço de fase em U 22, braço de fase em V 24 e braço de fase em W 26 do inversor 20, respectivamente.

[0074] O inversor 30 inclui um braço de fase em U 32, um braço de fase em V 34 e um braço de fase em W 36. O gerador motor MG2 inclui uma bobina de três fases 14 como uma bobina estatora. O inversor 30 e o gerador motor MG2 têm as mesmas estruturas do inversor 20 e do gerador motor MG1, respectivamente.

[0075] A linha de transmissão NL1 tem uma extremidade conectada ao ponto neutro N1 da bobina de três fases 12 e a outra extremidade conectada ao conector 50. A linha de transmissão NL2 tem uma extremidade conectada ao ponto neutro N2 da bobina de três fases 14 e a outra extremidade conectada ao conector 50. O capacitor C2 é conectado entre as linhas de transmissão NL1 e NL2.

[0076] O dispositivo de armazenamento de energia B consiste em uma fonte de energia CC recarregável, como uma bateria secundária de hidreto de níquel ou íon de lítio. O dispositivo de armazenamento de energia B emite uma energia CC ao capacitor C1, e é carregado pelo inversor 20 e/ou 30. Nota-se que um capacitor de grande capacidade pode ser usado como o dispositivo de armazenamento de energia B.

[0077] O capacitor C1 suaviza a flutuação de tensão entre a linha de transmissão PL1 e a linha terrestre SL. O sensor de tensão 72 detecta a tensão entre os terminais do capacitor C1, ou seja, a tensão VDC da linha de transmissão PL1 à linha terrestre SL, e emite a tensão detectada VDC à ECU 60.

[0078] De acordo com um sinal PWM1 proveniente da ECU 60, o inversor 20 converte a tensão CC recebida a partir do capacitor C1 em uma tensão CA trifásica, e emite a tensão CA trifásica convertida ao gerador motor MG1. Além disso, o inversor 20 converte a tensão CA trifásica gerada pelo gerador motor MG1 que recebe potência a partir do motor 4 em uma tensão CC de acordo com o sinal PWM1 proveniente da ECU 60, e emite a tensão CC convertida em linha de transmissão PL1.

[0079] De acordo com um sinal PWM2 proveniente da ECU 60, o inversor 30 converte a tensão CC recebida a partir do capacitor C1 em uma tensão CA trifásica, e emite a tensão CA trifásica convertida ao gerador motor MG2. Além disso, o inversor 30 converte a tensão CA trifásica gerada pelo gerador motor MG2 que recebe a força giratória da roda 2 no momento de frenagem regenerativa do veículo em uma tensão CC de acordo com o sinal PWM2 proveniente da ECU 60, e emite a tensão CC à linha de transmissão convertida PL1.

[0080] No presente documento, quando a energia CA for lançada a partir do suprimento comercial de energia 90 conectado ao conector 50 pelo conector 92, os inversores 20 e 30 convertem a energia CA aplicada a partir do suprimento comercial de energia 90 através das linhas de transmissão NL1 e NL2 aos pontos neutros N1 e N2 em energia CC e emite a energia à linha de transmissão PL1 por um método que será descrito posteriormente, com a finalidade de carregar o dispositivo de armazenamento de energia B. Quando o avanço automático a partir do dispositivo de armazenamento de energia B ao suprimento comercial de energia 90 for solicitado, os inversores 20 e 30 convertem a energia CC a partir do dispositivo de armazenamento de energia B em energia CA, e emitem a mesma a partir dos pontos neutros N1 e N2 através das linhas de transmissão NL1 e NL2 ao suprimento comercial de energia 90.

[0081] O capacitor C2 elimina a influência de ondulações ao suprimento comercial de energia 90 conectado ao conector 50. O sensor de tensão 74 detecta uma tensão VAC ao longo das linhas de trans- missão NL1 e NL2, e emite a tensão VAC detectada à ECU 60. O sensor de corrente 86 detecta uma corrente IAC que flui através da linha de transmissão NL2 e emite a corrente IAC detectada à ECU 60. Nota-se que a corrente que flui através da linha de transmissão NL1 pode ser detectada pelo sensor de corrente 86.

[0082] Cada um dos geradores motores MG1 e MG2 consiste em uma máquina elétrica giratória trifásica CA, implementada, por exemplo, pelo gerador motor síncrono CA trifásico. O gerador motor MG1 é acionado para regeneração pelo inversor 20, e emite a tensão CA trifásica gerada utilizando-se a potência do motor 4 ao inversor 20. Além disso, o gerador motor MG1 é acionado para potência ativada pelo inversor 20 no momento da partida do motor 4, realizando-se o giro do motor 4. O gerador motor MG2 é acionado para potência ativada pelo inversor 30, e gera força para a roda móvel 2. Além disso, no momento da frenagem regenerativa do veículo, o gerador motor MG2 é acionado para regeneração pelo inversor 30, e emite tensão CA trifásica gerada utilizando-se a força rotacional recebida a partir da roda 2 ao inversor 30.

[0083] O sensor de corrente 82 detecta a corrente de motor 11 que flui através das bobinas de fases respectivas do gerador motor MG1, e emite a corrente de motor 11 detectada a ECU 60. O sensor de corrente 84 detecta a corrente de motor I2 que flui através das bobinas e fases respectivas do gerador motor MG2, e emite a corrente de motor I2 detectada a ECU 60.

[0084] A ECU 60 gera sinais PWM1 e PWM2 para os inversores de acionamento 20 e 30, respectivamente, e emite os sinais gerados PWM1 e PWM2 aos inversores 20 e 30, respectivamente.

[0085] Quando o conector 92 de suprimento comercial de energia 90 for conectado ao conector 50 e o carregamento do dispositivo de armazenamento de energia B proveniente do suprimento comercial de energia 90 for solicitado com base em um sinal CA, a ECU 60 controla os inversores 20 e 30, de tal modo que a energia CA aplicada a partir do suprimento comercial de energia 90 aos pontos neutros N1 e N2 seja convertida em energia CC para carregar o dispositivo de armazenamento de energia B, de uma maneira que será descrita mais adiante.

[0086] Quando o conector 92 do suprimento comercial de energia 90 for conectado ao conector 50 e o avanço automático a partir do dispositivo de armazenamento de energia B ao suprimento comercial de energia 90 for solicitado com base no sinal CA, a ECU 60 controla os inversores 20 e 30, de tal modo que a energia CC proveniente do dispositivo de armazenamento de energia B seja convertida em energia CA e produza a partir dos pontos neutros N1 e N2 ao suprimento comercial de energia 90, em uma maneira que será descrita mais adiante.

[0087] O sinal CA consiste em um sinal que solicita o carregamento do dispositivo de armazenamento de energia B a partir do suprimento comercial de energia 90 ou avanço automático a partir do dispositivo de armazenamento de energia B ao suprimento comercial de energia 90, e quando um usuário operar, por exemplo, um dispositivo de entrada (não mostrado, o mesmo a seguir) para instruir o carregamento do dispositivo de armazenamento de energia B ou avanço automático ao suprimento comercial de energia 90, o sinal se altera de acordo com a solicitação.

[0088] A Figura 2 é um diagrama em blocos funcional da ECU 60 mostrada na Figura 1. Reportando-se à Figura 2, a ECU 60 inclui uma unidade geradora de corrente de comando 62, e uma unidade de controle inversora 64. A unidade geradora de corrente de comando 62 gera uma corrente de comando IR para a realização do avanço automático ao suprimento comercial de energia 90, ou carregamento do dispositivo de armazenamento de energia B com fator de potência igual a 1 em relação ao suprimento comercial de energia 90, com base em um valor de comando de energia de carga/descarga PR recebido a partir do veículo ECU (não mostrado, o mesmo a seguir) e com base na tensão VAC a partir do sensor de tensão 74. No presente documento, o valor de comando de energia de carga/descarga PR pode indicar o valor de comando de energia para o carregamento do dispositivo de armazenamento de energia B quando o dispositivo de armazenamento de energia B for carregado a partir do suprimento comercial de energia 90 e o valor de comando de energia para o descarregamento do dispositivo de armazenamento de energia B quando a energia por alimentada a partir do dispositivo de armazenamento de energia B ao suprimento comercial de energia 90.

[0089] Com base nos valores de controle de torque TR1 e TR2 dos geradores motores MG1 e MG2 recebidos a partir do veículo ECU, as correntes de motor 11 e I2 a partir dos sensores de corrente 82 e 84, a tensão VDC proveniente do sensor de tensão 72, a corrente IA proveniente do sensor de corrente 86, o sinal CA e a corrente de comando IR provenientes da unidade geradora de corrente de comando 62, a unidade de controle inversora 64 gera um sinal PWM1 para li-gar/desligar os transistores npn Q11 a Q16 do inversor 20 e um sinal PWM2 para ligar/desligar os transistores npn Q21 a Q26 do inversor 30, e emite os sinais gerados PWM1 e PWM2 aos inversores 20 e 30, respectivamente.

[0090] A Figura 3 é um diagrama em blocos funcional detalhado da unidade geradora de corrente de comando 62 mostrada na Figura 2. Reportando-se à Figura 3, a unidade geradora de corrente de comando 62 inclui uma unidade de operação de valor eficaz 102, uma unidade de detecção de fase 104, uma unidade geradora de onda senoidal 106, uma unidade de divisão 108 e uma unidade de multiplicação 110. A unidade de operação de valor eficaz 102 detecta uma tensão de pico da tensão VAC, e, com base na tensão de pico detectada, calcula um valor eficaz da tensão VAC. A unidade de detecção de fase 104 detecta um ponto de cruzamento de zero de tensão VAC, e, com base no ponto de cruzamento de zero detectado, detecta a fase da tensão VAC.

[0091] A unidade geradora de onda senoidal 106 gera uma onda senoidal com a mesma fase da tensão VAC, com base na fase de tensão VAC detectada pela unidade de detecção de fase 104. A título de exemplo, a unidade geradora de onda senoidal 106 pode gerar uma onda senoidal com a mesma fase da tensão VAC, com base na fase da unidade de detecção de fase 104, utilizando-se uma tabela de função senoidal.

[0092] A unidade de divisão 108 divide o valor de comando de energia de carga/descarga PR pelo valor eficaz de tensão VAC da unidade de operação de valor eficaz 102, e emite o resultado da divisão à unidade de multiplicação 110. A unidade de multiplicação 110 multiplica o resultado da operação da unidade de divisão 108 pela onda senoidal da unidade geradora de onda senoidal 106, e emite o resultado da operação como a corrente de comando IR.

[0093] A corrente de comando IR gerada desta forma não envolve quaisquer componentes harmônicos ou componentes de flutuação do suprimento comercial de energia 90. Portanto, quando os inversores 20 e 30 forem controlados com base na corrente de comando IR, a energia elétrica ineficaz nem as correntes harmônicas correspondentes aos componentes harmônicos e aos componentes de flutuação do suprimento comercial de energia 90 são geradas. Além disso, a corrente de comando IR encontra-se na fase junto ao suprimento comercial de energia 90, e o fator de potência é igual a 1 em relação à tensão do suprimento comercial de energia 90. Isso permite um carregamento eficaz do dispositivo de armazenamento de energia B proveniente do suprimento comercial de energia 90 ou avanço automático eficaz proveniente do dispositivo de armazenamento de energia B ao su- primento comercial de energia 90.

[0094] Também é possível adicionar a função de compensação para a energia ineficaz, para o controle de energia ineficaz ajustando-se a fase de onda senoidal gerada com base na fase de tensão VAC em relação à tensão VAC.

[0095] A Figura 4 é um diagrama em blocos funcional detalhado da unidade de controle inversora 64 mostrada na Figura 2. Reportando-se à Figura 4, a unidade de controle inversora 64 inclui unidades de operação de tensão de fase 112 e 114 para o controle motor, uma unidade de subtração 116, uma unidade de controle de corrente 118, uma unidade de adição 120, e unidades de controle PWM 122 e 124. A unidade de operação de tensão de fase 112 para o controle motor calcula uma tensão de comando a ser aplicada à bobina de cada fase do gerador motor MG1 com base no valor de controle de torque TR1 e corrente de motor 11 do gerador motor MG1 e na tensão VDC, e emite a tensão de comando calculada para cada fase à unidade de adição 120.

[0096] A unidade de subtração 116 subtrai a corrente IAC da corrente de comando IR recebida a partir da unidade geradora de corrente de comando 62, e emite o resultado da operação à unidade de controle de corrente 118. Quando o sinal CA estiver ativo, a unidade de controle de corrente 118 gera uma tensão de comando de fase zero E0 de modo a fazer com que a corrente IAC siga a corrente de comando IR com base no desvio entre a corrente de comando IR e a corrente IAC, e emite a tensão de comando de fase zero gerada E0 à unidade de adição 120. Na unidade de controle de corrente 118, a título de exemplo, ocorre o controle integral proporcional (controle PI). Quando o sinal CA estiver inativo, a unidade de controle de corrente 118 encontra-se inativa, e a tensão de comando de fase zero de 0 é produzida.

[0097] A unidade de adição 120 adiciona a tensão de comando para cada fase a partir da unidade de operação de corrente de fase 112 para o controle motor à tensão de comando de fase zero E0 a partir da unidade de controle de corrente 118, e emite o resultado da operação à unidade de controle PWM 122. A unidade de controle PWM 122 gera o sinal PWM1 para, de fato, ligar/desligar cada um dos transistores npn Q11 a Q16 do inversor 20, e emite o sinal gerado PWM1 a cada um dos transistores npn Q11 a Q16 do inversor 20.

[0098] A tensão de comando de fase zero E0 proveniente da unidade de controle de corrente 118 é adicionada à tensão de comando de cada fase e, portanto, a própria tensão de comando de fase zero E0 não contribui para o torque de rotação do gerador motor MG1. Portanto, o carregamento do dispositivo de armazenamento de energia B a partir do suprimento comercial de energia 90 ou avanço automático a partir do dispositivo de armazenamento de energia B ao suprimento comercial de energia 90 pode ser controlado sem interferir no controle de torque do gerador motor MG1 com base na tensão de comando de cada fase a partir da unidade de operação de tensão de fase 112 para o controle motor.

[0099] A unidade de operação de tensão de fase 114 para o controle motor calcula a tensão de comando a ser aplicada à bobina de cada fase do gerador motor MG2 com base no valor de controle de torque TR2 e na corrente de motor I2 do gerador motor MG2 e na tensão VDC, e emite a tensão de comando calculada para cada fase à unidade de controle PWM 124.

[00100] Com base na tensão de comando para cada fase a partir da unidade de operação de tensão de fase 114 para o controle motor, a unidade de controle PWM 124 gera o sinal PWM2 para, de fato, ligar/desligar os transistores npn Q21 a Q26 do inversor 30, e emite o sinal gerado PWM2 a cada um dos transistores npn Q21 a Q26 do in- versor 30.

[00101] Na situação acima, a tensão de comando de fase zero E0 é adicionada à tensão de comando de cada fase a partir da unidade de operação de tensão 112 para o controle motor, e, portanto, o potencial do ponto neutro N1 da bobina de três fases 12 correspondente ao in-versor 20 flutua em correspondência à tensão de comando de fase zero E0.

[00102] Nesta situação, a tensão de comando de fase zero E0 pode ser adicionada à tensão de comando de cada fase a partir da unidade de operação de tensão de fase 114 para o controle motor. Neste caso, o potencial do ponto neutro N2 da bobina de três fases 14 correspondente ao inversor 30 flutua em correspondência com a tensão de comando de fase zero E0. Neste caso, a tensão de comando de fase zero E0 não contribui ao torque de rotação do gerador motor MG2. Portanto, o carregamento do dispositivo de armazenamento de energia B a partir do suprimento comercial de energia 90 ou avanço automático a partir do dispositivo de armazenamento de energia B ao suprimento comercial de energia 90 pode ser controlado sem interferir no controle de torque do gerador motor MG2 com base na tensão de comando de cada fase a partir da unidade de operação de tensão de fase 114 para o controle motor.

[00103] A Figura 5 é um diagrama de circuito equivalente de fase zero dos inversores 20 e 30 e geradores motores MG1 e MG2 mostrados na Figura 1. O suprimento de força 150 é formado pelos inversores 20 e 30, e a tensão V representa uma tensão ao longo dos pontos neutros N1 e N2. A tensão E representa uma tensão de suprimento comercial de energia 90. Além disso, a impedância 152 representa uma soma de impedância de vazamento de geradores motores MG1 e MG2 com a impedância no lado de suprimento comercial de energia 90, em que a magnitude é igual a X. A corrente I representa uma cor- rente que flui entre os inversores 20 ou 30 e o suprimento comercial de energia 90, que corresponde à corrente IAC descrita anteriormente.

[00104] A Figura 6 é um diagrama fasorial que realiza o fator de potência igual a 1 no momento de carregamento do dispositivo de energia B a partir do suprimento comercial de energia 90, no circuito equivalente de fase zero mostrado na Figura 5. Reportando-se à Figura 6, o vetor E representa o fasor de tensão do suprimento comercial de energia 90. O vetor I representa o fasor de corrente que flui entre o inversor 20 ou 30 e o suprimento comercial de energia 90. O vetor jtoXI representa o fasor de tensão derivado a partir da impedância 152. O vetor V representa fasor de tensão ao longo dos pontos neutros N1 e N2.

[00105] Regulando-se a tensão V ao longo dos pontos neutros N1 e N2 de modo a ter a fase de retardamento a partir da tensão E do suprimento comercial de energia 90, realiza-se uma operação de carregamento de modo a se obter energia a partir do suprimento comercial de energia 90. Com base na relação de fasor conforme mostrado, regulando-se a tensão V ao longo dos pontos neutros N1 e N2 de modo a ter a fase de retardamento por fase σ a partir da tensão E do suprimento comercial de energia 90, o carregamento com fator de potência igual a 1 a partir do suprimento comercial de energia 90 se torna possível.

[00106] A Figura 7 é um diagrama de fasor que realiza o fator de potência igual a 1 no momento do avanço automático a partir do dispositivo de armazenamento de energia B ao suprimento comercial de energia 90, no circuito equivalente de fase zero mostrado na Figura 5. Reportando-se à Figura 7, regulando-se a tensão V ao longo dos pontos neutros N1 e N2 de modo a ter uma fase avançada a partir da tensão E do suprimento comercial de energia 90, realiza-se uma operação de avanço automático de modo a emitir energia elétrica ao supri- mento comercial de energia 90. Com base na relação de fasor conforme mostrado, regulando-se a tensão V ao longo dos pontos neutros N1 e N2 de modo a ter a fase avançada por fase σ a partir da tensão E do suprimento comercial de energia 90, o avanço automático com fator de potência igual a 1 ao suprimento comercial de energia 90 se torna possível.

[00107] Depois, será descrito o fluxo de corrente no momento de carregamento a partir do suprimento comercial de energia 90 ao dispositivo de armazenamento de energia B e no momento do avanço automático a partir do dispositivo de armazenamento de energia B ao suprimento comercial de energia 90.

[00108] A Figura 8 mostra as direções de tensão VAC do suprimento comercial de energia 90 e a corrente IAC que flui através das linhas de transmissão NL1 e NL2, bem como a relação entre o carregamento a partir do suprimento comercial de energia 90 ao dispositivo de armazenamento de energia B e o avanço automático a partir do dispositivo de armazenamento de energia B ao suprimento comercial de energia 90. Reportando-se à Figura 8, quando o potencial da linha de transmissão NL1 for maior que o potencial da linha de transmissão NL2, a tensão VAC é considerada positiva. Além disso, quando a corrente flui a partir do ponto neutro N1 até a linha de transmissão N1 (quando a corrente flui a partir da linha de transmissão NL2 até o ponto neutro N2), a corrente IAC é considerada positiva.

[00109] Quando a tensão VAC e a corrente IAC forem ambas positivas, a energia é fornecida ao suprimento comercial de energia 90 (avanço automático), tal estado será aqui denominado nas partes que se seguem como "primeiro quadrante". Quando a tensão VAC for negativa e a corrente IAC for positiva, a energia é obtida a partir do suprimento comercial de energia 90 (carregamento), tal estado será aqui denominado nas partes que se seguem como "segundo quadrante".

[00110] Além disso, quando a tensão VAC e a corrente IAC forem ambas negativas, a energia é fornecida ao suprimento comercial de energia 90 (avanço automático), tal estado será aqui denominado nas partes que se seguem como "terceiro quadrante". Quando a tensão VAC for positiva e a corrente IAC for negativa, a energia é obtida a partir do suprimento comercial de energia 90 (carregamento), tal estado será aqui descrito nas partes que se seguem como "quarto quadrante".

[00111] As Figuras 9 a 12 mostram o fluxo de corrente quando o dispositivo de armazenamento de energia B for carregado a partir do suprimento comercial de energia 90. As Figuras 9 a 12 e as Figuras 13 e 14 que mostram o fluxo de corrente quando a energia for alimentada a partir do dispositivo de armazenamento de energia B ao suprimento comercial de energia 90, que será descrito mais adiante, mostram o circuito equivalente de fase zero de inversores 20 e 30 e geradores motores MG1 e MG2 da Figura 1. No circuito equivalente de fase zero, em cada um dos inversores 20 e 30, três transistores do braço superior podem ser considerados no mesmo estado de comutação (todos ligados ou todos desligados), e três transistores do braço inferior podem ,também, ser considerados no mesmo estado de comutação. Portanto, nas Figuras 9 a 14, os transistores npn Q11, Q13 e Q15 do in-versor 20 são coletivamente representados por um braço superior 20A, e os transistores npn Q12, Q14 e Q16 do inversor 20 são coletivamente representados por um braço inferior 20B. Além disso, os transistores npn Q21, Q23 e Q25 são coletivamente representados por um braço superior 30A, e os transistores npn Q22, Q24 e Q26 são coletivamente representados por um braço inferior 30B.

[00112] As Figuras 9 e 10 mostram o fluxo de corrente no quarto quadrante da Figura 8. Reportando-se à Figura 9, na Modalidade 1, realiza-se a operação PWM do inversor 20 com base na tensão de comando de fase zero EO conforme mostrado na Figura 4 e o inversor 30 não recebe a tensão de comando de fase zero EO. Portanto, no circuito equivalente de fase zero, o inversor 30 encontra-se normalmente no estado desligado.

[00113] Quando o braço superior 20A do inversor 20 for desligado e o braço inferior 20B for ligado, uma corrente flui a partir do suprimento comercial de energia 90 através do ponto neutro N1, braço inferior 20B, linha terrestre SL, braço inferior 30B do inversor 30 e ponto neutro N2.

[00114] Reportando-se à Figura 10, quando o braço inferior 20B do inversor 20 estiver desligado e o braço superior 20A estiver ligado, a energia armazenada na impedância 152 (indutância de vazamento de geradores motores MG1 e MG2) é descarregada, e uma corrente flui através do braço superior 20A até o dispositivo de armazenamento de energia B.

[00115] As Figuras 11 e 12 mostram o fluxo de corrente no segundo quadrante da Figura 8. Reportando-se à Figura 11, quando o braço superior 20A do inversor 20 estiver ligado e o braço inferior 20B estiver desligado, uma corrente flui a partir do suprimento comercial de energia 90 através do ponto neutro N2, o braço superior 30A do inversor 30, linha de transmissão PL1, braço superior 20A e ponto neutro N1.

[00116] Reportando-se à Figura 12, quando o braço superior 20A do inversor 20 estiver desligado e o braço inferior 20B estiver ligado, a energia armazenada na impedância 152 é descarregada, e uma corrente flui através do braço superior 30A do inversor 30 até o dispositivo de armazenamento de energia B.

[00117] Anteriormente, o inversor 30 que não recebe tensão de comando de fase zero E0 é mantido normalmente desligado. No quarto quadrante, no entanto, o braço inferior 30B pode ser ligado (o braço superior 30A encontra-se desligado), e no segundo quadrante, o braço superior 30A pode ser ligado (o braço inferior 30B encontra-se desli- gado).

[00118] As Figuras 13 e 14 mostram o fluxo de corrente no momento do avanço automático a partir do dispositivo de armazenamento de energia B até o suprimento comercial de energia 90. A Figura 13 mostra o fluxo de corrente no primeiro quadrante mostrado na Figura 8. Reportando-se à Figura 13, no primeiro quadrante, o braço superior 30A do inversor 30 encontra-se desligado e o braço inferior 30B encontra-se ligado. A operação PWM do inversor 20 é realizada com base na tensão de comando de fase zero E0, e nos fluxos de corrente a partir do dispositivo de armazenamento de energia B através do braço superior 20A do inversor 20 até o suprimento comercial de energia 90.

[00119] A Figura 14 mostra o fluxo de corrente no terceiro quadrante da Figura 8. Reportando-se à Figura 14, no terceiro quadrante, o braço superior 30A do inversor 30 encontra-se ligado, e o braço inferior 30B encontra-se desligado. A operação PWM do inversor 20 é realizada com base na tensão de comando de fase zero E0, e nos fluxos de corrente a partir do dispositivo de armazenamento de energia B através do braço superior 30A do inversor 30 até o suprimento comercial de energia 90.

[00120] Embora não mostrada de maneira específica, a operação PWM do inversor 30 com base na tensão de comando de fase zero E0 também pode ser descrita de maneira semelhante.

[00121] O inversor que realiza a operação PWM com base na tensão de comando de fase zero E0 pode ser periodicamente comutado entre os inversores 20 e 30. A título de exemplo, eles podem ser comutados com base no período de tensão VAC (por exemplo, em todos poucos períodos). Portanto, a concentração de carga de qualquer um dos inversores pode ser evitada.

[00122] Conforme descrito anteriormente, na Modalidade 1, a unidade geradora de corrente de comando 62 gera uma corrente de co- mando IR que é isenta de componentes harmônicos ou componentes de flutuação do suprimento comercial de energia 90 e que pode carregar ou realizar avanço automático com o fator de potência igual a 1 em relação ao suprimento comercial de energia 90. A unidade de controle inversora 64 controla a corrente com base na corrente de comando IR e, portanto, a geração de potência ineficaz ou de correntes harmônicas derivadas dos componentes harmônicos ou componentes de flutuação pode ser contida.

[00123] Portanto, a Modalidade 1 permite um carregamento eficaz do dispositivo de armazenamento de energia B a partir do suprimento comercial de energia 90 e um avanço automático eficaz a partir do dispositivo de armazenamento de energia B até o suprimento comercial de energia 90. Além disso, mesmo quando o nível de tensão do suprimento comercial de energia 90 for comutado, uma energia elétrica constante correspondente ao valor de comando de energia de car-ga/descarga PR pode ser garantida. De maneira específica, apesar de o nível de tensão do suprimento comercial de energia 90 ser diferente de país para país, de acordo com a Modalidade 1, pode-se obter uma energia de carregamento constante e um avanço automático constante sem a necessidade de uma alteração no sistema ou na configuração. Além disso, a perda e geração de energia elétrica ineficaz devido aos componentes harmônicos e componentes de flutuação pode ser evitada, e, portanto, pode-se imaginar um dispositivo de pequenas dimensões e altamente eficiente.

[00124] Além disso, a unidade de controle inversora 64 controla a tensão de fase zero do inversor 20 com base na corrente de comando IR, e, portanto, o controle não tem influência alguma sobre o torque de geradores motores MG1 e MG2. Portanto, de acordo com a Modalidade 1, o controle de energia do suprimento comercial de energia 90 é possível sem interferir no controle de torque dos geradores motores MG1 e MG2. De maneira específica, o carregamento do dispositivo de armazenamento de energia B a partir do suprimento comercial de energia 90 e o avanço automático a partir do dispositivo de armazenamento de energia B até o suprimento comercial de energia 90 são possíveis embora os geradores motores MG1 e MG2 estejam sendo acionados.

[00125] Além disso, a unidade de controle inversora 64 controla a tensão de fase zero apenas do inversor 20 com base na corrente de comando IR e, portanto, a perda de comutação pode ser reduzida quando as voltagens de fase zero de ambos os inversores 20 e 30 estiverem controladas. Além disso, pode-se simplificar a lógica de controle.

[00126] Na Modalidade 1, troca-se energia com o suprimento comercial de energia 90 utilizando-se bobinas de três fases 12 e 14 dos geradores motores MG1 e MG2, bem como os inversores 20 e 30, e, portanto, é desnecessário proporcionar, separadamente, o dispositivo de conversão de energia dedicada. Portanto, de acordo com a Modalidade 1, o número de componentes adicionais pode ser reduzido. Como resultado, a invenção contribui para reduzir os custos, diminuir o peso e aprimorar a quilometragem do veículo híbrido 100.

Modalidade 2 [00127] Na Modalidade 1, apenas o inversor 20 (ou 30) é operado por PWM com base na tensão de comando de fase zero E0, enquanto na Modalidade 2, ambos os inversores 20 e 30 são operados por PWM.

[00128] A Modalidade 2 difere da Modalidade 1 na configuração da unidade de controle inversora, e exceto por este ponto, ela é idêntica à Modalidade 1.

[00129] A Figura 15 é um diagrama em blocos funcional detalhado da unidade de controle inversora de acordo com a Modalidade 2. Reportando-se à Figura 15, a unidade de controle inversora 64A corres- ponde à unidade de controle inversora 64 da Modalidade 1 mostrada na Figura 4, e inclui, adicionalmente, unidades de multiplicação 126 e 128 e uma unidade de subtração 130.

[00130] A unidade de multiplicação 126 multiplica a tensão de comando de fase zero E0 a partir da unidade de controle de corrente 118 por 1/2, e emite o resultado da operação à unidade de adição 120. A unidade de adição 120 adiciona o produto a partir da unidade de multiplicação 126 à tensão de comando de cada fase a partir da unidade de operação de tensão de fase 112 para o controle motor, e emite o resultado da operação à unidade de controle PWM 122.

[00131] A unidade de multiplicação 128 multiplica a tensão de comando de fase zero E0 a partir da unidade de controle de corrente 118 por 1/2, e emite o resultado da operação à unidade de subtração 130. A unidade de subtração 130 subtrai o produto da unidade de multiplicação 128 a partir da tensão de comando de cada fase a partir da unidade de operação de tensão de fase 114 para o controle motor, e emite o resultado da operação à unidade de controle PWM 124. então, com base na tensão de comando a partir da unidade de subtração 130, a unidade de controle PWM 124 gera o sinal PWM2 para, de fato, li-gar/desligar cada um dos transistores npn Q21 a Q26 do inversor 30, e emite o sinal PWM2 gerado a cada um dos transistores npn Q21 a Q26 do inversor 30.

[00132] De maneira específica, na unidade de controle inversora 64A, aplica-se um comando obtido multiplicando-se a tensão de comando de fase zero E0 a partir da unidade de controle de corrente 118 por 1/2 à unidade de controle PWM 122 do inversor 20, e um comando correspondente ao comando aplicado à unidade de controle PWM 122 do inversor 20 com o sinal invertido é aplicado à unidade de controle PWM 124 do inversor 30. De maneira específica, quando a diferença de tensão for gerada ao longo dos pontos neutros N1 e N2 com base na tensão de comando de fase zero EO a partir da unidade de controle de corrente 118, a carga de tensão é compartilhada pelos inversores 20 e 30.

[00133] A Figura 16 é um diagrama de formas de onda que mostra sinais PWM1 e PWM2 gerados pela unidade de controle inversora 64A mostrada na Figura 15 e a diferença de tensão gerada ao longo dos pontos neutros N1 e N2 em resposta aos sinais PWM1 e PWM2. A Figura 16 mostra um exemplo em que o controle de torque dos geradores motores MG1 e MG2 não é realizado.

[00134] Reportando-se à Figura 16, um sinal de onda triangular k1 consiste em um sinal portador, com uma frequência portadora pré-ajustada. A amplitude do sinal triangular k1 é determinada de acordo com a tensão VDC a partir do sensor de tensão 72. Uma curva k2 é a tensão de comando de fase zero aplicada à unidade de controle PWM 122 correspondente ao inversor 20. Uma curva k3, em linhas pontilhadas, é a tensão de comando de fase zero aplicada à unidade de controle PWM 124 correspondente ao inversor 30. A curva k3 é uma versão com sinal invertido da curva k2, conforme descrito anteriormente.

[00135] A unidade de controle PWM 122 compara a curva k2 ao sinal de onda triangular k1, e gera um sinal PWN com formato de pulso cujo valor de tensão varia de acordo com a relação de magnitude entre a curva k2 e o sinal de onda triangular k1. A unidade de controle PWM 122 emite o sinal PWM gerado como o sinal PWM1 ao inversor 20, e os braços das respectivas fases do inversor 20 se comutam em sincronia entre si, em resposta ao sinal PWM1.

[00136] A unidade de controle PWM 124 compara a curva k3 ao sinal de onda triangular k1, e gera um sinal PWM com formato de pulso cujo valor de tensão varia de acordo com a relação de magnitude entre a curva k3 e o sinal de onda triangular k1. A unidade de controle PWM 124 emite o sinal PWM gerado como o sinal PWM2 ao inversor 30, e os braços das respectivas fases do inversor 30 se comutam em sincronia entre si, em resposta ao sinal PWM2.

[00137] Então, a diferença de tensão entre a tensão VN1 no ponto neutro N1 e a tensão VN2 no ponto neutro N2 se altera conforme mostrado na figura. A forma de onda da diferença de tensão entre os pontos neutros N1 e N2 tem uma frequência duas vezes a frequência da Modalidade 1 em que apenas um dos inversores 20 e 30 é operado por PWM (quando apenas um dos inversores 20 e 30 é operado por PWM, a forma de onda de tensão do ponto neutro N1, N2 seria igual a do sinal PWM1 ou PWM2), [00138] Anteriormente, a tensão de comando de fase zero EO a partir da unidade de controle de corrente 118 é multiplicada por 1/2 em cada unidade de multiplicação 126 e 128, de tal modo que a carga de tensão para gerar a diferença de tensão entre os pontos neutros N1 e N2 seja uniforme mente compartilhada pelos inversores 20 e 30. Os inversores 20 e 30 podem emitir diferentes cargas de tensão. A título de exemplo, a tensão de comando de fase zero E0 a partir da unidade de controle de corrente 118 pode ser multiplicada por k (0 < k < 1) na unidade de multiplicação 126 e pode ser multiplicada por (1-k) na unidade de multiplicação 128, com o valor k ajustado de modo a tornar menor o compartilhamento do inversor que corresponde ao gerador motor que gera tensão eletromotriz retrógrada.

[00139] De acordo com a Modalidade 2, uma forma de onda de uma tensão ao longo dos pontos neutros N1 e N2 se torna regular, e, portanto, as correntes harmônicas na corrente IAC podem ser reduzidas, Além disso, a energia e o ruído ineficazez também podem ser reduzidos, e a corrente de entrada/saída proveniente do dispositivo de armazenamento de energia B também é uniformizada.

Modificação 1 da Modalidade 2 [00140] Anteriormente, as voltagens de comando de fase zero ten- do sinais opostos entre si são aplicadas à unidade de controle PWM 122 correspondente ao inversor 20 e a unidade de controle PWM 124 correspondente ao inversor 30, respectivamente. Também é possível, no entanto, aplicar voltagens de comando de fase zero com o mesmo sinal às unidades de controle PWM 122 e 124 e, para utilizar um sinal obtido invertendo-se o sinal de um sinal portador usado para a unidade de controle PWM 122 como um sinal portador para a unidade de controle PWM 124.

[00141] A Figura 17 é um diagrama de formas de onda de sinais PWM1 e PWM2 e a diferença de tensão gerada ao longo dos pontos neutros N1 e N2 em resposta aos sinais PWM1 e PWM2, na Modificação 1 da Modalidade 2. Reportando-se à Figura 17, a geração de sinal PWM1 é igual à geração de sinal da Modalidade 2 mostrada na Figura 16.

[00142] O sinal de onda triangular k4 representa um sinal portador usado na unidade de controle PWM 124 correspondente ao inversor 30, que é a versão com sinal invertido do sinal de onda triangular k2 usado na unidade de controle PWM 122 correspondente ao inversor 20.

[00143] A unidade de controle PWM 124 compara a curva k2 com o sinal de onda triangular k4, e gera um sinal PWM com formato de pulso cujo valor de tensão varia de acordo com a relação de magnitude entre a curva k2 e o sinal de onda triangular k4. A unidade de controle PWM 124 emite o sinal PWM gerado como o sinal PWM2 ao inversor 30.

[00144] Na Modificação 1 da Modalidade 2, a forma de onda do sinal PWM2 é igual ao sinal PWM2 de acordo com a Modalidade 2 mostrada na Figura 16 e, portanto, a forma de onda da diferença de tensão entre a tensão VN1 no ponto neutro N1 e a tensão VN2 no ponto neutro N2 é igual a da Modalidade 2.

Modificação 2 da Modalidade 2 [00145] Na Modificação 2 da Modalidade 2, um dos inversores 20 e 30 é operado complementarmente ao outro. De maneira específica, na Modificação 2, o sinal do sinal PWM1 gerado utilizando-se a tensão de comando de fase zero e o sinal portador é invertido, de modo a gerar o sinal PWM2.

[00146] A Figura 18 é um diagrama da forma de ondas que representa os sinais PWM1 e PWM2 e a diferença de tensão gerada ao longo dos pontos neutros N1 e N2 em resposta aos sinais PWM1 e PWM2, de acordo com a Modificação 2 da Modalidade 2. Reportando-se à Figura 18, a geração do sinal PWM1 correspondente ao inversor 20 é igual a da Modalidade 2 mostrada na Figura 16. O sinal PWM2 correspondente ao inversor 30 é a versão com sinal invertido do sinal PWM1 correspondente ao inversor 20.

[00147] O sinal PWM2 pode ser gerado utilizando-se a tensão de comando de fase zero e o sinal portador, e o sinal PWM1 pode ser gerado invertendo-se o sinal do sinal PWM2 gerado, [00148] Na Modificação 2 da Modalidade 2, o sinal PWM2 é gerado com base no sinal PWM1. Portanto, a carga de operação pode ser reduzida, Portanto, de acordo com a Modificação 2 da Modalidade 2, a carga de tensão quando a diferença de tensão for gerada ao longo dos pontos neutros N1 e N2 pode ser compartilhada pelos inversores 20 e 30 enquanto se realiza em controle mãos fácil.

Modalidade 3 [00149] Com a finalidade de que a quantidade de controle siga a entrada almejada sem um desvio estacionário, é necessário que um circuito fechado do sistema de controle contenha um modelo de geração de entrada almejada (princípio de modelo interno). Portanto, na Modalidade 3, descreve-se uma configuração em que a utilização do fato de que a corrente de comando IR é uma função senoidal, um mo- delo de corrente de comando IR (modelo interno) está incluído no circuito fechado do sistema de controle de corrente.

[00150] A Modalidade 3 é diferente da Modalidade 1 ou 2 na configuração da unidade de controle de corrente na unidade de controle inversora e, exceto por este ponto, a configuração é igual à configuração da Modalidade 1 ou 2.

[00151] A Figura 19 é um diagrama em blocos de controle que representa uma configuração da unidade de controle de corrente de acordo com a Modalidade 3. Reportando-se à Figura 19, a unidade de controle de corrente 118A inclui uma unidade de controle PI 202, uma unidade de compensação de modelo interno 204 e uma unidade de adição 206.

[00152] A unidade de controle PI 202 realiza uma operação integral proporcional que utiliza como um sinal de entrada o desvio entre a corrente de comando IR a partir da unidade geradora de corrente de comando 62 e uma corrente IAC a partir do sensor de corrente 86, e emite o resultado à unidade de adição 206.

[00153] A unidade de compensação de modelo interno 204 inclui um modelo de onda senoidal, já que a corrente de comando IR é uma função senoidal. A unidade de compensação de modelo interno 204 opera um sinal de compensação que utiliza o modelo senoidal, e emite o sinal de compensação calculado à unidade de adição 206.

[00154] A unidade de adição 206 adiciona o sinal de compensação a partir da unidade de compensação de modelo interno 204 ao sinal de saída a partir da unidade de controle PI 202, e emite o resultado da operação como a tensão de comando de fase zero E0.

[00155] Na unidade de controle de corrente 118, um modelo de onda senoidal é incluído no circuito fechado do sistema de controle de corrente, já que a corrente de comando IR é uma função senoidal e, portanto, o desvio entre a corrente de comando IR e a corrente IAC pode ser removido sem o aumento até certo grau de ganho da unidade de controle PI 202.

[00156] A Figura 20 é um diagrama em blocos de controle que mostra uma configuração exemplar da unidade de compensação de modelo interno 204 mostrado na Figura 19. Reportando-se à Figura 20, a unidade de compensação de modelo interno 204 inclui uma função de transmissão senoidal. No presente documento, ω representa a frequência da corrente de comando IR, e, de maneira específica, é igual à frequência da onda senoidal gerada pela unidade geradora de onda senoidal 106 da unidade geradora de corrente de comando 62 mostrada na Figura 3, e k é uma constante de proporcionalidade.

[00157] A Figura 21 é um diagrama em blocos de controle que representa outra configuração exemplar da unidade de compensação de modelo interno 204 mostrada na Figura 19. Reportando-se à Figura 21, a unidade de compensação de modelo interno 204 inclui unidades de operações de valor médio 402 e 404, uma unidade de subtração 406, uma unidade de controle PI 408 e unidades de multiplicação 410 e 412.

[00158] A unidade de operação de valor médio 402 calcula o valor médio da magnitude de corrente de comando IR. A título de exemplo, a unidade de operação de valor médio 402 opera um valor médio de metade do período (fase 0 ~ π ou π~ 2π) da corrente de comando IR. Alternativamente, a unidade de cálculo de valor médio 402 pode integrar o valor absoluto da corrente de comando IR por 1 período de vários períodos, divide o valor integrado pelo número de amostragens, e multiplica o resultado por um coeficiente de conversão, com a finalidade de encontrar o valor médio da magnitude da corrente de comando IR.

[00159] A unidade de operação de valor médio 404 calcula um valor médio da magnitude da corrente IAC a partir do sensor de corrente 86, de maneira similar à unidade de operação de valor médio 402. A uni- dade de subtração 406 subtrai um produto da unidade de operação de valor médio 404 a partir do produto da unidade de operação de valor médio 402, e emite o resultado de operação à unidade de controle PI 408. A unidade de controle PI 408 realiza uma operação integral proporcional que utiliza um desvio entre o produto a partir da unidade de operação de valor médio 402 e o produto a partir da unidade de operação de valor médio 404 como um sinal de entrada, e emite o resultado da operação à unidade de multiplicação 412.

[00160] A unidade de multiplicação 410 multiplica uma função de onda senoidal da mesma fase da tensão do suprimento comercial de energia 90 por V2 e emite o resultado à unidade de multiplicação 412. No presente documento, a função senoidal na fase com a tensão do suprimento comercial de energia 90 pode ser obtida a partir da unidade geradora de onda senoidal 106 da unidade geradora de corrente de comando 62. A unidade de multiplicação 412 multiplica o produto a partir da unidade de controle PI 408 pelo produto da unidade de multiplicação 410, e emite o resultado da operação à unidade de adição 206.

[00161] Desta forma, de acordo com a Modalidade 3, a unidade de compensação de modelo interno 204 inclui um modelo de onda senoidal em correspondência à corrente de comando IR que consiste em uma função senoidal e, portanto, o controle de corrente sem um desvio de estado estacionário em relação à corrente de comando IR se torna possível. Consequentemente, o valor de corrente de comando pode ser mais bem seguido, um aprimoramento na estabilidade, vigor e resposta de controle. Como resultado, pode-se reduzir a energia ineficaz e as correntes harmônicas, imaginando-se um dispositivo de pequenas dimensões e altamente eficiente.

[00162] Além disso, já que se proporciona a unidade de compensação de modelo interno 204, o ganho de controle da unidade de contro- le PI 202 pode ser reduzido e, a partir deste aspecto, também, a estabilidade de controle de corrente pode ser aprimorada.

Modalidade 4 [00163] No controle da comutação dos inversores, proporciona-se, genericamente, um tempo morto de modo a evitar um ligamento simultâneo dos braços superiores e inferiores. Devido à influência do tempo morto, a distorção na forma de onda ocorre periodicamente próxima ao ponto de cruzamento de zero de corrente IAC. Particularmente em um inversor de alta potência usado em veículos que utilizam energia elétrica, como um veículo híbrido, o tempo morto é, frequentemente, ajustado como grande e, nesse caso, ocorre uma distorção considerável. A Modalidade 4 visa reduzir a distorção na forma de onda periodicamente gerada pela influência do tempo morto do inversor.

[00164] A Figura 22 mostra a distorção na forma de onda periodicamente gerada pela influência do tempo morto dos inversores 20 e 30. Reportando-se à Figura 22, a ordenada e a abscissa representam a corrente e o tempo, respectivamente, e a alteração de tempo da corrente de comando IR e o valor real da corrente IAC são graficamente representados.

[00165] Pela influência do tempo morto dos inversores 20 e 30, a forma de onda da corrente IAC é periodicamente distorcida próxima ao ponto de cruzamento de zeros nos momentos tO, t3 e t4, e a distorção se torna menor afastada dos pontos de cruzamento de zeros. No controle PI geral, por exemplo, quando se aumenta o ganho de controle até uma distorção reprimida próxima ao ponto de cruzamento de zero, ocorre excesso ou oscilação, tornando possivelmente o controle instável. Quando o ganho é diminuído, por outro lado, a distorção próxima ao ponto de cruzamento de zero não pode ser suficientemente evitada.

[00166] Portanto, com base em um desvio Al(0ac1) entre a corrente de comando IR e a corrente IAC em um ponto de tempo t1 correspon- dente a uma determinada fase 0ac1, calcula-se uma quantidade de compensação, e a quantidade calculada de compensação é produzida no ponto de tempo t5 correspondente à fase 0ac1 após 1 período. Então, com base em um desvio Al(0ac2) (não mostrado) entre a corrente de comando IR e a corrente IAC em um ponto de tempo t2 correspondente a uma determinada fase 0ac2, calcula-se uma quantidade de compensação e a quantidade calculada é produzida em um ponto de tempo t6 correspondente à fase 0ac2 após 1 período. Esse controle é executado repetidamente fase após fase.

[00167] Em outras palavras, a quantidade de compensação é calculada com base no desvio entre a corrente de comando IR e a corrente IAC de exatamente uma fase anterior. Essa operação é repetidamente executada, de acordo com a fase 0ac da corrente de comando IR. De maneira específica, o controle repetido determina a quantidade de compensação na mesma fase do próximo período com base no desvio do período anterior e, portanto, é eficaz em evitar um distúrbio periódico gerado próximo a todo ponto de cruzamento de zero devido à influência do tempo morto do inversor.

[00168] A Modalidade 4 é diferente da Modalidade 1 ou 2 na configuração da unidade de controle de corrente na unidade de controle inversora, e exceto por este ponto, ela é igual às Modalidade 1 ou 2.

[00169] A Figura 23 é um diagrama em blocos de controle que mostra a configuração da unidade de controle de corrente de acordo com a Modalidade 4. Reportando-se à Figura 23, a unidade de controle de corrente 118B inclui uma tabela de armazenamento de desvio de corrente 212 e uma tabela de ganho 214. A tabela de armazenamento de desvio de corrente 212 recebe o desvio entre a corrente de comando IR e a corrente IAC a partir do sensor de corrente 86 a partir da unidade de subtração 116, e recebe a fase 0ac da corrente de comando IR. Com a fase 0ac, pode-se utilizar a fase detectada na unidade de de- tecção de fase 104 da unidade geradora de corrente de comando 62.

[00170] A tabela de armazenamento de desvio de corrente 212 armazena os valores ΔΙ(0) ~ ΔΙ(359) de cada fase (por exemplo, cada grau) de desvio ΔΙ entre a corrente de comando IR e a corrente IAC. Após armazenar cada um dos desvios ΔΙ(0) ~ ΔΙ(359) de um período, a tabela de armazenamento de desvio de corrente 212 lê o valor armazenado de acordo com a fase Oac e emite a tabela de ganho 214.

[00171] A tabela de ganho 214 armazena o ganho de controle PI de cada fase (por exemplo, cada grau). De acordo com a fase Oac, tabela de ganho 214 multiplica o produto da tabela de armazenamento de desvio de corrente 212 pelo ganho de controle PI correspondente para calcular a quantidade de compensação e, emite o resultada da operação como a tensão de comando de fase zero E0.

[00172] Anteriormente, o desvio ΔΙ entre a corrente de comando IR e a corrente IAC é armazenado fase por fase. Também pode ser possível armazenar a corrente de comando IR fase por fase, e a partir da leitura de corrente de comando após um período, a corrente IAC pode ser subtraída e o resultado pode ser produzido à tabela de ganho 214.

[00173] Conforme descrito anteriormente, de acordo com a Modalidade 4, a distorção na forma de onda de corrente causada por distúrbios periodicamente gerados incluindo a influência do tempo morto dos inversores 20 e 30 pode ser contida. Como resultado, a controlabilida-de de corrente aprimora a geração de energia ineficaz ou pode-se evitar uma corrente harmônica. Portanto, o carregamento eficaz do dispositivo de armazenamento de energia B e o avanço automático eficaz ao suprimento comercial de energia 90 podem ser realizados. Modalidade 5 [00174] Nas Modalidades 1 a 4 descritas anteriormente, a tensão de comando de fase zero E0 gerada pela unidade de controle de corrente é aplicada a cada fase do inversor 20 e/ou 30. De maneira espe- cífica, no inversor 20 e/ou 30, realiza-se um controle coletivo (síncro-no) de três fases de corrente IAC pela unidade de controle inversora. Quando as impedâncias de fases respectivas do inversor estiverem dificilmente balanceadas, no entanto, o fluxo de correntes através das bobinas de fases respectivas seria dificilmente balanceada, induzindo possivelmente o torque. Portanto, na Modalidade 5, proporciona-se a unidade de controle de corrente para cada fase dos inversores 20 e 30, e o controle de corrente é realizado independentemente para cada fase, de tal modo que correntes iguais fluam através das bobinas de fases respectivas.

[00175] A Modalidade 5 difere das Modalidades 1 a 4 na configuração da unidade de controle inversora, e exceto por este ponto, ela é igual às Modalidades 1 a 4.

[00176] A Figura 24 é um diagrama em blocos funcional detalhado da unidade de controle inversora de acordo com a Modalidade 5. Reportando-se à Figura 24, uma unidade de controle inversora 64B corresponde à configuração da unidade de controle inversora 64 da Modalidade 1 mostrada na Figura 4, e, inclui, ao invés da unidade de subtração 116 e da unidade de controle de corrente 118, uma unidade de multiplicação 222, unidades de subtração 224, 228 e 232 e unidades de controle de corrente 226, 230 e 234.

[00177] A unidade de multiplicação 222 multiplica a corrente de comando IR por 1/3 e emite o resultado. A unidade de subtração 224 subtrai a corrente de fase em U Iu1 proveniente do sensor de corrente 82 a partir do produto da unidade de multiplicação 222, e emite o resultado da operação à unidade de controle de corrente 226. A unidade de controle de corrente 226 gera, com base no produto a partir da unidade de subtração 224, a tensão de comando de fase zero EOu para a fase em U, para que a corrente de fase em U Iu1 siga o comando de 1/3 vez a corrente de comando IR, e emite a tensão de comando de fase zero EOu gerada para a fase em U à unidade de adição 120.

[00178] A unidade de subtração 228 subtrai a corrente de fase em V Iv1 proveniente do sensor de corrente 82 a partir do produto da unidade de multiplicação 222, e emite o resultado da operação à unidade de controle de corrente 230. A unidade de controle de corrente 230 gera, com base no produto a partir da unidade de subtração 228, a tensão de comando de fase zero EOv para a fase em V, para que a corrente de fase em V Iv1 siga o comando de 1/3 vez a corrente de comando IR, e emite a tensão de comando de fase zero EOv gerada para a fase em V à unidade de adição 120.

[00179] A unidade de subtração 232 subtrai a corrente de fase em W Iw1 proveniente do sensor de corrente 82 a partir do produto da unidade de multiplicação 222, e emite o resultado da operação à unidade de controle de corrente 234. A unidade de controle de corrente 234 gera, com base no produto a partir da unidade de subtração 232, a tensão de comando de fase zero EOw para a fase em W, para que a corrente de fase em W Iw1 siga o comando de 1/3 vez a corrente de comando IR, e emite a tensão de comando de fase zero EOw gerada à unidade de adição 120.

[00180] As unidades de controle de corrente 226, 230 e 234 são ativadas quando o sinal CA estiver ativo, e quando o sinal CA estiver inativo, as unidades emitem as voltagens de comando de fase zero EOu, EOv e EOw de 0, respectivamente.

[00181] A unidade de adição 120 adiciona voltagens de comandos de fases em U, V e W a partir da unidade de operação de tensão de fase 112 para o controle motor às voltagens de comando de fase zero EOu, EOv e EOw, respectivamente, e emite o resultado da operação à unidade de controle PWM 122.

[00182] Na unidade de controle inversora 64B, para controlar a corrente IAC, proporcionam-se as unidades de controle de corrente 226, 230 e 234 para fases em U, V e W, respectivamente, e a corrente é controlada de tal modo que cada uma das correntes de fase em U, V e W siga o comando de 1/3 vez a corrente de comando IR. Portanto, na geração de corrente IAC, a corrente da mesma fase e mesma quantidade é induzida a fluir através da bobina de cada fase, e, portanto, não se gera nenhum torque no gerador motor MG1.

[00183] Anteriormente, as unidades de controle de corrente 226, 230 e 234 de fases respectivas podem ser implementadas por controle PI geral ou elas podem ser formadas de maneira similar às unidades de controle de corrente 118A e 118B das Modalidades 3 e 4. Além disso, as voltagens de comando de fase zero EOu, EOv e EOw podem ser adicionadas às voltagens de comando de fases respectivas a partir da unidade de operação de tensão de fase 114 para o controle motor.

[00184] Conforme descrito anteriormente, de acordo com a Modalidade 5, na geração de corrente IAC, o controle de corrente é realizado independentemente para cada fase. Portanto, mesmo quando as im-pedâncias de fases respectivas do gerador motor MG1 estiverem dificilmente balanceadas, a corrente da mesma fase e mesma quantidade é induzida a fluir através da bobina de cada fase. Portanto, de acordo com a Modalidade 5, a geração de torque no gerador motor MG1 pode certamente ser evitada em geração de corrente IAC.

Modalidade 6 [00185] Nas Modalidades 1 a 5 descritas anteriormente, a tensão VDC não é controlada. Quando a tensão VDC é constantemente controlada, torna-se possível carregar o dispositivo de armazenamento de energia B com tensão constante, e, portanto, torna-se possível um rápido carregamento ou ajuste de padrão de corrente de acordo com o estado do dispositivo de armazenamento de energia B. Na Modalidade 6, adiciona-se um sistema de controle de tensão que serve para ajustar a tensão VDC a um valor almejado.

[00186] A Modalidade 6 é diferente das Modalidades 1 a 5 na configuração da unidade geradora de corrente de comando, e exceto por este ponto, ela é igual às Modalidades 1 a 5.

[00187] A Figura 25 é um diagrama em blocos funcional detalhado da unidade geradora de corrente de comando de acordo com a Modalidade 6. Reportando-se à Figura 25, a unidade geradora de corrente de comando 62A corresponde à unidade geradora de corrente de comando 62 da Modalidade 1 mostrada na Figura 3, e inclui, adicionalmente, uma unidade de ajuste de tensão de comando de entrada do inversor, uma unidade de subtração 254, uma unidade de controle PI 256 e uma unidade de adição 258.

[00188] A unidade de ajuste de tensão de comando de entrada do inversor 252 ajusta uma tensão almejada VDCR da tensão VDC, com base na tensão VB do dispositivo de armazenamento de energia B e na tensão VAC do suprimento comercial de energia 90. A título de exemplo, a unidade de ajuste de tensão de comando de entrada do inversor 252 ajusta a tensão almejada VDCR a um valor maior que a tensão de pico da tensão VAC e maior que a tensão VB. Se a tensão almejada VDCR for muito alta, a perda nos inversores 20 e 30 aumenta e, portanto, a tensão almejada VDCR é ajustada a um valor apropriado em consideração à perda nos inversores 20 e 30. A tensão VB do dispositivo de armazenamento de energia B é detectada por um sensor de tensão, não mostrado.

[00189] A unidade de subtração 254 subtrai a tensão VDC a partir da tensão almejada VDCR ajustada pela unidade de ajuste de tensão de comando de entrada do inversor 252, e emite o resultado da operação à unidade de controle PI 256. A unidade de controle PI 256 realiza uma operação de integração proporcional que utiliza o produto da unidade de subtração 254 como um sinal de entrada, e emite o resultado da operação à unidade de adição 258. A unidade de adição 258 adiei- ona o resultado da operação da unidade de controle PI 256 ao valor de comando de potência de carga/descarga PR e emite o resultado da operação à unidade de divisão 108.

[00190] Na unidade geradora de corrente de comando 62A, corrige-se uma energia de comando de carga/descarga de tal modo que a tensão VDC siga a tensão almejada VDCR, e, com base na energia de comando de carga/descarga corrigida, calcula-se a corrente de comando IR. A resposta no sistema de controle de tensão se aprimora quando o ganho de controle da unidade de controle PI 256 for aumentado. Quando a resposta do sistema de controle de tensão for muito alta, a energia de comando de carga/descarga flutua consideravelmente e, como resultado, pode causar a geração de ondas harmônicas. Essa possibilidade também deve ser levada em consideração.

[00191] Conforme descrito anteriormente, na Modalidade 6, adiciona-se o sistema de controle de tensão que serve para controlar a tensão VDC e, portanto, o dispositivo de armazenamento de energia B pode ser carregado com tensão constante. Portanto, de acordo com a Modalidade 6, pode-se realizar um controle adequado para um carregamento rápido. Além disso, é possível ajustar um padrão de corrente IAC de acordo com o estado do dispositivo de armazenamento de energia B ou o nível de tensão do suprimento comercial de energia 90. Portanto, a eficiência de carregamento do dispositivo de armazenamento de energia B pode ser aprimorada. Além disso, já que a tensão VDC é controlada, a controlabilidade dos inversores 20 e 30 se aprimora, e como resultado, pode-se reduzir perdas, ondas harmônicas e correntes ineficazes. Ademais, a degradação do dispositivo de armazenamento de energia B pode ser contida.

Modalidade 7 [00192] Na Modalidade 7, proporciona-se um conversor suplementar entre o dispositivo de armazenamento de energia B e os inversores 20 e 30. Em consideração ao desempenho de controle e eficiência de conversão dos inversores 20 e 30, a tensão VDC é ajustada em um nível apropriado pelo conversor suplementar.

[00193] A Figura 26 é um diagrama em blocos geral de um veículo híbrido mostrado com um exemplo do veículo de acordo com a Modalidade 7. Reportando-se à Figura 26, o veículo híbrido 100A tem a configuração do veículo híbrido 100 de acordo com a Modalidade 1 mostrada na Figura 1 e inclui, adicionalmente, um conversor suplementar 10, uma linha de transmissão PL2, um capacitor C3, um sensor de tensão 76 e um sensor de corrente 88 e, ao invés da ECU 60, ele inclui uma ECU 60A.

[00194] O dispositivo de armazenamento de energia B tem seu eletrodo positivo e seu eletrodo negativo conectados à linha de transmissão PL2 e à linha terrestre SL, respectivamente. O capacitor C3 fica conectado entre a linha de transmissão PL2 e a linha terrestre SL. O conversor suplementar 10 inclui um reator L, transistores npn Q1 e Q2, e diodos D1 e D2. Os transistores npn Q1 e Q2 são conectados em série entre a linha de transmissão PL1 e a linha terrestre SL. Entre o coletor e o emissor dos transistores npn Q1 e Q2, ficam conectados os diodos D1 e D2, respectivamente, de modo a fazer com que uma corrente flua a partir do lado emissor até o lado coletor. O reator L tem uma extremidade conectada a um nó entre os transistores npn Q1 e Q2, e a outra extremidade conectada à linha de transmissão PL2.

[00195] Com base em um sinal PWC proveniente da ECU 60A, o conversor suplementar 10 amplifica uma tensão CC recebida a partir do dispositivo de armazenamento de energia B utilizando-se o reator L, e emite a tensão amplificada ao capacitor C1. De maneira específica, o conversor suplementar 10 amplifica a tensão CC a partir do dispositivo de armazenamento de energia B acumulando-se a corrente que flui em resposta à operação de comutação do transistor npn Q2 como uma energia de campo magnético no reator L, com base no sinal PWC proveniente da ECU 60A. Além disso, o conversor suplementar 10 emite a tensão amplificada à linha de transmissão PL1 através do dio-do D1, em sincronização com o transistor npn Q2. Além disso, com base no sinal PWC proveniente da ECU 60A, o conversor suplementar 10 diminui a tensão CC fornecida a partir da linha de transmissão PL1 e a emite à linha de transmissão PL2, com a finalidade de carregar o dispositivo de armazenamento de energia B.

[00196] O capacitor C3 suaviza a flutuação de tensão entre a linha de transmissão PL2 e a linha terrestre SL. O sensor de tensão 76 detecta a tensão VB do dispositivo de armazenamento de energia B, e emite a tensão VB detectada a ECU 60A. O sensor de corrente 88 detecta a corrente IB de entrada/saída a partir do dispositivo de armazenamento de energia B, e emite a corrente IB detectada a ECU 60A.

[00197] A Figura 27 é um diagrama em blocos funcional da ECU 60A mostrada na Figura 26. Reportando-se à Figura 27, a ECU 60A tem a configuração da ECU 60 mostrada na Figura 2, e inclui, adicionalmente, uma unidade de controle conversora 66. Com base nos valores de controle de torque TR1 e TR2 e nos números de rotação do motor MRN1 e MRN2 dos geradores motores MG1 e MG2 recebidos a partir do veículo ECU, a tensão VB proveniente do sensor de tensão 76, a tensão VDC proveniente do sensor de tensão 72, a tensão VAC proveniente do sensor de tensão 74 e no sinal CA, a unidade de controle conversora 66 gera o sinal PWC para ligar/desligar os transistores npn Q1 e Q2 do conversor suplementar 10, e emite o sinal PWC gerado ao conversor suplementar 10.

[00198] A Figura 28 é um diagrama em blocos funcional detalhado da unidade de controle conversora 66 mostrada na Figura 27. Reportando-se à Figura 28, a unidade de controle conversora 66 inclui uma unidade de operação de tensão de comando de entrada do inversor 302, uma unidade de subtração 304, uma unidade de controle FB 306 e uma unidade de controle de porta 308.

[00199] A unidade de operação de tensão de comando de entrada do inversor 302 opera, quando o sinal CA estiver inativo, o valor ótimo (almejado) VDCR da tensão de entrada do inversor com base nos valores de controle de torque TR1 e TR2 e nos números de rotação do motor MRN1 e MRN2, e emite a tensão de comando operada VDCR à unidade de subtração 304.

[00200] Além disso, a unidade de operação de tensão de comando de entrada do inversor 302 ajusta, quando o sinal CA estiver inativo, a tensão de comando VDCR com base na tensão VB do dispositivo de armazenamento de energia B e na tensão VAC do suprimento comercial de energia 90. A título de exemplo, a unidade de operação de tensão de comando de entrada do inversor 302 ajusta a tensão almejada VDCR a um valor maior que o pico de tensão VAC e maior que a tensão VB, como a unidade de ajuste de tensão de comando de entrada do inversor 252 da Modalidade 6.

[00201] A unidade de subtração 304 subtrai a tensão VDC a partir da tensão de comando VDCR produzida a partir da unidade de operação de tensão de comando de entrada do inversor 302, e emite o resultado da operação à unidade de controle FB 306. A unidade de controle FB 306 realiza uma operação de retroalimentação (como a operação integral proporcional) para ajustar a tensão VDC para a tensão de comando VDCR, e emite o resultado da operação à unidade controle de porta 308.

[00202] A unidade de controle de porta 308 opera uma razão de serviço que serve para ajustar a tensão VDC para a tensão de comando VDCR com base nas voltagens VB e VDC. Então, a unidade de controle de porta 308 gera o sinal PWM para ligar/desligar os transistores npn Q1 e Q2 do conversor suplementar 10 com base na razão de serviço operada, e emite o sinal PWM gerado como o sinal PWC aos transistores npn Q1 e Q2 do conversor suplementar 10.

[00203] Aumentando-se o serviço do transistor Q2 do braço inferior do inversor amplificado 10, o acúmulo de energia no reator L aumenta, e, portanto, a tensão VDC pode-se tornar maior. Aumentando o serviço do transistor npn Q1 do braço superior, a tensão VDC diminui. Portanto, controlando a razão de serviço dos transistores npn Q1 e Q2, a tensão VDC pode ser ajustada para um valor arbitrário não menor que a tensão VB.

[00204] Conforme descrito anteriormente, de acordo com a Modalidade 7, proporciona-se o conversor suplementar 10 e a tensão VDC é ajustada à tensão almejada VDCR. Portanto, a controlabilidade e eficiência de conversão dos inversores 20 e 30 podem ser otimizadas. Como resultado, um carregamento mais eficaz do dispositivo de armazenamento de energia B a partir do suprimento comercial de energia 90 e um avanço automático mais eficaz a partir do dispositivo de armazenamento de energia B ao suprimento comercial de energia 90 se tornam possíveis.

[00205] A Modalidade 7 obtém efeitos similares aos efeitos da Modalidade 6 e, além disso, pode-se obter um grau de liberdade maior do que o da Modalidade 6, visto que o sistema de controle de corrente, que serve para controlar a corrente IAC, e o sistema de controle de tensão, que serve para controlar a tensão VDC, são proporcionados separadamente.

Modalidade 8 [00206] Quando a corrente IB ligada/desligada a partir do dispositivo de armazenamento de energia B flutuar, a perda no componente de resistência do dispositivo de armazenamento de energia B e no componente de resistência do reator L do conversor suplementar 10 aumenta, e a eficiência de carga/descarga do dispositivo de armazena- mento de energia B diminui. Portanto, na Modalidade 8, adiciona-se um sistema de controle de corrente capaz de reduzir a flutuação (movimento de pulsação) da corrente IB à configuração da Modalidade 7.

[00207] A Modalidade 8 é diferente da Modalidade 7 na configuração da unidade de controle conversora e, exceto por este ponto, ela é igual à Modalidade 7.

[00208] A Figura 29 é um diagrama em blocos funcional detalhado da unidade de controle conversora de acordo com a Modalidade 8. Reportando-se à Figura 29, a unidade de controle conversora 66A tem uma configuração de unidade de controle conversora 66 de acordo com a Modalidade 7 mostrada na Figura 28, e inclui, adicionalmente, uma unidade de divisão 310, uma unidade de adição 312, uma unidade de subtração 314 e uma unidade de controle PI 316.

[00209] A unidade de divisão 310 divide o produto da unidade de controle FB 306 pela tensão VB proveniente do sensor de tensão 76. A unidade de adição 312 adiciona uma corrente de comando IBR liga-da/desligada a partir dispositivo de armazenamento de energia B ao produto da unidade de divisão 310. A corrente de comando IBR pode ser obtida, por exemplo, dividindo-se o valor de comando de energia de carga/descarga PR pela tensão VB.

[00210] A unidade de subtração 314 subtrai a corrente IB proveniente do sensor de corrente 88 a partir do produto da unidade de adição 312 e emite o resultado da operação à unidade de controle PI 316. A unidade de controle PI 316 realiza uma operação integral proporcional que utiliza o produto da unidade de subtração 314 como um sinal de entrada, e emite o resultado da operação à unidade de controle de porta 308.

[00211] Na unidade de controle conversora 66A, a unidade de controle PI 316 controla a corrente IB de tal modo que ela fique mais próxima à corrente de comando IBR. Quando a controlabilidade da cor- rente IB se tornar muito alta (quando o ganho de controle da unidade de controle PI 316 for ajustado muito alto), a controlabilidade da tensão VDC diminui. Se o capacitor C1 tiver capacidade e tensão suficiente, a flutuação de tensão VDC pode ser evitada, até certo ponto, pelo capacitor C1, uma maior controlabidade da corrente IB contribui para aprimorar a eficiência de carga/descarga do dispositivo de armazenamento de energia B.

[00212] Conforme descrito anteriormente, de acordo com a Modalidade 8, adiciona-se um sistema de controle de corrente, que serve para controlar a corrente IB à corrente almejada, à unidade de controle conversora e, portanto, ajustando-se, de maneira adequada, a controlabilidade da tensão VDC e a controlabidade da corrente IB, a eficiência de carga/descarga do dispositivo de armazenamento de energia B pode ser adicionalmente aprimorada. Além disso, o movimento de pulsação reduzido da corrente IB contribui para diminuir a degradação do dispositivo de armazenamento de energia B. Além disso, a perda e a degradação do capacitor C1 também podem ser reprimidas. Modalidade 9 [00213] Se um relé principal de sistema (não mostrado) proporcionado entre o dispositivo de armazenamento de energia B e o conversor suplementar 10 precisar ser desligado devido a alguma anormalidade durante uma operação do conversor suplementar 10, a energia acumulada no reator L do conversor suplementar 10 é descarregada, fazendo com que uma corrente excessiva flua através do relé principal do sistema, e o relé principal do sistema seria soldado. Além disso, a tensão excessiva pode possivelmente ser aplicada ao conversor suplementar 10, resultando em um colapso de sobretensão dos transistores npn Q1 e Q2. Portanto, na Modalidade 9, anormalidade é detectada com base no desvio entre a corrente IB e a corrente de comando IBR, e se for encontrada alguma anormalidade, o conversor suplemen- tar 10 é interrompido antes do desligamento do relé principal do sistema.

[00214] A Modalidade 9 é diferente da Modalidade 8 na configuração da unidade de controle conversora e, exceto por este ponto, ela é igual à Modalidade 8.

[00215] A Figura 30 é um diagrama em blocos funcional detalhado da unidade de controle conversora de acordo com a Modalidade 9. Reportando-se à Figura 30, a unidade de controle conversora 66B apresenta a configuração de unidade de controle conversora 66A da Modalidade 8 mostrada na Figura 29 e, inclui, adicionalmente, uma unidade de detecção de anormalidade 318.

[00216] A unidade de detecção de anormalidade 318 determina se o produto da unidade de subtração 314, ou seja, o desvio entre a corrente de comando e a corrente IB proveniente do sensor de corrente 88, excede ou não um valor definido pré-ajustado. Se for determinado que o desvio excede o valor definido, a unidade de detecção de anormalidade 318 ativa um sinal de desligamento SDOWN, e emite o mesmo à unidade de controle de porta 308.

[00217] Quando o sinal de desligamento SDOWN proveniente da unidade de detecção de anormalidade 308 for ativado, a unidade de controle de porta 308 gera um sinal PWC para desligar ambos os transistores npn Q1 e Q2 do conversor suplementar 10, e emite o sinal ao conversor suplementar 10.

[00218] Desta maneira, de acordo com a Modalidade 9, quando o desvio entre a corrente de comando e a corrente real exceder um valor definido, determina-se que o conversor suplementar 10 seja anormal e o conversor suplementar 10 é imediatamente interrompido. Portanto, a soldagem do relé principal do sistema ou colapso de sobretensão do conversor suplementar 10 podem ser evitados. Além disso, já que a detecção de falhas do conversor suplementar 10 é realizada mediante a detecção da corrente real, uma proteção do dispositivo isenta de tensão é possível.

[00219] Além disso, em cada uma das modalidades descritas anteriormente, os geradores motores MG1 e MG2 consistem em máquinas elétricas giratórias trifásicas CA. No entanto, a presente invenção pode, também, ser prontamente expandida e aplicada a máquinas elétricas giratórias polifásicas CA ao invés das trifásicas.

[00220] Em cada uma das modalidades descritas anteriormente, supõe-se que o veículo híbrido seja do tipo em série/paralelo, em que a força do motor 4 pode ser dividida e transmitida ao eixo e gerador motor MG1 pelo dispositivo de divisão de potência 3. No entanto, a presente invenção também é aplicável a um veículo híbrido do tipo em série, onde o motor 4 é apenas usado para acionar o gerador motor MG1, e a força de acionamento do veículo é gerada apenas pelo gerador motor MG2 que utiliza a energia elétrica gerada pelo gerador motor MG1.

[00221] Além disso, em cada uma das modalidades, descreveu-se um veículo híbrido como um exemplo do veículo de acordo com a presente invenção. A presente invenção também é aplicável a um veículo elétrico ou a um veículo com célula combustível, em que o motor 4 não é montado.

[00222] Anteriormente, os geradores motores MG1 e MG2 correspondem à "primeira máquina elétrica giratória CA" e à "segunda máquina elétrica giratória CA", e as bobinas de três fases 12 e 14 correspondem ao "primeiro enrolamento polifásico" e ao "segundo enrola-mento polifásico" da presente invenção. Além disso, os inversores 20 e 30 correspondem ao "primeiro inversor" e ao "segundo inversor" da presente invenção, e os pontos neutros N1 e N2 correspondem ao "primeiro ponto neutro" e ao "segundo ponto neutro" da presente invenção. Além disso, as linhas de transmissão NL1 e NL2 correspon- dem ao "par de linhas de transmissão" da presente invenção, e o sensor de tensão 74 corresponde ao "primeiro dispositivo de detecção de tensão" da presente invenção.

[00223] O sensor de corrente 86 corresponde ao "primeiro dispositivo de detecção de corrente" da presente invenção e os sensores de corrente 82 e 84 correspondem à "pluralidade de segundos dispositivos de detecção de corrente" da presente invenção. Além disso, cada uma das unidades de controle de corrente 118, 118A, 118B corresponde à "unidade de controle de corrente" da presente invenção, e as unidades de controle de corrente 226, 230, 234 correspondem à "pluralidade de unidades de controle de corrente" da presente invenção. Além disso, as unidades de controle PWM 122 e 124 correspondem à "unidade geradora de sinal de acionamento" e a unidade de controle de corrente 118B corresponde à "unidade de controle repetido" da presente invenção.

[00224] Além disso, o sensor de tensão 72 corresponde ao "segundo dispositivo de detecção de tensão" da presente invenção, e a unidade de ajuste de tensão de comando de entrada do inversor 252, a unidade de subtração 254 e a unidade de controle PI 256 formam a "unidade de controle de tensão da unidade geradora de corrente de comando" da presente invenção. Além disso, o sensor de corrente 88 corresponde ao "terceiro dispositivo de detecção de corrente" da presente invenção, e a unidade de operação de tensão de comando de entrada do inversor 302, a unidade de subtração 304 e a unidade de controle FB 306 formam a "unidade de controle de tensão da unidade de controle conversora" da presente invenção. Além disso, a unidade de adição 312, a unidade de subtração 314 e a unidade de controle PI 316 formam a "unidade de controle de corrente da unidade de controle conversora".

[00225] As modalidades foram aqui descritas como meros exem- pios e não devem ser interpretadas como restritivas. O escopo da presente invenção é determinado por cada uma das reivindicações com consideração apropriada da descrição escrita das modalidades e adota modificações no significado, e equivalentes às, linguagens nas reivindicações.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Controlador de energia elétrica capaz de executar tanto o carregamento de um dispositivo de armazenamento de energia (B) montado em um veículo a partir de um suprimento de energia CA (90) fora do veículo, como a alimentação de energia a partir do dito dispositivo de armazenamento de energia (B) ao dito suprimento de energia CA (90), que compreende: uma primeira máquina elétrica giratória CA (MG1) incluindo um enrolamento polifásico primário (12) conectado em estrela como um enrolamento estator; uma segunda máquina elétrica giratória CA (MG2) incluindo um enrolamento polifásico secundário (14) conectado em estrela como um enrolamento estator; um primeiro inversor (20) conectado ao dito enrolamento polifásico primário (12) e que realiza conversão de potência entre a dita primeira máquina elétrica giratória CA (MG1) e o dito dispositivo de armazenamento de energia (B); um segundo inversor (30) conectado ao dito enrolamento polifásico secundário (14) e que realiza conversão de potência entre a dita segunda máquina elétrica giratória CA (MG2) e o dito dispositivo de armazenamento de energia (B); e um par de linhas de transmissão (NL1, NL2) conectado a um primeiro ponto neutro (N1) do dito enrolamento polifásico primário (12) e um segundo ponto neutro (N2) do dito enrolamento polifásico secundário (14), e configurado de modo a permitir troca de energia elétrica entre o dito suprimento de energia CA (90) e os primeiro e segundo pontos neutros (N1, N2); caracterizado pelo fato de compreender ainda um primeiro dispositivo de detecção de senoidal (74) que detecta uma tensão do dito suprimento de energia CA (90); uma unidade geradora de corrente de comando (62A, 62B) que detecta um valor eficaz e fase do dito suprimento de energia CA (90) com base em um valor de tensão detectada a partir do dito primeiro dispositivo de detecção de tensão (74), e com base no valor eficaz detectado e a fase e em um valor de comando de energia de car-ga/descarga para o dito dispositivo de armazenamento de energia (B), gerando um valor de comando de uma corrente induzida a fluir ao dito par de linhas de transmissão (NL1, NL2) tendo sua fase ajustada em relação à tensão do dito suprimento de energia CA (90); e uma unidade de controle de inversor (64, 64A, 64B) que controla a tensão de fase zero de ao menos um dos primeiro e segundo inversores (20, 30), com base no valor de corrente de comando gerado pela dita unidade geradora de corrente de comando (62A, 62B).

2. Controlador de energia elétrica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita unidade geradora de corrente de comando (62A, 62B) gera um valor de corrente de comando com a mesma fase da tensão do dito suprimento de energia CA (90).

3. Controlador de energia elétrica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita unidade geradora de corrente de comando (62A, 62B) inclui: uma unidade de operação de valor (102) eficaz que opera um valor eficaz da tensão do dito suprimento de energia CA (90) com base no dito valor de tensão detectada, uma unidade de detecção de fase (104) que detecta a fase da tensão do dito suprimento de energia CA (90) com base no dito valor de tensão detectada, uma dita unidade geradora de onda senoidal (106) que gera uma onda senoidal com fase ajustada em relação à fase detectada pela dita unidade de detecção de fase (104), e uma unidade de operação (108, 110) que divide o dito valor de comando de energia de carga/descarga pelo dito valor eficaz, e multiplica o resultado da operação pela onda senoidal a partir da dita unidade geradora de onda senoidal (106) de modo a gerar o dito valor de corrente de comando.

4. Controlador de energia elétrica, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a dita unidade geradora de onda senoidal (106) gera uma onda senoidal com a mesma fase da fase detectada pela dita unidade de detecção de fase (104).

5. Controlador de energia elétrica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita unidade de controle de inversor (64) controla a tensão de fase zero de um dos ditos primeiro e segundo inversores (20, 30) com base no dito valor de corrente de comando, e mantém a tensão de fase zero de um dos inversores em um valor fixo.

6. Controlador de energia elétrica, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a dita unidade de controle de inversor (64) desliga um braço superior e liga um braço inferior dos braços de fases respectivas do outro inversor, quando o potencial de um ponto neutro correspondente ao dito um inversor for maior que o potencial de um ponto neutro correspondente ao dito outro inversor, e liga o dito braço superior e desliga o dito braço inferior, quando o potencial do ponto neutro correspondente ao dito um inversor for menor que o potencial do ponto neutro correspondente ao dito outro inversor.

7. Controlador de energia elétrica, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle de inversor (64) comuta periodicamente os ditos primeiro e segundo inversores (20, 30) como um inversor que controla a dita tensão de fase zero com base no dito valor de corrente de comando.

8. Controlador de energia elétrica, de acordo com a reivin- dicação 5, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle inver-sora (64) desliga os braços superiores e inferiores dos braços de fases respectivas do dito outro inversor, quando o dito dispositivo de armazenamento de energia (B) for carregado a partir do dito suprimento de energia CA (90).

9. Controlador de energia elétrica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle inver-sora (64A) controla a tensão de fase zero dos ditos primeiro e segundo inversores (20, 30) com base no dito valor de corrente de comando, de tal modo que a tensão de fase zero do segundo inversor (30) atinja a tensão de fase zero do dito primeiro inversor (20) com seu sinal invertido.

10. Controlador de energia elétrica, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a dita unidade de controle de inversor (64A) gera um primeiro sinal de acionamento para controlar a comutação do dito primeiro inversor (20) dependendo de uma relação de magnitude entre uma onda portadora fixa e uma primeira onda de sinal gerada com base no dito valor de corrente de comando, e gera um segundo sinal de acionamento para controlar a comutação do dito segundo inversor (30) dependendo de uma relação de magnitude entre a dita onda portadora e uma segunda onda de sinal obtida invertendo-se o sinal da dita primeira onda de sinal.

11. Controlador de energia elétrica, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a dita unidade de controle de inversor (64A) gera um primeiro sinal de acionamento para controlar a comutação do dito primeiro inversor (20) dependendo de uma relação de magnitude entre uma primeira onda portadora fixa e uma onda de sinal gerada com base no dito valor de corrente de comando, e gera um segundo sinal de acionamento para controlar a comutação do dito segundo inversor (30) dependendo de uma relação de magnitude entre uma segunda onda portadora obtida invertendo-se o sinal da dita primeira onda portadora e a dita onda de sinal.

12. Controlador de energia elétrica, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a dita unidade de controle de inversor (64A) gera um primeiro sinal de acionamento para controlar a comutação do dito primeiro inversor (20) dependendo de uma relação de magnitude entre uma onda portadora fixa e uma onda de sinal gerada com base no dito valor de corrente de comando, e gera um segundo sinal de acionamento que muda complementarmente ao dito primeiro sinal de acionamento, para controlar a comutação do dito segundo inversor (30).

13. Controlador de energia elétrica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda: um primeiro dispositivo de detecção de corrente (86) que detecta um fluxo de corrente através do referido par de linhas de transmissão (NL1, NL2), sendo que a dita unidade de controle de inversor (64, 64A) inclui: uma unidade de controle de corrente (118, 118A, 118B) que gera uma tensão de comando de fase zero dos ditos primeiro e segundo inversores (20, 30) com base em um desvio entre um valor de corrente detectado a partir do dito primeiro dispositivo de detecção de corrente (86) e o dito valor de corrente de comando, e uma unidade geradora de sinal de acionamento (122, 124) que gera um sinal de acionamento para acionar os ditos primeiro e segundo inversores (20, 30) com base na tensão de comando de fase zero gerada.

14. Controlador de energia elétrica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda: uma pluralidade de segundos dispositivos de detecção de corrente (82, 84) para detectar o fluxo de corrente através das fases respectivas de cada uma das ditas primeira e segunda máquinas elétricas giratórias CA (MG1, MG2), sendo que a dita unidade de controle inversora (64B) inclui: uma pluralidade de unidades de controle de corrente (226, 230, 234) proporcionada correspondente às fases respectivas de cada um das ditas primeira e segunda máquinas elétricas giratórias CA (MG1, MG2), gerando uma tensão de comando da fase correspondente do inversor correspondente, com base em um desvio entre um valor de corrente detectado do dito segundo dispositivo de detecção de corrente correspondente e o valor de corrente de comando de cada fase obtida distribuindo-se uniformemente o dito valor de corrente de comando às fases respectivas, e uma unidade geradora de sinal de acionamento (122,124) que gera um sinal de acionamento que serve para acionar os ditos primeiro e segundo inversores (20, 30) com base na tensão de comando gerada de cada fase.

15. Controlador de energia elétrica, de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que a dita unidade de controle de corrente (118A) ou cada pluralidade de unidades de controle de corrente (226, 230, 234) inclui uma unidade de compensação de modelo interno (204) que calcula uma quantidade de compensação de controle utilizando uma função de onda senoidal correspondente ao dito valor de corrente de comando.

16. Controlador de energia elétrica, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a dita unidade de compensação de modelo interno (204) inclui: uma primeira unidade operacional de valor médio (402) que calcula um valor médio de magnitude do dito valor de corrente de comando ou dito valor de corrente de comando de cada fase, uma segunda unidade operacional de valor médio (404) que calcula um valor médio de magnitude do dito valor de corrente de- tectado, e uma unidade de operação (406, 408, 410, 412) que multiplica um desvio entre um produto a partir da dita primeira unidade operacional de valor médio (402) e um produto a partir da dita segunda unidade operacional de valor médio (404) por um ganho, e que multiplica, ainda, o resultado da operação por uma função senoidal da mesma fase do dito suprimento de energia CA (90) de modo a proporcionar a dita quantidade de compensação de controle.

17. Controlador de energia elétrica, de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que a dita unidade de controle de corrente (118B) ou cada pluralidade de unidades de controle de corrente (226, 230, 234), inclui uma unidade de controle de repetição (212, 214) para calcular, sucessivamente, para cada fase do dito suprimento de energia CA (90), a dita tensão de comando de fase zero ou a dita tensão de comando para cada fase, com base no dito desvio do último período do dito suprimento de energia CA (90).

18. Controlador de energia elétrica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda um segundo dispositivo de detecção de tensão (72) que detecta uma tensão CC aplicada aos primeiro e segundo inversores (20, 30), sendo que: a dita unidade geradora de corrente de comando (62A) inclui uma unidade de controle de tensão (254, 256) que corrige, com base em um desvio entre a valor de tensão detectada a partir do dito segundo dispositivo de detecção de tensão (72) e uma tensão almejada da dita tensão CC, o dito valor de comando de energia de car-ga/descarga de tal modo que a dita tensão CC seja ajustada ao dito valor almejado.

19. Controlador de energia elétrica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda: um conversor suplementar (10) proporcionado entre o dito dispositivo de armazenamento de energia (B) e os primeiro e segundo inversores (20, 30); um segundo dispositivo de detecção de tensão (72) que detecta uma tensão CC aplicada aos primeiro e segundo inversores (20, 30); e uma unidade de controle de conversor (66, 66A, 66B) que controla o conversor suplementar (10) de tal modo que a dita tensão CC seja ajustada para uma tensão almejada, com base em um valor de tensão detectado a partir do dito segundo dispositivo de detecção de tensão (72).

20. Controlador de energia elétrica, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de compreender ainda um terceiro dispositivo de detecção de corrente (88) que detecta uma corrente de entrada/saída a partir do dito dispositivo de armazenamento de energia (B), sendo que a dita unidade de controle de conversor (66A, 66B) inclui: uma unidade de controle de tensão (302, 304, 306) configurada de modo a ajustar a dita tensão CC à dita tensão almejada, com base em um valor de tensão detectado a partir do dito segundo dispositivo de detecção de tensão (72), e uma unidade de controle de corrente (312, 314, 316) configurada de modo a ajustar uma corrente de entrada/saída a partir do dito dispositivo de armazenamento de energia (B) para uma corrente almejada, com base em um valor de corrente detectado a partir do terceiro dispositivo de detecção de corrente (88).

21. Controlador de energia elétrica, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a dita unidade de controle de conversor (66B) interrompe o conversor suplementar (10) quando um desvio entre o dito valor de corrente detectado e a dita corrente almejada exceder um valor limite.

22. Veículo, que compreende: um dispositivo de armazenamento de energia (B); e um controlador de energia elétrica capaz de executar tanto um carregamento do dispositivo de armazenamento de energia (B) a partir de um suprimento de energia CA (90) fora do veículo, como a alimentação de energia a partir do dito dispositivo de armazenamento de energia (B) ao dito suprimento de energia CA (90), sendo que o dito controlador de energia inclui: uma primeira máquina elétrica giratória CA (MG1) que inclui um enrolamento polifásico primário (12) conectado em estrela como um enrolamento estator, uma segunda máquina elétrica giratória CA (MG2) que inclui um enrolamento polifásico secundário (14) conectado em estrela como um enrolamento estator, um primeiro inversor (20) conectado ao dito enrolamento polifásico primário (12) e que realiza conversão de energia entre a dita primeira máquina elétrica giratória CA (MG1) e o dito dispositivo de armazenamento de energia (B), um segundo inversor (30) conectado ao dito enrolamento polifásico secundário (14) e que realiza conversão de energia entre a dita segunda máquina elétrica giratória CA (MG2) e o dito dispositivo de armazenamento de energia (B) e um par de linhas de transmissão (NL1, NL2) conectado a um primeiro ponto neutro (N1) do dito enrolamento polifásico primário (12) e um segundo ponto neutro (N2) do dito enrolamento polifásico secundário (14), e configurado de modo a permitir uma troca de energia elétrica entre o dito suprimento de energia CA (90) e os ditos primeiro e segundo pontos neutros (N1, N2); caracterizado pelo fato de que: o controlador de energia elétrica compreende ainda: - um primeiro dispositivo de detecção de tensão (74) que detecta uma tensão do dito suprimento de energia CA (90), - uma dita unidade geradora de corrente de comando (62A, 62B) que detecta um valor eficaz e fase do dito suprimento de energia CA (90) com base em um valor de tensão detectado a partir do dito primeiro dito dispositivo de detecção de tensão (74), e com base no valor eficaz detectado e a fase e em um valor de comando de energia de carga/descarga para o dispositivo de armazenamento de energia (B), gerando um valor de comando de uma corrente induzida a fluir até o dito par de linhas de transmissão (NL1, NL2) tendo sua fase ajustada em relação à tensão do dito suprimento de energia CA (90), e- uma unidade de controle de inversor (64, 64A, 64B) que controla a tensão de fase zero de ao menos um dos ditos primeiro e segundo inversores, com base no valor de corrente de comando gerado pela dita unidade geradora de corrente de comando (62A, 62B); e o dito veículo compreende ainda uma roda (2) que recebe torque de acionamento a partir de ao menos uma das ditas primeira e segunda máquinas elétricas giratórias CA (MG1, MG2).