JP2006158121A - 交流電圧発生装置および動力出力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ２つの３相コイルを用いて交流電圧を発生する交流電圧発生装置を提供する。
【解決手段】 動力出力装置１００は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ２０，３０と、リレー回路４０とを備える。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、それぞれ３相コイル１２，１４を含む。インバータ２０は、３相コイル１２の中性点Ｎ１の電位を周期的に変化させ、インバータ３０は、中性点Ｎ１の電位変化の位相を反転した位相で３相コイル１４の中性点Ｎ２の電位を周期的に変化させる。リレー回路４０は、制御装置６０からの制御信号ＣＮＴＬに応じてＡＣラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２をコネクタ５０と電気的に接続し、中性点Ｎ１，Ｎ２間に生じた交流電圧Ｖａｃをコネクタ５０へ出力する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、交流電圧発生装置および動力出力装置に関し、特に、２つの３相コイルを用いて交流電圧を発生する交流電圧発生装置および動力出力装置に関する。

特開平８−１２６１２１号公報（特許文献１）は、電気自動車の車載充電装置を開示する。この車載充電装置は、第１および第２の３相コイルと、第１および第２のインバータと、バッテリとを備える。そして、第１および第２の３相コイルの中性点間に商用電源が接続される。

第１および第２のインバータは、それぞれ第１および第２の３相コイルに対応して設けられ、それぞれ第１および第２の３相コイルに接続される。そして、第１および第２のインバータは、バッテリに並列に接続される。

第１および第２のインバータによってバッテリを充電するとき、第１のインバータは、第１の３相コイルの３つのコイルに等しい電流を流すように制御され、第２のインバータは、第１の３相コイルの３つのコイルに流される電流に等しい電流を第２の３相コイルの３つのコイルに流すように制御される。これにより、第１および第２のインバータは、商用電源からの交流電圧を直流電圧に変換してバッテリを充電する（特許文献１参照）。
特開平８−１２６１２１号公報 特開２００２−１７１６０６号公報 特開２０００−３２４８５７号公報 特開平１０−１１７４０３号公報 特開平１０−２２５０１４号公報 特開平４−２９５２０２号公報

しかしながら、上記の特開平８−１２６１２１号公報は、商用電源を用いてバッテリを充電する構成のみを開示するため、２つの３相コイルを用いて商用電源としての交流電圧を発生して外部負荷へ出力することは困難であるという問題がある。

そこで、この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、２つの３相コイルを用いて交流電圧を発生する交流電圧発生装置を提供することである。

また、この発明の別の目的は、２つの３相コイルを用いて交流電圧を発生する動力出力装置を提供することである。

この発明によれば、交流電圧発生装置は、第１および第２の３相コイルと、第１および第２の３相コイルにそれぞれ接続され、電圧供給線から直流電圧を受ける第１および第２のインバータと、第１の３相コイルの第１の中性点および第２の３相コイルの第２の中性点に接続され、第１および第２の中性点と外部負荷との間に配設されるリレー回路と、第１および第２のインバータならびにリレー回路の動作を制御する制御装置とを備え、第１のインバータは、制御装置からの第１の制御信号に応じて、所定の周波数を有する第１の交流電圧を第１の中性点に発生させ、第２のインバータは、制御装置からの第２の制御信号に応じて、所定の周波数を有し、かつ、第１の交流電圧の位相を反転した第２の交流電圧を第２の中性点に発生させ、リレー回路は、制御装置からの第３の制御信号に応じて第１および第２の中性点を外部負荷と電気的に接続し、第１および第２の中性点間に生じる所定の周波数を有する第３の交流電圧を外部負荷へ出力する。

好ましくは、第１の３相コイルは、第１から第３のコイルを含み、第２の３相コイルは、第４から第６のコイルを含み、第１のインバータは、第１から第３のコイルに対応して設けられる第１から第３のアームを含み、第２のインバータは、第４から第６のコイルに対応して設けられる第４から第６のアームを含み、制御装置は、第１および第２のインバータをそれぞれ制御する第１および第２の制御部を含み、第１の制御部は、所定の周波数を有する互いに同相の第１の交流電流を第１から第３のコイルの少なくとも１つのコイルに流すように第１から第３のアームの少なくとも１つのアームをスイッチング制御し、第２の制御部は、第１の交流電流の位相を反転した互いに同相の第２の交流電流を第４から第６のコイルの少なくとも１つのコイルに流すように第４から第６のアームの少なくとも１つのアームをスイッチング制御する。

好ましくは、第１の３相コイルは、第１から第３のコイルを含み、第２の３相コイルは、第４から第６のコイルを含み、第１のインバータは、第１から第３のコイルに対応して設けられる第１から第３のアームを含み、第２のインバータは、第４から第６のコイルに対応して設けられる第４から第６のアームを含み、制御装置は、第１および第２のインバータをそれぞれ制御する第１および第２の制御部を含み、第１の制御部は、所定の周波数で変化する第１の曲線に従って第１から第３のアームの第１のデューティーを変化させて第１から第３のアームをスイッチング制御し、第２の制御部は、第１の曲線の位相を反転した第２の曲線に従って第４から第６のアームの第２のデューティーを変化させて第４から第６のアームをスイッチング制御する。

好ましくは、第１の３相コイルは、第１から第３のコイルを含み、第２の３相コイルは、第４から第６のコイルを含み、第１のインバータは、第１から第３のコイルに対応して設けられる第１から第３のアームを含み、第２のインバータは、第４から第６のコイルに対応して設けられる第４から第６のアームを含み、制御装置は、第１および第２のインバータをそれぞれ制御する第１および第２の制御部を含み、第１の制御部は、第１から第３のコイルが発電した交流電圧を直流電圧に変換するように第１のインバータを制御し、第２の制御部は、第１から第３のコイルが発電した交流電圧の位相を反転した互いに同相の交流電流を第４から第６のコイルの少なくとも１つのコイルに流すように第４から第６のアームの少なくとも１つのアームをスイッチング制御する。

好ましくは、交流電圧発生装置は、電圧供給線に直流電圧を供給する直流電源をさらに備え、制御装置は、直流電源の充電状態に基づいて、第３の交流電圧の外部負荷への出力を許可するか否かを決定する。

好ましくは、リレー回路は、第３の交流電圧の外部負荷への出力を制御装置が不許可にしているとき、第３の制御信号に応じて第１および第２の中性点を外部負荷から電気的に切離す。

好ましくは、制御装置は、第３の交流電圧の外部負荷への出力を不許可にしているとき、第１および第２の中性点間に電圧差が発生しないように第１および第２のインバータを制御する。

好ましくは、制御装置は、第３の交流電圧の外部負荷への出力を不許可にしているとき、第１および第２のインバータの動作を停止させる。

また、この発明によれば、動力出力装置は、第１の３相コイルをステータコイルとして含む第１のモータジェネレータと、第２の３相コイルをステータコイルとして含む第２のモータジェネレータと、第１および第２の３相コイルにそれぞれ接続され、電圧供給線から直流電圧を受ける第１および第２のインバータと、第１の３相コイルの第１の中性点および第２の３相コイルの第２の中性点に接続され、第１および第２の中性点と外部負荷との間に配設されるリレー回路と、第１および第２のインバータならびにリレー回路の動作を制御する制御装置とを備え、第１のインバータは、制御装置からの第１の制御信号に応じて、所定の周波数を有する第１の交流電圧を第１の中性点に発生させ、第２のインバータは、制御装置からの第２の制御信号に応じて、所定の周波数を有し、かつ、第１の交流電圧の位相を反転した第２の交流電圧を第２の中性点に発生させ、リレー回路は、制御装置からの第３の制御信号に応じて第１および第２の中性点を外部負荷と電気的に接続し、第１および第２の中性点間に生じる所定の周波数を有する第３の交流電圧を外部負荷へ出力する。

好ましくは、第１の３相コイルは、第１から第３のコイルを含み、第２の３相コイルは、第４から第６のコイルを含み、第１のインバータは、第１から第３のコイルに対応して設けられる第１から第３のアームを含み、第２のインバータは、第４から第６のコイルに対応して設けられる第４から第６のアームを含み、制御装置は、第１および第２のインバータをそれぞれ制御する第１および第２の制御部を含み、第１および第２のモータジェネレータが非駆動状態のとき、第１の制御部は、所定の周波数を有する互いに同相の第１の交流電流を第１から第３のコイルの少なくとも１つのコイルに流すように第１から第３のアームの少なくとも１つのアームをスイッチング制御し、第２の制御部は、第１の交流電流の位相を反転した互いに同相の第２の交流電流を第４から第６のコイルの少なくとも１つのコイルに流すように第４から第６のアームの少なくとも１つのアームをスイッチング制御する。

好ましくは、第１の３相コイルは、第１から第３のコイルを含み、第２の３相コイルは、第４から第６のコイルを含み、第１のインバータは、第１から第３のコイルに対応して設けられる第１から第３のアームを含み、第２のインバータは、第４から第６のコイルに対応して設けられる第４から第６のアームを含み、制御装置は、第１および第２のインバータをそれぞれ制御する第１および第２の制御部を含み、第１および第２のモータジェネレータが駆動状態のとき、第１の制御部は、所定の周波数で変化する第１の曲線に従って第１から第３のアームの第１のデューティーを変化させて第１から第３のアームをスイッチング制御し、第２の制御部は、第１の曲線の位相を反転した第２の曲線に従って第４から第６のアームの第２のデューティーを変化させて第４から第６のアームをスイッチング制御する。

好ましくは、第１の３相コイルは、第１から第３のコイルを含み、第２の３相コイルは、第４から第６のコイルを含み、第１のインバータは、第１から第３のコイルに対応して設けられる第１から第３のアームを含み、第２のインバータは、第４から第６のコイルに対応して設けられる第４から第６のアームを含み、制御装置は、第１および第２のインバータをそれぞれ制御する第１および第２の制御部を含み、第１のモータジェネレータが回生モードであり、第２のモータジェネレータが非駆動状態のとき、第１の制御部は、第１から第３のコイルが発電した交流電圧を直流電圧に変換するように第１のインバータを制御し、第２の制御部は、第１から第３のコイルが発電した交流電圧の位相を反転した互いに同相の交流電流を第４から第６のコイルの少なくとも１つのコイルに流すように第４から第６のアームの少なくとも１つのアームをスイッチング制御する。

好ましくは、動力出力装置は、電圧供給線に直流電圧を供給する直流電源をさらに備え、第１のモータジェネレータは、車両の内燃機関に連結され、第２のモータジェネレータは、車両の駆動輪に連結され、制御装置は、直流電源の充電状態が第１の所定値を下回っているとき、第３の交流電圧の外部負荷への出力を不許可にし、かつ、内燃機関を始動させて第１のモータジェネレータにより発電が行なわれるように第１のインバータを制御し、直流電源の充電状態が少なくとも第１の所定値以上の第２の所定値を上回った後、第３の交流電圧の外部負荷への出力を許可する。

好ましくは、第１の所定値は、内燃機関の温度が低いほど大きい。

この発明による交流電圧発生装置においては、互いに位相を反転させた所定の周波数を有する第１および第２の交流電圧が第１の３相コイルの第１の中性点および第２の３相コイルの第２の中性点にそれぞれ発生する。そして、第１の中性点および第２の中性点に接続され、かつ、第１および第２の中性点と外部負荷との間に配設されるリレー回路は、制御装置からの第３の制御信号に応じて第１および第２の中性点を外部負荷と電気的に接続し、第１および第２の中性点間に生じる所定の周波数を有する第３の交流電圧を外部負荷へ出力する。

したがって、この発明によれば、外部負荷へ出力可能な交流電圧を２つの３相コイルを用いて発生し、その発生した交流電圧をリレー回路を介して外部負荷へ供給することができる。

また、この発明による交流電圧発生装置によれば、制御装置は、直流電源の充電状態に基づいて、第１および第２の中性点間に生じる第３の交流電圧の外部負荷への出力を許可するか否かを決定するので、第３の交流電圧を出力する前に第３の交流電圧を安定的に発生し得るか否かを判断できる。その結果、不安定な交流電圧の出力を防止できる。

また、この発明による交流電圧発生装置によれば、制御装置によって第３の交流電圧の外部負荷への出力が許可されていないとき、リレー回路は、第１および第２の中性点を外部負荷から電気的に切離すので、不安定な交流電圧の出力が防止される。

また、この発明による交流電圧発生装置によれば、制御装置は、第３の交流電圧の外部負荷への出力を不許可にしているとき、第１および第２の中性点間に電圧差が発生しないように第１および第２のインバータを制御するので、仮にリレー回路に溶着等の不具合が発生しても、不安定な交流電圧が出力されることはない。

また、この発明による交流電圧発生装置によれば、制御装置は、第３の交流電圧の外部負荷への出力を不許可にしているとき、第１および第２のインバータの動作を停止させるので、不安定な交流電圧の出力を確実に防止できる。

また、この発明による動力出力装置においては、互いに位相を反転させた所定の周波数を有する第１および第２の交流電圧が第１のモータジェネレータに含まれる第１の３相コイルの第１の中性点および第２のモータジェネレータに含まれる第２の３相コイルの第２の中性点にそれぞれ発生する。そして、第１の中性点および第２の中性点に接続され、かつ、第１および第２の中性点と外部負荷との間に配設されるリレー回路は、制御装置からの第３の制御信号に応じて第１および第２の中性点を外部負荷と電気的に接続し、第１および第２の中性点間に生じる所定の周波数を有する第３の交流電圧を外部負荷へ出力する。

したがって、この発明によれば、外部負荷へ出力可能な交流電圧をモータジェネレータに含まれる２つの３相コイルを用いて発生し、その発生した交流電圧を外部負荷へ出力することができる。また、外部負荷へ出力する交流電圧を発生するために専用のインバータを別途設ける必要がない。さらに、２つのインバータで交流電圧の発生を分担できる。

また、この発明による動力出力装置においては、制御装置は、直流電源の充電状態が不十分なとき、第３の交流電圧の出力を不許可にし、かつ、内燃機関を始動させて第１のモータジェネレータにより発電を行なわせ、直流電源の充電状態が交流電圧を安定的に発生するのに十分となった後、第３の交流電圧の出力を許可する。したがって、この発明によれば、不安定な交流電圧の出力を防止できる。

また、この発明による動力出力装置においては、第３の交流電圧の外部負荷への出力を許可するか否かを判断するための直流電源の充電状態のしきい値である第１の所定値は、内燃機関の温度が低いほど大きいので、大きな始動トルクを必要とする低温時ほど内燃機関の始動タイミングが早い。

したがって、この発明によれば、第３の交流電圧の外部負荷への出力を許可するか否かに際して内燃機関の状態も考慮され、不安定な交流電力の出力を防止しつつ、低温時に内燃機関を駆動できなくなるという事態を回避できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態による動力出力装置の概略ブロック図である。図１を参照して、この動力出力装置１００は、バッテリＢと、昇圧コンバータ１０と、インバータ２０，３０と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、リレー回路４０と、コネクタ５０と、制御装置６０と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、電源ラインＰＬ１，ＰＬ２と、接地ラインＳＬと、Ｕ相ラインＵＬ１，ＵＬ２と、Ｖ相ラインＶＬ１，ＶＬ２と、Ｗ相ラインＷＬ１，ＷＬ２と、ＡＣラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２と、電圧センサ７０，７２と、電流センサ８０，８２とを備える。

この動力出力装置１００は、たとえば、ハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）に搭載される。そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジンによって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド自動車に組み込まれ、モータジェネレータＭＧ２は、ハイブリッド自動車の駆動輪を駆動する電動機としてハイブリッド自動車に組み込まれる。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、たとえば、３相交流同期電動機からなり、それぞれ３相コイル１２，１４をステータコイルとして含む。そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン出力を用いて３相交流電圧を発生し、その発生した３相交流電圧をインバータ２０へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ１は、インバータ２０から受ける３相交流電圧によって駆動力を発生し、エンジンの始動を行なう。モータジェネレータＭＧ２は、インバータ３０から受ける３相交流電圧によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータＭＧ２は、車両の回生制動時、３相交流電圧を発生してインバータ３０へ出力する。

直流電源であるバッテリＢは、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池からなる。バッテリＢは、発生した直流電圧を昇圧コンバータ１０へ出力し、また、昇圧コンバータ１０から出力される直流電圧によって充電される。

昇圧コンバータ１０は、リアクトルＬと、ｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。リアクトルＬは、電源ラインＰＬ１に一端が接続され、ｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２の接続点に他端が接続される。ｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２は、たとえば、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）からなり、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に直列に接続され、制御装置６０からの信号ＰＷＣをベースに受ける。そして、各ｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ接続される。

インバータ２０は、Ｕ相アーム２２、Ｖ相アーム２４およびＷ相アーム２６を含む。Ｕ相アーム２２、Ｖ相アーム２４およびＷ相アーム２６は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に並列に接続される。Ｕ相アーム２２は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ１１，Ｑ１２からなり、Ｖ相アーム２４は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ１３，Ｑ１４からなり、Ｗ相アーム２６は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ１５，Ｑ１６からなる。各ｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６は、たとえばＩＧＢＴからなる。各ｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１１〜Ｄ１６がそれぞれ接続される。そして、各相アームにおける各ｎｐｎ型トランジスタの接続点は、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１を介してモータジェネレータＭＧ１の各相コイルの中性点Ｎ１と異なるコイル端にそれぞれ接続される。

インバータ３０は、Ｕ相アーム３２、Ｖ相アーム３４およびＷ相アーム３６を含む。Ｕ相アーム３２、Ｖ相アーム３４およびＷ相アーム３６は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に並列に接続される。Ｕ相アーム３２は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ２１，Ｑ２２からなり、Ｖ相アーム３４は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ２３，Ｑ２４からなり、Ｗ相アーム３６は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ２５，Ｑ２６からなる。各ｎｐｎ型トランジスタＱ２１〜Ｑ２６も、たとえばＩＧＢＴからなる。各ｎｐｎ型トランジスタＱ２１〜Ｑ２６のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ２１〜Ｄ２６がそれぞれ接続される。そして、インバータ３０においても、各相アームにおける各ｎｐｎ型トランジスタの接続点は、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２を介してモータジェネレータＭＧ２の各相コイルの中性点Ｎ２と異なるコイル端にそれぞれ接続される。

コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１と接地ラインＳＬとの間に接続され、電圧変動に起因するバッテリＢおよび昇圧コンバータ１０への影響を低減する。コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に接続され、電圧変動に起因するインバータ２０，３０および昇圧コンバータ１０への影響を低減する。

昇圧コンバータ１０は、バッテリＢから電源ラインＰＬ１を介して供給される直流電圧を昇圧して電源ラインＰＬ２へ出力する。より具体的には、昇圧コンバータ１０は、制御装置６０からの信号ＰＷＣに基づいて、ｎｐｎ型トランジスタＱ２のスイッチング動作に応じて流れる電流をリアクトルＬに磁場エネルギーとして蓄積することによってバッテリＢからの直流電圧を昇圧し、その昇圧した昇圧電圧をｎｐｎ型トランジスタＱ２がオフされたタイミングに同期してダイオードＤ１を介して電源ラインＰＬ２へ出力する。また、昇圧コンバータ１０は、制御装置６０からの信号ＰＷＣに基づいて、電源ラインＰＬ２を介してインバータ２０および／または３０から受ける直流電圧をバッテリＢの電圧レベルに降圧してバッテリＢを充電する。

インバータ２０は、制御装置６０からの信号ＰＷＭ１に基づいて、電源ラインＰＬ２から供給される直流電圧を３相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１を駆動する。これにより、モータジェネレータＭＧ１は、トルク指令値ＴＲ１によって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ２０は、エンジンからの出力を受けてモータジェネレータＭＧ１が発電した３相交流電圧を制御装置６０からの信号ＰＷＭ１に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ラインＰＬ２へ出力する。

インバータ３０は、制御装置６０からの信号ＰＷＭ２に基づいて、電源ラインＰＬ２から供給される直流電圧を３相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２を駆動する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、トルク指令値ＴＲ２によって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ３０は、動力出力装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、駆動軸からの回転力を受けてモータジェネレータＭＧ２が発電した３相交流電圧を制御装置６０からの信号ＰＷＭ２に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ラインＰＬ２へ出力する。なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド自動車を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴なう制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。

リレー回路４０は、リレーＲＹ１，ＲＹ２を含む。リレーＲＹ１，ＲＹ２は、たとえば、機械的な接点リレーからなるが、半導体リレーであってもよい。リレーＲＹ１は、ＡＣラインＡＣＬ１とコネクタ５０との間に設けられ、制御装置６０からの制御信号ＣＮＴＬに応じてオン／オフされる。リレーＲＹ２は、ＡＣラインＡＣＬ２とコネクタ５０との間に設けられ、制御装置６０からの制御信号ＣＮＴＬに応じてオン／オフされる。

このリレー回路４０は、制御装置６０からの制御信号ＣＮＴＬに応じて、ＡＣラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２とコネクタ５０との接続／切離しを行なう。すなわち、リレー回路４０は、制御装置６０からＨ（論理ハイ）レベルの制御信号ＣＮＴＬを受けると、ＡＣラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２をコネクタ５０と電気的に接続し、制御装置６０からＬ（論理ロー）レベルの制御信号ＣＮＴＬを受けると、ＡＣラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２をコネクタ５０から電気的に切離す。

コネクタ５０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２間に生じる交流電圧Ｖａｃを外部負荷へ出力するための出力端子であり、電気機器の電源用コンセントや家庭の非常用電源のコンセントなどが接続される。

電圧センサ７０は、バッテリＢのバッテリ電圧Ｖｂを検出し、その検出したバッテリ電圧Ｖｂを制御装置６０へ出力する。電圧センサ７２は、コンデンサＣ２の両端の電圧、すなわち、昇圧コンバータ１０の出力電圧Ｖｄｃ（インバータ２０，３０の入力電圧に相当する。以下同じ。）を検出し、その検出した電圧Ｖｄｃを制御装置６０へ出力する。

電流センサ８０は、モータジェネレータＭＧ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ１を制御装置６０へ出力する。電流センサ８２は、モータジェネレータＭＧ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ２を制御装置６０へ出力する。

制御装置６０は、外部に設けられるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）から出力されたモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２、電圧センサ７０からのバッテリ電圧Ｖｂ、ならびに電圧センサ７２からの電圧Ｖｄｃに基づいて、昇圧コンバータ１０を駆動するための信号ＰＷＣを生成し、その生成した信号ＰＷＣを昇圧コンバータ１０へ出力する。

また、制御装置６０は、電圧ＶｄｃならびにモータジェネレータＭＧ１のモータ電流ＭＣＲＴ１およびトルク指令値ＴＲ１に基づいて、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための信号ＰＷＭ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭ１をインバータ２０へ出力する。さらに、制御装置６０は、電圧ＶｄｃならびにモータジェネレータＭＧ２のモータ電流ＭＣＲＴ２およびトルク指令値ＴＲ２に基づいて、モータジェネレータＭＧ２を駆動するための信号ＰＷＭ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭ２をインバータ２０へ出力する。

ここで、制御装置６０は、イグニッションスイッチ（またはイグニッションキー）からの信号ＩＧおよびＥＣＵからの信号ＡＣに基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用電源用の交流電圧Ｖａｃを生成するようにインバータ２０，３０を制御するための信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２を生成する。なお、信号ＩＧ，ＡＣについては、後ほど説明する。

さらに、制御装置６０は、バッテリＢのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）およびエンジン出力を受けて発電するモータジェネレータＭＧ１の発電状態に基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２間に生成する商用電源用の交流電圧Ｖａｃを外部負荷へ安定的に出力可能か否かを判断し、交流電圧Ｖａｃを安定的に出力可能と判断したときは、Ｈレベルの制御信号ＣＮＴＬをリレー回路４０へ出力する。一方、制御装置６０は、交流電圧Ｖａｃを安定的に出力可能でないと判断したときは、Ｌレベルの制御信号ＣＮＴＬをリレー回路４０へ出力し、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２間に電圧差を発生させないためのＡＣ出力停止処理を行なう。

図２は、図１に示した制御装置６０の機能ブロック図である。図２を参照して、制御装置６０は、コンバータ制御部６１と、第１および第２のインバータ制御部６２，６３と、ＡＣ出力制御部６４とを含む。コンバータ制御部６１は、バッテリ電圧Ｖｂ、電圧Ｖｄｃ、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２、およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２に基づいて昇圧コンバータ１０のｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＣを生成し、その生成した信号ＰＷＣを昇圧コンバータ２０へ出力する。

第１のインバータ制御部６２は、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１およびモータ電流ＭＣＲＴ１ならびに電圧Ｖｄｃに基づいてインバータ２０のｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６をオン／オフするための信号ＰＷＭ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭ１をインバータ２０へ出力する。

第２のインバータ制御部６３は、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値ＴＲ２およびモータ電流ＭＣＲＴ２ならびに電圧Ｖｄｃに基づいてインバータ３０のｎｐｎ型トランジスタＱ２１〜Ｑ２６をオン／オフするための信号ＰＷＭ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭ２をインバータ３０へ出力する。

ＡＣ出力制御部６４は、信号ＩＧ，ＡＣに応じて、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２に基づいてモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態を判定する。ここで、信号ＡＣは、たとえば、ＡＣ出力スイッチの操作に応じて論理レベルが変化する信号であり、Ｈレベルの信号ＡＣは、商用電源用の交流電圧Ｖａｃの出力を要求する信号であり、Ｌレベルの信号ＡＣは、交流電圧Ｖａｃの出力を要求しない信号である。また、信号ＩＧは、イグニッションスイッチの操作に応じて論理レベルが変化する信号であり、Ｈレベルの信号ＩＧは、動力出力装置１００が搭載されたハイブリッド自動車が起動されたことを意味する信号であり、Ｌレベルの信号ＩＧは、ハイブリッド自動車が停止されたことを意味する信号である。

そして、ＡＣ出力制御部６４は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態に応じて交流電圧Ｖａｃを発生するために、制御信号ＣＴＬ０〜ＣＴＬ３を生成して第１および第２のインバータ制御部６２，６３へ出力する。

より具体的には、ＡＣ出力制御部６４は、Ｈレベルの信号ＩＧを受けた後にＬレベルの信号ＡＣを受けると、交流電圧Ｖａｃの発生は要求されていないと判定し、制御信号ＣＴＬ０を生成して第１および第２のインバータ制御部６２，６３へ出力する。

また、ＡＣ出力制御部６４は、Ｌレベルの信号ＩＧを受け、その後、Ｈレベルの信号ＡＣを受けると、ハイブリッド自動車の停止時（モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は非駆動状態）に交流電圧Ｖａｃの発生が要求されたと判定し、制御信号ＣＴＬ１を生成して第１および第２のインバータ制御部６２，６３へ出力する。

さらに、ＡＣ出力制御部６４は、Ｈレベルの信号ＩＧを受け、その後、Ｈレベルの信号ＡＣを受けると、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２に基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が回生モードにあるか力行モードにあるかを判定する。すなわち、モータ回転数を横軸にとり、トルク指令値を縦軸にとった直交座標において、モータ回転数ＭＲＮ１とトルク指令値ＴＲ１との関係が第１象限または第２象限に存在するとき、モータジェネレータＭＧ１は力行モードにあり、モータ回転数ＭＲＮ１とトルク指令値ＴＲ１との関係が第３象限または第４象限に存在するとき、モータジェネレータＭＧ１は、回生モードにある。したがって、ＡＣ出力制御部６４は、モータ回転数ＭＲＮ１とトルク指令値ＴＲ１との関係が第１象限から第４象限のいずれに存在するかによってモータジェネレータＭＧ１が力行モードにあるか回生モードにあるかを判定する。また、ＡＣ出力制御部６４は、同様に、モータ回転数ＭＲＮ２とトルク指令値ＴＲ２との関係が第１象限から第４象限のいずれに存在するかによってモータジェネレータＭＧ２が力行モードにあるか回生モードにあるかを判定する。

そして、ＡＣ出力制御部６４は、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）が力行モードにあると判定したとき、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）の力行モード時に交流電圧Ｖａｃの発生が要求されたと判定し、制御信号ＣＴＬ２を生成して第１および第２のインバータ制御部６２，６３へ出力する。

一方、ＡＣ出力制御部６４は、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）が回生モードにあると判定したとき、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）の回生モード時に交流電圧Ｖａｃの発生が要求されたと判定し、制御信号ＣＴＬ３を生成して第１および第２のインバータ制御部６２，６３へ出力する。

また、ＡＣ出力制御部６４は、コネクタ５０に接続された外部負荷へ交流電圧Ｖａｃを安定的に出力可能か否かを判断し、交流電圧Ｖａｃを安定的に出力可能と判断したときは、制御信号ＣＮＴＬをＨレベルでリレー回路４０へ出力し、交流電圧Ｖａｃを安定的に出力可能でないと判断したときは、制御信号ＣＮＴＬをＬレベルでリレー回路４０へ出力する。

図３は、図２に示したコンバータ制御部６１の機能ブロック図である。図３を参照して、コンバータ制御部６１は、インバータ入力電圧指令演算部１１２と、フィードバック電圧指令演算部１１４と、デューティー比演算部１１６と、ＰＷＭ信号変換部１１８とからなる。

インバータ入力電圧指令演算部１１２は、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２に基づいてインバータ入力電圧の最適値（目標値）、すなわち電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍをフィードバック電圧指令演算部１１４へ出力する。

フィードバック電圧指令演算部１１４は、電圧センサ７２によって検出される昇圧コンバータ１０の出力電圧Ｖｄｃと、インバータ入力電圧指令演算部１１２からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍとに基づいて、出力電圧Ｖｄｃを電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに制御するためのフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂを演算し、その演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂをデューティー比演算部１１６へ出力する。

デューティー比演算部１１６は、電圧センサ７０からのバッテリ電圧Ｖｂと、フィードバック電圧指令演算部１１４からのフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂとに基づいて、昇圧コンバータ１０の出力電圧Ｖｄｃを電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに制御するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をＰＷＭ信号変換部１１８へ出力する。

ＰＷＭ信号変換部１１８は、デューティー比演算部１１６から受けたデューティー比に基づいて昇圧コンバータ１０のｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするためのＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＣとして昇圧コンバータ１０のｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。

なお、昇圧コンバータ１０の下アームのｎｐｎ型トランジスタＱ２のオンデューティーを大きくすることによりリアクトルＬにおける電力蓄積が大きくなるため、より高電圧の出力を得ることができる。一方、上アームのｎｐｎ型トランジスタＱ１のオンデューティーを大きくすることにより電源ラインＰＬ２の電圧が下がる。そこで、ｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２のデューティー比を制御することで、電源ラインＰＬ２の電圧をバッテリＢの出力電圧以上の任意の電圧に制御することができる。

図４は、図２に示した第１および第２のインバータ制御部６２，６３の機能ブロック図である。図４を参照して、第１および第２のインバータ制御部６２，６３の各々は、モータ制御用相電圧演算部１２０と、ＰＷＭ信号変換部１２２とからなる。

モータ制御用相電圧演算部１２０は、インバータ２０，３０の入力電圧Ｖｄｃを電圧センサ７２から受け、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）を電流センサ８０（または８２）から受け、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）をＥＣＵから受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部１２０は、これらの入力値に基づいて、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）の各相コイルに印加する電圧を演算し、その演算した各相コイル電圧をＰＷＭ信号変換部１２２へ出力する。

ＰＷＭ信号変換部１２２は、ＡＣ出力制御部６４から制御信号ＣＴＬ０を受けると、モータ制御用相電圧演算部１２０から受ける各相コイル電圧指令に基づいて、実際にインバータ２０（または３０）の各ｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６（またはＱ２１〜Ｑ２６）をオン／オフする信号ＰＷＭ１＿０（信号ＰＷＭ１の一種）（またはＰＷＭ２＿０（信号ＰＷＭ２の一種））を生成し、その生成した信号ＰＷＭ１＿０（またはＰＷＭ２＿０）をインバータ２０（または３０）の各ｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６（またはＱ２１〜Ｑ２６）へ出力する。

このようにして、各ｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６（またはＱ２１〜Ｑ２６）がスイッチング制御され、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）が指令されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）の各相に流す電流が制御される。その結果、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）に応じたモータトルクが出力される。

また、ＰＷＭ信号変換部１２２は、ＡＣ出力制御部６４から制御信号ＣＴＬ１を受けると、モータ制御用相電圧演算部１２０から受ける各相コイル電圧指令に基づいて、インバータ２０（または３０）のＵ相アーム２２（または３２）、Ｖ相アーム２４（または３４）およびＷ相アーム２６（または３６）に同位相の交流電流を流すようにｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６（またはＱ２１〜Ｑ２６）をオン／オフする信号ＰＷＭ１＿１（信号ＰＷＭ１の一種）（またはＰＷＭ２＿１（信号ＰＷＭ２の一種））を生成し、その生成した信号ＰＷＭ１＿１（またはＰＷＭ２＿１）をインバータ２０（または３０）のｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６（またはＱ２１〜Ｑ２６）へ出力する。

さらに、ＰＷＭ信号変換部１２２は、ＡＣ出力制御部６４から制御信号ＣＴＬ２を受けると、モータ制御用相電圧演算部１２０から受ける各相コイル電圧指令に基づいて、スイッチング制御するためのデューティーを商用交流周波数で変化させながらインバータ２０（または３０）の各ｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６（またはＱ２１〜Ｑ２６）をオン／オフする信号ＰＷＭ１＿２（信号ＰＷＭ１の一種）（またはＰＷＭ２＿２（信号ＰＷＭ２の一種））を生成し、その生成した信号ＰＷＭ１＿２（またはＰＷＭ２＿２）をインバータ２０（または３０）のｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６（またはＱ２１〜Ｑ２６）へ出力する。

さらに、ＰＷＭ信号変換部１２２は、ＡＣ出力制御部６４から制御信号ＣＴＬ３を受けると、モータ制御用相電圧演算部１２０から受ける各相コイル電圧指令に基づいて、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）が商用交流周波数の交流電圧を発電するようにインバータ２０（または３０）の各ｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６（またはＱ２１〜Ｑ２６）をオン／オフする信号ＰＷＭ１＿３（信号ＰＷＭ１の一種）（またはＰＷＭ２＿３（信号ＰＷＭ２の一種））を生成し、その生成した信号ＰＷＭ１＿３（またはＰＷＭ２＿３）をインバータ２０（または３０）のｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６（またはＱ２１〜Ｑ２６）へ出力する。

次に、動力出力装置１００において商用電源用の交流電圧Ｖａｃを発生する方法について説明する。まず、動力出力装置１００におけるモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の非駆動状態時に交流電圧Ｖａｃを発生する方法について説明する。

図５は、図１に示したモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の３相コイル１２，１４に流す交流電流のタイミングチャートであり、図６は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を流れる電流を示す図である。なお、図６では、モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１からモータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２へ交流電流Ｉａｃが流される場合について示される。

図５を参照して、制御装置６０は、商用交流周波数からなる互いに同位相の交流電流を３相コイル１２の各相コイルに流すようにインバータ２０のＵ相アーム２２、Ｖ相アーム２４およびＷ相アーム２６をスイッチング制御し、３相コイル１２の各相コイルに流す交流電流の位相を反転した互いに同位相の交流電流を３相コイル１４の各相コイルに流すようにインバータ３０のＵ相アーム３２、Ｖ相アーム３４およびＷ相アーム３６をスイッチング制御する。

すなわち、交流電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｗ１；Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２の１周期Ｔの前半においては、インバータ２０において、ｎｐｎ型トランジスタＱ１１，Ｑ１３，Ｑ１５がスイッチング制御され、ｎｐｎ型トランジスタＱ１２，Ｑ１４，Ｑ１６はオフされる。また、インバータ３０においては、ｎｐｎ型トランジスタＱ２１，Ｑ２３，Ｑ２５はオフされ、ｎｐｎ型トランジスタＱ２２，Ｑ２４，Ｑ２６がスイッチング制御される。

また、１周期Ｔの後半においては、インバータ２０において、ｎｐｎ型トランジスタＱ１１，Ｑ１３，Ｑ１５はオフされ、ｎｐｎ型トランジスタＱ１２，Ｑ１４，Ｑ１６がスイッチング制御される。また、インバータ３０においては、ｎｐｎ型トランジスタＱ２１，Ｑ２３，Ｑ２５がスイッチング制御され、ｎｐｎ型トランジスタＱ２２，Ｑ２４，Ｑ２６はオフされる。

これにより、３相コイル１２の中性点Ｎ１に商用交流周波数を有する交流電圧が発生し、３相コイル１２の中性点Ｎ１に発生する交流電圧の位相を反転した交流電圧が３相コイル１４の中性点Ｎ２に発生する。そして、コネクタ５０に外部負荷が接続され、かつ、リレー回路４０がオンされると、１周期Ｔの前半の半周期において、図６に示されるように、ｎｐｎ型トランジスタＱ１１，Ｑ１３，Ｑ１５（図示せず）からＵ，Ｖ，Ｗ各相ラインＶＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１、３相コイル１２の各相コイル、中性点Ｎ１、ＡＣラインＡＣＬ１、外部負荷、ＡＣラインＡＣＬ２、中性点Ｎ２、３相コイル１４の各相コイル、およびＵ，Ｖ，Ｗ各相ラインＶＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２を介してｎｐｎ型トランジスタＱ２２，Ｑ２４，Ｑ２６（図示せず）へ電流が流れる。また、１周期Ｔの後半の半周期においては、ｎｐｎ型トランジスタＱ２１，Ｑ２３，Ｑ２５からＵ，Ｖ，Ｗ各相ラインＶＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２、３相コイル１４の各相コイル、中性点Ｎ２、ＡＣラインＡＣＬ２、外部負荷、ＡＣラインＡＣＬ１、中性点Ｎ１、３相コイル１２の各相コイル、およびＵ，Ｖ，Ｗ各相ラインＶＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１を介してｎｐｎ型トランジスタＱ１２，Ｑ１４，Ｑ１６へ電流が流れる。

このように、１周期Ｔの半周期毎に向きが切り替えられる電流すなわち交流電流Ｉａｃが３相コイル１２の中性点Ｎ１と３相コイル１４の中性点Ｎ２との間で流れる。また、電流の向きが切り替えられる周波数は、商用交流周波数である。そして、中性点Ｎ１に発生する交流電圧と、中性点Ｎ２に発生し、かつ、中性点Ｎ１に発生する交流電圧の位相が反転された交流電圧との電圧差が商用交流電圧となるように、スイッチング制御が行なわれるｎｐｎ型トランジスタのデューティーを制御することによって、中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用電源用の交流電圧Ｖａｃを発生させることができる。

なお、上記の場合、３相コイル１２，１４には、同位相の交流電流が流され、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、駆動制御されていない。したがって、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、トルクを発生しない。

また、上記においては、インバータ２０のｎｐｎ型トランジスタＱ１１，Ｑ１３，Ｑ１５の全ておよびｎｐｎ型トランジスタＱ１２，Ｑ１４，Ｑ１６の全てをオン／オフし、インバータ３０のｎｐｎ型トランジスタＱ２１，Ｑ２３，Ｑ２５の全ておよびｎｐｎ型トランジスタＱ２２，Ｑ２４，Ｑ２６の全てをオン／オフして各３相コイル１２，１４において同位相の交流電流を流すものとしたが、この発明においては、これに限らず、インバータ２０のｎｐｎ型トランジスタＱ１１，Ｑ１３，Ｑ１５の少なくとも１つおよびｎｐｎ型トランジスタＱ１２，Ｑ１４，Ｑ１６の少なくとも１つをオン／オフし、インバータ３０のｎｐｎ型トランジスタＱ２１，Ｑ２３，Ｑ２５の少なくとも１つおよびｎｐｎ型トランジスタＱ２２，Ｑ２４，Ｑ２６の少なくとも１つをオン／オフして各３相コイル１２，１４において同位相の交流電流を流すようにしてもよい。

次に、動力出力装置１００におけるモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態時に交流電圧Ｖａｃを発生する方法について説明する。この場合、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が発生する駆動トルクは、力行トルクであっても回生トルクであってもよい。すなわち、たとえば、動力出力装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の停車中であって、エンジンと連結されたモータジェネレータＭＧ１を回生駆動し、車両の駆動軸と連結されたモータジェネレータＭＧ２を反力制御（力行駆動）しているときや、動力出力装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の走行中であって、モータジェネレータＭＧ１を回生駆動し、モータジェネレータＭＧ２を力行駆動しているときに、交流電圧Ｖａｃを発生する。

図７は、デューティーの総和および商用電源用の交流電圧Ｖａｃの波形図である。図７を参照して、曲線ｋ１は、インバータ２０のスイッチング制御におけるデューティーの総和の変化を示し、曲線ｋ２は、インバータ３０のスイッチング制御におけるデューティーの総和の変化を示す。ここで、デューティーの総和とは、各インバータにおける上アームのオンデューティーから下アームのオンデューティーを減算したものである。

すなわち、インバータ２０（３０）の上アームを構成するｎｐｎ型トランジスタＱ１１，Ｑ１３，Ｑ１５（インバータ３０にあっては、ｎｐｎ型トランジスタＱ２１，Ｑ２３，Ｑ２５）のオンデューティーと、インバータ２０（３０）の下アームを構成するｎｐｎ型トランジスタＱ１２，Ｑ１４，Ｑ１６（インバータ３０にあっては、ｎｐｎ型トランジスタＱ２２，Ｑ２４，Ｑ２６）のオンデューティーとの大小関係によって、中性点Ｎ１（インバータ３０にあっては中性点Ｎ２）の電位はインバータ２０（３０）の入力電圧Ｖｄｃの中間電位Ｖｄｃ／２を中心にして上下するので、インバータ２０（３０）におけるデューティーの総和が正のときは、中性点Ｎ１（Ｎ２）の電位が電位Ｖｄｃ／２よりも高くなることを示し、インバータ２０（３０）におけるデューティーの総和が負のときは、中性点Ｎ１（Ｎ２）の電位が電位Ｖｄｃ／２よりも低くなることを示す。

ここで、図７において、デューティーの総和が変化する周波数は、商用交流周波数である。

この動力出力装置１００においては、制御装置６０は、インバータ２０のデューティーの総和を曲線ｋ１に従って商用交流周波数で周期的に変化させ、インバータ３０のデューティーの総和を曲線ｋ２に従って商用交流周波数で周期的に変化させる。ここで、インバータ３０のデューティーの総和は、インバータ２０のデューティーの総和が変化する位相を反転した位相で周期的に変えられる。

そうすると、時刻ｔ０においては、インバータ２０，３０の双方においてデューティーの総和は０であるので（すなわち、上アームのオンデューティーは、下アームのオンデューティーと等しい。）、中性点Ｎ１，Ｎ２の電位は、いずれも電位Ｖｄｃ／２であり、中性点Ｎ１，Ｎ２間に発生する交流電圧Ｖａｃは０Ｖである。

時刻ｔ０〜ｔ１においては、中性点Ｎ１の電位は、電位Ｖｄｃ／２よりも高くなり、中性点Ｎ２の電位は、電位Ｖｄｃ／２よりも低くなるので、中性点Ｎ１，Ｎ２間に発生する交流電圧Ｖａｃは上昇し、時刻ｔ１において最大となる。

その後、時刻ｔ１〜ｔ２においては、中性点Ｎ１の電位は、最大値よりも徐々に低くなり、中性点Ｎ２の電位は、最小値よりも徐々に高くなるので、中性点Ｎ１，Ｎ２間に発生する交流電圧Ｖａｃは低下し、時刻ｔ２において０Ｖとなる。

さらに、時刻ｔ２〜ｔ３においては、中性点Ｎ１の電位は、電位Ｖｄｃ／２よりも低くなり、中性点Ｎ２の電位は、電位Ｖｄｃ／２よりも高くなるので、中性点Ｎ１，Ｎ２間に発生する交流電圧Ｖａｃは、時刻ｔ０〜ｔ２までの電圧と極性が反転して負側に上昇し、時刻ｔ３において負側に最大となる。その後、時刻ｔ３〜ｔ４においては、中性点Ｎ１の電位は、最小値よりも徐々に高くなり、中性点Ｎ２の電位は、最大値よりも徐々に低くなるので、中性点Ｎ１，Ｎ２間に発生する交流電圧Ｖａｃは負側の最大値から低下し、時刻ｔ４において０Ｖとなる。

この場合、時刻ｔ０〜ｔ２までの間、インバータ２０においては、上アームのオンデューティーは、下アームのオンデューティーよりも大きいので、インバータ２０の上アームから３相コイル１２の中性点Ｎ１に流れ込む電流は、中性点Ｎ１からインバータ２０の下アームへ流れる電流よりも多くなる。一方、インバータ３０においては、下アームのオンデューティーは、上アームのオンデューティーよりも大きいので、３相コイル１４の中性点Ｎ２からインバータ３０の下アームへ流れる電流は、インバータ３０の上アームから中性点Ｎ２に流れ込む電流よりも多くなる。そして、曲線ｋ１，ｋ２によって示されるように、インバータ２０，３０において、上アームのオンデューティーと下アームのオンデューティーとの差は、絶対値が同じであり、極性が反対である。

そうすると、コネクタ５０に外部負荷が接続され、かつ、リレー回路４０がオンしている場合、３相コイル１２において、インバータ２０の上アームから中性点Ｎ１に流れ込んだ電流のうち、中性点Ｎ１からインバータ２０の下アームへ流れ込むことができない余った電流が、中性点Ｎ１からＡＣラインＡＣＬ１、外部負荷およびＡＣラインＡＣＬ２を介して３相コイル１４の中性点Ｎ２へ流れ、中性点Ｎ２からインバータ３０の下アームへ流れる。

また、時刻ｔ２〜ｔ４までの間、インバータ３０においては、上アームのオンデューティーは、下アームのオンデューティーよりも大きいので、インバータ３０の上アームから３相コイル１４の中性点Ｎ２に流れ込む電流は、中性点Ｎ２からインバータ３０の下アームへ流れる電流よりも多くなる。一方、インバータ２０においては、下アームのオンデューティーは、上アームのオンデューティーよりも大きいので、３相コイル１２の中性点Ｎ１からインバータ２０の下アームへ流れる電流は、インバータ２０の上アームから中性点Ｎ１に流れ込む電流よりも多くなる。

そうすると、３相コイル１４において、インバータ３０の上アームから中性点Ｎ２に流れ込んだ電流のうち、中性点Ｎ２からインバータ３０の下アームへ流れ込むことができない余った電流が、中性点Ｎ２からＡＣラインＡＣＬ２、外部負荷およびＡＣラインＡＣＬ１を介して３相コイル１２の中性点Ｎ１へ流れ、中性点Ｎ１からインバータ２０の下アームへ流れる。

図８は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を流れる電流を示す図である。なお、この図８では、モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１からモータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２へ交流電流Ｉａｃが流される場合について示される。

図８を参照して、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１に接続されるインバータ２０（図示せず）は、制御装置６０からの信号ＰＷＭ１に基づいてスイッチング動作を行ない、電流成分Ｉｕ１＿ｔ，Ｉｕ１＿ａｃからなるＵ相電流をモータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルに流し、電流成分Ｉｖ１＿ｔ，Ｉｖ１＿ａｃからなるＶ相電流をモータジェネレータＭＧ１のＶ相コイルに流し、電流成分Ｉｗ１＿ｔ，Ｉｗ１＿ａｃからなるＷ相電流をモータジェネレータＭＧ１のＷ相コイルに流す。

また、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２に接続されるインバータ３０（図示せず）は、制御装置６０からの信号ＰＷＭ２に基づいてスイッチング動作を行ない、電流成分Ｉｕ２＿ｔ，Ｉｕ２＿ａｃからなるＵ相電流をモータジェネレータＭＧ２のＵ相コイルに流し、電流成分Ｉｖ２＿ｔ，Ｉｖ２＿ａｃからなるＶ相電流をモータジェネレータＭＧ２のＶ相コイルに流し、電流成分Ｉｗ２＿ｔ，Ｉｗ２＿ａｃからなるＷ相電流をモータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルに流す。

ここで、電流成分Ｉｕ１＿ｔ，Ｉｖ１＿ｔ，Ｉｗ１＿ｔは、モータジェネレータＭＧ１にトルクを発生させるための電流であり、電流成分Ｉｕ２＿ｔ，Ｉｖ２＿ｔ，Ｉｗ２＿ｔは、モータジェネレータＭＧ２にトルクを発生させるための電流である。また、電流成分Ｉｕ１＿ａｃ，Ｉｖ１＿ａｃ，Ｉｗ１＿ａｃは、インバータ２０において、上アームのオンデューティーが下アームのオンデューティーよりも大きくなるように制御されることによってインバータ２０の上アームから３相コイル１２の中性点Ｎ１に流れ込む電流であり、電流成分Ｉｕ２＿ａｃ，Ｉｖ２＿ａｃ，Ｉｗ２＿ａｃは、インバータ３０において、下アームのオンデューティーが上アームのオンデューティーよりも大きくなるように制御されることによって３相コイル１４の中性点Ｎ２からインバータ３０の下アームへ流れ込む電流である。電流成分Ｉｕ１＿ａｃ，Ｉｖ１＿ａｃ，Ｉｗ１＿ａｃ，Ｉｕ２＿ａｃ，Ｉｖ２＿ａｃ，Ｉｗ２＿ａｃは、互いに同じ大きさであり、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルクに寄与しない。そして、電流成分Ｉｕ１＿ａｃ，Ｉｖ１＿ａｃ，Ｉｗ１＿ａｃの合計値および電流成分Ｉｕ２＿ａｃ，Ｉｖ２＿ａｃ，Ｉｗ２＿ａｃの合計値の各々が交流電流Ｉａｃに相当する。

このように、インバータ２０，３０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御しつつ、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２間に交流電圧Ｖａｃを発生させることができる。

最後に、モータジェネレータＭＧ１が回生モードにあり、モータジェネレータＭＧ２が非駆動状態のときに商用電源用の交流電圧Ｖａｃを発生させる方法について説明する。

図９は、交流電流のタイミングチャートである。図９を参照して、インバータ２０は、モータジェネレータＭＧ１を回生モードで駆動する。したがって、モータジェネレータＭＧ１は、発生した回生電流ＩＲＥＧをインバータ２０に供給する。そして、インバータ３０は、回生電流ＩＲＥＧの位相を反転させた互いに同相の交流電流Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２をそれぞれ３相コイル１４のＵ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルに流す。

ここで、回生電流ＩＲＥＧおよび交流電流Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２の周波数が商用交流周波数になり、かつ、３相コイル１２，１４の中性点Ｎ１，Ｎ２間の電圧差が商用交流電圧となるようにインバータ２０，３０を制御することによって、中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用電源用の交流電圧Ｖａｃを発生させることができる。

なお、インバータ３０は、上述のように、互いに同相の交流電流Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２をそれぞれ３相コイル１４のＵ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルに流すだけで、モータジェネレータＭＧ２の駆動制御を行なわない。したがって、モータジェネレータＭＧ２は、トルクを発生しない。

なお、上記においては、インバータ３０のｎｐｎ型トランジスタＱ２１，Ｑ２３，Ｑ２５の全ておよびｎｐｎ型トランジスタＱ２２，Ｑ２４，Ｑ２６の全てをオン／オフして３相コイル１４の各相コイルにおいて同位相の交流電流を流すものとしたが、この発明においては、これに限らず、インバータ３０のｎｐｎ型トランジスタＱ２１，Ｑ２３，Ｑ２５の少なくとも１つおよびｎｐｎ型トランジスタＱ２２，Ｑ２４，Ｑ２６の少なくとも１つをオン／オフさせてもよい。

上述した方法によって、この動力出力装置１００は、交流電圧Ｖａｃを発生させることができるが、バッテリＢのＳＯＣが十分でなかったり、モータジェネレータＭＧ１によって発電がなされていないときに、交流電圧Ｖａｃの外部負荷への出力が開始されると、交流電圧Ｖａｃを安定的に発生し得ない。そして、交流電圧Ｖａｃの発生によりバッテリＢのＳＯＣ不足が発生すれば、交流電圧Ｖａｃの電圧低下が発生する。そこで、この動力出力装置１００においては、上述したように、ＡＣ出力制御部６４は、コネクタ５０に接続された外部負荷へ交流電圧Ｖａｃを安定的に出力可能か否かを判断し、その判断結果に基づいて交流電圧Ｖａｃの出力可否を制御する。

図１０は、図２に示したＡＣ出力制御部６４の交流電圧出力処理に係る動作のフローチャートである。図１０を参照して、ＡＣ出力制御部６４は、まず、商用電源用の交流電圧Ｖａｃの出力要求がなされたか否かを判断するため、ＥＣＵからの信号ＡＣの論理レベルがＨレベルであるか否かを判定する（ステップＳ２）。ＡＣ出力制御部６４は、信号ＡＣがＬレベルであると判定すると（ステップＳ２でＮＯ）、交流電圧Ｖａｃの出力要求はなされていないと判断し、処理が終了する。

ＡＣ出力制御部６４は、信号ＡＣがＨレベルであると判定すると（ステップＳ２でＹＥＳ）、安定的な交流電圧Ｖａｃを出力可能か否かを判断するため、バッテリＢのＳＯＣおよびエンジン状態を確認する。すなわち、ＡＣ出力制御部６４は、バッテリＢのＳＯＣを検出し、後述するようにエンジン温度Ｔに依存するしきい値Ｓｔｈ（Ｔ）をＳＯＣが下回っているか否かを判定する（ステップＳ４）。

ステップＳ４において、バッテリＢのＳＯＣがしきい値Ｓｔｈ（Ｔ）を下回っていると判定されると（ステップＳ４においてＹＥＳ）、モータジェネレータＭＧ１に連結されたエンジンがモータジェネレータＭＧ１によって始動され（ステップＳ６）、モータジェネレータＭＧ１による発電が行なわれる（ステップＳ８）。一方、ステップＳ４において、バッテリＢのＳＯＣがしきい値Ｓｔｈ（Ｔ）を下回っていないと判定されると（ステップＳ４においてＮＯ）、ステップＳ１０へ処理が進む。

ここで、バッテリＢのＳＯＣのしきい値Ｓｔｈ（Ｔ）は、図１１に示すように、エンジン温度Ｔに依存し、エンジン温度Ｔが低いほど大きな値となる。すなわち、エンジンは、モータジェネレータＭＧ１によって始動され、低温状態では、オイル粘度の上昇によってクランキングの動力抵抗が大きくなるので、始動に際して大きなトルクが必要となる。したがって、エンジンを始動するためのトルク電流を多く必要とするエンジンの低温時においては、バッテリＢのＳＯＣに応じたエンジンの始動タイミングを早めるものである。

つまり、ＡＣ出力制御部６４は、安定的な交流電圧Ｖａｃを出力可能か否かの判断に際して、バッテリＢのＳＯＣとエンジン温度Ｔに依存するしきい値Ｓｔｈ（Ｔ）との関係、すなわち、バッテリＢのＳＯＣとエンジンの状態（エンジン温度Ｔおよびエンジンによる発電状態）とを確認する。

そして、ＡＣ出力制御部６４は、バッテリＢのＳＯＣおよびエンジンの状態、ならびにインバータ２０，３０に入力される電圧Ｖｄｃが確保されているか否かに基づいて、交流電圧Ｖａｃの出力を許可するか否かを判断する（ステップＳ１０）。すなわち、ＡＣ出力制御部６４は、バッテリＢのＳＯＣがエンジン温度Ｔに依存するしきい値Ｓｔｈ（Ｔ）以上であって、かつ、安定的な交流電圧Ｖａｃを出力するのに十分な量であるか、さらに、交流電圧Ｖａｃを生成するのに必要な入力電圧Ｖｄｃが確保されているか、に基づいて交流電圧Ｖａｃの出力許可を判定する。

なお、バッテリＢのＳＯＣがしきい値Ｓｔｈ（Ｔ）を下回っており、モータジェネレータＭＧ１による発電が行なわれる場合、ＡＣ出力制御部６４は、バッテリＢのＳＯＣがしきい値Ｓｔｈ（Ｔ）よりも大きい他のしきい値を上回ってから交流電圧Ｖａｃの出力を許可するようにしてもよい。これにより、しきい値Ｓｔｈ（Ｔ）近傍でＳＯＣが変動することによって交流電圧Ｖａｃの出力の許可／不許可が頻繁に切替わるのを防止できる。

ステップＳ１０において、交流電圧Ｖａｃの出力が許可されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、インバータ２０，３０によってモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２間に交流電圧Ｖａｃが生成され、ＡＣ出力制御部６４は、リレー回路４０へＨレベルの制御信号ＣＮＴＬを出力する。これによって、コネクタ５０に接続される外部負荷へ商用電源用の交流電圧Ｖａｃが出力される（ステップＳ１２）。

一方、ステップＳ１０において、交流電圧Ｖａｃの出力が許可されないとき（ステップＳ１０においてＮＯ）、ＡＣ出力制御部６４は、リレー回路４０へＬレベルの制御信号ＣＮＴＬを出力する。さらに、制御装置６０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２間に交流電圧Ｖａｃが発生しないようにするため、インバータ２０，３０を同じスイッチングパターンで制御する。これにより、仮にリレー回路４０に溶着などの不具合が発生しても、交流電圧Ｖａｃの出力が確実に停止される（ステップＳ１４）。なお、動力出力装置１００が搭載されたハイブリッド自動車が停止中であれば、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２間に交流電圧Ｖａｃが発生しないようにするために、インバータ２０，３０のスイッチング動作を停止させてもよい。

交流電圧Ｖａｃの出力中、ＡＣ出力制御部６４は、信号ＡＣや異常検出などの情報に基づいて、交流電圧Ｖａｃの出力を停止するか否かを判定する（ステップＳ１６）。ＡＣ出力制御部６４は、交流電圧Ｖａｃの出力を停止しないと判定したときは（ステップＳ１６においてＮＯ）、コネクタ５０に接続される外部負荷への交流電圧Ｖａｃの出力を継続する。

一方、ＡＣ出力スイッチが操作されて信号ＡＣがＬレベルとなったり、何らかの異常が検出されるなどして、ＡＣ出力制御部６４が交流電圧Ｖａｃの出力を停止すると判定したときは（ステップＳ１６においてＹＥＳ）、ステップＳ１４と同様の処理により、交流電圧Ｖａｃの出力が停止される（ステップＳ１８）。

以上のように、この発明の実施の形態による動力出力装置１００によれば、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に含まれる３相コイル１２，１４の中性点Ｎ１，Ｎ２の電位を制御することによって、中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用電源用の交流電圧Ｖａｃを発生させることができる。

そして、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が非駆動状態のときに交流電圧Ｖａｃを発生させる場合、インバータ２０によってモータジェネレータＭＧ１の３相コイル１２の各相コイルに流される同位相の交流電流、およびその交流電流の位相を反転した交流電流であって、かつ、インバータ３０によってモータジェネレータＭＧ２の３相コイル１４の各相コイルに流される同位相の交流電流の周波数を選択することによって、交流電圧Ｖａｃの周波数を任意に設定できる。すなわち、動力出力装置１００は、任意の周波数を有する交流電圧Ｖａｃを発生させることができる。

また、この動力出力装置１００は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が駆動状態のときに交流電圧Ｖａｃを発生させる場合は、インバータ２０，３０に含まれるｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜１６，Ｑ２１〜Ｑ２６をスイッチング制御するときのデューティーを変化させる周波数によって交流電圧Ｖａｃの周波数が決定される。したがって、ｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜１６，Ｑ２１〜Ｑ２６をスイッチング制御するときのデューティーを変化させる周波数を選択することによって交流電圧Ｖａｃの周波数を任意に設定できる。すなわち、動力出力装置１００は、任意の周波数を有する交流電圧Ｖａｃを発生させることができる。

さらに、この動力出力装置１００は、モータジェネレータＭＧ１が回生モードにあり、モータジェネレータＭＧ２が非駆動状態のときに交流電圧Ｖａｃを発生させる場合は、インバータ３０によってモータジェネレータＭＧ２の３相コイル１４の各相コイルに流される同位相の交流電流および回生電流ＩＲＥＧの周波数を選択することによって、交流電圧Ｖａｃの周波数を任意に設定できる。すなわち、動力出力装置１００は、任意の周波数を有する交流電圧Ｖａｃを発生させることができる。

また、さらに、この動力出力装置１００によれば、バッテリＢのＳＯＣに基づいて交流電圧Ｖａｃの外部負荷への出力を許可するか否かが決定されるので、交流電圧Ｖａｃを出力する前に交流電圧Ｖａｃを安定的に発生し得るか否かを判断できる。したがって、不安定な交流電圧Ｖａｃの出力が防止される。

また、さらに、この動力出力装置１００によれば、交流電圧Ｖａｃの外部負荷への出力が許可されていないとき、リレー回路４０に含まれるリレーＲＹ１，ＲＹ２がオフされるので、不安定な交流電圧Ｖａｃの出力を防止できる。さらに、中性点Ｎ１，Ｎ２間に電圧差が発生しないようにインバータ２０，３０が制御されるので、仮にリレー回路４０に含まれるリレーＲＹ１，ＲＹ２に溶着等の不具合が発生しても、不安定な交流電圧の出力を確実に防止できる。

また、さらに、この動力出力装置１００は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するインバータ２０，３０を用いて交流電圧Ｖａｃを発生するので、交流電圧Ｖａｃを得るための専用のインバータを必要としない。また、さらに、２つのインバータ２０，３０で交流電圧Ｖａｃの出力を分担できる。

図１２は、この発明による動力出力装置１００をハイブリッド自動車に適用した場合の概略ブロック図である。図１２を参照して、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン９２に連結され、エンジン９２を始動するとともに、エンジン９２からの出力によって発電する。モータジェネレータＭＧ２は、駆動輪９４に連結され、駆動輪９４を駆動するとともに、ハイブリッド自動車の回生制動時に発電する。

そして、コネクタ５０には、外部負荷であるＡＣ負荷９６のコンセント５５が接続され、動力出力装置１００は、コネクタ５０およびコンセント５５を介してＡＣ負荷９６に商用電源用の交流電圧Ｖａｃを供給する。これにより、ＡＣ負荷９６は、動力出力装置１００から交流電圧Ｖａｃの供給を受けて動作することができる。

このように、動力出力装置１００が搭載されたこのハイブリッド自動車は、商用交流電源として利用できる。そして、このハイブリッド自動車は、交流電圧Ｖａｃを発生するための専用インバータを備えないので、車両の小型化や軽量化、低コスト化などを実現しつつ、商用交流電源としての付加価値を有する。

なお、上記においては、動力出力装置１００は、ハイブリッド自動車に搭載されると説明したが、この発明においては、これに限らず、動力出力装置１００は、電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）および燃料電池自動車に搭載されてもよい。そして、この発明は、一般に２つのモータジェネレータを使用するものに適用可能である。また、動力出力装置１００が電気自動車および燃料電池自動車に搭載される場合、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、電気自動車および燃料電池自動車の駆動輪に連結される。

なお、上記において、３相コイル１２，１４は、それぞれ「第１および第２の３相コイル」を構成し、インバータ２０，３０は、それぞれ「第１および第２のインバータ」を構成する。また、第１および第２のインバータ制御部６２，６３は、それぞれ「第１および第２の制御部」を構成し、バッテリＢは、「直流電源」を構成する。さらに、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、それぞれ「第１および第２のモータジェネレータ」を構成し、バッテリＢのＳＯＣのしきい値Ｓｔｈ（Ｔ）は、「第１の所定値」を構成する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態による動力出力装置の概略ブロック図である。 図１に示す制御装置の機能ブロック図である。 図２に示すコンバータ制御部の機能ブロック図である。 図２に示す第１および第２のインバータ制御部の機能ブロック図である。 図１に示すモータジェネレータの３相コイルに流す交流電流のタイミングチャートである。 モータジェネレータを流れる電流を示す図である。 デューティーの総和および商用電源用の交流電圧の波形図である。 モータジェネレータを流れる電流を示す図である。 交流電流のタイミングチャートである。 図２に示すＡＣ出力制御部の交流電圧出力処理に係る動作のフローチャートである。 バッテリのＳＯＣのしきい値のエンジン温度依存性を示す図である。 この発明による動力出力装置をハイブリッド自動車に適用した場合の概略ブロック図である。

符号の説明

１０ 昇圧コンバータ、１２，１４ ３相コイル、２０，３０ インバータ、２２，３２ Ｕ相アーム、２４，３４ Ｖ相アーム、２６，３６ Ｗ相アーム、４０ リレー回路、５０，５５ コネクタ、６０ 制御装置、６１ コンバータ制御部、６２，６３ インバータ制御部、６４ ＡＣ出力制御部、７０，７２ 電圧センサ、８０，８２ 電流センサ、９２ エンジン、９４ 駆動輪、９６ ＡＣ負荷、１００ 動力出力装置、１１２ インバータ入力電圧指令演算部、１１４ フィードバック電圧指令演算部、１１６ デューティー比演算部、１１８，１２２ ＰＷＭ信号変換部、１２０ モータ制御用相電圧演算部、Ｂ バッテリ、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、ＰＬ１，ＰＬ２ 電源ライン、ＳＬ 接地ライン、Ｌ リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、Ｎ１，Ｎ２ 中性点、ＵＬ１，ＵＬ２ Ｕ相ライン、ＶＬ１，ＶＬ２ Ｖ相ライン、ＷＬ１，ＷＬ２ Ｗ相ライン、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２ ＡＣライン、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ１１〜Ｑ１６，Ｑ２１〜Ｑ２６ ｎｐｎ型トランジスタ、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６ ダイオード、ＲＹ１，ＲＹ２ リレー。

Claims (14)

1. 第１および第２の３相コイルと、
   前記第１および第２の３相コイルにそれぞれ接続され、電圧供給線から直流電圧を受ける第１および第２のインバータと、
   前記第１の３相コイルの第１の中性点および前記第２の３相コイルの第２の中性点に接続され、前記第１および第２の中性点と外部負荷との間に配設されるリレー回路と、
   前記第１および第２のインバータならびに前記リレー回路の動作を制御する制御装置とを備え、
   前記第１のインバータは、前記制御装置からの第１の制御信号に応じて、所定の周波数を有する第１の交流電圧を前記第１の中性点に発生させ、
   前記第２のインバータは、前記制御装置からの第２の制御信号に応じて、前記所定の周波数を有し、かつ、前記第１の交流電圧の位相を反転した第２の交流電圧を前記第２の中性点に発生させ、
   前記リレー回路は、前記制御装置からの第３の制御信号に応じて前記第１および第２の中性点を前記外部負荷と電気的に接続し、前記第１および第２の中性点間に生じる前記所定の周波数を有する第３の交流電圧を前記外部負荷へ出力する、交流電圧発生装置。
2. 前記第１の３相コイルは、第１から第３のコイルを含み、
   前記第２の３相コイルは、第４から第６のコイルを含み、
   前記第１のインバータは、前記第１から第３のコイルに対応して設けられる第１から第３のアームを含み、
   前記第２のインバータは、前記第４から第６のコイルに対応して設けられる第４から第６のアームを含み、
   前記制御装置は、前記第１および第２のインバータをそれぞれ制御する第１および第２の制御部を含み、
   前記第１の制御部は、前記所定の周波数を有する互いに同相の第１の交流電流を前記第１から第３のコイルの少なくとも１つのコイルに流すように前記第１から第３のアームの少なくとも１つのアームをスイッチング制御し、
   前記第２の制御部は、前記第１の交流電流の位相を反転した互いに同相の第２の交流電流を前記第４から第６のコイルの少なくとも１つのコイルに流すように前記第４から第６のアームの少なくとも１つのアームをスイッチング制御する、請求項１に記載の交流電圧発生装置。
3. 前記第１の３相コイルは、第１から第３のコイルを含み、
   前記第２の３相コイルは、第４から第６のコイルを含み、
   前記第１のインバータは、前記第１から第３のコイルに対応して設けられる第１から第３のアームを含み、
   前記第２のインバータは、前記第４から第６のコイルに対応して設けられる第４から第６のアームを含み、
   前記制御装置は、前記第１および第２のインバータをそれぞれ制御する第１および第２の制御部を含み、
   前記第１の制御部は、前記所定の周波数で変化する第１の曲線に従って前記第１から第３のアームの第１のデューティーを変化させて前記第１から第３のアームをスイッチング制御し、
   前記第２の制御部は、前記第１の曲線の位相を反転した第２の曲線に従って前記第４から第６のアームの第２のデューティーを変化させて前記第４から第６のアームをスイッチング制御する、請求項１に記載の交流電圧発生装置。
4. 前記第１の３相コイルは、第１から第３のコイルを含み、
   前記第２の３相コイルは、第４から第６のコイルを含み、
   前記第１のインバータは、前記第１から第３のコイルに対応して設けられる第１から第３のアームを含み、
   前記第２のインバータは、前記第４から第６のコイルに対応して設けられる第４から第６のアームを含み、
   前記制御装置は、前記第１および第２のインバータをそれぞれ制御する第１および第２の制御部を含み、
   前記第１の制御部は、前記第１から第３のコイルが発電した交流電圧を直流電圧に変換するように前記第１のインバータを制御し、
   前記第２の制御部は、前記第１から第３のコイルが発電した交流電圧の位相を反転した互いに同相の交流電流を前記第４から第６のコイルの少なくとも１つのコイルに流すように前記第４から第６のアームの少なくとも１つのアームをスイッチング制御する、請求項１に記載の交流電圧発生装置。
5. 前記電圧供給線に前記直流電圧を供給する直流電源をさらに備え、
   前記制御装置は、前記直流電源の充電状態に基づいて、前記第３の交流電圧の前記外部負荷への出力を許可するか否かを決定する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の交流電圧発生装置。
6. 前記リレー回路は、前記第３の交流電圧の前記外部負荷への出力を前記制御装置が不許可にしているとき、前記第３の制御信号に応じて前記第１および第２の中性点を前記外部負荷から電気的に切離す、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の交流電圧発生装置。
7. 前記制御装置は、前記第３の交流電圧の前記外部負荷への出力を不許可にしているとき、前記第１および第２の中性点間に電圧差が発生しないように前記第１および第２のインバータを制御する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の交流電圧発生装置。
8. 前記制御装置は、前記第３の交流電圧の前記外部負荷への出力を不許可にしているとき、前記第１および第２のインバータの動作を停止させる、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の交流電圧発生装置。
9. 第１の３相コイルをステータコイルとして含む第１のモータジェネレータと、
   第２の３相コイルをステータコイルとして含む第２のモータジェネレータと、
   前記第１および第２の３相コイルにそれぞれ接続され、電圧供給線から直流電圧を受ける第１および第２のインバータと、
   前記第１の３相コイルの第１の中性点および前記第２の３相コイルの第２の中性点に接続され、前記第１および第２の中性点と外部負荷との間に配設されるリレー回路と、
   前記第１および第２のインバータならびに前記リレー回路の動作を制御する制御装置とを備え、
   前記第１のインバータは、前記制御装置からの第１の制御信号に応じて、所定の周波数を有する第１の交流電圧を前記第１の中性点に発生させ、
   前記第２のインバータは、前記制御装置からの第２の制御信号に応じて、前記所定の周波数を有し、かつ、前記第１の交流電圧の位相を反転した第２の交流電圧を前記第２の中性点に発生させ、
   前記リレー回路は、前記制御装置からの第３の制御信号に応じて前記第１および第２の中性点を前記外部負荷と電気的に接続し、前記第１および第２の中性点間に生じる前記所定の周波数を有する第３の交流電圧を前記外部負荷へ出力する、動力出力装置。
10. 前記第１の３相コイルは、第１から第３のコイルを含み、
    前記第２の３相コイルは、第４から第６のコイルを含み、
    前記第１のインバータは、前記第１から第３のコイルに対応して設けられる第１から第３のアームを含み、
    前記第２のインバータは、前記第４から第６のコイルに対応して設けられる第４から第６のアームを含み、
    前記制御装置は、前記第１および第２のインバータをそれぞれ制御する第１および第２の制御部を含み、
    前記第１および第２のモータジェネレータが非駆動状態のとき、
    前記第１の制御部は、前記所定の周波数を有する互いに同相の第１の交流電流を前記第１から第３のコイルの少なくとも１つのコイルに流すように前記第１から第３のアームの少なくとも１つのアームをスイッチング制御し、
    前記第２の制御部は、前記第１の交流電流の位相を反転した互いに同相の第２の交流電流を前記第４から第６のコイルの少なくとも１つのコイルに流すように前記第４から第６のアームの少なくとも１つのアームをスイッチング制御する、請求項９に記載の動力出力装置。
11. 前記第１の３相コイルは、第１から第３のコイルを含み、
    前記第２の３相コイルは、第４から第６のコイルを含み、
    前記第１のインバータは、前記第１から第３のコイルに対応して設けられる第１から第３のアームを含み、
    前記第２のインバータは、前記第４から第６のコイルに対応して設けられる第４から第６のアームを含み、
    前記制御装置は、前記第１および第２のインバータをそれぞれ制御する第１および第２の制御部を含み、
    前記第１および第２のモータジェネレータが駆動状態のとき、
    前記第１の制御部は、前記所定の周波数で変化する第１の曲線に従って前記第１から第３のアームの第１のデューティーを変化させて前記第１から第３のアームをスイッチング制御し、
    前記第２の制御部は、前記第１の曲線の位相を反転した第２の曲線に従って前記第４から第６のアームの第２のデューティーを変化させて前記第４から第６のアームをスイッチング制御する、請求項９に記載の動力出力装置。
12. 前記第１の３相コイルは、第１から第３のコイルを含み、
    前記第２の３相コイルは、第４から第６のコイルを含み、
    前記第１のインバータは、前記第１から第３のコイルに対応して設けられる第１から第３のアームを含み、
    前記第２のインバータは、前記第４から第６のコイルに対応して設けられる第４から第６のアームを含み、
    前記制御装置は、前記第１および第２のインバータをそれぞれ制御する第１および第２の制御部を含み、
    前記第１のモータジェネレータが回生モードであり、前記第２のモータジェネレータが非駆動状態のとき、
    前記第１の制御部は、前記第１から第３のコイルが発電した交流電圧を直流電圧に変換するように前記第１のインバータを制御し、
    前記第２の制御部は、前記第１から第３のコイルが発電した交流電圧の位相を反転した互いに同相の交流電流を前記第４から第６のコイルの少なくとも１つのコイルに流すように前記第４から第６のアームの少なくとも１つのアームをスイッチング制御する、請求項９に記載の動力出力装置。
13. 前記電圧供給線に前記直流電圧を供給する直流電源をさらに備え、
    前記第１のモータジェネレータは、車両の内燃機関に連結され、
    前記第２のモータジェネレータは、前記車両の駆動輪に連結され、
    前記制御装置は、
    前記直流電源の充電状態が第１の所定値を下回っているとき、前記第３の交流電圧の前記外部負荷への出力を不許可にし、かつ、前記内燃機関を始動させて前記第１のモータジェネレータにより発電が行なわれるように前記第１のインバータを制御し、
    前記直流電源の充電状態が少なくとも前記第１の所定値以上の第２の所定値を上回った後、前記第３の交流電圧の前記外部負荷への出力を許可する、請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の動力出力装置。
14. 前記第１の所定値は、前記内燃機関の温度が低いほど大きい、請求項１３に記載の動力出力装置。

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