JP2006320071A - 交流電圧出力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構造で交流電圧を発生して外部負荷へ供給可能な交流電圧出力装置を提供する。
【解決手段】 コネクタ５０に接続される外部負荷へ発生した交流電圧を取出すためのＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２は、それぞれモータジェネレータＭＧ１のＷ相ラインＷＬ１およびモータジェネレータＭＧ２のＵ相ラインＵＬ２に接続される。制御装置６０は、互いに位相を反転させた交流電流Ｉｗ１，Ｉｕ２がそれぞれＷ相ラインＷＬ１およびＵ相ラインＵＬ２に流れるように、インバータ２０，３０をスイッチング制御する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、交流電圧出力装置に関し、特に、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載され、交流電圧を発生して外部負荷へ出力する交流電圧出力装置に関する。

特許第２６９５０８３号公報（特許文献１）は、電気動力駆動の車両に使用される電動機駆動および動力処理装置を開示する。この電動機駆動および動力処理装置は、二次電池と、インバータＩＡ，ＩＢと、誘導電動機ＭＡ，ＭＢと、制御ユニットとを備える。誘導電動機ＭＡ，ＭＢは、Ｙ結線された巻線ＣＡ，ＣＢをそれぞれ含み、巻線ＣＡ，ＣＢの中性点ＮＡ，ＮＢには、ＥＭＩフィルターを介して入力／出力ポートが接続される。

インバータＩＡ，ＩＢは、それぞれ誘導電動機ＭＡ，ＭＢに対応して設けられ、それぞれ巻線ＣＡ，ＣＢに接続される。そして、インバータＩＡ，ＩＢは、二次電池に並列に接続される。

この電動機駆動および動力処理装置においては、インバータＩＡ，ＩＢは、中性点ＮＡ，ＮＢ間に正弦波の調整された交流電力を発生し、その発生した交流電力を入力／出力ポートに接続された外部装置に供給することができる（特許文献１参照）。
特許第２６９５０８３号公報 特開２００２−２１８７９３号公報 特開平１０−１１７４４５号公報 特開平１０−２２５０１４号公報 特開平６−２９２３０４号公報

しかしながら、特許第２６９５０８３号公報に開示される電動機駆動および動力処理装置では、誘導電動機ＭＡ，ＭＢの巻線ＣＡ，ＣＢの中性点ＮＡ，ＮＢから発生した交流電圧を外部へ取出す必要があり、交流電圧を外部へ取出すための電力線の配線に伴なって装置の構造が複雑になる。特に、ハイブリッド自動車では、内部がオイルで満たされた駆動装置のケース内に電動機が配設されることもあり、電動機内部の中性点からケース外部へ交流電圧を取出すための電力線を別途配線すると、さらなるシール構造をケースに施す必要があるため、装置が複雑となる。

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡易な構造で交流電圧を発生して外部負荷へ供給可能な交流電圧出力装置を提供することである。

この発明によれば、交流電圧出力装置は、第１および第２の多相交流電動機と、第１および第２の複数の電力線を介して第１および第２の多相交流電動機とそれぞれ接続される第１および第２のインバータと、第１および第２のインバータを制御する制御手段とを備える。この制御手段は、第１の複数の電力線に含まれる第１の電力線に第１の交流電流を流すように第１のインバータを制御する。制御手段は、さらに、第２の複数の電力線に含まれる第２の電力線に、第１の交流電流と同じ周波数を有し、かつ、第１の交流電流の位相を反転した第２の交流電流を流すように第２のインバータを制御する。そして、交流電圧出力装置は、第１および第２の電力線にそれぞれ接続され、第１および第２の電力線間に生じる交流電圧を負荷へ出力するための第１および第２の出力線をさらに備える。

この発明による交流電圧出力装置においては、互いに位相を反転させた同周波数の第１および第２の交流電流が第１および第２の電力線にそれぞれ流される。そして、その第１および第２の電力線にそれぞれ接続される第１および第２の出力線によって、第１および第２の電力線間に生じる交流電圧が取出される。すなわち、この交流電圧出力装置においては、第１および第２の多相交流電動機の中性点に出力線を接続することなく、発生した交流電圧が取出される。

したがって、この発明による交流電圧出力装置によれば、第１および第２の多相交流電動機が格納されるケースの外部にて第１および第２の出力線をそれぞれ第１および第２の電力線と接続することができるので、第１および第２の多相交流電動機が格納されるケースに第１および第２の出力線の敷設に伴なうシール構造を別途設ける必要はなく、簡易な構造で交流電圧を発生して外部負荷へ供給することができる。

好ましくは、制御手段は、第１の電力線に対応する相の第１のインバータの電力用半導体素子および第２の電力線に対応する相の第２のインバータの電力用半導体素子をスイッチング制御し、第１および第２のインバータのその他の電力用半導体素子をオフする。

この交流電圧出力装置においては、第１の電力線に対応する相の第１のインバータのアームと第２の電力線に対応する相の第２のインバータのアームとによって単相インバータが構成される。したがって、この交流電圧出力装置によれば、簡易な制御で交流電圧を発生して外部負荷へ供給することができる。

さらに好ましくは、交流電圧出力装置は、第１および第２の出力線の少なくとも一方に接続されるリアクトルをさらに備える。

この交流電圧出力装置においては、第１および第２の出力線の少なくとも一方に接続されたリアクトルによって、発生した交流電圧に含まれるノイズが除去される。したがって、この交流電圧出力装置によれば、ノイズの少ない交流電圧を外部負荷へ供給することができる。

また、好ましくは、制御手段は、第１の電力線に対応する相と異なる相の第１のインバータの電力用半導体素子および第２の電力線に対応する相と異なる相の第２のインバータの電力用半導体素子をスイッチング制御し、第１および第２のインバータのその他の電力用半導体素子をオフする。

この交流電圧出力装置においては、第１および第２の多相交流電動機の巻線を介して第１および第２の出力線に電流が流されるので、第１および第２の多相交流電動機の巻線がノイズ除去フィルタとしての機能を果たす。したがって、この交流電圧出力装置によれば、ノイズ除去用のリアクトルを別途設けることなく、発生した交流電圧に含まれるノイズを除去することができる。

好ましくは、交流電圧出力装置は、第１および第２の出力線と負荷が接続される出力端子との間に配設される絶縁型の交流電圧変換器をさらに備える。

この交流電圧出力装置においては、第１および第２のインバータは、交流電圧の供給を受ける外部負荷と絶縁型の交流電圧変換器によって絶縁される。したがって、この交流電圧出力装置によれば、安全性に配慮した交流電圧出力装置が実現される。

好ましくは、交流電圧出力装置は、交流電圧変換器から出力される交流電圧を直流電圧に整流する整流器と、整流器から出力される直流電圧を商用交流電圧に変換して出力端子へ出力する第３のインバータとをさらに備える。

この交流電圧出力装置においては、交流電圧変換器後に設けられた第３のインバータによって商用周波数を発生できる。そこで、第１および第２のインバータを高周波で動作させ、交流電圧変換器を高周波で動作させることができる。したがって、この交流電圧出力装置によれば、交流電圧変換器を小型化することができる。

また、この発明によれば、交流電圧出力装置は、第１および第２の３相交流電動機と、第１から第３の電力線を介して第１の３相交流電動機と接続される第１のインバータと、第４から第６の電力線を介して第２の３相交流電動機と接続される第２のインバータと、第１および第２のインバータを制御する制御手段とを備える。この制御手段は、第１から第３の電力線に同相の第１の交流電流を流すように第１のインバータを制御する。制御手段は、さらに、第４から第６の電力線に、第１の交流電流と同じ周波数を有し、かつ、第１の交流電流の位相を反転した同相の第２の交流電流を流すように第２のインバータを制御する。そして、交流電圧出力装置は、第１から第６の電力線と負荷が接続される出力端子との間に配設される絶縁型の交流電圧変換器をさらに備える。この交流電圧変換器は、第１の電力線と第４の電力線との間に一次巻線が接続される第１の電圧変換部と、第２の電力線と第５の電力線との間に一次巻線が接続される第２の電圧変換部と、第３の電力線と第６の電力線との間に一次巻線が接続される第３の電圧変換部とを含み、第１から第３の電圧変換部の二次巻線は、直列に接続される。

この交流電圧出力装置においては、交流電圧を発生するための負荷が各相アームに分散される。したがって、この交流電圧出力装置によれば、１アームあたりの負荷を低減することができる。また、逆に言えば、３つの電圧変換部を用いて交流電圧を生成するので、高出力の交流電力を外部負荷へ供給することができる。

好ましくは、交流電圧出力装置は、直列接続された第１から第３の電圧変換部の二次巻線の両端から出力される交流電圧を直流電圧に整流する整流器と、整流器から出力される直流電圧を商用交流電圧に変換して出力端子へ出力する第３のインバータとをさらに備える。

この交流電圧出力装置においては、交流電圧変換器後に設けられた第３のインバータによって商用周波数を発生できる。そこで、第１および第２のインバータを高周波で動作させ、交流電圧変換器を高周波で動作させることができる。したがって、この交流電圧出力装置によれば、交流電圧変換器を小型化することができる。

この発明によれば、第１および第２の多相交流電動機の中性点に出力線を接続することなく、発生した交流電圧が取出されるので、第１および第２の多相交流電動機が格納されるケースに第１および第２の出力線の敷設に伴なうシール構造を別途設ける必要はなく、簡易な構造で交流電圧を発生して外部負荷へ供給することができる。

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。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による交流電圧出力装置の全体ブロック図である。図１を参照して、この交流電圧出力装置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出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２と、電圧センサ７０，７２と、電流センサ８０，８２とを備える。

この交流電圧出力装置１００は、ハイブリッド自動車に搭載される。そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン（図示せず）と連結され、エンジン始動を行ない得る電動機として動作し、かつ、エンジンによって駆動される発電機として動作するものとしてハイブリッド自動車に組込まれる。モータジェネレータＭＧ２は、駆動輪（図示せず）と連結され、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込まれる。

バッテリＢの正極は、電源ラインＰＬ１に接続され、バッテリＢの負極は、接地ラインＳＬに接続される。コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１と接地ラインＳＬとの間に接続される。

昇圧コンバータ１０は、リアクトルＬと、パワートランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。パワートランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に直列に接続される。各パワートランジスタ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。そして、リアクトルＬの一端は、パワートランジスタＱ１，Ｑ２の接続点に接続され、その他端は、電源ラインＰＬ１に接続される。

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、直列に接続されたパワートランジスタＱ１１，Ｑ１２からなり、Ｖ相アーム２４は、直列に接続されたパワートランジスタＱ１３，Ｑ１４からなり、Ｗ相アーム２６は、直列に接続されたパワートランジスタＱ１５，Ｑ１６からなる。各パワートランジスタ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。

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、直列に接続されたパワートランジスタＱ２１，Ｑ２２からなり、Ｖ相アーム３４は、直列に接続されたパワートランジスタＱ２３，Ｑ２４からなり、Ｗ相アーム３６は、直列に接続されたパワートランジスタＱ２５，Ｑ２６からなる。各パワートランジスタ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。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、それぞれ３相コイル１２，１４をステータコイルとして含む。３相コイル１２を形成するＵ，Ｖ，Ｗ各相コイルの一端は、互いに接続されて中性点Ｎ１を形成し、そのＵ，Ｖ，Ｗ各相コイルの他端は、インバータ２０のＵ，Ｖ，Ｗ各相アームにおける各パワートランジスタの接続点にそれぞれ接続される。また、３相コイル１４を形成するＵ，Ｖ，Ｗ各相コイルの一端は、互いに接続されて中性点Ｎ２を形成し、そのＵ，Ｖ，Ｗ各相コイルの他端は、インバータ３０のＵ，Ｖ，Ｗ各相アームにおける各パワートランジスタの接続点にそれぞれ接続される。

ＡＣ出力ラインＡＣＬ１の一端は、モータジェネレータＭＧ１のＷ相コイルの反中性点側すなわちＷ相ラインＷＬ１に接続され、その他端は、リレーＲＹ１に接続される。ＡＣ出力ラインＡＣＬ２の一端は、モータジェネレータＭＧ２のＵ相コイルの反中性点側すなわちＵ相ラインＵＬ２に接続され、その他端は、リレーＲＹ２に接続される。

リレー回路４０は、リレーＲＹ１，ＲＹ２を含む。リレーＲＹ１の一端は、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１に接続され、その他端は、コネクタ５０に接続される。リレーＲＹ２の一端は、ＡＣ出力ラインＡＣＬ２に接続され、その他端は、コネクタ５０に接続される。

バッテリＢは、直流電源であり、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、直流電圧を発生し、その発生した直流電圧を昇圧コンバータ１０へ出力する。また、バッテリＢは、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。

コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１と接地ラインＳＬとの間の電圧変動を平滑化する。電圧センサ７０は、バッテリＢから出力される電圧Ｖｂを検出し、その検出した電圧Ｖｂを制御装置６０へ出力する。

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、バッテリＢから受ける直流電圧をリアクトルＬを用いて昇圧し、その昇圧した昇圧電圧を電源ラインＰＬ２に供給する。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、パワートランジスタ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する。そして、昇圧コンバータ１０は、その昇圧した昇圧電圧をパワートランジスタ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。

コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間の電圧変動を平滑化する。電圧センサ７２は、コンデンサＣ２の端子間電圧、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。

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から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータジェネレータＭＧ１へ出力する。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（図示せず、以下同じ。）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から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータジェネレータＭＧ２へ出力する。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、車両の回生制動時、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、車両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。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、３相交流電動機であり、たとえば３相交流同期電動発電機からなる。モータジェネレータＭＧ１は、エンジンと連結され、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、車両の駆動輪（図示せず）と連結され、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。

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。具体的には、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、リレーＲＹ１，ＲＹ２がオンされて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、リレーＲＹ１，ＲＹ２がオフされて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、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２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）から出力される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、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１および電流センサ８０からのモータ電流ＭＣＲＴ１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、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値ＴＲ２および電流センサ８２からのモータ電流ＭＣＲＴ２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３０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、以下同じ。）からの信号ＩＧおよびＥＣＵからの信号ＡＣに基づいて、Ｗ相ラインＷＬ１、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１、リレーＲＹ１、コネクタ５０に接続される外部負荷、リレーＲＹ２、ＡＣ出力ラインＡＣＬ２およびＵ相ラインＵＬ２に商用交流周波数からなる交流電流を流すように、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。

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、電圧Ｖｂ，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のパワートランジスタ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１０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のパワートランジスタ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。ここで、第１のインバータ制御部６２は、ＡＣ出力制御部６４からＨレベルの制御信号ＣＴＬを受けているとき、Ｗ相ラインＷＬ１のみに商用交流周波数からなる交流電流Ｉｗ１が流れるように、インバータ２０のＷ相アーム２６をオン／オフし、かつ、その他のアームをオフするための信号ＰＷＭ１を生成する。

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のパワートランジスタ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。ここで、第２のインバータ制御部６３は、ＡＣ出力制御部６４からＨレベルの制御信号ＣＴＬを受けているとき、Ｕ相ラインＵＬ２のみに商用交流周波数からなる交流電流Ｉｕ２が流れるように、インバータ３０のＵ相アーム３２をオン／オフし、かつ、その他のアームをオフするための信号ＰＷＭ２を生成する。

ＡＣ出力制御部６４は、信号ＩＧ，ＡＣに基づいて、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２間に交流電圧Ｖａｃを発生するか否かを判定する。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、この交流電圧出力装置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る。

ＡＣ出力制御部６４は、信号ＩＧがＬレベルのときにＨレベルの信号ＡＣを受けると、交流電圧Ｖａｃの発生を許可し、Ｈレベルの制御信号ＣＴＬを第１および第２のインバータ制御部６２，６３へ出力し、Ｈレベルの制御信号ＣＮＴＬをリレー回路４０へ出力する。一方、ＡＣ出力制御部６４は、信号ＡＣがＬレベルまたは信号ＩＧがＨレベルのときは、交流電圧Ｖａｃの発生を許可せず、Ｌレベルの制御信号ＣＴＬを第１および第２のインバータ制御部６２，６３へ出力し、Ｌレベルの制御信号ＣＮＴＬをリレー回路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からの電圧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、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のパワートランジスタ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のパワートランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。

なお、昇圧コンバータ１０の下アームのパワートランジスタ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、上アームのパワートランジスタ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、パワートランジスタ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）を外部の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から受ける制御信号ＣＴＬがＬレベルのとき、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）の各パワートランジスタＱ１１〜Ｑ１６（またはＱ２１〜Ｑ２６）をオン／オフする信号ＰＷＭ１（またはＰＷＭ２）を生成し、その生成した信号ＰＷＭ１（またはＰＷＭ２）をインバータ２０（または３０）の各パワートランジスタＱ１１〜Ｑ１６（またはＱ２１〜Ｑ２６）へ出力する。

このようにして、各パワートランジスタ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から受ける制御信号ＣＴＬがＨレベルのとき、インバータ２０のＷ相アーム２６（またはインバータ３０のＵ相アーム３２）に商用交流周波数の交流電流を流すようにパワートランジスタＱ１５，Ｑ１６（またはＱ２１，Ｑ２２）をオン／オフする信号ＰＷＭ１（またはＰＷＭ２）を生成し、その生成した信号ＰＷＭ１（またはＰＷＭ２）をインバータ２０（または３０）のパワートランジスタＱ１５，Ｑ１６（またはＱ２１，Ｑ２２）へ出力する。

図５は、交流電圧生成時にインバータ２０，３０によって流される電流および生成される交流電圧Ｖａｃのタイミングチャートである。図５を参照して、曲線ｋ１は、インバータ２０によって流されるＷ相電流Ｉｗ１の変化を示し、曲線ｋ２は、インバータ３０によって流されるＵ相電流Ｉｕ２の変化を示す。また、曲線ｋ３は、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２間に生じた交流電圧Ｖａｃの変化を示す。

制御装置６０は、商用交流周波数からなるＷ相電流Ｉｗ１をＷ相ラインＷＬ１に流すようにインバータ２０のＷ相アーム２６をスイッチング制御し、Ｗ相電流Ｉｗ１の位相を反転したＵ相電流Ｉｕ２をＵ相ラインＵＬ２に流すようにインバータ３０のＵ相アーム３２をスイッチング制御する。

すなわち、交流周期の１周期Ｔの前半においては、インバータ２０においてパワートランジスタＱ１５がスイッチング制御され、インバータ２０のその他のパワートランジスタはオフされる。インバータ３０においては、パワートランジスタＱ２２がスイッチング制御され、インバータ３０のその他のパワートランジスタはオフされる。

また、１周期Ｔの後半においては、インバータ２０においてパワートランジスタＱ１６がスイッチング制御され、インバータ２０のその他のパワートランジスタはオフされる。インバータ３０においては、パワートランジスタＱ２１がスイッチング制御され、インバータ３０のその他のパワートランジスタはオフされる。

これにより、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、パワートランジスタＱ１５からＷ相ラインＷＬ１、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１、外部負荷、ＡＣ出力ラインＡＣＬ２およびＵ相ラインＵＬ２を介してパワートランジスタＱ２２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、パワートランジスタＱ２１からＵ相ラインＵＬ２、ＡＣ出力ラインＡＣＬ２、外部負荷、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１およびＷ相ラインＷＬ１を介してパワートランジスタ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ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２に流れる。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、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１に発生する交流電圧とその交流電圧の位相が反転されたＡＣ出力ラインＡＣＬ２に発生する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パワートランジスタのデューティーを制御することによって、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２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。

以上のように、この実施の形態１によれば、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を供給することができる。そして、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２は、それぞれＷ相ラインＷＬ１およびＵ相ラインＵＬ２に接続すればよいので、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が格納されるケース（図示せず）の内部にＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２を配線する必要がない。したがって、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が格納されるケースにＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２の敷設に伴なうシール構造を別途設ける必要はなく、簡易な構造で交流電圧Ｖａｃを取出すことができる。

［実施の形態２］
図６は、この発明の実施の形態２による交流電圧出力装置の全体ブロック図である。図６を参照して、この交流電圧出力装置１００Ａは、図１に示した実施の形態１による交流電圧出力装置１００の構成において、リアクトルＬ１，Ｌ２をさらに備える。交流電圧出力装置１００Ａのその他の構成は、交流電圧出力装置１００の構成と同じである。

リアクトルＬ１の一端は、モータジェネレータＭＧ１のＷ相コイルの反中性点側すなわちＷ相ラインＷＬ１に接続され、その他端は、リレーＲＹ１に接続される。リアクトルＬ２の一端は、モータジェネレータＭＧ２のＵ相コイルの反中性点側すなわちＵ相ラインＵＬ２に接続され、その他端は、リレーＲＹ２に接続される。

実施の形態１において、交流電圧Ｖａｃを発生する際にＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２に流される電流Ｉｗ１，Ｉｕ２は、実際にはインバータ２０のＷ相アーム２６およびインバータ３０のＵ相アーム３２のスイッチング動作に伴なうパルス状の電流であるため、コネクタ５０に接続されて交流電圧Ｖａｃの供給を受ける外部負荷に悪影響を及ぼす可能性がある。そこで、この実施の形態２では、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２にそれぞれリアクトルＬ１，Ｌ２を設け、電流Ｉｗ１，Ｉｕ２に含まれる高周波ノイズを除去するようにしたものである。

なお、上記においては、リアクトルＬ１，Ｌ２は、それぞれＷ相ラインＷＬ１およびＵ相ラインＵＬ２とリレー回路４０との間に配設するものとしたが、リレー回路５０とコネクタ５０との間に配設してもよい。

以上のように、この実施の形態２によれば、発生した交流電圧Ｖａｃを取出す電力ラインにリアクトルＬ１，Ｌ２を設けたので、発生した交流電圧Ｖａｃに含まれるノイズが除去され、ノイズの少ない交流電圧Ｖａｃを外部負荷へ供給することができる。

［実施の形態３］
図７は、この発明の実施の形態３による交流電圧出力装置の全体ブロック図である。図７を参照して、この交流電圧出力装置１００Ｂは、図１に示した実施の形態１による交流電圧出力装置１００の構成において、リレー回路４０に代えてトランス４１を備え、整流器４２、インバータ４３およびフィルタ４４をさらに備える。交流電圧出力装置１００Ｂのその他の構成は、交流電圧出力装置１００の構成と同じである。

トランス４１は、一次コイル４５と、二次コイル４６とを含む。一次コイル４５は、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１とＡＣ出力ラインＡＣＬ２との間に接続される。二次コイル４６は、整流器４２に接続される。そして、トランス４１は、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２間に生じた交流電圧を一次コイル４５および二次コイル４６の巻数比に応じた電圧レベルに変換して整流器４２へ出力する。

整流器４２は、トランス４１からの交流電圧を直流電圧に整流してインバータ４３へ出力する。なお、この整流器４２には、公知の整流回路を用いることができる。インバータ４３は、整流器４２からの直流電圧を商用電源用の交流電圧Ｖａｃに変換し、その変換した交流電圧Ｖａｃをフィルタ４４へ出力する。フィルタ４４は、インバータ４３からの交流電圧Ｖａｃに含まれる高周波ノイズを除去し、そのノイズ除去した交流電圧Ｖａｃをコネクタ５０へ出力する。

この交流電圧出力装置１００Ｂにおいては、トランス４１が設けられるので、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２がコネクタ５０に接続される外部負荷と絶縁される。すなわち、交流電圧出力装置１００Ｂは、コネクタ５０に接続される外部負荷と絶縁される。

また、この交流電圧出力装置１００Ｂにおいては、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２間に生じた交流を整流器４２によって一旦直流に変換し、インバータ４３によって商用電源用の交流電圧Ｖａｃを発生させるので、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２に発生させる交流電圧は、商用交流周波数である必要はない。そこで、インバータ２０のＷ相アーム２６およびインバータ３０のＵ相アーム３２のスイッチング周波数を高くし、トランス４１を高周波で動作させることができる。したがって、トランス４１の体格を小さくすることができる。

以上のように、この実施の形態３によれば、トランス４１を設けたので、コネクタ５０に接続される外部負荷を交流電圧出力装置１００Ｂと電気的に絶縁できる。したがって、安全性に配慮した交流電圧出力装置が実現される。また、トランス４１の出力側に整流器４２およびインバータ４３を設けることによってトランス４１を高周波で動作させることができるので、トランス４１の体格を小さくすることができる。

［実施の形態４］
図８は、この発明の実施の形態４による交流電圧出力装置の全体ブロック図である。図８を参照して、この交流電圧出力装置１００Ｃは、図７に示した実施の形態３による交流電圧出力装置１００Ｂの構成において、トランス４１に代えてトランス５１を備え、制御装置６０に代えて制御装置６０Ａを備える。交流電圧出力装置１００Ｃのその他の構成は、交流電圧出力装置１００Ｂの構成と同じである。

トランス５１は、一次コイル５２〜５４と、一次コイル５２〜５４にそれぞれ対応して設けられる二次コイル５５〜５７とを含む。一次コイル５２は、Ｕ相ラインＵＬ１，ＵＬ２間に接続される。一次コイル５３は、Ｖ相ラインＶＬ１，ＶＬ２間に接続される。一次コイル５４は、Ｗ相ラインＷＬ１，ＷＬ２間に接続される。二次コイル５５〜５７は、直列接続されて整流器４２に接続される。

制御装置６０Ａは、信号ＩＧ，ＡＣに基づいて、トランス５１の各一次コイル５２〜５４に同相の交流電流を流すようにインバータ２０，３０を制御するための信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２をそれぞれインバータ２０，３０へ出力する。より具体的には、制御装置６０Ａは、信号ＩＧがＬレベルのときにＨレベルの信号ＡＣを受けると、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１に同相の交流電流が流れるように信号ＰＷＭ１を生成し、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１に流される交流電流の位相を反転した同相の交流電流がＵ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２に流れるように信号ＰＷＭ２を生成する。なお、制御装置６０Ａのその他の機能は、制御装置６０と同じである。

図９は、交流電圧生成時にインバータ２０，３０によって流される電流およびトランス５１の出力電圧Ｖａｃ０のタイミングチャートである。図９を参照して、曲線ｋ４〜ｋ６は、それぞれインバータ２０によって流されるＵ，Ｖ，Ｗ各相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｗ１の変化を示し、曲線ｋ７〜ｋ９は、それぞれインバータ３０によって流されるＵ，Ｖ，Ｗ各相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２の変化を示す。また、曲線ｋ１０は、トランス５１の出力電圧Ｖａｃ０の変化を示す。

制御装置６０Ａは、互いに同相の交流電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｗ１をそれぞれＵ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１に流すようにインバータ２０のＵ，Ｖ，Ｗ各相アーム２２，２４，２６をスイッチング制御し、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１に流される交流電流の位相を反転した互いに同相の交流電流Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２をＵ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２に流すようにインバータ３０のＵ，Ｖ，Ｗ各相アーム３２，３４，３６をスイッチング制御する。

具体的には、交流周期の１周期Ｔの前半においては、インバータ２０においてパワートランジスタＱ１１，Ｑ１３，Ｑ１５が同じタイミングでスイッチング制御され、パワートランジスタＱ１２，Ｑ１４，Ｑ１６はオフされる。インバータ３０においては、パワートランジスタＱ２２，Ｑ２４，Ｑ２６が同じタイミングでスイッチング制御され、パワートランジスタＱ２１，Ｑ２３，Ｑ２５はオフされる。

また、１周期Ｔの後半においては、インバータ２０においてパワートランジスタＱ１２，Ｑ１４，Ｑ１６が同じタイミングでスイッチング制御され、パワートランジスタＱ１１，Ｑ１３，Ｑ１５はオフされる。インバータ３０においては、パワートランジスタＱ２１，Ｑ２３，Ｑ２５が同じタイミングでスイッチング制御され、パワートランジスタＱ２２，Ｑ２４，Ｑ２６はオフされる。

これにより、１周期Ｔの前半の半周期において、インバータ２０のパワートランジスタＱ１１，Ｑ１３，Ｑ１５からそれぞれトランス５１の各一次コイル５２〜５４を介してインバータ３０のパワートランジスタＱ２２，Ｑ２４，Ｑ２６へ同相の交流電流が流れる。また、１周期Ｔの後半の半周期において、インバータ３０のパワートランジスタＱ２１，Ｑ２３，Ｑ２５からそれぞれトランス５１の各一次コイル５２〜５４を介してインバータ２０のパワートランジスタＱ１２，Ｑ１４，Ｑ１６へ同相の交流電流が流れる。

そうすると、トランス５１の二次コイル５５〜５７の各々に同相の交流電圧が発生し、二次コイル５５〜５７の各々に発生した電圧が加算された交流電圧Ｖａｃ０がトランス５１から出力される。

なお、トランス５１から出力される交流電圧Ｖａｃ０は、整流器４２によって一端直流電圧に整流され、インバータ４３によって商用電源用の交流電圧Ｖａｃに変換される。

以上のように、この実施の形態４によれば、インバータ２０，３０における各相アームが同相でスイッチング動作し、トランス５１による交流電圧Ｖａｃ０の生成にあたってインバータ２０，３０の各相アームが負荷を分担するので、１アームあたりの負荷を低減することができる。

また、インバータ２０，３０の各相アームを用いて交流電圧を生成するので、交流電圧Ｖａｃを高出力化することもできる。

図１０は、この発明による交流電圧出力装置が搭載されたハイブリッド自動車の全体ブロック図である。なお、この図１０では、実施の形態１による交流電圧出力装置１００が搭載されたハイブリッド自動車が代表的に示される。

図１０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、前輪９４に連結され、前輪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。

リレー回路４０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に接続され、コネクタ５０には、外部負荷であるＡＣ負荷９６のコンセント５８が接続される。そして、ハイブリッド自動車は、コネクタ５０およびコンセント５８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、ハイブリッド自動車から交流電圧Ｖａｃの供給を受けて動作することができる。

図１１は、この発明による交流電圧出力装置が搭載された他のハイブリッド自動車の全体ブロック図である。この図１１でも、実施の形態１による交流電圧出力装置１００が搭載されたハイブリッド自動車が代表的に示される。

図１１を参照して、このハイブリッド自動車は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に加えてモータジェネレータＭＧ３を備え、インバータ２０，３０に並設されてモータジェネレータＭＧ３を駆動するインバータ３８をさらに備える。

モータジェネレータＭＧ３は、たとえば後輪（図示せず）に連結され、後輪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。

リレー回路４０は、モータジェネレータＭＧ２，ＭＧ３に接続され、コネクタ５０には、外部負荷であるＡＣ負荷９６のコンセント５８が接続される。そして、交流電圧Ｖａｃの生成が要求されると、インバータ３０，３８がスイッチング制御され、ハイブリッド自動車は、コネクタ５０およびコンセント５８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。

この図１１に示されるハイブリッド自動車によれば、モータジェネレータＭＧ１を発電専用に用いることができ、発電を行ないつつ、モータジェネレータＭＧ２，ＭＧ３を用いて交流電圧Ｖａｃを生成することができる。

なお、上記において、モータジェネレータＭＧ３は、後輪駆動モータとしたが、電動エアコンのコンプレッサ駆動モータであってもよい。また、リレー回路４０をモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ３に接続し、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ３を用いて商用電源用の交流電圧Ｖａｃを生成してもよい。この場合は、モータジェネレータＭＧ２によって車両の駆動力を発生させつつ、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ３を用いて交流電圧Ｖａｃを生成することができる。

また、図１１に示されるハイブリッド自動車のようにモータジェネレータを３台搭載している場合、３台のモータジェネレータを用いて商用電源用の３相交流電圧を発生させることもできる。すなわち、３台のモータジェネレータの各々にＡＣ出力ラインを接続し、互いに１２０度ずつ位相をずらした交流電流を各ＡＣ出力ラインに流すように、各モータジェネレータにそれぞれ対応して設けられる３つのインバータを制御することによって、商用電源用の３相交流電圧を生成することができる。

なお、上記においては、交流電圧出力装置１００，１００Ａ〜１００Ｃの各々は、ハイブリッド自動車に搭載されるものとしたが、この発明の適用範囲は、ハイブリッド自動車に搭載されるものに限られず、電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）や、バッテリＢとして二次電池に代えて燃料電池（Ｆｕｅｌ Ｃｅｌ）を備えた燃料電池車などに搭載されるものであってもよい。

なお、上記の各実施の形態１〜３においては、インバータ２０のＷ相アーム２６をスイッチング制御し、その他のアームはオフして交流電圧を生成するため、モータジェネレータＭＧ１による発電は中止されていることを条件としている。しかしながら、モータジェネレータＭＧ１のＷ相ラインＷＬ１の電圧を検出し、その検出された電圧に同期してインバータ３０のＵ相アーム３２をスイッチング制御することにより、モータジェネレータＭＧ１による発電を行ないつつ、交流電圧Ｖａｃを生成することもできる。

また、上記の各実施の形態１〜３においては、インバータ３０のＵ相アーム３２をスイッチング制御し、かつ、その他のアームはオフして交流電圧を生成し、上記の実施の形態４においては、インバータ３０の各相アームを同相でスイッチング制御して交流電圧を生成するため、モータジェネレータＭＧ２による駆動力の生成は中止されていることを条件としている。しかしながら、モータジェネレータＭＧ２を車両の駆動軸と切離し可能な機構を設けることにより、交流電圧出力装置が搭載された車両をエンジン出力のみで走行させ、かつ、モータジェネレータＭＧ２を駆動軸と切離して、車両を走行させつつ交流電圧Ｖａｃを生成することは可能である。

また、上記の実施の形態１においては、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２をそれぞれモータジェネレータＭＧ１のＷ相ラインＷＬ１およびモータジェネレータＭＧ２のＵ相ラインＵＬ２に接続し、インバータ２０のＷ相アーム２６およびインバータ３０のＵ相アーム３２をスイッチング制御して交流電圧Ｖａｃを発生したが、インバータ２０のＷ相アーム２６以外のアームおよびインバータ３０のＵ相アーム３２以外のアームをスイッチング制御して交流電圧Ｖａｃを発生させることもできる。この場合、スイッチング制御されるアームから対応するモータジェネレータのコイル（２相分）を介して対応するＡＣ出力ラインに電流が流されるので、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のコイルをノイズ除去用のフィルタとして用いることができる。

また、上記の各実施の形態１〜３においては、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２をそれぞれモータジェネレータＭＧ１のＷ相ラインＷＬ１およびモータジェネレータＭＧ２のＵ相ラインＵＬ２に接続するものとしたが、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２をその他のラインに接続してもよい。

なお、上記において、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、それぞれこの発明における「第１および第２の多相交流電動機」または「第１および第２の３相交流電動機」に対応し、インバータ２０，３０は、それぞれこの発明における「第１のインバータ」および「第２のインバータ」に対応する。また、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２は、それぞれこの発明における「第１の出力線」および「第２の出力線」に対応し、第１および第２のインバータ制御部６２，６３およびＡＣ出力制御部６４は、この発明における「制御手段」を形成する。さらに、リアクトルＬ１，Ｌ２の各々は、この発明における「リアクトル」に対応し、トランス４１，５１の各々は、この発明における「絶縁型の交流電圧変換器」に対応する。また、さらに、インバータ４３は、この発明における「第３のインバータ」に対応する。

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１による交流電圧出力装置の全体ブロック図である。 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。 交流電圧生成時にインバータによって流される電流および生成される交流電圧のタイミングチャートである。 この発明の実施の形態２による交流電圧出力装置の全体ブロック図である。 この発明の実施の形態３による交流電圧出力装置の全体ブロック図である。 この発明の実施の形態４による交流電圧出力装置の全体ブロック図である。 交流電圧生成時にインバータによって流される電流およびトランスの出力電圧のタイミングチャートである。 この発明による交流電圧出力装置が搭載されたハイブリッド自動車の全体ブロック図である。 この発明による交流電圧出力装置が搭載された他のハイブリッド自動車の全体ブロック図である。

符号の説明

１０ 昇圧コンバータ、１２，１４ ３相コイル、２０，３０，３８，４３ 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、４１，５１ トランス、４２ 整流器、４４ フィルタ、５０ コネクタ、５２〜５４ 一次コイル、５５〜５７ 二次コイル、５８ コンセント、６０，６０Ａ 制御装置、６１ コンバータ制御部、６２ 第１のインバータ制御部、６３ 第２のインバータ制御部、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、１００，１００Ａ〜１００Ｃ 交流電圧出力装置、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，Ｌ１，Ｌ２ リアクトル、ＭＧ１〜ＭＧ３ 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出力ライン、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ１１〜Ｑ１６，Ｑ２１〜Ｑ２６ パワートランジスタ、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６ ダイオード、ＲＹ１，ＲＹ２ リレー。

Claims (8)

1. 第１および第２の多相交流電動機と、
   第１および第２の複数の電力線を介して前記第１および第２の多相交流電動機とそれぞれ接続される第１および第２のインバータと、
   前記第１の複数の電力線に含まれる第１の電力線に第１の交流電流を流すように前記第１のインバータを制御するとともに、前記第２の複数の電力線に含まれる第２の電力線に、前記第１の交流電流と同じ周波数を有し、かつ、前記第１の交流電流の位相を反転した第２の交流電流を流すように前記第２のインバータを制御する制御手段と、
   前記第１および第２の電力線にそれぞれ接続され、前記第１および第２の電力線間に生じる交流電圧を負荷へ出力するための第１および第２の出力線とを備える交流電圧出力装置。
2. 前記制御手段は、前記第１の電力線に対応する相の前記第１のインバータの電力用半導体素子および前記第２の電力線に対応する相の前記第２のインバータの電力用半導体素子をスイッチング制御し、前記第１および第２のインバータのその他の電力用半導体素子をオフする、請求項１に記載の交流電圧出力装置。
3. 前記第１および第２の出力線の少なくとも一方に接続されるリアクトルをさらに備える、請求項２に記載の交流電圧出力装置。
4. 前記制御手段は、前記第１の電力線に対応する相と異なる相の前記第１のインバータの電力用半導体素子および前記第２の電力線に対応する相と異なる相の前記第２のインバータの電力用半導体素子をスイッチング制御し、前記第１および第２のインバータのその他の電力用半導体素子をオフする、請求項１に記載の交流電圧出力装置。
5. 前記第１および第２の出力線と前記負荷が接続される出力端子との間に配設される絶縁型の交流電圧変換器をさらに備える、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出力装置。
6. 前記交流電圧変換器から出力される交流電圧を直流電圧に整流する整流器と、
   前記整流器から出力される直流電圧を商用交流電圧に変換して前記出力端子へ出力する第３のインバータとをさらに備える、請求項５に記載の交流電圧出力装置。
7. 第１および第２の３相交流電動機と、
   第１から第３の電力線を介して前記第１の３相交流電動機と接続される第１のインバータと、
   第４から第６の電力線を介して前記第２の３相交流電動機と接続される第２のインバータと、
   前記第１から第３の電力線に同相の第１の交流電流を流すように前記第１のインバータを制御するとともに、前記第４から第６の電力線に、前記第１の交流電流と同じ周波数を有し、かつ、前記第１の交流電流の位相を反転した同相の第２の交流電流を流すように前記第２のインバータを制御する制御手段と、
   前記第１から第６の電力線と負荷が接続される出力端子との間に配設される絶縁型の交流電圧変換器とを備え、
   前記交流電圧変換器は、
   前記第１の電力線と前記第４の電力線との間に一次巻線が接続される第１の電圧変換部と、
   前記第２の電力線と前記第５の電力線との間に一次巻線が接続される第２の電圧変換部と、
   前記第３の電力線と前記第６の電力線との間に一次巻線が接続される第３の電圧変換部とを含み、
   前記第１から第３の電圧変換部の二次巻線は、直列に接続される、交流電圧出力装置。
8. 直列接続された前記第１から第３の電圧変換部の二次巻線の両端から出力される交流電圧を直流電圧に整流する整流器と、
   前記整流器から出力される直流電圧を商用交流電圧に変換して前記出力端子へ出力する第３のインバータとをさらに備える、請求項７に記載の交流電圧出力装置。

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