JP2007118659A - 電力出力装置およびそれを備えた車両 - Google Patents

Abstract

【課題】電力損失を低減することができる電力出力装置を提供する。
【解決手段】制御装置６０は、中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧を発生して負荷装置９０へ電力を出力するように、インバータ２０，３０を制御する。ここで、制御装置６０は、モータジェネレータＭＧ１の発電量が中性点Ｎ１，Ｎ２から負荷装置９０へ出力される電力量と略同等となるように、モータジェネレータＭＧ１と機械的に結合されるエンジン４の目標エンジン回転数ＥＧＮＲを算出し、エンジン４を制御するエンジンＥＣＵ６５へその算出した目標エンジン回転数ＥＧＮＲを出力する。
【選択図】図１

Description

この発明は、電力出力装置およびそれを備えた車両に関し、特に、発電装置によって発電された電力を用いて車両外部あるいは車室内の電気負荷へ電力を供給可能な電力出力装置およびそれを備えた車両に関する。

従来より、エンジンに加えて電動機を動力源としてさらに備えたハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）を電源設備（たとえばＡＣ１００Ｖ電源）として利用する提案がなされている。すなわち、たとえば非常用電源や、キャンプ地など周囲に商用電源がないときの発電設備として、ハイブリッド自動車を利用しようというものである。そして、このような利用方法は、ハイブリッド自動車の商品価値を高めるものである。

このような電源設備として利用し得る自動車として、特開２００２−３７４６０４号公報（特許文献１）は、二次電池と、二次電池からの直流電力をＡＣ１００Ｖ電力に変換してコンセントへ出力するためのＡＣ１００Ｖインバータとを備えた自動車を開示する（特許文献１参照）。

また、特許第２６９５０８３号公報（特許文献２）は、２つの交流モータの中性点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へ出力可能な電動機駆動および動力処理装置を開示する（特許文献２参照）。
特開２００２−３７４６０４号公報 特許第２６９５０８３号公報 特開２００２−１７００４号公報 特開平６−３８５５０号公報

上記の特開２００２−３７４６０４号公報に開示された自動車や特許第２６９５０８３号公報に開示された電動機駆動および動力処理装置など、従来の電力出力装置においては、充放電可能な蓄電装置からの電力を用いて、外部装置へ出力するための電力を生成する。したがって、これらの電力出力装置では、事前に蓄電装置を充電しておく必要がある。

しかしながら、蓄電装置において充放電が行なわれると、その充放電の際に電力損失が発生する。また、蓄電装置とインバータとの間に昇降圧コンバータなどの電圧変換装置が設けられている場合には、その電圧変換装置においてもさらに電力損失が発生する。

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、電力損失を低減することができる電力出力装置を提供することである。

また、この発明の別の目的は、電力損失を低減することができる電力出力装置を備えた車両を提供することである。

この発明によれば、電力出力装置は、発電装置と、発電装置によって発電された電力を蓄電可能な蓄電装置と、蓄電装置および発電装置の少なくとも一方から出力される電力を所定の電力に変換して電気負荷へ出力可能なように構成された電力変換部と、発電装置の発電量が電力変換部から電気負荷へ出力される電力量と略同等となるように発電装置を制御する制御部とを備える。

この発明による電力出力装置においては、制御部は、発電装置の発電量が電力変換部から電気負荷へ出力される電力量と略同等となるように発電装置の発電量を制御するので、発電装置によって発電された電力は、蓄電装置に蓄電されることなく電力変換部へ直接供給される。すなわち、蓄電装置に入出力される電力量は略０となる。

したがって、この発明による電力出力装置によれば、蓄電装置の充放電に伴ない発生する電力損失を無くすことができる。

好ましくは、電力出力装置は、蓄電装置と発電装置および電力変換部との間に接続され、かつ、制御部からの指令に基づいて動作するリレー回路をさらに備える。電力変換部から電気負荷へ電力が出力されるとき、制御部は、リレー回路へオフ指令をさらに出力し、リレー回路は、オフ指令に基づいて、蓄電装置を発電装置および電力変換部から電気的に切離す。

この電力出力装置においては、電力変換部から電気負荷へ電力が出力されるとき、リレー回路によって発電装置および電力変換部から蓄電装置が電気的に切離される。これにより、蓄電装置に入出力される電力量は物理的に０となる。したがって、この電力出力装置によれば、蓄電装置の充放電に伴ない発生する電力損失を確実に無くすことができる。

さらに好ましくは、発電装置は、内燃機関と、内燃機関のクランク軸に回転軸が結合され、内燃機関の出力を用いて発電可能な回転電機とを含む。回転電機は、制御部からの駆動指令に基づいて、蓄電装置からの電力を用いて内燃機関をさらに始動可能である。電力変換部から電気負荷へ電力が出力されるときに内燃機関が停止している場合、制御部は、駆動指令を回転電機へ出力し、回転電機によって内燃機関が始動した後、リレー回路へオフ指令を出力する。

この電力出力装置においては、電力変換部から電気負荷へ電力が出力されるときに内燃機関が停止している場合、蓄電装置からの電力を用いて回転電機により内燃機関を始動させた後、リレー回路によって発電装置および電力変換部から蓄電装置が電気的に切離される。したがって、この電力出力装置によれば、内燃機関を始動できなくなる事態を回避することができる。

好ましくは、発電装置は、内燃機関と、内燃機関のクランク軸に回転軸が結合され、内燃機関の出力を用いて発電する回転電機とを含む。制御部は、回転電機の発電量が電気負荷へ出力される電力量と略同等となるように内燃機関の回転数を制御する。

この電力出力装置においては、制御部は、回転電機の発電量が電力変換部から電気負荷へ出力される電力量と略同等となるように、回転電機に連結された内燃機関の回転数を制御する。したがって、この電力出力装置によれば、蓄電装置に入出力される電力量を略０にする制御を簡易に実現することができる。

また、好ましくは、発電装置は、内燃機関と、内燃機関のクランク軸に回転軸が結合され、内燃機関の出力を用いて発電する回転電機とを含む。制御部は、予め設定された所定の回転数で内燃機関を動作させつつ、回転電機の発電量が電気負荷へ出力される電力量と略同等となるように回転電機のトルクを制御する。

この電力出力装置においては、制御部は、予め設定された所定の回転数で内燃機関を動作させる。この所定の回転数は、たとえば、最も効率的に内燃機関を運転できる回転数に設定される。そして、制御部は、回転電機の発電量が電力変換部から電気負荷へ出力される電力量と略同等となるように、内燃機関に連結された回転電機のトルクを制御する。したがって、この電力出力装置によれば、内燃機関の効率が向上する。

好ましくは、電力出力装置は、蓄電装置と発電装置および電力変換部との間に配設され、かつ、制御部からの指令に基づいて動作する電圧変換装置をさらに備える。電力変換部から電気負荷へ電力が出力されるとき、制御部は、電圧変換装置へ停止指令をさらに出力し、電圧変換装置は、停止指令に基づいてその動作を停止する。

この電力出力装置においては、電力変換部から電気負荷へ電力が出力されるとき、蓄電装置と発電装置および電力変換部との間に配設される電圧変換装置の動作を停止させる。したがって、この電力出力装置によれば、電圧変換装置における損失を無くすことができる。

好ましくは、発電装置は、内燃機関と、星形結線された第１の多相巻線を固定子巻線として含む第１の回転電機とを含む。第１の回転電機は、内燃機関のクランク軸に回転軸が結合され、内燃機関の出力を用いて発電する。電力変換部は、星形結線された第２の多相巻線を固定子巻線として含む第２の回転電機と、第１および第２の回転電機にそれぞれ対応して設けられる第１および第２のインバータと、電気負荷へ電力を出力するための電圧差を第１の多相巻線の第１の中性点と第２の多相巻線の第２の中性点との間に発生するように第１および第２のインバータを制御するインバータ制御部と、第１および第２の中性点に接続され、第１および第２の中性点から電気負荷へ電力を出力するための電力出力部とを含む。制御部は、第１の回転電機の発電量が電力変換部から電気負荷へ出力される電力量と略同等となるように第１の回転電機の発電量を制御する。

この電力出力装置においては、第１および第２のインバータによって第１の回転電機の第１の中性点と第２の回転電機の第２の中性点との間に電圧差を発生させ、第１および第２の中性点に接続される電力出力部によって第１および第２の中性点から電気負荷へ電力を出力することができる。したがって、この電力出力装置によれば、電気負荷へ出力するための電力を生成する電力変換装置を別途備える必要がない。その結果、装置の小型化および軽量化に貢献することができる。

また、この発明によれば、車両は、上述したいずれかの電力出力装置を備える。
したがって、この発明による車両によれば、効率よく電力を生成して車両外部や車室内の電気負荷へ供給することができる。

この発明によれば、発電装置の発電量が電力変換部から電気負荷へ出力される電力量と略同等となるように発電装置の発電量を制御するので、発電装置によって発電された電力は、蓄電装置に蓄電されることなく電力変換部へ直接供給される。したがって、蓄電装置の充放電に伴ない発生する電力損失を無くすことができる。その結果、電気負荷へ出力する電力の生成効率を向上させることができる。

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による車両の一例として示されるハイブリッド自動車の全体ブロック図である。図１を参照して、このハイブリッド自動車１００は、エンジン４と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分配機構３と、車輪２とを備える。また、ハイブリッド自動車１００は、蓄電装置Ｂと、システムメインリレー５と、昇圧コンバータ１０と、インバータ２０，３０と、制御装置６０と、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）６５とをさらに備える。

さらに、ハイブリッド自動車１００は、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、電圧センサ７０，７２とをさらに備える。また、さらに、ハイブリッド自動車１００は、出力ラインＮＬ１，ＮＬ２と、リレー回路４０と、出力コネクタ５０と、電圧センサ７４と、電流センサ７６とをさらに備える。

このハイブリッド自動車１００は、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ２を動力源として走行する。動力分配機構３は、エンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とに結合されてこれらの間で動力を分配する。たとえば、動力分配機構３としては、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。この３つの回転軸がエンジン４およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続される。たとえば、モータジェネレータＭＧ１のロータを中空としてその中心にエンジン４のクランク軸を通すことで動力分配機構３にエンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを機械的に接続することができる。

なお、モータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示されない減速ギヤや作動ギヤによって車輪２に結合されている。また、動力分配機構３の内部にモータジェネレータＭＧ２の回転軸に対する減速機をさらに組込んでもよい。

そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン４によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン４の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１００に組込まれ、モータジェネレータＭＧ２は、車輪２を駆動する電動機としてハイブリッド自動車１００に組込まれる。

蓄電装置Ｂの正極および負極は、システムメインリレー５を介してそれぞれ電源ラインＰＬ１および接地ラインＳＬに接続される。システムメインリレー５は、リレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３と、制限抵抗Ｒとを含む。リレーＳＭＲ２は、蓄電装置Ｂの正極と電源ラインＰＬ１との間に接続される。制限抵抗Ｒは、リレーＳＭＲ１に直列に接続され、リレーＳＭＲ１および制限抵抗Ｒから成る回路は、リレーＳＭＲ２に並列に接続される。リレーＳＭＲ３は、蓄電装置Ｂの負極と接地ライン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、ｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。ｎｐｎ型トランジスタ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。そして、リアクトルＬの一端は、ｎｐｎ型トランジスタ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。

なお、上記のｎｐｎ型トランジスタおよび以下の本明細書中のｎｐｎ型トランジスタとして、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を用いることができ、また、ｎｐｎ型トランジスタに代えてパワーＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field-effect transistor）等の電力スイッチング素子を用いることができる。

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。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。

モータジェネレータＭＧ１は、３相コイル１２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相コイルＵ１、Ｖ相コイルＶ１およびＷ相コイルＷ１の一端は、互いに接続されて中性点Ｎ１を形成し、Ｕ相コイルＵ１、Ｖ相コイルＶ１およびＷ相コイルＷ１の他端は、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の各々における上下アームの接続点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。モータジェネレータＭＧ２は、３相コイル１４をステータコイルとして含む。インバータ３０およびモータジェネレータＭＧ２の構成は、それぞれインバータ２０およびモータジェネレータＭＧ１と同様である。

リレー回路４０は、リレーＲＹ１，ＲＹ２を含む。そして、中性点Ｎ１に出力ラインＮＬ１の一方端が接続され、その他方端がリレーＲＹ１の一端に接続される。また、中性点Ｎ２に出力ラインＮＬ２の一方端が接続され、その他方端がリレーＲＹ２の一端に接続される。さらに、リレーＲＹ１，ＲＹ２の他端に出力コネクタ５０が接続される。

蓄電装置Ｂは、充放電可能な直流電源であり、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。システムメインリレー５がオンされているとき、蓄電装置Ｂは、直流電力を昇圧コンバータ１０へ出力する。また、蓄電装置Ｂは、昇圧コンバータ１０によって充電される。なお、蓄電装置Ｂとして、大容量のキャパシタを用いてもよい。

システムメインリレー５は、制御装置６０からの信号ＳＥに基づいて、蓄電装置Ｂと電源ラインＰＬ１および接地ラインＳＬとの接続および切離しを行なう。具体的には、蓄電装置Ｂと電源ラインＰＬ１および接地ラインＳＬとの接続が行なわれるとき、制御装置６０からの信号ＳＥに基づいて、まずリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ３がオンする。その後、リレーＳＭＲ２がオンし、リレーＳＭＲ１がオフする。リレーＳＭＲ２のオンに先立ってリレーＳＭＲ１をオンするのは、制限抵抗Ｒにより蓄電装置ＢからコンデンサＣ１への突入電流を防止するためである。

電圧センサ７０は、蓄電装置Ｂの電圧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。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。

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、蓄電装置Ｂからシステムメインリレー５を介して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へ供給する。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、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蓄電装置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から供給される直流電圧を降圧して電源ラインＰＬ１へ出力し、蓄電装置Ｂを充電する。

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、すなわち接地ラインＳＬに対する電源ラインＰＬ２の電圧ＶＨを検出し、その検出した電圧ＶＨ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。また、インバータ２０は、エンジン４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。また、インバータ３０は、車両の回生制動時、車輪２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。

ここで、コネクタ９２によって出力コネクタ５０に接続される負荷装置９０への電力の出力が要求されると、インバータ２０，３０は、中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧を発生させる。すなわち、インバータ２０は、中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧を発生させるように、制御装置６０からの信号ＰＷＭ１に基づいて中性点Ｎ１の電位を制御し、インバータ３０は、中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧を発生させるように、制御装置６０からの信号ＰＷＭ２に基づいて中性点Ｎ２の電位を制御する。

なお、コネクタ９２によって出力コネクタ５０に接続される負荷装置９０は、このハイブリッド自動車１００から電力の供給を受けて動作する電気負荷であり、この実施の形態１では、ハイブリッド自動車１００の車両外部や車室内などに設けられる商用電源負荷としている。

出力ラインＮＬ１，ＮＬ２は、中性点Ｎ１，Ｎ２から電力を取出して負荷装置９０へ出力するための電力出力線である。電圧センサ７４は、出力ラインＮＬ１，ＮＬ２間の電圧ＶＯを検出し、その検出した電圧ＶＯを制御装置６０へ出力する。電流センサ７６は、出力ラインＮＬ２に流される電流ＩＯを検出し、その検出した電流ＩＯを制御装置６０へ出力する。すなわち、電圧センサ７４および電流センサ７６は、中性点Ｎ１，Ｎ２から負荷装置９０へ出力される電力の電圧および電流をそれぞれ検出するためのセンサである。なお、電流センサ７６は、出力ラインＮＬ１に流される電流ＩＯを検出してもよい。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々は、３相交流電動機であり、たとえば３相交流同期電動機から成る。モータジェネレータＭＧ１は、エンジン４の出力を用いて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４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輪２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、車輪２から受ける回転力を用いて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３０へ出力する。

リレー回路４０のリレーＲＹ１，ＲＹ２は、出力ラインＮＬ１，ＮＬ２と出力コネクタ５０との接続および切離しを行なう。具体的には、制御装置６０からの出力許可信号ＥＮが活性化されるとリレーＲＹ１，ＲＹ２がオンし、出力コネクタ５０が出力ラインＮＬ１，ＮＬ２と電気的に接続される。出力コネクタ５０は、中性点Ｎ１，Ｎ２から電力を取出して負荷装置９０へ出力するための出力端子である。

制御装置６０は、昇圧コンバータ１０を駆動するための信号ＰＷＣおよびインバータ２０，３０をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２を生成し、その生成した信号ＰＷＣ，ＰＷＭ１，ＰＷＭ２をそれぞれ昇圧コンバータ１０およびインバータ２０，３０へ出力する。

ここで、図示されないイグニッションキー（またはイグニッションスイッチ、以下同じ。）からの信号ＩＧがオフ位置を示しているときに信号ＲＥＱが活性化されると、制御装置６０は、中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧を発生させるようにインバータ２０，３０を制御するとともに、リレー回路４０へ出力される出力許可信号ＥＮを活性化する。なお、信号ＲＥＱは、負荷装置９０への電力出力を要求するための出力要求スイッチ（図示せず、以下同じ。）が利用者によってオン操作されると活性化される信号である。

さらにここで、制御装置６０は、中性点Ｎ１，Ｎ２から負荷装置９０へ出力される電力量に基づいてモータジェネレータＭＧ１の発電量を制御する。より具体的には、制御装置６０は、モータジェネレータＭＧ１の発電量が負荷装置９０へ出力される電力量と略同等となるように、エンジン４の回転数を調整してモータジェネレータＭＧ１の発電量を制御する。

また、さらに、制御装置６０は、システムメインリレー５をオン／オフさせるための信号ＳＥを生成し、その生成した信号ＳＥをシステムメインリレー５へ出力する。ここで、制御装置６０は、中性点Ｎ１，Ｎ２から負荷装置９０へ電力が出力されているとき、システムメインリレー５をオフさせる。すなわち、中性点Ｎ１，Ｎ２から負荷装置９０への電力出力中、蓄電装置Ｂは、システムメインリレー５によって電源ラインＰＬ１および接地ラインＳＬから電気的に切離される。

エンジンＥＣＵ６５は、エンジン４の動作を制御する電子制御装置である。エンジンＥＣＵ６５は、制御装置６０から目標エンジン回転数ＥＧＮＲを受け、エンジン４の回転数がその目標エンジン回転数ＥＧＮＲとなるようにエンジン４を制御する。

図２は、図１に示したインバータ２０，３０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のゼロ相等価回路を示した回路図である。図２を参照して、３相インバータであるインバータ２０，３０の各々においては、６個のｎｐｎ型トランジスタのオン／オフの組合わせは８パターン存在する。その８つのスイッチングパターンのうち２つは相間電圧がゼロとなり、そのような電圧状態はゼロ電圧ベクトルと称される。ゼロ電圧ベクトルについては、上アームの３つのトランジスタは互いに同じスイッチング状態（全てオンまたはオフ）とみなすことができ、また、下アームの３つのトランジスタも互いに同じスイッチング状態とみなすことができるので、この図２では、インバータ２０のｎｐｎ型トランジスタＱ１１，Ｑ１３，Ｑ１５は上アーム２０Ａとしてまとめて示され、インバータ２０のｎｐｎ型トランジスタＱ１２，Ｑ１４，Ｑ１６は下アーム２０Ｂとしてまとめて示されている。また、インバータ３０のｎｐｎ型トランジスタＱ２１，Ｑ２３，Ｑ２５は上アーム３０Ａとしてまとめて示され、インバータ３０のｎｐｎ型トランジスタＱ２２，Ｑ２４，Ｑ２６は下アーム３０Ｂとしてまとめて示されている。

このゼロ電圧ベクトルを用いることによって、インバータ２０，３０の各々において、対応するモータジェネレータのｄ軸電流およびｑ軸電流に変化を与えることなく、すなわち、対応するモータジェネレータのトルク制御に影響を与えることなく、対応する中性点の電位を制御することができる。

そこで、インバータ２０，３０の各々のゼロ電圧ベクトルを用いて中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧に相当する電圧差を発生させる。これにより、エンジン４の出力を用いてモータジェネレータＭＧ１により発電を行ないつつ、中性点Ｎ１，Ｎ２から出力ラインＮＬ１，ＮＬ２を介して負荷装置９０へ電力（商用交流電力）を出力することができる。

図３は、図１に示した制御装置６０の機能ブロック図である。図３を参照して、制御装置６０は、コンバータ制御部６１と、第１のインバータ制御部６２と、第２のインバータ制御部６３と、電力出力制御部６４とを含む。コンバータ制御部６１は、電圧センサ７０からの電圧ＶＢ、電圧センサ７２からの電圧ＶＨ、ならびにハイブリッドＥＣＵ（図示せず、以下同じ。）からの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、モータ電流ＭＣＲＴ１およびモータ回転数ＭＲＮ１、電圧ＶＨ、ならびに電力出力制御部６４からの制御信号ＣＴＬおよび中性点電圧指令ＶＮＲ１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、モータ電流ＭＣＲＴ２およびモータ回転数ＭＲＮ２、電圧ＶＨ、ならびに電力出力制御部６４からの制御信号ＣＴＬおよび中性点電圧指令ＶＮＲ２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。

なお、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のモータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２は、図示されない電流センサによって検出される。

電力出力制御部６４は、イグニッションキーからの信号ＩＧがオフ位置を示しているときに出力要求スイッチからの信号ＲＥＱが活性化されると、第１および第２のインバータ制御部６２，６３へ出力される制御信号ＣＴＬを活性化する。そして、電力出力制御部６４は、中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧を生成するための中性点電圧指令ＶＮＲ１，ＶＮＲ２を生成する。

具体的には、中性点電圧指令ＶＮＲ１は、インバータ２０，３０の入力電圧である電圧ＶＨの中間電位ＶＨ／２を中心として商用交流周波数で変化する電圧指令であり、中性点電圧指令ＶＮＲ２は、電位ＶＨ／２を中心として商用交流周波数で変化し、かつ、中性点電圧指令ＶＮＲ１の位相を反転した電圧指令である。そして、電力出力制御部６４は、その生成した中性点電圧指令ＶＮＲ１，ＶＮＲ２をそれぞれ第１および第２のインバータ制御部６２，６３へ出力する。

また、電力出力制御部６４は、信号ＩＧがオフ位置を示しているときに信号ＲＥＱが活性化されると、電圧センサ７４からの電圧ＶＯ、電流センサ７６からの電流ＩＯおよびモータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１に基づいて、モータジェネレータＭＧ１の発電量が負荷装置９０へ出力される電力量と略同等となるように、モータジェネレータＭＧ１を駆動するエンジン４の目標エンジン回転数ＥＧＮＲを算出する。

具体的には、電力出力制御部６４は、電圧ＶＯに電流ＩＯを乗算することによって負荷装置９０へ出力される電力量を算出し、その算出された電力量をモータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１で除算した値をモータジェネレータＭＧ１の目標モータ回転数とする。そして、電力出力制御部６４は、その算出したモータジェネレータＭＧ１の目標モータ回転数に基づいてエンジン４の目標エンジン回転数ＥＧＮＲを算出し、その算出した目標エンジン回転数ＥＧＮＲをエンジンＥＣＵ６５へ出力する。

さらに、電力出力制御部６４は、信号ＩＧがオフ位置を示しているときに信号ＲＥＱが活性化されると、リレー回路４０へ出力される出力許可信号ＥＮを活性化する。また、さらに、電力出力制御部６４は、システムメインリレー５をオフさせるための信号ＳＥを生成してシステムメインリレー５へ出力する。

図４は、図３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４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とから成る。

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ＶＨ＿ｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令ＶＨ＿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電圧ＶＨと、インバータ入力電圧指令演算部１１２からの電圧指令ＶＨ＿ｃｏｍとに基づいて、電圧ＶＨを電圧指令ＶＨ＿ｃｏｍに制御するためのフィードバック電圧指令ＶＨ＿ｃｏｍ＿ｆｂを演算し、その演算したフィードバック電圧指令ＶＨ＿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ＶＨ＿ｃｏｍ＿ｆｂとに基づいて、電圧ＶＨを電圧指令ＶＨ＿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の電圧を蓄電装置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５は、図３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５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とを含む。

モータ制御用相電圧演算部１２０は、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）、モータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）、モータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）および電圧センサ７２からの電圧ＶＨ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指令値を算出し、その算出した各相電圧指令値をＰＷＭ信号変換部１２２へ出力する。

ここで、モータ制御用相電圧演算部１２０は、電力出力制御部６４からの制御信号ＣＴＬが活性化されているとき、電力出力制御部６４から受ける中性点電圧指令ＶＮＲ１（またはＶＮＲ２）を各相電圧指令値に一律に重畳してＰＷＭ信号変換部１２２へ出力する。

ＰＷＭ信号変換部１２２は、モータ制御用相電圧演算部１２０から受ける各相電圧指令値に基づいて、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（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ｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６（またはＱ２１〜Ｑ２６）へ出力する。

なお、電力出力制御部６４からの中性点電圧指令ＶＮＲ１（またはＶＮＲ２）は、各相電圧指令値に一律に重畳されるので、モータジェネレータＭＧ１（またはＭＧ２）の回転トルクに影響を与えない。また、中性点電圧指令ＶＮＲ１（またはＶＮＲ２）を各相電圧指令値に一律に重畳することは、ゼロ電圧ベクトルを制御することに対応する。

図６は、中性点Ｎ１，Ｎ２の電位ＶＮ１，ＶＮ２および中性点Ｎ１，Ｎ２間に発生する電圧ＶＯの波形図である。図６を参照して、中性点Ｎ１の電位ＶＮ１は、インバータ２０によって中性点電圧指令ＶＮＲ１に基づいて制御され、電位ＶＨ／２を中心として商用交流周波数で変化する。中性点Ｎ２の電位ＶＮ２は、インバータ３０によって中性点電圧指令ＶＮＲ２に基づいて制御され、電位ＶＨ／２を中心として商用交流周波数で変化し、かつ、電位ＶＮ１の位相を反転した位相で変化する。

これにより、中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流周波数を有する電圧ＶＯが発生する。なお、中性点電圧指令ＶＮＲ１，ＶＮＲ２の大きさを制御することによって、電圧ＶＯの電圧レベルを制御することができる。

図７は、図３に示した電力出力制御部６４の制御構造を示すフローチャートである。なお、このフローチャートの処理は、一定時間毎または所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。

図７を参照して、電力出力制御部６４は、イグニッションキーからの信号ＩＧに基づいて、イグニッションキーがオフ位置に回動されているか否かを判定する（ステップＳ１０）。電力出力制御部６４は、イグニッションキーがオフ位置に回動されていないと判定すると（ステップＳ１０においてＮＯ）、一連の処理を実行せずにメインルーチンへ処理を戻す。

ステップＳ１０においてイグニッションキーがオフ位置に回動されていると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、電力出力制御部６４は、信号ＲＥＱに基づいて、出力要求スイッチが利用者によりオン操作されたか否かを判定する（ステップＳ２０）。電力出力制御部６４は、信号ＲＥＱが非活性化されており、出力要求スイッチがオン操作されていないと判定すると（ステップＳ２０においてＮＯ）、一連の処理を終了し、メインルーチンへ処理を戻す。

一方、電力出力制御部６４は、信号ＲＥＱが活性化されており、出力要求スイッチがオン操作されたと判定すると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、システムメインリレー５をオンさせるための信号ＳＥを生成してシステムメインリレー５へ出力し、システムメインリレー５をオンさせる（ステップＳ３０）。そうすると、蓄電装置Ｂからの電力を用いてモータジェネレータＭＧ１によりエンジン４の始動が行なわれる（ステップＳ４０）。そして、エンジン４が始動すると、電力出力制御部６４は、上述した方法により中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧を発生させる（ステップＳ５０）。

次いで、電力出力制御部６４は、電圧センサ７４からの電圧ＶＯに電流センサ７６からの電流ＩＯを乗算することにより、負荷装置９０へ出力されている電力量すなわち負荷装置９０の負荷量を算出する（ステップＳ６０）。そして、電力出力制御部６４は、モータジェネレータＭＧ１の発電量が負荷装置９０の負荷量と略同等となるように、上述した方法によりエンジン４の回転数を制御する（ステップＳ７０）。

その後、電力出力制御部６４は、システムメインリレー５をオフさせるための信号ＳＥを生成してシステムメインリレー５へ出力し、システムメインリレー５をオフさせ（ステップＳ８０）、一連の処理を終了してメインルーチンへ処理を戻す。

なお、上記においては、電力の供給を受ける負荷装置９０は車両外部にあることを想定し、イグニッションキーからの信号ＩＧがオフ位置を示していないときは、車両が動く可能性があることから負荷装置９０への電力の出力を行なわないものとしている。一方、負荷装置９０として車室内の電気機器などを想定し、車両の走行中においても負荷装置９０への電力の出力を行なう場合には、ステップＳ１０の判断処理を省略すればよい。

以上のように、この実施の形態１によれば、モータジェネレータＭＧ１の発電量が負荷装置９０へ出力される電力量と略同等となるように、負荷装置９０の負荷量に基づきエンジン４の回転数を調整してモータジェネレータＭＧ１の発電量を制御するようにしたので、モータジェネレータＭＧ１によって発電された電力は、蓄電装置Ｂに充電されることなく、負荷装置９０へ出力される電力の生成に直接充てられる。したがって、蓄電装置Ｂの充放電に伴ない発生する電力損失を無くすことができる。

また、この実施の形態１によれば、中性点Ｎ１，Ｎ２間に電圧差（商用交流電圧）を発生させ、中性点Ｎ１，Ｎ２から負荷装置９０へ電力が出力される。したがって、負荷装置９０へ出力するための電力を生成する装置を別途備える必要がない。その結果、ハイブリッド自動車１００の小型化および軽量化に貢献することができる。

［実施の形態２］
実施の形態２による車両は、図１に示した実施の形態１によるハイブリッド自動車１００の構成において、制御装置６０に代えて制御装置６０Ａを備える。

図８は、この発明の実施の形態２における制御装置６０Ａの機能ブロック図である。図８を参照して、制御装置６０Ａは、図３に示した実施の形態１における制御装置６０の構成において、第１のインバータ制御部６２および電力出力制御部６４に代えてそれぞれ第１のインバータ制御部６２Ａおよび電力出力制御部６４Ａを含む。

第１のインバータ制御部６２Ａは、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１、モータ電流ＭＣＲＴ１およびモータ回転数ＭＲＮ１、電圧センサ７２からの電圧ＶＨ、ならびに電力出力制御部６４Ａからの制御信号ＣＴＬ、中性点電圧指令ＶＮＲ１およびトルク指令値ＴＲ１Ａ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。

電力出力制御部６４Ａは、イグニッションキーからの信号ＩＧがオフ位置を示しているときに出力要求スイッチからの信号ＲＥＱが活性化されると、エンジン４を最も効率的に運転可能な目標エンジン回転数ＥＧＮＲをエンジンＥＣＵ６５へ出力する。この目標エンジン回転数ＥＧＮＲは、エンジン４の運転データに基づいて予め設定される。

また、電力出力制御部６４Ａは、信号ＩＧがオフ位置を示しているときに信号ＲＥＱが活性化されると、電圧センサ７４からの電圧ＶＯ、電流センサ７６からの電流ＩＯおよびモータジェネレータＭＧ１のモータ回転数ＭＲＮ１に基づいて、モータジェネレータＭＧ１の発電量が負荷装置９０へ出力される電力量と略同等となるように、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１Ａを算出する。

具体的には、電力出力制御部６４Ａは、電圧ＶＯに電流ＩＯを乗算することによって負荷装置９０へ出力される電力量を算出し、その算出された電力量をモータジェネレータＭＧ１のモータ回転数ＭＲＮ１で除算した値をモータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１Ａとする。そして、電力出力制御部６４Ａは、その算出したトルク指令値ＴＲ１Ａを第１のインバータ制御部６２Ａへ出力する。

なお、電力出力制御部６４Ａのその他の機能は、図３に示した実施の形態１における電力出力制御部６４と同じである。また、制御装置６０Ａのその他の機能は、図１に示した実施の形態１における制御装置６０と同じである。

図９は、図８に示した第１のインバータ制御部６２Ａの機能ブロック図である。図９を参照して、第１のインバータ制御部６２Ａは、図５に示した実施の形態１における第１のインバータ制御部６２の構成において、モータ制御用相電圧演算部１２０に代えてモータ制御用相電圧演算部１２０Ａを含む。

モータ制御用相電圧演算部１２０Ａは、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１、モータ電流ＭＣＲＴ１、モータ回転数ＭＲＮ１および電圧センサ７２からの電圧ＶＨに基づいて、モータジェネレータＭＧ１の各相コイルに印加する電圧指令を算出し、その算出した各相電圧指令をＰＷＭ信号変換部１２２へ出力する。

ここで、モータ制御用相電圧演算部１２０Ａは、電力出力制御部６４Ａからの制御信号ＣＴＬが活性化されているとき、ハイブリッドＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１に代えて、電力出力制御部６４Ａから出力されたトルク指令値ＴＲ１Ａを用いてモータジェネレータＭＧ１の各相コイルに印加する電圧指令を算出する。そして、モータ制御用相電圧演算部１２０Ａは、その算出した各相電圧指令に電力出力制御部６４Ａから受ける中性点電圧指令ＶＮＲ１を一律に重畳してＰＷＭ信号変換部１２２へ出力する。

図１０は、図８に示した電力出力制御部６４Ａの制御構造を示すフローチャートである。なお、このフローチャートの処理は、一定時間毎または所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。

図１０を参照して、この制御構造は、図７に示した制御構造において、ステップＳ４５をさらに含み、ステップＳ７０に代えてステップＳ７５を含む。すなわち、ステップＳ４０において、蓄電装置Ｂからの電力を用いてモータジェネレータＭＧ１によりエンジン４の始動が行なわれると、電力出力制御部６４Ａは、予め設定された目標エンジン回転数ＥＧＮＲをエンジンＥＣＵ６５へ出力し、エンジン４を最大効率で動作させる（ステップＳ４５）。

その後、ステップＳ５０において中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧が生成され、ステップＳ６０において負荷装置９０の負荷量が算出されると、電力出力制御部６４Ａは、モータジェネレータＭＧ１の発電量が負荷装置９０の負荷量と略同等となるように、モータジェネレータＭＧ１のトルクを制御する（ステップＳ７５）。具体的には、電力出力制御部６４Ａは、上述した方法により、負荷装置９０の負荷量に基づいてモータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１Ａを算出し、その算出したトルク指令値ＴＲ１Ａを第１のインバータ制御部６２Ａへ出力する。

なお、上記においても、ステップＳ１０の判断処理を省略することによって、車両の走行中に負荷装置９０へ電力を出力することができる。

以上のように、この実施の形態２によれば、エンジン４が最大効率で運転されるので、エンジン４の燃費を向上させることができる。

［実施の形態３］
実施の形態１，２では、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点間に電圧差を発生させ、出力ラインＮＬ１，ＮＬ２を介して負荷装置９０へ電力を出力するものとしたが、この実施の形態３では、負荷装置９０へ出力される電力を生成するための専用インバータを別途備える。

図１１は、この発明の実施の形態３による車両の一例として示されるハイブリッド自動車の全体ブロック図である。図１１を参照して、このハイブリッド自動車１００Ａは、図１に示した実施の形態１によるハイブリッド自動車１００の構成において、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２に接続されていた出力ラインＮＬ１，ＮＬ２を備えず、インバータ８０をさらに備え、制御装置６０に代えて制御装置６０Ｂを備える。そして、リレー回路４０は、インバータ８０に接続される。

インバータ８０は、ｎｐｎ型トランジスタＱ３１〜Ｑ３４と、ダイオードＤ３１〜Ｄ３４とを含む。ｎｐｎ型トランジスタＱ３１，Ｑ３２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、ｎｐｎ型トランジスタＱ３３，Ｑ３４も、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に直列に接続され、その直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ３１，Ｑ３２および直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ３３，Ｑ３４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。ダイオードＤ３１〜Ｄ３４は、それぞれｎｐｎ型トランジスタＱ３１〜Ｑ３４に逆並列に接続される。そして、ｎｐｎ型トランジスタＱ３１，Ｑ３２の接続点およびｎｐｎ型トランジスタＱ３３，Ｑ３４の接続点は、それぞれリレー回路４０のリレーＲＹ１，ＲＹ２に接続される。

このインバータ８０は、制御装置６０Ｂからの信号ＰＷＭＡＣに基づいて、電源ラインＰＬ２から供給される直流電圧を商用交流電圧に変換し、その変換した商用交流電圧をリレー回路４０へ出力する。

制御装置６０Ｂは、イグニッションキーからの信号ＩＧがオフ位置を示しているときに信号ＲＥＱが活性化されると、電源ラインＰＬ２からの直流電圧を用いて商用交流電圧を発生するようにインバータ８０を制御するための信号ＰＷＭＡＣを生成し、その生成した信号ＰＷＭＡＣをインバータ８０へ出力する。

ここで、制御装置６０Ｂは、インバータ８０から負荷装置９０へ出力される電力量に基づいてモータジェネレータＭＧ１の発電量を制御する。モータジェネレータＭＧ１の発電量の考え方は、上記の実施の形態１または２の場合と同様である。

なお、この実施の形態３においては、負荷装置９０へ電力を出力するための専用のインバータ８０を備えるので、制御装置６０Ｂは、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２間に交流電圧を発生させるような信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２を生成する必要はない。なお、制御装置６０Ｂのその他の機能は、実施の形態１における制御装置６０と同じである。

以上のように、この実施の形態３によっても、蓄電装置Ｂの充放電に伴ない発生する電力損失を無くすことができる。

なお、上記の各実施の形態１〜３においては、蓄電装置Ｂの充放電を確実に遮断するためにエンジン４の始動後システムメインリレー５をオフさせるものとしたが、システムメインリレー５をオフさせる代わりに、またはシステムメインリレー５をオフさせるとともに、昇圧コンバータ１０の動作を停止させてもよい。これにより、昇圧コンバータ１０の動作に伴なう電力損失も無くすことができる。

また、上記の各実施の形態においては、出力コネクタ５０から電力の供給を受ける負荷装置９０は、商用電源負荷とし、ハイブリッド自動車１００，１００Ａは、商用交流電力を発生して負荷装置９０へ出力するものとしたが、出力コネクタ５０に接続される負荷装置は、直流負荷であってもよく、ハイブリッド自動車は、直流電力を負荷装置へ出力するようにしてもよい。

実施の形態１，２のように、中性点Ｎ１，Ｎ２から負荷装置へ直流電力を出力する場合においては、中性点Ｎ１，Ｎ２間に一定の電圧差が発生するように、インバータ２０，３０の各々においてゼロ電圧ベクトルを制御すればよい。また、実施の形態３において専用のインバータを設けたように、電源ラインＰＬ２からの直流電圧を負荷装置の電圧レベルに降圧または昇圧する専用のＤＣ−ＤＣコンバータを別途設けてもよい。

なお、上記において、電力出力制御部６４，６４Ａは、この発明における「制御部」に対応し、エンジン４は、この発明における「内燃機関」に対応する。また、第１のモータジェネレータＭＧ１は、この発明における「回転電機」および「第１の回転電機」に対応し、モータジェネレータＭＧ２は、この発明における「第２の回転電機」に対応する。

さらに、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」に対応し、第１および第２のインバータ制御部６２，６３は、この発明における「インバータ制御部」を形成する。また、さらに、出力ラインＮＬ１，ＮＬ２および出力コネクタ５０は、この発明における「電力出力部」を形成し、昇圧コンバータ１０は、この発明における「電圧変換装置」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による車両の一例として示されるハイブリッド自動車の全体ブロック図である。 図１に示すインバータおよびモータジェネレータのゼロ相等価回路を示した回路図である。 図１に示す制御装置の機能ブロック図である。 図３に示すコンバータ制御部の機能ブロック図である。 図３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。 中性点の電位および中性点間に発生する電圧の波形図である。 図３に示す電力出力制御部の制御構造を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２における制御装置の機能ブロック図である。 図８に示す第１のインバータ制御部の機能ブロック図である。 図８に示す電力出力制御部の制御構造を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３による車両の一例として示される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

２ 車輪、３ 動力分配機構、４ エンジン、１０ 昇圧コンバータ、１２，１４ ３相コイル、２０，３０，８０ インバータ、２０Ａ，３０Ａ 上アーム、２０Ｂ，３０Ｂ 下アーム、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 出力コネクタ、６０，６０Ａ，６０Ｂ 制御装置、６１ コンバータ制御部、６２，６２Ａ 第１のインバータ制御部、６３ 第２のインバータ制御部、６４，６４Ａ 電力出力制御部、６５ エンジンＥＣＵ、７０，７２，７４ 電圧センサ、７６ 電流センサ、９０ 負荷装置、９２ コネクタ、１００，１００Ａ ハイブリッド自動車、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、１２０，１２０Ａ モータ制御用相電圧演算部、Ｂ 蓄電装置、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、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ１１〜Ｑ１６，Ｑ２１〜Ｑ２６，Ｑ３１〜Ｑ３４ ｎｐｎ型トランジスタ、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６，Ｄ３１〜Ｄ３４ ダイオード、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＵＬ１，ＵＬ２ Ｕ相ライン、ＶＬ１，ＶＬ２ Ｖ相ライン、ＷＬ１，ＷＬ２ Ｗ相ライン、Ｎ１，Ｎ２ 中性点、Ｕ１，Ｕ２ Ｕ相コイル、Ｖ１，Ｖ２ Ｖ相コイル、Ｗ１，Ｗ２ Ｗ相コイル、ＮＬ１，ＮＬ２ 出力ライン、ＳＭＲ１〜ＳＭＲ３，ＲＹ１，ＲＹ２ リレー、Ｒ 制限抵抗。

Claims (8)

1. 発電装置と、
   前記発電装置によって発電された電力を蓄電可能な蓄電装置と、
   前記蓄電装置および前記発電装置の少なくとも一方から出力される電力を所定の電力に変換して電気負荷へ出力可能なように構成された電力変換部と、
   前記発電装置の発電量が前記電力変換部から前記電気負荷へ出力される電力量と略同等となるように前記発電装置を制御する制御部とを備える電力出力装置。
2. 前記蓄電装置と前記発電装置および前記電力変換部との間に接続され、前記制御部からの指令に基づいて動作するリレー回路をさらに備え、
   前記電力変換部から前記電気負荷へ電力が出力されるとき、
   前記制御部は、前記リレー回路へオフ指令をさらに出力し、
   前記リレー回路は、前記オフ指令に基づいて、前記蓄電装置を前記発電装置および前記電力変換部から電気的に切離す、請求項１に記載の電力出力装置。
3. 前記発電装置は、
   内燃機関と、
   前記内燃機関のクランク軸に回転軸が結合され、前記内燃機関の出力を用いて発電可能な回転電機とを含み、
   前記回転電機は、前記制御部からの駆動指令に基づいて、前記蓄電装置からの電力を用いて前記内燃機関をさらに始動可能であり、
   前記電力変換部から前記電気負荷へ電力が出力されるときに前記内燃機関が停止している場合、前記制御部は、前記駆動指令を前記回転電機へ出力し、前記回転電機によって前記内燃機関が始動した後、前記リレー回路へ前記オフ指令を出力する、請求項２に記載の電力出力装置。
4. 前記発電装置は、
   内燃機関と、
   前記内燃機関のクランク軸に回転軸が結合され、前記内燃機関の出力を用いて発電する回転電機とを含み、
   前記制御部は、前記回転電機の発電量が前記電気負荷へ出力される電力量と略同等となるように前記内燃機関の回転数を制御する、請求項１に記載の電力出力装置。
5. 前記発電装置は、
   内燃機関と、
   前記内燃機関のクランク軸に回転軸が結合され、前記内燃機関の出力を用いて発電する回転電機とを含み、
   前記制御部は、予め設定された所定の回転数で前記内燃機関を動作させつつ、前記回転電機の発電量が前記電気負荷へ出力される電力量と略同等となるように前記回転電機のトルクを制御する、請求項１に記載の電力出力装置。
6. 前記蓄電装置と前記発電装置および前記電力変換部との間に配設され、前記制御部からの指令に基づいて動作する電圧変換装置をさらに備え、
   前記電力変換部から前記電気負荷へ電力が出力されるとき、
   前記制御部は、前記電圧変換装置へ停止指令をさらに出力し、
   前記電圧変換装置は、前記停止指令に基づいてその動作を停止する、請求項１に記載の電力出力装置。
7. 前記発電装置は、
   内燃機関と、
   星形結線された第１の多相巻線を固定子巻線として含み、前記内燃機関のクランク軸に回転軸が結合され、前記内燃機関の出力を用いて発電する第１の回転電機とを含み、
   前記電力変換部は、
   星形結線された第２の多相巻線を固定子巻線として含む第２の回転電機と、
   前記第１および第２の回転電機にそれぞれ対応して設けられる第１および第２のインバータと、
   前記電気負荷へ電力を出力するための電圧差を前記第１の多相巻線の第１の中性点と前記第２の多相巻線の第２の中性点との間に発生するように前記第１および第２のインバータを制御するインバータ制御部と、
   前記第１および第２の中性点に接続され、前記第１および第２の中性点から前記電気負荷へ電力を出力するための電力出力部とを含み、
   前記制御部は、前記第１の回転電機の発電量が前記電力変換部から前記電気負荷へ出力される電力量と略同等となるように前記第１の回転電機の発電量を制御する、請求項１に記載の電力出力装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電力出力装置を備えた車両。

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