JP4113525B2

JP4113525B2 - 交流電源装置

Info

Publication number: JP4113525B2
Application number: JP2004308201A
Authority: JP
Inventors: 七郎斎及部; 哲浩石川; 幸弘峯澤; 臣雄蔵原; 和良佐藤
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-10-22
Filing date: 2004-10-22
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2024-10-22
Also published as: JP2006121844A

Description

この発明は、交流電源装置に関し、特に、交流電圧を発生して外部交流負荷へ出力可能な車両用の交流電源装置に関する。

特許文献１は、所定電圧の交流電力を外部交流負荷へ供給可能な車両用の交流電源装置を開示する。この交流電源装置は、接続コネクタを介して電力ラインと接続されるコンセントユニットに交流電力の供給を開始するとき、または供給中のとき、コンセントユニットの接続状態や断路スイッチのオン／オフ状態、イグニッションスイッチの状態、シフトポジションの位置、ブレーキの状態などに応じて外部交流負荷への交流電力の供給を停止する。そして、この交流電源装置によれば、所定電圧の交流電力を供給することができるとともに高い安全性と信頼性とを確保することができる。

また、この交流電源装置は、交流電力の供給を行なっている際、バッテリのＳＯＣ（ＳｔａｔｅｏｆＣｈａｒｇｅ）に基づいて、発電機に連結されるエンジンの始動および停止を制御する。そして、この交流電源装置によれば、バッテリのＳＯＣを所定範囲内に維持することができる（特許文献１参照）。
特開２０００−２７８８０８号公報米国特許第５０９９１８６号明細書

しかしながら、特許文献１では、交流電圧の出力状態から出力停止、およびその後の車両走行状態への移行まで含めた具体的な動作の流れについては開示されていない。すなわち、特許文献１に開示された交流電源装置によれば、交流電力の供給の際の高い安全性と信頼性とを確保することができるが、この交流電源装置は、交流電圧を発生して外部交流負荷へ出力可能な発電可能状態から交流電圧の出力を停止して車両の走行可能状態へ移行する際の安全性や確実性まで確保するものではない。

また、特許文献１に開示された交流電源装置は、バッテリのＳＯＣに基づいてエンジンの始動および停止を制御するが、エンジンによる発電量までは考慮されていない。そして、交流電圧を発生して外部交流負荷へ出力可能な交流電源装置においては、交流電圧の供給を受ける外部交流負荷の大きさも考慮したうえで、エンジンによる発電量を決定するのが効率性の観点から望ましい。

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、外部交流負荷へ出力する交流電圧を発生可能な発電可能状態から車両の走行可能状態への移行を安全かつ確実に行なう交流電源装置を提供することである。

また、この発明の別の目的は、交流電圧を発生して外部交流負荷へ出力する際、エンジンによる発電を効率的に行なう交流電源装置を提供することである。

この発明によれば、交流電源装置は、車両の停止中に交流電圧を発生して外部負荷へ供給可能な交流電源装置であって、交流電圧を発生する交流電源発生部と、発生した交流電圧を外部負荷へ出力するための出力端子と、車両のシステムを動作／停止させ、または車両の動作モードを移行させるためのスタートスイッチと、外部負荷が出力端子に接続されておらず、かつ、車両のブレーキが操作された状態でスタートスイッチが操作されると、交流電圧を発生可能な状態から車両を走行可能な状態へ車両の動作モードを移行させる制御装置を備える。

好ましくは、動作モードは、車両を走行可能な走行モードと、交流電圧を発生可能な発電モードと、走行モードおよび発電モード以外のニュートラルモードとを含む。

好ましくは、制御装置は、スタートスイッチの操作に応じて発電モードからニュートラルモードに動作モードを一旦移行させ、ニュートラルモード時、外部負荷が出力端子に接続されておらず、かつ、ブレーキが操作された状態でスタートスイッチが操作されると、動作モードを走行モードに移行させる。

好ましくは、制御装置は、発電モード時に外部負荷が出力端子から外されると、発電モードからニュートラルモードに動作モードを移行させ、ニュートラルモード時、外部負荷が出力端子に接続されておらず、かつ、ブレーキが操作された状態でスタートスイッチが操作されると、動作モードを走行モードに移行させる。

好ましくは、制御装置は、ニュートラルモード時、外部負荷が出力端子に接続されており、かつ、ブレーキが操作された状態でスタートスイッチが操作されると、動作モードを発電モードに移行させる。

好ましくは、交流電源装置は、動作モードの状態を表示する表示手段をさらに備え、表示手段は、走行モード時に点灯する第１の表示部と、発電モード時に点灯する第２の表示部とを含み、制御装置は、ニュートラルモード時に外部負荷が出力端子に接続されていないとき、第１の表示部を点滅させ、ニュートラルモード時に外部負荷が出力端子に接続されているとき、第２の表示部を点滅させる。

好ましくは、交流電源発生部は、直流電源と、第１および第２のモータジェネレータと、第１および第２のモータジェネレータにそれぞれ接続され、直流電源から電力の供給を受ける第１および第２のインバータとを含み、制御装置は、第１および第２のモータジェネレータを駆動させ、かつ、発電モード時、第１および第２のモータジェネレータの中性点間に交流電圧を発生させるように、第１および第２のインバータの動作をさらに制御する。

好ましくは、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て発電し、第２のモータジェネレータは、車両の駆動輪に連結されて駆動輪を駆動する。

好ましくは、制御装置は、発電モード時、直流電源の充電状態および外部負荷の負荷量に応じて第１のモータジェネレータによる発電量を決定し、決定した発電量に基づいて内燃機関の動作を制御する。

好ましくは、制御装置は、発電モード時、直流電源の充電状態ならびに第１のモータジェネレータおよび外部負荷の負荷量に応じて第１のモータジェネレータによる発電量を決定し、決定した発電量に基づいて内燃機関の動作を制御する。

好ましくは、交流電源装置は、交流電源発生部と出力端子との間に設けられるリレー回路をさらに備え、制御装置は、交流電圧を外部負荷へ出力する前に、リレー回路が正常に動作するか否かの動作チェックを行なう。

好ましくは、交流電源装置は、交流電源発生部と出力端子との間に設けられるリレー回路をさらに備え、制御装置は、動作モードを発電モードに移行させる前に、リレー回路が正常に動作するか否かの動作チェックを行ない、動作チェックによってリレー回路が異常であると判断したとき、発電モードへの移行を停止する。

好ましくは、交流電源装置は、交流電源発生部と出力端子との間に設けられるリレー回路をさらに備え、制御装置は、交流電圧を発生可能な状態を終了するとき、リレー回路が正常に動作するか否かの動作チェックを行なう。

好ましくは、制御装置は、リレー回路の動作チェックにおいて、リレー回路におけるリレーが溶着しているか否かをチェックする。

この発明による交流電源装置は、車両の停止中に交流電圧を発生して外部負荷へ供給することができる。そして、この交流電源装置においては、制御装置は、外部負荷が出力端子に接続されておらず、かつ、車両のブレーキが操作された状態でスタートスイッチが操作されると、交流電圧を発生可能な状態から車両を走行可能な状態へ車両の動作モードを移行させるので、外部負荷の非接続状態が確認されたうえで交流電圧の発生可能状態から車両走行状態へ動作モードが移行する。

したがって、この発明によれば、交流電圧の発生可能状態から車両走行状態への移行を安全かつ確実に行なうことができる。

また、この発明による交流電源装置においては、ニュートラルモード時、制御装置は、外部負荷が出力端子に接続されておらず、かつ、ブレーキが操作された状態でスタートスイッチが操作されると、動作モードを走行モードに移行させ、また、外部負荷が出力端子に接続されており、かつ、ブレーキが操作された状態でスタートスイッチが操作されると、動作モードを発電モードに移行させるので、スタートスイッチが操作されたときの外部負荷の接続状態に応じて自動的にニュートラルモードから走行モードまたは発電モードに動作モードが移行する。

したがって、この発明によれば、動作モードを移行させる際の操作性に優れる。

また、この発明による交流電源装置においては、制御装置は、発電モード時に外部負荷が出力端子から外されると、発電モードからニュートラルモードに動作モードを移行させ、ニュートラルモード時、外部負荷が出力端子に接続されておらず、かつ、ブレーキが操作された状態でスタートスイッチが操作されると、動作モードを走行モードに移行させるので、発電モード時に外部負荷が出力端子から外されると、発電モードからニュートラルモードへ自動的に動作モードが移行する。

また、この発明による交流電源装置においては、表示手段は、走行モード時に点灯する第１の表示部と、発電モード時に点灯する第２の表示部とを含む。そして、制御装置は、ニュートラルモード時に外部負荷が出力端子に接続されていないとき、第１の表示部を点滅させ、ニュートラルモード時に外部負荷が出力端子に接続されているとき、第２の表示部を点滅させるので、ニュートラルモードからの動作モードの移行先が第１または第２の表示部の点滅によって表示される。

したがって、この発明によれば、表示手段の表示状態を確認したうえで確実に動作モードの移行を行なうことができる。

また、この発明による交流電源装置においては、交流電源発生部は、直流電源と、第１および第２のモータジェネレータと、第１および第２のモータジェネレータにそれぞれ接続され、直流電源から電力の供給を受ける第１および第２のインバータとを含む。そして、第１および第２のインバータは、発電モード時、第１および第２のモータジェネレータの中性点間に外部負荷へ出力する交流電圧を発生させるので、外部負荷へ出力する交流電圧を発生させるための専用のインバータを備えていない。

したがって、この発明によれば、交流電源装置が搭載される車両の小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。

また、この発明による交流電源装置においては、制御装置は、発電モード時、直流電源の充電状態ならびに外部負荷および／または第１のモータジェネレータの負荷量に応じて第１のモータジェネレータによる発電量を決定し、その決定した発電量に基づいて内燃機関の動作を制御するので、直流電源の充電状態が十分とはいえない状態であっても負荷量が小さければ、発電量が抑えられ、または発電が停止される。また、直流電源の充電状態が十分であっても負荷量が大きければ、発電が行なわれる。

したがって、この発明によれば、不必要なエンジンの動作を低減できる。また、直流電源の充電状態のばらつきが抑えられる。

また、この発明による交流電源装置においては、制御装置は、交流電圧を外部負荷へ出力する前に、交流電源発生部と出力端子との間に設けられるリレー回路が正常に動作するか否かの動作チェックを行なうので、リレー回路に異常があれば、その異常が事前に検出される。

したがって、この発明によれば、外部負荷への交流電圧の出力を開始した後にリレー回路による出力遮断ができないという事態が回避され、交流電源装置の安全性が向上する。

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交流電源装置の概略ブロック図である。図１を参照して、この交流電源装置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、ＡＣポート４０と、コネクタ５０と、制御装置６０と、操作／表示部７０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とを備える。

この交流電源装置１００は、たとえば、ハイブリッド自動車（ＨｙｂｒｉｄＶｅｈｉｃｌｅ）に搭載され、車両の動力を出力する動力出力装置としてハイブリッド自動車に組込まれる。そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン８０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９０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。

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る。モータジェネレータＭＧ１は、エンジンからの回転力を用いて交流電圧を発生し、その発生した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、回生制動時、交流電圧を発生してインバータ３０へ出力する。

そして、後述するように、車両の停止時、コネクタ５０に接続された外部交流負荷への商用交流電圧の出力要求があると、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間に交流電圧が発生され、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、その中性点Ｎ１，Ｎ２間に発生した交流電圧をＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２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Ｌ１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Ｌ１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、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からの制御信号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２１、Ｖ相アーム２２およびＷ相アーム２３を含む。Ｕ相アーム２１、Ｖ相アーム２２およびＷ相アーム２３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２１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２２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２３は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ１５，Ｑ１６からなる。また、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ている。

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Ｕ，Ｖ，Ｗ各相コイルの反中性点側にそれぞれ接続される。

インバータ３０は、Ｕ相アーム３１、Ｖ相アーム３２およびＷ相アーム３３を含む。Ｕ相アーム３１、Ｖ相アーム３２およびＷ相アーム３３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３１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３２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３３は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ２５，Ｑ２６からなる。また、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ている。

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Ｕ，Ｖ，Ｗ各相コイルの反中性点側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、制御装置６０からの制御信号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Ｌ１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からの制御信号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からの制御信号ＰＷＭ１に基づいて、電源ラインＰＬ２から受ける直流電圧を交流電圧に変換して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、所望の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、制御装置６０からの制御信号ＰＷＭ１に基づいて、モータジェネレータＭＧ１によって発電された交流電圧を直流電圧に変換し、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からの制御信号ＰＷＭ２に基づいて、電源ラインＰＬ２から受ける直流電圧を交流電圧に変換して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、所望の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、モータジェネレータＭＧ２の回生制動時、制御装置６０からの制御信号ＰＷＭ２に基づいて、モータジェネレータＭＧ２から出力される交流電圧を直流電圧に変換し、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、車両の停止中に外部交流負荷への交流電圧の出力要求がなされると、インバータ２０，３０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧Ｖａｃを発生させる。すなわち、インバータ２０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧Ｖａｃを発生させるように、制御装置６０からの制御信号ＰＷＭ１に基づいて中性点Ｎ１の電位を制御しつつモータジェネレータＭＧ１を駆動し、インバータ３０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧Ｖａｃを発生させるように、制御装置６０からの制御信号ＰＷＭ２に基づいて、モータジェネレータＭＧ２に駆動力を発生させることなく中性点Ｎ２の電位を制御する。

ＡＣポート４０は、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２とコネクタ５０との接続／切離しを行なうリレーと、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２に発生する商用交流電圧Ｖａｃおよび交流電流Ｉａｃをそれぞれ検出するための電圧センサおよび電流センサとを含む（いずれも図示せず）。ＡＣポート４０は、制御装置６０から出力許可指令ＥＮを受けるとリレーをオンさせ、コネクタ５０をＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２と電気的に接続する。また、ＡＣポート４０は、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２における商用交流電圧Ｖａｃおよび交流電流Ｉａｃを検出し、その検出値を制御装置６０へ出力する。

コネクタ５０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２間に発生した商用交流電圧Ｖａｃを外部交流負荷へ出力するための出力端子であり、各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。コネクタ５０は、外部交流負荷のコンセントが接続されているとき、Ｈ（論理ハイ）レベルの信号ＣＴを制御装置６０へ出力する。

制御装置６０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値およびモータ回転数、バッテリＢのバッテリ電圧、ならびに電源ラインＰＬ２の電圧に基づいて、昇圧コンバータ１０を駆動するための制御信号ＰＷＣを生成し、その生成した制御信号ＰＷＣを昇圧コンバータ１０へ出力する。なお、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数、バッテリＢの電圧および電源ラインＰＬ２の電圧は、図示されない各センサーによって検出される。

また、制御装置６０は、電源ラインＰＬ２の電圧ならびにモータジェネレータＭＧ１のモータ電流およびトルク指令値に基づいて、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための制御信号ＰＷＭ１を生成する。

ここで、シフトポジション信号ＳＰがＰレンジを示す車両の停止中に外部交流負荷への交流電圧の出力要求がなされると、制御装置６０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧Ｖａｃが発生するように、上アームのｎｐｎ型トランジスタＱ１１，Ｑ１３，Ｑ１５と下アームのｎｐｎ型トランジスタＱ１２，Ｑ１４，Ｑ１６とのデューティーの総和を制御しつつ制御信号ＰＷＭ１を生成する。そして、制御装置６０は、その生成した制御信号ＰＷＭ１をインバータ２０へ出力する。

さらに、制御装置６０は、電源ラインＰＬ２の電圧ならびにモータジェネレータＭＧ２のモータ電流およびトルク指令値に基づいて、モータジェネレータＭＧ２を駆動するための制御信号ＰＷＭ２を生成する。

ここで、シフトポジション信号ＳＰがＰレンジを示す車両の停止中に外部交流負荷への交流電圧の出力要求がなされると、制御装置６０は、モータジェネレータＭＧ２に駆動力が発生することなくモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧Ｖａｃが発生するように、上アームのｎｐｎ型トランジスタＱ２１，Ｑ２３，Ｑ２５および下アームのｎｐｎ型トランジスタＱ２２，Ｑ２４，Ｑ２６のオンデューティーを制御して制御信号ＰＷＭ２を生成する。そして、制御装置６０は、その生成した制御信号ＰＷＭ２をインバータ３０へ出力する。

また、さらに、制御装置６０は、この交流電源装置１００が搭載されるハイブリッド自動車の動作モード制御を行なう。ここで、このハイブリッド自動車の動作モードは、車両を走行可能な「走行モード」、車両の停止時に商用交流電圧Ｖａｃを発生してコネクタ５０に接続された外部交流負荷へ出力可能な「発電モード」、および走行モードおよび発電モードでない「ニュートラルモード」の３つの動作モードからなる。

そして、制御装置６０は、後述する操作／表示部７０のスタートスイッチから受けるスタート信号ＳＷ、ブレーキの操作状態を示すブレーキ信号ＢＳ、およびコネクタ５０から受ける信号ＣＴに基づいて上記の３つの動作モードの移行を制御する。なお、この制御装置６０による動作モード制御については、後ほど詳しく説明する。

また、さらに、制御装置６０は、動作モードを発電モードに移行させる直前、すなわち商用交流電圧Ｖａｃが外部交流負荷へ出力される前に、ＡＣポート４０に含まれるリレーの溶着チェックを行なう。そして、制御装置６０は、リレーの溶着チェックによってリレーが正常であると判断すると、動作モードを発電モードに移行させる。なお、リレーの溶着チェック方法については、後ほど詳しく説明する。

また、さらに、制御装置６０は、エンジン８０およびモータジェネレータＭＧ１の発電制御を行なう。発電モード時、制御装置６０は、ＡＣポート４０に含まれる各センサよって検出された商用交流電圧Ｖａｃおよび交流電流Ｉａｃから外部交流負荷の負荷量を算出し、また、図示されないセンサによって検出されたバッテリＢのＳＯＣをその検出センサから取得する。そして、制御装置６０は、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）に記憶されたマップを読出し、その読出したマップに基づいて、外部交流負荷の負荷量およびバッテリＢのＳＯＣに応じてエンジン８０の動作／停止およびエンジン８０による発電量を決定し、その発電量となるようにエンジン８０およびモータジェネレータＭＧ１を駆動させる。なお、このマップに基づくエンジン８０の動作／停止およびエンジン８０による発電量については、後ほど具体的に説明する。

操作／表示部７０は、このハイブリッド自動車のシステム起動／停止を行なうスタートスイッチを含み、スタートスイッチが操作されると、スタート信号ＳＷを制御装置６０へ出力する。また、操作／表示部７０は、現在の動作モードを示す信号ｄｓを制御装置６０から受け、その受けた信号ｄｓに応じて動作モードの状態を表示する。なお、操作／表示部７０の構成については、後ほど説明する。

図２は、図１に示したモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧Ｖａｃを発生させるためにモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に流す電流を説明するための図である。なお、この図２においては、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２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（図示せず、以下同じ。）からの制御信号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からの制御信号ＰＷＭ２に基づいてスイッチング動作を行ない、モータジェネレータＭＧ２のＵ，Ｖ，Ｗ各相コイルにＵ相電流Ｉｕ２、Ｖ相電流Ｉｖ２およびＷ相電流Ｉｗ２をそれぞれ流す。

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る。また、電流成分Ｉｕ１＿ａｃ，Ｉｖ１＿ａｃ，Ｉｗ１＿ａｃは、モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１からＡＣ出力ラインＡＣＬ１へ交流電流Ｉａｃを流すための電流であり、Ｕ相電流Ｉｕ２、Ｖ相電流Ｉｖ２およびＷ相電流Ｉｗ２は、ＡＣ出力ラインＡＣＬ２からモータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２へ交流電流Ｉａｃを流すための電流である。電流成分Ｉｕ１＿ａｃ，Ｉｖ１＿ａｃ，Ｉｗ１＿ａｃおよびＵ，Ｖ，Ｗ各相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２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Ｕ，Ｖ，Ｗ各相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２の合計値の各々が交流電流Ｉａｃとなる。

図３は、発電モード時におけるデューティーの総和および商用交流電圧Ｖａｃの波形図である。図３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。図３において、デューティーの総和が正のときは、対応するモータジェネレータの中性点電位がインバータ入力電圧Ｖｄｃ（図１に示す電源ラインＰＬ２の電圧）の中間値（Ｖｄｃ／２）よりも高くなることを示し、デューティーの総和が負のときは、中性点電位が電圧Ｖｄｃ／２よりも低くなることを示す。

この交流電源装置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に従って商用周波数（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）で周期的に変化させる。また、制御装置６０は、商用周波数からなる同位相のＵ，Ｖ，Ｗ各相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２をモータジェネレータＭＧ２に流し、かつ、インバータ３０のデューティーの総和が曲線ｋ２に従うように、インバータ３０のスイッチング制御を行なう。

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。また、インバータ３０は、同位相のＵ，Ｖ，Ｗ各相電流Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２をモータジェネレータＭＧ２に流すので、実際には、制御装置６０は、インバータ３０に対して、デューティーの総和が正のときは、インバータ３０の各相アームの下アームをオフし、かつ、上アームのオンデューティーを曲線ｋ２に従って制御し、デューティーの総和が負のときは、インバータ３０の各相アームの上アームをオフし、かつ、下アームのオンデューティーを曲線ｋ２に従って制御する。

そうすると、時刻ｔ０〜ｔ１において、中性点Ｎ１の電位は、電圧Ｖｄｃ／２よりも高くなり、中性点Ｎ２の電位は、電圧Ｖｄｃ／２よりも低くなり、中性点Ｎ１，Ｎ２間に正側の商用交流電圧Ｖａｃが発生する。ここで、コネクタ５０に外部交流負荷が接続されると、インバータ２０の上アームから下アームに流れ込むことができない余った電流が中性点Ｎ１からＡＣ出力ラインＡＣＬ１、外部交流負荷およびＡＣ出力ラインＡＣＬ２を介して中性点Ｎ２へ流れ、中性点Ｎ２からインバータ３０の各相アームの下アームへ流れる。

時刻ｔ１〜ｔ２においては、中性点Ｎ１の電位は、電圧Ｖｄｃ／２よりも低くなり、中性点Ｎ２の電位は、電圧Ｖｄｃ／２よりも高くなり、中性点Ｎ１，Ｎ２間に負側の商用交流電圧Ｖａｃが発生する。そして、インバータ３０の各相アームの上アームから中性点Ｎ２、ＡＣ出力ラインＡＣＬ２、外部交流負荷およびＡＣ出力ラインＡＣＬ１を介して中性点Ｎ１へ電流が流れ、中性点Ｎ１からインバータ２０の下アームへ電流が流れる。

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

図４〜図７は、図１に示した制御装置６０による動作モード制御のフローチャートである。図４を参照して、動作モード制御の処理が開始されると、制御装置６０は、所定の制御周期ごとに、操作／表示部７０からのスタート信号ＳＷに基づいて操作／表示部７０のスタートスイッチが操作されたか否かを確認する（ステップＳ２）。ここで、この図４および以下の図５〜図７では、スタートスイッチが操作されることを便宜上「スタートスイッチＯＮ」と表記している。そして、制御装置６０は、スタートスイッチが操作されていないと判断すると（ステップＳ２においてＮＯ）、処理を終了する。

一方、制御装置６０は、スタートスイッチが操作されたと判断すると（ステップＳ２においてＹＥＳ）、このときブレーキが操作されているか否かを確認する（ステップＳ４）。ここで、この図４および以下の図５では、ブレーキが操作されていることを便宜上「ブレーキＯＮ」と表記している。

制御装置６０は、ブレーキが操作されていないと判断すると（ステップＳ４においてＮＯ）、動作モードをニュートラルモードに移行する（ステップＳ６）。

一方、制御装置６０は、ステップＳ４においてブレーキが操作されていると判断すると（ステップＳ４においてＹＥＳ）、コネクタ５０から受ける信号ＣＴに基づいてコネクタ５０に外部交流負荷が接続されているか否かを確認する（ステップＳ８）。

制御装置６０は、信号ＣＴがＬ（論理ロー）レベルであり、コネクタ５０に外部交流負荷が接続されていないと判断すると（ステップＳ８においてＮＯ）、動作モードを走行モードに移行する（ステップＳ１０）。これにより、ハイブリッド自動車は、走行可能な状態となる。

一方、制御装置６０は、ステップＳ８において、信号ＣＴがＨレベルであり、コネクタ５０に外部交流負荷が接続されていると判断すると（ステップＳ８においてＹＥＳ）、ＡＣポート４０に含まれるリレーの溶着チェックを行なうことにより、ＡＣポート４０のリレーが正常に動作するか否かを確認する（ステップＳ１２）。

制御装置６０は、ＡＣポート４０のリレーが正常に動作すると判断すると（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、動作モードを発電モードに移行する（ステップＳ１４）。これにより、交流電源装置１００からコネクタ５０に接続された外部交流負荷へ商用交流電圧Ｖａｃを出力することができる。

一方、制御装置６０は、ステップＳ１２においてＡＣポート４０のリレーが異常であると判断すると（ステップＳ１２においてＮＯ）、動作モードを発電モードに移行せず、動作モードをニュートラルモードに移行する（ステップＳ１６）。

図５は、ニュートラルモード移行後の制御装置６０による動作モード制御のフローチャートである。図５を参照して、動作モードがニュートラルモードに移行されると、制御装置６０は、所定の制御周期ごとに、操作／表示部７０からのスタート信号ＳＷに基づいて操作／表示部７０のスタートスイッチが操作されたか否かを確認する（ステップＳ２２）。制御装置６０は、スタートスイッチが操作されていないと判断すると（ステップＳ２２においてＮＯ）、動作モードを移行せずに処理を終了する。

一方、制御装置６０は、スタートスイッチが操作されたと判断すると（ステップＳ２２においてＹＥＳ）、このときブレーキが操作されているか否かを確認する（ステップＳ２４）。そして、ブレーキが操作されていないと制御装置６０によって判断されると（ステップＳ２４においてＮＯ）、システムが停止する（ステップＳ２６）。

制御装置６０は、ステップＳ２４においてブレーキが操作されていると判断すると（ステップＳ２４においてＹＥＳ）、コネクタ５０から受ける信号ＣＴに基づいてコネクタ５０に外部交流負荷が接続されているか否かを確認する（ステップＳ２８）。

制御装置６０は、信号ＣＴがＬレベルであり、コネクタ５０に外部交流負荷が接続されていないと判断すると（ステップＳ２８においてＮＯ）、動作モードを走行モードに移行する（ステップＳ３０）。

一方、制御装置６０は、ステップＳ２８において、信号ＣＴがＨレベルであり、コネクタ５０に外部交流負荷が接続されていると判断すると（ステップＳ２８においてＹＥＳ）、ＡＣポート４０に含まれるリレーの溶着チェックを行なうことにより、ＡＣポート４０のリレーが正常に動作するか否かを確認する（ステップＳ３２）。

制御装置６０は、ＡＣポート４０のリレーが正常に動作すると判断すると（ステップＳ３２においてＹＥＳ）、動作モードを発電モードに移行する（ステップＳ３２）。一方、制御装置６０は、ステップＳ３２においてＡＣポート４０のリレーが異常であると判断すると（ステップＳ３２においてＮＯ）、動作モードを移行せずに処理を終了する。

図６は、走行モード移行後の制御装置６０による動作モード制御のフローチャートである。図６を参照して、動作モードが走行モードに移行されると、制御装置６０は、所定の制御周期ごとに、操作／表示部７０からのスタート信号ＳＷに基づいて操作／表示部７０のスタートスイッチが操作されたか否かを確認する（ステップＳ４２）。

そして、スタートスイッチが操作されたと制御装置６０によって判断されると（ステップＳ４２においてＹＥＳ）、システムが停止する（ステップＳ４４）。一方、制御装置６０は、スタートスイッチが操作されていないと判断すると（ステップＳ４２においてＮＯ）、動作モードを移行せずに処理を終了する。

図７は、発電モード移行後の制御装置６０による動作モード制御のフローチャートである。図７を参照して、動作モードが発電モードに移行されると、制御装置６０は、所定の制御周期ごとに、操作／表示部７０からのスタート信号ＳＷに基づいて操作／表示部７０のスタートスイッチが操作されたか否かを確認する（ステップＳ５２）。そして、スタートスイッチが操作されたと制御装置６０によって判断されると（ステップＳ５２においてＹＥＳ）、システムが停止する（ステップＳ５４）。

一方、制御装置６０は、スタートスイッチが操作されていないと判断すると（ステップＳ５２においてＮＯ）、コネクタ５０から受ける信号ＣＴに基づいてコネクタ５０に外部交流負荷が接続されているか否かを確認する（ステップＳ５６）。

制御装置６０は、信号ＣＴがＨレベルであり、コネクタ５０に外部交流負荷が接続されていると判断すると（ステップＳ５６においてＹＥＳ）、動作モードを移行せずに処理を終了する。一方、制御装置６０は、ステップＳ５６において、信号ＣＴがＬレベルであり、コネクタ５０に外部交流負荷が接続されていないと判断すると（ステップＳ５６においてＮＯ）、動作モードをニュートラルモードに移行する（ステップＳ５８）。なお、ステップＳ５６においてＮＯと判断されるような場合としては、発電モード中にコネクタ５０から外部交流負荷が外された場合などがある。

このように、制御装置６０は、発電モードから走行モードへのモード移行に際して、システムを一旦停止させ、または、動作モードをニュートラルモードに一旦移行させ、ブレーキが操作された状態でスタートスイッチが操作されると、コネクタ５０に外部交流負荷が接続されていないことを確認したうえで動作モードを走行モードに移行させる。したがって、この交流電源装置１００によれば、安全かつ確実に発電モードから走行モードに動作モードを移行させることができる。

また、制御装置６０は、スタートスイッチが操作されると、そのときのブレーキの状態やコネクタ５０への外部交流負荷の接続状態に応じて自動的に動作モードを移行させるので、この交流電源装置１００は、動作モードを切換える際の操作性に優れる。

図８は、図１に示した操作／表示部７０の構成を示す図である。図８を参照して、操作／表示部７０は、スタートスイッチ１１０と、表示灯１１２，１１４とを含む。操作／表示部７０は、操作者によってスタートスイッチ１１０が操作されると、Ｈレベルのスタート信号ＳＷを制御装置６０へ出力する。また、操作／表示部７０は、制御装置６０から表示信号ｄｓを受け、その表示信号ｄｓに基づいて、走行モード時は表示灯１１２を点灯させ、発電モード時は表示灯１１４を点灯させる。

ここで、動作モードがニュートラルモードであってコネクタ５０に外部交流負荷が接続されていないとき、操作／表示部７０は、制御装置６０からの表示信号ｄｓに基づいて表示灯１１２を点滅させる。また、動作モードがニュートラルモードであってコネクタ５０に外部交流負荷が接続されているとき、操作／表示部７０は、制御装置６０からの表示信号ｄｓに基づいて表示灯１１４を点滅させる。これによって、操作者は、次にスタートスイッチを操作したときの動作モードの移行先を認識することができ、確実に動作モードを移行させることができる。

図９は、発電モード時においてエンジン８０による発電量を決定するためのマップである。このマップは、予めＲＯＭなどに記憶されており、制御装置６０は、発電モード時にこのマップをＲＯＭから読出し、このマップに基づいてエンジン８０による発電量を決定する。

図９を参照して、制御装置６０は、発電モード時、このマップに基づいて、バッテリＢのＳＯＣおよびコネクタ５０に接続される外部交流負荷の負荷量に応じてエンジン８０による発電量を決定する。すなわち、バッテリＢのＳＯＣが少なく、外部交流負荷が大きいとき、制御装置６０は、マップに基づいてエンジン８０による発電量が多くなるようにエンジン８０の動作を制御する。また、バッテリＢのＳＯＣが少ないが外部交流負荷も小さいとき、制御装置６０は、マップに基づいてエンジン８０による発電量が中程度となるようにエンジン８０の動作を制御する。また、バッテリＢのＳＯＣは十分であるが外部交流負荷も大きいとき、制御装置６０は、マップに基づいてエンジン８０による発電量が中程度となるようにエンジン８０の動作を制御する。また、バッテリＢのＳＯＣが十分であり、かつ、外部交流負荷が小さいとき、制御装置６０は、マップに基づいてエンジン８０による発電量が少なくなるようにエンジン８０の動作を制御し、さらにバッテリＢのＳＯＣが多く、外部交流負荷も小さければ、制御装置６０は、マップに基づいてエンジン８０を停止させる。

このように、この交流電源装置１００は、バッテリＢのＳＯＣだけでなく、外部交流負荷の負荷量も考慮してエンジン８０による発電量を決定するので、不必要にエンジン８０の発電を行なうことなく、また、外部交流負荷が大きいときは積極的に発電することによって、効率的な発電を行なうことができる。

図１０は、図９に示したマップによってエンジン８０による発電量を決定した場合のバッテリＢのＳＯＣの変動を説明するための図である。図１０を参照して、点線ｋ３は、仮に、外部交流負荷の負荷量を考慮せずにバッテリＢのＳＯＣのみからエンジン８０による発電量を決定した場合の発電量を示す。仮に、外部交流負荷の負荷量を考慮せずにバッテリＢのＳＯＣのみからエンジン８０による発電量を決定した場合、バッテリＢのＳＯＣは、外部交流負荷が大きければ点Ｐ１近傍に収束し、外部交流負荷が小さければ点Ｐ４近傍に収束するものと考えられる。すなわち、外部交流負荷が大きい場合、エンジン８０による発電量が中程度以下であれば、バッテリＢのＳＯＣは減少し、エンジン８０による発電量が多ければ、バッテリＢのＳＯＣは増加するので、バッテリＢのＳＯＣは、点Ｐ１近傍に収束する。また、外部交流負荷が小さい場合、エンジン８０が停止していれば、バッテリＢのＳＯＣは減少し、エンジン８０が動作していれば、バッテリＢのＳＯＣは増加するので、バッテリＢのＳＯＣは、点Ｐ４近傍に収束する。そして、外部交流負荷が変動すれば、バッテリＢのＳＯＣは、点Ｐ１と点Ｐ４とにそれぞれ対応するＳ１とＳ４との間を変動する。

一方、図９に示したように、バッテリＢのＳＯＣとともに外部交流負荷の負荷量も考慮してエンジン８０による発電量を決定する場合、バッテリＢのＳＯＣは、外部交流負荷が大きければ点Ｐ２近傍に収束し、外部交流負荷が小さければ点Ｐ３近傍に収束するものと考えられる。すなわち、外部交流負荷が大きい場合、エンジン８０による発電量が中程度であれば、バッテリＢのＳＯＣは減少し、エンジン８０による発電量が多ければ、バッテリＢのＳＯＣは増加するので、バッテリＢのＳＯＣは、点Ｐ２近傍に収束する。また、外部交流負荷が小さい場合、エンジン８０が停止していれば、バッテリＢのＳＯＣは減少し、エンジン８０が動作していれば、バッテリＢのＳＯＣは増加するので、バッテリＢのＳＯＣは、点Ｐ３近傍に収束する。そして、外部交流負荷が変動すれば、バッテリＢのＳＯＣは、点Ｐ２と点Ｐ３とにそれぞれ対応するＳ２とＳ３との間を変動する。

したがって、仮に、外部交流負荷の負荷量を考慮せずにバッテリＢのＳＯＣのみからエンジン８０による発電量を決定した場合、バッテリＢのＳＯＣは、ΔＳ２の範囲で大きく変動し得るところ、バッテリＢのＳＯＣとともに外部交流負荷の負荷量も考慮してエンジン８０による発電量を決定する場合、バッテリＢのＳＯＣは、ΔＳ２よりも小さいΔＳ１の範囲でしか変動しない。すなわち、バッテリＢのＳＯＣのばらつきが減少する。

図１１は、図４，図５に示したリレー溶着チェック時の検出電圧を説明するための図である。図１１を参照して、この実施の形態による交流電源装置１００においては、ＡＣポート４０は、リレー溶着チェック時、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とＡＣポート４０に含まれるリレーＲｙ１，Ｒｙ２との間におけるリレー前電圧Ｖａｃ＿ｂと、リレーＲｙ１，Ｒｙ２とコネクタ５０との間におけるリレー後電圧Ｖａｃ＿ａとを検出し、その検出したリレー前電圧Ｖａｃ＿ｂおよびリレー後電圧Ｖａｃ＿ａの検出値を制御装置６０（図示せず）へ出力する。

図１２は、リレー溶着チェック時のリレー動作指令および電圧波形図である。図１２を参照して、リレー溶着チェック時、制御装置６０は、時刻ｔ１において、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１に接続されるリレーＲｙ１のみをオンさせ、時刻ｔ２において、インバータ２０，３０を制御して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。そうすると、リレー前電圧Ｖａｃ＿ｂが交流変動する。

ここで、リレーＲｙ２が正常にオフしていれば、リレーＲｙ２を介して電流が流れないので、リレー後電圧Ｖａｃ＿ａは交流変動しないところ、リレーＲｙ２が溶着しているとリレーＲｙ２を介して電流が流れるため、リレー後電圧Ｖａｃ＿ａが交流変動する。すなわち、リレー後電圧Ｖａｃ＿ａが交流変動するか否かによって、制御装置６０は、リレーＲｙ２が溶着しているか否かをチェックすることができる。

その後、制御装置６０は、時刻ｔ３においてリレーＲｙ１をオフさせ、時刻ｔ４において、ＡＣ出力ラインＡＣＬ２に接続されるリレーＲｙ２のみをオンさせ、時刻ｔ５において、インバータ２０，３０を制御して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。そうすると、リレー前電圧Ｖａｃ＿ｂが交流変動する。

ここで、リレーＲｙ１が正常にオフしていれば、リレーＲｙ１を介して電流が流れないので、リレー後電圧Ｖａｃ＿ａは交流変動しないところ、リレーＲｙ１が溶着しているとリレーＲｙ１を介して電流が流れるため、リレー後電圧Ｖａｃ＿ａが交流変動する。すなわち、リレー後電圧Ｖａｃ＿ａが交流変動するか否かによって、制御装置６０は、リレーＲｙ１が溶着しているか否かをチェックすることができる。

そして、制御装置６０は、リレーＲｙ１，Ｒｙ２がいずれも正常であることを確認すると、時刻ｔ６においてリレーＲｙ１をオンさせ、時刻ｔ７以降、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２間に発生した商用交流電圧Ｖａｃが出力される。

［実施の形態の変形例］
上記においては、ＡＣポート４０は、リレー溶着チェック時、ＡＣ出力ライン間の線間電圧を検出するものとしたが、この実施の形態の変形例では、ＡＣポート４０は、接地ラインＳＬの電圧レベルを基準として各ＡＣ出力ラインの絶対電圧を検出する。

図１３は、この実施の形態の変形例におけるリレー溶着チェック時の検出電圧を説明するための図である。図１３を参照して、この実施の形態の変形例においては、ＡＣポート４０は、リレー溶着チェック時、接地ラインＳＬの電圧レベルを基準としてＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２におけるリレー前電圧Ｖ１ｂ，Ｖ２ｂを検出し、その検出したリレー前電圧Ｖ１ｂ，Ｖ２ｂを制御装置６０（図示せず）へ出力する。また、ＡＣポート４０は、リレーＲｙ１およびコネクタ５０間におけるリレー後電圧Ｖ１ａとリレーＲｙ２およびコネクタ５０間におけるリレー後電圧Ｖ２ａとを検出し、その検出したリレー後電圧Ｖ１ａ，Ｖ２ａを制御装置６０へ出力する。

図１４は、この実施の形態の変形例におけるリレー溶着チェック時のリレー動作指令および電圧波形図である。図１４を参照して、リレー溶着チェック時、制御装置６０は、時刻ｔ１において、リレーＲｙ１，Ｒｙ２をいずれもオフさせた状態で、インバータ２０，３０を制御して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。そうすると、リレー前電圧Ｖ１ｂ，Ｖ２ｂが交流変動する。

ここで、リレーＲｙ１，Ｒｙ２が正常にオフしていれば、リレーＲｙ１，Ｒｙ２を介して電流が流れないので、リレー後電圧Ｖ１ａ，Ｖ２ａは交流変動しない。

一方、リレーＲｙ１が溶着しているとリレーＲｙ１を介して電流が流れるため、リレー後電圧Ｖ１ａが交流変動し、リレーＲｙ２が溶着しているとリレーＲｙ２を介して電流が流れるため、リレー後電圧Ｖ２ａが交流変動する。すなわち、リレー後電圧Ｖ１ａまたはＶ２ａが交流変動するか否かによって、制御装置６０は、リレーＲｙ１またはＲｙ２が溶着しているか否かをチェックすることができる。

そして、制御装置６０は、リレーＲｙ１，Ｒｙ２がいずれも正常であることを確認すると、時刻ｔ２においてリレーＲｙ１，Ｒｙ２をオンさせ、時刻ｔ３以降、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２間に発生した商用交流電圧Ｖａｃが出力される。

この実施の形態の変形例によれば、リレーＲｙ１，Ｒｙ２を同時に溶着チェックすることができるので、溶着チェックに要する時間を短縮できる。

以上のように、この交流電源装置１００は、車両の動力を出力する動力出力装置としてハイブリッド自動車に組込まれ、車両停止中の発電モード時、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧Ｖａｃを発生してコネクタ５０に接続された外部交流負荷へ出力することができる。そして、この交流電源装置１００においては、制御装置６０は、発電モードから走行モードへのモード移行に際して、発電モード時に操作／表示部７０のスタートスイッチが操作されるとシステムを一旦停止させ、その後、ブレーキが操作された状態で操作／表示部７０のスタートスイッチが操作されると、コネクタ５０に外部交流負荷が接続されていなければ、動作モードを走行モードに移行させる。

また、制御装置６０は、発電モード時にコネクタ５０から外部交流負荷が外されると、動作モードをニュートラルモードに移行させ、その後、ブレーキが操作された状態で操作／表示部７０のスタートスイッチが操作されると、コネクタ５０から外部交流負荷が外されていなければ、動作モードを走行モードに移行させる。

したがって、この交流電源装置１００によれば、発電モードから走行モードへの移行を安全かつ確実に行なうことができる。

また、この交流電源装置１００においては、制御装置６０は、システムスイッチの入力に応じて発電モードおよび走行モードからニュートラルモードに動作モードを移行させ、ブレーキが操作された状態で操作／表示部７０のスタートスイッチが操作されると、コネクタ５０に外部交流負荷が接続されていなければ、動作モードを走行モードに移行させ、コネクタ５０に外部交流負荷が接続されていれば、動作モードを発電モードに移行させる。

したがって、この交流電源装置１００は、スタートスイッチが操作されると、そのときのブレーキの操作状態や外部交流負荷の接続状態に応じて自動的に動作モードが移行するので、動作モードを移行させる際の操作性に優れる。

また、この交流電源装置１００においては、操作／表示部７０は、走行モード時、表示灯１１２を点灯させ、動作モード時、表示灯１１４を点灯させる。また、操作／表示部７０は、ニュートラルモード時、コネクタ５０に外部交流負荷が接続されていなければ、表示灯１１２を点滅させ、コネクタ５０に外部交流負荷が接続されていれば、表示灯１１４を点滅させる。

したがって、この交流電源装置１００によれば、現在の動作モード、および次にスタートスイッチを操作したときの動作モードの移行先を操作者が認識することができ、確実に動作モードを移行させることができる。

また、この交流電源装置１００は、発電モードに移行する前に、ＡＣポート４０に含まれるリレーの溶着チェックを行なう。したがって、異常発生時に商用交流電圧Ｖａｃの出力をリレーによって確実に遮断することができ、ハイブリッド自動車を交流電源装置として使用する際の安全性が向上する。

また、この交流電源装置１００は、発電モード時、バッテリＢのＳＯＣだけでなく、商用交流電圧Ｖａｃの供給を受ける外部交流負荷の負荷量も考慮してエンジン８０による発電量を決定するので、不必要にエンジン８０の発電を行なうことなく、また、外部交流負荷が大きいときは積極的に発電することによって、効率的な発電を行なうことができる。さらに、発電モード時におけるバッテリＢのＳＯＣの変動を低減することができる。

そして、この交流電源装置１００が搭載されたこのハイブリッド自動車は、ＡＣ１００Ｖ電源として利用できる。さらに、このハイブリッド自動車は、商用交流電圧Ｖａｃを発生するための専用インバータを備えていないので、車両の小型化や軽量化、低コスト化などを図ることができる。

なお、上記においては、リレーの溶着チェックは、動作モードが発電モードに移行する前に行なわれるものとしたが、発電モードを終了するときにリレー溶着チェックを行なうようにしてもよい。すなわち、図７において、ステップＳ５４およびＳ５８の前にリレー溶着チェックを行なうようにしてもよい。

また、上記においては、制御装置６０は、図４〜図７に示した動作モード制御の処理を所定の制御周期で実行するとしたが、操作／表示部７０のスタートスイッチが操作されたタイミングを処理の開始タイミングとし、そのときの動作モードの状態を制御装置６０が判断して、図４〜図７に示されるステップＳ２，Ｓ２２，Ｓ４２またはＳ５２以降の処理を制御装置６０が行なうようにしてもよい。

また、図４において、特に図示しないが、スタートスイッチが操作されると、まずアクセサリ電源がオンされ、その後もう一度スタートスイッチが操作されると、ステップＳ４へ処理が進むようにしてもよい。

また、図７において、コネクタ５０に外部交流負荷が接続されていないと判断されると（ステップＳ５６においてＮＯ）、制御装置６０は、発電モードを終了して動作モードをニュートラルモードに移行するものとしたが（ステップＳ５８）、この処理に代えて、制御装置６０は、発電を停止させ、その後スタートスイッチが操作された場合、システムが停止するようにしてもよい。

また、上記においては、エンジン８０による発電量は、バッテリＢのＳＯＣとともに商用交流電圧Ｖａｃの供給を受ける外部交流負荷の負荷量を考慮するものとしたが、外部交流負荷だけでなく、外部交流負荷とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動負荷とのトータル負荷量を考慮するようにしてもよい（実際には、車両は停止中であるので、外部交流負荷とモータジェネレータＭＧ１の駆動負荷とのトータル負荷量となる。）。

また、上記においては、交流電源装置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、交流電源装置１００は、電気自動車（ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）や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、交流電源装置１００が電気自動車または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、電気自動車または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、直流電源、昇圧コンバータ１０、インバータ２０，３０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、「交流電源発生部」を構成する。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、それぞれ「第１のモータジェネレータ」および「第２のモータジェネレータ」を構成し、インバータ２０，３０は、それぞれ「第１のインバータ」および「第２のインバータ」を構成する。さらに、バッテリＢは、「直流電源」を構成し、コネクタ５０は、「出力端子」を構成する。また、さらに、操作／表示部７０は、「表示手段」を構成し、表示灯１１２，１１４は、それぞれ「第１の表示部」および「第２の表示部」を構成する。また、さらに、ＡＣポート４０に含まれるリレーは、「リレー回路」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交流電源装置の概略ブロック図である。図１に示すモータジェネレータの中性点間に商用交流電圧を発生させるためにモータジェネレータに流す電流を説明するための図である。発電モード時におけるデューティーの総和および商用交流電圧の波形図である。図１に示す制御装置による動作モード制御のフローチャートである。ニュートラルモード移行後の制御装置による動作モード制御のフローチャートである。走行モード移行後の制御装置による動作モード制御のフローチャートである。発電モード移行後の制御装置による動作モード制御のフローチャートである。図１に示す操作／表示部の構成を示す図である。発電モード時においてエンジンによる発電量を決定するためのマップである。図９に示すマップによってエンジンによる発電量を決定した場合のバッテリのＳＯＣの変動を説明するための図である。図４，図５に示すリレー溶着チェック時の検出電圧を説明するための図である。リレー溶着チェック時のリレー動作指令および電圧波形図である。この実施の形態の変形例におけるリレー溶着チェック時の検出電圧を説明するための図である。この実施の形態の変形例におけるリレー溶着チェック時のリレー動作指令および電圧波形図である。

符号の説明

１０昇圧コンバータ、２０，３０インバータ、２１，３１Ｕ相アーム、２２，３２Ｖ相アーム、２３，３３Ｗ相アーム、４０ＡＣポート、５０コネクタ、６０制御装置、７０操作／表示部、８０エンジン、９０駆動輪、１００交流電源装置、１１０スタートスイッチ、１１２，１１４表示灯、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、Ｌ１リアクトル、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ１１〜Ｑ１６，Ｑ２１〜Ｑ２６ｎｐｎ型トランジスタ、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６ダイオード、ＵＬ１，ＵＬ２Ｕ相ライン、ＶＬ１，ＶＬ２Ｖ相ライン、ＷＬ１，ＷＬ２Ｗ相ライン、ＭＧ１，ＭＧ２モータジェネレータ、Ｎ１，Ｎ２中性点、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２ＡＣ出力ライン、Ｒｙ１，Ｒｙ２リレー。

Claims

車両の停止中に交流電圧を発生して外部負荷へ供給可能な交流電源装置であって、
前記交流電圧を発生する交流電源発生部と、
前記発生した交流電圧を前記外部負荷へ出力するための出力端子と、
前記車両のシステムを動作／停止させ、または前記車両の動作モードを移行させるためのスタートスイッチと、
前記外部負荷が前記出力端子に接続されておらず、かつ、前記車両のブレーキが操作された状態で前記スタートスイッチが操作されると、前記交流電圧を発生可能な状態から前記車両を走行可能な状態へ前記車両の動作モードを移行させる制御装置を備える交流電源装置。
前記動作モードは、
前記車両を走行可能な走行モードと、
前記交流電圧を発生可能な発電モードと、
前記走行モードおよび前記発電モード以外のニュートラルモードとを含む、請求項１に記載の交流電源装置。
前記制御装置は、
前記スタートスイッチの入力に応じて前記発電モードから前記ニュートラルモードに前記動作モードを一旦移行させ、
前記ニュートラルモード時、前記外部負荷が前記出力端子に接続されておらず、かつ、前記ブレーキが操作された状態で前記スタートスイッチが操作されると、前記動作モードを前記走行モードに移行させる、請求項２に記載の交流電源装置。
前記制御装置は、
前記発電モード時に前記外部負荷が前記出力端子から外されると、前記発電モードから前記ニュートラルモードに前記動作モードを移行させ、
前記ニュートラルモード時、前記外部負荷が前記出力端子に接続されておらず、かつ、前記ブレーキが操作された状態で前記スタートスイッチが操作されると、前記動作モードを前記走行モードに移行させる、請求項２に記載の交流電源装置。
前記制御装置は、前記ニュートラルモード時、前記外部負荷が前記出力端子に接続されており、かつ、前記ブレーキが操作された状態で前記スタートスイッチが操作されると、前記動作モードを前記発電モードに移行させる、請求項３または請求項４に記載の交流電源装置。
前記動作モードの状態を表示する表示手段をさらに備え、
前記表示手段は、
前記走行モード時に点灯する第１の表示部と、
前記発電モード時に点灯する第２の表示部とを含み、
前記制御装置は、
前記ニュートラルモード時に前記外部負荷が前記出力端子に接続されていないとき、前記第１の表示部を点滅させ、
前記ニュートラルモード時に前記外部負荷が前記出力端子に接続されているとき、前記第２の表示部を点滅させる、請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の交流電源装置。
前記交流電源発生部は、
直流電源と、
第１および第２のモータジェネレータと、
前記第１および第２のモータジェネレータにそれぞれ接続され、前記直流電源から電力の供給を受ける第１および第２のインバータとを含み、
前記制御装置は、前記第１および第２のモータジェネレータを駆動させ、かつ、前記発電モード時、前記第１および第２のモータジェネレータの中性点間に前記交流電圧を発生させるように、前記第１および第２のインバータの動作をさらに制御する、請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の交流電源装置。
前記第１のモータジェネレータは、前記車両の内燃機関に連結されて発電し、
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て前記駆動輪を駆動する、請求項７に記載の交流電源装置。
前記制御装置は、前記発電モード時、前記直流電源の充電状態および前記外部負荷の負荷量に応じて前記第１のモータジェネレータによる発電量を決定し、前記決定した発電量に基づいて前記内燃機関の動作を制御する、請求項８に記載の交流電源装置。
前記制御装置は、前記発電モード時、前記直流電源の充電状態ならびに前記第１のモータジェネレータおよび前記外部負荷の負荷量に応じて前記第１のモータジェネレータによる発電量を決定し、前記決定した発電量に基づいて前記内燃機関の動作を制御する、請求項８に記載の交流電源装置。
前記交流電源発生部と前記出力端子との間に設けられるリレー回路をさらに備え、
前記制御装置は、前記交流電圧を前記外部負荷へ出力する前に、前記リレー回路が正常に動作するか否かの動作チェックを行なう、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の交流電源装置。
前記交流電源発生部と前記出力端子との間に設けられるリレー回路をさらに備え、
前記制御装置は、前記動作モードを前記発電モードに移行させる前に、前記リレー回路が正常に動作するか否かの動作チェックを行ない、前記動作チェックによって前記リレー回路が異常であると判断したとき、前記発電モードへの移行を停止する、請求項２から請求項１０のいずれか１項に記載の交流電源装置。
前記交流電源発生部と前記出力端子との間に設けられるリレー回路をさらに備え、
前記制御装置は、前記交流電圧を発生可能な状態を終了するとき、前記リレー回路が正常に動作するか否かの動作チェックを行なう、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の交流電源装置。
前記制御装置は、前記リレー回路の動作チェックにおいて、前記リレー回路におけるリレーが溶着しているか否かをチェックする、請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載の交流電源装置。