JP4670476B2 - 車両および電力供給システム - Google Patents

Description

この発明は、車両および電力供給システムに関し、特に、商用交流電圧を発生して車両外部の負荷へ供給可能な車両および電力供給システムに関する。

特開２００１−８３８０号公報（特許文献１）は、電気自動車と住宅との間で相互に電力伝達可能な電力マネジメントシステムを開示する。この電力マネジメントシステムでは、住宅側の充電パドルに電気自動車側のインレットが接続され、電気自動車のバッテリからの直流電圧を商用交流電圧に変換して住宅の家庭内負荷へ供給することができる。

この電力マネジメントシステムにおいては、系統電力センサが設けられ、電気自動車のバッテリから住宅側へ電力を供給する際、上記の系統電力センサ機能を用いて、系統電力の位相に同期した位相のＡＣ電力が出力される（特許文献１参照）。
特開２００１−８３８０号公報 特許第２６９５０８３号公報 特開平１０−２２５０１４号公報 特開２００２−１５９０４３号公報 特開平９−６５２２７号公報

しかしながら、特開２００１−８３８０号公報に開示されるシステムでは、商用系統電源の状態を検出する系統電力センサを用いて商用交流電圧を生成するので、商用系統電源の停電発生後に車外負荷に車両を接続してシステムを起動する場合、もはや商用系統電源の周波数を得ることができない。したがって、その地域に応じた適切な周波数（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）の商用交流電圧を発生して車外負荷へ供給することができない。

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、地域に応じた適切な周波数を有する商用交流電圧を発生して車両外部の負荷へ供給することができる車両を提供することである。

また、この発明の別の目的は、地域に応じた適切な周波数を有する商用交流電圧を発生して車両外部の負荷へ供給することができる車両を用いた電力供給システムを提供することである。

この発明によれば、車両は、商用交流電圧を発生して車両外部の負荷へ供給可能な車両であって、当該車両の位置を検出するための車外からの無線信号に基づいて、当該車両の現在位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段によって検出された当該車両の現在位置に基づいて、商用交流電圧の周波数を決定する決定手段と、決定手段によって決定された周波数を有する商用交流電圧を発生して負荷へ供給する交流電圧発生手段とを備える。

この発明による車両においては、交流電圧発生手段によって発生する商用交流電圧の周波数は、位置検出手段により検出された当該車両の現在位置に基づいて決定手段により決定される。これにより、当該車両から商用交流電圧の供給を受ける負荷（住宅負荷など）が接続される商用系統電源の周波数を系統電力センサなどを用いて検出しなくても、負荷へ供給する商用交流電圧の周波数を決定できる。

したがって、この発明による車両によれば、商用系統電源が既に停電しており、生成する商用交流電圧の周波数を商用系統電源から得られないような状況においても、地域に応じた適切な周波数を有する商用交流電圧を発生して車両外部の負荷へ供給することができる。

好ましくは、位置検出手段は、無線信号に基づいて検出した当該車両の現在位置を表示可能なナビゲーション装置を含む。

この車両においては、決定手段は、交流電圧発生手段により発生する商用交流電圧の周波数を決定する際、ナビゲーション装置が有する当該車両の位置情報を用いる。したがって、この車両によれば、ナビゲーション装置の有する位置情報を有効に利用して、地域に応じた適切な周波数を有する商用交流電圧を発生することができる。

好ましくは、決定手段は、位置検出手段によって検出された当該車両の現在位置に基づいて、商用交流電圧の電圧レベルをさらに決定し、交流電圧発生手段は、決定手段によって決定された周波数および電圧レベルを有する商用交流電圧を発生して負荷へ供給する。

この車両においては、決定手段は、位置検出手段により検出された当該車両の現在位置に基づいて商用交流電圧の電圧レベルをさらに決定するので、当該車両から商用交流電圧の供給を受ける負荷（住宅負荷など）が接続される商用系統電源の電圧レベルを系統電力センサなどを用いて検出しなくても、負荷へ供給する商用交流電圧の電圧レベルを決定できる。

したがって、この車両によれば、世界各国のどのような地域においても、その地域に応じた適切な電圧レベルおよび周波数を有する商用交流電圧を発生して車両外部の負荷へ供給することができる。

好ましくは、交流電圧発生手段は、第１および第２の３相コイルをそれぞれステータコイルとして含む第１および第２の交流電動機と、第１および第２の３相コイルに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インバータ制御手段とを含む。第１および第２のインバータは、インバータ制御手段からの制御信号に応じて、第１および第２の３相コイルの中性点間に商用交流電圧を発生させる。

この車両においては、第１および第２の３相コイルの中性点間に商用交流電圧を発生させるので、商用交流電圧を発生するための専用のインバータを必要としない。したがって、この車両によれば、低コスト化を図ることができる。

また、この発明によれば、電力供給システムは、上述したいずれかの車両と、商用系統電源の停電時、車両から商用交流電圧の供給を受ける負荷とを備える。車両の位置検出手段、決定手段および交流電圧発生手段は、商用系統電源の停電を示す信号に応じて起動され、車両は、商用交流電圧を発生して負荷へ供給する。

この発明による電力供給システムにおいては、車両の位置検出手段、決定手段および交流電圧発生手段は、商用系統電源の停電を示す信号に応じて起動される。これにより、車両を負荷と接続さえしておけば、商用系統電源の停電発生時、車両の起動および生成する商用交流電圧の周波数の設定を車両において利用者が手動で行なうことなく、その地域に応じた適切な周波数を有する商用交流電圧が車両から負荷へ自動的に供給される。

したがって、この発明による電力供給システムによれば、利便性に優れた電力供給システムを実現することができる。

この発明によれば、当該車両の現在位置を検出する位置検出手段および位置検出手段からの位置情報に基づいて商用交流電圧の周波数を決定する決定手段を備えるので、生成する商用交流電圧の周波数を商用系統電源から得られないような状況においても、地域に応じた適切な周波数を有する商用交流電圧を発生して車両外部の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、この発明による電力供給システムの全体ブロック図である。図１を参照して、この電力供給システム１は、ハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）１０と、車外負荷２０と、自動切替装置３０と、コネクタ４０，５０と、商用系統電源６０と、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２と、電力ラインＬＣ１，ＬＣ２，ＬＨ１〜ＬＨ８とを備える。

ハイブリッド自動車１０は、動力出力装置１２と、ＨＶ−ＥＣＵ１４と、ナビゲーション装置１６と、電源ノード１８と、接地ノード１９とを含む。動力出力装置１２は、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２と接続される。ＨＶ−ＥＣＵ１４は、電力ラインＬＣ１と接続される。また、ＨＶ−ＥＣＵ１４は、通信ケーブルを介してナビゲーション装置１６と接続される。電源ノード１８および接地ノード１９は、それぞれ電力ラインＬＣ１，ＬＣ２に接続される。

動力出力装置１２は、ＨＶ−ＥＣＵ１４からのトルク指令に基づいてハイブリッド自動車１０の駆動力を発生し、その発生した駆動力を車両の駆動輪へ出力する。

また、動力出力装置１２は、ＨＶ−ＥＣＵ１４からＨ（論理ハイ）レベルの信号ＡＣを受けると、車外負荷２０へ供給するための商用交流電圧Ｖａｃを発生し、その発生した商用交流電圧ＶａｃをＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２へ出力する。なお、Ｈレベルの信号ＡＣは、商用交流電圧Ｖａｃの発生を指示する信号である。

ＨＶ−ＥＣＵ１４は、このハイブリッド自動車１０の全体動作を制御する。ＨＶ−ＥＣＵ１４は、電力ラインＬＣ１の電圧レベルに応じて論理レベルが決定される発電許可信号／ＥＮがＬ（論理ロー）レベルになると起動される。

また、ＨＶ−ＥＣＵ１４は、Ｌレベルの発電許可信号／ＥＮに応じて起動した後、通信ケーブルを介してナビゲーション装置１６へ起動指令を出力し、ナビゲーション装置１６を起動する。そして、ＨＶ−ＥＣＵ１４は、通信ケーブルを介してナビゲーション装置１６からこのハイブリッド自動車１０の位置情報を取得する。なお、この位置情報には、ナビゲーション装置１６によって検出されたこのハイブリッド自動車１０の現在位置が少なくとも含まれる。

さらに、ＨＶ−ＥＣＵ１４は、ナビゲーション装置１６から取得した位置情報に基づいて、動力出力装置１２により生成する商用交流電圧Ｖａｃの周波数（たとえば、日本国内であれば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）を決定する。

そして、ＨＶ−ＥＣＵ１４は、その決定した商用交流電圧Ｖａｃの周波数を動力出力装置１２に設定するための信号ＦＳＥＴを動力出力装置１２へ出力するとともに、商用交流電圧Ｖａｃの生成を指示するＨレベルの信号ＡＣを動力出力装置１２へ出力する。

ナビゲーション装置１６は、通信ケーブルを介してＨＶ−ＥＣＵ１４から受ける起動信号に応じて起動され、このハイブリッド自動車１０の現在位置を検出するための車外からの無線信号に基づいてハイブリッド自動車１０の現在位置を検出する。この無線信号は、たとえば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）信号やビーコンなどからの信号である。そして、ナビゲーション装置１６は、検出した現在位置を表示装置に表示するとともに、ハイブリッド自動車１０の位置情報を通信ケーブルを介してＨＶ−ＥＣＵ１４へ出力する。

車外負荷２０は、たとえば住宅負荷であり、通常、商用系統電源６０から自動切替装置３０を介して電力の供給を受ける。一方、商用系統電源６０が停電すると、自動切替装置３０が動作し、車外負荷２０は、自動切替装置３０を介してハイブリッド自動車１０から商用交流電圧Ｖａｃの供給を受ける。すなわち、この電力供給システム１においては、ハイブリッド自動車１０は、商用系統電源６０の非常用電源として用いられる。

自動切替装置３０は、車外負荷２０と商用系統電源６０およびハイブリッド自動車１０との間に配設され、スイッチ３２，３４，３６と、電磁コイル３８とを含む。電磁コイル３８は、商用系統電源６０に接続される電力ラインＬＨ３，ＬＨ４に接続され、商用系統電源６０から車外負荷２０への給電が行なわれているとき、スイッチ３２，３４，３６に作用する磁力を発生する。

スイッチ３２，３４，３６は、電磁コイル３８からの磁力作用を受けて互いに連動して動作する。すなわち、電磁コイル３８に電流が流れているとき、スイッチ３２は、車外負荷２０に接続される電力ラインＬＨ１を電力ラインＬＨ３と接続し、スイッチ３４は、車外負荷２０に接続される電力ラインＬＨ２を電力ラインＬＨ４と接続し、スイッチ３６は、電力ラインＬＨ７を電力ラインＬＨ８から切離す。一方、電磁コイル３８に電流が流れていないとき、スイッチ３２は、電力ラインＬＨ１をコネクタ５０に接続される電力ラインＬＨ５と接続し、スイッチ３４は、電力ラインＬＨ２をコネクタ５０に接続される電力ラインＬＨ６と接続し、スイッチ３６は、電力ラインＬＨ７を電力ラインＬＨ８と接続する。

この電力供給システム１においては、商用系統電源６０が停電すると、自動切替装置３０における電磁コイル３８の励磁が切れるので、電力ラインＬＨ１，ＬＨ２は、それぞれ電力ラインＬＨ５，ＬＨ６と接続され、電力ラインＬＨ８は、電力ラインＬＨ７と接続される。これにより、車外負荷２０は、コネクタ４０，５０を介してハイブリッド自動車１０と電気的に接続される。

そして、電源ノード１８から、電力ラインＬＣ１、コネクタ４０，５０、電力ラインＬＨ７、スイッチ３６、電力ラインＬＨ８、コネクタ５０，４０、および電力ラインＬＣ２を介して、接地ノード１９までの電路が形成され、電源ノード１８から接地ノード１９へ電流が流される。

そうすると、電力ラインＬＣ１の電位が低下し、発電許可信号／ＥＮはＬレベルとなる。これに応じてＨＶ−ＥＣＵ１４が起動し、ＨＶ−ＥＣＵ１４は、ナビゲーション装置１６を起動してナビゲーション装置１６からこのハイブリッド自動車１０の位置情報を取得する。そして、ＨＶ−ＥＣＵ１４は、ナビゲーション装置１６から取得した位置情報に基づいて、動力出力装置１２により生成する商用交流電圧Ｖａｃの周波数を決定し、生成する商用交流電圧Ｖａｃの周波数を設定するための信号ＦＳＥＴおよびＨレベルの信号ＡＣを動力出力装置１２へ出力する。

一方、商用系統電源６０が復電すると、自動切替装置３０の電磁コイル３８が励磁され、電力ラインＬＨ１，ＬＨ２は、それぞれ電力ラインＬＨ３，ＬＨ４と接続され、電力ラインＬＨ８は、電力ラインＬＨ７から切離される。これにより、ハイブリッド自動車１０は、車外負荷２０から電気的に切離され、車外負荷２０は、商用系統電源６０からの給電を受ける。また、電力ラインＬＨ７，ＬＨ８が電気的に切離されるので、電源ノード１８から接地ノード１９へ電流は流されず、電力ラインＬＣ１の電位は上昇する。これにより、発電許可信号／ＥＮはＨレベルとなり、ＨＶ−ＥＣＵ１４は、商用交流電圧Ｖａｃの生成を停止するように、Ｌレベルの信号ＡＣを動力出力装置１２へ出力する。

図２は、この発明の実施の形態１におけるＨＶ−ＥＣＵ１４の商用交流電圧の生成に関する動作を説明するためのフローチャートである。図２を参照して、図１に示したＨＶ−ＥＣＵ１４は、Ｌレベルの発電許可信号／ＥＮに応じて起動されると、ハイブリッド自動車１０を起動する信号ＩＧを強制的にオンする（ステップＳ１０）。そして、ＨＶ−ＥＣＵ１４は、通信ケーブルを介してナビゲーション装置１６へ起動指令を出力し、ナビゲーション装置１６を起動する（ステップＳ２０）。

ナビゲーション装置１６は、ＨＶ−ＥＣＵ１４からの起動指令に応じて起動されると、このハイブリッド自動車１０の現在位置を検出するための無線信号（ＧＰＳ信号やビーコンなど）に基づいて、ハイブリッド自動車１０の現在位置を検出する。そして、ナビゲーション装置１６は、その検出した現在位置を少なくとも含むハイブリッド自動車１０の位置情報を通信ケーブルを介してＨＶ−ＥＣＵ１４へ出力し、ＨＶ−ＥＣＵ１４は、その位置情報を取込む（ステップＳ３０）。

ＨＶ−ＥＣＵ１４は、ナビゲーション装置１６からの位置情報を取込むと、地域とその地域における商用系統電源の周波数とに関する予め設定されたマップを用いて、ナビゲーション装置１６からの位置情報に基づいて、動力出力装置１２により生成する商用交流電圧Ｖａｃの周波数を決定する（ステップＳ４０）。すなわち、ＨＶ−ＥＣＵ１４は、各地域における商用系統電源の周波数（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）をマップとして保有しており、ＨＶ−ＥＣＵ１４は、ハイブリッド自動車１０が位置する地域の商用系統電源の周波数に合わせて、動力出力装置１２により生成する商用交流電圧Ｖａｃの周波数を決定する。

生成する商用交流電圧Ｖａｃの周波数が決定されると、ＨＶ−ＥＣＵ１４は、ナビゲーション装置１６を停止する（ステップＳ５０）。そして、ＨＶ−ＥＣＵ１４は、Ｈレベルの信号ＳＥを動力出力装置１２へ出力して動力出力装置１２のシステムメインリレーをオンする（ステップＳ６０）。その後、ＨＶ−ＥＣＵ１４は、その決定した周波数を指示するための信号ＦＳＥＴを動力出力装置１２へ出力するとともに、その決定した周波数を有する商用交流電圧Ｖａｃの生成を指示するＨレベルの信号ＡＣを動力出力装置１２へ出力する（ステップＳ７０）。

図３は、図１に示した動力出力装置１２の全体ブロック図である。図３を参照して、動力出力装置１２は、バッテリＢと、システムメインリレーＳＭＲと、昇圧コンバータ１１０と、インバータ１２０，１３０と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、リレー回路１４０と、ＭＧ−ＥＣＵ１５０と、エンジンＥＮＧと、駆動輪１６０と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、電源ラインＰＬ１，ＰＬ２と、接地ラインＳＬとを備える。

システムメインリレーＳＭＲは、リレーＲＹ１，ＲＹ２を含む。リレーＲＹ１は、バッテリＢの正極と電源ラインＰＬ１との間に接続され、リレーＲＹ２は、バッテリＢの負極と接地ラインＳＬとの間に接続される。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１１０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。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれパワートランジスタＱ１，Ｑ２に逆並列に接続される。リアクトルＬは、パワートランジスタＱ１，Ｑ２の接続点と電源ラインＰＬ１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１２０は、Ｕ相アーム１２２、Ｖ相アーム１２４およびＷ相アーム１２６を含む。Ｕ相アーム１２２、Ｖ相アーム１２４およびＷ相アーム１２６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１２２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１２４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１２６は、直列に接続されたパワートランジスタＱ１５，Ｑ１６からなる。ダイオードＤ１１〜Ｄ１６は、それぞれパワートランジスタＱ１１〜Ｑ１６に逆並列に接続される。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は、モータジェネレータＭＧ１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１３０は、Ｕ相アーム１３２、Ｖ相アーム１３４およびＷ相アーム１３６を含む。インバータ１３０も、インバータ１２０と同様の構成からなる。そして、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は、モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２と異なるコイル端にそれぞれ接続される。

リレー回路１４０は、リレーＲＹ３，ＲＹ４を含む。リレーＲＹ３は、中性点Ｎ１とＡＣ出力ラインＡＣＬ１との間に接続される。リレーＲＹ４は、中性点Ｎ２とＡＣ出力ラインＡＣＬ２との間に接続される。そして、エンジンＥＮＧは、モータジェネレータＭＧ１と連結され、駆動輪１６０は、モータジェネレータＭＧ２と連結される。

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、直流電圧を発生して昇圧コンバータ１１０へ出力する。また、バッテリＢは、昇圧コンバータ１１０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。

システムメインリレーＳＭＲは、ＨＶ−ＥＣＵ１４（図示せず）からの信号ＳＥに応じてオン／オフされる。昇圧コンバータ１１０は、ＭＧ−ＥＣＵ１５０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。また、昇圧コンバータ１１０は、ＭＧ−ＥＣＵ１５０からの信号ＰＷＣに基づいて、電源ラインＰＬ２の電圧を降圧してバッテリ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。インバータ１２０は、ＭＧ−ＥＣＵ１５０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てモータジェネレータＭＧ１へ出力する。また、インバータ１２０は、エンジンＥＮＧ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相交流電圧を直流電圧に変換して電源ラインＰＬ２へ出力する。

インバータ１３０は、ＭＧ−ＥＣＵ１５０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てモータジェネレータＭＧ２へ出力する。また、インバータ１３０は、回生制動時、モータジェネレータＭＧ２が発電した３相交流電圧を直流電圧に変換して電源ラインＰＬ２へ出力する。

ここで、インバータ１２０，１３０は、ＨＶ−ＥＣＵ１４からの信号ＦＳＥＴにより設定された周波数を有する商用交流電圧ＶａｃをモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２間に発生させるように、それぞれＭＧ−ＥＣＵ１５０からの信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２に基づいて中性点Ｎ１，Ｎ２の電位を制御する。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、３相交流電動発電機であり、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ＥＮＧからの出力を用いて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１２０へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ１は、インバータ１２０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ＥＮＧの始動を行なう。モータジェネレータＭＧ２は、インバータ１３０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、回生制動時、３相交流電圧を発生してインバータ１３０へ出力する。リレー回路１４０は、ＭＧ−ＥＣＵ１５０からの制御信号ＣＮＴＬに応じて、中性点Ｎ１，Ｎ２とＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２との接続／切離しを行なう。

ＭＧ−ＥＣＵ１５０は、ＨＶ−ＥＣＵ１４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、バッテリＢの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１１０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１１０へ出力する。なお、モータ回転数ならびにバッテリＢ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、ＭＧ−ＥＣＵ１５０は、電源ラインＰＬ２の電圧ならびにモータジェネレータＭＧ１の各相電流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１２０へ出力する。さらに、ＭＧ−ＥＣＵ１５０は、電源ラインＰＬ２の電圧ならびにモータジェネレータＭＧ２の各相電流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１３０へ出力する。なお、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各相電流は、図示されない電流センサーによって検出される。

また、さらに、ＭＧ−ＥＣＵ１５０は、ＨＶ−ＥＣＵ１４からＨレベルの信号ＡＣを受けると、ＨＶ−ＥＣＵ１４からの信号ＦＳＥＴにより設定される周波数を有する商用交流電圧ＶａｃがモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２間に発生するように信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２を生成する。そして、ＭＧ−ＥＣＵ１５０は、Ｈレベルの制御信号ＣＮＴＬを生成してリレー回路１４０へ出力する。

図４は、図３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が発生しているときのインバータ１２０，１３０の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４を参照して、曲線ｋ１は、インバータ１２０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１３０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。したがって、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（電源ラインＰＬ２の電圧）の中間電位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、中性点電位がインバータ入力電圧の中間電位よりも低くなることを示す。

ＭＧ−ＥＣＵ１５０は、中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧Ｖａｃを発生させるとき、インバータ１２０のデューティーの総和を信号ＦＳＥＴにより設定された周波数ｆで変動する曲線ｋ１に従って変化させ、インバータ１３０のデューティーの総和を周波数ｆで変動する曲線ｋ２に従って変化させる。ここで、曲線ｋ２は、曲線ｋ１の位相を反転した曲線である。すなわち、インバータ１３０のデューティーの総和は、インバータ１２０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〜ｔ１においては、中性点Ｎ１の電位は、インバータ入力電圧の中間電位よりも高くなり、中性点Ｎ２の電位は、その中間電位よりも低くなり、中性点Ｎ１，Ｎ２間に正側の交流電圧が発生する。そして、インバータ１２０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ラインＡＣＬ１、車外負荷２０およびＡＣ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１３０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、インバータ入力電圧の中間電位よりも低くなり、中性点Ｎ２の電位は、その中間電位よりも高くなり、中性点Ｎ１，Ｎ２間に負側の交流電圧が発生する。そして、インバータ１３０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Ｎ２からＡＣラインＡＣＬ２、車外負荷２０およびＡＣラインＡＣＬ１を介して中性点Ｎ１へ流れ、中性点Ｎ１からインバータ１２０の下アームへ流れる。

このようにして、中性点Ｎ１，Ｎ２間に周波数ｆを有する交流電圧が発生する。そして、曲線ｋ１，ｋ２の振幅を制御することにより、信号ＦＳＥＴにより設定された周波数ｆを有する商用交流電圧Ｖａｃを中性点Ｎ１，Ｎ２間に発生させることができる。

なお、この動力出力装置１２では、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動しつつ中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧Ｖａｃを発生することができる。そこで、エンジンＥＮＧと連結されたモータジェネレータＭＧ１を回生駆動（発電）し、駆動輪１６０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）しつつ、商用交流電圧Ｖａｃを発生して車外負荷２０に供給することができる。

以上のように、この実施の形態１によれば、ＨＶ−ＥＣＵ１４は、ナビゲーション装置１６からの位置情報に基づいて、動力出力装置１２により発生する商用交流電圧Ｖａｃの周波数を決定するので、車外負荷２０が接続される商用系統電源６０の周波数を系統電力センサなどを用いて検出しなくても、ハイブリッド自動車１０から車外負荷２０へ供給する商用交流電圧Ｖａｃの周波数を決定できる。したがって、地域に応じた適切な周波数を有する商用交流電圧Ｖａｃを発生して車外負荷２０へ供給することができる。

また、商用交流電圧Ｖａｃの生成については、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を発生させるので、商用交流電圧Ｖａｃを発生するための専用のインバータを必要としない。したがって、ハイブリッド自動車１０の低コスト化を図ることができる。

さらに、ハイブリッド自動車１０がコネクタ４０，５０を介して車外負荷側に接続されているとき商用系統電源６０の停電を示す発電許可信号／ＥＮに基づいて、ハイブリッド自動車１０を起動し、商用交流電圧Ｖａｃを発生して車外負荷２０へ自動的に供給するようにしたので、利便性に優れた電力供給システム１を実現することができる。

［実施の形態２］
この実施の形態２では、動力出力装置１２により生成する商用交流電圧Ｖａｃの周波数を手動で選択することができる。

この実施の形態２によるハイブリッド自動車は、実施の形態１によるハイブリッド自動車とＨＶ−ＥＣＵの機能が異なる。なお、実施の形態２によるハイブリッド自動車のその他の構成は、実施の形態１によるハイブリッド自動車と同じである。

図５は、実施の形態２におけるＨＶ−ＥＣＵ１４Ａの商用交流電圧Ｖａｃの生成に関する動作を説明するためのフローチャートである。図５を参照して、この実施の形態２におけるＨＶ−ＥＣＵ１４Ａは、図２に示した実施の形態１におけるＨＶ−ＥＣＵ１４の処理において、ステップＳ４０の処理に代えてステップＳ４２，Ｓ４４，Ｓ４６，Ｓ４８を含む。

すなわち、ステップＳ３０においてナビゲーション装置１６からの位置情報がＨＶ−ＥＣＵ１４Ａに取込まれると、ＨＶ−ＥＣＵ１４Ａは、地域とその地域における商用系統電源の周波数とに関する予め設定されたマップを用いて、ナビゲーション装置１６からの位置情報に基づいて、その地域における商用系統電源の周波数を特定する（ステップＳ４２）。

そして、ＨＶ−ＥＣＵ１４Ａは、動力出力装置１２により生成する商用交流電圧Ｖａｃの周波数を手動設定するための周波数設定スイッチ（図示せず）を用いて利用者により予め設定された手動設定周波数が、ステップＳ４２により特定された位置情報に基づく周波数と一致しているか否かを判定する（ステップＳ４４）。ＨＶ−ＥＣＵ１４Ａは、手動設定周波数が位置情報に基づく周波数と一致していると判定すると（ステップＳ４４においてＹＥＳ）、ステップＳ５０へ処理を移行する。

一方、手動設定周波数が位置情報に基づく周波数と一致していないと判定されると（ステップＳ４４においてＮＯ）、ＨＶ−ＥＣＵ１４Ａは、通信ケーブルを介してナビゲーション装置１６へ警告を表示するように通知する。ナビゲーション装置１６は、ＨＶ−ＥＣＵ１６からその通知を受けると、周波数設定スイッチにより設定されている周波数が位置情報に基づく周波数と一致していない旨の警告を表示画面に表示する（ステップＳ４６）。

ナビゲーション装置１６において、警告に対しての確認入力が利用者により行なわれると（ステップＳ４８においてＹＥＳ）、ナビゲーション装置１６は、通信ケーブルを介してその旨をＨＶ−ＥＣＵ１４Ａへ通知する。そして、ＨＶ−ＥＣＵ１４Ａは、その通知を受けると、ナビゲーション装置１６を停止する（ステップＳ５０）。

なお、ＨＶ−ＥＣＵ１４ＡにおけるステップＳ４２，Ｓ４４，Ｓ４６，Ｓ４８以外の処理は、図２に示したＨＶ−ＥＣＵ１４における処理と同じであるので、説明は繰返さない。

なお、上記においては、ステップＳ４６においてナビゲーション装置１６に警告が表示されると、利用者による確認入力を要求するものとしたが、利用者に確認入力を要求することなく、一定時間警告を表示した後、ステップＳ５０へ処理を移行するようにしてもよい。

以上のように、この実施の形態２によれば、ハイブリッド自動車１０が位置する地域における商用系統電源６０の周波数と関係なく、車外負荷２０に対応した周波数の商用交流電圧Ｖａｃを発生することができる。

また、手動による設定周波数が位置情報に基づく周波数と異なる場合、ナビゲーション装置１６の表示画面に警告表示するようにしたので、利用者の誤設定を防止することができる。

［実施の形態３］
この実施の形態３では、ナビゲーション装置１６からの位置情報に基づいて、動力出力装置１２により生成する商用交流電圧Ｖａｃの周波数に加えて、商用交流電圧Ｖａｃの電圧レベルも決定される。これにより、世界各国において、その地域に応じた電圧レベルおよび周波数を有する商用交流電圧Ｖａｃを生成することができる。

この実施の形態３によるハイブリッド自動車は、実施の形態１によるハイブリッド自動車とＨＶ−ＥＣＵの機能が異なる。なお、実施の形態３によるハイブリッド自動車のその他の構成は、実施の形態１によるハイブリッド自動車と同じである。

図６は、実施の形態３におけるＨＶ−ＥＣＵ１４Ｂの商用交流電圧Ｖａｃの生成に関する動作を説明するためのフローチャートである。図６を参照して、この実施の形態３におけるＨＶ−ＥＣＵ１４Ｂは、図２に示した実施の形態１におけるＨＶ−ＥＣＵ１４の処理において、ステップＳ３５の処理をさらに含む。

ステップＳ３０においてナビゲーション装置１６からの位置情報がＨＶ−ＥＣＵ１４Ｂに取込まれると、ＨＶ−ＥＣＵ１４Ｂは、地域とその地域における商用系統電源の電圧レベルとに関する予め設定されたマップを用いて、ナビゲーション装置１６からの位置情報に基づいて、動力出力装置１２により生成する商用交流電圧Ｖａｃの電圧レベルを決定する（ステップＳ３５）。すなわち、ＨＶ−ＥＣＵ１４Ｂは、各地域における商用系統電源の電圧レベル（ＡＣ１００ＶかＡＣ２２０Ｖかなど）をマップとして保有しており、ＨＶ−ＥＣＵ１４Ｂは、ハイブリッド自動車１０が位置する地域の商用系統電源の電圧レベルに合わせて、動力出力装置１２により生成する商用交流電圧Ｖａｃの電圧レベルを決定する。

そして、生成する商用交流電圧Ｖａｃの電圧レベルが決定されると、ＨＶ−ＥＣＵ１４Ｂは、ステップＳ４０へ処理を移行する。なお、ＨＶ−ＥＣＵ１４ＢにおけるステップＳ３５以外の処理は、図２に示したＨＶ−ＥＣＵ１４における処理と同じであるので、説明は繰返さない。

以上のように、この実施の形態３によれば、ＨＶ−ＥＣＵ１４Ｂは、ナビゲーション装置１６からの位置情報に基づいて、動力出力装置１２により発生する商用交流電圧Ｖａｃの電圧レベルも決定するようにしたので、世界各国のどのような地域においても、その地域に応じた適切な電圧レベルおよび周波数を有する商用交流電圧Ｖａｃを発生して車両外部の負荷へ供給することができる。

なお、上記の各実施の形態１〜３においては、ハイブリッド自動車１０は、２台のモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を搭載し、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を発生させるものとしたが、この発明は、商用交流電圧Ｖａｃを発生するための専用のインバータを備えた車両にも適用可能である。

また、上記においては、バッテリＢは、二次電池としたが、二次電池に代えて燃料電池（Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）であってもよい。そして、上記においては、この発明に係る車両の一例としてハイブリッド自動車の場合について説明したが、この発明は、ハイブリッド自動車に限定されず、電気自動車や燃料電池を搭載した燃料電池車にも適用可能である。

また、上記においては、動力出力装置１２は、昇圧コンバータ１１０を備えるものとしたが、昇圧コンバータ１１０を備えないシステムにおいても、この発明は適用可能である。

なお、上記において、ナビゲーション装置１６は、この発明における「位置検出手段」に対応し、ＨＶ−ＥＣＵ１４，１４Ｂにより実行されるステップＳ４０の処理は、この発明における「決定手段」により実行される処理に対応する。また、動力出力装置１２は、この発明における「交流電圧発生手段」に対応し、車外負荷２０は、この発明における「負荷」に対応する。さらに、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の交流電動機」および「第２の交流電動機」に対応し、インバータ１２０，１３０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、さらに、ＭＧ−ＥＣＵ１５０は、この発明における「インバータ制御手段」に対応し、ハイブリッド自動車１０は、この発明における「車両」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。

この発明による電力供給システムの全体ブロック図である。 この発明の実施の形態１におけるＨＶ−ＥＣＵの商用交流電圧の生成に関する動作を説明するためのフローチャートである。 図１に示す動力出力装置の全体ブロック図である。 図３に示すモータジェネレータの中性点間に商用交流電圧が発生しているときのインバータの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。 実施の形態２におけるＨＶ−ＥＣＵの商用交流電圧の生成に関する動作を説明するためのフローチャートである。 実施の形態３におけるＨＶ−ＥＣＵの商用交流電圧の生成に関する動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 電力供給システム、１０ ハイブリッド自動車、１２ 動力出力装置、１４ ＨＶ−ＥＣＵ、１６ ナビゲーション装置、１８ 電源ノード、１９ 接地ノード、２０ 車外負荷、３０ 自動切替装置、３２，３４，３６ スイッチ、３８ 電磁コイル、４０，５０ コネクタ、６０ 商用系統電源、１１０ 昇圧コンバータ、１２０，１３０ インバータ、１２２，１３２ Ｕ相アーム、１２４，１３４ Ｖ相アーム、１２６，１３６ Ｗ相アーム、１４０ リレー回路、１５０ ＭＧ−ＥＣＵ、１６０ 駆動輪、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２ ＡＣ出力ライン、ＬＣ１，ＬＣ２，ＬＨ１〜ＬＨ８ 電力ライン、Ｂ バッテリ、ＳＭＲ システムメインリレー、ＲＹ１〜ＲＹ４ リレー、ＰＬ１，ＰＬ２ 電源ライン、ＳＬ 接地ライン、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、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、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、Ｎ１，Ｎ２ 中性点、ＥＮＧ エンジン。

Claims (5)

1. 商用交流電圧を発生して車両外部の負荷へ供給可能な車両であって、
   当該車両の位置を検出するための車外からの無線信号に基づいて、当該車両の現在位置を検出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段によって検出された当該車両の現在位置に基づいて、前記商用交流電圧の周波数を決定する決定手段と、
   前記決定手段によって決定された周波数を有する商用交流電圧を発生して前記負荷へ供給する交流電圧発生手段とを備える車両。
2. 前記位置検出手段は、前記無線信号に基づいて検出した当該車両の現在位置を表示可能なナビゲーション装置を含む、請求項１に記載の車両。
3. 前記決定手段は、前記位置検出手段によって検出された当該車両の現在位置に基づいて、前記商用交流電圧の電圧レベルをさらに決定し、
   前記交流電圧発生手段は、前記決定手段によって決定された周波数および電圧レベルを有する商用交流電圧を発生して前記負荷へ供給する、請求項１または請求項２に記載の車両。
4. 前記交流電圧発生手段は、
   第１および第２の３相コイルをそれぞれステータコイルとして含む第１および第２の交流電動機と、
   前記第１および第２の３相コイルにそれぞれ接続される第１および第２のインバータと、
   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手段とを含み、
   前記第１および第２のインバータは、前記インバータ制御手段からの制御信号に応じて、前記第１および第２の３相コイルの中性点間に前記商用交流電圧を発生させる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両と、
   商用系統電源の停電時、前記車両から商用交流電圧の供給を受ける負荷とを備え、
   前記車両の位置検出手段、決定手段および交流電圧発生手段は、前記商用系統電源の停電を示す信号に応じて起動され、
   前記車両は、前記商用交流電圧を発生して前記負荷へ供給する、電力供給システム。

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