WO2006057435A1 - 動力出力装置およびそれを備えた車両 - Google Patents

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WO2006057435A1
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voltage
motor generator
power output
motor
phase
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PCT/JP2005/022043
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Hichirosai Oyobe
Tetsuhiro Ishikawa
Katsuhiro Asano
Yoshitoshi Watanabe
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Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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Definitions

  • the present invention relates to a power output device and a vehicle including the same, and more particularly, to a power output device capable of generating an AC voltage and outputting it to an external AC load and a vehicle including the same.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-218793 discloses a power output device mounted on a hybrid vehicle (Hybridvehiclé) or an electric vehicle (Electrivic Vehiclé) using a motor generator as a power source.
  • This power output device consists of two Y-phase motors or two motor generators made by winding two three-phase coils around the same stator, two inverters corresponding to the two Y motors or two motor generators, and two Y motor or DC power supply connected between neutral points of two motor generators.
  • the inverter is controlled by controlling the two inverters so that the potential difference between the neutral points of the 2 Y motor or the two motor generators is made smaller or larger than the voltage of the DC power supply.
  • the input voltage can be adjusted within a wide range.
  • a proposal has been made to use a hybrid vehicle or the like as an AC power source 1 using a power output device mounted on a hybrid vehicle or an electric vehicle.
  • hybrid vehicles, etc. it is intended to use hybrid vehicles, etc., as emergency power supplies in case of disasters or when there are no commercial power supply facilities in the surroundings such as campsites.
  • Such a method of use increases the price of products such as hybrid vehicles.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-374604 discloses a technology that enables AC 100V output in an automobile equipped with a secondary battery.
  • This car is equipped with a secondary battery and a dedicated AC 100 V inverter that uses the power from the secondary battery to output 100 V AC.
  • the AC 10 OV output can be limited based on the SOC (State of Charge) of the secondary battery and other system conditions.
  • the drive motor can be well controlled by using the power from the secondary battery due to such a limitation of the AC 100V output, so that it is possible to ensure good drive control of the vehicle and the secondary battery.
  • AC 100V output can be performed using the power from.
  • the power output device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-218793 can generate AC power and output it to the outside. Can not.
  • the automobile disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-374604 is useful as an apparatus that enables an external output of 100 V AC and ensures good driving control of the vehicle, but efficiently uses the voltage. Thus, no consideration is given from the viewpoint of obtaining maximum AC power.
  • this car needs to be equipped with a dedicated inverter for AC 100 V output, which may hinder downsizing, weight reduction, and cost reduction of the vehicle. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a power output device capable of outputting maximum AC power to the outside efficiently using voltage.
  • Another object of the present invention is to provide a vehicle equipped with a power output device that can efficiently output a maximum amount of AC power to the outside by using a voltage efficiently.
  • the power output device is connected to the first and second motor generators such as the first and second motor generators, respectively, and receives the input voltage from the voltage supply line.
  • a control device that controls the operation of the first and second inverters so as to generate an AC voltage between the neutral points of the first and second motor generators using the input voltage.
  • the control device cooperatively controls the first and second dampers so that an intermediate value between the maximum value and the minimum value of the voltage command to the first and second motor generators becomes an intermediate potential of the input voltage.
  • control device uses the input voltage to generate the first and second motor generators. Further control the operation of the first and / or second inverters to drive at least one of the data.
  • control device calculates the intermediate value, and subtracts the calculated intermediate value from each phase voltage command of the first and second motor generators to cooperatively control the first and second inverters. Including a cooperative control unit.
  • control device includes a voltage compensator for compensating for a voltage drop due to internal impedances of the first and second motor generators.
  • the voltage compensator calculates a voltage compensation value based on an alternating current flowing between the intermediate points of the first and second motor generators, and uses the calculated voltage compensation value for the first and second motor generators. Correct the command value of the AC voltage generated between the neutral points of the second motor generator.
  • the power output device further includes a DC power supply and a boost converter that boosts a DC voltage output from the DC power supply and outputs the boosted voltage to a voltage supply line.
  • the control device further controls the operation of the boost converter so as to boost the DC voltage from the DC power source to the input voltage.
  • the vehicle is connected to any of the power output devices described above, the internal combustion engine connected to the first motor generator of the power output device, and the second motor generator of the power output device. And a drive wheel driven by a second motor generator.
  • the control device of the power output device drives the first and second motor generators using the input voltage, and generates an AC voltage between the neutral points of the first and second motor generators. Controls the operation of the first and second inverters of the power output device.
  • the first and second motor generators output an AC voltage generated between the neutral points to an external electric load that is electrically connected between the neutral points.
  • the control device operates the first and second inverters so as to generate an AC voltage between the neutral points of the first and second motor generators using the input voltage.
  • Control cooperatively controls the first and second inverters so that an intermediate value between the maximum value and the minimum value of the voltage command to the first and second motor generators becomes an intermediate potential of the input voltage. So first And a second voltage control range by Inbata, i.e. beyond the voltage range up to the positive side potential from the negative electrode side potential of the input voltages of the first and second I converter, the voltage command from the first and second inverters Is avoided as much as possible. Therefore, according to the present invention, it is possible to generate the maximum AC power with less distortion and output it to the external AC load. From the opposite perspective, the input voltage of the first and second inverters can be kept to the minimum necessary, improving system safety.
  • the control device since the control device includes a voltage compensation unit that compensates for a voltage drop due to the internal impedance of the first and second motor generators, the voltage command from the first and second inverters. Improves accuracy. Therefore, according to the present invention, fluctuations in the output AC voltage can be suppressed.
  • the vehicle according to the present invention is provided with any of the power output devices described above, it is not necessary to separately provide a dedicated inverter for generating an AC voltage and outputting it to the outside. Therefore, according to the present invention, the reduction in size, weight, and cost of the vehicle is not hindered.
  • the control device for the power output device drives the first motor generator connected to the internal combustion engine and the second motor generator connected to the drive wheels and driving the drive wheels. And the operation of the first and second inverters of the power output device is controlled so that an AC voltage is generated between the neutral points of the first and second motor generators. Therefore, while generating regenerative power and generating a drive torque on the drive wheels by the second motor generator, an AC voltage is generated between the neutral points of the first and second motor generators to generate an external voltage. Can output to AC load.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a power output apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a current flowing through the motor generator shown in FIG. Fig. 3 is a waveform diagram of the inverter duty sum and AC voltage V ac.
  • FIG. 4 is a functional block diagram showing a configuration of a part related to the cooperative control of the cooperative control device shown in FIG.
  • FIG. 5 is a first voltage waveform diagram of the motor generator.
  • FIG. 6 is a second voltage waveform diagram of the motor generator.
  • FIG. 7 is a third voltage waveform diagram of the motor generator.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the current that flows through the motor generator in the power output apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is a waveform diagram of the duty sum and AC voltage.
  • FIG. 10 is a functional block diagram showing a configuration of a part related to cooperative control of the cooperative control device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 11 is a functional block diagram showing a configuration of a part related to cooperative control of the cooperative control device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a power train of a hybrid vehicle equipped with a power output apparatus according to Embodiment 2 or Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a power output apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • this power output device 100 includes a battery B, a boost converter 10, inverters 20 and 30, an AC outlet 40, a coordinated control device 50, a capacitor C, a voltage sensor 52, Current sensor 54, 56, 58, 6 0, 62, rotation sensor 64, 66, power line PL 1, PL 2, ground line SL, U-phase line UL 1, UL2, V-phase line VL1, VL2, W phase lines WL1 and WL2, and AC output lines ACL1 and ACL2 are provided.
  • Motor generator MG 1 is composed of, for example, a three-phase AC synchronous motor. Mo The generator MG 1 generates an AC voltage using the rotational force from the engine ENG and outputs the generated AC voltage to the inverter 20. Motor generator MG 1 generates driving force by the AC voltage received from inverter 20 and starts engine ENG.
  • the motor generator MG 2 is also composed of, for example, a three-phase AC synchronous motor. Motor generator MG 2 generates an AC voltage between neutral points of motor generators MG 1 and MG 2 together with motor generator MG 1. Motor generators MG 1 and MG 2 output the AC voltage generated between the neutral points to AC outlet 40 via AC output lines ACL 1 and AC L 2.
  • Battery B which is a direct current source, consists of secondary batteries such as nickel hydrogen and lithium ion, for example.
  • the battery B outputs the generated DC voltage to the boost converter 10 and is charged by the DC voltage output from the boost converter 10.
  • Boost converter 10 includes a rear tuttle, npn transistors Q 1 and Q 2, and diodes D 1 and D 2.
  • the rear tuttle L has one end connected to the power line P L 1 and the other end connected to the connection point of the n pn transistors Q 1 and Q 2.
  • the np n-type transistors Q l and Q2 are connected in series between the power supply line P L 2 and the ground line S L and receive the control signal PWC from the cooperative control device 50 at the base terminal.
  • Diodes D 1 and D 2 are connected between the collector and emitter of each of the npn transistors Q 1 and Q 2 so that current flows from the emitter side to the collector side.
  • Inverter 20 includes a U-phase arm 22, a V-phase arm 24 and a W-phase arm 26.
  • U-phase arm 22, V-phase arm 24, and W-phase arm 26 are connected in parallel between power supply line PL 2 and ground line SL.
  • U-phase arm 22 consists of npn transistors Ql 1 and Q12 connected in series
  • V-phase arm 24 consists of npn-type transistors Q 13 and Q 14 connected in series
  • W-phase arm 26 It consists of npn transistors Q15 and Q16 connected in series.
  • diodes D 11 to D 16 for flowing current from the emitter side to the collector side are connected between the collector and emitter of each of the nn-type transistors Ql 1 to Q16.
  • the connection point of each npn transistor in each phase arm is U, V, It is connected to the anti-neutral point side of each U, V, W phase coil of motor generator MG1 via W phase lines UL1, VL1, WL1.
  • Inverter 30 includes U-phase arm 3 2, V-phase arm 3 4, and W-phase arm 3 6.
  • U-phase arm 3 2, V-phase arm 3 4, and W-phase arm 3 6 are connected in parallel between power supply line P L 2 and ground line S L.
  • U-phase arm 3 2 consists of npn-type transistors Q 2 1 and Q 2 2 connected in series.
  • V-phase arm 3 4 consists of npn-type transistors Q 2 3 and Q 2 4 connected in series.
  • the W-phase arm 3 6 consists of npn transistors Q 2 5 and Q 2 6 connected in series.
  • diodes D 2 1 to D 26 that allow current to flow from the emitter side to the collector side are connected between the collectors and emitters of the npn transistors Q 21 to Q 26, respectively.
  • the connection point of each npn transistor in each phase arm is the U of the motor generator MG 2 via the U, V, W phase lines UL 2, VL 2, WL 2. , V and W are connected to the anti-neutral point side of each phase coil.
  • Capacitor C is connected between power supply line P L 2 and ground line S L to reduce the influence on inverters 20 and 30 and boost converter 10 due to voltage fluctuation.
  • Boost converter 10 stores DC current from battery B by storing current flowing in reactor L as magnetic field energy in response to switching operation of nn-type transistor Q 2 based on control signal P WC from cooperative control device 50.
  • the voltage is boosted and the boosted voltage is output to the power supply line PL 2 via the diode D 1 in synchronization with the timing when the npn transistor Q 2 is turned off.
  • Boost converter 10 also steps down the DC voltage received from inverter 20 via battery PL and line PL 2 to the voltage level of battery B based on control signal PWC from cooperative controller 50. To charge battery B.
  • Inverter 20 converts a DC voltage received from power supply line PL 2 into an AC voltage based on control signal P WM 1 from cooperative control device 50, and outputs the AC voltage to motor generator MG 1. Thereby, motor generator MG 1 is driven to generate a desired torque. Also, the inverter 20 is controlled by the cooperative control device 50. Based on control signal P WM 1, the AC voltage regeneratively generated by motor generator MG 1 is converted into a DC voltage, and the converted DC voltage is output to power supply line PL 2. Inverter 30 converts a DC voltage received from power supply line PL 2 into an AC voltage based on control signal P WM 2 from cooperative control device 50, and outputs the AC voltage to motor generator MG 2.
  • inverters 20 and 30 are connected to an AC voltage between the neutral points of motor generators MG 1 and MG 2. Is generated. That is, the inverters 20 and 30 each set the neutral potential of the motor generators MG 1 and MG 2 to a desired alternating current based on the control signals P WM 1 and P WM 2 from the cooperative control device 50, respectively. Vary with frequency.
  • inverters 20 and 30 when inverters 20 and 30 generate AC voltage between the neutral points of motor generators MG 1 and MG 2, the maximum and minimum values of the voltage command to motor generators MG 1 and MG 2 So that the intermediate value becomes the intermediate potential of the input voltages of the inverters 20 and 30 (intermediate potential between the positive and negative potentials of the input voltages of the inverters 20 and 30). Coordinate operation is performed based on control signals P WM 1 and P WM 2 from 50. The cooperative operation of the inverters 20 and 30 will be described in detail later.
  • AC outlet 40 is an output terminal for outputting the AC voltage generated between the neutral points of motor generators MG 1 and MG 2 to an external AC load.
  • a power outlet is connected.
  • AC outlet 40 is connected to AC output lines A C L 1 and A C L 2 connected to the neutral points of motor generators MG 1 and MG 2, respectively.
  • the voltage sensor 52 detects the voltage between the terminals of the capacitor C, that is, the input voltage V dc of the inverters 20 and 30 and outputs the detected voltage to the cooperative controller 50.
  • Current sensors 5 4 and 5 6 are sensors for detecting the motor current of motor generator MG 1 and are arranged on U-phase line UL 1 and V-phase line VL 1 respectively.
  • Current sensors 5 4 and 5 6 detect U-phase current I u 1 and V-phase current IV 1 of motor generator MG 1, respectively, and output them to cooperative control device 50.
  • Current sensors 5 8 and 6 0 are sensors for detecting the motor current of motor generator MG 2. Arranged on U-phase line UL 2 and V-phase line VL 2 respectively.
  • Current sensors 58 and 60 detect U-phase current I u 2 and V-phase current IV 2 of motor generator MG 2, respectively, and output them to cooperative control device 50.
  • Current sensor 62 is arranged on AC output line AC L 1, detects AC current I ac generated by motor generators MG 1, MG 2, and outputs the detected AC current to cooperative control device 50.
  • the rotation sensors 64 and 66 detect the rotation position 0 1 of the motor generator MG 1 and the rotation position ⁇ 2 of the motor generator MG 2, respectively, and output them to the cooperative control device 50.
  • the cooperative controller 50 drives the boost converter 10 based on the torque command value TR 1 of the motor generator MG 1 and the motor speed, the battery voltage of the battery B, and the input voltage V dc of the inverters 20 and 30.
  • Control signal PWC is generated, and the generated control signal PWC is output to boost converter 10.
  • the battery voltage of battery B is detected by a voltage sensor (not shown), and the rotational speed of motor generator MG 1 is calculated based on rotational position ⁇ 1 detected by rotation sensor 64.
  • the cooperative control device 50 determines the motor generator MG 1 based on the motor current of the motor generator MG 1 and the torque command value TR 1, the input voltage V dc of the inverter 20, and the rotational position 6 1 of the motor generator MG 1.
  • a control signal P WM 1 for driving is generated.
  • cooperative control device 50 causes AC voltage to be generated between the neutral points of motor generators MG 1 and MG2.
  • the control signal P WM 1 is generated while controlling the sum of the duty of the npn transistors Ql 1, Q13, Q15 in the upper arm and the npn transistors Q1, 2, Q14, Q16 in the lower arm in the inverter 20. .
  • the coordinated control device 50 is configured such that the upper arm npn transistors Q 21, Q 23, Q 25 and the lower arm in the inverter 30 are generated so that an AC voltage is generated between the neutral points of the motor generators MG 1, MG 2.
  • the control signal PWM 2 is generated by controlling the on-duty of the npn transistors Q22, Q24, and Q26.
  • AC voltage is applied between the neutral points of motor generators MG 1 and MG 2.
  • the coordinated control device 50 coordinates the inverters 20 and 30 so that the intermediate value between the maximum value and the minimum value of the voltage command of the motor generators MG 1 and MG2 becomes the intermediate potential of the input voltage of the inverters 20 and 30. And make it work.
  • the cooperative operation of the inverter 20 30 will be described in detail later using a functional block diagram of a portion related to the cooperative control of the cooperative control device 50.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining currents flowing through motor generators MG 1 and MG 2 shown in FIG.
  • FIG. 2 shows the flow of current when motor generator MG 1 is regeneratively driven simultaneously with generation of AC voltage Vac. Further, FIG. 2 shows the case where AC current I ac flows from neutral point N 1 of motor generator MG 1 to neutral point N 2 of motor generator MG 2.
  • the inverter 20 (not shown) connected to the U, V, W phase lines UL 1, VL 1, WL 1 is a coordinated control device 50 (not shown, the same applies hereinafter). Switching operation is performed based on the control signal PWM1 and the U-phase current consisting of the current components I u 1_ t and I u l_ac is passed through the U-phase coil of the motor generator MG 1 and the current components I vl— t, I v A V-phase current consisting of 1—ac is supplied to motor generator MG1's V-phase coil, and a W-phase current consisting of current components I wl—t and Iwl_ac is supplied to motor generator MG1's W-phase coil.
  • the inverter 30 (not shown) connected to the U, V, W phase lines UL 2, VL 2, WL 2 performs a switching operation based on the control signal PWM 2 from the cooperative control device 50,
  • the U-phase current I u 2—ac, V-phase current IV 2__ac, and W-phase current I w 2—ac flow through the U, V, and W phase coils of motor generator MG2, respectively.
  • the current components I u 1 ⁇ t, IV l — t and I w 1 ⁇ t are currents for generating regenerative torque in the motor generator MG1.
  • the current components I ul— ac, I ⁇ l_a c, I w 1— ac are currents that flow AC current I ac from neutral point N 1 of motor generator MG 1 to AC output line ACL 1
  • U-phase current I u 2_ac, V-phase current IV 2_ac and W-phase current I w2— ac is AC current from AC output line ACL 2 to neutral point N2 of motor generator MG2 I ac It is the electric current for flowing.
  • FIG. 3 is a waveform diagram of the sum of duty of inverters 20 and 30 and AC voltage Vac.
  • a curve k 1 shows a change in the total duty in switching control of the inverter 20
  • a curve k 2 shows a change in the total duty in switching control of the inverter 30.
  • the sum of the duty ratios is obtained by subtracting the on-duty of the lower arm from the on-duty of the upper arm in each inverter.
  • the duty sum when the duty sum is positive, it indicates that the neutral point potential of the corresponding motor generator is higher than the intermediate potential Vdc / 2 of the inverter input voltage Vdc, and the duty sum is negative. Shows that the neutral point potential is lower than the intermediate potential V dc / 2.
  • cooperative control device 50 periodically changes the total duty of inverter 20 at the commercial AC frequency according to curve k1. Further, the cooperative control device 50 flows the in-phase U, V, W phase currents I u 2— ac, I v 2 — a c, I w 2 — ac consisting of commercial AC frequencies to the motor generator MG 2, and The switching control of the inverter 30 is performed so that the total duty of the inverter 30 follows the curve k2.
  • the sum of the duty of the inverter 30 can be periodically changed by a phase obtained by inverting the phase in which the sum of the duty of the inverter 20 changes.
  • Inverter 30 also sends U, V, W phase currents I u 2— ac, I v 2 — a c, I w 2 — a c of the same phase to motor generator MG 2, so in actuality cooperative control
  • the device 50 turns off the lower arm of each phase arm of the inverter 30 and controls the on-duty of the upper arm according to the curve k 2.
  • inverters 20 and 30 generate AC voltage V ac between neutral points N 1 and N 2 of motor generators MG 1 and MG 2.
  • FIG. 4 is a functional block diagram showing the configuration of the part related to the cooperative control of the cooperative control device 50 shown in FIG.
  • cooperative control device 50 includes a current converter 1 0 2, an MG 1 current command calculator 1 0 4, a PI controller 1 0 6, 1 0, 8, and a converter 1 1.
  • the cooperative control unit 1 1 4 includes a maximum value calculation unit 1 1 8, a minimum value calculation unit 1 2 0, and an average calculation unit 1 2 2.
  • the current converter 1 0 2 is a motor generator detected by the rotation sensor 6 4
  • U-phase current I u 1 and V-phase current IV 1 detected by current sensors 5 4 and 5 6 are converted into d-axis current I d 1 and q-axis current I q 1 Convert to
  • the MG 1 current command calculation unit 1 0 4 is based on the torque command value TR 1 of the motor generator MG 1 and the electric power of the motor generator MG 1 on the d and q axes. Calculate the flow command I dlr, I q 1 r.
  • the PI control unit 10 6 receives the deviation between the d-axis current I d 1 from the current conversion unit 10 2 and the current command I d 1 r from the MG 1 current command calculation unit 1 0 4 and calculates the deviation. Performs proportional integral calculation as input, and outputs the calculation result to the converter 1 1 0.
  • the PI control unit 10 8 receives the deviation between the q-axis current I q 1 of the current conversion unit 10 2 force and the current command I q 1 r from the MG 1 current command calculation unit 1 0 4, and the deviation Is used as an input to perform proportional-integral calculation, and the calculation result is output to the converter 1 1 0.
  • the converter 1 1 0 uses the rotational position ⁇ 1 of the motor generator MG 1 to receive the voltage command received from the PI controllers 1 0 6 and 1 0 8 from the U-phase voltage command V u 1 r of the motor generator MG 1 , V phase voltage command VV 1 r and W phase voltage command V w 1 r are converted.
  • AC voltage command generator 1 1 2 generates voltage command V acr for AC voltage generated between the neutral points of motor generators MG 1 and MG 2, and uses the generated voltage command V acr for U of motor generator MG 2 Output as phase voltage command V u 2 r, V phase voltage command V v 2 r, and W phase voltage command V w 2 r.
  • the maximum value calculation unit 1 1 8 of the cooperative control unit 1 1 4 is the U-phase voltage command from the conversion unit 1 1 0.
  • the minimum value calculation unit 1 2 0 acquires and outputs the minimum values of the U-phase voltage command V u 1 r, the V-phase voltage command V v 1 r, the W-phase voltage command Vw l r, and the voltage command V a cr.
  • the average value calculation unit 1 2 2 receives the addition value of the output from the maximum direct calculation unit 1 1 8 and the output from the minimum value calculation unit 1 2 0, and multiplies the received addition value by 1 2 The calculation result is output as cooperative control output Vco.
  • the coordinated control unit 1 1 4 then sends the U-phase voltage command V u of the motor generator MG 1
  • PWM signal generator 1 1 6 is a motor generator that receives from cooperative controller 1 1 4 Based on the input voltage V dc of the MG 1 and MG 2 phase voltage command input inverters 20 and 30, the PWM (Pu 1 se Wind Modulation 1) signal P u 1 and P corresponding to the inverter 20 Generates PWM signals Pu 2, PV 2, P w 2 corresponding to v 1, P w 1 and inverter 30 and outputs the generated PWM signals Pu 1, PV 1, Pw 1 to inverter 20 as control signal PWM1 PWM signal P u 2, PV 2, Pw 2 is output to inverter 30 as control signal PWM 2.
  • PWM Pul 1 se Wind Modulation 1
  • coordinated control unit 1 14 is the maximum of voltage commands Vu1, VV1, Vw1 to motor generator MG1 and voltage commands Vu2, VV2, Vw2 to motor generator MG2.
  • the intermediate value between the value and the minimum value is calculated, and the value obtained by subtracting the calculated intermediate value from each phase voltage command of motor generators MG1, MG2 is output as the final voltage command of motor generators MG1, MG2.
  • the coordinated control device 50 is connected to the inverter 20 so that the intermediate value between the maximum and minimum values of the voltage commands of the motor generators MG1 and MG2 is the intermediate potential of the input voltage Vdc of the inverters 20 and 30. , 30 coordinated control.
  • FIGS. 5 to 7 are voltage waveform diagrams of motor generators MG 1 and MG 2.
  • Fig. 5 shows the voltage waveforms when the motor generators MG1 and MG2 are not coordinated.
  • Fig. 6 shows the results of coordinated control of the motor generators MG1 and MG2 by the coordinated control device 50. The voltage waveform in the case is shown.
  • Fig. 6 shows the voltage waveform when the AC voltage Vac is distorted when cooperative control is not performed.
  • FIGS. 5 to 7 show voltage waveforms when the AC voltage V ac is generated between the neutral points of the motor generators MG1 and MG2 while the motor generator MG1 is driven regeneratively. Only the U-phase voltage in motor generators MG 1 and MG 2 is representatively shown.
  • curve k 3 represents the U-phase voltage Vu 1 of motor generator MG 1 without coordinated control
  • lk 3 1 and k 32 represent the phase voltage of motor generator MG 1 without coordinated control
  • the envelope of is shown.
  • a curve k 4 shows the U-phase voltage V u 2 of the motor generator MG 2 without cooperative control.
  • a curve k 8 shows the AC voltage V ac without coordinated control. If the inverters 20 and 30 are not coordinated, the inverter 20 is the neutral point of the motor generator MG 1 as shown by the curves k3 and k4.
  • the potential is controlled to an intermediate potential of the input voltage V dc (voltage 0 in the figure), and inverter 30 controls the neutral point potential of motor generator MG 2 to AC voltage V ac. That is, only inverter 30 corresponding to motor generator MG 2 bears the generation of AC voltage V ac, and inverter 20 corresponding to motor generator MG 1 only bears the burden of regenerative driving of motor generator MG 1. is there.
  • the curve k 6 shows the U-phase voltage V u 2 of the motor generator MG 2 with coordinated control
  • the curve k 7 in the coordinated control unit 1 1 4 shown in FIG. Indicates coordinated control output V co Curve k 9 indicates AC voltage V ac with coordinated control Motor coordinated control of motor generators MG 1 and MG 2 is performed.
  • k 6 the inverters 20, 30 are voltage commands to the motor generators MG 1, MG 2. Is coordinated by the coordinated control device 50 so that the intermediate value between the maximum value and the minimum value of the inverter always becomes the intermediate potential (voltage 0) of the input voltage V dc of the inverters 20 and 30.
  • the inverter 20 corresponding to the motor generator MG 1 also bears a part of the generation of the AC voltage V ac.
  • the maximum voltage applied to motor generators MG 1 and MG 2 is both voltage V 3, and the maximum voltage applied to motor generator MG 2 is suppressed from voltage V 2 to voltage V 3.
  • the situation where the maximum voltage applied to the motor generators MG 1 and MG 2 exceeds the input voltage V dc of the inverters 20 and 30 within the controllable range is avoided as much as possible, and the input voltage V dc is maximized. It is used effectively. And distortion of AC voltage V ac due to insufficient voltage is avoided as much as possible.
  • the coordinated control output V co shown by the curve k 7 is the voltage of the motor generators MG 1 and MG2 in the case where the coordinated control of the motor generators MG 1 and MG 2 is not performed (curves k 3 and k 4).
  • the value obtained by subtracting the cooperative control output Vc o (curve k 7) from the voltage (curves k 3, k 4) of motor generators MG 1 and MG 2 is the intermediate value between the maximum and minimum values of motor generator MG. 1, this corresponds to the voltage (curves k5, k6) of motor generators MG1, MG2 when cooperative control of MG2 is performed.
  • the voltages of motor generators MG 1 and MG2 (curves k 5 and k 6) when coordinated control is performed are distorted waveforms, but the zero-phase components of the voltages of motor generators MG 1 and MG 2 are Since it is operated with the same cooperative control output V co, the AC voltage V ac (curve k 9) that is the potential difference between the neutral points N 1 and N 2 of the motor generators MG 1 and MG 2 and the motor generators MG 1 and MG The operation of 2 is not affected.
  • cooperative control device 50 has an intermediate value between the maximum value and the minimum value of the voltage command to motor generators MG 1 and MG 2. Since inverters 20 and 30 are coordinated and controlled so that the input voltage V dc is at an intermediate potential of 20 and 30, the voltage command for inverters 20 and 30 must be generated beyond the voltage controllable range of inverters 20 and 30. Is avoided as much as possible.
  • the maximum AC power with less distortion can be generated and output to the external AC load connected to the AC outlet 40.
  • the input voltage V dc of the inverters 20 and 30 can be suppressed to the minimum necessary, so that the safety of the system is improved.
  • the driving torque of motor generator MG 2 is not particularly controlled, and motor generator MG 2 is used only for generating AC voltage V ac.
  • the torque of motor generator MG 2 is used.
  • the AC voltage V ac can be generated between the neutral points of the motor generators MG 1 and MG 2 while properly controlling the motor.
  • the power output device 10 0 OA according to the second embodiment is different from the power output device 10 0 0 according to the first embodiment in the configuration of the power control device 5 0 instead of the cooperative control device 50. Is provided.
  • the other configuration of power output device 100 A according to the second embodiment is the same as that of power output device 100 0 according to the first embodiment.
  • This power output device 10 O A is mounted on, for example, a hybrid vehicle.
  • Motor generator MG 2 is connected to the drive wheels (not shown) of the hybrid vehicle, and is incorporated in the hybrid vehicle as an electric motor for driving the drive wheels. That is, motor generator MG 2 generates a driving torque of the vehicle by the AC voltage received from inverter 30, and generates an AC voltage and outputs it to inverter 30 during regenerative braking.
  • motor generator MG 1 connected to engine E N G is incorporated into a hybrid vehicle as a generator that is driven by engine E N G and that operates as an electric motor that can perform engine start.
  • inverter 30 converts DC voltage received from power supply line PL 2 to AC voltage based on control signal P WM 2 from cooperative control device 50 A, and supplies it to motor generator MG 2. Output. As a result, the motor generator The data MG2 is driven to generate a desired torque. Further, the inverter 30 converts the AC voltage output from the motor generator MG 2 into a DC voltage based on the control signal PWM2 from the cooperative control device 5 OA during the regenerative braking of the motor generator MG 2 and converts it. DC voltage is output to the power line PL2.
  • the operations of inverter 20 corresponding to boost converter 10 and motor generator MG 1 are as described in the first embodiment.
  • Coordinated control device 5 OA boosts based on torque command values TR 1 and TR 2 of motor generators MG 1 and MG2 and motor speed, battery voltage of battery B, and input voltage V dc of inverters 20 and 30.
  • a control signal PWC for driving converter 10 is generated, and the generated control signal PWC is output to boost converter 10.
  • the rotational speed of motor generator MG 2 is calculated based on rotational position ⁇ 2 detected by rotation sensor 66.
  • cooperative control device 5 OA generates control signal PWM1 for driving motor generator MG1. Further, the coordinated control device 5 OA determines the motor generator MG 2 based on the motor current and torque command value TR 2 of the motor generator MG 2, the input voltage Vdc, and the rotational position ⁇ 2 of the motor generator MG 2. A control signal PWM2 for driving is generated.
  • cooperative control device 5 OA causes AC voltage to be generated between the neutral points of motor generators MG 1 and MG2.
  • the control signals P WM 1 and PWM 2 are generated while controlling the sum of the duty of the upper and lower arms in the inverters 20 and 30.
  • the coordinated control device 5 OA sets the inverters 20 and 30 so that the intermediate value between the maximum value and the minimum value of the voltage commands of the motor generators MG 1 and MG2 becomes the intermediate potential of the input voltage of the inverters 20 and 30. Operate cooperatively.
  • the cooperative control by the cooperative control device 50A will be described in detail later.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining currents flowing through motor generators MG 1 and MG 2 in power output device 10 OA according to the second embodiment of the present invention.
  • motor generator MG With the generation of AC voltage V ac, motor generator MG The current flow when 1 is regeneratively driven and motor generator MG2 is driven in a row is shown.
  • FIG. 8 shows a case where an alternating current I ac flows from neutral point N1 of motor generator MG 1 to neutral point N 2 of motor generator MG 2.
  • inverter 20 (not shown) connected to U, V, and W phase lines UL 1, VL 1 and WL 1 is coordinated control device 5 OA (not shown, and so on).
  • the switching operation is performed based on the control signal PWM1 from the motor, and a U-phase current consisting of current components I u 1 — t, I u 1— ac is passed through the U-phase coil of the motor generator MG 1.
  • a V-phase current consisting of I v 1— ac flows through the V-phase coil of motor generator MG 1 and a W-phase current consisting of current components I w 1__ t, I wl— ac is sent to the W-phase coil of motor generator MG 1 Shed.
  • the inverter 30 (not shown) connected to the U, V, W phase lines UL2, VL2, WL2 performs switching operation based on the control signal PWM2 from the cooperative control device 5OA,
  • a U-phase current consisting of current components I u 2 1 t, I u 2— ac flows through the U-phase coil of motor generator MG 2 and a V-phase current consisting of current components I v 2— t, I v 2 _ac is Flow through the V-phase coil of generator MG 2 and flow a W-phase current consisting of current components I w2 — t and I w 2_ac through the W-phase coil of motor generator MG 2.
  • the current components I u 2— t, I v 2 — t, and I w 2 — t are the currents for generating the torque in the motor generator MG 2 and the current components I u 2 — ac, I v 2 — a c and I w2—ac are currents for flowing an alternating current I ac from the AC output line ACL 2 to the neutral point N 2 of the motor generator MG 2.
  • a curve k 1 shows a change in the total duty in the switching control of the inverter 20
  • a curve k 2 shows a change in the total duty in the switching control of the inverter 30.
  • the cooperative control device 50 A periodically changes the total duty of the inverter 20 according to the curve k 1 at the commercial AC frequency, and periodically changes the total duty of the inverter 30 according to the curve k 2 at the commercial AC frequency.
  • the sum total of the duty ratio of the inverter 30 can be periodically changed by a phase obtained by inverting the phase at which the total duty ratio of the inverter 20 changes.
  • a positive AC voltage V ac is generated between the neutral points N 1 and N 2 of the motor generators MG 1 and MG 2 from time t 0 to t 1, and from time t 1 to t 2,
  • a negative AC voltage V ac is generated between neutral points N 1 and N 2.
  • FIG. 10 is a functional block diagram showing a configuration of a part related to cooperative control of cooperative control device 50 A according to Embodiment 2 of the present invention.
  • cooperative control device 5 OA includes a current conversion unit 10 3 and an MG 2 current command calculation unit 10 in the configuration of cooperative control device 50 in the first embodiment shown in FIG. 5, PI control units 1 0 7, 1 0 9, and conversion unit 1 1 1, and includes cooperative control unit 1 1 4 A instead of cooperative control unit 1 1 4.
  • the cooperative control unit 1 1 4 A is the maximum value computing unit 1 1 8 instead of the maximum value computing unit 1 1 8 and the minimum value computing unit 1 2 0 in the configuration of the cooperative control unit 1 1 4 in the first embodiment.
  • a and minimum value calculator 1 2 Includes OA.
  • the current converter 1 0 3 uses the rotational position 0 2 of the motor generator MG 2 detected by the rotation sensor 6 6 and uses the U-phase currents I u 2 and V detected by the current sensors 5 8 and 6 0, respectively.
  • Phase current IV 2 is converted into d-axis current I d 2 and q-axis current I q 2.
  • the MG 2 current command calculation unit 1 0 5 calculates the current commands I d 2 r and I q 2 r for the motor generator MG 2 on the d and q axes based on the torque command value TR 2 of the motor generator MG 2. calculate.
  • the PI controller 10 07 receives the deviation between the d-axis current I d 2 from the current converter 10 03 and the current command I d 2 r from the MG 2 current command calculator 1 0 5, and calculates the deviation. Performs proportional integral calculation as input, and outputs the calculation result to converter 1 1 1.
  • PI controller 1 0 9 receives the deviation between q-axis current I q 2 from current converter 1 0 3 and current command I q 2 r from MG 2 current command calculator 1 0 5 and inputs the deviation The proportional-integral calculation is performed and the calculation result is output to the conversion unit 1 1 1.
  • the converter 1 1 1 uses the rotational position ⁇ 2 of the motor generator MG 2 to perform PI control.
  • the voltage command received from control units 107 and 109 is converted into U-phase voltage command V u 2 r, V-phase voltage command VV 2 r and W-phase voltage command Vw 2 r of motor generator MG2.
  • Coordinate control unit 1 14 A maximum value calculation unit 1 18 A is the U-phase voltage command VU 1 r, V-phase voltage command VV 1 r and W-phase voltage command Vw 1 r from the conversion unit 1 10, and the conversion unit 1 Output from 11 AC voltage command generator 1 12 Voltage command V acr from Cal 12 is calculated U phase voltage command V u 2 r, V phase voltage command VV 2 r and W phase voltage command V w 2 r Get the maximum value and output it.
  • Minimum value calculation unit 12 OA includes U phase voltage command Vu 1 r, V phase voltage command Vv 1 r and W phase voltage command Vwl r, U phase voltage command V u 2 r, V phase voltage command VV 2 r and Acquires and outputs the minimum value of phase W voltage command V w 2 r.
  • the coordinated control unit 1 14A then transmits the U-phase voltage command V u 1 r, the V-phase voltage command Vv 1 r and the W-phase voltage command Vw 1 r of the motor generator MG 1 and the U-phase voltage command V of the motor generator MG 2.
  • u 2 r, V-phase voltage command V v 2 r and W-phase voltage command Vw2 r are subtracted from the coordinated control output Vco, and the result of each operation is used as the final voltage command for motor generators MG 1 and MG2.
  • current converter 103, MG 2 current command calculator 105, PI controllers 107 and 109, and converter 11 1 also control the drive torque of motor generator MG 2. Meanwhile, the cooperative control of the inverters 20 and 30 is performed by the cooperative control unit 1 14 A.
  • the motor generator MG connected to the drive wheels is regenerated by the motor generator MG 1 connected to the engine ENG. 2 Generates drive torque on the drive wheels while generating maximum AC power with minimal distortion between the neutral points of motor generators MG 1 and MG 2 to an external AC load connected to AC outlet 40 It can output.
  • the voltage drop due to the internal impedance of motor generators MG 1 and MG 2 is compensated, and is generated between the neutral points of motor generators MG 1 and MG 2.
  • the fluctuation of the generated AC voltage V ac is suppressed.
  • the power output device 1 0 0 B according to the third embodiment is different from the power output device 1 0 0 according to the first embodiment in the configuration of the power control device 5 0 in place of the coordinated control device 5 0. 0 B provided.
  • the other configuration of power output device 10 0 B according to the third embodiment is the same as the configuration of power output device 1 0 0 according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a functional block diagram showing a configuration of a part related to cooperative control of cooperative control device 50 B according to Embodiment 3 of the present invention.
  • cooperative control device 50 B is cooperative in place of cooperative control unit 1 14 A in the configuration of cooperative control device 50 A in Embodiment 2 shown in FIG. Includes control unit 1 1 4 B.
  • the cooperative control unit 1 1 4 B further includes a voltage compensation unit 1 2 3 in the configuration of the cooperative control unit 1 1 4 A.
  • the voltage compensator 1 2 3 has the first to third operation units 1 2 4, 1 2 6, and 1 2 8.
  • the first calculation unit 1 24 multiplies the AC current I ac detected by the current sensor 6 2 (not shown) by the armature resistance R of the motor generators MG 1 and MG 2 and outputs the calculation result.
  • the second arithmetic unit 1 2 6 performs a differential operation on the AC current I ac and outputs the calculation result to the third arithmetic unit 1 2 8.
  • the calculation result from the second calculation unit 1 26 is multiplied by the armature inductance L of the motor generators MG 1 and MG 2 and the calculation result is output.
  • the armature resistance R of the motor generators MG 1 and MG 2 is the sum of the armature resistance R 1 of the motor generator MG 1 and the armature resistance R 2 of the motor generator MG 2, and the motor generators MG 1 and MG
  • the armature inductance L of 2 is the sum of the armature inductance L 1 of the motor generator MG 1 and the armature inductance L 2 of the motor generator MG 2.
  • the sum of the output values from the first and third arithmetic units 1 2 4 and 1 2 8 is used to generate an AC voltage command as a correction value that compensates for the voltage drop due to the internal impedance of the motor generators MG 1 and MG 2. It is added to the voltage command V acr from the unit 1 1 2, and this corrected AC voltage command is added to the output from the conversion unit 1 1 1.
  • the armature resistance R and the armature inductance L are used.
  • the voltage drop due to the internal impedance of the motor generators MG 1 and MG 2 is compensated based on the motor generator MG 1 and MG 2 model ⁇ /, which is expressed between the neutral points of the motor generators MG 1 and MG 2.
  • the generated AC voltage V ac may be measured, and the voltage drop due to the internal impedance of motor generators MG 1 and MG 2 may be compensated by performing feedback calculation using the measured AC voltage V ac.
  • the inverters 2 0 and 3 0 As described above, according to the power output device 1 0 0 B according to the third embodiment, since the voltage drop due to the internal impedance of the motor generators MG 1 and MG 2 is compensated, the inverters 2 0 and 3 0 As a result, the fluctuation of the AC voltage V ac generated between the neutral points of the motor generators MG 1 and MG 2 can be suppressed.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a power t ⁇ 1 of a hybrid vehicle equipped with a power output device 10 OA according to a second embodiment of the present invention or a power output device 10 0 B according to a third embodiment.
  • motor generator MG 1 is connected to engine E N G to start engine E N G and to generate regenerative power by the rotational force from engine E N G.
  • Motor generator MG 2 is coupled to drive wheel 70, drives drive wheel 70, and generates power during regenerative braking of the hybrid vehicle.
  • the AC outlet 40 is connected to an outlet 45 of an AC load 80 which is an external AC load.
  • the power output device 1 0 0 A or 1 0 0 B is connected to the AC outlet 40 and the outlet 45. Via the AC load 80, the AC voltage V ac is supplied. As a result, the AC load 80 can operate by receiving the supply of the AC voltage V ac from the hybrid vehicle.
  • this hybrid vehicle equipped with the power output apparatus according to the present invention can be used as, for example, a commercial AC power source. Since this hybrid vehicle does not have a dedicated inverter for generating the AC voltage V ac, it has the added value of a power supply unit while realizing miniaturization, weight reduction, and cost reduction of the vehicle. To do.
  • the power output device is described as being mounted on a hybrid vehicle.
  • the present invention is not limited to this, and the power output device may be mounted on an electric vehicle or a fuel cell vehicle. .
  • motor generators MG 1 and MG 2 correspond to the “first motor generator” and “second motor generator” in the present invention, respectively, and inverters 20 and 30 respectively correspond to the present invention.
  • first inverter and second inverter correspond to “first inverter” and “second inverter”.
  • the cooperative control devices 50, 50A, 50B correspond to the “control device” in the present invention, and the battery B corresponds to the “DC power supply” in the present invention.

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Abstract

動力出力装置の協調制御装置（５０）は、協調制御部（１１４）を含む。協調制御部（１１４）は、第１のモータジェネレータ（ＭＧ１）の電圧指令（Ｖｕ１ｒ，Ｖｖ１ｒ，Ｖｗ１ｒ）および第１および第２のモータジェネレータ（ＭＧ１，ＭＧ２）の中性点間に交流電圧を発生させるためのＡＣ電圧指令生成部（１１２）からの電圧指令（Ｖａｃｒ）のうちの最大値および最小値の中間値を演算し、第１および第２のモータジェネレータ（ＭＧ１，ＭＧ２）の各相電圧指令からその演算した中間値を減算した値を第１および第２のモータジェネレータ（ＭＧ１，ＭＧ２）の最終電圧指令としてＰＷＭ信号生成部（１１６）へ出力する。

Description

明細書 動力出力装置およびそれを備えた車両 技術分野
この発明は、 動力出力装置およびそれを備えた車両に関し、 特に、 交流電圧を 発生して外部交流負荷へ出力可能な動力出力装置およびそれを備えた車両に関す る。 背景技術
特開 2002— 218793号公報は、 モータジェネレータを動力源とするハ イブリツド自動車 （Hy b r i d Ve h i c l e) や電気自動車 （E l e c t r i c Ve h i c l e) に搭載される動力出力装置を開示する。 この動力出力 装置は、 2つの 3相コイルを同一のステータに卷回してなる 2 Yモータまたは 2 つのモータジェネレータと、 その 2 Yモータまたは 2つのモータジェネレータに それぞれ対応する 2つのィンバータと、 その 2 Yモータまたは 2つのモータジェ ネレータの中性点間に接続される直流電源とを備える。 そして、 この動力出力装 置によれば、 2つのィンバータを制御して 2 Yモータまたは 2つのモータジエネ レータの中性点間の電位差を直流電源の電圧より小さくしたり大きくしたりする ことによって、 インバータ入力電圧を広い範囲内で調整することができる。 一方、 従来より、 ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される動力出力装置 を用いてハイプリッド自動車等を交流電¾1として利用する提案がなされている。 すなわち、 非常■災害時の非常用電源や、 キャンプ地など周囲に商用電源設備が ないときの商用電源として、 ハイプリッド自動車等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等の商品価 を高める ものである。
特開 2002— 374604号公報は、 二次電池を搭載した自動車において A C 100V出力を可能とする技術を開示する。 この自動車は、 二次電池と、 二次 電池からの電力を用いて AC 100V出力を行なう専用の AC 100 Vインバー タとを備え、 二次電池の SOC (S t a t e o f Ch a r g e) その他シス テムの状態に基づいて AC 10 OV出力の制限を可能とする。 この自動車によれ ば、 このような AC 100V出力の制限により二次電池からの電力を用いて駆動 モータを良好に制御できるので、 車両の良好な駆動制御を確保することができる とともに、 二次電池からの電力を用いて AC 100V出力を行なうことができる。 上述したように、 ハイプリッド自動車等を交流電源として利用することが望ま れているが、 特開 2002— 218793号公報に開示された動力出力装置は、 交流電力を発生して外部へ出力することができない。
また、 特開 2002— 374604号公報に開示された自動車は、 AC 100 Vの外部出力を可能とし、 力 、 車両の良好な駆動制御を確保できるものとして 有用であるが、 電圧を効率よく利用して最大限の交流電力を得るという観点から の考慮はなされていない。 また、 この自動車は、 AC 100 V出力用に専用のィ ンバータを設ける必要があり、 車両の小型化や軽量化、 低コス ト化などが阻害さ れるおそれがある。 発明の開示
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、 効率的に電圧を利用して最大限の交流電力を外部へ出力可能な動力出力装置を提 供することである。
また、 この発明の別の目的は、 効率的に電圧を利用して最大限の交流電力を外 部へ出力可能な動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、 動力出力装置は、 第 1および第 2のモータジェネレータど、 第 1および第 2のモータジエネレータにそれぞれ接続され、 電圧供給線から入力 電圧を受ける第 1および第 2のィンバータと、 入力電圧を用いて第 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制御する制御装置とを備える。 制御装置は、 第 1および 第 2のモータジエネレータへの電圧指令の最大値と最小値との中間値が入力電圧 の中間電位となるように第 1および第 2のィンパータを協調制御する。
好ましくは、 制御装置は、 入力電圧を用いて第 1およぴ第 2のモータジエネレ ータの少なぐとも一方を駆動させるように、 第 1および/または第 2のインバー タの動作をさらに制御する。
好ましくは、 制御装置は、 中間値を演算し、 かつ、 その演算した中間値を第 1 および第 2のモータジエネレータの各相電圧指令から減算することによって第 1 および第 2のィンバータを協調制御する協調制御部を含む。
好ましくは、 制御装置は、 第 1および第 2のモータジェネレータの内部インピ 一ダンスによる電圧降下を補償する電圧補償部を含む。
好ましくは、 電圧補償部は、 第 1および第 2のモータジエネレータの中†生点間 に流される交流電流に基づいて電圧補償値を演算し、 その演算した電圧補償値を 用いて第 1および第 2のモータジェネレータの中性点間に発生させる交流電圧の 指令値を補正する。
好ましくは、 動力出力装置は、 直流電源と、 直流電源から出力される直流電圧 を昇圧して電圧供給線に出力する昇圧コンバータとをさらに備える。 制御装置は、 直流電源からの直流電圧を入力電圧に昇圧するように、 昇圧コンバータの動作を さらに制御する。
また、 この発明によれば、 車両は、 上述したいずれかの動力出力装置と、 動力 出力装置の第 1のモータジェネレータに連結される内燃機関と、 動力出力装置の 第 2のモータジエネレータに連結され、 第 2のモータジエネレータによって,駆動 ' される駆動輪とを備える。 動力出力装置の制御装置は、 入力電圧を用いて第 1お よび第 2のモータジェネレータを駆動させ、 かつ、 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、 動力出力装置の第 1および 第 2のィンバータの動作を制御する。 第 1および第 2のモータジエネレータは、 互いの中性点間に発生した交流電圧を中性点間に電気的に接続される外部電気負 荷へ出力する。
この発明による動力出力装置においては、 制御装置は、 入力電圧を用いて第 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制御する。 そして、 制御装置は、 第 1および 第 2のモータジエネレータへの電圧指令の最大値と最小値との中間値が入力電圧 の中間電位となるように第 1および第 2のィンバータを協調制御するので、 第 1 および第 2のィンバータによる電圧制御可能範囲、 すなわち第 1および第2のィ ンバータの入力電圧の負極側電位から正極側電位までの電圧範囲を超えて、 第 1 および第 2のインバータからの電圧指令が生成されることが極力回避される。 したがって、 この発明によれば、 歪みの少ない最大限の交流電力を生成して外 部交流負荷へ出力することができる。 また、 逆の見方をすれば、 第 1および第 2 のィンバータの入力電圧を必要最小限に抑えることができるので、 システムの安 全性が向上する。
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、 第 1および第 2 のモータジェネレータの内部インピーダンスによる電圧降下を補償する電圧補償 部を含むので、 第 1および第 2のインバータからの電圧指令の精度が向上する。 したがって、 この発明によれば、 出力される交流電圧の変動を抑制することがで さる。
また、 この発明による車両においては、 上述したいずれかの動力出力装置が備 えられるので、 交流電圧を発生して外部へ出力するための専用のィンバータを別 途設ける必要がない。 したがって、 この発明によれば、 車両の小型化や軽量化、 低コスト化などが阻害されることはない。
そして、 この発明による車両によれば、 動力出力装置の制御装置は、 内燃機関 に連結される第 1のモータジェネレータおよび駆動輪に連結されてその駆動輪を 駆動する第 2のモータジェネレータを駆動させ、 かつ、 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、 動力出力装置の第 1お よび第 2のィンバータの動作を制御するので、 第 1のモータジェネレータによつ て回生発電を行ない、 かつ、 第 2のモータジェネレータによって駆動輪に駆動 ルクを発生しつつ、 第 1およぴ第 2のモータジエネレータの中性点間に交流電圧 を発生して外部交流負荷へ出力することができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 この発明の実施の形態 1による動力出力装置の概略プロック図である。 図 2は、 図 1に示すモータジェネレータに流される電流を説明するための図で ある。 図 3は、 インバータのデューティーの総和および交流電圧 V a cの波形図であ る。
図 4は、 図 1に示す協調制御装置の協調制御に係る部分の構成を示す機能プロ ック図である。
図 5は、 モータジェネレータの第 1の電圧波形図である。
図 6は、 モータジェネレータの第 2の電圧波形図である。
図 7は、 モータジェネレータの第 3の電圧波形図である。
図 8は、 この発明の実施の形態 2による動力出力装置においてモータジエネレ ータに流される電流を説明するための図である。
図 9は、 デューティーの総和および交流電圧の波形図である。
図 10は、 この発明の実施の形態 2における協調制御装置の協調制御に係る部 分の構成を示す機能プロック図である。
図 11は、 この発明の実施の形態 3における協調制御装置の協調制御に係る部 分の構成を示す機能ブロック図である。
図 12は、 この発明の実施の形態 2または実施の形態 3による動力出力装置が 搭載されたハイブリッド自動車のパワートレーンを示すブロック図である。 発明を実施するための最良の形態
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による動力出力装置 100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、 ACコンセント 40と、 協調制御装置 50と、 コンデンサ Cと、 電圧センサ 52と、 電流センサ 54， 56， 58, 6 0, 62と、 回転センサ 64， 66と、 電源ライン PL 1, PL 2と、 接地ライ ン SLと、 U相ライン UL 1， UL2と、 V相ライン VL1， VL2と、 W相ラ イン WL 1, WL 2と、 AC出力ライン ACL 1， ACL2とを備える。
モータジェネレータ MG 1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 MG 1は、 エンジン ENG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、 モータジエネレ ータ MG 1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、 ェ ンジン ENGの始動を行なう。 モータジェネレータ MG 2も、 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 MG 2は、 モータジェネレータ MG 1とともにモータジェネレータ MG 1， MG 2の中性点間に交流電圧を発生させ る。 そして、 モータジェネレータ MG 1， MG2は、 その中性点間に発生した交 流電圧を AC出力ライン ACL 1， AC L 2を介して ACコンセント 40へ出力 する。
直流電?原であるバッテリ Bは、 たとえば、 二ッケル水素やリチウムィオン等の 二次電池からなる。 ノ 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、 リアタトル と、 n p n型トランジスタ Q 1， Q2と ダイオード D 1， D 2とを含む。 リアタ トル Lは、 電源ライン P L 1に一端が接 続され、 n p n型トランジスタ Q 1, Q 2の接続点に他端が接続される。 np n 型トランジスタ Q l， Q2は、 電源ライン P L 2と接地ライン S Lとの間に直列 に接続され、 協調制御装置 50からの制御信号 PWCをベース端子に受ける。 そ して、 各 n p n型トランジスタ Q 1， Q 2のコレクタ一ェミッタ間には、 ェミツ タ側からコレクタ側へ電流を流すようにダイォード D 1， D 2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 P L 2と接地ライン S L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 n p n型トランジスタ Ql 1, Q12からなり、 V相アーム 24は、 直 列に接続された n p n型トランジスタ Q 13, Q 14からなり、 W相アーム 26 は、 直列に接続された n p n型トランジスタ Q 15, Q 16からなる。 また、 各 n n型トランジスタ Ql 1〜Q16のコレクターエミッタ間には、 エミッタ側 からコレクタ側へ電流を流すダイォード D 1 1〜D 16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 n p n型トランジスタの接続点は、 U， V, W各相ライン U L 1， V L 1 , W L 1を介してモータジェネレータ MG 1の U , V , W各相コィルの反中性点側にそれぞれ接続される。
インバータ 3 0は、 U相アーム 3 2、 V相アーム 3 4および W相アーム 3 6を 含む。 U相アーム 3 2、 V相アーム 3 4および W相アーム 3 6は、 電源ライン P L 2と接地ライン S Lとの間に並列に接続される。 U相アーム 3 2は、 直列に接 続された n p n型トランジスタ Q 2 1， Q 2 2からなり、 V相アーム 3 4は、 直 列に接続された n p n型トランジスタ Q 2 3， Q 2 4力 らなり、 W相アーム 3 6 は、 直列に接続された n p n型トランジスタ Q 2 5， Q 2 6からなる。 また、 各 n p n型トランジスタ Q 2 1〜Q 2 6のコレクターエミッタ間には、 エミッタイ則 からコレクタ側へ電流を流すダイォード D 2 1〜D 2 6がそれぞれ接続されてい る。 そして、 インバ一タ 3 0においても、 各相アームにおける各 n p n型トラン ジスタの接続点は、 U, V, W各相ライン U L 2 , V L 2 , W L 2を介してモー タジェネレータ MG 2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 Cは、 電源ライン P L 2と接地ライン S Lとの間に接続され、 電圧 変動に起因するインバータ 2 0， 3 0および昇圧コンバータ 1 0への影響を低減 する。
昇圧コンバータ 1 0は、 協調制御装置 5 0からの制御信号 P WCに基づいて、 n n型トランジスタ Q 2のスィツ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 n p n型トランジスタ Q 2がオフされたタイミン グに同期してダイオード D 1を介して電源ライン P L 2へ出力する。 また、 昇圧 コンバータ 1 0は、 協調制御装置 5 0からの制御信号 PWCに基づいて、 電¾^、ラ イン P L 2を介してインバータ 2 0から受ける直流電圧をバッテリ Bの電圧レべ ルに降圧してバッテリ Bを充電する。
ィンバータ 2 0は、 協調制御装置 5 0からの制御信号 P WM 1に基づいて、 電 源ライン P L 2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 M G 1へ出力する。 これにより、 モータジェネレータ MG 1は、 所望のトルクを発 生するように駆動される。 また、 ィンバータ 2 0は、 協調制御装置 5 0からの制 御信号 P WM 1に基づいて、 モータジェネレータ MG 1によって回生発電された 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 P L 2へ出力 する。 インバータ 3 0は、 協調制御装置 5 0からの制御信号 P WM 2に基づいて、 電源ライン P L 2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 MG 2へ出力する。
ここで、 A Cコンセント 4 0に接続された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 2 0 , 3 0は、 モータジェネレータ MG 1， MG 2 の中性点間に交流電圧を発生させる。 すなわち、 インバータ 2 0， 3 0は、 それ ぞれ協調制御装置 5 0からの制御信号 P WM 1， P WM 2に基づいて、 モータジ エネレータ MG 1， MG 2の中性点の電位を所望の交流周波数で変動させる。 さらに、 ここで、 インバータ 2 0， 3 0は、 モータジェネレータ MG 1， MG 2の中性点間に交流電圧を発生させる際、 モータジェネレータ MG 1， MG 2へ の電圧指令の最大値と最小値との中間値がィンバータ 2 0 , 3 0の入力電圧の中 間電位 （インバータ 2 0 , 3 0の入力電圧の正極側電位と負極側電位との中間電 位） となるように、 協調制御装置 5 0からの制御信号 P WM 1， P WM 2に基づ いて協調動作する。 このインバータ 2 0 , 3 0の協調動作については、 後ほど詳 しく説明する。
A Cコンセント 4 0は、 モータジェネレータ MG 1， MG 2の中性点間に発生 した交流電圧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。 A Cコンセ ント 4 0は、 モータジェネレータ MG 1， MG 2の中性点にそれぞれ接続される A C出力ライン A C L 1 , A C L 2と接続される。
電圧センサ 5 2は、 コンデンサ Cの端子間電圧すなわちインバータ 2 0， 3 0 の入力電圧 V d cを検出して協調制御装置 5 0へ出力する。 電流センサ 5 4， 5 6は、 モータジェネレータ MG 1のモータ電流を検出するためのセンサであり、 それぞれ U相ライン U L 1および V相ライン V L 1に配設される。 そして、 電流 センサ 5 4， 5 6は、 モータジェネレータ MG 1の U相電流 I u 1および V相電 流 I V 1をそれぞれ検出して協調制御装置 5 0へ出力する。 電流センサ 5 8， 6 0は、 モータジェネレータ MG 2のモータ電流を検出するためのセンサであり、 それぞれ U相ライン UL 2および V相ライン VL 2に配設される。 そして、 電流 センサ 58， 60は、 モータジェネレータ MG 2の U相電流 I u 2および V相電 流 I V 2をそれぞれ検出して協調制御装置 50へ出力する。 電流センサ 62は、 AC出力ライン AC L 1に配設され、 モータジェネレータ MG 1 , MG2によつ て発生された交流電流 I a cを検出して協調制御装置 50へ出力する。 回転セン サ 64， 66は、 モータジェネレータ MG 1の回転位置 0 1およびモータジエネ レータ MG 2の回転位置 Θ 2をそれぞれ検出して協調制御装置 50へ出力する。 協調制御装置 50は、 モータジェネレータ MG 1のトルク指令値 TR 1および モータ回転数、 ノ ッテリ Bのバッテリ電圧、 ならびにインバータ 20, 30の入 力電圧 V d c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、 バッテリ Bのバッテリ電圧は、 図示されない電圧センサによって検出され、 モー タジェネレータ MG 1の回転数は、 回転センサ 64によって検出された回転位置 Θ 1に基づいて算出される。
また、 協調制御装置 50は、 モータジェネレータ MG 1のモータ電流およびト ルク指令値 TR 1、 ィンバータ 20の入力電圧 V d c、 ならびにモータジエネレ ータ MG1の回転位置 6 1に基づいて、 モータジェネレータ MG 1を駆動するた めの制御信号 P WM 1を生成する。
ここで、 ACコンセント 40に接続された外部交流負荷への交流電圧の出力要 求がなされると、 協調制御装置 50は、 モータジェネレータ MG 1， MG2の中 性点間に交流電圧が発生するように、 ィンバータ 20における上アームの n p n 型トランジスタ Ql 1， Q13, Q15と下アームの n p n型トランジスタ Q 1 2, Q 14, Q16とのデューティーの総和を制御しつつ制御信号 P WM 1を生 成する。
さらに、 協調制御装置 50は、 モータジェネレータ MG 1, MG 2の中性点間 に交流電圧が発生するように、 ィンバータ 30における上アームの n p n型トラ ンジスタ Q 21， Q 23 , Q 25および下アームの n p n型トランジスタ Q 22， Q 24, Q 26のオンデューティーを制御して制御信号 PWM 2を生成する。 さらに、 ここで、 モータジェネレータ MG 1， MG 2の中性点間に交流電圧を 発生させる際、 協調制御装置 50は、 モータジェネレータ MG 1， MG2の電圧 指令の最大値と最小値との中間値がィンバータ 20， 30の入力電圧の中間電位 となるようにインバータ 20, 30を協調して動作させる。 このインバータ 20 30の協調動作については、 後ほど協調制御装置 50の協調制御に係る部分の機 能ブロック図を用いて詳しく説明する。
図 2は、 図 1に示したモータジェネレータ MG 1， MG 2に流される電流を説 明するための図である。 なお、 この図 2においては、 交流電圧 Va cの発生とと もにモータジェネレータ MG 1の回生駆動が同時に行なわれている場合の電流の 流れが示されている。 また、 この図 2では、 モータジェネレータ MG 1の中性点 N 1からモータジェネレータ MG 2の中性点 N 2へ交流電流 I a c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 UL 1， VL 1 , WL 1に接続される インバータ 20 (図示せず） は、 協調制御装置 50 (図示せず、 以下同じ。 ） か らの制御信号 PWM1に基づいてスィツチング動作を行ない、 電流成分 I u 1_ t， I u l_a cからなる U相電流をモータジェネレータ MG 1の U相コイルに 流し、 電流成分 I v l— t， I v 1— a cからなる V相電流をモータジエネレー タ MG 1の V相コイルに流し、 電流成分 I wl— t， I w l_a cからなる W相 電流をモータジェネレータ MG 1の W相コイルに流す。
また、 U， V, W各相ライン UL 2， VL 2, WL 2に接続されるインバータ 30 (図示せず） は、 協調制御装置 50からの制御信号 PWM 2に基づいてスィ ツチング動作を行ない、 モータジェネレータ MG 2の U， V, W各相コイルに U 相電流 I u 2— a c、 V相電流 I V 2__a cおよび W相電流 I w 2— a cをそれ ぞれ流す。
ここで、 電流成分 I u 1— t , I V l_ t , I w 1— tは、 モータジエネレー タ MG1に回生トルクを発生させるための電流である。 また、 電流成分 I u l— a c , I ν l_a c , I w 1— a cは、 モータジェネレータ MG 1の中性点 N 1 から AC出力ライン ACL 1へ交流電流 I a cを流すための電流であり、 U相電 流 I u 2_a c、 V相電流 I V 2_a cおよび W相電流 I w2— a cは、 AC出 カライン ACL 2からモータジェネレータ MG2の中性点 N2へ交流電流 I a c を流すための電流である。 電流成分 I u 1— a c , I v l_a c , I w l_a c および U， V， W各相電流 I u 2— a c， I v 2— a c， I w 2— a cは、 互い に同じ大きさであり、 モータジェネレータ MG 1 , MG 2のトルクに寄与しなレ、。 そして、 電流成分 I u 1— a c， I V l_a c , I w 1— a cの合計値および U， V， W各相電流 I u 2— a c , I v 2_a c , I w 2— a cの合計ィ直の各々が交 流電流 I a cとなる。
図 3は、 インバータ 20, 30のデューティーの総和および交流電圧 Va cの 波形図である。 図 3を参照して、 曲線 k 1は、 ィンバータ 20のスィツチング制 御におけるデューティーの総和の変化を示し、 曲線 k 2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 一の総和とは、 各ィ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、 対応するモータジエネレータの中性点電位がィンバータ入力電圧 Vd cの中間電位 Vd c/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、 中性点電位が中間電位 V d c/2よりも低くなることを示す。
この実施の形態 1による動力出力装置 1 00においては、 協調制御装置 50は、 インバータ 20のデューティーの総和を曲線 k 1に従って商用交流周波数で周期 的に変化させる。 また、 協調制御装置 5 0は、 商用交流周波数からなる同位相の U, V， W各相電流 I u 2— a c， I v 2_a c , I w 2— a cをモータジエネ レータ MG 2に流し、 かつ、 インバータ 3 0のデューティーの総和が曲線 k 2に 従うように、 ィンパータ 30のスィツ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 ィ一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 I u 2— a c， I v 2_a c, I w 2 _a cをモータジェネレータ MG 2に流すので、 実際には、 協調制御装置 50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 k 2 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の各相ァー 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 k 2に従って 制御する。
そうすると、 時刻 t O〜t lにおいて、 モータジェネレータ MG 1の中性点 N 1の電位は、 インバータ入力電圧の中間電位 V d c , 2よりも高くなり、 モータ ジエネレータ MG 2の中性点 N 2の電位は、 中間電位 V d c Z 2よりも低くなり、 中性点 N 1， N 2間に正側の交流電圧 V a cが発生する。 ここで、 A Cコンセン ト 4 0に外部交流負荷が接続されると、 インバータ 2 0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 N 1から A C出力ライン A C L 1、 外部交流負荷および A C出力ライン A C L 2を介して中性点 N 2へ流れ、 中性点 N 2力 らィンバータ 3 0の各相アームの下アームへ流れる。
時刻 t 1〜 t 2においては、 中†生点 N 1の電位は、 中間電位 V d c Z 2よりも 低くなり、 中性点 N 2の電位は、 中間電位 V d c / 2よりも高くなり、 中性点 N 1 , N 2間に負側の交流電圧 V a cが発生する。 そして、 ィンバータ 3 0の各相 アームの上アームから中性点 N 2、 A C出力ライン A C L 2、 外部交流負荷およ び A C出力ライン A C L 1を介して中性点 N 1へ電流が流れ、 中性点 N 1力ゝらィ ンバータ 2 0の下アームへ電流が流れる。
このようにして、 インバータ 2 0 , 3 0は、 モータジェネレータ MG 1 , MG 2の中性点 N 1， N 2間に交流電圧 V a cを発生させる。
次に、 インバータ 2 0， 3 0の協調動作について説明する。
図 4は、 図 1に示した協調制御装置 5 0の協調制御に係る部分の構成を示す機 能プロック図である。 図 4を参照して、 協調制御装置 5 0は、 電流変換部 1 0 2 と、 MG 1電流指令演算部 1 0 4と、 P I制御部 1 0 6， 1 0 ,8と、 変換部 1 1 0と、 A C電圧指令生成部 1 1 2と、 協調制御部 1 1 4と、 PWM信号生成部 1 1 6とを含む。 協調制御部 1 1 4は、 最大値演算部 1 1 8と、 最小値演算部 1 2 0と、 平均 算出部 1 2 2とからなる。
電流変換部 1 0 2は、 回転センサ 6 4によって検出されたモータジェネレータ
MG 1の回転位置 0 1を用いて、 電流センサ 5 4， 5 6によってそれぞれ検出さ れた U相電流 I u 1および V相電流 I V 1を d軸電流 I d 1および q軸電流 I q 1に変換する。 MG 1電流指令演算部 1 0 4は、 モータジェネレータ MG 1のト ルク指令値 T R 1に基づいて、 d , q軸におけるモータジェネレータ MG 1の電 流指令 I d l r， I q 1 rを算出する。
P I制御部 1 0 6は、 電流変換部 1 0 2からの d軸電流 I d 1と MG 1電流指 令演算部 1 0 4からの電流指令 I d 1 rとの偏差を受け、 その偏差を入力として 比例積分演算を行ない、 その演算結果を変換部 1 1 0へ出力する。 P I制御部 1 0 8は、 電流変換部 1 0 2力ゝらの q軸電流 I q 1と MG 1電流指令演算部 1 0 4 からの電流指令 I q 1 rとの偏差を受け、 その偏差を入力として比例積分演算を 行ない、 その演算結果を変換部 1 1 0へ出力する。
変換部 1 1 0は、 モータジエネレータ MG 1の回転位置 θ 1を用いて、 P I制 御部 1 0 6 , 1 0 8から受ける電圧指令をモータジェネレータ MG 1の U相電圧 指令 V u 1 r、 V相電圧指令 V V 1 rおよび W相電圧指令 V w 1 rに変換する。
A C電圧指令生成部 1 1 2は、 モータジェネレータ MG 1 , MG 2の中性点間 に発生させる交流電圧の電圧指令 V a c rを生成し、 その生成した電圧指令 V a c rをモータジェネレータ MG 2の U相電圧指令 V u 2 r、 V相電圧指令 V v 2 rおよび W相電圧指令 V w 2 rとして出力する。
協調制御部 1 1 4の最大値演算部 1 1 8は、 変換部 1 1 0からの U相電圧指令
V u 1 r、 V相電圧指令 V v 1 rおよび W相電圧指令 V w 1 r、 ならびに A C電 圧指令生成部 1 1 2からの電圧指令 V a c rの最大値を取得して出力する。 最小 値演算部 1 2 0は、 U相電圧指令 V u 1 r、 V相電圧指令 V v 1 rおよび W相電 圧指令 Vw l r、 ならびに電圧指令 V a c rの最小値を取得して出力する。 平均 値算出部 1 2 2は、 最大ィ直演算部 1 1 8からの出力と最小値演算部 1 2 0からの 出力との加算値を受け、 その受けた加算値に 1 2を乗算し、 その演算結果を協 調制御出力 V c oとして出力する。
そして、 協調制御部 1 1 4は、 モータジエネレータ MG 1の U相電圧指令 V u
1 r、 V相電圧指令 V v 1 rおよび W相電圧指令 V w 1 r、 ならびにモータジェ ネレータ MG 2の U相電圧指令 V u 2 r、 V相電圧指令 V v 2 rおよび W相電圧 指令 V w 2 rの各々から協調制御出力 V c oを減算し、 その各演算結果をモータ ジェネレータ MG 1， MG 2の最終電圧指令として PWM信号生成部 1 1 6へ出 力する。
PWM信号生成部 1 1 6は、 協調制御部 1 1 4から受けるモータジェネレータ MG 1 , MG 2の各相電圧指令おょぴインバータ 20， 30の入力電圧 V d cに 基づいて、 インバータ 20に対応する PWM (P u 1 s e Wi d t h Mo d u 1 a t i o n) 信号 P u 1 , P v 1 , P w 1およびインバータ 30に対応する PWM信号 Pu 2， P V 2, P w 2を生成し、 その生成した PWM信号 P u 1， P V 1, Pw 1を制御信号 PWM1としてインバータ 20へ出力し、 PWM信号 P u 2, P V 2, Pw 2を制御信号 PWM 2としてインバータ 30へ出力する。 この協調制御装置 50においては、 協調制御部 1 14は、 モータジェネレータ MG 1への電圧指令 Vu 1 , V V 1, Vw 1およびモータジェネレータ MG 2へ の電圧指令 V u 2, V V 2, Vw2の最大値および最小値の中間値を演算し、 モ ータジェネレータ MG 1, MG 2の各相電圧指令からその演算した中間値を減算 した値をモータジェネレータ MG 1， MG 2の最終電圧指令として出力する。 す なわち、.協調制御装置 50は、 モータジェネレータ MG 1, MG 2の電圧指令の 最大値および最小値の中間値がィンバータ 20， 30の入力電圧 V d cの中間電 位となるようにインバータ 20, 30を協調制御する。
図 5〜図 7は、 モータジェネレータ MG 1， MG 2の電圧波形図である。 図 5 は、 仮にモータジエネレータ MG 1， MG 2の協調制御が行なわれない場合の電 圧波形を示し、 図 6は、 協調制御装置 50によるモータジェネレータ MG 1， M G 2の協調制御が行なわた場合の電圧波形を示す。 また、 図 6は、 協調制御が行 なわれない場合に交流電圧 V a cが歪んだ場合の電圧波形を示す。 なお、 この図 5〜図 7では、 モータジェネレータ MG 1が回生駆動されつつ、 モータジエネレ ータ MG 1, MG 2の中性点間に交流電圧 V a cが発生しているときの電圧波形 が示され、 モータジェネレータ MG 1， MG 2における U相電圧のみが代表的に 示されている。
図 5を参照して、 曲線 k 3は、 協調制御無時のモータジェネレータ MG 1の U 相電圧 Vu 1を示し、 lk 3 1， k 32は、 協調制御無時のモータジェネレータ MG 1の相電圧の包絡線を示す。 曲線 k 4は、 協調制御無時のモータジエネレー タ MG 2の U相電圧 V u 2を示す。 曲線 k 8は、 協調制御無時の交流電圧 V a c を示す。 仮にインバータ 20, 30の協調制御が行なわれない場合、 曲線 k 3, k 4に示されるように、 インパータ 20は、 モータジェネレータ MG 1の中性点 電位を入力電圧 V d cの中間電位 （図では電圧 0 ) に制御し、 ィンバータ 3 0は、 モータジェネレータ MG 2の中性点電位を交流電圧 V a cに制御する。 すなわち、 モータジェネレータ MG 2に対応するィンバータ 3 0のみが交流電圧 V a cの発 生を負担し、 モータジェネレータ MG 1に対応するインバ一タ 2 0は、 モータジ エネレータ MG 1の回生駆動の負担のみである。
その結果、 モータジェネレータ MG 1に印加される最大電圧 V 1とモータジェ ネレータ MG 2に印加される最大電圧 V 2との間にアンバランスが生じ、 この図 に示されるケースでは、 モータジェネレータ MG 2に印加される最大電圧 V 2が モータジェネレータ MG 1に印加される最大電圧 V 1よりも大きくなる。 そして、 仮に最大電圧 V 2がシステム電圧 （インバータ 2 0 , 3 0の入カ電圧¥ (1。） を 超えるような場合、 電圧不足によって交流電圧 V a cに歪みが発生してしまう。 次に、 図 6を参照して、 曲線 k 5は、 協調制御有時のモータジェネレータ MG 1の U相電圧 V u 1を示し、 曲線 k 5 1， k 5 2は、 協調制御有時のモータジェ ネレータ MG 1の相電圧の包絡線を示す。 曲線 k 6は、 協調制御有時のモータジ エネレータ MG 2の U相電圧 V u 2を示す。 曲線 k 7は、 図 4に示した協調制御 部 1 1 4における協調制御出力 V c oを示す。 曲線 k 9は、 協調制御有時の交流 電圧 V a cを示す。 モータジエネレータ MG 1 , MG 2の協調制御が行なわれる この実施の形態 1の場合、 曲線 k 5 , k 6に示されるように、 インバータ 2 0 , 3 0は、 モータジェネレータ MG 1 , MG 2への電圧指令の最大値および最小値 の中間値が常にインバータ 2 0， 3 0の入力電圧 V d cの中間電位 （電圧 0 ) と なるように協調制御装置 5 0によって協調制御される。 すなわち、 この図に示さ れるケースでは、 モータジェネレータ MG 1に対応するインバータ 2 0も、 交流 電圧 V a cの発生の一部を負担する。
その結果、 モータジェネレータ MG 1， MG 2に印加される最大電圧は、 いず れも電圧 V 3となり、 モータジェネレータ MG 2に印加される最大電圧は、 電圧 V 2から電圧 V 3に抑えられる。 すなわち、 モータジェネレータ MG 1 , MG 2 に印加される最大電圧が制御可能範囲であるインバータ 2 0， 3 0の入力電圧 V d cを超えるような事態は極力回避され、 入力電圧 V d cが最大限に有効利用さ れる。 そして、 電圧不足による交流電圧 V a cの歪みの発生は、 極力回避される。 なお、 曲線 k 7で示される協調制御出力 V c oは、 モータジェネレータ MG 1， MG 2の協調制御が行なわれていなレ、場合におけるモータジェネレータ M G 1， MG2の電圧 （曲線 k 3， k 4) の最大値および最小値の中間値に相当し、 モー タジェネレータ MG 1, MG2の電圧 （曲線 k 3, k 4) から協調制御出力 Vc o (曲線 k 7) を減算した値が、 モータジェネレータ MG 1, MG2の協調制御 が行なわれている場合におけるモータジェネレータ MG 1， MG2の電圧 （曲線 k 5, k 6) に相当する。
ここで、 協調制御が行なわれる場合のモータジェネレータ MG 1 , MG2の電 圧 （曲線 k 5， k 6) は、 歪んだ波形となるが、 モータジェネレータ MG 1， M G 2の電圧の零相成分を同じ協調制御出力 V c oで操作しているので、 モータジ エネレータ MG 1 , MG 2の中性点 N 1， N 2間の電位差である交流電圧 V a c (曲線 k 9) およびモータジェネレータ MG 1， MG 2の動作には影響を与えな い。
一方、 図 7を参照して、 協調制御が行なわれない場合、 交流電圧 V a cの出力 値が大きくなり、 モータジェネレータ MG 2の電圧指令値がシステム電圧 Vd c 以上になると、 曲線 k 10で示されるようにモータジェネレータ MG 2の電圧指 令値が歪み、 その結果、 曲線 k 11で示されるように交流電圧 V a cが歪んでし まう。 これに対して、 協調制御が行なわれる場合は、 上述したようにモータジェ ネレータ MG 2の電圧指令値が抑制されるので、 モータジェネレータ MG 2の電 圧がシステム電圧 Vd cを超えることはなく、 図 6の曲線 k 9に示されるように、 交流電圧 V a cは正常に生成される。
以上のように、 この実施の形態 1による動力出力装置 100によれば、 協調制 御装置 50は、 モータジェネレータ MG 1 , MG 2への電圧指令の最大値と最小 ィ直との中間値がィンバータ 20， 30の入力電圧 V d cの中間電位となるように ィンバータ 20， 30を協調制御するので、 ィンバータ 20， 30による電圧制 御可能範囲を超えてインバータ 20, 30の電圧指令が生成されることが極力回 避される。
したがって、 歪みの少ない最大限の交流電力を生成して ACコンセント 40に 接続される外部交流負荷へ出力することができる。 また、 別の観点からみれば、 ィンバータ 2 0 , 3 0の入力電圧 V d cを必要最 小限に抑えることができるので、 システムの安全性が向上する。
[実施の形態 2 ]
実施の形態 1では、 モータジェネレータ MG 2の駆動トルクは特に制御されず、 モータジェネレータ MG 2は、 交流電圧 V a cの発生にのみ用いられたが、 実施 の形態 2では、 モータジェネレータ MG 2のトルクも適切に制御しつつ、 モータ ジェネレータ MG 1， MG 2の中性点間に交流電圧 V a cを発生させることがで きる。
再び図 1を参照して、 実施の形態 2による動力出力装置 1 0 O Aは、 実施の形 態 1による動力出力装置 1 0 0の構成において、 協調制御装置 5 0に代えて協調 制御装置 5 O Aを備える。 実施の形態 2による動力出力装置 1 0 0 Aのその他の 構成は、 実施の形態 1による動力出力装置 1 0 0の構成と同じである。
この動力出力装置 1 0 O Aは、 たとえば、 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 MG 2は、 ハイブリッド自動車の駆動輪 （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。 すなわち、 モータジェネレータ MG 2は、 インバータ 3 0から受ける交流電 圧によって車両の駆動トルクを発生し、 回生制動時は、 交流電圧を発生してイン バータ 3 0へ出力する。 一方、 エンジン E N Gと連結されたモータジェネレータ MG 1は、 エンジン E N Gによって駆動される発電機として動作し、 かつ、 ェン 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プリッド自動車に組 込まれる。
そして、 A Cコンセント 4 0に接続された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 2 0， 3◦によってモータジェネレータ MG 1， M G 2の中性点間に交流電圧が発生され、 モータジェネレータ MG 1， MG 2は、 互いの中性点間に発生した交流電圧を A C出力ライン A C L 1 , A C L 2を介し て A Cコンセント 4 0へ出力する。
この実施の形態 2においては、 ィンバータ 3 0は、 協調制御装置 5 0 Aからの 制御信号 P WM 2に基づいて、 電源ライン P L 2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 MG 2へ出力する。 これにより、 モータジエネレ 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 3 0は、 モータジェネレータ MG 2の回生制動時、 協調制御装置 5 OAからの制御 信号 PWM2に基づいて、 モータジェネレータ MG 2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 P L 2へ出力する。 なお、 昇圧コンバータ 10およびモータジェネレータ MG 1に対応するインバ ータ 20の動作については、 実施の形態 1で説明したとおりである。
協調制御装置 5 OAは、 モータジェネレータ MG 1 , MG2のトルク指令値 T R 1 , TR 2およびモータ回転数、 バッテリ Bのバッテリ電圧、 ならびにインバ ータ 20， 30の入力電圧 V d c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 1 0へ出力する。 なお、 モータジェネレータ MG 2の回転数は、 回転センサ 66に よって検出された回転位置 Θ 2に基づいて算出される。
また、 協調制御装置 5 OAは、 実施の形態 1における協調制御装置 50と同様 に、 モータジェネレータ MG 1を駆動するための制御信号 PWM1を生成する。 さらに、 協調制御装置 5 OAは、 モータジェネレータ MG 2のモータ電流およ びトルク指令値 TR 2、 入力電圧 Vd c、 ならびにモータジェネレータ MG 2の 回転位置 Θ 2に基づいて、 モータジエネレータ MG 2を駆動するための制御信号 PWM2を生成する。
そして、 ACコンセント 40に接続された外部交流負荷への交流電圧の出力要 求がなされると、 協調制御装置 5 OAは、 モータジェネレータ MG 1， MG2の 中性点間に交流電圧が発生するように、 ィンバータ 20， 30における上下ァー ムのデューティ一の総和を制御しつつ制御信号 P WM 1， PWM 2を生成する。 ここで、 協調制御装置 5 OAは、 モータジェネレータ MG 1， MG2の電圧指 令の最大値と最小値との中間値がィンバータ 20, 30の入力電圧の中間電位と なるようにインバータ 20， 30を協調して動作させる。 この協調制御装置 50 Aによる協調制御については、 後ほど詳しく説明する。
図 8は、 この発明の実施の形態 2による動力出力装置 10 OAにおいてモータ ジェネレータ MG 1， MG 2に流される電流を説明するための図である。 なお、 この図 8においては、 交流電圧 V a cの発生とともに、 モータジェネレータ MG 1が回生駆動され、 かつ、 モータジェネレータ MG 2がカ行駆動されている場合 の電流の流れが示されている。 また、 この図 8では、 モータジェネレータ MG 1 の中性点 N1からモータジェネレータ MG 2の中性点 N 2へ交流電流 I a c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 UL 1, VL 1, WL 1に接続される インバータ 20 (図示せず） は、 協調制御装置 5 OA (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 I u 1 — t， I u 1— a cからなる U相電流をモータジェネレータ MG 1の U相コイル に流し、 電流成分 I v l— t， I v 1— a cからなる V相電流をモータジエネレ ータ MG 1の V相コイルに流し、 電流成分 I w 1__ t， I wl— a cカ らなる W 相電流をモータジェネレータ MG 1の W相コイルに流す。
また、 U， V, W各相ライン UL2， VL 2, WL 2に接続されるインバータ 30 (図示せず） は、 協調制御装置 5 OAからの制御信号 PWM 2に基づいてス ィツチング動作を行ない、 電流成分 I u 2一 t , I u 2— a cからなる U相電流 をモータジェネレータ MG 2の U相コイルに流し、 電流成分 I v 2— t， I v 2 _a cからなる V相電流をモータジェネレータ MG 2の V相コイルに流し、 電流 成分 I w2— t， I w 2_a cからなる W相電流をモータジェネレータ MG 2の W相コイルに流す。
ここで、 電流成分 I u 2— t， I v 2_t， I w 2— tは、 モータジエネレー タ MG 2にカ行トルクを発生させるための電流であり、 電流成分 I u 2— a c， I v 2_a c , I w2— a cは、 A C出力ライン A C L 2からモータジエネレー タ MG 2の中性点 N 2へ交流電流 I a cを流すための電流である。 そして、 電流 成分 I u l— a c, I v l— a c, I w 1— a cの合計値おょぴ電流成分 I u 2 — a c， I v 2— a c， I w 2— a cの合計値の各々が交流電流 I a cとなる。 図 9は、 デューティーの総和および交流電圧 V a cの波形図である。 図 9を参 照して、 曲線 k l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 k 2は、 インバータ 30のスィツチング制御における デューティーの総和の変化を示す。
この実施の形態 2による動力出力装置 10 OAにおいては、 協調制御装置 50 Aは、 インバ一タ 2 0のデューティーの総和を曲線 k 1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 3 0のデューティーの総和を曲線 k 2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 3 0のデューティー の総和は、 インバータ 2 0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。 これにより、 時刻 t 0〜 t 1においては、 モータジエネ レータ MG 1， MG 2の中性点 N 1， N 2間に正側の交流電圧 V a cが発生し、 時刻 t 1〜 t 2においては、 中性点 N 1， N 2間に負側の交流電圧 V a cが発生 する。
図 1 0は、 この発明の実施の形態 2における協調制御装置 5 0 Aの協調制御に 係る部分の構成を示す機能プロック図である。 図 1 0を参照して、 協調制御装置 5 O Aは、 図 4に示した実施の形態 1における協調制御装置 5 0の構成において、 電流変換部 1 0 3と、 MG 2電流指令演算部 1 0 5と、 P I制御部 1 0 7， 1 0 9と、 変換部 1 1 1とをさらに含み、 協調制御部 1 1 4に代えて協調制御部 1 1 4 Aを含む。 協調制御部 1 1 4 Aは、 実施の形態 1における協調制御部 1 1 4の 構成において、 最大値演算部 1 1 8および最小値演算部 1 2 0に代えて最大値演 算部 1 1 8 Aおよび最小値演算部 1 2 O Aを含む。
電流変換部 1 0 3は、 回転センサ 6 6によって検出されたモータジェネレータ MG 2の回転位置 0 2を用いて、 電流センサ 5 8， 6 0によってそれぞれ検出さ れた U相電流 I u 2および V相電流 I V 2を d軸電流 I d 2および q軸電流 I q 2に変換する。 MG 2電流指令演算部 1 0 5は、 モータジエネレータ MG 2のト ルク指令値 T R 2に基づいて、 d， q軸におけるモータジェネレータ MG 2の電 流指令 I d 2 r , I q 2 rを算出する。
P I制御部 1 0 7は、 電流変換部 1 0 3からの d軸電流 I d 2と MG 2電流指 令演算部 1 0 5からの電流指令 I d 2 rとの偏差を受け、 その偏差を入力として 比例積分演算を行ない、 その演算結果を変換部 1 1 1へ出力する。 P I制御部 1 0 9は、 電流変換部 1 0 3からの q軸電流 I q 2と MG 2電流指令演算部 1 0 5 からの電流指令 I q 2 rとの偏差を受け、 その偏差を入力として比例積分演算を 行ない、 その演算結果を変換部 1 1 1へ出力する。
変換部 1 1 1は、 モータジェネレータ MG 2の回転位置 Θ 2を用いて、 P I制 御部 107， 109から受ける電圧指令をモータジェネレータ MG 2の U相電圧 指令 V u 2 r、 V相電圧指令 V V 2 rおよび W相電圧指令 Vw 2 rに変換する。 協調制御部 1 14 Aの最大値演算部 1 18 Aは、 変換部 1 10からの U相電圧 指令 V U 1 r、 V相電圧指令 V V 1 rおよび W相電圧指令 Vw 1 r、 ならびに変 換部 1 11からの出力に AC電圧指令生成部 1 12からの電圧指令 V a c rがカロ 算された U相電圧指令 V u 2 r、 V相電圧指令 V V 2 rおよび W相電圧指令 V w 2 rの最大値を取得して出力する。 最小値演算部 12 OAは、 U相電圧指令 Vu 1 r、 V相電圧指令 Vv 1 rおよび W相電圧指令 Vwl r、 ならびに U相電圧指 令 V u 2 r、 V相電圧指令 V V 2 rおよび W相電圧指令 V w 2 rの最小値を取得 して出力する。
そして、 協調制御部 1 14Aは、 モータジェネレータ MG 1の U相電圧指令 V u 1 r、 V相電圧指令 Vv 1 rおよび W相電圧指令 Vw 1 r、 ならびにモータジ エネレータ MG 2の U相電圧指令 V u 2 r、 V相電圧指令 V v 2 rおよび W相電 圧指令 Vw2 rの各々から協調制御出力 Vc oを減算し、 その各演算結果をモー タジェネレータ MG 1， MG2の最終電圧指令として PWM信号生成部 1 16へ 出力する。
この実施の形態 2における協調制御装置 50 Aにおいては、 電流変換部 103、 MG 2電流指令演算部 105、 P I制御部 107, 109および変換部 11 1に よってモータジェネレータ MG 2の駆動トルクも制御しつつ、 協調制御部 1 14 Aによってインバータ 20, 30の協調制御が行なわれる。
以上のように、 この実施の形態 2による動力出力装置 10 OAによれば、 ェン ジン ENGに連結されたモータジェネレータ MG 1によって回生努電を行ない、 かつ、 駆動輪に連結されたモータジェネレータ MG 2によって駆動輪に駆動トル クを発生しつつ、 .モータジェネレータ MG 1， MG 2の中性点間に歪みの少ない 最大限の交流電力を生成して ACコンセント 40に接続される外部交流負荷へ出 力することができる。
[実施の形態 3]
実施の形態 3では、 モータジェネレータ MG 1， MG 2の内部インピーダンス による電圧降下が補償され、 モータジェネレータ MG 1, MG 2の中性点間に発 生する交流電圧 V a cの変動の抑制が図られる。
再び図 1を参照して、 実施の形態 3による動力出力装置 1 0 0 Bは、 実施の形 態 1による動力出力装置 1 0 0の構成において、 協調制御装置 5 0に代えて協調 制御装置 5 0 Bを備える。 実施の形態 3による動力出力装置 1 0 0 Bのその他の 構成は、 実施の形態 1による動力出力装置 1 0 0の構成と同じである。
図 1 1は、 この発明の実施の形態 3における協調制御装置 5 0 Bの協調制御に 係る部分の構成を示す機能ブロック図である。 図 1 1を参照して、 協調制御装置 5 0 Bは、 図 1 0に示した実施の形態 2における協調制御装置 5 0 Aの構成にお いて、 協調制御部 1 1 4 Aに代えて協調制御部 1 1 4 Bを含む。 協調制御部 1 1 4 Bは、 協調制御部 1 1 4 Aの構成において、 電圧補償部 1 2 3をさらに含む。 電圧補償部 1 2 3は、 第 1から第 3の演算部 1 2 4 , 1 2 6 , 1 2 8と力、らな る。 第 1の演算部 1 2 4は、 図示されない電流センサ 6 2によって検出された交 流電流 I a cにモータジェネレータ MG 1， MG 2の電機子抵抗 Rを乗算し、 そ の演算結果を出力する。 第 2の演算部 1 2 6は、 交流電.流 I a cの微分演算を行 ない、 その演算結果を第 3の演算部 1 2 8へ出力する。 第 3の演算部 1 2 8ば、 第 2の演算部 1 2 6からの演算結果にモータジェネレータ MG 1， MG 2の電機 子インダクタンス Lを乗算し、 その演算結果を出力する。
ここで、 モータジェネレータ MG 1， MG 2の電機子抵抗 Rは、 モータジエネ レータ MG 1の電機子抵抗 R 1とモータジェネレータ MG 2の電機子抵抗 R 2と の和であり、 モータジェネレータ MG 1， MG 2の電機子インダクタンス Lは、 モータジェネレータ MG 1の電機子インダクタンス L 1とモータジェネレータ M G 2の電機子インダクタンス L 2との和である。
そして、 第 1および第 3の演算部 1 2 4 , 1 2 8からの出力値を加算した値が モータジェネレータ MG 1， MG 2の内部インピーダンスによる電圧降下を補償 する捕正値として A C電圧指令生成部 1 1 2からの電圧指令 V a c rに加算され、 この補正された A C電圧指令が変換部 1 1 1からの出力に加算される。
なお、 協調制御装置 5 0 Bのその他の動作については、 実施の形態 2における 協調制御装置 5 0 Aの動作と同じである。
なお、 上記においては、 電機子抵抗 Rおよび電機子インダクタンス Lを用いて 表わされるモータジェネレータ MG 1 , MG 2のモデ^/に基づいてモータジエネ レータ MG 1， MG 2の内部インピーダンスによる電圧降下を補償するものとし たが、 モータジェネレータ MG 1， MG 2の中性点間に発生した交流電圧 V a c を測定し、 その測定した交流電圧 V a cを用いてフィードバック演算を行なうこ とによってモータジェネレータ MG 1 , MG 2の内部インピーダンスによる電圧 降下を補償するようにしてもよい。
以上のように、 この実施の形態 3による動力出力装置 1 0 0 Bによれば、 モー タジェネレータ MG 1， MG 2の内部インピーダンスによる電圧降下を補償する ようにしたので、 インバータ 2 0， 3 0からの電圧指令の精度が向上し、 その結 果、 モータジェネレータ MG 1， MG 2の中性点間に発生する交流電圧 V a cの 変動を抑制することができる。
そして、 上述したように、 実施の形態 2による動力出力装置 1 0 O Aまたは実 施の形態 3による動力出力装置 1 0 0 Bは、 ハイプリッド自動車に搭載される。 図 1 2は、 この発明の実施の形態 2による動力出力装置 1 0 O Aまたは実施の 形態 3による動力出力装置 1 0 0 Bが搭載されたハイプリッド自動車のパワート t ^一ンを示すブロック図である。 図 1 2を参照して、 モータジェネレータ MG 1 は、 エンジン E N Gに連結され、 エンジン E N Gを始動するとともに、 エンジン E N Gからの回転力によって回生発電する。 モータジェネレータ MG 2は、 駆動 輪 7 0に連結され、 駆動輪 7 0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、 A Cコンセント 4 0には、 外部交流負荷である A C負荷 8 0のコンセ ント 4 5が接続され、 動力出力装置 1 0 0 Aまたは 1 0 0 Bは、 A Cコンセント 4 0およびコンセント 4 5を介して A C負荷 8 0に交流電圧 V a cを供給する。 これにより、 A C負荷 8 0は、 ハイブリッド自動車から交流電圧 V a cの供給を 受けて動作することができる。
このように、 この発明による動力出力装置が搭載されたこのハイブリッド自動 車は、 たとえば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 V a c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、 電源装置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、 動力出力装置は、 電気自動車 や燃料電池自動車に搭載されてもょレヽ。
なお、 上記において、 モータジェネレータ MG 1 , MG 2は、 それぞれこの発 明における 「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」 に対応し、 インバータ 2 0， 3 0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、 協調制御装置 5 0， 5 0 A, 5 0 Bは、 この発明における 「制御装置」 に対応し、 バッテリ Bは、 この発 明における 「直流電源」 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 くて請求の範囲によって示され、 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。

Claims

請求の範囲
1 . 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のモータジエネレータにそれぞれ接続され、 電圧供給線か ら入力電圧を受ける第 1および第 2のインバータと、
前記入力電圧を用いて前記第 1および第 2のモータジェネレータの中性点間に 交流電圧を発生させるように、 前記第 1および第 2のィンバータの動作を制御す る制御装置とを備え、
前記制御装置は、 前記第 1および第 2のモータジエネレータへの電圧指令の最 大値と最小値との中間値が前記入力電圧の中間電位となるように前記第 1および 第 2のインパータを協調制御する、 動力出力装置。
2 . 前記制御装置は、 前記入力電圧を用いて前記第 1および第 2のモータジエネ レータの少なくとも一方を駆動させるように、 前記第 1および Zまたは第 2のィ ンバータの動作をさらに制御する、 請求の範囲第 1項に記載の動力出力装置。
3 . 前記制御装置は、 前記中間値を演算し、 かつ、 その演算した中間値を前記第 1および第 2のモータジェネレータの各相電圧指令から減算することによって前 記第 1および第 2のィンバータを協調制御する協調制御部を含む、 請求の範囲第 1項に記載の動力出力装置。
4 . 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の内部インピー ダンスによる電圧降下を補償する電圧補償部を含む、 請求の範囲第 1項に記載の 動力出力装置。
5 . 前記電圧補償部は、 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 流される交流電流に基づいて電圧補償値を演算し、 その演算した電圧補償値を用 いて前記第 1および第 2のモータジエネレータの中性点間に発生させる交流電圧 の指令値を補正する、 請求の範囲第 4項に記載の動力出力装置。
6 . 直流電源と、
前記直流電源から出力される直流電圧を畀圧して前記電圧供給線に出力する昇 圧コンバータとをさらに備え、
前記制御装置は、 前記直流電源からの直流電圧を前記入力電圧に昇圧するよう に、 前記昇圧コンバータの動作をさらに制御する、 請求の範囲第 1項に記載の動 力出力装置。
7 . 請求の範囲第 1項から第 6項のいずれか 1項に記載の動力出力装置と、 前記動力出力装置の第 1のモータジェネレータに連結される内燃機関と、 前記動力出力装置の第 2のモータジエネレータに連結され、 前記第 2のモータ ジェネレータによって駆動される,駆動輪とを備え、
前記動力出力装置の制御装置は、 前記入力電圧を用いて前記第 1および第 2の モータジェネレータを駆動させ、 かつ、 前記第 1および第 2のモータジエネレー タの中性点間に交流電圧を発生させるように、 前記動力出力装置の第 1および第
2のィンバータの動作を制御し、
前記第 1および第 2のモータジェネレータは、 互いの中†生点間に発生した交流 電圧を前記中性点間に電気的に接続される外部電気負荷へ出力する、 車両。
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