JP2006320064A

JP2006320064A - AC voltage output device

Info

Publication number: JP2006320064A
Application number: JP2005138361A
Authority: JP
Inventors: Hichirosai Oyobe; 七郎斎及部; Tetsuhiro Ishikawa; 哲浩石川; Yukihiro Minesawa; 幸弘峯澤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-05-11
Filing date: 2005-05-11
Publication date: 2006-11-24

Abstract

【課題】外部負荷へ供給可能な交流電圧を１台の電動機で発生する交流電圧出力装置を提供する。
【解決手段】コネクタ５０に接続される外部負荷へ発生した交流電圧を取出すためのＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２は、それぞれＵ，Ｖ各相ラインＵＬ，ＶＬに接続される。モータジェネレータＭＧの発電中に外部負荷への交流電圧の供給が要求されると、制御装置６０は、モータジェネレータＭＧが発電する交流電圧が商用周波数となるようにエンジン３０の回転数を設定する。また、制御装置６０は、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相ラインの線間電圧が商用電圧レベルとなるようにモータジェネレータＭＧの発電量を制御する。
【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an AC voltage output device for generating an AC voltage that can be supplied to an external load by a single motor.
AC output lines ACL1 and ACL2 for extracting an AC voltage generated to an external load connected to a connector 50 are connected to U and V phase lines UL and VL, respectively. When the supply of AC voltage to the external load is requested during the power generation of motor generator MG, control device 60 sets the rotation speed of engine 30 so that the AC voltage generated by motor generator MG has a commercial frequency. Control device 60 also controls the amount of power generated by motor generator MG so that the line voltages of the U, V, and W phase lines are at the commercial voltage level.
[Selection] Figure 1

Description

この発明は、交流電圧出力装置に関し、特に、ハイブリッド自動車に搭載され、交流電圧を発生して外部負荷へ出力する交流電圧出力装置に関する。 The present invention relates to an AC voltage output device, and more particularly to an AC voltage output device that is mounted on a hybrid vehicle and generates an AC voltage and outputs the AC voltage to an external load.

特許第２６９５０８３号公報（特許文献１）は、電気動力駆動の車両に使用される電動機駆動および動力処理装置を開示する。この電動機駆動および動力処理装置は、二次電池と、インバータＩＡ，ＩＢと、誘導電動機ＭＡ，ＭＢと、制御ユニットとを備える。誘導電動機ＭＡ，ＭＢは、Ｙ結線された巻線ＣＡ，ＣＢをそれぞれ含み、巻線ＣＡ，ＣＢの中性点ＮＡ，ＮＢには、ＥＭＩフィルターを介して入力／出力ポートが接続される。 Japanese Patent No. 2695083 (Patent Document 1) discloses an electric motor drive and power processing device used for an electric power drive vehicle. This electric motor drive and power processing device includes a secondary battery, inverters IA and IB, induction motors MA and MB, and a control unit. Induction motors MA and MB include Y-connected windings CA and CB, respectively, and input / output ports are connected to neutral points NA and NB of windings CA and CB via an EMI filter.

インバータＩＡ，ＩＢは、それぞれ誘導電動機ＭＡ，ＭＢに対応して設けられ、それぞれ巻線ＣＡ，ＣＢに接続される。そして、インバータＩＡ，ＩＢは、二次電池に並列に接続される。 Inverters IA and IB are provided corresponding to induction motors MA and MB, respectively, and are connected to windings CA and CB, respectively. Inverters IA and IB are connected in parallel to the secondary battery.

この電動機駆動および動力処理装置においては、インバータＩＡ，ＩＢは、中性点ＮＡ，ＮＢ間に正弦波の調整された交流電力を発生し、その発生した交流電力を入力／出力ポートに接続された外部装置に供給することができる（特許文献１参照）。
特許第２６９５０８３号公報特開２００２−２１８７９３号公報特開平１０−１１７４４５号公報特開平１０−２２５０１４号公報特開平６−２９２３０４号公報 In this motor drive and power processing device, inverters IA and IB generate AC power adjusted in a sine wave between neutral points NA and NB, and the generated AC power is connected to the input / output port. It can be supplied to an external device (see Patent Document 1).
Japanese Patent No. 2695083 JP 2002-218793 A JP-A-10-117445 JP 10-2225014 A JP-A-6-292304

しかしながら、特許第２６９５０８３号公報に開示される電動機駆動および動力処理装置では、負荷へ供給する交流電圧を生成するのに電動機を２台必要とするため、少なくとも２台以上の電動機を備えたシステムが必須となる。また、２台の電動機にそれぞれ対応して設けられる２台のインバータを協調して動作させる必要があるため、制御も複雑になる。 However, since the electric motor drive and power processing device disclosed in Japanese Patent No. 2695083 requires two electric motors to generate an alternating voltage to be supplied to a load, there is a system including at least two electric motors. Required. Further, since it is necessary to operate two inverters provided corresponding to the two electric motors in a coordinated manner, the control becomes complicated.

さらに、特許第２６９５０８３号公報に開示される電動機駆動および動力処理装置では、誘導電動機ＭＡ，ＭＢの巻線ＣＡ，ＣＢの中性点ＮＡ，ＮＢから発生した交流電圧を外部へ取出す必要があり、交流電圧を外部へ取出すための電力線の配線に伴なって装置の構造が複雑になる。特に、ハイブリッド自動車では、内部がオイルで満たされた駆動装置のケース内に電動機が配設されることもあり、電動機内部の中性点からケース外部へ交流電圧を取出すための電力線を別途配線すると、さらなるシール構造をケースに施す必要があるため、装置が複雑となる。 Furthermore, in the motor drive and power processing device disclosed in Japanese Patent No. 2695083, it is necessary to take out the AC voltage generated from the neutral points NA and NB of the windings CA and CB of the induction motors MA and MB to the outside. The structure of the apparatus becomes complicated along with the wiring of the power line for extracting the AC voltage to the outside. In particular, in a hybrid vehicle, an electric motor may be disposed in a case of a drive device that is filled with oil, and if a power line for extracting an AC voltage from the neutral point inside the motor to the outside of the case is separately wired Since the case needs to be provided with a further sealing structure, the apparatus becomes complicated.

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、外部負荷へ供給可能な交流電圧を１台の電動機で発生する交流電圧出力装置を提供することである。 Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an AC voltage output device that generates an AC voltage that can be supplied to an external load with a single electric motor.

また、この発明の別の目的は、簡易な構造で交流電圧を発生して外部負荷へ供給可能な交流電圧出力装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide an AC voltage output device capable of generating an AC voltage with a simple structure and supplying it to an external load.

この発明によれば、交流電圧出力装置は、発電機能を有する多相交流電動機と、複数の電力線を介して多相交流電動機と接続されるインバータと、複数の電力線に含まれる第１および第２の電力線にそれぞれ接続され、多相交流電動機の発電時に第１および第２の電力線間に生じる交流電圧を負荷へ出力するための第１および第２の出力線と、多相交流電動機の発電時に第１および第２の電力線間に生じる交流電圧の周波数および電圧レベルを制御する制御手段とを備える。 According to this invention, the AC voltage output device includes a multiphase AC motor having a power generation function, an inverter connected to the multiphase AC motor via a plurality of power lines, and first and second included in the plurality of power lines. First and second output lines for outputting an AC voltage generated between the first and second power lines to the load during power generation of the multiphase AC motor, and during power generation of the multiphase AC motor. Control means for controlling the frequency and voltage level of the alternating voltage generated between the first and second power lines.

好ましくは、制御手段は、多相交流電動機の発電時、多相交流電動機の回転数を制御して第１および第２の電力線間に生じる交流電圧の周波数を制御するとともに、多相交流電動機の発電量を制御して第１および第２の電力線間に生じる交流電圧の電圧レベルを制御する。 Preferably, the control means controls the frequency of the AC voltage generated between the first and second power lines by controlling the number of revolutions of the multiphase AC motor during power generation of the multiphase AC motor. The amount of power generation is controlled to control the voltage level of the AC voltage generated between the first and second power lines.

この発明による交流電圧出力装置においては、多相交流電動機の発電時に第１および第２の電力線間に生じる交流電圧の周波数および電圧レベルが制御手段によって制御される。そして、第１および第２の電力線にそれぞれ接続される第１および第２の出力線によって、多相交流電動機の発電時に第１および第２の電力線間に生じる交流電圧が取出される。すなわち、この交流電圧出力装置においては、多相交流電動機の中性点に出力線を接続することなく、発生した交流電圧が取出される。 In the AC voltage output device according to the present invention, the frequency and voltage level of the AC voltage generated between the first and second power lines during power generation by the multiphase AC motor are controlled by the control means. Then, the first and second output lines connected to the first and second power lines respectively extract the AC voltage generated between the first and second power lines when the multiphase AC motor generates power. That is, in this AC voltage output device, the generated AC voltage is taken out without connecting the output line to the neutral point of the polyphase AC motor.

したがって、この発明による交流電圧出力装置によれば、外部負荷へ供給可能な交流電圧を１台の多相交流電動機で発生することができる。また、多相交流電動機が格納されるケースの外部にて第１および第２の出力線をそれぞれ第１および第２の電力線と接続することができるので、多相交流電動機が格納されるケースに第１および第２の出力線の敷設に伴なうシール構造を別途設ける必要はなく、簡易な構造で交流電圧を発生して外部負荷へ供給することができる。 Therefore, according to the AC voltage output device of the present invention, an AC voltage that can be supplied to an external load can be generated by a single multiphase AC motor. Also, since the first and second output lines can be connected to the first and second power lines, respectively, outside the case in which the multiphase AC motor is stored, the case where the polyphase AC motor is stored It is not necessary to separately provide a seal structure for laying the first and second output lines, and an alternating voltage can be generated and supplied to an external load with a simple structure.

好ましくは、交流電圧出力装置は、多相交流電動機に連結される内燃機関と、内燃機関の回転数に応じた回転数で多相交流電動機を回転可能なように内燃機関を多相交流電動機と連結する連結手段とをさらに備え、制御手段は、多相交流電動機の発電時、第１および第２の電力線間に生じる交流電圧の周波数が商用周波数となるように内燃機関の回転数を制御する。 Preferably, the AC voltage output apparatus includes: an internal combustion engine coupled to the multiphase AC motor; and the internal combustion engine as a multiphase AC motor so that the multiphase AC motor can be rotated at a rotational speed corresponding to the rotational speed of the internal combustion engine. And connecting means for connecting, and the control means controls the rotational speed of the internal combustion engine so that the frequency of the AC voltage generated between the first and second power lines becomes the commercial frequency when the multi-phase AC motor generates power. .

この交流電圧出力装置においては、多相交流電動機に連結された内燃機関の回転数を制御することによって第１および第２の電力線間に生じる交流電圧の周波数が商用周波数に制御される。したがって、この交流電圧出力装置によれば、外部負荷へ供給可能な商用交流電圧を１台の多相交流電動機で発生することができる。 In this AC voltage output device, the frequency of the AC voltage generated between the first and second power lines is controlled to the commercial frequency by controlling the rotational speed of the internal combustion engine connected to the multiphase AC motor. Therefore, according to this AC voltage output device, a commercial AC voltage that can be supplied to an external load can be generated by a single multiphase AC motor.

さらに好ましくは、交流電圧出力装置は、第１および第２の出力線と負荷が接続される出力端子との間に配設され、多相交流電動機の発電時に第１および第２の出力線間に生じる交流電圧を商用電圧レベルに変換する絶縁型の交流電圧変換器をさらに備える。 More preferably, the AC voltage output device is disposed between the first and second output lines and an output terminal to which a load is connected, and is connected between the first and second output lines during power generation of the multiphase AC motor. Further, an insulation type AC voltage converter for converting an AC voltage generated in the circuit to a commercial voltage level is further provided.

この交流電圧出力装置においては、第１および第２の電力線間に生じる交流電圧は、交流電圧変換器によって商用電圧レベルに変換されるので、制御手段は、第１および第２の電力線の線間電圧を商用電圧レベルに制御する必要はない。したがって、この交流電圧出力装置によれば、制御手段による制御の自由度が向上する。また、インバータは、交流電圧の供給を受ける外部負荷と絶縁型の交流電圧変換器によって絶縁されるので、安全性に配慮した交流電圧出力装置が実現される。 In this AC voltage output device, since the AC voltage generated between the first and second power lines is converted to a commercial voltage level by the AC voltage converter, the control means is provided between the first and second power lines. There is no need to control the voltage to a commercial voltage level. Therefore, according to this AC voltage output device, the degree of freedom of control by the control means is improved. In addition, since the inverter is insulated from the external load supplied with the AC voltage by the insulation type AC voltage converter, an AC voltage output device in consideration of safety is realized.

好ましくは、交流電圧出力装置は、多相交流電動機の発電時に第１および第２の出力線間に生じる交流電圧を直流電圧に整流する整流器と、整流器から出力される直流電圧を商用交流電圧に変換して出力端子へ出力するもう１つのインバータとをさらに備える。 Preferably, the AC voltage output device includes a rectifier that rectifies an AC voltage generated between the first and second output lines during power generation of the multiphase AC motor into a DC voltage, and converts the DC voltage output from the rectifier into a commercial AC voltage. And another inverter that converts and outputs the output to the output terminal.

この交流電圧出力装置においては、交流電圧変換器後に設けられたもう１つのインバータによって商用交流電圧を発生できるので、多相交流電動機の発電時における多相交流電動機の回転数および発電量を自由に設定できる。したがって、この交流電圧出力装置によれば、制御手段による制御の自由度が向上する。また、多相交流電動機の回転数を高回転に設定することにより交流電圧変換器を高周波で動作させることができ、交流電圧変換器を小型化することができる。 In this AC voltage output device, since the commercial AC voltage can be generated by another inverter provided after the AC voltage converter, the rotational speed and power generation amount of the multiphase AC motor can be freely set during the power generation of the multiphase AC motor. Can be set. Therefore, according to this AC voltage output device, the degree of freedom of control by the control means is improved. In addition, the AC voltage converter can be operated at a high frequency by setting the number of rotations of the multiphase AC motor to be high, and the AC voltage converter can be reduced in size.

この発明によれば、外部負荷へ供給可能な交流電圧を１台の多相交流電動機で発生することができる。また、多相交流電動機の中性点に出力線を接続することなく、発生した交流電圧が取出されるので、多相交流電動機が格納されるケースに第１および第２の出力線の敷設に伴なうシール構造を別途設ける必要はなく、簡易な構造で交流電圧を発生して外部負荷へ供給することができる。 According to the present invention, an AC voltage that can be supplied to an external load can be generated by a single multiphase AC motor. In addition, since the generated AC voltage is taken out without connecting the output line to the neutral point of the multiphase AC motor, the first and second output lines are laid in the case where the multiphase AC motor is stored. There is no need to provide a separate sealing structure, and an alternating voltage can be generated and supplied to an external load with a simple structure.

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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による交流電圧出力装置の全体ブロック図である。図１を参照して、この交流電圧出力装置１００は、バッテリＢと、昇圧コンバータ１０と、インバータ２０と、モータジェネレータＭＧと、エンジン３０と、連結部材３５と、リレー回路４０と、コネクタ５０と、制御装置６０と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、電源ラインＰＬ１，ＰＬ２と、接地ラインＳＬと、Ｕ相ラインＵＬと、Ｖ相ラインＶＬと、Ｗ相ラインＷＬと、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２と、電圧センサ７０，７２と、電流センサ８０とを備える。 [Embodiment 1]
1 is an overall block diagram of an AC voltage output apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. Referring to FIG. 1, this AC voltage output device 100 includes a battery B, a boost converter 10, an inverter 20, a motor generator MG, an engine 30, a connecting member 35, a relay circuit 40, and a connector 50. , Control device 60, capacitors C1, C2, power supply lines PL1, PL2, ground line SL, U-phase line UL, V-phase line VL, W-phase line WL, AC output lines ACL1, ACL2, Voltage sensors 70 and 72 and a current sensor 80 are provided.

この交流電圧出力装置１００は、ハイブリッド自動車に搭載される。そして、モータジェネレータＭＧは、連結部材３５を介してエンジン３０と連結され、エンジン３０の始動を行ない得る電動機として動作し、かつ、エンジン３０によって駆動される発電機として動作するものとしてハイブリッド自動車に組込まれる。 This AC voltage output device 100 is mounted on a hybrid vehicle. The motor generator MG is connected to the engine 30 via the connecting member 35, operates as an electric motor that can start the engine 30, and operates as a generator driven by the engine 30, and is incorporated in the hybrid vehicle. It is.

バッテリＢの正極は、電源ラインＰＬ１に接続され、バッテリＢの負極は、接地ラインＳＬに接続される。コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１と接地ラインＳＬとの間に接続される。 The positive electrode of battery B is connected to power supply line PL1, and the negative electrode of battery B is connected to ground line SL. Capacitor C1 is connected between power supply line PL1 and ground line SL.

昇圧コンバータ１０は、リアクトルＬと、パワートランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。パワートランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に直列に接続される。各パワートランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ接続される。そして、リアクトルＬの一端は、パワートランジスタＱ１，Ｑ２の接続点に接続され、その他端は、電源ラインＰＬ１に接続される。 Boost converter 10 includes a reactor L, power transistors Q1 and Q2, and diodes D1 and D2. Power transistors Q1, Q2 are connected in series between power supply line PL2 and ground line SL. Diodes D1 and D2 are connected between the collector and emitter of each of the power transistors Q1 and Q2 so that current flows from the emitter side to the collector side. Reactor L has one end connected to a connection point of power transistors Q1 and Q2, and the other end connected to power supply line PL1.

コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に接続される。インバータ２０は、Ｕ相アーム２２、Ｖ相アーム２４およびＷ相アーム２６を含む。Ｕ相アーム２２、Ｖ相アーム２４およびＷ相アーム２６は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に並列に接続される。Ｕ相アーム２２は、直列に接続されたパワートランジスタＱ１１，Ｑ１２からなり、Ｖ相アーム２４は、直列に接続されたパワートランジスタＱ１３，Ｑ１４からなり、Ｗ相アーム２６は、直列に接続されたパワートランジスタＱ１５，Ｑ１６からなる。各パワートランジスタＱ１１〜Ｑ１６のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１１〜Ｄ１６がそれぞれ接続される。 Capacitor C2 is connected between power supply line PL2 and ground line SL. 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 PL2 and ground line SL. The U-phase arm 22 includes power transistors Q11 and Q12 connected in series, the V-phase arm 24 includes power transistors Q13 and Q14 connected in series, and the W-phase arm 26 includes power connected in series. It consists of transistors Q15 and Q16. Between the collectors and emitters of the power transistors Q11 to Q16, diodes D11 to D16 that flow current from the emitter side to the collector side are respectively connected.

モータジェネレータＭＧは、３相コイル１２をステータコイルとして含む。３相コイル１２を形成するＵ，Ｖ，Ｗ各相コイルの一端は、互いに接続されて中性点Ｎを形成し、そのＵ，Ｖ，Ｗ各相コイルの他端は、インバータ２０のＵ，Ｖ，Ｗ各相アームにおける各パワートランジスタの接続点にそれぞれ接続される。エンジン３０は、連結部材３５を介してモータジェネレータＭＧと連結される。 Motor generator MG includes a three-phase coil 12 as a stator coil. One end of each U, V, W phase coil forming the three-phase coil 12 is connected to each other to form a neutral point N. The other end of each U, V, W phase coil is the U, V of the inverter 20. The power transistors are connected to the connection points of the power transistors in the V and W phase arms. Engine 30 is connected to motor generator MG via connecting member 35.

ＡＣ出力ラインＡＣＬ１の一端は、Ｕ相ラインＵＬに接続され、その他端は、リレーＲＹ１に接続される。ＡＣ出力ラインＡＣＬ２の一端は、Ｖ相ラインＶＬに接続され、その他端は、リレーＲＹ２に接続される。 One end of AC output line ACL1 is connected to U-phase line UL, and the other end is connected to relay RY1. One end of AC output line ACL2 is connected to V-phase line VL, and the other end is connected to relay RY2.

リレー回路４０は、リレーＲＹ１，ＲＹ２を含む。リレーＲＹ１の一端は、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１に接続され、その他端は、コネクタ５０に接続される。リレーＲＹ２の一端は、ＡＣ出力ラインＡＣＬ２に接続され、その他端は、コネクタ５０に接続される。 Relay circuit 40 includes relays RY1 and RY2. One end of the relay RY1 is connected to the AC output line ACL1, and the other end is connected to the connector 50. One end of the relay RY2 is connected to the AC output line ACL2, and the other end is connected to the connector 50.

バッテリＢは、直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池からなる。バッテリＢは、直流電圧を発生し、その発生した直流電圧を昇圧コンバータ１０へ出力する。また、バッテリＢは、昇圧コンバータ１０から出力される直流電圧によって充電される。 The battery B is a direct current power source, and is composed of, for example, a secondary battery such as nickel metal hydride or lithium ion. Battery B generates a DC voltage and outputs the generated DC voltage to boost converter 10. Battery B is charged by a DC voltage output from boost converter 10.

コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１と接地ラインＳＬとの間の電圧変動を平滑化する。電圧センサ７０は、バッテリＢから出力される電圧Ｖｂを検出し、その検出した電圧Ｖｂを制御装置６０へ出力する。 Capacitor C1 smoothes voltage fluctuation between power supply line PL1 and ground line SL. Voltage sensor 70 detects voltage Vb output from battery B, and outputs the detected voltage Vb to control device 60.

昇圧コンバータ１０は、制御装置６０からの信号ＰＷＣに基づいて、バッテリＢから受ける直流電圧をリアクトルＬを用いて昇圧し、その昇圧した昇圧電圧を電源ラインＰＬ２に供給する。具体的には、昇圧コンバータ１０は、制御装置６０からの信号ＰＷＣに基づいて、パワートランジスタＱ２のスイッチング動作に応じて流れる電流をリアクトルＬに磁場エネルギーとして蓄積することによってバッテリＢからの直流電圧を昇圧する。そして、昇圧コンバータ１０は、その昇圧した昇圧電圧をパワートランジスタＱ２がオフされたタイミングに同期してダイオードＤ１を介して電源ラインＰＬ２へ出力する。 Boost converter 10 boosts the DC voltage received from battery B using reactor L based on signal PWC from control device 60, and supplies the boosted boosted voltage to power supply line PL2. Specifically, boost converter 10 stores a DC voltage from battery B by accumulating current flowing in accordance with the switching operation of power transistor Q2 as magnetic field energy in reactor L based on signal PWC from control device 60. Boost the pressure. Boost converter 10 outputs the boosted boosted voltage to power supply line PL2 via diode D1 in synchronization with the timing when power transistor Q2 is turned off.

コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間の電圧変動を平滑化する。電圧センサ７２は、コンデンサＣ２の端子間電圧、すなわち昇圧コンバータ１０の出力電圧Ｖｄｃ（インバータ２０の入力電圧に相当する。以下同じ。）を検出し、その検出した電圧Ｖｄｃを制御装置６０へ出力する。 Capacitor C2 smoothes voltage fluctuation between power supply line PL2 and ground line SL. Voltage sensor 72 detects the voltage between terminals of capacitor C2, that is, output voltage Vdc of boost converter 10 (corresponding to the input voltage of inverter 20; the same applies hereinafter), and outputs the detected voltage Vdc to control device 60. .

インバータ２０は、制御装置６０からの信号ＰＷＭに基づいて、電源ラインＰＬ２から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータジェネレータＭＧへ出力する。これにより、モータジェネレータＭＧが発生する駆動力を用いてエンジン３０が始動する。また、インバータ２０は、エンジン３０からの出力を受けてモータジェネレータＭＧが発電した３相交流電圧を制御装置６０からの信号ＰＷＭに基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ラインＰＬ２へ出力する。 Inverter 20 converts a DC voltage received from power supply line PL2 into a three-phase AC voltage based on signal PWM from control device 60, and outputs the converted three-phase AC voltage to motor generator MG. Thereby, engine 30 is started using the driving force generated by motor generator MG. Inverter 20 receives the output from engine 30 and converts the three-phase AC voltage generated by motor generator MG into a DC voltage based on signal PWM from control device 60, and converts the converted DC voltage to power supply line PL2. Output to.

モータジェネレータＭＧ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ＭＧは、エンジン３０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２０へ出力する。また、モータジェネレータＭＧは、インバータ２０から受ける３相交流電圧によって駆動力を発生し、エンジン３０の始動を行なう。 Motor generator MG is a three-phase AC motor generator, for example, a three-phase AC synchronous motor generator. Motor generator MG generates a three-phase AC voltage using the output from engine 30, and outputs the generated three-phase AC voltage to inverter 20. Motor generator MG generates driving force by the three-phase AC voltage received from inverter 20 and starts engine 30.

連結部材３５は、エンジン３０の回転数に応じた回転数でモータジェネレータＭＧを回転可能なようにエンジン３０をモータジェネレータＭＧと連結する。また、連結部材３５は、エンジン３０の始動時は、モータジェネレータＭＧが発生する駆動力をエンジン３０へ伝達する。 The connecting member 35 connects the engine 30 to the motor generator MG so that the motor generator MG can be rotated at a rotational speed corresponding to the rotational speed of the engine 30. Further, connecting member 35 transmits the driving force generated by motor generator MG to engine 30 when engine 30 is started.

リレー回路４０は、制御装置６０からの制御信号ＣＮＴＬに応じて、ＡＣラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２とコネクタ５０との接続／切離しを行なう。具体的には、リレー回路４０は、制御装置６０からＨ（論理ハイ）レベルの制御信号ＣＮＴＬを受けると、リレーＲＹ１，ＲＹ２がオンされてＡＣラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２をコネクタ５０と電気的に接続し、制御装置６０からＬ（論理ロー）レベルの制御信号ＣＮＴＬを受けると、リレーＲＹ１，ＲＹ２がオフされてＡＣラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２をコネクタ５０から電気的に切離す。 Relay circuit 40 connects / disconnects AC lines ACL 1, ACL 2 and connector 50 in accordance with control signal CNTL from control device 60. Specifically, when relay circuit 40 receives control signal CNTL at H (logic high) level from control device 60, relays RY1 and RY2 are turned on to electrically connect AC lines ACL1 and ACL2 to connector 50. When the control signal CNTL of L (logic low) level is received from the control device 60, the relays RY1 and RY2 are turned off, and the AC lines ACL1 and ACL2 are electrically disconnected from the connector 50.

コネクタ５０は、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２間に生じる交流電圧Ｖａｃを外部負荷へ出力するための出力端子であり、電気機器の電源用コンセントや家庭の非常用電源のコンセントなどが接続される。 The connector 50 is an output terminal for outputting an AC voltage Vac generated between the AC output lines ACL1 and ACL2 to an external load, and is connected to a power outlet for electrical equipment, a household emergency power outlet, or the like.

電流センサ８０は、モータジェネレータＭＧに流れるモータ電流ＭＣＲＴを検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴを制御装置６０へ出力する。 Current sensor 80 detects motor current MCRT flowing through motor generator MG, and outputs the detected motor current MCRT to control device 60.

制御装置６０は、外部に設けられるＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）から出力されるモータジェネレータＭＧのトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮ、電圧センサ７０からの電圧Ｖｂ、ならびに電圧センサ７２からの電圧Ｖｄｃに基づいて、昇圧コンバータ１０を駆動するための信号ＰＷＣを生成し、その生成した信号ＰＷＣを昇圧コンバータ１０へ出力する。 Control device 60 converts torque command value TR and motor rotational speed MRN of motor generator MG, voltage Vb from voltage sensor 70, and voltage Vdc from voltage sensor 72 output from an externally provided ECU (Electronic Control Unit). Based on this, a signal PWC for driving boost converter 10 is generated, and the generated signal PWC is output to boost converter 10.

また、制御装置６０は、電圧Ｖｄｃ、モータジェネレータＭＧのトルク指令値ＴＲおよび電流センサ８０からのモータ電流ＭＣＲＴに基づいて、モータジェネレータＭＧを駆動するための信号ＰＷＭを生成し、その生成した信号ＰＷＭをインバータ２０へ出力する。 Control device 60 generates a signal PWM for driving motor generator MG based on voltage Vdc, torque command value TR of motor generator MG, and motor current MCRT from current sensor 80, and the generated signal PWM Is output to the inverter 20.

ここで、制御装置６０は、ＥＣＵからの信号ＧＥＮ，ＡＣに基づいて、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬ間に商用交流電圧を生成するように、エンジン３０の回転数を所定の回転数に設定するための回転数指令ＥＲＮおよびインバータ２０を制御するための信号ＰＷＭを生成し、その生成した回転数指令ＥＲＮおよび信号ＰＷＭをそれぞれエンジン３０およびインバータ２０へ出力する。なお、回転数指令ＥＲＮによって設定されるエンジン３０の所定の回転数は、モータジェネレータＭＧが発電する交流電圧の周波数が商用周波数となるようにモータジェネレータＭＧを回転させるための回転数である。なお、信号ＧＥＮ，ＡＣについては、後ほど説明する。 Here, based on signals GEN and AC from ECU, control device 60 determines the number of revolutions of engine 30 so as to generate a commercial AC voltage between U, V, and W phase lines UL, VL, and WL. The rotation speed command ERN and the signal PWM for controlling the inverter 20 are generated to set the rotation speed to the engine 30, and the generated rotation speed command ERN and the signal PWM are output to the engine 30 and the inverter 20, respectively. The predetermined rotation speed of engine 30 set by rotation speed command ERN is the rotation speed for rotating motor generator MG so that the frequency of the AC voltage generated by motor generator MG becomes the commercial frequency. The signals GEN and AC will be described later.

図２は、図１に示した制御装置６０の機能ブロック図である。図２を参照して、制御装置６０は、コンバータ制御部６１と、インバータ制御部６２と、ＡＣ出力制御部６３とを含む。コンバータ制御部６１は、電圧Ｖｂ，Ｖｄｃ、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて、昇圧コンバータ１０のパワートランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＣを生成し、その生成した信号ＰＷＣを昇圧コンバータ１０へ出力する。 FIG. 2 is a functional block diagram of the control device 60 shown in FIG. Referring to FIG. 2, control device 60 includes a converter control unit 61, an inverter control unit 62, and an AC output control unit 63. Converter control unit 61 generates signal PWC for turning on / off power transistors Q1, Q2 of boost converter 10 based on voltages Vb, Vdc, torque command value TR, and motor rotation speed MRN, and the generated signal PWC is output to boost converter 10.

インバータ制御部６２は、モータジェネレータＭＧのトルク指令値ＴＲおよびモータ電流ＭＣＲＴならびに電圧Ｖｄｃに基づいて、インバータ２０のパワートランジスタＱ１１〜Ｑ１６をオン／オフするための信号ＰＷＭを生成し、その生成した信号ＰＷＭをインバータ２０へ出力する。ここで、インバータ制御部６２は、ＡＣ出力制御部６３からＨレベルの制御信号ＣＴＬを受けているとき、モータジェネレータＭＧの発電によりＵ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬ間に生じる線間電圧が商用交流電圧の電圧レベルとなるように、インバータ２０のパワートランジスタＱ１１〜Ｑ１６をオン／オフするための信号ＰＷＭを生成し、その生成した信号ＰＷＭをインバータ２０へ出力する。 Inverter control unit 62 generates signal PWM for turning on / off power transistors Q11-Q16 of inverter 20 based on torque command value TR of motor generator MG, motor current MCRT, and voltage Vdc, and the generated signal PWM is output to the inverter 20. Here, when inverter control unit 62 receives H-level control signal CTL from AC output control unit 63, inverter control unit 62 generates lines generated between U, V, and W phase lines UL, VL, WL by power generation of motor generator MG. A signal PWM for turning on / off the power transistors Q11 to Q16 of the inverter 20 is generated so that the inter-voltage becomes the voltage level of the commercial AC voltage, and the generated signal PWM is output to the inverter 20.

ＡＣ出力制御部６３は、信号ＧＥＮ，ＡＣに基づいて、商用交流電圧を発生して外部負荷へ供給するか否かを判定する。ここで、信号ＧＥＮは、モータジェネレータＭＧが発電を行なっているときにＨレベルとなる信号である。また、信号ＡＣは、たとえば、ＡＣ出力スイッチの操作に応じて論理レベルが変化する信号であり、Ｈレベルの信号ＡＣは、商用電源用の交流電圧Ｖａｃの出力を要求する信号である。 The AC output control unit 63 determines whether to generate a commercial AC voltage and supply it to an external load based on the signals GEN and AC. Here, the signal GEN is a signal that becomes H level when the motor generator MG is generating power. For example, the signal AC is a signal whose logic level changes according to the operation of the AC output switch, and the H level signal AC is a signal requesting the output of the AC voltage Vac for commercial power.

ＡＣ出力制御部６３は、信号ＧＥＮがＨレベルのときにＨレベルの信号ＡＣを受けると、交流電圧Ｖａｃの発生を許可し、Ｈレベルの制御信号ＣＴＬをインバータ制御部６２へ出力する。そして、ＡＣ出力制御部６３は、回転数指令ＥＲＮをエンジン３０へ出力するとともに、Ｈレベルの制御信号ＣＮＴＬをリレー回路４０へ出力する。 When the AC output control unit 63 receives the H level signal AC when the signal GEN is at the H level, the AC output control unit 63 permits the generation of the AC voltage Vac and outputs the H level control signal CTL to the inverter control unit 62. AC output control unit 63 outputs rotation speed command ERN to engine 30 and outputs control signal CNTL at H level to relay circuit 40.

一方、ＡＣ出力制御部６３は、信号ＧＥＮ，ＡＣの少なくとも一方がＬレベルのときは、交流電圧Ｖａｃの発生を許可せず、Ｌレベルの制御信号ＣＴＬをインバータ制御部６２へ出力し、Ｌレベルの制御信号ＣＮＴＬをリレー回路４０へ出力する。 On the other hand, when at least one of signals GEN and AC is at L level, AC output control unit 63 does not allow generation of AC voltage Vac, and outputs L level control signal CTL to inverter control unit 62, thereby causing L level. The control signal CNTL is output to the relay circuit 40.

なお、ＡＣ出力制御部６３は、Ｈレベルの信号ＡＣを受けたときに信号ＧＥＮがＬレベルすなわちモータジェネレータＭＧによる発電が行なわれていない場合、インバータ制御部６２へエンジン３０の始動指令を出力し、モータジェネレータＭＧによる発電が開始されて信号ＧＥＮがＨレベルとなった後、交流電圧Ｖａｃの発生を許可するようにしてもよい。 AC output control unit 63 outputs a start command for engine 30 to inverter control unit 62 when signal GEN is at L level, that is, when power generation by motor generator MG is not performed when H level signal AC is received. The generation of AC voltage Vac may be permitted after power generation by motor generator MG is started and signal GEN becomes H level.

図３は、図２に示したコンバータ制御部６１の機能ブロック図である。図３を参照して、コンバータ制御部６１は、インバータ入力電圧指令演算部１１２と、フィードバック電圧指令演算部１１４と、デューティー比演算部１１６と、ＰＷＭ信号変換部１１８とからなる。 FIG. 3 is a functional block diagram of converter control unit 61 shown in FIG. Referring to FIG. 3, converter control unit 61 includes an inverter input voltage command calculation unit 112, a feedback voltage command calculation unit 114, a duty ratio calculation unit 116, and a PWM signal conversion unit 118.

インバータ入力電圧指令演算部１１２は、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて、インバータ入力電圧の最適値（目標値）すなわち電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍをフィードバック電圧指令演算部１１４へ出力する。 The inverter input voltage command calculation unit 112 calculates an optimum value (target value) of the inverter input voltage, that is, the voltage command Vdc_com based on the torque command value TR and the motor rotational speed MRN, and uses the calculated voltage command Vdc_com as a feedback voltage command. It outputs to the calculation part 114.

フィードバック電圧指令演算部１１４は、電圧センサ７２からの電圧Ｖｄｃと、インバータ入力電圧指令演算部１１２からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍとに基づいて、電圧Ｖｄｃを電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに制御するためのフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂを演算し、その演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂをデューティー比演算部１１６へ出力する。 The feedback voltage command calculating unit 114 generates a feedback voltage command Vdc_com_fb for controlling the voltage Vdc to the voltage command Vdc_com based on the voltage Vdc from the voltage sensor 72 and the voltage command Vdc_com from the inverter input voltage command calculating unit 112. The calculated feedback voltage command Vdc_com_fb is output to the duty ratio calculation unit 116.

デューティー比演算部１１６は、電圧センサ７０からの電圧Ｖｂと、フィードバック電圧指令演算部１１４からのフィードバック電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｆｂとに基づいて、昇圧コンバータ１０の出力電圧Ｖｄｃを電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに制御するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をＰＷＭ信号変換部１１８へ出力する。 Duty ratio calculation unit 116 is a duty for controlling output voltage Vdc of boost converter 10 to voltage command Vdc_com based on voltage Vb from voltage sensor 70 and feedback voltage command Vdc_com_fb from feedback voltage command calculation unit 114. The ratio is calculated, and the calculated duty ratio is output to the PWM signal converter 118.

ＰＷＭ信号変換部１１８は、デューティー比演算部１１６から受けたデューティー比に基づいて昇圧コンバータ１０のパワートランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするためのＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＣとして昇圧コンバータ１０のパワートランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。 The PWM signal conversion unit 118 generates a PWM (Pulse Width Modulation) signal for turning on / off the power transistors Q1 and Q2 of the boost converter 10 based on the duty ratio received from the duty ratio calculation unit 116. The PWM signal is output to power transistors Q1 and Q2 of boost converter 10 as signal PWC.

なお、昇圧コンバータ１０の下アームのパワートランジスタＱ２のオンデューティーを大きくすることによりリアクトルＬにおける電力蓄積が大きくなるため、より高電圧の出力を得ることができる。一方、上アームのパワートランジスタＱ１のオンデューティーを大きくすることにより電源ラインＰＬ２の電圧が下がる。そこで、パワートランジスタＱ１，Ｑ２のデューティー比を制御することで、電源ラインＰＬ２の電圧をバッテリＢの出力電圧以上の任意の電圧に制御することができる。 Note that increasing the on-duty of power transistor Q2 in the lower arm of boost converter 10 increases the power storage in reactor L, so that a higher voltage output can be obtained. On the other hand, increasing the on-duty of the power transistor Q1 in the upper arm decreases the voltage of the power supply line PL2. Therefore, by controlling the duty ratio of power transistors Q1 and Q2, the voltage of power supply line PL2 can be controlled to an arbitrary voltage equal to or higher than the output voltage of battery B.

図４は、図２に示したインバータ制御部６２の機能ブロック図である。図４を参照して、インバータ制御部６２は、モータ制御用相電圧演算部１２０と、ＰＷＭ信号変換部１２２とからなる。 FIG. 4 is a functional block diagram of inverter control unit 62 shown in FIG. Referring to FIG. 4, inverter control unit 62 includes a motor control phase voltage calculation unit 120 and a PWM signal conversion unit 122.

モータ制御用相電圧演算部１２０は、ＡＣ出力制御部６３から受ける制御信号ＣＴＬがＬレベルのとき、トルク指令値ＴＲ、電圧センサ７２からの電圧Ｖｄｃおよび電流センサ８０からのモータ電流ＭＣＲＴに基づいて、モータジェネレータＭＧの各相コイルに印加する電圧を演算し、その演算した各相コイル電圧をＰＷＭ信号変換部１２２へ出力する。 When the control signal CTL received from the AC output control unit 63 is at the L level, the motor control phase voltage calculation unit 120 is based on the torque command value TR, the voltage Vdc from the voltage sensor 72, and the motor current MCRT from the current sensor 80. The voltage applied to each phase coil of motor generator MG is calculated, and the calculated phase coil voltage is output to PWM signal converter 122.

また、モータ制御用相電圧演算部１２０は、ＡＣ出力制御部６３から受ける制御信号ＣＴＬがＨレベルのとき、商用周波数を有し、かつ、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬの線間電圧が商用交流電圧の電圧レベルとなるような各相コイル電圧を演算し、その演算した各相コイル電圧をＰＷＭ信号変換部１２２へ出力する。 The motor control phase voltage calculation unit 120 has a commercial frequency when the control signal CTL received from the AC output control unit 63 is at the H level, and the U, V, W phase lines UL, VL, WL. Each phase coil voltage is calculated such that the line voltage becomes the voltage level of the commercial AC voltage, and the calculated each phase coil voltage is output to the PWM signal converter 122.

ＰＷＭ信号変換部１２２は、モータ制御用相電圧演算部１２０から受ける各相コイル電圧指令に基づいて、インバータ２０の各パワートランジスタＱ１１〜Ｑ１６をオン／オフする信号ＰＷＭを生成し、その生成した信号ＰＷＭをインバータ２０の各パワートランジスタＱ１１〜Ｑ１６へ出力する。 The PWM signal conversion unit 122 generates a signal PWM for turning on / off each power transistor Q11 to Q16 of the inverter 20 based on each phase coil voltage command received from the motor control phase voltage calculation unit 120, and the generated signal PWM is output to each power transistor Q11-Q16 of inverter 20.

このように、モータジェネレータＭＧが発電中に交流電圧Ｖａｃの発生が要求されると、モータジェネレータＭＧが発電する交流電圧が商用周波数となるようにエンジン３０の回転数が所定の回転数に設定される。そして、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相ラインの線間電圧が商用交流電圧の電圧レベルとなるようにインバータ２０によってモータジェネレータＭＧの発電量が制御される。すなわち、交流電圧Ｖａｃの発生が要求されると、制御装置６０は、エンジン３０の回転数を調整することによりモータジェネレータＭＧの発電電圧の周波数を商用周波数に制御し、インバータ２０によってモータジェネレータＭＧの発電量を制御することによりＵ，Ｖ，Ｗ各相ラインの線間電圧の電圧レベルを商用電圧レベルに制御する。 Thus, when generation of AC voltage Vac is required during motor generator MG power generation, the rotational speed of engine 30 is set to a predetermined rotational speed so that the AC voltage generated by motor generator MG has a commercial frequency. The Then, the amount of power generated by motor generator MG is controlled by inverter 20 so that the line voltage of each of the U, V, and W phase lines becomes the voltage level of the commercial AC voltage. That is, when generation of AC voltage Vac is required, control device 60 controls the frequency of the power generation voltage of motor generator MG to the commercial frequency by adjusting the rotational speed of engine 30, and inverter 20 controls motor generator MG. By controlling the amount of power generation, the voltage level of the line voltage of each phase line of U, V, W is controlled to the commercial voltage level.

図５は、商用交流電圧生成時のＵ，Ｖ各相ラインＵＬ，ＶＬの電圧および生成される交流電圧Ｖａｃのタイミングチャートである。図５を参照して、曲線ｋ１は、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１が接続されるＵ相ラインＵＬの電圧Ｖｕの変化を示し、曲線ｋ２は、ＡＣ出力ラインＡＣＬ２が接続されるＶ相ラインＶＬの電圧Ｖｖの変化を示す。また、曲線ｋ３は、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２間に生じる交流電圧Ｖａｃの変化を示す。 FIG. 5 is a timing chart of the voltages of the U and V phase lines UL and VL and the generated AC voltage Vac when generating a commercial AC voltage. Referring to FIG. 5, a curve k1 shows a change in voltage Vu of U-phase line UL to which AC output line ACL1 is connected, and a curve k2 shows voltage Vv of V-phase line VL to which AC output line ACL2 is connected. Shows changes. A curve k3 indicates a change in the AC voltage Vac that occurs between the AC output lines ACL1 and ACL2.

商用交流電圧生成時、モータジェネレータＭＧを駆動するエンジン３０の回転数が所定の回転数に設定され、Ｕ，Ｖ各相ラインＵＬ，ＶＬには、商用周波数（１／Ｔ）からなる電圧Ｖｕ，Ｖｖが発生する。電圧Ｖｖは、電圧Ｖｕと位相が１２０度ずれている。 When generating the commercial AC voltage, the rotational speed of the engine 30 that drives the motor generator MG is set to a predetermined rotational speed, and the U and V phase lines UL and VL have voltages Vu, Vv is generated. The voltage Vv is 120 degrees out of phase with the voltage Vu.

そして、電圧Ｖｕと電圧Ｖｖとの電圧差からなる交流電圧Ｖａｃが商用交流電圧の電圧レベルとなるように、モータジェネレータＭＧの発電量がインバータ２０によって制御される。これにより、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２間に生じる交流電圧Ｖａｃが商用交流電圧に制御される。 Then, the inverter 20 controls the power generation amount of the motor generator MG so that the AC voltage Vac formed by the voltage difference between the voltage Vu and the voltage Vv becomes the voltage level of the commercial AC voltage. Thereby, AC voltage Vac generated between AC output lines ACL1 and ACL2 is controlled to a commercial AC voltage.

以上のように、この実施の形態１によれば、コネクタ５０に接続される外部負荷へ供給可能な交流電圧Ｖａｃを１台のモータジェネレータＭＧで発生することができる。そして、モータジェネレータＭＧが格納されるケース（図示せず）の外部にてＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２をそれぞれＵ，Ｖ各相ラインと接続することができるので、モータジェネレータＭＧが格納されるケースにＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２の敷設に伴なうシール構造を別途設ける必要はなく、簡易な構造で交流電圧Ｖａｃを取出すことができる。 As described above, according to the first embodiment, AC voltage Vac that can be supplied to the external load connected to connector 50 can be generated by one motor generator MG. Since AC output lines ACL1 and ACL2 can be connected to the U and V phase lines outside the case (not shown) in which motor generator MG is stored, the case in which motor generator MG is stored is used. It is not necessary to separately provide a seal structure for laying the AC output lines ACL1 and ACL2, and the AC voltage Vac can be taken out with a simple structure.

［実施の形態２］
図６は、この発明の実施の形態２による交流電圧出力装置の全体ブロック図である。図６を参照して、この交流電圧出力装置１００Ａは、図１に示した実施の形態１による交流電圧出力装置１００の構成において、リレー回路４０に代えてトランス４１、フィルタ４２およびリレーＲＹ３を備える。交流電圧出力装置１００Ａのその他の構成は、交流電圧出力装置１００の構成と同じである。 [Embodiment 2]
FIG. 6 is an overall block diagram of an AC voltage output apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. Referring to FIG. 6, this AC voltage output device 100A includes a transformer 41, a filter 42 and a relay RY3 in place of relay circuit 40 in the configuration of AC voltage output device 100 according to the first embodiment shown in FIG. . Other configurations of the AC voltage output device 100A are the same as the configurations of the AC voltage output device 100.

トランス４１は、一次コイル４３と、二次コイル４４とを含む。一次コイル４３は、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１とＡＣ出力ラインＡＣＬ２との間に接続される。二次コイル４４は、フィルタ４２に接続される。そして、トランス４１は、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２間に生じた交流電圧を商用電源用の交流電圧Ｖａｃに変換してフィルタ４２へ出力する。フィルタ４２は、トランス４１からの交流電圧Ｖａｃに含まれる高周波ノイズを除去してコネクタ５０へ出力する。 The transformer 41 includes a primary coil 43 and a secondary coil 44. Primary coil 43 is connected between AC output line ACL1 and AC output line ACL2. The secondary coil 44 is connected to the filter 42. Then, the transformer 41 converts the AC voltage generated between the AC output lines ACL1 and ACL2 into the AC voltage Vac for commercial power and outputs it to the filter 42. The filter 42 removes high frequency noise contained in the AC voltage Vac from the transformer 41 and outputs it to the connector 50.

リレーＲＹ３は、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１とＡＣ出力ラインＡＣＬ２との間にトランス４１の一次コイル４３に直列に接続される。リレーＲＹ３は、制御装置６０からの制御信号ＣＮＴＬに応じてオン／オフされる。具体的には、リレーＲＹ３は、Ｈレベルの制御信号ＣＮＴＬによりオンされ、Ｌレベルの制御信号ＣＮＴＬによりオフされる。 The relay RY3 is connected in series with the primary coil 43 of the transformer 41 between the AC output line ACL1 and the AC output line ACL2. Relay RY3 is turned on / off in response to control signal CNTL from control device 60. Specifically, the relay RY3 is turned on by an H level control signal CNTL and turned off by an L level control signal CNTL.

この交流電圧出力装置１００Ａにおいては、トランス４１が設けられるので、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２がコネクタ５０に接続される外部負荷と絶縁される。すなわち、交流電圧出力装置１００Ａは、コネクタ５０に接続される外部負荷と絶縁される。 In AC voltage output apparatus 100A, transformer 41 is provided, so that AC output lines ACL1 and ACL2 are insulated from an external load connected to connector 50. That is, AC voltage output device 100 </ b> A is insulated from an external load connected to connector 50.

また、この交流電圧出力装置１００Ａにおいては、トランス４１は、一次コイル４３と二次コイル４４との巻数比に応じた電圧変換を行なうので、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２間の電圧すなわちＵ相ラインＵＬとＶ相ラインＶＬとの線間電圧は、商用電圧レベルである必要はない。 In AC voltage output apparatus 100A, transformer 41 performs voltage conversion in accordance with the turn ratio between primary coil 43 and secondary coil 44. Therefore, voltage between AC output lines ACL1 and ACL2, that is, U-phase line UL And the V-phase line VL need not be at the commercial voltage level.

なお、商用交流電圧の生成を行なわないときは、リレーＲＹ３がオフされ、トランス４１への通電が遮断される。 When the commercial AC voltage is not generated, relay RY3 is turned off and the power supply to transformer 41 is interrupted.

以上のように、この実施の形態２によれば、トランス４１を設けたので、コネクタ５０に接続される外部負荷を交流電圧出力装置１００Ａと電気的に絶縁できる。したがって、安全性に配慮した交流電圧出力装置が実現される。また、Ｕ相ラインＵＬとＶ相ラインＶＬとの線間電圧を商用電圧レベルに制御する必要はないので、制御の自由度が向上する。 As described above, according to the second embodiment, since the transformer 41 is provided, the external load connected to the connector 50 can be electrically insulated from the AC voltage output device 100A. Therefore, an AC voltage output device considering safety is realized. Further, since it is not necessary to control the line voltage between the U-phase line UL and the V-phase line VL to the commercial voltage level, the degree of freedom of control is improved.

［実施の形態３］
図７は、この発明の実施の形態３による交流電圧出力装置の全体ブロック図である。図７を参照して、この交流電圧出力装置１００Ｂは、図６に示した実施の形態２による交流電圧出力装置１００Ａの構成において、整流器４５およびインバータ４６をさらに備える。交流電圧出力装置１００Ｂのその他の構成は、交流電圧出力装置１００Ａの構成と同じである。 [Embodiment 3]
FIG. 7 is an overall block diagram of an AC voltage output apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. Referring to FIG. 7, AC voltage output apparatus 100B further includes rectifier 45 and inverter 46 in the configuration of AC voltage output apparatus 100A according to the second embodiment shown in FIG. Other configurations of the AC voltage output device 100B are the same as those of the AC voltage output device 100A.

整流器４５は、トランス４１からの交流電圧を直流電圧に整流してインバータ４６へ出力する。なお、この整流器４５には、公知の整流回路を用いることができる。インバータ４６は、整流器４５からの直流電圧を商用電源用の交流電圧Ｖａｃに変換し、その変換した交流電圧Ｖａｃをフィルタ４２へ出力する。 The rectifier 45 rectifies the AC voltage from the transformer 41 into a DC voltage and outputs it to the inverter 46. For the rectifier 45, a known rectifier circuit can be used. Inverter 46 converts the DC voltage from rectifier 45 into AC voltage Vac for commercial power supply, and outputs the converted AC voltage Vac to filter 42.

この交流電圧出力装置１００Ｂにおいては、一次コイル４３と二次コイル４４との巻数比に応じた電圧変換を行なうトランス４１が設けられるので、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２間の電圧すなわちＵ相ラインＵＬとＶ相ラインＶＬとの線間電圧は、商用電圧レベルである必要はない。 In this AC voltage output device 100B, a transformer 41 that performs voltage conversion in accordance with the turn ratio between the primary coil 43 and the secondary coil 44 is provided. Therefore, the voltage between the AC output lines ACL1 and ACL2, that is, the U-phase line UL and The line voltage with the V-phase line VL need not be at a commercial voltage level.

また、この交流電圧出力装置１００Ｂにおいては、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２間に生じた交流を整流器４５によって一旦直流に変換し、インバータ４６によって商用電源用の交流電圧Ｖａｃを発生させるので、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２に発生させる交流電圧の周波数、すなわちモータジェネレータＭＧが発電する交流電圧の周波数は、商用交流周波数である必要はない。 In this AC voltage output device 100B, the AC generated between the AC output lines ACL1 and ACL2 is once converted into DC by the rectifier 45 and the inverter 46 generates the AC voltage Vac for commercial power supply. The frequency of the AC voltage generated in ACL1, ACL2, that is, the frequency of the AC voltage generated by motor generator MG need not be a commercial AC frequency.

すなわち、この交流電圧出力装置１００Ｂにおいては、モータジェネレータＭＧにより発電される交流電圧の電圧レベルも周波数も自由に設定できるので、たとえばエンジン３０を最適な効率で動作させることができる。また、エンジン３０の回転数を高回転に設定し、モータジェネレータＭＧが発電する交流電圧の周波数を高くすれば、トランス４１を高周波で動作させることができるので、トランス４１の体格を小さくすることもできる。 That is, in AC voltage output apparatus 100B, the voltage level and frequency of AC voltage generated by motor generator MG can be freely set, and therefore, for example, engine 30 can be operated with optimum efficiency. Further, if the number of revolutions of the engine 30 is set to a high value and the frequency of the AC voltage generated by the motor generator MG is increased, the transformer 41 can be operated at a high frequency, so that the size of the transformer 41 can be reduced. it can.

以上のように、この実施の形態３によれば、Ｕ相ラインＵＬとＶ相ラインＶＬとの線間電圧の電圧レベルおよび周波数を自由に設定できるので、制御の自由度がさらに向上する。また、トランス４１が設けられているので、コネクタ５０に接続される外部負荷を交流電圧出力装置１００Ｂと電気的に絶縁でき、安全性に配慮した交流電圧出力装置が実現される。さらに、Ｕ相ラインＵＬとＶ相ラインＶＬとの線間電圧の周波数を高周波に設定することによりトランス４１を高周波で動作させることができるので、トランス４１の体格を小さくすることができる。 As described above, according to the third embodiment, the voltage level and frequency of the line voltage between the U-phase line UL and the V-phase line VL can be freely set, so that the degree of freedom of control is further improved. Further, since the transformer 41 is provided, an external load connected to the connector 50 can be electrically insulated from the AC voltage output device 100B, and an AC voltage output device in consideration of safety is realized. Furthermore, since the transformer 41 can be operated at a high frequency by setting the frequency of the line voltage between the U-phase line UL and the V-phase line VL to a high frequency, the size of the transformer 41 can be reduced.

なお、上記の各実施の形態１〜３においては、交流電圧出力装置１００，１００Ａ，１００Ｂは、上述のようにハイブリッド自動車に搭載される。そして、特に図示していないが、実際には、駆動輪に連結され、車両の駆動力を発生するモータジェネレータＭＧ２と、電源ラインＰＬ２および接地ラインＳＬに接続され、モータジェネレータＭＧ２を駆動する他のインバータとが備えられる。ここで、上記の各実施の形態１〜３においては、モータジェネレータＭＧのみで商用電源用の交流電圧Ｖａｃを生成できるので、モータジェネレータＭＧ２の動作に関係なく、たとえばハイブリッド自動車が走行中であっても、交流電圧Ｖａｃを生成することができる。 In the first to third embodiments, AC voltage output devices 100, 100A, and 100B are mounted on the hybrid vehicle as described above. Although not specifically illustrated, actually, the motor generator MG2 connected to the drive wheels and generating the driving force of the vehicle is connected to the power supply line PL2 and the ground line SL, and other motors MG2 are driven. And an inverter. Here, in each of the first to third embodiments, since AC voltage Vac for commercial power can be generated only by motor generator MG, for example, a hybrid vehicle is running regardless of the operation of motor generator MG2. Can generate the alternating voltage Vac.

また、上記の各実施の形態１〜３においては、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２をそれぞれＵ，Ｖ各相ラインＵＬ，ＶＬに接続するものとしたが、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２をその他の各相ラインに接続してもよい。また、ＡＣ出力ラインをもう１本設け、３本のＡＣ出力ラインをＵ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬにそれぞれ接続することによって、３相の商用交流電圧を生成することも可能である。 In the first to third embodiments, the AC output lines ACL1 and ACL2 are connected to the U and V phase lines UL and VL, respectively. However, the AC output lines ACL1 and ACL2 are connected to the other phases. It may be connected to a line. It is also possible to generate a three-phase commercial AC voltage by providing another AC output line and connecting the three AC output lines to the U, V, and W phase lines UL, VL, and WL, respectively. It is.

なお、上記において、モータジェネレータＭＧは、この発明における「多相交流電動機」に対応し、インバータ２０は、この発明における「インバータ」に対応する。また、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２は、それぞれこの発明における「第１の出力線」および「第２の出力線」に対応し、インバータ制御部６２およびＡＣ出力制御部６３は、この発明における「制御手段」を形成する。さらに、トランス４１は、この発明における「絶縁型の交流電圧変換器」に対応し、インバータ４６は、この発明における「もう１つのインバータ」に対応する。また、さらに、エンジン３０は、この発明における「内燃機関」に対応し、連結部材３５は、この発明における「連結手段」に対応する。 In the above, motor generator MG corresponds to “polyphase AC motor” in the present invention, and inverter 20 corresponds to “inverter” in the present invention. AC output lines ACL1 and ACL2 correspond to “first output line” and “second output line” in the present invention, respectively, and inverter control unit 62 and AC output control unit 63 correspond to “control” in the present invention. Forming means. Furthermore, transformer 41 corresponds to “insulated AC voltage converter” in the present invention, and inverter 46 corresponds to “another inverter” in the present invention. Further, engine 30 corresponds to “internal combustion engine” in the present invention, and connecting member 35 corresponds to “connecting means” in the present invention.

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。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.

この発明の実施の形態１による交流電圧出力装置の全体ブロック図である。1 is an overall block diagram of an AC voltage output device according to Embodiment 1 of the present invention. 図１に示す制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the control apparatus shown in FIG. 図２に示すコンバータ制御部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the converter control part shown in FIG. 図２に示すインバータ制御部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the inverter control part shown in FIG. 商用交流電圧生成時のＵ，Ｖ各相ラインの電圧および生成される交流電圧のタイミングチャートである。It is a timing chart of the voltage of each phase line of U and V at the time of commercial AC voltage generation, and the generated AC voltage. この発明の実施の形態２による交流電圧出力装置の全体ブロック図である。It is a whole block diagram of the alternating voltage output device by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態３による交流電圧出力装置の全体ブロック図である。It is a whole block diagram of the alternating voltage output apparatus by Embodiment 3 of this invention.

Explanation of symbols

１０昇圧コンバータ、１２３相コイル、２０，４６インバータ、２２Ｕ相アーム、２４Ｖ相アーム、２６Ｗ相アーム、３０エンジン、３５連結部材、４０リレー回路、４１トランス、４２フィルタ、４３一次コイル、４４二次コイル、４５整流器、５０コネクタ、６０制御装置、６１コンバータ制御部、６２インバータ制御部、６３ＡＣ出力制御部、７０，７２電圧センサ、８０電流センサ、１００，１００Ａ，１００Ｂ交流電圧出力装置、１１２インバータ入力電圧指令演算部、１１４フィードバック電圧指令演算部、１１６デューティー比演算部、１１８，１２２ＰＷＭ信号変換部、１２０モータ制御用相電圧演算部、Ｂバッテリ、Ｃ１，Ｃ２コンデンサ、ＰＬ１，ＰＬ２電源ライン、ＳＬ接地ライン、Ｌリアクトル、ＭＧモータジェネレータ、Ｎ中性点、ＵＬＵ相ライン、ＶＬＶ相ライン、ＷＬＷ相ライン、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２ＡＣ出力ライン、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ１１〜Ｑ１６パワートランジスタ、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ１１〜Ｄ１６ダイオード、ＲＹ１〜ＲＹ３リレー。 10 boost converter, 12 3-phase coil, 20, 46 inverter, 22 U-phase arm, 24 V-phase arm, 26 W-phase arm, 30 engine, 35 connecting member, 40 relay circuit, 41 transformer, 42 filter, 43 primary coil, 44 secondary coil, 45 rectifier, 50 connector, 60 control device, 61 converter control unit, 62 inverter control unit, 63 AC output control unit, 70, 72 voltage sensor, 80 current sensor, 100, 100A, 100B AC voltage output device 112, inverter input voltage command calculation unit, 114 feedback voltage command calculation unit, 116 duty ratio calculation unit, 118, 122 PWM signal conversion unit, 120 motor control phase voltage calculation unit, B battery, C1, C2 capacitor, PL1, PL2 Power line, SL Ground line, L reactor, MG motor generator, N neutral point, UL U phase line, VL V phase line, WL W phase line, ACL1, ACL2 AC output line, Q1, Q2, Q11 to Q16 power transistor, D1, D2 , D11-D16 diode, RY1-RY3 relay.

Claims

A multi-phase AC motor having a power generation function;
An inverter connected to the polyphase AC motor via a plurality of power lines;
A first and a second power source connected to first and second power lines included in the plurality of power lines, respectively, for outputting an alternating voltage generated between the first and second power lines to the load during power generation of the multiphase AC motor. A second output line;
An AC voltage output apparatus comprising: control means for controlling the frequency and voltage level of the AC voltage during power generation by the multiphase AC motor.

The control means controls the frequency of the AC voltage by controlling the number of revolutions of the multi-phase AC motor during power generation of the multi-phase AC motor, and controls the amount of power generated by the multi-phase AC motor. The AC voltage output device according to claim 1, wherein the voltage level of the voltage is controlled.

An internal combustion engine coupled to the multiphase AC motor;
A coupling means for coupling the internal combustion engine to the multi-phase AC motor so that the multi-phase AC motor can be rotated at a rotational speed corresponding to the rotational speed of the internal combustion engine;
The AC voltage output apparatus according to claim 2, wherein the control means controls the rotational speed of the internal combustion engine so that the frequency of the AC voltage becomes a commercial frequency during power generation of the multiphase AC motor.

AC voltage generated between the first and second output lines during power generation of the multiphase AC motor is disposed between the first and second output lines and an output terminal to which the load is connected. The AC voltage output device according to claim 3, further comprising an insulating AC voltage converter for converting to a voltage level.

A rectifier that rectifies an AC voltage generated between the first and second output lines during power generation of the multiphase AC motor into a DC voltage;
The AC voltage output device according to claim 2, further comprising: another inverter that converts a DC voltage output from the rectifier into a commercial AC voltage and outputs the commercial AC voltage to the output terminal.