JP5890345B2 - 外部給電システム - Google Patents

Description

この発明は、外部給電システムに関し、特に、蓄電装置の電力をインバータを経由して外部に出力することが可能に構成された外部給電システムに関する。

特開２０１０−０９８８５１号公報（特許文献１）は、モータジェネレータの中性点に接続した外部電源によって、バッテリの充電を行なうことが可能に構成されたハイブリッド車両を開示する。

特開２０１０−０９８８５１号公報

特開２０１０−０９８８５１号公報のような構成を有するハイブリッド車両のモータジェネレータの中性点を利用して、バッテリからの電力を車両外部に供給することも考えられる。

しかし、インバータの上下アームのスイッチ素子がともにオフ状態の駆動信号が供給される期間であるデッドタイム期間に誤差が生じるため（以下、このような誤差をデッドタイム誤差という）、中性点からの出力にも誤差が生じる。特に、エンジン駆動時とエンジン非駆動時とでは、デッドタイム誤差に差が生じるため、エンジン駆動時におけるデッドタイム期間のインバータ指令値の補償を適切に行なう必要がある。

この発明の目的は、デッドタイム期間の出力誤差が低減された外部給電システムを提供することである。

この発明は、要約すると、外部給電システムであって、エンジンと、蓄電装置と、エンジンから機械的動力を受けて発電が可能に構成されたモータジェネレータと、蓄電装置の電力を用いてモータジェネレータを駆動するインバータと、インバータを制御する制御部とを備える。モータジェネレータは、中性点に接続されたステータコイルを含む。中性点は、蓄電装置からの電力を外部に交流電力を給電する出力ノードである。インバータは、正極電源ラインと負極電源ラインとの間に直列に接続された第１スイッチ素子および第２スイッチ素子を含む。第１スイッチ素子と第２スイッチ素子の接続ノードはステータコイルに接続される。制御部は、中性点の電圧が所定値となるようにインバータが駆動されるように駆動信号をインバータに入力する。また制御部は、エンジン駆動時において出力ノードから電力を外部に給電する場合には、接続ノードからステータコイルに入出力される電流に基づいて、第１スイッチ素子および第２スイッチ素子がともにオフ状態の駆動信号が供給される期間であるデッドタイム期間の駆動信号を補償する。制御部は、エンジン非駆動時において出力ノードから電力を外部に給電する場合には、給電する交流電力の１周期前の中性点の出力電圧の誤差に基づいて、駆動信号を繰返し補償する。

好ましくは、ステータコイルは、各々の一端が中性点に接続された、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルを含む。第１スイッチ素子と第２スイッチ素子の接続ノードは、Ｕ相コイルの他端に接続される。インバータは、正極電源ラインと負極電源ラインとの間に直列に接続され、互いの接続ノードがＶ相コイルの他端に接続された第３、第４のスイッチ素子と、正極電源ラインと負極電源ラインとの間に直列に接続され、互いの接続ノードがＷ相コイルの他端に接続された第５、第６のスイッチ素子とをさらに含む。接続ノードからステータコイルに入出力される電流は、Ｕ相コイルに流れる電流と、Ｖ相コイルに流れる電流と、Ｗ相コイルに流れる電流とを含む。

好ましくは、上記いずれかの外部給電システムにおいて、制御部は、エンジン非駆動時において、給電する交流電力の１周期前の中性点の出力電圧の誤差に基づいて、駆動信号を繰返し補償する。

好ましくは、上記いずれかの外部給電システムにおいて、制御部は、エンジン駆動時において、インバータの入力電圧と、インバータのキャリア周波数とのいずれかが変更されたときに、接続ノードからステータコイルに入出力される電流に基づいて、デッドタイム期間の駆動信号の補償を実行する。

好ましくは、上記いずれかの外部給電システムは、第２モータジェネレータおよび第２インバータをさらに備える。外部負荷は、中性点と第２中性点との間に接続される。第２中性点は、第２モータジェネレータのステータコイルの中性点である。制御部は、エンジン駆動時において、インバータと第２インバータの電圧分担率が変更されたときに、接続ノードからステータコイルに入出力される電流に基づいて、デッドタイム期間の駆動信号の補償を実行する。

本発明によれば、デッドタイム期間の出力誤差が低減され、給電電力の品質が向上する。

実施の形態１の外部給電システムが適用される車両の全体構成を示すブロック図である。 コンバータおよびインバータの回路構成と中性点からの給電時に流れる電流について説明するための図である。 インバータ回路の１相分を模式的に示した図である。 インバータのデッドタイム期間に発生する誤差の発生原理を説明するための波形図である。 デッドタイム期間に発生する誤差による電圧降下を説明するための図である。 図１の制御装置５０のデッドタイム期間の補償制御に関する構成を示すブロック図である。 デッドタイム期間の補償の方式の使い分けについて説明するための図である。 デッドタイム期間の補償の方式を切り替える制御を説明するためのフローチャートである。 エンジン停止時のデッドタイム期間に生じる誤差に起因する給電波形の歪を説明するための波形図である。 繰返し制御が実行される場合のデッドタイム補償制御部５３の構成を示すブロック図である。 繰返し制御が実行される前後の波形の違いを説明するための図である。 図１０の繰返し制御部６４の構成を説明するためのブロック図である。 図１２におけるＬ値の説明をするためのブロック図である。 図１２におけるＬ値の説明をするための波形図である。 エンジン稼働時の出力電圧とインバータ電流を示した波形図である。 図１５の時刻ｔ１〜ｔ２の間を拡大して示した波形図である。 エンジン稼働時のインバータ出力誤差について説明するためのブロック図である。 エンジン稼働時のインバータ出力誤差について説明するための波形図である。 電流極性による補償制御が実行される場合のデッドタイム補償制御部５４の構成を示すブロック図である。 図１９に示したデッドタイム補償部８３の構成を示すブロック図である。 電流リップルが激しく電流極性が高速変動する例を示す波形図である。 ＭＧ１の回転角を利用した電流極性判定による補償制御を行なうデッドタイム補償制御部５４Ａのブロック図である。 ＭＧ１の回転角を利用したインバータ誤差電圧を算出について説明するための波形図である。 図２２のデッドタイム補償部９１Ａが実行する補償値の算出処理を説明するためのフローチャートである。 中性点出力電圧に生じる高調波のピーク値の算出について説明するためのフローチャートである。 モータジェネレータＭＧ１の電流ピーク値の算出について説明するためのフローチャートである。 高調波のピーク値と電流ピーク値の位相差の判定について説明するためのフローチャートである。 高調波のピーク値と電流ピーク値の位相差の検出過程について説明するための波形図である。 変形例１で用いられるデッドタイム補償制御部５４Ｂの構成を示したブロック図である。 図２９におけるデッドタイム補償部８３Ｂの構成を示すブロック図である。 変形例１の対策を実行する前の出力電圧と出力電流の波形図である。 変形例１の対策を実行した後の出力電圧と出力電流の波形図である。 変形例２で用いられるデッドタイム補償制御部５４Ｃの構成を示したブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１の外部給電システムが適用される車両の全体構成を示すブロック図である。以下の実施の形態では車両がハイブリッド車両である場合について説明するが、本発明の車両はハイブリッド車両に限定されない。図１を参照して、車両１００は、エンジン２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構４と、駆動輪６とを備える。また、車両１００は、蓄電装置Ｂと、システムメインリレーＳＭＲと、コンバータ１０と、インバータ２１，２２と、制御装置５０とをさらに備える。

車両１００は、エンジン２およびモータジェネレータＭＧ２を動力源として走行するハイブリッド車両である。エンジン２およびモータジェネレータＭＧ２が発生した駆動力は、駆動輪６へ伝達される。

エンジン２は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する内燃機関である。エンジン２は、スロットル開度（吸気量）や燃料供給量、点火時期などの運転状態を制御装置５０からの信号によって電気的に制御可能に構成されている。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、交流回転電機であり、たとえば、３相交流同期電動機である。モータジェネレータＭＧ１は、エンジン２によって駆動される発電機として用いられるとともに、エンジン２を始動することが可能な回転電機としても用いられる。モータジェネレータＭＧ１が発電することによって得られる電力をモータジェネレータＭＧ２の駆動に用いることができる。また、モータジェネレータＭＧ１が発電することによって得られる電力を車両１００に接続される外部機器へ供給することができる。モータジェネレータＭＧ２は、主として車両１００の駆動輪６を駆動する回転電機として用いられる。

動力分割機構４は、たとえば、サンギヤ、キャリア、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を含む。サンギヤは、モータジェネレータＭＧ１の回転軸に連結される。キャリアは、エンジン２のクランクシャフトに連結される。リングギヤは、駆動軸に連結される。動力分割機構４は、エンジン２の駆動力をモータジェネレータＭＧ１の回転軸に伝達される動力と、駆動軸に伝達される動力とに分割する。駆動軸は、駆動輪６に連結される。また、駆動軸は、モータジェネレータＭＧ２の回転軸にも連結される。

蓄電装置Ｂは、充放電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池、あるいはキャパシタなどによって構成される。蓄電装置Ｂは、コンバータ１０へ電力を供給し、また、電力回生時には、コンバータ１０からの電力によって充電される。

システムメインリレーＳＭＲは、蓄電装置Ｂとコンバータ１０とを結ぶ正極電源ラインＰＬ１と負極電源ラインＮＬの途中に設けられる。システムメインリレーＳＭＲは、蓄電装置Ｂと電気システムとの電気的な接続／遮断を行なうためのリレーであり、制御装置５０によってオン／オフ制御される。

コンバータ１０は、正極電源ラインＰＬ１と負極電源ラインＮＬを介して蓄電装置から電力を受ける。コンバータ１０は、蓄電装置Ｂからの電圧を昇圧して、正極電源ラインＰＬ２と負極電源ラインＮＬを介して、インバータ２１，２２へ供給する。負極電源ラインＮＬは、コンバータ１０の入力側および出力側に共通する電源ラインである。正極電源ラインＰＬ２と負極電源ラインＮＬとの間には、平滑用のコンデンサＣ１が接続されている。

また、コンバータ１０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２で発電されインバータ２１，２２で整流された電圧を降圧して、蓄電装置Ｂを充電する。

インバータ２１，２２は、コンバータ１０に対して互いに並列に接続される。インバータ２１，２２は、制御装置５０からの信号によって制御される。インバータ２１，２２は、コンバータ１０から供給される直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２をそれぞれ駆動する。

インバータ２１，２２は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各ステータコイルの中性点を経由して、外部機器（図示せず）に電圧ＶＯを給電することが可能に構成される。

制御装置５０は、アクセル開度やブレーキ踏込量、車両速度等に基づいて駆動輪６に伝達される目標駆動力を決定する。そして、制御装置５０は、効率良く目標駆動力を出力することができる運転状態になるように、エンジン２、およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を制御する。

以上のような構成において、制御装置５０は、外部放電を実行する際に、車両１００に接続される外部機器に応じてインバータ２１，２２を制御する必要がある。具体的には、外部機器の要求電圧や負荷装置が受け入れ可能な電流の最大値（以下、最大電流値と称する。）は外部機器毎に異なるため、制御装置５０は、車両１００に接続される外部機器の要求電圧に応じた電圧を出力したり、最大電流値を超えないように出力電流を制限したりする。

図２は、コンバータおよびインバータの回路構成と中性点からの給電時に流れる電流について説明するための図である。図２を参照して、コンバータ１０は、リアクトルＬ１と、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６とを含む。スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の各々には、逆並列にダイオードが接続されている。

インバータ２２は、上アームのスイッチング素子Ｑ１と、下アームのスイッチング素子Ｑ２とを含む。スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の各々は、ステータコイルのＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応するスイッチンング素子を３つずつ含む。

インバータ２１は、上アームのスイッチング素子Ｑ３と、下アームのスイッチング素子Ｑ４とを含む。スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４の各々は、ステータコイルのＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応するスイッチンング素子を３つずつ含む。

以上のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６としては、たとえばＩＧＢＴ素子を用いることができる。他の素子（ＭＯＳ）などでもよい。

中性点発電では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のスイッチング素子は共通でスイッチングする。すなわち、図２の矢印に示されるように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に同位相かつ同振幅の電流が流れる。

図３は、インバータ回路の１相分を模式的に示した図である。
図４は、インバータのデッドタイム期間に発生する誤差の発生原理を説明するための波形図である。

図３、図４を参照して、インバータのデッドタイム誤差の発生メカニズムについて説明する。電圧指令Ｖｎとキャリア信号Ｖｃとが交差した時刻ｔ１および時刻ｔ３が理想的なスイッチング素子Ｑ１、Ｑ４のオンオフ切り替わりポイントである。

しかし、インバータの上アームと下アームが同時にオンすると短絡状態が生じてしまうので、実際には時刻ｔ１においてスイッチング素子Ｑ１のゲートがオフされ、時刻ｔ２においてスイッチング素子Ｑ４のゲートがオンされる。この時刻ｔ１〜ｔ２の間の時間がデッドタイムである。

同様に、時刻ｔ３においてスイッチング素子Ｑ４のゲートがオフされ、時刻ｔ４においてスイッチング素子Ｑ１のゲートがオンされる。この時刻ｔ３〜ｔ４の間の時間がデッドタイムである。

ここで、電流の向きが図３に示す−Ｉａの場合には、時刻ｔ１でインバータ出力電圧Ｖａｏが＋０．５Ｖｄから−０．５Ｖｄに変化し、時刻ｔ３でインバータ出力電圧Ｖａｏが−０．５Ｖｄから＋０．５Ｖｄに変化する。この場合、斜線で示すように電圧Ｖａｏが立ち上がる時に理想的なタイミングであるｔ４より早く波形が変化しており、デッドタイムによる出力誤差電圧が発生している。なお、電圧Ｖａｏの零電位は、電圧ＶＨの中間電位に位置している。図３に破線で仮想的示す２つのキャパシタの接続ノードが電圧Ｖａｏの零電位に相当する。

一方、電流の向きが図３に示す＋Ｉａの場合には、時刻ｔ２でインバータ出力電圧Ｖａｏが＋０．５Ｖｄから−０．５Ｖｄに変化し、時刻ｔ４でインバータ出力電圧Ｖａｏが−０．５Ｖｄから＋０．５Ｖｄに変化する。この場合、斜線で示すように電圧Ｖａｏが立ち下がる時に理想的なタイミングであるｔ１より遅く波形が変化しており、デッドタイムによる出力誤差電圧が発生している。

図５は、デッドタイム期間に発生する誤差による電圧降下を説明するための図である。
図５を参照して、中性点出力電圧指令値に相当する電圧が破線Ｖｎで示されており、実際の中性点出力電圧が実線Ｖｍで示されている。電流極性が＋Ｉａである期間ＴＡでは、破線Ｖｎよりも実線Ｖｍが高くなっており、電流極性が−Ｉａである期間ＴＢでは破線Ｖｎよりも実線Ｖｍが低くなっている。絶対値では、いずれも破線Ｖｎの指令値よりも実際の電圧の実線Ｖｍの方が小さい。また、Ｖｍがゼロに近い部分では、電流および出力誤差の極性が頻繁に反転を繰返すので、一定期間Ｖｍ＝０に固定される部分が生じる。

たとえば、指令値ＶｎがＡＣ２００Ｖ（２８３Ｖピーク）である場合、一例では実際の中性点出力電圧ＶｍはＡＣ１７２Ｖ（２４３Ｖピーク）に降下する。この場合ピーク値の降下量Ｖｔｄ＝４０Ｖである。このＶｔｄがインバータ出力誤差電圧である。

インバータの出力誤差電圧Ｖｔｄは、次式（１）で算出できる。
Ｖｔｄ（Ｖ）＝ＶＨ（Ｖ）×ｔｄ（ｓｅｃ）×ｆｃ（Ｈｚ） …（１）
ここで、Ｖｔｄは出力誤差電圧を示し、ＶＨは図３に示すインバータ電源電圧ＶＨを示し、ｔｄは図４に示す理想タイミングに対する時間差（ｔｄ１またはｔｄ２）を示し、ｆｃはキャリア周波数を示す。

そして、ＶＨ＝５００Ｖ、ｔｄ＝８μｓ、ｆｃ＝１０ｋＨｚとした場合、式（１）からＶｔｄ＝４０Ｖが算出される。

図６は、図１の制御装置５０のデッドタイム期間の補償制御に関する構成を示すブロック図である。図６を参照して、制御装置５０は、発電機制御指令出力部５１と、モータ制御指令出力部５２と、デッドタイム補償制御部５３，５４と、デッドタイム制御切替部５５と、ＰＷＭ制御部５６，５７とを含む。

ＰＷＭ制御部５６は、モータジェネレータＭＧ１を駆動するインバータ２１にＰＷＭ信号を出力する。ＰＷＭ制御部５７は、モータジェネレータＭＧ２を駆動するインバータ２２にＰＷＭ信号を出力する。

デッドタイム制御切替部５５は、エンジンの状態や給電システムの状態に基づいて、繰返し制御を行なうデッドタイム補償制御部５３、電流極性制御を行なうデッドタイム補償制御部５４のいずれか一方を選択して作動させる。

図７は、デッドタイム期間の補償の方式の使い分けについて説明するための図である。図６のデッドタイム制御切替部５５は、図７に示す場合分けに基づいて、繰返し制御によるデッドタイム補償制御部５３を用いるか、インバータ出力電流極性によるデッドタイム補償制御部５４を用いるかを決定する。

エンジン稼働時において、エンジン回転数が固定であり、エンジン発電による蓄電装置Ｂの最大充電時には、繰返し制御によるデッドタイム補償制御部５３が用いられる。

エンジン稼働時において、エンジン回転数が変動している場合や、エンジン回転数が固定していても所定条件が発生した時には、インバータ出力電流極性によるデッドタイム補償制御部５４が用いられる。ここでの所定条件は、電圧ＶＨ、キャリア周波数ｆｃ、中性点電圧分担率ｋのいずれかが変更されたという条件である。

一方、エンジンが停止している場合には、常時繰返し制御によるデッドタイム補償制御部５３が用いられる。エンジン停止中は、インバータ出力電流極性によるデッドタイム補償制御部５４は用いられない。

図８は、デッドタイム期間の補償の方式を切り替える制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。このフローチャートの処理は、図１の制御装置５０のうち特に図６のデッドタイム制御切替部５５が行なう処理に相当する。

図１、図８を参照して、まず、処理が開始されると、ステップＳ１においてエンジンが稼働中か否かが判断される。ステップＳ１においてエンジンが稼働中でない（停止中）と判断された場合にはステップＳ９に処理が進み、繰返し制御によるデッドタイム補償が採用される。一方、ステップＳ１において、エンジン稼働中であると判断された場合にはステップＳ２に処理が進められる。

ステップＳ２では、蓄電装置Ｂの電池残量（充電状態、ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅともいう）が所定割合（たとえば７４％）よりも少ないか否かが判断される。

ステップＳ２においてＳＯＣ＜７４％が成立しない場合には、ステップＳ１０に処理が進められ、インバータ出力電流極性に基づくデッドタイム補償が採用される。一方、ステップＳ２においてＳＯＣ＜７４％が成立した場合にはステップＳ３に処理が進められる。なお、この所定割合は７４％に限らず、適宜の値に変更しても良い。

ステップＳ３では、充電パワーＰｃｈｇ＝５．５ｋＷ（ＳＯＣ低下した場合に充電される所定値）であるか否かが判断される。ステップＳ３において、Ｐｃｈｇ＝５．５ｋＷが成立しなければステップＳ４に処理が進められ、成立した場合にはステップＳ５に処理が進められる。

ステップＳ４では、エンジン回転数に変動があるか否かが判断される。ステップＳ４においてエンジン回転数に変動があった場合には、ステップＳ１０に処理が進められ、インバータ出力電流極性に基づくデッドタイム補償が採用される。一方、ステップＳ４においてエンジン回転数に変動が無かった場合には、ステップＳ９に処理が進められ、繰返し制御に基づくデッドタイム補償が採用される。

また、ステップＳ５では、インバータのキャリア周波数の変更の有無が判断される。ステップＳ５において、キャリア周波数の変更がありと判断された場合には、ステップＳ１０に処理が進められ、インバータ出力電流極性に基づくデッドタイム補償が採用される。一方、ステップＳ５においてキャリア周波数の変更が無かった場合には、ステップＳ６に処理が進められる。

ステップＳ６では、コンバータ１０によって制御されている電圧ＶＨの変更があったか否かが判断される。ステップＳ６において、電圧ＶＨの変更がありと判断された場合には、ステップＳ１０に処理が進められ、インバータ出力電流極性に基づくデッドタイム補償が採用される。一方、ステップＳ６において電圧ＶＨの変更がないと判断された場合にはステップＳ７に処理が進められる。

ステップＳ７では、後にブロック図で説明する電圧分担率ｋの変更があったか否かが判断される。ステップＳ７において電圧分担率ｋの変更がありと判断された場合には、ステップＳ１０に処理が進められ、インバータ出力電流極性に基づくデッドタイム補償が採用される。一方、ステップＳ７において電圧分担率ｋの変更がないと判断された場合には、ステップＳ８に処理が進められる。

ステップＳ８では、エンジン回転数の変動があるか否かが判断される。ステップＳ８でエンジン回転数に変動があった場合には、ステップＳ１０に処理が進められ、インバータ出力電流極性に基づくデッドタイム補償が採用される。一方、ステップＳ８においてエンジン回転数に変動が無かった場合には、ステップＳ９に処理が進められ、繰返し制御に基づくデッドタイム補償が採用される。

ステップＳ９またはステップＳ１０において、いずれかの方式のデッドタイム補償が実行されることが決まると、ステップＳ１１に処理が進められ、制御はメインルーチンに移される。

なお、以上の処理において、エンジン回転数の変動の有無、キャリア周波数の変更の有無、電圧ＶＨの変更の有無、電圧分担率ｋの変更の有無は、変動量または変更量が所定のしきい値よりも小さい場合に変動または変更無しと判断する場合もある。

（エンジン停止時のデッドタイム誤差補償）
図９は、エンジン停止時のデッドタイム期間に生じる誤差に起因する給電波形の歪を説明するための波形図である。図９を参照して、中性点出力電圧Ｖｏと中性点出力電流Ｉ０が示されている。エンジン停止時には、デッドタイム誤差は毎周期同じであるため、中性点出力電圧Ｖｏの破線部Ａ１，Ａ２には、同じ歪が発生している。

図１０は、繰返し制御が実行される場合のデッドタイム補償制御部５３の構成を示すブロック図である。図１０を参照して、デッドタイム補償制御部５３は、出力電圧指令値Ｖｓｒと出力電圧モニタ値Ｖｓとの差を演算する減算器６２と、減算器６２の出力を受ける繰返し制御部６４と、繰返し制御部６４の出力を受け電圧分担率ｋに基づいてインバータ２１とインバータ２２の電圧分担率に応じた出力を発生させる分担決定部６６とを含む。

デッドタイム補償制御部５３は、さらに、分担決定部６６の出力（ｋ）と発電機制御指令出力部５１の出力とを加算してＰＷＭ制御部５６に出力する加算器６７と、分担決定部６６の出力（１−ｋ）とモータ制御指令出力部５２の出力とを加算してＰＷＭ制御部５６に出力する加算器６８とを含む。

図１１は、繰返し制御が実行される前後の波形の違いを説明するための図である。図１１を参照して、期間Ｔ１には繰返し制御がない場合の波形が示されており、期間Ｔ２には、繰返し制御がある場合の波形が示されている。期間Ｔ１では指令値Ｗ４に対して出力値Ｗ５には偏差ΔＶ１が生じている。

これに対して、期間Ｔ２では、繰返し制御がなければ破線Ｗ６で示されるような出力が出ているはずであるが、繰返し制御が適用されることにより、記憶されていた１周期前の偏差ΔＶ１が補われ、中性点出力電圧Ｗ５と指令値Ｗ４とは一致している。

この繰返し制御の原理は、毎周期発生する出力誤差に対して、１周期前の出力偏差を記憶しておき、指令値を補償することである。以下、もう少し詳しく繰返し制御について説明する。

図１２は、図１０の繰返し制御部６４の構成を説明するためのブロック図である。図１２を参照して、繰返し制御部６４は、加算器７１と、ブロック７２〜７５とを含む。

加算器７１は、中性点電圧指令値Ｖｓｒと出力電圧モニタ値Ｖｓとの差分値をブロック７４の出力と加算する。ブロック７２は、中性点電圧出力の１周期前の電圧偏差Ｖ１を記憶する。すなわち、ブロック７２は、中性点出力指令Ｍ個をサンプリングし記憶し、インバータ出力から中性点負荷電圧までの遅延分のサンプリング個数Ｌ個だけ位相の遅いサンプルを記憶したなかから抽出する。

図１３は、図１２におけるＬ値の説明をするためのブロック図である。図１４は、図１２におけるＬ値の説明をするための波形図である。図１３、図１４に示すようにインバータ２１の出力直後の電圧ＶＩＮＶに対して、中性点出力電圧ＶｏはＬＣフィルタによって出力電圧位相が遅延Ｔｄ分遅れている。この遅延Ｔｄは、サンプリング数Ｌに相当する。

再び図１２を参照して、ブロック７３は、ブロック７２の出力ｅｖから移動平均によりノイズを除去する。ｎ点サンプリングの場合、記憶した出力ｅｖ値をｅｖ１〜ｅｖｎとすると、移動平均値は、（ｅｖ１＋ｅｖ２＋…＋ｅｖｎ）／ｎで表される。

ブロック７４は、ブロック７３の出力をインバーター出力電圧に換算する処理を行なう。具体的には、インバータ出力から中性点負荷電圧の遅延分に相当するサンプリング数Ｌ個だけ、位相の早いサンプルｅｖを抽出する。

ブロック７５は、出力ｅｖにゲインＫｒを掛けて補償後電圧指令値ｅｖｏとして出力する。

なお、ブロック図において、Ｆ（ｚ）は移動平均フィルタを示し、Ｚ^-Lは中性点出力（インバータ出力電圧を示し、Ｚ^-M+Lは１周期前の中性点出力（中性点負荷電圧）を示す。

（エンジン稼働時のデッドタイム誤差補償）
図１５は、エンジン稼働時の出力電圧とインバータ電流を示した波形図である。図５を参照して、中性点出力電圧Ｖｏとインバータ電流Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各電流値ＩＵ、ＩＶ、ＩＷが示される。このインバータ電流値は、エンジン回転数に比例して、周波数が変動する。

図１６は、図１５の時刻ｔ１〜ｔ２の間を拡大して示した波形図である。中性点出力電圧Ｖｏには、インバータ電流の３倍の周波数で脈動が生じている。そして、各相電流の極性によって中性点の電圧が変動する。この変動が生じる理由についてもう少し詳細に説明する。

図１５、図１６に示されるように、インバータ電流には脈動が生じている。このため、電流がゼロのラインに対して、インバータ電流波形の上下が完全に対称にはなっていない。期間ＴＰ１は、電流ＩＵとＩＶが正で、電流ＩＷが負の期間である。期間Ｔｐ１では、インバータ出力誤差電圧は、＋（Ｖｔｄ／３）である。期間ＴＰ２は、電流ＩＶが正で、電流ＩＵとＩＷが負の期間である。期間Ｔｐ２では、インバータ出力誤差電圧は、−（Ｖｔｄ／３）である。これらのインバータ出力誤差電圧についてさらに説明する。

図１７は、エンジン稼働時のインバータ出力誤差について説明するためのブロック図である。図１８は、エンジン稼働時のインバータ出力誤差について説明するための波形図である。

図１７に示すように、便宜上モータジェネレータＭＧ２側のインバータ２２の出力は、常時電位Ｎに固定されるとする。

図１８の条件ｉ）では、インバータ２１のＵ相の出力電圧ＶＵ、Ｖ相の出力電圧ＶＶ、Ｗ相の出力電圧ＶＷがともに電圧ＶＨである場合を考える。３相の出力の各々の１／３の総和が中性点出力となるので、条件ｉ）では中性点出力は電圧ＶＨとなる。

図１８の条件ｉｉ）では、インバータ２１のＵ相の出力電圧ＶＵ、Ｖ相の出力電圧ＶＶがともに電圧ＶＨであり、Ｗ相の出力電圧ＶＷは、電位Ｎである場合を考える。３相の出力の各々の１／３の総和が中性点出力となるので、条件ｉｉ）では中性点出力は電圧２／３ＶＨとなる。

デッドタイム期間において図３に示した回路では、電流の向きが＋ＩａならばダイオードＤ１が順方向となりＶａｏ＝ＶＨが出力され、電流の向きが−ＩａならばダイオードＤ４が順方向となりＶａｏ＝Ｎが出力されることが理解できる。

再び図１６を参照して、期間ＴＰ１では、２相の電流極性が正、残りの１相が負となる。電流極性が正の場合の出力誤差は＋Ｖｔｄ、電流極性が負の出力誤差は−Ｖｔｄとなる。中性点出力の誤差は、図１７、図１８で説明したように、各相の出力電圧の１／３の総和であるから、誤差もそれと同様に計算され、期間ＴＰ１の中性点出力誤差Ｖｅ（ＴＰ１）は、次式（２）のようになる。
Ｖｅ（ＴＰ１）＝１／３×（＋Ｖｔｄ）＋１／３×（＋Ｖｔｄ）＋１／３×（−Ｖｔｄ）
Ｖｅ（ＴＰ１）＝１／３×（＋Ｖｔｄ） …（２）
また、期間ＴＰ２では、２相の電流極性が負、残りの１相が正となる。上記と同様に考えると、期間ＴＰ２の中性点出力誤差Ｖｅ（ＴＰ２）は、次式（３）のようになる。
Ｖｅ（ＴＰ２）＝１／３×（−Ｖｔｄ）＋１／３×（−Ｖｔｄ）＋１／３×（＋Ｖｔｄ）
Ｖｅ（ＴＰ２）＝１／３×（−Ｖｔｄ） …（３）
以上説明したような電流極性とデッドタイム誤差との関係から、繰返し周期が安定しないエンジン稼働時には電流極性に基づいた補償制御を行なうことが有効である。

図１９は、電流極性による補償制御が実行される場合のデッドタイム補償制御部５４の構成を示すブロック図である。

図１９を参照して、デッドタイム補償制御部５４は、出力電圧指令値Ｖｓｒと出力電圧モニタ値Ｖｓとの差を演算する減算器８１と、減算器８１の出力を受ける電圧制御部８２と、インバータ２１，２２からモータジェネレータに出力される相電流に基づいて、補償値を出力するデッドタイム補償部８３と、加算器８４，８５，８７，８８と、分担決定部８６とを含む。

デッドタイム補償部８３は、インバータ２１からモータジェネレータＭＧ１に出力される相電流ｉｇｕ，ｉｇｖ，ｉｇｗに応じて加算器８５に補償値を出力するデッドタイム補償部９１と、インバータ２２からモータジェネレータＭＧ２に出力される相電流ｉｍｕ，ｉｍｖ，ｉｍｗに応じて加算器８４に補償値を出力するデッドタイム補償部９２とを含む。

加算器８４は、電圧制御部８２の出力とデッドタイム補償部９２の出力とを加算した結果を分担決定部８６に出力する。加算器８５は、電圧制御部８２の出力とデッドタイム補償部９１の出力とを加算した結果を分担決定部８６に出力する。

分担決定部８６は、加算器８５の出力に分担率ｋを掛けて加算器８７に出力する。加算器８７は、分担決定部８６から与えられる値と発電機制御指令出力部５１の出力とを加算してＰＷＭ制御部５６に出力する。また、分担決定部８６は、加算器８４の出力に（１−ｋ）を掛けて加算器８８に出力する。加算器８８は、分担決定部８６から与えられる値とモータ制御指令出力部５２の出力とを加算してＰＷＭ制御部５７に出力する。

図２０は、図１９に示したデッドタイム補償部８３の構成を示すブロック図である。
図２０を参照して、デッドタイム補償部８３は、モータジェネレータＭＧ１に関する補償を行なうデッドタイム補償部９１と、モータジェネレータＭＧ２に関する補償を行なうデッドタイム補償部９２とを含む。

デッドタイム補償部９１は、相電流ｉｇｕ，ｉｇｖ，ｉｇｗをゼロとそれぞれ比較するコンパレータ１０１〜１０３と、コンパレータ１０１〜１０３の出力にそれぞれデッドタイム誤差電圧Ｖｔｄ（＝ＶＨ×ｔｄ×ｆｃ）を掛ける掛算器１０５〜１０７と、掛算器１０５〜１０７の出力の総和を演算する加算器１０８と、加算器１０８の出力に係数１／３を掛ける係数乗算部１０９とを含む。係数乗算部１０９の出力は、モータジェネレータＭＧ１の電圧補償値として、図１９の加算器８５に入力される。

デッドタイム補償部９２は、相電流ｉｍｕ，ｉｍｖ，ｉｍｗをゼロとそれぞれ比較するコンパレータ１１１〜１１３と、コンパレータ１１１〜１１３の出力にそれぞれデッドタイム誤差電圧Ｖｔｄ（＝ＶＨ×ｔｄ×ｆｃ）を掛ける掛算器１１５〜１１７と、掛算器１１５〜１１７の出力の総和を演算する加算器１１８と、加算器１１８の出力に係数１／３を掛ける係数乗算部１１９とを含む。係数乗算部１１９の出力は、モータジェネレータＭＧ２の電圧補償値として、図１９の加算器８４に入力される。

実施の形態１では、安定して周期的に発生する誤差を補償するのに特に有効な繰返し制御によるデッドタイム補償制御と、エンジン稼働時の周期が変動する誤差を補償するのに有効な電流極性に応じた制御とを組み合わせて行なう。これによって、中性点から出力される電圧に大きな誤差が発生することを防ぐことができる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、エンジン稼働時などに出力電圧の誤差を補償するために、インバータ電流の極性に基づいて行なう制御を適用した。しかし、電流極性が高速に変化する場合には、その都度電流極性を判定してから制御を行なうのでは制御遅れが電圧の補償に影響を与えてしまう。

図２１は、電流リップルが激しく電流極性が高速変動する例を示す波形図である。図２１には、中性点出力電圧ＶＯと、インバータ出力電流ｉｇｖが示されている。破線Ｇで囲った部分では、電流がゼロをまたいで変化しているが、高速で極性が正から負、負から正に反転を繰返している。このような場合、電流極性をフィードバック制御することは難しい。そこで、実施の形態２では、電流極性判定を電流センサの出力に基づいて行なう代わりに、モータジェネレータＭＧ１の回転角に基づいて行なう。

図２２は、ＭＧ１の回転角を利用した電流極性判定による補償制御を行なうデッドタイム補償制御部５４Ａのブロック図である。

図２２を参照して、デッドタイム補償制御部５４Ａは、出力電圧指令値Ｖｓｒと出力電圧モニタ値Ｖｓとの差を演算する減算器８１と、減算器８１の出力を受ける電圧制御部８２と、モータジェネレータＭＧ１の回転角を検出するレゾルバ１３０の出力と、インバータ２２からモータジェネレータＭＧ２に出力される相電流に基づいて、補償値を出力するデッドタイム補償部８３Ａと、加算器８４，８５，８７，８８と、分担決定部８６とを含む。

デッドタイム補償部８３は、レゾルバ１３０が検出したモータジェネレータＭＧ１の回転角に応じて加算器８５に補償値を出力するデッドタイム補償部９１Ａと、インバータ２２からモータジェネレータＭＧ２に出力される相電流ｉｍｕ，ｉｍｖ，ｉｍｗに応じて加算器８４に補償値を出力するデッドタイム補償部９２とを含む。

加算器８４は、電圧制御部８２の出力とデッドタイム補償部９２の出力とを加算した結果を分担決定部８６に出力する。加算器８５は、電圧制御部８２の出力とデッドタイム補償部９１Ａの出力とを加算した結果を分担決定部８６に出力する。

分担決定部８６は、加算器８５の出力に分担率ｋを掛けて加算器８７に出力する。加算器８７は、分担決定部８６から与えられる値と発電機制御指令出力部５１の出力とを加算してＰＷＭ制御部５６に出力する。また、分担決定部８６は、加算器８４の出力に（１−ｋ）を掛けて加算器８８に出力する。加算器８８は、分担決定部８６から与えられる値とモータ制御指令出力部５２の出力とを加算してＰＷＭ制御部５７に出力する。

図２２に示したように、レゾルバ１３０からモータジェネレータＭＧ１の回転角を取得して、インバータ電流の極性を判定した場合と同様に電圧誤差を補正する補正値を指令値に足しこむことができる。なお、モータジェネレータＭＧ２は、給電を行なう場合には停車中であるので、インバータ電流はロック電流（ＤＣ電流）となり電流極性が固定されているから、実施の形態１と同様にデッドタイム補償部９２で電流極性をモニタしてデッドタイム補償を行なうことが可能である。

図２３は、ＭＧ１の回転角を利用したインバータ誤差電圧を算出について説明するための波形図である。図２３を参照して、中性点出力電圧の高調波のピーク値の間隔（周期）Ｔａ、インバータ相電流のピークと中性点出力電圧の高調波のピークとの時間差Ｔｃおよび、高調波電圧の実効値ΔＶｂとが補償に使用される。

インバータ出力の電流極性が高速に変化する場合において、それよりも演算速度が遅くて済む中性点出力の高調波とモータジェネレータＭＧ１のＶ相電流の位相差を検出する処理を行なう。そして、検出した位相差から図２３の期間ＴＰ１、ＴＰ２を規定して、補正値＋（Ｖｔｄ／３）、−（Ｖｔｄ／３）を適用すれば、実質的にインバータ電流の極性からデッドタイム誤差電圧を補償することと同等な処理が可能となる。

図２４は、図２２のデッドタイム補償部９１Ａが実行する補償値の算出処理を説明するためのフローチャートである。図２４を参照して、まず処理が開始されると、ステップＳ２１において、モータジェネレータＭＧ１のロータ受け軸に設置されたレゾルバ１３０から回転角を受信する。続いて、ステップＳ２２において、単位時間あたりの回転角から回転速度を算出する。

そして、ステップＳ２３において、中性点出力電圧高調波の周期Ｔａを算出する。周期Ｔａは、後に説明する図２５の処理によって算出される。なお、中性点電力に生じる高調波周波数の３倍がモータジェネレータＭＧ１の電気角周波数になる。また、モータジェネレータＭＧ１が８極のＰＭモータである場合には、モータジェネレータＭＧ１の回転数の４倍がモータジェネレータＭＧ１の電気角周波数である。

次に、ステップＳ２４において、モータジェネレータを駆動するためのＥＣＵの内部情報である電圧ＶＨ、デッドタイムｔｄ、キャリア周波数ｆｃを取得する。そしてステップＳ２５において、図２３に示したΔＶｂにより、中性点出力電圧に重畳する高調波の電圧実効値を算出する。

そして、ステップＳ２６において、図２３に示した時間差Ｔｃに基づいて、位相差を算出する。なお、時間差Ｔｃの算出については、後に図２７、図２８を用いて説明する。

必要な情報が算出できた後には、ステップＳ２７において、デッドタイム補償値を算出する。デッドタイム補償値Ｖｄは次式（４）によって算出される。
Ｖｄ＝√２・Ｖａ・ｓｉｎ（３×２πｆｔ＋φ） …（４）
ここで、Ｖａは中性点出力電圧の高調波の振幅を示し、ｆはＭＧ１電流の電気角の周波数を示し、φは中性点出力電圧の高調波とＭＧ１電流の位相差により求まる値を示し、ｔは、時間を示す。

さらにステップＳ２８では、ステップＳ２７で算出したデッドタイム補償値Ｖｄを図２２の加算器８５に与えて電圧制御部８２からの値に加算させる。

ステップＳ２８の処理が終了するとステップＳ２９において、再びスタートに戻り、図２４のフローチャートの処理が繰返して行なわれる。

図２５は、中性点出力電圧に生じる高調波のピーク値の算出について説明するためのフローチャートである。この処理の結果が、図２４のステップＳ２３において使用される。

図２５を参照して、まず、ステップＳ４１において、中性点電圧出力Ｖ（０）（瞬時値）を取り込む処理が実行される。そしてステップＳ４２において前回値Ｖ（−１）と現在値Ｖ（０）の差分値であるΔＶ（０）を算出する処理が実行される。

ステップＳ４３では、算出された差分値ΔＶ（０）＞０であるか否かが判断される。ステップＳ４３において、ΔＶ（０）＞０が成立しない場合には、ステップＳ４４に処理が進められ、差分値ΔＶ（０）がゼロまたは負であることがメモリに記憶される。一方で、ステップＳ４３において、ΔＶ（０）＞０が成立した場合には、ステップＳ４５に処理が進められ、差分値ΔＶ（０）が正であることがメモリに記憶される。この記憶内容は、たとえば所定のフラグが０か１かに対応させるようにしてもよい。

ステップＳ４４またはＳ４５の処理に続いて、ステップＳ４６では、中性点電圧出力Ｖ（ｎ）（瞬時値）を取り込む処理が実行される。ここでｎの初期値は１に設定されている。そしてステップＳ４７において前回値Ｖ（ｎ−１）と現在値Ｖ（ｎ）の差分値であるΔＶ（ｎ）を算出する処理が実行される。

ステップＳ４８では、算出された差分値ΔＶ（ｎ）＞０であるか否かが判断される。ステップＳ４８において、ΔＶ（ｎ）＞０が成立しない場合には、ステップＳ４９に処理が進められ、差分値ΔＶ（ｎ）がゼロまたは負であることがメモリに記憶される。一方で、ステップＳ４８において、ΔＶ（ｎ）＞０が成立した場合には、ステップＳ５０に処理が進められ、差分値ΔＶ（ｎ）が正であることがメモリに記憶される。この記憶内容は、たとえば所定のフラグが０か１かに対応させるようにしてもよい。

ステップＳ４９の処理が実行された場合には、続いてステップＳ５１において、１つ前の差分値ΔＶ（ｎ−１）が正であるか否かが判断される。差分値ΔＶ（ｎ−１）が正である場合にはステップＳ５３に処理が進められ、差分値ΔＶ（ｎ−１）がゼロまたは負である場合にはステップＳ５７に処理が進められる。

ステップＳ５３では、その時点の出力値Ｖ（ｎ）が、中性点出力の高調波の電圧のピーク値（負側）であると判定され、ステップＳ５４においてパルス出力Ａが出力された後に、ステップＳ５７に処理が進められる。

一方で、ステップＳ５０の処理が実行された場合には、続いてステップＳ５２において、１つ前の差分値ΔＶ（ｎ−１）が正であるか否かが判断される。差分値ΔＶ（ｎ−１）が正である場合にはステップＳ５７に処理が進められ、差分値ΔＶ（ｎ−１）がゼロまたは負である場合にはステップＳ５５に処理が進められる。

ステップＳ５５では、その時点の出力値Ｖ（ｎ）が、中性点出力の高調波の電圧のピーク値（正側）であると判定され、ステップＳ５６においてパルス出力Ｂが出力された後に、ステップＳ５７に処理が進められる。

ステップＳ５７では、変数ｎに１が加算され、その後再びステップＳ４６の処理が実行される。

以上のようにして、繰返し中性点電力出力値の増減が観測され、ピークが検出される毎にパルス出力が出力される。

続いて、モータジェネレータＭＧ１の電流ピーク値を算出する処理について説明する。この処理も基本的には、図２５の処理と同様に電流の増減を観測してピークを検出する処理である。

図２６は、モータジェネレータＭＧ１の電流ピーク値の算出について説明するためのフローチャートである。図２６を参照して、まず、ステップＳ８１において、モータジェネレータＭＧ１のＶ相電流値Ｉ（０）（瞬時値）を取り込む処理が実行される。そしてステップＳ８２において前回値Ｉ（−１）と現在値Ｉ（０）の差分値であるΔＩ（０）を算出する処理が実行される。

ステップＳ８３では、算出された差分値ΔＩ（０）＞０であるか否かが判断される。ステップＳ８３において、ΔＩ（０）＞０が成立しない場合には、ステップＳ８４に処理が進められ、差分値ΔＩ（０）がゼロまたは負であることがメモリに記憶される。一方で、ステップＳ８３において、ΔＩ（０）＞０が成立した場合には、ステップＳ８５に処理が進められ、差分値ΔＩ（０）が正であることがメモリに記憶される。この記憶内容は、たとえば所定のフラグが０か１かに対応させるようにしてもよい。

ステップＳ８４またはＳ８５の処理に続いて、ステップＳ８６では、モータジェネレータＭＧ１のＶ相電流値Ｉ（ｎ）（瞬時値）を取り込む処理が実行される。ここでｎの初期値は１に設定されている。そしてステップＳ８７において前回値Ｉ（ｎ−１）と現在値Ｉ（ｎ）の差分値であるΔＩ（ｎ）を算出する処理が実行される。

ステップＳ８８では、算出された差分値ΔＩ（ｎ）＞０であるか否かが判断される。ステップＳ８８において、ΔＩ（ｎ）＞０が成立しない場合には、ステップＳ８９に処理が進められ、差分値ΔＩ（ｎ）がゼロまたは負であることがメモリに記憶される。一方で、ステップＳ８８において、ΔＩ（ｎ）＞０が成立した場合には、ステップＳ９０に処理が進められ、差分値ΔＩ（ｎ）が正であることがメモリに記憶される。この記憶内容は、たとえば所定のフラグが０か１かに対応させるようにしてもよい。

ステップＳ８９の処理が実行された場合には、続いてステップＳ９１において、１つ前の差分値ΔＩ（ｎ−１）が正であるか否かが判断される。差分値ΔＩ（ｎ−１）が正である場合にはステップＳ９３に処理が進められ、差分値ΔＩ（ｎ−１）がゼロまたは負である場合にはステップＳ９７に処理が進められる。

ステップＳ９３では、その時点の出力値Ｉ（ｎ）が、モータジェネレータＭＧ１のＶ相電流値のピーク値（負側）であると判定され、ステップＳ９４においてパルス出力Ｃが出力された後に、ステップＳ９７に処理が進められる。

一方で、ステップＳ９０の処理が実行された場合には、続いてステップＳ９２において、１つ前の差分値ΔＩ（ｎ−１）が正であるか否かが判断される。差分値ΔＩ（ｎ−１）が正である場合にはステップＳ９７に処理が進められ、差分値ΔＩ（ｎ−１）がゼロまたは負である場合にはステップＳ９５に処理が進められる。

ステップＳ９５では、その時点の出力値Ｉ（ｎ）が、モータジェネレータＭＧ１のＶ相電流値のピーク値（正側）であると判定され、ステップＳ９６においてパルス出力Ｄが出力された後に、ステップＳ９７に処理が進められる。

ステップＳ９７では、変数ｎに１が加算され、その後再びステップＳ８６の処理が実行される。

以上のようにして、繰返しモータジェネレータＭＧ１のＶ相電流値の増減が観測され、ピークが検出される毎にパルス出力が出力される。

図２７は、高調波のピーク値と電流ピーク値の位相差の判定について説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、図２５（パルスＡを出力）、図２６（パルスＣを出力）で説明した並行して実行される。

図２７を参照して、まずステップＳ１１０においてパルス出力Ａが受信されると、ステップＳ１１１でＥＣＵ内の図示しないタイマカウンタがリセットされる。続いてステップＳ１１２においてタイマカウンタのカウントが開始される。

次にステップＳ１１３において、パルス出力Ｃが受信されると、ステップＳ１１４において、この時点までカウントアップされたカウンタ値を取り込み、これに基づいて時間Ｔｃ（図２３）を算出する。

そしてステップＳ１１５において、実効値ΔＶｂを算出を算出した中性点出力電圧の高調波の周期（図２３のＴａ）を算出する。さらに、ステップＳ１１６において、カウンタ時間Ｔｃと周期Ｔａにより、次式（５）から位相差φを算出する。
φ＝Ｔｃ×２π／Ｔａ …（５）
ステップＳ１１６において位相差φが算出されると、再びステップＳ１１７でパルス出力Ａが受信され、再びステップＳ１１１以降のカウンタリセットとカウントアップが繰返される。

図２８は、高調波のピーク値とインバータ電流のピーク値の位相差の検出過程について説明するための波形図である。

図２８を参照して、中性点出力電圧の極小値においてパルスＡが出力されると、これに応じてカウンタがゼロにリセットされた後にカウントアップを開始する。そして、モータジェネレータＭＧ１のＶ相電流の極小値においてパルスＣが出力されると、これに応じて時間Ｔｃが取得される。以上の処理が図２７のフローチャートで実行される。

以上説明したように、実施の形態２においては、インバータ出力の電流極性が高速に変化する場合において、それよりも演算速度が遅くて済む中性点出力の高調波とモータジェネレータＭＧ１のＶ相電流の位相差を検出する処理を行なう。そして、検出した位相差から図２３の期間ＴＰ１、ＴＰ２を規定し、実質的にインバータ電流の極性からデッドタイム誤差電圧を補償することと同等な処理が可能となる。

［変形例１］
図２９は、変形例１で用いられるデッドタイム補償制御部５４Ｂの構成を示したブロック図である。なお、デッドタイム補償制御部５４Ｂは、図１９に示したデッドタイム補償制御部５４の構成において、ＭＧ２の電流によるデッドタイム補償を省略した構成である。

図２９を参照して、デッドタイム補償制御部５４Ｂは、出力電圧指令値Ｖｓｒと出力電圧モニタ値Ｖｓとの差を演算する減算器８１と、減算器８１の出力を受ける電圧制御部８２と、インバータ２１からモータジェネレータに出力される相電流に基づいて、補償値を出力するデッドタイム補償部８３Ｂと、加算器８５，８７，８８と、分担決定部８６とを含む。

デッドタイム補償部８３Ｂは、インバータ２１からモータジェネレータＭＧ１に出力される相電流ｉｇｕ，ｉｇｖ，ｉｇｗに応じて加算器８５に補償値を出力する。

加算器８５は、電圧制御部８２の出力とデッドタイム補償部８３Ｂの出力とを加算した結果を分担決定部８６に出力する。

分担決定部８６は、加算器８５の出力に分担率ｋを掛けて加算器８７に出力する。加算器８７は、分担決定部８６から与えられる値と発電機制御指令出力部５１の出力とを加算してＰＷＭ制御部５６に出力する。また、分担決定部８６は、電圧制御部８２の出力に（１−ｋ）を掛けて加算器８８に出力する。加算器８８は、分担決定部８６から与えられる値とモータ制御指令出力部５２の出力とを加算してＰＷＭ制御部５７に出力する。

図３０は、図２９におけるデッドタイム補償部８３Ｂの構成を示すブロック図である。なお、デッドタイム補償部８３Ｂは、図２０に示したデッドタイム補償部８３の構成において、ＭＧ２のデッドタイム補償部９２を省略した構成である。

デッドタイム補償部８３Ｂは、相電流ｉｇｕ，ｉｇｖ，ｉｇｗをゼロとそれぞれ比較するコンパレータ１０１〜１０３と、コンパレータ１０１〜１０３の出力にそれぞれデッドタイム誤差電圧Ｖｔｄ（＝ＶＨ×ｔｄ×ｆｃ）を掛ける掛算器１０５〜１０７と、掛算器１０５〜１０７の出力の総和を演算する加算器１０８と、加算器１０８の出力に係数１／３を掛ける係数乗算部１０９とを含む。係数乗算部１０９の出力は、モータジェネレータＭＧ１の電圧補償値として、図２９の加算器８５に入力される。

図３１は、変形例１の対策を実行する前の出力電圧と出力電流の波形図である。図３２は、変形例１の対策を実行した後の出力電圧と出力電流の波形図である。

図３１、図３２を参照して、対策前では、出力電圧は振幅の実効値１８６Ｖで歪率が５．３％であったのに対して、対策後では、出力電圧は振幅の実効値２００Ｖで歪率が１．３％に改善された。

このように、モータジェネレータＭＧ１を駆動するインバータ出力電流の極性に基づいて補正を行なうだけでも、中性点から給電される電圧の品質は大きく改善される。

［変形例２］
図３３は、変形例２で用いられるデッドタイム補償制御部５４Ｃの構成を示したブロック図である。なお、デッドタイム補償制御部５４Ｃは、図２２に示したデッドタイム補償制御部５４の構成において、ＭＧ２の電流によるデッドタイム補償を省略した構成である。

図３３を参照して、デッドタイム補償制御部５４Ｃは、出力電圧指令値Ｖｓｒと出力電圧モニタ値Ｖｓとの差を演算する減算器８１と、減算器８１の出力を受ける電圧制御部８２と、モータジェネレータＭＧ１の回転角を検出するレゾルバ１３０の出力に基づいて、補償値を出力するデッドタイム補償部８３Ａと、加算器８５，８７，８８と、分担決定部８６とを含む。

デッドタイム補償部８３Ｃは、レゾルバ１３０が検出したモータジェネレータＭＧ１の回転角に応じて加算器８５に補償値を出力する。

加算器８５は、電圧制御部８２の出力とデッドタイム補償部８３Ｃの出力とを加算した結果を分担決定部８６に出力する。

分担決定部８６は、加算器８５の出力に分担率ｋを掛けて加算器８７に出力する。加算器８７は、分担決定部８６から与えられる値と発電機制御指令出力部５１の出力とを加算してＰＷＭ制御部５６に出力する。また、分担決定部８６は、電圧制御部８２の出力に（１−ｋ）を掛けて加算器８８に出力する。加算器８８は、分担決定部８６から与えられる値とモータ制御指令出力部５２の出力とを加算してＰＷＭ制御部５７に出力する。

なお、デッドタイム補償部８３Ｃで行なわれる補償値の算出については、実施の形態２で図２３〜図２８を用いて説明したデッドタイム補償部９１Ａで実行される処理と同様な処理であるので、説明は繰返さない。

図３３に示した変形例２のような構成でも、デッドタイム誤差が改善された給電を中性点から行なうことが可能となる。

最後に、再び図面を参照して、本明細書の実施の形態について総括する。図１、図２を参照して、外部給電システムは、蓄電装置Ｂと、モータ（モータジェネレータＭＧ１）と、蓄電装置Ｂの電力を用いてモータ（モータジェネレータＭＧ１）を駆動するインバータと、インバータを制御する制御装置５０とを備える。モータ（モータジェネレータＭＧ１）は、中性点に接続されたステータコイルを含む。中性点は、蓄電装置Ｂからの電力を外部に給電する出力ノードである。インバータ２１は、正極電源ラインＰＬ２と負極電源ラインＮＬとの間に直列に接続された第１スイッチ素子Ｑ１および第２スイッチ素子Ｑ２を含む。第１スイッチ素子Ｑ１と第２スイッチ素子Ｑ２の接続ノードはステータコイルに接続される。制御装置５０は、中性点の電圧が所定値となるようにインバータ２１が駆動されるように駆動信号をインバータ２１に入力する。また制御装置５０は、エンジン駆動時において、接続ノードからステータコイルに入出力される電流に基づいて、第１スイッチ素子Ｑ１および第２スイッチ素子Ｑ２がともにオフ状態の駆動信号が供給される期間であるデッドタイム期間の駆動信号を補償する。

好ましくは、ステータコイルは、各々の一端が中性点に接続された、Ｕ相コイル（Ｕ）、Ｖ相コイル（Ｖ）、Ｗ相コイル（Ｗ）を含む。第１スイッチ素子Ｑ１と第２スイッチ素子Ｑ２の接続ノードは、Ｕ相コイルの他端に接続される。図２に示すように、インバータ２１は、正極電源ラインと負極電源ラインとの間に直列に接続され、互いの接続ノードがＶ相コイルの他端に接続された第３、第４のスイッチ素子（Ｖ相のＱ１、Ｑ２）と、正極電源ラインと負極電源ラインとの間に直列に接続され、互いの接続ノードがＷ相コイルの他端に接続された第５、第６のスイッチ素子（Ｗ相のＱ１、Ｑ２）とをさらに含む。接続ノードからステータコイルに入出力される電流は、Ｕ相コイルに流れる電流と、Ｖ相コイルに流れる電流と、Ｗ相コイルに流れる電流とを含む。

また、図２２、図３３に示した他の局面の外部給電システムは、蓄電装置Ｂと、モータ（モータジェネレータＭＧ１）と、蓄電装置Ｂの電力を用いてモータ（モータジェネレータＭＧ１）を駆動するインバータ２１と、インバータ２１を制御する制御装置５０とを備える。モータ（モータジェネレータＭＧ１）は、中性点に接続されたステータコイルを含む。インバータ２１は、正極電源ラインと負極電源ラインとの間に直列に接続された第１スイッチ素子Ｑ１および第２スイッチ素子Ｑ２を含む。第１スイッチ素子Ｑ１と第２スイッチ素子Ｑ２の接続ノードはステータコイルに接続される。制御装置５０は、中性点の電圧が所定値となるようにインバータ２１が駆動されるように駆動信号をインバータに入力する。制御装置５０は、エンジン駆動時において、モータ（モータジェネレータＭＧ１）の回転角度に基づいて、第１スイッチ素子Ｑ１および第２スイッチ素子Ｑ２がともにオフ状態の駆動信号が供給される期間であるデッドタイム期間の駆動信号を補償する。

好ましくは、上記いずれかの外部給電システムにおいて、制御装置５０は、エンジン非駆動時において、図１０〜図１２で説明したように、１周期前の中性点の出力電圧の誤差に基づいて、駆動信号を繰返し補償する。

好ましくは、上記いずれかの外部給電システムにおいて、図７、図８に示すように、制御装置５０は、エンジン駆動時において、インバータの入力電圧と、インバータのキャリア周波数とのいずれかが変更されたときに、デッドタイム期間の駆動信号の補償を実行する。

好ましくは、上記いずれかの外部給電システムは、第２モータ（モータジェネレータＭＧ２）および第２インバータをさらに備える。外部負荷は、中性点と第２中性点との間に接続される。第２中性点は、第２モータ（モータジェネレータＭＧ２）のステータコイルの中性点である。図７、図８に示すように、制御装置５０は、エンジン駆動時において、インバータと第２インバータの電圧分担率が変更されたときに、デッドタイム期間の駆動信号の補償を実行する。

好ましくは、図１に示すように、外部給電システムは、エンジン２をさらに備える。モータ（モータジェネレータＭＧ１）は、エンジン２から機械的動力を受けて発電が可能に構成される。

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。

２ エンジン、４ 動力分割機構、６ 駆動輪、１０ コンバータ、２１，２２ インバータ、５０ 制御装置、５１ 発電機制御指令出力部、５２ モータ制御指令出力部、５３，５４，５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ デッドタイム補償制御部、５５ デッドタイム制御切替部、５６，５７ 制御部、６２，８１ 減算器、６４ 繰返し制御部、６６，８６ 分担決定部、６７，６８，７１，８４，８５，８７，８８，１０８，１１８ 加算器、８２ 電圧制御部、８３，８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃ，９１，９１Ａ，９２ デッドタイム補償部、１００ 車両、１０１〜１０３，１１１〜１１３ コンパレータ、１０５〜１０７，１１５〜１１７ 掛算器、１０９，１１９ 係数乗算部、１３０ レゾルバ、Ｂ 蓄電装置、Ｃ１ コンデンサ、Ｄ１，Ｄ４ ダイオード、Ｌ１ リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＮＬ 負極電源ライン、ＰＬ１，ＰＬ２ 正極電源ライン、Ｑ１〜Ｑ６ スイッチング素子、ＳＭＲ システムメインリレー。

Claims (5)

1. エンジンと、
   蓄電装置と、
   前記エンジンから機械的動力を受けて発電が可能に構成されたモータジェネレータと、
   前記蓄電装置の電力を用いて前記モータジェネレータを駆動するインバータと、
   前記インバータを制御する制御部とを備え、
   前記モータジェネレータは、中性点に接続されたステータコイルを含み、
   前記中性点は、前記蓄電装置からの電力を外部に交流電力を給電する出力ノードであり、
   前記インバータは、
   正極電源ラインと負極電源ラインとの間に直列に接続された第１スイッチ素子および第２スイッチ素子を含み、
   前記第１スイッチ素子と前記第２スイッチ素子の接続ノードは前記ステータコイルに接続され、
   前記制御部は、前記中性点の電圧が所定値となるように前記インバータが駆動されるように駆動信号を前記インバータに入力し、
   前記制御部は、エンジン駆動時において前記出力ノードから電力を外部に給電する場合には、前記接続ノードから前記ステータコイルに入出力される電流に基づいて、前記第１スイッチ素子および前記第２スイッチ素子がともにオフ状態の駆動信号が供給される期間であるデッドタイム期間の前記駆動信号を補償し、
   前記制御部は、エンジン非駆動時において前記出力ノードから電力を外部に給電する場合には、給電する交流電力の１周期前の前記中性点の出力電圧の誤差に基づいて、前記駆動信号を繰返し補償する、外部給電システム。
2. 前記ステータコイルは、
   各々の一端が前記中性点に接続された、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルを含み、
   前記第１スイッチ素子と前記第２スイッチ素子の接続ノードは、前記Ｕ相コイルの他端に接続され、
   前記インバータは、
   前記正極電源ラインと前記負極電源ラインとの間に直列に接続され、互いの接続ノードが前記Ｖ相コイルの他端に接続された第３、第４のスイッチ素子と、
   前記正極電源ラインと前記負極電源ラインとの間に直列に接続され、互いの接続ノードが前記Ｗ相コイルの他端に接続された第５、第６のスイッチ素子とをさらに含み、
   前記接続ノードから前記ステータコイルに入出力される前記電流は、
   前記Ｕ相コイルに流れる電流と、
   前記Ｖ相コイルに流れる電流と、
   前記Ｗ相コイルに流れる電流とを含む、請求項１に記載の外部給電システム。
3. 前記制御部は、エンジン非駆動時において、給電する交流電力の１周期前の前記中性点の出力電圧の誤差に基づいて、前記駆動信号を繰返し補償する、請求項１に記載の外部給電システム。
4. 前記制御部は、エンジン駆動時において、前記インバータの入力電圧と、前記インバータのキャリア周波数とのいずれかが変更されたときに、前記接続ノードから前記ステータコイルに入出力される電流に基づいて、前記デッドタイム期間の前記駆動信号の補償を実行する、請求項１に記載の外部給電システム。
5. 第２モータジェネレータおよび第２インバータをさらに備え、
   外部負荷は、前記中性点と第２中性点との間に接続され、
   前記第２中性点は、前記第２モータジェネレータのステータコイルの中性点であり、
   前記制御部は、エンジン駆動時において、前記インバータと前記第２インバータの電圧分担率が変更されたときに、前記接続ノードから前記ステータコイルに入出力される電流に基づいて、前記デッドタイム期間の前記駆動信号の補償を実行する、請求項１に記載の外部給電システム。

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