(57)【要約】【課題】  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。【解決手段】  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、モータジェネレータＭＧ１の電圧指令Ｖｕ１ｒ，Ｖｖ１ｒ，Ｖｗ１ｒおよび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、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。【選択図】        図４
2006158010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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のモータジェ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のイ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のモータジェ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のインバータを協調制御する、動力出力装置。
【請求項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のモータジェ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／または第２のインバータの動作をさらに制御する、請求項１に記載の動力出力装置。
【請求項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のインバータを協調制御する協調制御部を含む、請求項１または請求項２に記載の動力出力装置。
【請求項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、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の動力出力装置。
【請求項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、請求項４に記載の動力出力装置。
【請求項６】
直流電源と、
前記直流電源から出力される直流電圧を昇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、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の動力出力装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６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のモータジェ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、前記動力出力装置の第１および第２のイ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、互いの中性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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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】
【０００２】
特開２００２−２１８７９３号公報（特許文献１）は、モータジェネレータを動力源とするハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）や電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）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巻回してなる２Ｙモータまたは２つのモータジェネレータと、その２Ｙ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つのインバータと、その２Ｙ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つのインバータを制御して２Ｙモータまたは２つのモータジェ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（特許文献１参照）。
【０００３】
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ブリッド自動車等を交流電源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、ハイブ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値を高めるものである。
【０００４】
特開２００２−３７４６０４号公報（特許文献２）は、二次電池を搭載した自動車においてＡＣ１００Ｖ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ＡＣ１００Ｖ出力を行なう専用のＡＣ１００Ｖインバータとを備え、二次電池のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）その他システムの状態に基づいてＡＣ１００Ｖ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ＡＣ１００Ｖ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ＡＣ１００Ｖ出力を行なうことができる（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−２１８７９３号公報
【特許文献２】特開２００２−３７４６０４号公報
【特許文献３】特開平９−５６００７号公報
【特許文献４】特開平８−１２６１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、ハイブ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。
【０００６】
また、特開２００２−３７４６０４号公報に開示された自動車は、ＡＣ１００Ｖの外部出力を可能とし、かつ、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、ＡＣ１００Ｖ出力用に専用のイ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。
【０００７】
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、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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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と、第１および第２のモータジェネレータにそれぞれ接続され、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、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、制御装置は、第１および第２のモータジェ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のインバータを協調制御する。
【００１０】
好ましくは、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少なく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。
【００１１】
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のモータジェ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のインバータを協調制御する協調制御部を含む。
【００１２】
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ーダンスによる電圧降下を補償する電圧補償部を含む。
【００１３】
好ましくは、電圧補償部は、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。
【００１４】
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、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。
【００１５】
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のモータジェネレータに連結され、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、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のインバータの動作を制御し、第１および第２のモータジェネレータは、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。
【発明の効果】
【００１６】
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のモータジェ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のインバータを協調制御するので、第１および第２のイ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のイ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。
【００１７】
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のイ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。
【００１８】
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きる。
【００１９】
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イ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。
【００２０】
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のイ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っ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トルクを発生しつつ、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して外部交流負荷へ出力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。
【００２２】
［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５４，５６，５８，６０，６２と、回転センサ６４，６６と、電源ラインＰＬ１，ＰＬ２と、接地ラインＳＬと、Ｕ相ラインＵＬ１，ＵＬ２と、Ｖ相ラインＶＬ１，ＶＬ２と、Ｗ相ラインＷＬ１，ＷＬ２と、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２とを備える。
【００２３】
モータジェネレータＭＧ１は、たとえば、３相交流同期電動機からなる。モータジェネレータＭＧ１は、エンジン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、モータジェネレータＭＧ１は、インバータ２０から受ける交流電圧によって駆動力を発生し、エンジンＥＮＧの始動を行なう。モータジェネレータＭＧ２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ＭＧ２は、モータジェネレータＭＧ１とともに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。そして、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、その中性点間に発生した交流電圧をＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介してＡＣコンセント４０へ出力する。
【００２４】
直流電源であるバッテリＢは、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池からなる。バッテリＢは、発生した直流電圧を昇圧コンバータ１０へ出力し、また、昇圧コンバータ１０から出力される直流電圧によって充電される。
【００２５】
昇圧コンバータ１０は、リアクトルＬと、ｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。リアクトルＬは、電源ラインＰＬ１に一端が接続され、ｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２の接続点に他端が接続される。ｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に直列に接続され、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ｎｐｎ型トランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ接続される。
【００２６】
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ｎｐｎ型トランジスタＱ１１，Ｑ１２からなり、Ｖ相アーム２４は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ１３，Ｑ１４からなり、Ｗ相アーム２６は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ１５，Ｑ１６からなる。また、各ｎｐｎ型トランジスタＱ１１〜Ｑ１６のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１１〜Ｄ１６がそれぞれ接続されている。そして、各相アームにおける各ｎｐｎ型トランジスタの接続点は、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１を介してモータジェネレータＭＧ１のＵ，Ｖ，Ｗ各相コイルの反中性点側にそれぞれ接続される。
【００２７】
インバータ３０は、Ｕ相アーム３２、Ｖ相アーム３４およびＷ相アーム３６を含む。Ｕ相アーム３２、Ｖ相アーム３４およびＷ相アーム３６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３２は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ２１，Ｑ２２からなり、Ｖ相アーム３４は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ２３，Ｑ２４からなり、Ｗ相アーム３６は、直列に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ２５，Ｑ２６からなる。また、各ｎｐｎ型トランジスタＱ２１〜Ｑ２６のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ２１〜Ｄ２６がそれぞれ接続されている。そして、インバータ３０においても、各相アームにおける各ｎｐｎ型トランジスタの接続点は、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２を介してモータジェネレータＭＧ２のＵ，Ｖ，Ｗ各相コイルの反中性点側にそれぞれ接続される。
【００２８】
コンデンサＣは、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に接続され、電圧変動に起因するインバータ２０，３０および昇圧コンバータ１０への影響を低減する。
【００２９】
昇圧コンバータ１０は、協調制御装置５０からの制御信号ＰＷＣに基づいて、ｎｐｎ型トランジスタＱ２のスイッチング動作に応じて流れる電流をリアクトル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ｎｐｎ型トランジスタＱ２がオフされたタイミングに同期してダイオードＤ１を介して電源ラインＰＬ２へ出力する。また、昇圧コンバータ１０は、協調制御装置５０からの制御信号ＰＷＣに基づいて、電源ラインＰＬ２を介してインバータ２０から受ける直流電圧をバッテリＢの電圧レベルに降圧してバッテリＢを充電する。
【００３０】
インバータ２０は、協調制御装置５０からの制御信号ＰＷＭ１に基づいて、電源ラインＰＬ２から受ける直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１へ出力する。これにより、モータジェネレータＭＧ１は、所望のトルクを発生するように駆動される。また、インバータ２０は、協調制御装置５０からの制御信号ＰＷＭ１に基づいて、モータジェネレータＭＧ１によって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ＰＬ２へ出力する。インバータ３０は、協調制御装置５０からの制御信号ＰＷＭ２に基づいて、電源ラインＰＬ２から受ける直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２へ出力する。
【００３１】
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、インバータ２０，３０は、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。すなわち、インバータ２０，３０は、それぞれ協調制御装置５０からの制御信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２に基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点の電位を所望の交流周波数で変動させる。
【００３２】
さらに、ここで、インバータ２０，３０は、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際、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２への電圧指令の最大値と最小値との中間値がインバータ２０，３０の入力電圧の中間電位（インバータ２０，３０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５０からの制御信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２に基づいて協調動作する。このインバータ２０，３０の協調動作については、後ほど詳しく説明する。
【００３３】
ＡＣコンセント４０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２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。ＡＣコンセント４０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点にそれぞれ接続されるＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２と接続される。
【００３４】
電圧センサ５２は、コンデンサＣの端子間電圧すなわちインバータ２０，３０の入力電圧Ｖｄｃを検出して協調制御装置５０へ出力する。電流センサ５４，５６は、モータジェネレータＭＧ１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ＵＬ１およびＶ相ラインＶＬ１に配設される。そして、電流センサ５４，５６は、モータジェネレータＭＧ１のＵ相電流Ｉｕ１およびＶ相電流Ｉｖ１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５８，６０は、モータジェネレータＭＧ２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ＵＬ２およびＶ相ラインＶＬ２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ＭＧ２のＵ相電流Ｉｕ２およびＶ相電流Ｉｖ２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ＡＣＬ１に配設され、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２によって発生された交流電流Ｉａｃ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ＭＧ１の回転位置θ１およびモータジェネレータＭＧ２の回転位置θ２をそれぞれ検出して協調制御装置５０へ出力する。
【００３５】
協調制御装置５０は、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１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Ｖｄｃ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ＭＧ１の回転数は、回転センサ６４によって検出された回転位置θ１に基づいて算出される。
【００３６】
また、協調制御装置５０は、モータジェネレータＭＧ１のモータ電流およびトルク指令値ＴＲ１、インバータ２０の入力電圧Ｖｄｃ、ならびにモータジェネレータＭＧ１の回転位置θ１に基づいて、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための制御信号ＰＷＭ１を生成する。
【００３７】
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ＭＧ１，ＭＧ２の中性点間に交流電圧が発生するように、インバータ２０における上アームのｎｐｎ型トランジスタＱ１１，Ｑ１３，Ｑ１５と下アームのｎｐｎ型トランジスタＱ１２，Ｑ１４，Ｑ１６とのデューティーの総和を制御しつつ制御信号ＰＷＭ１を生成する。
【００３８】
さらに、協調制御装置５０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点間に交流電圧が発生するように、インバータ３０における上アームのｎｐｎ型トランジスタＱ２１，Ｑ２３，Ｑ２５および下アームのｎｐｎ型トランジスタＱ２２，Ｑ２４，Ｑ２６のオンデューティーを制御して制御信号ＰＷＭ２を生成する。
【００３９】
さらに、ここで、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際、協調制御装置５０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の電圧指令の最大値と最小値との中間値がインバータ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。
【００４０】
図２は、図１に示したモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２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Ｖａｃの発生とともにモータジェネレータＭＧ１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ＭＧ１の中性点Ｎ１からモータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２へ交流電流Ｉａｃが流される場合について示される。
【００４１】
図２を参照して、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１に接続されるインバータ２０（図示せず）は、協調制御装置５０（図示せず、以下同じ。）からの制御信号ＰＷＭ１に基づいてスイッチング動作を行ない、電流成分Ｉｕ１＿ｔ，Ｉｕ１＿ａｃからなるＵ相電流をモータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルに流し、電流成分Ｉｖ１＿ｔ，Ｉｖ１＿ａｃからなるＶ相電流をモータジェネレータＭＧ１のＶ相コイルに流し、電流成分Ｉｗ１＿ｔ，Ｉｗ１＿ａｃからなるＷ相電流をモータジェネレータＭＧ１のＷ相コイルに流す。
【００４２】
また、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２に接続されるインバータ３０（図示せず）は、協調制御装置５０からの制御信号ＰＷＭ２に基づいてスイッチング動作を行ない、モータジェネレータＭＧ２のＵ，Ｖ，Ｗ各相コイルにＵ相電流Ｉｕ２＿ａｃ、Ｖ相電流Ｉｖ２＿ａｃおよびＷ相電流Ｉｗ２＿ａｃをそれぞれ流す。
【００４３】
ここで、電流成分Ｉｕ１＿ｔ，Ｉｖ１＿ｔ，Ｉｗ１＿ｔは、モータジェネレータＭＧ１に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Ｉｕ１＿ａｃ，Ｉｖ１＿ａｃ，Ｉｗ１＿ａｃは、モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１からＡＣ出力ラインＡＣＬ１へ交流電流Ｉａｃを流すための電流であり、Ｕ相電流Ｉｕ２＿ａｃ、Ｖ相電流Ｉｖ２＿ａｃおよびＷ相電流Ｉｗ２＿ａｃは、ＡＣ出力ラインＡＣＬ２からモータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２へ交流電流Ｉａｃを流すための電流である。電流成分Ｉｕ１＿ａｃ，Ｉｖ１＿ａｃ，Ｉｗ１＿ａｃおよびＵ，Ｖ，Ｗ各相電流Ｉｕ２＿ａｃ，Ｉｖ２＿ａｃ，Ｉｗ２＿ａｃは、互いに同じ大きさであり、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルクに寄与しない。そして、電流成分Ｉｕ１＿ａｃ，Ｉｖ１＿ａｃ，Ｉｗ１＿ａｃの合計値およびＵ，Ｖ，Ｗ各相電流Ｉｕ２＿ａｃ，Ｉｖ２＿ａｃ，Ｉｗ２＿ａｃの合計値の各々が交流電流Ｉａｃとなる。
【００４４】
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Ｖａｃの波形図である。図３を参照して、曲線ｋ１は、インバータ２０のスイッチング制御におけるデューティーの総和の変化を示し、曲線ｋ２は、インバータ３０のスイッチング制御におけるデューティーの総和の変化を示す。ここで、デューティーの総和とは、各インバータにおける上アームのオンデューティーから下アームのオンデューティーを減算したものである。図３において、デューティーの総和が正のときは、対応するモータジェネレータの中性点電位がインバータ入力電圧Ｖｄｃの中間電位Ｖｄｃ／２よりも高くなることを示し、デューティーの総和が負のときは、中性点電位が中間電位Ｖｄｃ／２よりも低くなることを示す。
【００４５】
この実施の形態１による動力出力装置１００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ｋ１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５０は、商用交流周波数からなる同位相のＵ，Ｖ，Ｗ各相電流Ｉｕ２＿ａｃ，Ｉｖ２＿ａｃ，Ｉｗ２＿ａｃをモータジェネレータＭＧ２に流し、かつ、インバータ３０のデューティーの総和が曲線ｋ２に従うように、インバータ３０のスイッチング制御を行なう。
【００４６】
ここで、インバータ３０のデューティーの総和は、インバータ２０のデューティーの総和が変化する位相を反転した位相で周期的に変えられる。また、インバータ３０は、同位相のＵ，Ｖ，Ｗ各相電流Ｉｕ２＿ａｃ，Ｉｖ２＿ａｃ，Ｉｗ２＿ａｃをモータジェネレータＭＧ２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ｋ２に従って制御し、デューティーの総和が負のときは、インバータ３０の各相アームの上アームをオフし、かつ、下アームのオンデューティーを曲線ｋ２に従って制御する。
【００４７】
そうすると、時刻ｔ０〜ｔ１において、モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１の電位は、インバータ入力電圧の中間電位Ｖｄｃ／２よりも高くなり、モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２の電位は、中間電位Ｖｄｃ／２よりも低くなり、中性点Ｎ１，Ｎ２間に正側の交流電圧Ｖａｃが発生する。ここで、ＡＣコンセント４０に外部交流負荷が接続されると、インバータ２０の上アームから下アームに流れ込むことができない余った電流が中性点Ｎ１からＡＣ出力ラインＡＣＬ１、外部交流負荷およびＡＣ出力ラインＡＣＬ２を介して中性点Ｎ２へ流れ、中性点Ｎ２からインバータ３０の各相アームの下アームへ流れる。
【００４８】
時刻ｔ１〜ｔ２においては、中性点Ｎ１の電位は、中間電位Ｖｄｃ／２よりも低くなり、中性点Ｎ２の電位は、中間電位Ｖｄｃ／２よりも高くなり、中性点Ｎ１，Ｎ２間に負側の交流電圧Ｖａｃが発生する。そして、インバータ３０の各相アームの上アームから中性点Ｎ２、ＡＣ出力ラインＡＣＬ２、外部交流負荷およびＡＣ出力ラインＡＣＬ１を介して中性点Ｎ１へ電流が流れ、中性点Ｎ１からインバータ２０の下アームへ電流が流れる。
【００４９】
このようにして、インバータ２０，３０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２間に交流電圧Ｖａｃを発生させる。
【００５０】
次に、インバータ２０，３０の協調動作について説明する。
【００５１】
図４は、図１に示した協調制御装置５０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４を参照して、協調制御装置５０は、電流変換部１０２と、ＭＧ１電流指令演算部１０４と、ＰＩ制御部１０６，１０８と、変換部１１０と、ＡＣ電圧指令生成部１１２と、協調制御部１１４と、ＰＷＭ信号生成部１１６とを含む。協調制御部１１４は、最大値演算部１１８と、最小値演算部１２０と、平均値算出部１２２とからなる。
【００５２】
電流変換部１０２は、回転センサ６４によって検出されたモータジェネレータＭＧ１の回転位置θ１を用いて、電流センサ５４，５６によってそれぞれ検出されたＵ相電流Ｉｕ１およびＶ相電流Ｉｖ１をｄ軸電流Ｉｄ１およびｑ軸電流Ｉｑ１に変換する。ＭＧ１電流指令演算部１０４は、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１に基づいて、ｄ，ｑ軸におけるモータジェネレータＭＧ１の電流指令Ｉｄ１ｒ，Ｉｑ１ｒを算出する。
【００５３】
ＰＩ制御部１０６は、電流変換部１０２からのｄ軸電流Ｉｄ１とＭＧ１電流指令演算部１０４からの電流指令Ｉｄ１ｒ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１１０へ出力する。ＰＩ制御部１０８は、電流変換部１０２からのｑ軸電流Ｉｑ１とＭＧ１電流指令演算部１０４からの電流指令Ｉｑ１ｒ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１１０へ出力する。
【００５４】
変換部１１０は、モータジェネレータＭＧ１の回転位置θ１を用いて、ＰＩ制御部１０６，１０８から受ける電圧指令をモータジェネレータＭＧ１のＵ相電圧指令Ｖｕ１ｒ、Ｖ相電圧指令Ｖｖ１ｒおよびＷ相電圧指令Ｖｗ１ｒに変換する。
【００５５】
ＡＣ電圧指令生成部１１２は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点間に発生させる交流電圧の電圧指令Ｖａｃｒを生成し、その生成した電圧指令ＶａｃｒをモータジェネレータＭＧ２のＵ相電圧指令Ｖｕ２ｒ、Ｖ相電圧指令Ｖｖ２ｒおよびＷ相電圧指令Ｖｗ２ｒとして出力する。
【００５６】
協調制御部１１４の最大値演算部１１８は、変換部１１０からのＵ相電圧指令Ｖｕ１ｒ、Ｖ相電圧指令Ｖｖ１ｒおよびＷ相電圧指令Ｖｗ１ｒ、ならびにＡＣ電圧指令生成部１１２からの電圧指令Ｖａｃｒの最大値を取得して出力する。最小値演算部１２０は、Ｕ相電圧指令Ｖｕ１ｒ、Ｖ相電圧指令Ｖｖ１ｒおよびＷ相電圧指令Ｖｗ１ｒ、ならびに電圧指令Ｖａｃｒの最小値を取得して出力する。平均値算出部１２２は、最大値演算部１１８からの出力と最小値演算部１２０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Ｖｃｏとして出力する。
【００５７】
そして、協調制御部１１４は、モータジェネレータＭＧ１のＵ相電圧指令Ｖｕ１ｒ、Ｖ相電圧指令Ｖｖ１ｒおよびＷ相電圧指令Ｖｗ１ｒ、ならびにモータジェネレータＭＧ２のＵ相電圧指令Ｖｕ２ｒ、Ｖ相電圧指令Ｖｖ２ｒおよびＷ相電圧指令Ｖｗ２ｒの各々から協調制御出力Ｖｃｏを減算し、その各演算結果を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。
【００５８】
ＰＷＭ信号生成部１１６は、協調制御部１１４から受けるモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各相電圧指令およびインバータ２０，３０の入力電圧Ｖｄｃに基づいて、インバータ２０に対応するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号Ｐｕ１，Ｐｖ１，Ｐｗ１およびインバータ３０に対応するＰＷＭ信号Ｐｕ２，Ｐｖ２，Ｐｗ２を生成し、その生成したＰＷＭ信号Ｐｕ１，Ｐｖ１，Ｐｗ１を制御信号ＰＷＭ１としてインバータ２０へ出力し、ＰＷＭ信号Ｐｕ２，Ｐｖ２，Ｐｗ２を制御信号ＰＷＭ２としてインバータ３０へ出力する。
【００５９】
この協調制御装置５０においては、協調制御部１１４は、モータジェネレータＭＧ１への電圧指令Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１およびモータジェネレータＭＧ２への電圧指令Ｖｕ２，Ｖｖ２，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モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２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ＭＧ１，ＭＧ２の電圧指令の最大値および最小値の中間値がインバータ２０，３０の入力電圧Ｖｄｃ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。
【００６０】
図５〜図７は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の電圧波形図である。図５は、仮にモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２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ＭＧ１，ＭＧ２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Ｖａｃ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ＭＧ１が回生駆動されつつ、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点間に交流電圧Ｖａｃ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ＭＧ１，ＭＧ２におけるＵ相電圧のみが代表的に示されている。
【００６１】
図５を参照して、曲線ｋ３は、協調制御無時のモータジェネレータＭＧ１のＵ相電圧Ｖｕ１を示し、線ｋ３１，ｋ３２は、協調制御無時のモータジェネレータＭＧ１の相電圧の包絡線を示す。曲線ｋ４は、協調制御無時のモータジェネレータＭＧ２のＵ相電圧Ｖｕ２を示す。曲線ｋ８は、協調制御無時の交流電圧Ｖａｃ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ｋ３，ｋ４に示されるように、インバータ２０は、モータジェネレータＭＧ１の中性点電位を入力電圧Ｖｄｃの中間電位（図では電圧０）に制御し、インバータ３０は、モータジェネレータＭＧ２の中性点電位を交流電圧Ｖａｃに制御する。すなわち、モータジェネレータＭＧ２に対応するインバータ３０のみが交流電圧Ｖａｃの発生を負担し、モータジェネレータＭＧ１に対応するインバータ２０は、モータジェネレータＭＧ１の回生駆動の負担のみである。
【００６２】
その結果、モータジェネレータＭＧ１に印加される最大電圧Ｖ１とモータジェネレータＭＧ２に印加される最大電圧Ｖ２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ＭＧ２に印加される最大電圧Ｖ２がモータジェネレータＭＧ１に印加される最大電圧Ｖ１よりも大きくなる。そして、仮に最大電圧Ｖ２がシステム電圧（インバータ２０，３０の入力電圧Ｖｄｃ）を超えるような場合、電圧不足によって交流電圧Ｖａｃに歪みが発生してしまう。
【００６３】
次に、図６を参照して、曲線ｋ５は、協調制御有時のモータジェネレータＭＧ１のＵ相電圧Ｖｕ１を示し、曲線ｋ５１，ｋ５２は、協調制御有時のモータジェネレータＭＧ１の相電圧の包絡線を示す。曲線ｋ６は、協調制御有時のモータジェネレータＭＧ２のＵ相電圧Ｖｕ２を示す。曲線ｋ７は、図４に示した協調制御部１１４における協調制御出力Ｖｃｏを示す。曲線ｋ９は、協調制御有時の交流電圧Ｖａｃを示す。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の協調制御が行なわれるこの実施の形態１の場合、曲線ｋ５，ｋ６に示されるように、インバータ２０，３０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２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２０，３０の入力電圧Ｖｄｃの中間電位（電圧０）となるように協調制御装置５０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ＭＧ１に対応するインバータ２０も、交流電圧Ｖａｃの発生の一部を負担する。
【００６４】
その結果、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に印加される最大電圧は、いずれも電圧Ｖ３となり、モータジェネレータＭＧ２に印加される最大電圧は、電圧Ｖ２から電圧Ｖ３に抑えられる。すなわち、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２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２０，３０の入力電圧Ｖｄｃを超えるような事態は極力回避され、入力電圧Ｖｄｃ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Ｖａｃの歪みの発生は、極力回避される。
【００６５】
なお、曲線ｋ７で示される協調制御出力Ｖｃｏは、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の協調制御が行なわれていない場合におけるモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の電圧（曲線ｋ３，ｋ４）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ＭＧ１，ＭＧ２の電圧（曲線ｋ３，ｋ４）から協調制御出力Ｖｃｏ（曲線ｋ７）を減算した値が、モータジェネレータＭＧ１，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ＭＧ１，ＭＧ２の電圧（曲線ｋ５，ｋ６）に相当する。
【００６６】
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ＭＧ１，ＭＧ２の電圧（曲線ｋ５，ｋ６）は、歪んだ波形となるが、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の電圧の零相成分を同じ協調制御出力Ｖｃｏで操作しているので、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２間の電位差である交流電圧Ｖａｃ（曲線ｋ９）およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の動作には影響を与えない。
【００６７】
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Ｖａｃの出力値が大きくなり、モータジェネレータＭＧ２の電圧指令値がシステム電圧Ｖｄｃ以上になると、曲線ｋ１０で示されるようにモータジェネレータＭＧ２の電圧指令値が歪み、その結果、曲線ｋ１１で示されるように交流電圧Ｖａｃ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ＭＧ２の電圧指令値が抑制されるので、モータジェネレータＭＧ２の電圧がシステム電圧Ｖｄｃを超えることはなく、図６の曲線ｋ９に示されるように、交流電圧Ｖａｃは正常に生成される。
【００６８】
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ＭＧ１，ＭＧ２への電圧指令の最大値と最小値との中間値がインバータ２０，３０の入力電圧Ｖｄｃの中間電位となるようにインバータ２０，３０を協調制御するので、インバータ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。
【００６９】
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。
【００７０】
また、別の観点からみれば、インバータ２０，３０の入力電圧Ｖｄｃ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。
【００７１】
［実施の形態２］
実施の形態１では、モータジェネレータＭＧ２の駆動トルクは特に制御されず、モータジェネレータＭＧ２は、交流電圧Ｖａｃ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ＭＧ２のトルクも適切に制御しつつ、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点間に交流電圧Ｖａｃを発生させることができる。
【００７２】
再び図１を参照して、実施の形態２による動力出力装置１００Ａは、実施の形態１による動力出力装置１００の構成において、協調制御装置５０に代えて協調制御装置５０Ａを備える。実施の形態２による動力出力装置１００Ａのその他の構成は、実施の形態１による動力出力装置１００の構成と同じである。
【００７３】
この動力出力装置１００Ａ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ＭＧ２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ＭＧ２は、インバータ３０から受ける交流電圧によって車両の駆動トルクを発生し、回生制動時は、交流電圧を発生してインバータ３０へ出力する。一方、エンジンＥＮＧと連結されたモータジェネレータＭＧ１は、エンジンＥＮＧによって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド自動車に組込まれる。
【００７４】
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、インバータ２０，３０によってモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点間に交流電圧が発生され、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、互いの中性点間に発生した交流電圧をＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介してＡＣコンセント４０へ出力する。
【００７５】
この実施の形態２においては、インバータ３０は、協調制御装置５０Ａからの制御信号ＰＷＭ２に基づいて、電源ラインＰＬ２から受ける直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２へ出力する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、所望のトルクを発生するように駆動される。また、インバータ３０は、モータジェネレータＭＧ２の回生制動時、協調制御装置５０Ａからの制御信号ＰＷＭ２に基づいて、モータジェネレータＭＧ２から出力される交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ラインＰＬ２へ出力する。
【００７６】
なお、昇圧コンバータ１０およびモータジェネレータＭＧ１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。
【００７７】
協調制御装置５０Ａは、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数、バッテリＢのバッテリ電圧、ならびにインバータ２０，３０の入力電圧Ｖｄｃに基づいて、昇圧コンバータ１０を駆動するための制御信号ＰＷＣを生成し、その生成した制御信号ＰＷＣを昇圧コンバータ１０へ出力する。なお、モータジェネレータＭＧ２の回転数は、回転センサ６６によって検出された回転位置θ２に基づいて算出される。
【００７８】
また、協調制御装置５０Ａ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ＭＧ１を駆動するための制御信号ＰＷＭ１を生成する。
【００７９】
さらに、協調制御装置５０Ａは、モータジェネレータＭＧ２のモータ電流およびトルク指令値ＴＲ２、入力電圧Ｖｄｃ、ならびにモータジェネレータＭＧ２の回転位置θ２に基づいて、モータジェネレータＭＧ２を駆動するための制御信号ＰＷＭ２を生成する。
【００８０】
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５０Ａは、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点間に交流電圧が発生するように、インバータ２０，３０における上下アームのデューティーの総和を制御しつつ制御信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２を生成する。
【００８１】
ここで、協調制御装置５０Ａは、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の電圧指令の最大値と最小値との中間値がインバータ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５０Ａによる協調制御については、後ほど詳しく説明する。
【００８２】
図８は、この発明の実施の形態２による動力出力装置１００ＡにおいてモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２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Ｖａｃの発生とともに、モータジェネレータＭＧ１が回生駆動され、かつ、モータジェネレータＭＧ２が力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ＭＧ１の中性点Ｎ１からモータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２へ交流電流Ｉａｃが流される場合について示される。
【００８３】
図８を参照して、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１に接続されるインバータ２０（図示せず）は、協調制御装置５０Ａ（図示せず、以下同じ。）からの制御信号ＰＷＭ１に基づいてスイッチング動作を行ない、電流成分Ｉｕ１＿ｔ，Ｉｕ１＿ａｃからなるＵ相電流をモータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルに流し、電流成分Ｉｖ１＿ｔ，Ｉｖ１＿ａｃからなるＶ相電流をモータジェネレータＭＧ１のＶ相コイルに流し、電流成分Ｉｗ１＿ｔ，Ｉｗ１＿ａｃからなるＷ相電流をモータジェネレータＭＧ１のＷ相コイルに流す。
【００８４】
また、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相ラインＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２に接続されるインバータ３０（図示せず）は、協調制御装置５０Ａからの制御信号ＰＷＭ２に基づいてスイッチング動作を行ない、電流成分Ｉｕ２＿ｔ，Ｉｕ２＿ａｃからなるＵ相電流をモータジェネレータＭＧ２のＵ相コイルに流し、電流成分Ｉｖ２＿ｔ，Ｉｖ２＿ａｃからなるＶ相電流をモータジェネレータＭＧ２のＶ相コイルに流し、電流成分Ｉｗ２＿ｔ，Ｉｗ２＿ａｃからなるＷ相電流をモータジェネレータＭＧ２のＷ相コイルに流す。
【００８５】
ここで、電流成分Ｉｕ２＿ｔ，Ｉｖ２＿ｔ，Ｉｗ２＿ｔは、モータジェネレータＭＧ２に力行トルクを発生させるための電流であり、電流成分Ｉｕ２＿ａｃ，Ｉｖ２＿ａｃ，Ｉｗ２＿ａｃは、ＡＣ出力ラインＡＣＬ２からモータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２へ交流電流Ｉａｃを流すための電流である。そして、電流成分Ｉｕ１＿ａｃ，Ｉｖ１＿ａｃ，Ｉｗ１＿ａｃの合計値および電流成分Ｉｕ２＿ａｃ，Ｉｖ２＿ａｃ，Ｉｗ２＿ａｃの合計値の各々が交流電流Ｉａｃとなる。
【００８６】
図９は、デューティーの総和および交流電圧Ｖａｃの波形図である。図９を参照して、曲線ｋ１は、インバータ２０のスイッチング制御におけるデューティーの総和の変化を示し、曲線ｋ２は、インバータ３０のスイッチング制御におけるデューティーの総和の変化を示す。
【００８７】
この実施の形態２による動力出力装置１００Ａにおいては、協調制御装置５０Ａは、インバータ２０のデューティーの総和を曲線ｋ１に従って商用交流周波数で周期的に変化させ、インバータ３０のデューティーの総和を曲線ｋ２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３０のデューティーの総和は、インバータ２０のデューティーの総和が変化する位相を反転した位相で周期的に変えられる。これにより、時刻ｔ０〜ｔ１においては、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２間に正側の交流電圧Ｖａｃが発生し、時刻ｔ１〜ｔ２においては、中性点Ｎ１，Ｎ２間に負側の交流電圧Ｖａｃが発生する。
【００８８】
図１０は、この発明の実施の形態２における協調制御装置５０Ａ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１０を参照して、協調制御装置５０Ａは、図４に示した実施の形態１における協調制御装置５０の構成において、電流変換部１０３と、ＭＧ２電流指令演算部１０５と、ＰＩ制御部１０７，１０９と、変換部１１１とをさらに含み、協調制御部１１４に代えて協調制御部１１４Ａを含む。協調制御部１１４Ａは、実施の形態１における協調制御部１１４の構成において、最大値演算部１１８および最小値演算部１２０に代えて最大値演算部１１８Ａおよび最小値演算部１２０Ａを含む。
【００８９】
電流変換部１０３は、回転センサ６６によって検出されたモータジェネレータＭＧ２の回転位置θ２を用いて、電流センサ５８，６０によってそれぞれ検出されたＵ相電流Ｉｕ２およびＶ相電流Ｉｖ２をｄ軸電流Ｉｄ２およびｑ軸電流Ｉｑ２に変換する。ＭＧ２電流指令演算部１０５は、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値ＴＲ２に基づいて、ｄ，ｑ軸におけるモータジェネレータＭＧ２の電流指令Ｉｄ２ｒ，Ｉｑ２ｒを算出する。
【００９０】
ＰＩ制御部１０７は、電流変換部１０３からのｄ軸電流Ｉｄ２とＭＧ２電流指令演算部１０５からの電流指令Ｉｄ２ｒ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１１１へ出力する。ＰＩ制御部１０９は、電流変換部１０３からのｑ軸電流Ｉｑ２とＭＧ２電流指令演算部１０５からの電流指令Ｉｑ２ｒ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１１１へ出力する。
【００９１】
変換部１１１は、モータジェネレータＭＧ２の回転位置θ２を用いて、ＰＩ制御部１０７，１０９から受ける電圧指令をモータジェネレータＭＧ２のＵ相電圧指令Ｖｕ２ｒ、Ｖ相電圧指令Ｖｖ２ｒおよびＷ相電圧指令Ｖｗ２ｒに変換する。
【００９２】
協調制御部１１４Ａの最大値演算部１１８Ａは、変換部１１０からのＵ相電圧指令Ｖｕ１ｒ、Ｖ相電圧指令Ｖｖ１ｒおよびＷ相電圧指令Ｖｗ１ｒ、ならびに変換部１１１からの出力にＡＣ電圧指令生成部１１２からの電圧指令Ｖａｃｒが加算されたＵ相電圧指令Ｖｕ２ｒ、Ｖ相電圧指令Ｖｖ２ｒおよびＷ相電圧指令Ｖｗ２ｒの最大値を取得して出力する。最小値演算部１２０Ａは、Ｕ相電圧指令Ｖｕ１ｒ、Ｖ相電圧指令Ｖｖ１ｒおよびＷ相電圧指令Ｖｗ１ｒ、ならびにＵ相電圧指令Ｖｕ２ｒ、Ｖ相電圧指令Ｖｖ２ｒおよびＷ相電圧指令Ｖｗ２ｒの最小値を取得して出力する。
【００９３】
そして、協調制御部１１４Ａは、モータジェネレータＭＧ１のＵ相電圧指令Ｖｕ１ｒ、Ｖ相電圧指令Ｖｖ１ｒおよびＷ相電圧指令Ｖｗ１ｒ、ならびにモータジェネレータＭＧ２のＵ相電圧指令Ｖｕ２ｒ、Ｖ相電圧指令Ｖｖ２ｒおよびＷ相電圧指令Ｖｗ２ｒの各々から協調制御出力Ｖｃｏを減算し、その各演算結果を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。
【００９４】
この実施の形態２における協調制御装置５０Ａにおいては、電流変換部１０３、ＭＧ２電流指令演算部１０５、ＰＩ制御部１０７，１０９および変換部１１１によってモータジェネレータＭＧ２の駆動トルクも制御しつつ、協調制御部１１４Ａによってインバータ２０，３０の協調制御が行なわれる。
【００９５】
以上のように、この実施の形態２による動力出力装置１００Ａによれば、エンジンＥＮＧに連結されたモータジェネレータＭＧ１によって回生発電を行ない、かつ、駆動輪に連結されたモータジェネレータＭＧ２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ＭＧ１，ＭＧ２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。
【００９６】
［実施の形態３］
実施の形態３では、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２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ＭＧ１，ＭＧ２の中性点間に発生する交流電圧Ｖａｃの変動の抑制が図られる。
【００９７】
再び図１を参照して、実施の形態３による動力出力装置１００Ｂは、実施の形態１による動力出力装置１００の構成において、協調制御装置５０に代えて協調制御装置５０Ｂを備える。実施の形態３による動力出力装置１００Ｂのその他の構成は、実施の形態１による動力出力装置１００の構成と同じである。
【００９８】
図１１は、この発明の実施の形態３における協調制御装置５０Ｂ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１１を参照して、協調制御装置５０Ｂは、図１０に示した実施の形態２における協調制御装置５０Ａの構成において、協調制御部１１４Ａに代えて協調制御部１１４Ｂを含む。協調制御部１１４Ｂは、協調制御部１１４Ａの構成において、電圧補償部１２３をさらに含む。
【００９９】
電圧補償部１２３は、第１から第３の演算部１２４，１２６，１２８とからなる。第１の演算部１２４は、図示されない電流センサ６２によって検出された交流電流ＩａｃにモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２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１２６は、交流電流Ｉａｃの微分演算を行ない、その演算結果を第３の演算部１２８へ出力する。第３の演算部１２８は、第２の演算部１２６からの演算結果にモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２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。
【０１００】
ここで、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の電機子抵抗Ｒは、モータジェネレータＭＧ１の電機子抵抗Ｒ１とモータジェネレータＭＧ２の電機子抵抗Ｒ２との和であり、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の電機子インダクタンスＬは、モータジェネレータＭＧ１の電機子インダクタンスＬ１とモータジェネレータＭＧ２の電機子インダクタンスＬ２との和である。
【０１０１】
そして、第１および第３の演算部１２４，１２８からの出力値を加算した値がモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の内部インピーダンスによる電圧降下を補償する補正値としてＡＣ電圧指令生成部１１２からの電圧指令Ｖａｃｒに加算され、この補正されたＡＣ電圧指令が変換部１１１からの出力に加算される。
【０１０２】
なお、協調制御装置５０Ｂ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５０Ａの動作と同じである。
【０１０３】
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ＭＧ１，ＭＧ２のモデルに基づいてモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２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ＭＧ１，ＭＧ２の中性点間に発生した交流電圧Ｖａｃを測定し、その測定した交流電圧Ｖａｃ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ＭＧ１，ＭＧ２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。
【０１０４】
以上のように、この実施の形態３による動力出力装置１００Ｂによれば、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２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２０，３０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ＭＧ１，ＭＧ２の中性点間に発生する交流電圧Ｖａｃの変動を抑制することができる。
【０１０５】
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１００Ａまたは実施の形態３による動力出力装置１００Ｂは、ハイブリッド自動車に搭載される。
【０１０６】
図１２は、この発明の実施の形態２による動力出力装置１００Ａまたは実施の形態３による動力出力装置１００Ｂ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。図１２を参照して、モータジェネレータＭＧ１は、エンジンＥＮＧに連結され、エンジンＥＮＧを始動するとともに、エンジンＥＮＧ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ＭＧ２は、駆動輪７０に連結され、駆動輪７０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。
【０１０７】
そして、ＡＣコンセント４０には、外部交流負荷であるＡＣ負荷８０のコンセント４５が接続され、動力出力装置１００Ａまたは１００Ｂは、ＡＣコンセント４０およびコンセント４５を介してＡＣ負荷８０に交流電圧Ｖａｃを供給する。これにより、ＡＣ負荷８０は、ハイブリッド自動車から交流電圧Ｖａｃの供給を受けて動作することができる。
【０１０８】
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Ｖａｃ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。
【０１０９】
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よい。
【０１１０】
なお、上記において、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、それぞれ「第１のモータジェネレータ」および「第２のモータジェネレータ」を構成し、インバータ２０，３０は、それぞれ「第１のインバータ」および「第２のインバータ」を構成する。また、協調制御装置５０，５０Ａ，５０Ｂは、「制御装置」を構成し、バッテリＢは、「直流電源」を構成する。
【０１１１】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】この発明の実施の形態１による動力出力装置の概略ブロック図である。
【図２】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】インバータのデューティーの総和および交流電圧Ｖａｃの波形図である。
【図４】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ブロック図である。
【図５】モータジェネレータの第１の電圧波形図である。
【図６】モータジェネレータの第２の電圧波形図である。
【図７】モータジェネレータの第３の電圧波形図である。
【図８】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９】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】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ブロック図である。
【図１１】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】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。
【符号の説明】
【０１１３】
１０  昇圧コンバータ、２０，３０  インバータ、４０  ＡＣコンセント、５０，５０Ａ，５０Ｂ  協調制御装置、５２  電圧センサ、５４，５６，５８，６０，６２  電流センサ、６４，６６  回転センサ、７０  駆動輪、８０  ＡＣ負荷、１００，１００Ａ，１００Ｂ  動力出力装置、１０２，１０３  電流変換部、１０４  ＭＧ１電流指令演算部、１０５  ＭＧ２電流指令演算部、１０６〜１０９  ＰＩ制御部、１１０，１１１  変換部、１１２  ＡＣ電圧指令生成部、１１４，１１４Ａ，１１４Ｂ  協調制御部、１１６  ＰＷＭ信号生成部、１１８，１１８Ａ  最大値演算部、１２０，１２０Ａ  最小値演算部、１２２  平均値算出部、１２３  電圧補償部、１２４  第１の演算部、１２６  第２の演算部、１２８  第３の演算部、Ｂ  バッテリ、Ｃ  コンデンサ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ、ＥＮＧ  エンジン、ＰＬ１，ＰＬ２  電源ライン、ＳＬ  接地ライン、ＵＬ１，ＵＬ２  Ｕ相ライン、ＶＬ１，ＶＬ２  Ｖ相ライン、ＷＬ１，ＷＬ２  Ｗ相ライン、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２  ＡＣ出力ライン、Ｌ  リアクトル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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