(57)【要約】【課題】  外部負荷へ供給するための交流電圧を１台の電動機で発生することができる交流電圧出力装置を提供する。【解決手段】  昇圧コンバータ１０は、バッテリＢからの直流電圧を昇圧して電源ラインＰＬ２に供給する。ＡＣ出力ラインＡＣＬ１は、電源ラインＰＬ２よりも電圧レベルの低いバッテリＢの正極に接続される。ＡＣ出力ラインＡＣＬ２は、モータジェネレータＭＧの３相コイル１２の中性点Ｎに接続される。制御装置６０は、商用周波数で変化する曲線ｋ１に従ってインバータ２０のデューティーの総和を変化させる。インバータ２０は、制御手段６０からの信号ＰＷＭに応じて、商用周波数を有する交流電圧Ｖａｃ０を中性点Ｎに発生させる。【選択図】        図１
2006320074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｙ結線された３相コイルをステータコイルとして含む交流電動機と、
前記３相コイルに接続されるインバータと、
前記インバータに直流電圧を供給する電源ラインの電圧レベルよりも低い電圧レベルに固定される第１の出力線と、
前記３相コイルの中性点に接続され、前記第１の出力線との間に生じる交流電圧を負荷へ出力するための第２の出力線と、
前記インバータを制御するインバータ制御手段とを備え、
前記インバータは、前記インバータ制御手段からの制御信号に応じて、所定の周波数を有する交流電圧を前記中性点に発生させる、交流電圧出力装置。
【請求項２】
直流電源と、
前記直流電源からの直流電圧を昇圧して前記電源ラインに供給する昇圧コンバータとをさらに備え、
前記第１の出力線は、前記直流電源の正極に接続される、請求項１に記載の交流電圧出力装置。
【請求項３】
前記電源ラインに接続される直流電源をさらに備え、
前記直流電源は、直列に接続される第１および第２の電源部を含み、
前記第１の出力線は、前記第１および第２の電源部の接続点に接続される、請求項１に記載の交流電圧出力装置。
【請求項４】
前記電源ラインと接地ラインとの間に直列に接続される第１および第２の容量手段をさらに備え、
前記第１の出力線は、前記第１および第２の容量手段の接続点に接続される、請求項１に記載の交流電圧出力装置。
【請求項５】
前記３相コイルは、第１から第３のコイルからなり、
前記インバータは、
前記電源ラインと接地ラインとの間に直列に接続される第１および第２のスイッチング素子と、
前記電源ラインと接地ラインとの間に直列に接続される第３および第４のスイッチング素子と、
前記電源ラインと接地ラインとの間に直列に接続される第５および第６のスイッチング素子とを含み、
前記第１および第２のスイッチング素子の接続点は、前記第１のコイルに接続され、
前記第３および第４のスイッチング素子の接続点は、前記第２のコイルに接続され、
前記第５および第６のスイッチング素子の接続点は、前記第３のコイルに接続され、
前記インバータ制御手段は、前記所定の周波数で変化する曲線に従って前記第１から第６のスイッチング素子のデューティーを変化させつつ、前記第１から第６のスイッチング素子をスイッチング制御する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の交流電圧出力装置。
【請求項６】
Ｙ結線された３相コイルをステータコイルとして含む交流電動機と、
前記３相コイルに接続されるインバータと、
前記インバータに直流電圧を供給する電源ラインの電圧レベルよりも低い電圧レベルに固定される第１の出力線と、
前記インバータを前記３相コイルと接続する３本の電力線のいずれかに接続され、前記第１の出力線との間に生じる交流電圧を負荷へ出力するための第２の出力線と、
前記インバータを制御するインバータ制御手段とを備え、
前記インバータは、前記交流電動機の発電時、前記インバータ制御手段からの制御信号に応じて、前記第２の出力線が接続された電力線に所定の周波数を有する交流電圧を発生させる、交流電圧出力装置。
【請求項７】
前記３相コイルは、第１から第３のコイルからなり、
前記インバータは、
前記電源ラインと接地ラインとの間に直列に接続される第１および第２のスイッチング素子と、
前記電源ラインと接地ラインとの間に直列に接続される第３および第４のスイッチング素子と、
前記電源ラインと接地ラインとの間に直列に接続される第５および第６のスイッチング素子とを含み、
前記第１および第２のスイッチング素子の接続点は、前記第１のコイルに接続され、
前記第３および第４のスイッチング素子の接続点は、前記第２のコイルに接続され、
前記第５および第６のスイッチング素子の接続点は、前記第３のコイルに接続され、
前記第２の出力線は、前記第１の電力線に接続され、
前記交流電動機の発電時、前記インバータ制御手段は、前記所定の周波数を有する交流電圧が前記第１の電力線に発生するように前記第１および第２のスイッチング素子をスイッチング制御するとともに、前記交流電動機の回転に応じた回生電圧が前記第１の電力線に対して前記第２および第３の電力線に発生するように前記第３から第６のスイッチング素子をスイッチング制御する、請求項６に記載の交流電圧出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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や電気自動車に搭載され、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。
【背景技術】
【０００２】
特許第２６９５０８３号公報（特許文献１）は、専用のインバータを備えることなく交流電圧を生成して外部装置へ供給可能な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。
【０００３】
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。
【０００４】
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）。
【特許文献１】特許第２６９５０８３号公報
【特許文献２】特開２００２−２１８７９３号公報
【特許文献３】特開平１０−１１７４４５号公報
【特許文献４】特開平１０−２２５０１４号公報
【特許文献５】特開平６−２９２３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、外部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。
【０００６】
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、外部負荷へ供給するための交流電圧を１台の電動機で発生することができる交流電圧出力装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明によれば、交流電圧出力装置は、Ｙ結線された３相コイルをステータコイルとして含む交流電動機と、３相コイルに接続されるインバータと、インバータに直流電圧を供給する電源ラインの電圧レベルよりも低い電圧レベルに固定される第１の出力線と、３相コイルの中性点に接続され、第１の出力線との間に生じる交流電圧を負荷へ出力するための第２の出力線と、インバータを制御するインバータ制御手段とを備える。インバータは、インバータ制御手段からの制御信号に応じて、所定の周波数（たとえば商用周波数）を有する交流電圧を中性点に発生させる。
【０００８】
この発明による交流電圧出力装置においては、インバータは、インバータ制御手段からの制御信号に応じて、所定の周波数を有する交流電圧を中性点に発生させる。ここで、インバータは、インバータに直流電圧を供給する電源ラインの電圧レベルと接地レベルとの範囲内で中性点の電圧レベルを制御できる。そして、第１の出力線は、インバータに直流電圧を供給する電源ラインの電圧レベルよりも低い電圧レベルに固定されるので、中性点に接続された第２の出力線と第１の出力線との間に交流電圧が発生する。
【０００９】
したがって、この発明による交流電圧出力装置によれば、外部負荷へ供給するための交流電圧を１台の交流電動機で発生することができる。
【００１０】
好ましくは、交流電圧出力装置は、直流電源と、直流電源からの直流電圧を昇圧して電源ラインに供給する昇圧コンバータとをさらに備える。第１の出力線は、直流電源の正極に接続される。
【００１１】
この交流電圧出力装置においては、昇圧コンバータが設けられるので、インバータに直流電圧を供給する電源ラインの電圧レベルは、直流電源の電圧レベルよりも高い。逆に言うと、直流電源の正極の電圧レベルは、インバータに直流電圧を供給する電源ラインの電圧レベルよりも低い。そして、第１の出力線は、直流電源の正極に接続され、インバータに直流電圧を供給する電源ラインの電圧レベルよりも低い電圧レベルに固定されるので、中性点に接続された第２の出力線と第１の出力線との間に交流電圧が発生する。
【００１２】
したがって、この交流電圧出力装置によれば、外部負荷へ供給するための交流電圧を１台の交流電動機で発生することができる。
【００１３】
好ましくは、交流電圧出力装置は、電源ラインに接続される直流電源をさらに備える。直流電源は、直列に接続される第１および第２の電源部を含む。第１の出力線は、第１および第２の電源部の接続点に接続される。
【００１４】
この交流電圧出力装置においては、第１の出力線は、直流電源の第１および第２の電源部の接続点に接続されるので、第１の出力線の電圧レベルは、インバータに直流電圧を供給する電源ラインの電圧レベルよりも低い電圧レベルに固定される。これにより、中性点に接続された第２の出力線と第１の出力線との間に交流電圧が発生する。
【００１５】
したがって、この交流電圧出力装置によれば、外部負荷へ供給するための交流電圧を１台の交流電動機で発生することができる。
【００１６】
好ましくは、交流電圧出力装置は、電源ラインと接地ラインとの間に直列に接続される第１および第２の容量手段をさらに備える。第１の出力線は、第１および第２の容量手段の接続点に接続される。
【００１７】
この交流電圧出力装置においては、第１の出力線は、インバータに直流電圧を供給する電源ラインと接地ラインとの間に直列に接続される第１および第２の容量手段の接続点に接続されるので、第１の出力線の電圧レベルは、電源ラインの電圧レベルよりも低い電圧レベルに固定される。これにより、中性点に接続された第２の出力線と第１の出力線との間に交流電圧が発生する。
【００１８】
したがって、この交流電圧出力装置によれば、外部負荷へ供給するための交流電圧を１台の交流電動機で発生することができる。
【００１９】
好ましくは、３相コイルは、第１から第３のコイルからなる。インバータは、電源ラインと接地ラインとの間に直列に接続される第１および第２のスイッチング素子と、電源ラインと接地ラインとの間に直列に接続される第３および第４のスイッチング素子と、電源ラインと接地ラインとの間に直列に接続される第５および第６のスイッチング素子とを含む。第１および第２のスイッチング素子の接続点は、第１のコイルに接続され、第３および第４のスイッチング素子の接続点は、第２のコイルに接続され、第５および第６のスイッチング素子の接続点は、第３のコイルに接続される。インバータ制御手段は、所定の周波数で変化する曲線に従って第１から第６のスイッチング素子のデューティーを変化させつつ、第１から第６のスイッチング素子をスイッチング制御する。
【００２０】
この交流電圧出力装置においては、インバータ制御手段は、所定の周波数で変化する曲線に従って第１から第６のスイッチング素子のデューティーを変化させつつ、第１から第６のスイッチング素子をスイッチング制御するので、インバータは、交流電動機の３相コイルの中性点に所定の周波数で変化する交流電圧を発生させつつ、交流電動機を駆動できる。
【００２１】
したがって、この交流電圧出力装置によれば、交流電動機の駆動時に外部負荷へ供給するための交流電圧を発生することができる。
【００２２】
また、この発明によれば、交流電圧出力装置は、Ｙ結線された３相コイルをステータコイルとして含む交流電動機と、３相コイルに接続されるインバータと、インバータに直流電圧を供給する電源ラインの電圧レベルよりも低い電圧レベルに固定される第１の出力線と、インバータを３相コイルと接続する３本の電力線のいずれかに接続され、第１の出力線との間に生じる交流電圧を負荷へ出力するための第２の出力線と、インバータを制御するインバータ制御手段とを備える。インバータは、交流電動機の発電時、インバータ制御手段からの制御信号に応じて、第２の出力線が接続された電力線に所定の周波数を有する交流電圧を発生させる。
【００２３】
この発明による交流電圧出力装置においては、インバータは、交流電動機の発電時、インバータ制御手段からの制御信号に応じて、第２の出力線が接続された電力線に所定の周波数を有する交流電圧を発生させる。そして、第１の出力線は、インバータに直流電圧を供給する電源ラインの電圧レベルよりも低い電圧レベルに固定されるので、第２の出力線と第１の出力線との間に交流電圧が発生する。このように、この交流電圧出力装置においては、交流電動機の３相コイル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。
【００２４】
したがって、この発明による交流電圧出力装置によれば、たとえば内部がオイルで満たされた駆動装置のケース内に交流電動機が配設されているような場合、交流電動機が格納されるケースの外部から交流電圧を取出すことができる。その結果、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。また、この交流電圧出力装置によっても、外部負荷へ供給するための交流電圧を１台の交流電動機で発生することができる。
【００２５】
好ましくは、３相コイルは、第１から第３のコイルからなる。インバータは、電源ラインと接地ラインとの間に直列に接続される第１および第２のスイッチング素子と、電源ラインと接地ラインとの間に直列に接続される第３および第４のスイッチング素子と、電源ラインと接地ラインとの間に直列に接続される第５および第６のスイッチング素子とを含む。第１および第２のスイッチング素子の接続点は、第１のコイルに接続され、第３および第４のスイッチング素子の接続点は、第２のコイルに接続され、第５および第６のスイッチング素子の接続点は、第３のコイルに接続される。第２の出力線は、第１の電力線に接続される。交流電動機の発電時、インバータ制御手段は、所定の周波数を有する交流電圧が第１の電力線に発生するように第１および第２のスイッチング素子をスイッチング制御する。インバータ制御手段は、さらに、交流電動機の回転に応じた回生電圧が第１の電力線に対して第２および第３の電力線に発生するように第３から第６のスイッチング素子をスイッチング制御する。
【００２６】
この交流電圧出力装置においては、インバータ制御手段は、所定の周波数を有する交流電圧が第１の電力線に発生するように第１および第２のスイッチング素子をスイッチング制御する。そして、インバータ制御手段は、さらに、交流電動機の回転に応じた回生電圧が第１の電力線に対して第２および第３の電力線に発生するように第３から第６のスイッチング素子をスイッチング制御するので、インバータは、交流電動機を回生駆動できる。
【００２７】
したがって、この交流電圧出力装置によれば、交流電動機を回生駆動しつつ、外部負荷へ供給するための交流電圧を発生することができる。
【発明の効果】
【００２８】
この発明によれば、外部負荷へ供給するための交流電圧を１台の電動機で発生することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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。
【００３０】
［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、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。
【００３１】
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、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。
【００３２】
バッテリＢの正極は、電源ラインＰＬ１およびＡＣ出力ラインＡＣＬ１に接続される。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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
モータジェネレータＭＧは、Ｙ結線された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、連結部材を介してモータジェネレータＭＧと連結される。
【００３６】
ＡＣ出力ラインＡＣＬ１の一端は、バッテリＢの正極に接続され、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、モータジェネレータＭＧの３相コイル１２の中性点Ｎに接続され、その他端は、リレーＲＹ２に接続される。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
リレー回路４０は、制御装置６０からの信号ＥＮに応じて、ＡＣ出力ライン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）レベルの信号ＥＮを受けると、リレーＲＹ１，ＲＹ２がオンされてＡＣ出力ライン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）レベルの信号ＥＮを受けると、リレーＲＹ１，ＲＹ２がオフされてＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２をコネクタ５０から電気的に切離す。
【００４５】
コネクタ５０は、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２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。
【００４６】
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。
【００４７】
制御装置６０は、外部に設けられるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）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。
【００４８】
また、制御装置６０は、電圧Ｖｄｃ、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、インバータ２０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。
【００４９】
ここで、制御装置６０は、ＥＣＵからの信号ＡＣに基づいて、後述する方法により、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１の電圧レベル（すなわちバッテリＢの電圧Ｖｂ）に対して商用交流電圧に相当する電圧振幅を有する商用周波数の交流電圧Ｖａｃ０をモータジェネレータＭＧの３相コイル１２の中性点Ｎに発生するように信号ＰＷＭを生成する。なお、信号ＡＣについては、後ほど説明する。そして、制御装置６０は、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２間に生じる交流電圧Ｖａｃをコネクタ５０に接続される外部負荷（図示せず）に供給するために、Ｈレベルの信号ＥＮをリレー回路４０へ出力する。
【００５０】
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。
【００５１】
インバータ制御部６２は、トルク指令値ＴＲ、モータ電流ＭＣＲＴおよび電圧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。
【００５２】
ＡＣ出力制御部６３は、信号ＡＣに応じて、モータジェネレータＭＧの３相コイル１２の中性点Ｎに交流電圧Ｖａｃ０を発生するか否かを判定する。ここで、信号ＡＣは、たとえばＡＣ出力スイッチ（図示せず）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、コネクタ５０から商用電源用の交流電圧Ｖａｃの出力を要求する信号である。
【００５３】
そして、ＡＣ出力制御部６３は、Ｈレベルの信号ＡＣを受けると、交流電圧Ｖａｃの発生が要求されたと判定し、Ｈレベルの制御信号ＣＴＬを生成してインバータ制御部６２へ出力する。また、ＡＣ出力制御部６３は、Ｈレベルの信号ＥＮを生成してリレー回路４０へ出力する。
【００５４】
一方、ＡＣ出力制御部６３は、Ｌレベルの信号ＡＣを受けると、交流電圧Ｖａｃの発生は要求されていないと判定し、Ｌレベルの制御信号ＣＴＬを生成してインバータ制御部６２へ出力する。また、ＡＣ出力制御部６３は、Ｌレベルの信号ＥＮを生成してリレー回路４０へ出力する。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
フィードバック電圧指令演算部１１４は、電圧Ｖｄｃおよびインバータ入力電圧指令演算部１１２からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ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。
【００５８】
デューティー比演算部１１６は、電圧Ｖｂおよび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。
【００５９】
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（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
モータ制御用相電圧演算部１２０は、トルク指令値ＴＲ、電圧Ｖｄｃおよびモータ電流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。
【００６３】
ＰＷＭ信号変換部１２２は、ＡＣ出力制御部６３からＬレベルの制御信号ＣＴＬを受けているとき、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、実際にインバータ２０の各パワートランジスタＱ１１〜Ｑ１６をオン／オフする信号ＰＷＭ＿０（信号ＰＷＭの一種）を生成し、その生成した信号ＰＷＭ＿０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。これにより、各パワートランジスタＱ１１〜Ｑ１６がスイッチング制御され、モータジェネレータＭＧが指令されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧの各相に流す電流が制御される。その結果、トルク指令値ＴＲに応じたモータトルクが出力される。
【００６４】
一方、ＰＷＭ信号変換部１２２は、ＡＣ出力制御部６３からＨレベルの制御信号ＣＴＬを受けると、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をスイッチング制御するためのデューティーを商用周波数で変化させながら各パワートランジスタＱ１１〜Ｑ１６をオン／オフする信号ＰＷＭ＿１（信号ＰＷＭの一種）を生成し、その生成した信号ＰＷＭ＿１をインバータ２０のパワートランジスタＱ１１〜Ｑ１６へ出力する。
【００６５】
図５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変化および生成される交流電圧Ｖａｃ０，Ｖａｃの波形図である。図５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、モータジェネレータＭＧの３相コイル１２の中性点Ｎに発生する交流電圧Ｖａｃ０の変化を示し、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。ここで、デューティーの総和とは、インバータ２０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。
【００６６】
すなわち、インバータ２０の上アームを構成するパワートランジスタＱ１１，Ｑ１３，Ｑ１５のオンデューティーと、インバータ２０の下アームを構成するパワートランジスタＱ１２，Ｑ１４，Ｑ１６のオンデューティーとの大小関係に応じて中性点Ｎの電位は上下する。インバータ２０におけるデューティーの総和が正のときは、中性点Ｎの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、インバータ２０におけるデューティーの総和が負のときは、中性点Ｎの電位が電位Ｖｄｃ／２よりも低くなることを示す。
【００６７】
制御装置６０は、Ｈレベルの信号ＡＣを受けると、商用周波数で周期的に変化する曲線ｋ１に従ってインバータ２０のデューティーの総和を変化させる。そうすると、時刻ｔ０〜ｔ１においては、中性点Ｎの電位は電位Ｖｄｃ／２よりも高くなり、時刻ｔ１〜ｔ２においては、中性点Ｎの電位は電位Ｖｄｃ／２よりも低くなる。
【００６８】
この場合、時刻ｔ０〜ｔ１においては、インバータ２０の上アームのオンデューティーは、下アームのオンデューティーよりも大きいので、インバータ２０の上アームから３相コイル１２の中性点Ｎに流れ込む電流は、中性点Ｎからインバータ２０の下アームへ流れる電流よりも多くなる。
【００６９】
ここで、電圧ＶｄｃをＡＣ出力ラインＡＣＬ１の電位の２倍、すなわちＶｄｃ／２＝Ｖｂとなるように昇圧コンバータ１０によって制御しておくと、インバータ２０の上アームから中性点Ｎに流れ込んだ電流のうち中性点Ｎからインバータ２０の下アームへ流れ込むことができない余った電流が、中性点ＮからＡＣ出力ラインＡＣＬ２、外部負荷およびＡＣ出力ラインＡＣＬ１を介してバッテリＢの正極へ流れる。
【００７０】
一方、時刻ｔ１〜ｔ２においては、インバータ２０の上アームのオンデューティーは、下アームのオンデューティーよりも小さいので、インバータ２０の上アームから３相コイル１２の中性点Ｎに流れ込む電流は、中性点Ｎからインバータ２０の下アームへ流れる電流よりも少ない。そうすると、不足電流分を補うため、バッテリＢの正極からＡＣ出力ラインＡＣＬ１、外部負荷、ＡＣ出力ラインＡＣＬ２および中性点Ｎを介してインバータ２０の下アームへ電流が流れる。
【００７１】
このようにして、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２に交流電流が発生し、交流電圧Ｖａｃ０の振幅が商用電圧レベルになるように曲線ｋ１の振幅を制御すると、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２に商用電源用の交流電圧Ｖａｃを発生できる。そして、コネクタ５０に接続される外部負荷へ商用電源用の交流電圧Ｖａｃを供給することができる。
【００７２】
なお、上記においては、周期的に変化する曲線ｋ１に従ってインバータ２０のデューティーの総和を変化させながら、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をスイッチング制御するので、モータジェネレータＭＧを力行駆動または回生駆動しつつ中性点Ｎに交流電圧Ｖａｃ０を発生できる。なお、モータジェネレータＭＧが非駆動状態であれば、インバータ２０のＵ，Ｖ，Ｗ各相アームを互いに同相で動作させ、曲線ｋ１に従ってデューティーの総和を変化させてもよい。
【００７３】
また、上記においては、最も標準的な制御方法として、昇圧コンバータ１０によって電圧ＶｄｃをＡＣ出力ラインＡＣＬ１の電圧レベルすなわちバッテリＢの電圧Ｖｂの２倍に制御し、中性点Ｎの電位をインバータ２０の入力電圧Ｖｄｃの中間電位Ｖｄｃ／２を中心に変化させた。しかしながら、電圧Ｖｄｃが電圧Ｖｂの２倍に制御されていなくても、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１の電圧レベルすなわちバッテリＢの電圧Ｖｂを中心に中性点Ｎの電位を変化させるように、インバータ２０のデューティーを変化させれば、交流電圧Ｖａｃを発生できる。
【００７４】
以上のように、この実施の形態１によれば、バッテリＢの正極にＡＣ出力ラインＡＣＬ１を接続することによってＡＣ出力ラインＡＣＬ１の電圧レベルを電圧Ｖｂに固定し、ＡＣ出力ラインＡＣＬ２が接続されるモータジェネレータＭＧの３相コイル１２の中性点Ｎに交流電圧Ｖａｃ０を発生させるようにしたので、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２間に交流電圧Ｖａｃを発生できる。したがって、コネクタ５０に接続される外部負荷へ供給するための交流電圧Ｖａｃを１台のモータジェネレータＭＧによって生成することができる。
【００７５】
［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、昇圧コンバータ１０を備えず、バッテリＢおよび制御装置６０に代えてそれぞれバッテリＢＡおよび制御装置６０Ａを備える。
【００７６】
バッテリＢＡの正極は、電源ラインＰＬ２に接続され、バッテリＢＡの負極は、接地ラインＳＬに接続される。バッテリＢＡは、直列に接続された電源部Ｂ１，Ｂ２を含む。電源部Ｂ１，Ｂ２の各々は、電圧Ｖｂ／２を発生し、バッテリＢＡは、トータルで電圧Ｖｂを発生する。電源部Ｂ１，Ｂ２の接続点には、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１が接続される。すなわち、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１の電圧レベルは、電圧Ｖｂ／２に固定される。
【００７７】
制御装置６０Ａは、Ｈレベルの信号ＡＣを受けたときの動作が実施の形態１における制御装置６０と異なる。制御装置６０Ａは、Ｈレベルの信号ＡＣを受けると、インバータ２０の入力電圧Ｖｄｃの中間電位Ｖｄｃ／２（電圧Ｖｂ／２に相当する。）に対して商用交流電圧に相当する電圧振幅を有する商用周波数の交流電圧Ｖａｃ１をモータジェネレータＭＧの３相コイル１２の中性点Ｎに発生するように信号ＰＷＭを生成する。そして、制御装置６０Ａは、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２間に生じる交流電圧Ｖａｃをコネクタ５０に接続される外部負荷（図示せず）に供給するために、Ｈレベルの信号ＥＮをリレー回路４０へ出力する。
【００７８】
なお、制御装置６０Ａのその他の機能は、制御装置６０と同じである。
この交流電圧出力装置１００Ａにおいては、制御装置６０Ａは、Ｈレベルの信号ＡＣを受けると、商用周波数で周期的に変化する上述の曲線ｋ１に従ってインバータ２０のデューティーの総和を変化させる。そうすると、中性点Ｎの電位は、電圧Ｖｂ／２を中心に商用周波数で周期的に変化し、中性点Ｎに接続されたＡＣ出力ラインＡＣＬ２および電圧Ｖｂ／２に固定されたＡＣ出力ラインＡＣＬ１に交流電流を流すことができる。
【００７９】
そして、中性点Ｎに発生させる交流電圧Ｖａｃ１の振幅が商用電圧レベルになるように曲線ｋ１の振幅を制御すると、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２に商用電源用の交流電圧Ｖａｃを発生できる。そして、コネクタ５０に接続される外部負荷へ商用電源用の交流電圧Ｖａｃを供給することができる。
【００８０】
以上のように、この実施の形態２によれば、バッテリＢＡの電源部Ｂ１，Ｂ２の接続点にＡＣ出力ラインＡＣＬ１を接続することによってＡＣ出力ラインＡＣＬ１の電圧レベルを電圧Ｖｂ／２に固定し、ＡＣ出力ラインＡＣＬ２が接続されるモータジェネレータＭＧの３相コイル１２の中性点Ｎに交流電圧Ｖａｃ１を発生させるようにしたので、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２間に交流電圧Ｖａｃを発生できる。したがって、コネクタ５０に接続される外部負荷へ供給するための交流電圧Ｖａｃを１台のモータジェネレータＭＧによって生成することができる。
【００８１】
［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、コンデンサＣ２に代えてコンデンサＣ２Ａを備える。コンデンサＣ２Ａは、直列に接続された互いに同容量のコンデンサＣ２１，Ｃ２２を含む。コンデンサＣ２１，Ｃ２２の接続点には、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１が接続される。すなわち、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１の電圧レベルは、電圧Ｖｄｃ／２に固定される。
【００８２】
この交流電圧出力装置１００Ｂにおいては、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１の電圧レベルは、電圧Ｖｄｃ／２に固定される。したがって、実施の形態１による交流電圧出力装置１００と同様に、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を上述の曲線ｋ１に従って変化させて中性点Ｎに交流電圧Ｖａｃ０を発生させることにより、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２に商用電源用の交流電圧Ｖａｃを生成できる。
【００８３】
なお、上記においては、最も標準的なシステム構成として、コンデンサＣ２１，Ｃ２２を互いに同容量としてＡＣ出力ラインＡＣＬ１の電位をＶｄｃ／２に固定し、中性点Ｎの電位をインバータ２０の入力電圧Ｖｄｃの中間電位Ｖｄｃ／２（ＡＣ出力ラインＡＣＬ１の電位に相当する。）を中心に変化させた。しかしながら、コンデンサＣ２１，Ｃ２２の容量が異なっても、コンデンサＣ２１，Ｃ２２の容量比に基づいて発生するＡＣ出力ラインＡＣＬ１の電圧レベルを中心に中性点Ｎの電位を変化させるように、インバータ２０のデューティーを変化させれば、交流電圧Ｖａｃを発生できる。
【００８４】
以上のように、この実施の形態３によれば、コンデンサＣ２１，Ｃ２２の接続点にＡＣ出力ラインＡＣＬ１を接続することによってＡＣ出力ラインＡＣＬ１の電圧レベルを電圧Ｖｄｃ／２に固定し、ＡＣ出力ラインＡＣＬ２が接続されるモータジェネレータＭＧの３相コイル１２の中性点Ｎに交流電圧Ｖａｃ０を発生させるようにしたので、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２間に交流電圧Ｖａｃを発生できる。したがって、コネクタ５０に接続される外部負荷へ供給するための交流電圧Ｖａｃを１台のモータジェネレータＭＧによって生成することができる。
【００８５】
［実施の形態４］
図８は、この発明の実施の形態４による交流電圧出力装置の全体ブロック図である。図８を参照して、この交流電圧出力装置１００Ｃ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、制御装置６０に代えて制御装置６０Ｂを備える。また、ＡＣ出力ラインＡＣＬ２は、中性点Ｎに代えてＵ相ラインＵＬに接続される。
【００８６】
制御装置６０Ｂは、外部に設けられるＥＣＵから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ならびに信号ＡＣ，ＧＥＮを受ける。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。そして、制御装置６０Ｂ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、モータジェネレータＭＧを回生駆動しつつ、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１の電圧レベル（すなわちバッテリＢの電圧Ｖｂ）に対して商用交流電圧に相当する電圧振幅を有する商用周波数の交流電圧Ｖａｃ０をＵ相ラインＵＬに発生するように、インバータ２０を制御するための信号ＰＷＭを生成する。
【００８７】
具体的には、制御装置６０Ｂ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、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１の電圧レベル（電圧Ｖｂ）に交流電圧Ｖａｃを重畳した交流電圧Ｖａｃ０をＵ相ラインＵＬに生成するように、インバータ２０のＵ相アーム２２をスイッチング制御する。
【００８８】
さらに、制御装置６０Ｂは、エンジン３０によって駆動されるモータジェネレータＭＧの回転に応じた回生電圧がＵ相ラインＵＬに対して相対的にＶ，Ｗ各相ラインＶＬ，ＷＬに発生するように、インバータ２０のＶ，Ｗ各相アーム２４，２６をスイッチング制御する。
【００８９】
すなわち、制御装置６０Ｂは、インバータ２０のＵ相アーム２２をスイッチング制御してＵ相ラインＵＬに商用周波数の交流電圧Ｖａｃ０を発生させるとともに、インバータ２０のＶ，Ｗ各相アーム２４，２６をスイッチング制御してモータジェネレータＭＧの回転動作に応じたＶ，Ｗ各相コイル電圧をＵ相コイル電圧（交流電圧Ｖａｃ０）に対して相対的に与えることにより、モータジェネレータＭＧの回生動作を実現する。
【００９０】
したがって、この交流電圧出力装置１００Ｃにおいては、エンジン３０の出力を用いてモータジェネレータＭＧを任意の回転数で回生動作させつつ、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２間に商用電源用の交流電圧Ｖａｃを発生することができる。
【００９１】
なお、交流電圧Ｖａｃの生成を伴なわない通常時の制御装置６０Ｂの動作は、実施の形態１における制御装置６０と同じである。
【００９２】
なお、この交流電圧出力装置１００Ｃにおいては、より簡易な制御方法として、モータジェネレータＭＧの停止中にバッテリＢからの出力を用いて商用電源用の交流電圧Ｖａｃを発生させることもできる。
【００９３】
すなわち、昇圧コンバータ１０によってバッテリＢからの直流電圧を昇圧するとともに、Ｕ相アーム２２のみをスイッチング制御し、かつ、Ｖ，Ｗ各相アーム２４，２６をオフして、Ｕ相ラインＵＬに交流電圧Ｖａｃ０を発生させる。これにより、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２間に商用電源用の交流電圧Ｖａｃを発生できる。
【００９４】
以上のように、この実施の形態４によれば、モータジェネレータＭＧの３相コイル１２の中性点Ｎからではなく、モータジェネレータＭＧの外部のＵ相ラインＵＬから生成した交流電圧Ｖａｃを取出すことができる。そこで、たとえば内部がオイルで満たされた駆動装置のケース内にモータジェネレータＭＧが配設されているような場合、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い。したがって、簡易な構造で交流電圧Ｖａｃを発生して外部負荷へ供給することができる。
【００９５】
［実施の形態５］
図９は、この発明の実施の形態５による交流電圧出力装置の全体ブロック図である。図９を参照して、この交流電圧出力装置１００Ｄ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、制御装置６０Ａに代えて制御装置６０Ｃを備える。また、ＡＣ出力ラインＡＣＬ２は、中性点Ｎに代えてＵ相ラインＵＬに接続される。
【００９６】
制御装置６０Ｃは、外部に設けられるＥＣＵから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ならびに信号ＡＣ，ＧＥＮを受ける。そして、制御装置６０Ｃ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、モータジェネレータＭＧを回生駆動しつつ、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１の電圧レベル（電圧Ｖｂ／２）に対して商用交流電圧に相当する電圧振幅を有する商用周波数の交流電圧Ｖａｃ１をＵ相ラインＵＬに発生するように、インバータ２０を制御するための信号ＰＷＭを生成する。
【００９７】
信号ＧＥＮがＨレベルのときにＨレベルの信号ＡＣを受けたときの制御装置６０Ｃの具体的な動作は、Ｕ相ラインＵＬの電圧が交流電圧Ｖａｃ０に代えて交流電圧Ｖａｃ１に制御されること以外、実施の形態４における制御装置６０Ｂと同じであるので、説明は繰返さない。
【００９８】
なお、交流電圧Ｖａｃの生成を伴なわない通常時の制御装置６０Ｃの動作も、実施の形態４における制御装置６０Ｂすなわち実施の形態１における制御装置６０と同じである。
【００９９】
なお、この交流電圧出力装置１００Ｄにおいても、より簡易な制御方法として、モータジェネレータＭＧの停止中にバッテリＢからの出力を用いて商用電源用の交流電圧Ｖａｃを発生させることもできる。
【０１００】
すなわち、Ｕ相アーム２２のみをスイッチング制御し、Ｖ，Ｗ各相アーム２４，２６をオフして、Ｕ相ラインＵＬに交流電圧Ｖａｃ１を発生させる。これにより、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２間に商用電源用の交流電圧Ｖａｃを発生できる。
【０１０１】
以上のように、この実施の形態５によっても、モータジェネレータＭＧの３相コイル１２の中性点Ｎからではなく、モータジェネレータＭＧの外部のＵ相ラインＵＬから生成した交流電圧Ｖａｃを取出すことができるので、簡易な構造で交流電圧Ｖａｃを発生して外部負荷へ供給することができる。
【０１０２】
［実施の形態６］
図１０は、この発明の実施の形態６による交流電圧出力装置の全体ブロック図である。図１０を参照して、この交流電圧出力装置１００Ｅは、図７に示した実施の形態３による交流電圧出力装置１００Ｂの構成において、制御装置６０に代えて制御装置６０Ｂを備える。また、ＡＣ出力ラインＡＣＬ２は、中性点Ｎに代えてＵ相ラインＵＬに接続される。
【０１０３】
この実施の形態６においては、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１の電圧レベルは、電圧Ｖｄｃ／２に固定される。したがって、実施の形態４による交流電圧出力装置１００Ｃと同様に、インバータ２０のＵ相アーム２２をスイッチング制御してＵ相ラインＵＬに商用周波数の交流電圧Ｖａｃ０を発生させるとともに、インバータ２０のＶ，Ｗ各相アーム２４，２６をスイッチング制御してモータジェネレータＭＧの回転動作に応じたＶ，Ｗ各相コイル電圧をＵ相コイル電圧（交流電圧Ｖａｃ０）に対して相対的に与えることにより、モータジェネレータＭＧの回生動作を実現できる。
【０１０４】
なお、この交流電圧出力装置１００Ｅにおいても、より簡易な制御方法として、実施の形態４による交流電圧出力装置１００Ｃと同様に、モータジェネレータＭＧの停止中にバッテリＢからの出力を用いて商用電源用の交流電圧Ｖａｃを発生させることもできる。
【０１０５】
以上のように、この実施の形態６によっても、モータジェネレータＭＧの３相コイル１２の中性点Ｎからではなく、モータジェネレータＭＧの外部のＵ相ラインＵＬから生成した交流電圧Ｖａｃを取出すことができるので、簡易な構造で交流電圧Ｖａｃを発生して外部負荷へ供給することができる。
【０１０６】
なお、上記の各実施の形態１〜６においては、交流電圧出力装置１００，１００Ａ〜１００Ｅ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。そして、上記の各実施の形態１〜６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。
【０１０７】
そして、ハイブリッド自動車のようにモータジェネレータを少なくとも２台搭載している場合、２台のモータジェネレータを用いて商用電源用の３相交流電圧を発生させることもできる。すなわち、２台のモータジェネレータの各々にＡＣ出力ラインを接続し、互いに１２０度ずつ位相をずらした交流電圧を各ＡＣ出力ラインに発生するように、各モータジェネレータにそれぞれ対応して設けられる２つのインバータを制御することによって、商用電源用の３相交流電圧を生成することができる。
【０１０８】
また、上記においては、交流電圧出力装置１００，１００Ａ〜１００Ｅは、ハイブリッド自動車に搭載されるものとしたが、この発明の適用範囲は、ハイブリッド自動車に搭載されるものに限られず、電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）や、バッテリＢとして二次電池に代えて燃料電池（Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌ）を備えた燃料電池車などに搭載されるものであってもよい。
【０１０９】
また、上記の各実施の形態４〜６においては、ＡＣ出力ラインＡＣＬ２は、Ｕ相ラインＵＬに接続するものとしたが、Ｖ相ラインＶＬまたはＷ相ラインＷＬに接続してもよい。
【０１１０】
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「交流電動機」に対応し、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」に対応する。また、インバータ制御部６２は、この発明における「インバータ制御手段」に対応し、バッテリＢは、この発明における「直流電源」に対応する。さらに、コンデンサＣ２１，Ｃ２２は、この発明における「第１および第２の容量手段」に対応し、パワートランジスタＱ１１〜Ｑ１６は、この発明における「第１から第６のスイッチング素子」に対応する。
【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による交流電圧出力装置の全体ブロック図である。
【図２】図１に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図３】図２に示すコンバータ制御部の機能ブロック図である。
【図４】図２に示すインバータ制御部の機能ブロック図である。
【図５】インバータのスイッチング制御におけるデューティーの総和およびモータジェネレータの３相コイルの中性点に発生する交流電圧の波形図である。
【図６】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７】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８】この発明の実施の形態４による交流電圧出力装置の全体ブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態５による交流電圧出力装置の全体ブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態６による交流電圧出力装置の全体ブロック図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１０  昇圧コンバータ、１２  ３相コイル、２０  インバータ、２２  Ｕ相アーム、２４  Ｖ相アーム、２６  Ｗ相アーム、３０  エンジン、４０  リレー回路、５０  コネクタ、６０，６０Ａ〜６０Ｃ  制御装置、６１  コンバータ制御部、６２  インバータ制御部、６３  ＡＣ出力制御部、７０，７２  電圧センサ、８０  電流センサ、１００，１００Ａ〜１００Ｅ  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、１１８，１２２  ＰＷＭ信号変換部、１２０  モータ制御用相電圧演算部、Ｂ，ＢＡ  バッテリ、Ｂ１，Ｂ２  電源部、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ２Ａ，Ｃ２１，Ｃ２２  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、ＵＬ  Ｕ相ライン、ＶＬ  Ｖ相ライン、ＷＬ  Ｗ相ライン、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２  ＡＣ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，ＲＹ２  リレー。
【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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