(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
星形結線された第１の多相巻線を固定子巻線として含む第１の多相交流電動機と、
星形結線された第２の多相巻線を固定子巻線として含む第２の多相交流電動機と、
前記第１および第２の多相巻線にそれぞれ接続される第１および第２のインバータと、
前記第２の多相交流電動機の回転子の停止時、前記第１の多相巻線の中性点と前記第２の多相巻線の中性点との間に所定の周波数を有する交流電圧を発生するように前記第１および第２のインバータを制御する制御手段と、
前記第１の多相巻線の中性点と前記第２の多相巻線の中性点との間に発生した交流電圧を前記交流電圧の供給を受ける負荷装置へ出力するように構成された出力回路とを備え、
前記制御手段は、
前記第１の多相交流電動機の回転子の回転時、前記第１の多相交流電動機の回転数に基づいて、前記第１の多相巻線の中性点に生じる逆起電力の高調波と逆位相の高調波電圧指令を発生する高調波発生手段と、
前記第１の多相交流電動機の各相電圧指令に前記高調波電圧指令を重畳した電圧指令に基づいて前記第１のインバータを制御するための制御信号を生成し、その生成した制御信号を前記第１のインバータへ出力する信号生成手段とを含み、
前記高調波発生手段は、前記出力回路の共振周波数近傍の周波数を有する高調波成分と逆位相の高調波電圧指令を発生し、
前記出力回路は、
前記第１の多相巻線の中性点に一端が接続され、前記負荷装置が接続される出力端子に他端が接続される第１の出力線と、
前記第２の多相巻線の中性点に一端が接続され、前記出力端子に他端が接続される第２の出力線と、
前記第１の出力線と前記第２の出力線との間に接続されるコンデンサとを含み、
前記出力回路の共振周波数は、前記第１および第２の多相巻線ならびに前記コンデンサにより形成されるＬＣ回路によって決定される、交流電圧出力装置。
【請求項２】
前記第１の多相交流電動機は、永久磁石型３相交流同期電動機を含み、
前記高調波発生手段は、前記逆起電力の３ｎ次高調波成分（ｎは自然数）と逆位相の高調波電圧指令を発生する、請求項１に記載の交流電圧出力装置。
【請求項３】
前記高調波発生手段は、前記逆起電力の３次高調波成分と逆位相の高調波電圧指令を発生する、請求項２に記載の交流電圧出力装置。
【請求項４】
前記負荷装置の負荷が予め設定された基準値よりも小さいか否かを判定する負荷判定手段をさらに備え、
前記高調波発生手段は、前記負荷判定手段によって前記負荷が前記基準値よりも小さいと判定されると、前記高調波電圧指令を発生する、請求項１に記載の交流電圧出力装置。
【請求項５】
前記第１の多相交流電動機は、永久磁石型３相交流同期電動機を含み、
前記高調波発生手段は、前記共振周波数近傍の周波数を有する９次高調波成分と逆位相の高調波電圧指令を発生する、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】
星形結線された第１の多相巻線を固定子巻線として含む第１の多相交流電動機と、
星形結線された第２の多相巻線を固定子巻線として含む第２の多相交流電動機と、
前記第１および第２の多相巻線にそれぞれ接続される第１および第２のインバータと、
前記第１の多相巻線の中性点と前記第２の多相巻線の中性点との間に所定の周波数を有する交流電圧を発生するように前記第１および第２のインバータを制御する制御手段と、
前記第１の多相巻線の中性点と前記第２の多相巻線の中性点との間に発生した交流電圧を前記交流電圧の供給を受ける負荷装置へ出力するように構成された出力回路とを備え、
前記制御手段は、
前記第１の多相交流電動機の回転子の回転時、前記第１の多相交流電動機の回転数に基づいて、前記第１の多相巻線の中性点に生じる逆起電力の高調波と逆位相の第１の高調波電圧指令を発生する第１の高調波発生手段と、
前記第１の多相交流電動機の各相電圧指令に前記第１の高調波電圧指令を重畳した電圧指令に基づいて前記第１のインバータを制御するための制御信号を生成し、その生成した制御信号を前記第１のインバータへ出力する第１の信号生成手段と、
前記第２の多相交流電動機の回転子の回転時、前記第２の多相交流電動機の回転数に基づいて、前記第２の多相巻線の中性点に生じる逆起電力の高調波と逆位相の第２の高調波電圧指令を発生する第２の高調波発生手段と、
前記第２の多相交流電動機の各相電圧指令に前記第２の高調波電圧指令を重畳した電圧指令に基づいて前記第２のインバータを制御するための制御信号を生成し、その生成した制御信号を前記第２のインバータへ出力する第２の信号生成手段とを含み、
前記第１および第２の高調波発生手段は、前記出力回路の共振周波数近傍の周波数を有する高調波成分と逆位相の高調波電圧指令を発生し、
前記出力回路は、
前記第１の多相巻線の中性点に一端が接続され、前記負荷装置が接続される出力端子に他端が接続される第１の出力線と、
前記第２の多相巻線の中性点に一端が接続され、前記出力端子に他端が接続される第２の出力線と、
前記第１の出力線と前記第２の出力線との間に接続されるコンデンサとを含み、
前記出力回路の共振周波数は、前記第１および第２の多相巻線ならびに前記コンデンサにより形成されるＬＣ回路によって決定される、交流電圧出力装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の交流電圧出力装置と、
前記第１の多相交流電動機に連結され、前記第１の多相交流電動機に回転トルクを与える内燃機関と、
前記第２の多相交流電動機に連結され、前記第２の多相交流電動機から回転トルクを受ける駆動輪とを備えるハイブリッド自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、交流電圧出力装置およびそれを備えたハイブリッド自動車に関し、特に、商用交流電圧を発生して負荷装置へ出力可能な交流電圧出力装置およびそれを備えたハイブリッド自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）の有効利用を目的に、ハイブリッド自動車を電源設備として利用する試みがなされている。このようなハイブリッド自動車として、ハイブリッド自動車内で生成される直流電圧をＡＣ１００Ｖに変換する専用のインバータを備えたハイブリッド自動車が公知である。
【０００３】
また、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、３相交流モータＭＡ，ＭＢと、制御ユニットとを備える。３相交流モータＭＡ，ＭＢは、Ｙ結線された３相巻線ＣＡ，ＣＢをそれぞれ含み、３相巻線ＣＡの中性点ＮＡおよび３相巻線ＣＢの中性点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。
【０００４】
インバータＩＡ，ＩＢは、それぞれ３相交流モータＭＡ，ＭＢに対応して設けられ、それぞれ３相巻線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。
【０００５】
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へ出力することができる（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２００４−１２０８５３号公報
【特許文献３】特開平９−１３５５８０号公報
【特許文献４】特開平１０−２２５０１４号公報
【特許文献５】特開２００４−３８２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、Ｙ結線された３相コイルをステータコイルとして含む３相交流モータが回転しているとき、３相コイルの中性点電位には、各相コイルに発生する逆起電力の３の倍数の高調波が現われる。以下、簡単に説明すると、３相交流モータの回転数をωとして、各相コイルの誘起電圧ｅU，ｅV，ｅWは、一般的に次式で表わされる。
【０００７】
【数１】
0004752352.tif 000002
【０００８】
ここで、ｅ1，ｅ3，ｅ5…は、モータによって決まる定数である。式（１）〜（３）より、中性点電位ｅNは、次式で表わされる。
【０００９】
【数２】
0004752352.tif 000003
【００１０】
ここで、ｅ3，ｅ6，ｅ9…は、モータによって決まる定数である。式（４）に示されるように、中性点電位ｅNは、逆起電力の３の倍数の高調波を含む。したがって、上記の特許第２６９５０８３号公報に開示される電動機駆動および動力処理装置において、中性点ＮＡ，ＮＢ間に交流電力を発生しているときに３相交流モータＭＡ，ＭＢが回転すると、発生した交流電力に上記のような高調波が外乱として含まれてしまう。このような問題について、特許第２６９５０８３号公報では特に検討されていない。
【００１１】
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、電動機の回転に応じて発生する逆起電力の高調波を抑制し、歪みを抑えた商用交流電圧を負荷装置へ出力可能な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】
【００１２】
この発明によれば、交流電圧出力装置は、星形結線された第１の多相巻線を固定子巻線として含む第１の多相交流電動機と、星形結線された第２の多相巻線を固定子巻線として含む第２の多相交流電動機と、第１および第２の多相巻線にそれぞれ接続される第１および第２のインバータと、第２の多相交流電動機の回転子の停止時、第１の多相巻線の中性点と第２の多相巻線の中性点との間に所定の周波数を有する交流電圧を発生するように第１および第２のインバータを制御する制御手段とを備える。制御手段は、第１の多相交流電動機の回転子の回転時、第１の多相交流電動機の回転数に基づいて、第１の多相巻線の中性点に生じる逆起電力の高調波と逆位相の高調波電圧指令を発生する高調波発生手段と、第１の多相交流電動機の各相電圧指令に高調波電圧指令を重畳した電圧指令に基づいて第１のインバータを制御するための制御信号を生成し、その生成した制御信号を第１のインバータへ出力する信号生成手段とを含む。
【００１３】
この発明による交流電圧出力装置においては、第１および第２のインバータは、第２の多相交流電動機の回転子の停止時、第１の多相巻線の中性点と第２の多相巻線の中性点との間に所定の周波数（たとえば商用電源周波数）を有する交流電圧を発生させる。ここで、高調波発生手段は、第１の多相交流電動機の回転子の回転時、第１の多相交流電動機の回転数に基づいて、第１の多相巻線の中性点に生じる逆起電力の高調波と逆位相の高調波電圧指令を発生し、信号生成手段は、第１の多相交流電動機の各相電圧指令に高調波発生手段からの高調波電圧指令を重畳した電圧指令に基づいて第１のインバータを制御するための制御信号を生成するので、第１の多相交流電動機の回転子の回転時に第１の多相巻線の中性点に生じる逆起電力の高調波が抑制される。
【００１４】
したがって、この発明による交流電圧出力装置によれば、第１の多相交流電動機が回転していても、歪みを抑えた交流電圧を負荷装置へ供給することができる。その結果、交流電圧の供給を受ける外部装置の誤作動を防止することができる。また、この交流電圧出力装置によれば、第１の多相巻線の中性点と第２の多相巻線の中性点との間に交流電圧を発生させて負荷装置へ出力するので、交流電圧を生成するための専用のインバータを別途備える必要がない。さらに、この高調波発生手段はソフトウェアで構成することができるので、特別なハードウェアを追加することなく、歪みを抑えた交流電圧を負荷装置へ供給することができる。
【００１５】
好ましくは、第１の多相交流電動機は、永久磁石型３相交流同期電動機を含む。高調波発生手段は、逆起電力の３ｎ次高調波成分（ｎは自然数）と逆位相の高調波電圧指令を発生する。
【００１６】
一般的に、永久磁石型３相交流同期電動機の逆起電力波形は台形状であり、永久磁石型３相交流同期電動機の中性点電位は、特に逆起電力の３の倍数の高調波を多く含んでいる。ここで、この交流電圧出力装置においては、高調波発生手段は、逆起電力の３ｎ次高調波成分と逆位相の高調波電圧指令を発生するので、高調波が効果的に抑制される。したがって、この交流電圧出力装置によれば、中性点電位に高調波が顕著に現われる永久磁石型３相交流同期電動機を用いても、歪みを抑えた交流電圧を発生して負荷装置へ供給することができる。
【００１７】
さらに好ましくは、高調波発生手段は、逆起電力の３次高調波成分と逆位相の高調波電圧指令を発生する。
【００１８】
一般的に、高調波は、低次の成分が支配的であることが多い。そこで、この交流電圧出力装置においては、高調波発生手段は、中性点に生じる３ｎ次高調波のうち、最低次の３次高調波成分と逆位相の高調波電圧指令を発生する。したがって、この交流電圧出力装置によれば、小さな演算負荷で効果的に交流電圧の歪みを抑制することができる。
【００１９】
好ましくは、交流電圧出力装置は、第１の多相巻線の中性点と第２の多相巻線の中性点との間に発生した交流電圧を交流電圧の供給を受ける負荷装置へ出力するように構成された出力回路をさらに備える。高調波発生手段は、出力回路の共振周波数近傍の周波数を有する高調波成分と逆位相の高調波電圧指令を発生する。
【００２０】
さらに好ましくは、出力回路は、第１の多相巻線の中性点に一端が接続され、かつ、負荷装置が接続される出力端子に他端が接続される第１の出力線と、第２の多相巻線の中性点に一端が接続され、かつ、出力端子に他端が接続される第２の出力線と、第１の出力線と第２の出力線との間に接続されるコンデンサとを含む。出力回路の共振周波数は、第１および第２の多相巻線ならびにコンデンサにより形成されるＬＣ回路によって決定される。
【００２１】
この交流電圧出力装置においては、第１の出力線と第２の出力線との間にコンデンサが接続されるので、第１および第２の出力線を介して交流電圧の供給を受ける負荷装置へのリップルの影響が抑制される。しかしながら、このコンデンサが設けられることにより、出力回路にＬＣ回路（共振回路）が形成されるところ、高調波発生手段は、出力回路の共振周波数近傍の周波数を有する高調波成分と逆位相の高調波電圧指令を発生するので、出力回路の共振が抑制される。したがって、この交流電圧出力装置によれば、出力回路の共振による歪みを抑えた交流電圧を負荷装置へ供給することができる。
【００２２】
好ましくは、交流電圧出力装置は、負荷装置の負荷が予め設定された基準値よりも小さいか否かを判定する負荷判定手段をさらに備える。高調波発生手段は、負荷判定手段によって負荷が基準値よりも小さいと判定されると、高調波電圧指令を発生する。
【００２３】
一般的に、出力回路の共振は、負荷装置の負荷が軽負荷のときに顕著に現われる。そこで、この交流電圧出力装置においては、負荷判定手段は、負荷装置が軽負荷であるか否かを判定し、高調波発生手段は、軽負荷時のみ高調波電圧指令を発生する。したがって、この交流電圧出力装置によれば、交流電圧の歪みを効率的に抑制することができる。
【００２４】
好ましくは、第１の多相交流電動機は、永久磁石型３相交流同期電動機を含む。高調波発生手段は、共振周波数近傍の周波数を有する９次高調波成分と逆位相の高調波電圧指令を発生する。
【００２５】
上述のように、一般的に、永久磁石型３相交流同期電動機の中性点電位は、特に逆起電力の３の倍数の高調波を多く含んでいる。そして、この交流電圧出力装置においては、９次高調波成分の周波数が出力回路の共振周波数近傍であるところ、高調波発生手段は、９次高調波成分と逆位相の高調波電圧指令を発生するので、高調波が効果的に抑制される。したがって、この交流電圧出力装置によれば、中性点電位に高調波が顕著に現われる永久磁石型３相交流同期電動機を用いても、出力回路の共振による歪みを抑えた交流電圧を負荷装置へ供給することができる。
【００２６】
また、この発明によれば、交流電圧出力装置は、星形結線された第１の多相巻線を固定子巻線として含む第１の多相交流電動機と、星形結線された第２の多相巻線を固定子巻線として含む第２の多相交流電動機と、第１および第２の多相巻線にそれぞれ接続される第１および第２のインバータと、第１の多相巻線の中性点と第２の多相巻線の中性点との間に所定の周波数を有する交流電圧を発生するように第１および第２のインバータを制御する制御手段とを備える。制御手段は、第１の多相交流電動機の回転子の回転時、第１の多相交流電動機の回転数に基づいて、第１の多相巻線の中性点に生じる逆起電力の高調波と逆位相の第１の高調波電圧指令を発生する第１の高調波発生手段と、第１の多相交流電動機の各相電圧指令に第１の高調波電圧指令を重畳した電圧指令に基づいて第１のインバータを制御するための制御信号を生成し、その生成した制御信号を第１のインバータへ出力する第１の信号生成手段と、第２の多相交流電動機の回転子の回転時、第２の多相交流電動機の回転数に基づいて、第２の多相巻線の中性点に生じる逆起電力の高調波と逆位相の第２の高調波電圧指令を発生する第２の高調波発生手段と、第２の多相交流電動機の各相電圧指令に第２の高調波電圧指令を重畳した電圧指令に基づいて第２のインバータを制御するための制御信号を生成し、その生成した制御信号を第２のインバータへ出力する第２の信号生成手段とを含む。
【００２７】
この発明による交流電圧出力装置においては、第１および第２のインバータは、第１の多相巻線の中性点と第２の多相巻線の中性点との間に所定の周波数（たとえば商用電源周波数）を有する交流電圧を発生させる。そして、この交流電圧出力装置においては、第１の多相巻線の中性点に生じる逆起電力の高調波と逆位相の高調波電圧指令を発生する第１の高調波発生手段とともに、第２の多相巻線の中性点に生じる逆起電力の高調波と逆位相の高調波電圧指令を発生する第２の高調波発生手段も備えられるので、第１および第２の多相交流電動機の双方が回転していても、第１および第２の多相巻線の中性点にそれぞれ生じる各逆起電力の高調波が抑制される。
【００２８】
したがって、この発明による交流電圧出力装置によれば、第１および第２の多相交流電動機の双方が回転していても、歪みを抑えた交流電圧を負荷装置へ供給することができる。
【００２９】
また、この発明によれば、ハイブリッド自動車は、上述したいずれかの交流電圧出力装置と、第１の多相交流電動機に連結され、第１の多相交流電動機に回転トルクを与える内燃機関と、第２の多相交流電動機に連結され、第２の多相交流電動機から回転トルクを受ける駆動輪とを備える。
【００３０】
この発明によるハイブリッド自動車においては、上述したいずれかの交流電圧出力装置が備えられる。したがって、この発明によるハイブリッド自動車によれば、ハイブリッド自動車を電源設備として利用することができる。そして、歪みを抑えた交流電圧をハイブリッド自動車から負荷装置へ供給することができる。また、交流電圧を生成するための専用のインバータを備える必要がないので、ハイブリッド自動車に特に要求される小型化や低コスト化、軽量化（低燃費化）などを阻害することはない。
【発明の効果】
【００３１】
この発明によれば、電動機の回転に応じて発生する逆起電力の高調波を抑制し、歪みを抑えた商用交流電圧を負荷装置へ出力することができる。そして、第１の多相巻線の中性点と第２の多相巻線の中性点との間に商用交流電圧を発生させて負荷装置へ出力するので、商用交流電圧を生成するための専用のインバータを備える必要がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
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。
【００３３】
［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１００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２０，３０と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２と、ＡＣポート４０と、コネクタ５０と、制御装置６０と、コンデンサＣ１〜Ｃ３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、電圧センサ７０，７２と、電流センサ８０，８２とを備える。
【００３４】
この交流電圧出力装置１００は、車両に搭載され、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ＭＧ１は、エンジンＥＮＧと連結され、エンジンＥＮＧの始動を行ない得るモータとして動作し、かつ、エンジンＥＮＧ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。モータジェネレータＭＧ２は、駆動輪ＤＷと連結され、駆動輪ＤＷを駆動するモータとしてハイブリッド自動車に組込まれる。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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、直列に接続されたパワートランジスタＱ２１，Ｑ２２からなり、Ｖ相アーム３４は、直列に接続されたパワートランジスタＱ２３，Ｑ２４からなり、Ｗ相アーム３６は、直列に接続されたパワートランジスタＱ２５，Ｑ２６からなる。各パワートランジスタ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る。
【００３９】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、それぞれ３相コイル１２，１４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Ｎ１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。また、３相コイル１４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Ｎ２を形成し、そのＵ，Ｖ，Ｗ各相コイルの他端は、インバータ３０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。
【００４０】
ＡＣ出力ラインＡＣＬ１の一端は、中性点Ｎ１に接続され、その他端は、ＡＣポート４０に接続される。ＡＣ出力ラインＡＣＬ２の一端は、中性点Ｎ２に接続され、その他端は、ＡＣポート４０に接続される。コンデンサＣ３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。そして、ＡＣポート４０は、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２とコネクタ５０との間に配設される。
【００４１】
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。
【００４２】
電圧センサ７０は、バッテリＢから出力されるバッテリ電圧Ｖｂを検出し、その検出したバッテリ電圧Ｖｂを制御装置６０へ出力する。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。
【００４３】
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。また、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、電源ラインＰＬ２から供給される直流電圧を降圧してバッテリＢを充電する。
【００４４】
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、すなわち接地ラインＳＬに対する電源ラインＰＬ２の電圧（以下、この電圧を「システム電圧」とも称する。）を検出し、その検出したシステム電圧Ｖｄｃを制御装置６０へ出力する。
【００４５】
インバータ２０は、制御装置６０からの信号ＰＷＭ１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ＭＧ１へ出力する。これにより、モータジェネレータＭＧ１は、トルク指令値ＴＲ１によって指定された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、エンジンＥＮＧからの出力を受けてモータジェネレータＭＧ１が発電した３相交流電圧を制御装置６０からの信号ＰＷＭ１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。
【００４６】
インバータ３０は、制御装置６０からの信号ＰＷＭ２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ＭＧ２へ出力する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、トルク指令値ＴＲ２によって指定された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、車両の回生制動時、駆動輪ＤＷからの回転力を受けてモータジェネレータＭＧ２が発電した３相交流電圧を制御装置６０からの信号ＰＷＭ２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。なお、ここで言う回生制動とは、車両を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴なう制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。
【００４７】
ここで、コネクタ５０に接続される負荷装置（図示せず、以下同じ。）への商用交流電圧の出力が要求されると、インバータ２０，３０は、中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧を発生させる。すなわち、インバータ２０は、中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧を発生させるように、制御装置６０からの制御信号ＰＷＭ１に基づいて中性点Ｎ１の電位を制御し、インバータ３０は、中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧を発生させるように、制御装置６０からの制御信号ＰＷＭ２に基づいて中性点Ｎ２の電位を制御する。
【００４８】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々は、３相交流電動機であり、たとえばＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）型３相交流同期電動機から成る。モータジェネレータＭＧ１は、エンジンＥＮＧと連結され、エンジンＥＮＧ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ＭＧ１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ＥＮＧの始動を行なう。モータジェネレータＭＧ２は、車両の駆動輪ＤＷと連結され、インバータ３０から受ける３相交流電圧によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータＭＧ２は、車両の回生制動時、３相交流電圧を発生してインバータ３０へ出力する。
【００４９】
コンデンサＣ３は、コネクタ５０に接続される負荷装置へのリップルの影響を除去する。ＡＣポート４０は、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２とコネクタ５０との接続／切離しを行なうリレーと、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２に発生する交流電圧Ｖａｃおよび交流電流Ｉａｃをそれぞれ検出するための電圧センサおよび電流センサとを含む（いずれも図示せず）。ＡＣポート４０は、制御装置６０から出力許可指令ＥＮを受けるとリレーをオンさせ、コネクタ５０をＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２と電気的に接続する。また、ＡＣポート４０は、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２における交流電圧Ｖａｃおよび交流電流Ｉａｃを検出し、その検出した交流電圧Ｖａｃおよび交流電流Ｉａｃを制御装置６０へ出力する。
【００５０】
コネクタ５０は、中性点Ｎ１，Ｎ２間に発生した商用交流電圧を外部の負荷装置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。
【００５１】
電流センサ８０は、モータジェネレータＭＧ１に流れるモータ電流Ｉ１を検出し、その検出したモータ電流Ｉ１を制御装置６０へ出力する。電流センサ８２は、モータジェネレータＭＧ２に流れるモータ電流Ｉ２を検出し、その検出したモータ電流Ｉ２を制御装置６０へ出力する。
【００５２】
制御装置６０は、外部に設けられるＥＣＵ（図示せず、以下同じ。）から出力される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ω１，ω２、電圧センサ７０からのバッテリ電圧Ｖｂならびに電圧センサ７２からのシステム電圧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。
【００５３】
また、制御装置６０は、システム電圧Ｖｄｃ、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１および電流センサ８０からのモータ電流Ｉ１に基づいて、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための信号ＰＷＭ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭ１をインバータ２０へ出力する。さらに、制御装置６０は、システム電圧Ｖｄｃ、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値ＴＲ２および電流センサ８２からのモータ電流Ｉ２に基づいて、モータジェネレータＭＧ２を駆動するための信号ＰＷＭ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭ２をインバータ３０へ出力する。
【００５４】
ここで、制御装置６０は、車両の停止時にコネクタ５０に接続される負荷装置への商用交流電圧の出力を要求するＨ（論理ハイ）レベルの信号ＡＣをＥＣＵから受けると、中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧が発生するように、インバータ２０の上アームのパワートランジスタＱ１１，Ｑ１３，Ｑ１５と下アームのパワートランジスタＱ１２，Ｑ１４，Ｑ１６とのデューティーの総和を制御しつつ信号ＰＷＭ１を生成し、インバータ３０の上アームのパワートランジスタＱ２１，Ｑ２３，Ｑ２５と下アームのパワートランジスタＱ２２，Ｑ２４，Ｑ２６とのデューティーの総和を制御しつつ信号ＰＷＭ２を生成する。なお、制御の詳細については、後ほど説明する。
【００５５】
さらにここで、制御装置６０は、中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧を発生させる際にモータジェネレータＭＧ１が回転（発電）しているとき、モータジェネレータＭＧ１の３相コイル１２の中性点Ｎ１に生じる逆起電力の高調波成分を抑制する制御を行なう。なお、この高調波の抑制制御についても、後ほど詳しく説明する。
【００５６】
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、第１および第２のインバータ制御部６２，６３と、ＡＣ出力制御部６４とを含む。コンバータ制御部６１は、バッテリ電圧Ｖｂ、システム電圧Ｖｄｃ、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ω１，ω２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。
【００５７】
第１のインバータ制御部６２は、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＲ１、モータ電流Ｉ１およびモータ回転数ω１、ならびにシステム電圧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ＰＷＭ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭ１をインバータ２０へ出力する。
【００５８】
ここで、第１のインバータ制御部６２は、中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧を生成するための交流電圧指令をＡＣ出力制御部６４から受けているとき、その受けた交流電圧指令に基づいてインバータ２０の上アームと下アームとのデューティーの総和を変化させつつ信号ＰＷＭ１を生成する。
【００５９】
第２のインバータ制御部６３は、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値ＴＲ２、モータ電流Ｉ２およびモータ回転数ω２、ならびにシステム電圧Ｖｄｃに基づいて、インバータ３０のパワートランジスタＱ２１〜Ｑ２６をオン／オフするための信号ＰＷＭ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭ２をインバータ３０へ出力する。
【００６０】
ここで、第２のインバータ制御部６３は、中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧を生成するための交流電圧指令をＡＣ出力制御部６４から受けているとき、その受けた交流電圧指令に基づいてインバータ３０の上アームと下アームとのデューティーの総和を変化させつつ信号ＰＷＭ２を生成する。
【００６１】
ＡＣ出力制御部６４は、信号ＡＣに基づいて、中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧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、車両の停止時にコネクタ５０に接続される負荷装置への商用交流電圧の出力を要求する信号である。
【００６２】
そして、ＡＣ出力制御部６４は、Ｈレベルの信号ＡＣを受けているとき、ＡＣポート４０において検出された交流電圧Ｖａｃに基づいて、中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧を発生するための交流電圧指令を生成し、その生成した交流電圧指令を第１および第２のインバータ制御部６２，６３へ出力する。
【００６３】
図３は、図２に示した第１および第２のインバータ制御部６２，６３ならびにＡＣ出力制御部６４の詳細な機能ブロック図である。図３を参照して、第１のインバータ制御部６２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、高調波発生部１１２と、ＰＷＭ信号生成部１１４とから成る。
【００６４】
電流変換部１０２は、モータジェネレータＭＧ１のモータ回転数ω１を用いて、電流センサ８０によって検出された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。
【００６５】
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。
【００６６】
変換部１１０は、モータ回転数ω１を用いて、ＰＩ制御部１０６，１０８からそれぞれ受けるｄ，ｑ軸上の電圧指令をＵ，Ｖ，Ｗ各相電圧指令に変換する。
【００６７】
高調波発生部１１２は、モータ回転数ω１を受け、ω１≠０のとき、すなわちモータジェネレータＭＧ１が回転しているとき、モータ回転数ω１に基づいて次式により高調波電圧指令ｅGNを発生する。
【００６８】
【数３】
0004752352.tif 000004
【００６９】
ここで、ｅG3，ｅG6，ｅG9…は、モータジェネレータＭＧ１によって決まる定数である。上述したように、３相交流電動機であるモータジェネレータＭＧ１においては、モータジェネレータＭＧ１が回転すると、式（４）に示されるように中性点Ｎ１に逆起電力の３の倍数の高調波成分が発生する。特にモータジェネレータＭＧ１がＩＰＭ型３相交流同期電動機の場合、ＩＰＭ型３相交流同期電動機の逆起電力波形は台形状であり３ｎ次（ｎは自然数）の高調波成分を多く含むので、中性点Ｎ１に発生する高調波は顕著となる。そして、この交流電圧出力装置１００は、中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧を発生させて外部の負荷装置へ供給するので、中性点Ｎ１の電位に逆起電力の高調波成分が含まれていると、発生する商用交流電圧が歪み、負荷装置に悪影響を与える。
【００７０】
そこで、この実施の形態１では、高調波発生部１１２により上記の式（５）を用いて３ｎ次高調波の逆位相の高調波電圧指令ｅGNを発生し、その発生した高調波電圧指令ｅGNを変換部１１０からのＵ，Ｖ，Ｗ各相電圧指令に重畳させることによって、中性点Ｎ１に発生し得る高調波を抑制するようにしたものである。
【００７１】
なお、一般的に、高次の高調波成分に比べて低次の高調波成分が支配的であることに鑑み、次式で示されるように、高調波電圧指令ｅGNは３次高調波成分のみとしてもよい。
【００７２】
【数４】
0004752352.tif 000005
【００７３】
ＰＷＭ信号生成部１１４は、変換部１１０からのＵ，Ｖ，Ｗ各相電圧指令にＡＣ出力制御部６４からの交流電圧指令および高調波発生部１１２からの高調波電圧指令を重畳した電圧指令、ならびにシステム電圧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を生成し、その生成したＰＷＭ信号Ｐｕ１，Ｐｖ１，Ｐｗ１を信号ＰＷＭ１としてインバータ２０へ出力する。
【００７４】
なお、変換部１１０からのモータジェネレータＭＧ１のＵ，Ｖ，Ｗ各相電圧指令にＡＣ出力制御部６４からの交流電圧指令を一律に重畳させることは、その交流電圧指令に基づいてインバータ２０の上アームと下アームとのデューティーの総和を変化させることに対応する。
【００７５】
第２のインバータ制御部６３は、電流変換部１２２と、ＭＧ２電流指令演算部１２４と、ＰＩ制御部１２６，１２８と、変換部１３０と、ＰＷＭ信号生成部１３４とから成る。電流変換部１２２は、モータジェネレータＭＧ２のモータ回転数ω２を用いて、電流センサ８２によって検出された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１２４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。
【００７６】
ＰＩ制御部１２６は、電流変換部１２２からのｄ軸電流Ｉｄ２とＭＧ２電流指令演算部１２４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１３０へ出力する。ＰＩ制御部１２８は、電流変換部１２２からのｑ軸電流Ｉｑ２とＭＧ２電流指令演算部１２４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１３０へ出力する。
【００７７】
変換部１３０は、モータ回転数ω２を用いて、ＰＩ制御部１２６，１２８からそれぞれ受けるｄ，ｑ軸上の電圧指令をＵ，Ｖ，Ｗ各相電圧指令に変換する。
【００７８】
ＰＷＭ信号生成部１３４は、変換部１３０からのモータジェネレータＭＧ２の各相電圧指令にＡＣ出力制御部６４からの交流電圧指令を重畳した電圧指令に基づいて、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Ｐｕ２，Ｐｖ２，Ｐｗ２を信号ＰＷＭ２としてインバータ３０へ出力する。
【００７９】
なお、変換部１３０からのモータジェネレータＭＧ２のＵ，Ｖ，Ｗ各相電圧指令にＡＣ出力制御部６４からの交流電圧指令を一律に重畳させることは、その交流電圧指令に基づいてインバータ３０の上アームと下アームとのデューティーの総和を変化させることに対応する。
【００８０】
ＡＣ出力制御部６４は、ＦＢ演算部１４２と、乗算部１４４と、減算部１４６とから成る。ＦＢ演算部１４２は、交流電圧参照値Ｖｒｅｆと交流電圧Ｖａｃ（実績値）との偏差に基づいてフィードバック演算を行ない、その演算結果を出力する。ここで、交流電圧参照値Ｖｒｅｆは、中性点Ｎ１，Ｎ２間に発生する商用交流電圧の目標値である。また、フィードバック演算には、種々の公知の演算手法（比例積分制御など）を用いることができる。
【００８１】
乗算部１４４は、交流電圧参照値ＶｒｅｆにＦＢ演算部１４２の演算結果を加算した値をｋ倍（ｋは０以上１以下の定数）し、その演算結果を第１のインバータ制御部６２に対する交流電圧指令として第１のインバータ制御部６２へ出力する。減算部１４６は、乗算部１４４の出力値から乗算部１４４の入力値を減算し、その演算結果を第２のインバータ制御部６３に対する交流電圧指令として第２のインバータ制御部６３へ出力する。
【００８２】
すなわち、交流電圧参照値ＶｒｅｆにＦＢ演算部１４２の演算結果を加算した交流電圧指令は、ｋ倍されて第１のインバータ制御部６２へ出力され、−（１−ｋ）倍されて第２のインバータ制御部６３へ出力される。つまり、定数ｋは、中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧Ｖａｃを発生する際のモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の電圧負担率であって、定数ｋが０．５を超えるとモータジェネレータＭＧ１の負担が大きくなり、定数ｋが０．５よりも小さいとモータジェネレータＭＧ２の負担が大きくなる。
【００８３】
なお、特に図示していないが、このＡＣ出力制御部６４は、Ｈレベルの信号ＡＣを受けているとき、生成した交流電圧指令を第１および第２のインバータ制御部６２，６３へ出力し、Ｌ（論理ロー）レベルの信号ＡＣを受けているときは、第１および第２のインバータ制御部６２，６３へ出力する交流電圧指令を０とする。
【００８４】
図４は、図３に示した高調波発生部１１２が発生する高調波電圧指令およびモータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１の電位ＶＮ１の波形図である。なお、この図４では、上記の式（６）に基づいて高調波発生部１１２が３次高調波からなる高調波電圧指令ｅGNを発生する場合が示される。また、図４では、比較として、高調波発生部１１２による電圧補償が行なわれない場合の中性点Ｎ１の電位ＶＮ１Ｄが示される。
【００８５】
図４を参照して、高調波発生部１１２は、モータジェネレータＭＧ１のモータ回転数ω１に基づいて、モータジェネレータＭＧ１が発生する逆起電力の３次高調波と逆位相の高調波電圧指令ｅGNを発生する。発生する高調波電圧指令ｅGNの振幅（すなわち式（６）の定数ｅG3）は、たとえば、モータジェネレータＭＧ１の無負荷時に予め測定された逆起電力の値に基づいて決定される。
【００８６】
そして、変換部１１０からのＵ，Ｖ，Ｗ各相電圧指令にＡＣ出力制御部６４からの交流電圧指令を一律に加え、さらに、この高調波発生部１１２からの高調波電圧指令ｅGNを各相一律に重畳した電圧指令をインバータ２０の最終的な電圧指令とする。これにより、高調波発生部１１２による電圧補償が行なわれない場合には、電位ＶＮ１Ｄで示されるように逆起電力の高調波が中性点Ｎ１の電位に現われるところ、この発明による実施の形態１では、電位ＶＮ１で示されるように高調波電圧指令ｅGNによって逆起電力の３次高調波が抑制され、電位ＶＮ１には、高調波はほとんど現われない。
【００８７】
図５は、インバータ２０，３０のデューティーの総和および発生した交流電圧Ｖａｃの波形図である。図５を参照して、曲線Ｓ１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Ｓ２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５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システム電圧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。
【００８８】
この交流電圧出力装置１００においては、図３に示したように、ＡＣ出力制御部６４から第１のインバータ制御部６２へ出力される交流電圧指令をモータジェネレータＭＧ１のＵ，Ｖ，Ｗ各相電圧指令に一律に重畳させることにより、インバータ２０のデューティーの総和を曲線Ｓ１に従って商用電源周波数で周期的に変化させる。また、ＡＣ出力制御部６４から第２のインバータ制御部６３へ出力される交流電圧指令をモータジェネレータＭＧ２のＵ，Ｖ，Ｗ各相電圧指令に一律に重畳させることにより、インバータ３０のデューティーの総和を曲線Ｓ２に従って商用電源周波数で周期的に変化させる。
【００８９】
なお、この図５では、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の電圧負担率を決定する定数ｋが０．５の場合が示されている。したがって、曲線Ｓ２は、曲線Ｓ１の位相を丁度反転させたものとなっている。なお、定数ｋを０．５よりも大きくすると、曲線Ｓ１の振幅が大きくなるとともに曲線Ｓ２の振幅が小さくなり、定数ｋを０．５よりも小さくすると、曲線Ｓ１の振幅が小さくなるとともに曲線Ｓ２の振幅が大きくなる。
【００９０】
時刻ｔ０〜ｔ１においては、モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１の電位は、システム電圧Ｖｄｃ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間に正側の商用交流電圧が発生する。ここで、コネクタ５０に負荷装置が接続されていると、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、負荷装置および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。
【００９１】
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間に負側の商用交流電圧が発生する。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、負荷装置および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。
【００９２】
このようにして、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧が発生する。
【００９３】
以上のように、この実施の形態１によれば、車両の停止時、モータジェネレータＭＧ１の３相コイル１２の中性点Ｎ１とモータジェネレータＭＧ２の３相コイル１４の中性点Ｎ２との間に商用交流電圧を発生することができる。そして、高調波発生部１１２は、モータジェネレータＭＧ１の回転時に中性点Ｎ１に生じる逆起電力の高調波と逆位相の高調波電圧指令を発生し、ＰＷＭ信号生成部１１４は、変換部１１０からのＵ，Ｖ，Ｗ各相電圧指令に高調波発生部１１２からの高調波電圧指令を一律に重畳した電圧指令に基づいてインバータ２０を制御するための信号ＰＷＭ１を生成するので、モータジェネレータＭＧ１の回転時に中性点Ｎ１に生じる逆起電力の高調波が抑制される。したがって、モータジェネレータＭＧ１が回転していても、歪みを抑えた商用交流電圧をコネクタ５０に接続される負荷装置へ供給することができる。
【００９４】
特に、中性点電位に高調波が顕著に現われるＩＰＭ型３相交流同期電動機がモータジェネレータＭＧ１として用いられても、効果的に歪みを抑えた商用交流電圧を発生して負荷装置へ供給することができる。
【００９５】
また、この実施の形態１によれば、中性点Ｎ１，Ｎ２間に商用交流電圧を発生させて負荷装置へ出力するので、商用交流電圧を生成するための専用のインバータを別途備える必要がない。
【００９６】
さらに、高調波発生部１１２は、ソフトウェアで構成することができるので、特別なハードウェアを追加することなく、歪みを抑えた商用交流電圧を負荷装置へ供給することができる。
【００９７】
［実施の形態２］
図６は、図１に示した交流電圧出力装置１００において、中性点Ｎ１，Ｎ２間に発生する商用交流電圧を負荷装置へ出力する出力回路を示した図である。図６を参照して、この出力回路においては、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２間にコンデンサＣ３が接続される。このコンデンサＣ３により、コンセント５５を介してコネクタ５０に接続される負荷装置（負荷Ｒ）へのリップルの影響が除去される。
【００９８】
一方、コンデンサＣ３が設けられることにより、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のコイルとコンデンサＣ３とによりＬＣ回路が形成される。そして、これまでに述べたように、モータジェネレータＭＧ１が回転すると、中性点Ｎ１の電位には逆起電力の高調波が現われる。ここで、この高調波成分の中に上記のＬＣ回路の共振周波数近傍の周波数を有するものが存在すると、その共振周波数において出力回路（ＬＣ回路）が共振し、共振周波数近傍の周波数を有する高調波成分の振幅が増大する。特に負荷装置（負荷Ｒ）が軽負荷のときは、共振が顕著になり、負荷装置に悪影響を与える。
【００９９】
そこで、この実施の形態２においては、出力回路の共振が顕著になる軽負荷時、共振周波数近傍の周波数を有する高調波成分と逆位相の高調波電圧指令を高調波発生部により発生する。これにより、共振周波数近傍の高調波成分の増幅を抑えることができる。
【０１００】
この実施の形態２による交流電圧出力装置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、制御装置６０に代えて制御装置６０Ａを備える。
【０１０１】
図７は、この発明の実施の形態２における制御装置６０Ａの機能ブロック図である。図７を参照して、この制御装置６０Ａは、図２に示した実施の形態１における制御装置６０の構成において、負荷判定部６５をさらに含み、第１のインバータ制御部６２に代えて第１のインバータ制御部６２Ａを含む。
【０１０２】
負荷判定部６５は、ＡＣポート４０によって検出された交流電流Ｉａｃを受ける。そして、負荷判定部６５は、予め設定された基準値よりも交流電流Ｉａｃが小さいとき、コネクタ５０に接続される負荷装置が軽負荷であると判定し、Ｈレベルの信号ＣＴＬを生成して第１のインバータ制御部６２Ａへ出力する。一方、負荷判定部６５は、交流電流Ｉａｃが基準値以上のときは、コネクタ５０に接続される負荷装置が軽負荷ではないと判定し、Ｌレベルの信号ＣＴＬを生成して第１のインバータ制御部６２Ａへ出力する。
【０１０３】
第１のインバータ制御部６２Ａは、トルク指令値ＴＲ１、モータ電流Ｉ１、モータ回転数ω１、システム電圧Ｖｄｃおよび負荷判定部６５からの信号ＣＴＬ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ＰＷＭ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭ１をインバータ２０へ出力する。
【０１０４】
なお、図７に示した制御装置６０Ａのその他の構成は、図２に示した実施の形態１における制御装置６０と同じである。
【０１０５】
図８は、図７に示した第１および第２のインバータ制御部６２Ａ，６３ならびにＡＣ出力制御部６４の詳細な機能ブロック図である。図８を参照して、第１のインバータ制御部６２Ａは、図３に示した実施の形態１における第１のインバータ制御部６２の構成において、高調波発生部１１２に代えて高調波発生部１１２Ａから成る。
【０１０６】
高調波発生部１１２Ａは、モータ回転数ω１と、負荷判定部６５からの信号ＣＴＬとを受ける。そして、高調波発生部１１２Ａは、信号ＣＴＬがＨレベルであり、かつ、ω１≠０のとき、モータ回転数ω１に基づいて次式により高調波電圧指令ｅGNを発生する。
【０１０７】
【数５】
0004752352.tif 000006
【０１０８】
すなわち、この実施の形態２においては、モータジェネレータＭＧ１に連結されるエンジンＥＮＧが所定回転数（たとえばアイドル回転数）で動作し、それに応じてモータジェネレータＭＧ１がモータ回転数ω１で回転しているとき、モータジェネレータＭＧ１が発生する逆起電力の９次高調波の周波数が出力回路の共振周波数近傍にあるので、高調波発生部１１２Ａは、上記の式（７）に基づいて、９次高調波からなる高調波電圧指令ｅGNを発生する。
【０１０９】
なお、第１および第２のインバータ制御部６２Ａのその他の構成は、図３に示した実施の形態１における第１のインバータ制御部６２と同じである。
【０１１０】
図９は、図８に示した高調波発生部１１２Ａが発生する高調波電圧指令およびモータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１の電位ＶＮ１の波形図である。なお、この図９では、比較として、高調波発生部１１２Ａによる電圧補償が行なわれない場合の中性点Ｎ１の電位ＶＮ１Ｄが示される。
【０１１１】
図９を参照して、高調波発生部１１２Ａは、上記の式（７）を用いて、モータジェネレータＭＧ１のモータ回転数ω１に基づいて、モータジェネレータＭＧ１が発生する逆起電力の９次高調波と逆位相の高調波電圧指令ｅGNを発生する。発生する高調波電圧指令ｅGNの振幅（すなわち式（７）の定数ｅG9）は、たとえば、モータジェネレータＭＧ１の無負荷時に予め測定された逆起電力の値に基づいて決定される。なお、高調波電圧指令ｅGNの振幅は、商用交流電圧の供給を受ける負荷装置の負荷の大きさに応じて変化させてもよい。すなわち、たとえば負荷装置の負荷が小さいほど、高調波電圧指令ｅGNの振幅を大きくするようにしてもよい。
【０１１２】
そして、変換部１１０からのＵ，Ｖ，Ｗ各相電圧指令にＡＣ出力制御部６４からの交流電圧指令を一律に加え、さらに、この高調波発生部１１２Ａからの高調波電圧指令ｅGNを各相一律に重畳した電圧指令をインバータ２０の最終的な電圧指令とする。これにより、高調波発生部１１２Ａによる電圧補償が行なわれない場合には、電位ＶＮ１Ｄで示されるように共振した９次高調波が中性点Ｎ１の電位に現われるところ、この発明による実施の形態２では、電位ＶＮ１で示されるように高調波電圧指令ｅGNによって逆起電力の９次高調波が抑制され、電位ＶＮ１には、高調波はほとんど現われない。
【０１１３】
なお、上記においては、高調波発生部１１２Ａは、９次高調波からなる高調波電圧指令ｅGNを発生するものとしたが、高調波発生部１１２Ａが発生する高調波電圧指令ｅGNは、９次高調波に限定されるものではない。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の漏れインダクタンスおよびコンデンサＣ３の大きさによって決まる出力回路の共振周波数に応じて、適切な次数の高調波電圧指令を生成すればよい。
【０１１４】
また、上記においては、負荷判定部６５は、交流電流Ｉａｃの大きさに基づいて負荷装置が軽負荷であるか否かを判定するものとしたが、交流電圧Ｖａｃに基づいて判定するようにしてもよい。すなわち、商用交流電圧の供給を受ける負荷装置の負荷が大きくなると、電圧降下により交流電圧Ｖａｃの変動（ばたつき）が大きくなるので、交流電圧Ｖａｃの変動が予め設定した基準値よりも小さいとき、負荷装置が軽負荷であると判定することができる。
【０１１５】
また、負荷装置が軽負荷であるか否かを判定は、交流電圧Ｖａｃと交流電流Ｉａｃとの位相差に基づいて判定するようにしてもよい。すなわち、商用交流電圧の供給を受ける負荷装置の負荷が小さいほど交流電圧Ｖａｃと交流電流Ｉａｃとの位相差が大きくなるので、その位相差が予め設定した基準値よりも大きいとき、負荷装置が軽負荷であると判定することができる。
【０１１６】
以上のように、この実施の形態２によれば、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２間にコンデンサＣ３が接続されるので、ＡＣ出力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して商用交流電圧の供給を受ける負荷装置へのリップルの影響を抑制できる。
【０１１７】
一方、このコンデンサＣ３が設けられることにより、出力回路にＬＣ回路（共振回路）が形成されるところ、高調波発生部１１２Ａは、出力回路の共振周波数近傍の周波数を有する高調波成分と逆位相の高調波電圧指令ｅGNを発生するので、出力回路の共振が抑制される。したがって、出力回路の共振による歪みを抑えた商用交流電圧を負荷装置へ供給することができる。
【０１１８】
また、一般的に、出力回路の共振は、負荷装置（負荷Ｒ）が軽負荷のときに顕著に現われる。そこで、この実施の形態２では、発生した交流電流Ｉａｃ等を用いて負荷判定部６５により負荷装置が軽負荷であるか否かを判定し、高調波発生部１１２Ａは、その判定結果に基づいて軽負荷時のみ高調波電圧指令ｅGNを発生する。したがって、商用交流電圧の歪みを効率的に抑制することができる。
【０１１９】
［実施の形態３］
上記の実施の形態１，２では、商用交流電圧の生成は、車両の停止時を前提としていた。この実施の形態３では、車両走行時においても、歪みの小さい商用交流電圧を発生して負荷装置へ供給することができる。
【０１２０】
この実施の形態３による交流電圧出力装置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、制御装置６０に代えて制御装置６０Ｂを備える。そして、制御装置６０Ｂは、図２に示した実施の形態１における制御装置６０の構成において、第２のインバータ制御部６３に代えて第２のインバータ制御部６３Ａを含む。
【０１２１】
図１０は、この発明の実施の形態３における第１および第２のインバータ制御部６２，６３ＡならびにＡＣ出力制御部６４の詳細な機能ブロック図である。図１０を参照して、第２のインバータ制御部６３Ａは、図３に示した実施の形態１における第２のインバータ制御部６３の構成において、高調波発生部１３２をさらに含む。
【０１２２】
高調波発生部１３２は、モータ回転数ω２を受ける。そして、高調波発生部１３２は、ω２≠０のとき、すなわちモータジェネレータＭＧ２が回転しているとき、モータ回転数ω２に基づいて次式により高調波電圧指令ｅMNを発生する。
【０１２３】
【数６】
0004752352.tif 000007
【０１２４】
ここで、ｅM3，ｅM6，ｅM9…は、モータジェネレータＭＧ２によって決まる定数である。この実施の形態３では、車両走行時においても商用交流電圧の発生を許容するので、モータジェネレータＭＧ２が回転すると、モータジェネレータＭＧ１と同様に、中性点Ｎ２に逆起電力の３の倍数の高調波成分が現われる。そこで、この実施の形態３では、高調波発生部１３２により上記の式（８）を用いて３ｎ次高調波の逆位相の高調波電圧指令ｅMNを発生し、その発生した高調波電圧指令ｅMNを変換部１３０からのＵ，Ｖ，Ｗ各相電圧指令に重畳させることによって、中性点Ｎ２に発生し得る高調波を抑制するようにしたものである。
【０１２５】
なお、モータジェネレータＭＧ２についても、モータジェネレータＭＧ１と同様に、一般的に高次の高調波成分に比べて低次の高調波成分が支配的であることに鑑み、次式で示されるように、高調波電圧指令ｅMNは３次高調波成分のみとしてもよい。
【０１２６】
【数７】
0004752352.tif 000008
【０１２７】
なお、第２のインバータ制御部６３Ａのその他の構成は、図３に示した実施の形態１における第２のインバータ制御部６３と同じである。
【０１２８】
以上のように、この実施の形態３によれば、モータジェネレータＭＧ１の３相コイル１２の中性点Ｎ１とモータジェネレータＭＧ２の３相コイル１４の中性点Ｎ２との間に商用交流電圧を発生することができる。そして、モータジェネレータＭＧ１の回転時に中性点Ｎ１に生じる逆起電力の高調波と逆位相の高調波電圧指令を発生する高調波発生部１１２とともに、モータジェネレータＭＧ２の回転時に中性点Ｎ２に生じる逆起電力の高調波と逆位相の高調波電圧指令を発生する高調波発生部１３２も設けられるので、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の双方が回転していても、中性点Ｎ１，Ｎ２にそれぞれ生じる各逆起電力の高調波が抑制される。したがって、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の双方が回転していても、歪みを抑えた商用交流電圧をコネクタ５０に接続される負荷装置へ供給することができる。
【０１２９】
なお、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ＭＧ１に対応する高調波発生部１１２，１１２Ａは、モータ回転数ω１≠０のとき、すなわちモータジェネレータＭＧ１が回転しているとき、高調波電圧指令ｅGNを発生するものとしたが、エンジンＥＮＧが動作しているとき、高調波電圧指令ｅGNを発生するようにしてもよい。そして、エンジンＥＮＧが動作しているか否かは、エンジンを制御するエンジンＥＣＵからの信号に基づいて判定することができる。
【０１３０】
また、上記の各実施の形態１〜３においては、バッテリＢは、二次電池としたが、二次電池に代えて燃料電池（Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）であってもよい。そして、上記においては、この発明に係る交流電圧出力装置がハイブリッド自動車に搭載される場合について説明したが、この発明は、電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）や燃料電池車に搭載される交流電圧出力装置にも適用可能である。
【０１３１】
また、上記においては、交流電圧出力装置１００，１００Ａ，１００Ｂは、昇圧コンバータ１０を備えるものとしたが、昇圧コンバータ１０を備えないシステムにおいても、この発明は適用可能である。
【０１３２】
なお、上記において、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、それぞれこの発明における「第１の多相交流電動機」および「第２の多相交流電動機」に対応し、３相コイル１２，１４は、それぞれこの発明における「第１の多相巻線」および「第２の多相巻線」に対応する。また、インバータ２０，３０は、それぞれこの発明における「第１のインバータ」および「第２のインバータ」に対応し、第１のインバータ制御部６２，６２Ａ、第２のインバータ制御部６３，６３ＡおよびＡＣ出力制御部６４は、この発明における「制御手段」を形成する。さらに、高調波発生部１１２，１１２Ａは、この発明における「高調波発生手段」に対応し、ＰＷＭ信号生成部１１４は、この発明における「信号生成手段」に対応する。
【０１３３】
また、さらに、図６に示した出力回路は、この発明における「出力回路」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、さらに、コンデンサＣ３は、この発明における「コンデンサ」に対応し、負荷判定部６５は、この発明における「負荷判定手段」に対応する。また、さらに、エンジンＥＮＧは、この発明における「内燃機関」に対応し、駆動輪ＤＷは、この発明における「駆動輪」に対応する。
【０１３４】
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】
【０１３５】
【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に示す第１および第２のインバータ制御部ならびにＡＣ出力制御部の詳細な機能ブロック図である。
【図４】図３に示す高調波発生部が発生する高調波電圧指令およびモータジェネレータの中性点電位の波形図である。
【図５】インバータのデューティーの総和および発生した交流電圧の波形図である。
【図６】図１に示す交流電圧出力装置において、中性点間に発生した商用交流電圧を負荷装置へ出力する出力回路を示した図である。
【図７】この発明の実施の形態２における制御装置の機能ブロック図である。
【図８】図７に示す第１および第２のインバータ制御部ならびにＡＣ出力制御部の詳細な機能ブロック図である。
【図９】図８に示す高調波発生部が発生する高調波電圧指令およびモータジェネレータの中性点電位の波形図である。
【図１０】この発明の実施の形態３における第１および第２のインバータ制御部ならびにＡＣ出力制御部の詳細な機能ブロック図である。
【符号の説明】
【０１３６】
１０  昇圧コンバータ、１２，１４  ３相コイル、２０，３０  インバータ、２２，３２  Ｕ相アーム、２４，３４  Ｖ相アーム、２６，３６  Ｗ相アーム、４０  ＡＣポート、５０  コネクタ、６０，６０Ａ，６０Ｂ  制御装置、６１  コンバータ制御部、６２，６２Ａ  第１のインバータ制御部、６３，６３Ａ  第２のインバータ制御部、６４  ＡＣ出力制御部、６５  負荷判定部、７０，７２  電圧センサ、８０，８２  電流センサ、１００，１００Ａ，１００Ｂ  交流電圧出力装置、１０２，１２２  電流変換部、１０４，１２４  ＭＧ１電流指令演算部、１０６，１０８，１２６，１２８  ＰＩ制御部、１１０，１３０  変換部、１１２，１１２Ａ，１３２  高調波発生部、１１４，１３４  ＰＷＭ信号生成部、１４２  ＦＢ制御部、１４４  乗算部、１４６  減算部、Ｂ  バッテリ、Ｃ１〜Ｃ３  コンデンサ、Ｌ  リアクトル、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ１１〜Ｑ１６，Ｑ２１〜Ｑ２６  パワートランジスタ、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６  ダイオード、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ、Ｎ１，Ｎ２  中性点、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２  ＡＣ出力ライン、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。
【図１】
0004752352.tif 000009
【図２】
0004752352.tif 000010
【図３】
0004752352.tif 000011
【図４】
0004752352.tif 000012
【図５】
0004752352.tif 000013
【図６】
0004752352.tif 000014
【図７】
0004752352.tif 000015
【図８】
0004752352.tif 000016
【図９】
0004752352.tif 000017
【図１０】
0004752352.tif 000018