專利名稱：動力輸出裝置和包括該動力輸出裝置的車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動力輸出裝置和包括這種動力輸出裝置的車輛。具體地，本發(fā)明涉及一種能夠產(chǎn)生交流電壓并向外部交流負(fù)載輸出該交流電壓的動力輸出裝置，和包括這種動力輸出裝置的車輛。
背景技術(shù)：
美國專利No.5 099 186公開了一種能夠產(chǎn)生交流電并向外部源輸出該交流電的電動機(jī)(motor)驅(qū)動和再充電系統(tǒng)。該電動機(jī)驅(qū)動和再充電系統(tǒng)包括蓄電池；兩個(gè)電動機(jī)；分別連接到兩個(gè)電動機(jī)的兩個(gè)逆變器；以及連接在兩個(gè)電動機(jī)的中性點(diǎn)之間的輸入/輸出端口。這種電動機(jī)驅(qū)動和再充電系統(tǒng)能夠在兩個(gè)電動機(jī)的中性點(diǎn)之間產(chǎn)生交流電壓并從輸入/輸出端口輸出所產(chǎn)生的交流電壓。
在這種電動機(jī)驅(qū)動和再充電系統(tǒng)中，可能存在交流電需要同時(shí)提供給外部交流負(fù)載和用于驅(qū)動電動機(jī)的情況。尤其是在電力驅(qū)動電動機(jī)的同時(shí)交流電輸出到外部交流負(fù)載的情況下，將有過量的電流流入逆變器從而損壞逆變器。美國專利No.5 099 186沒有提供在這些情況下適當(dāng)避免這種電流集中的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能夠產(chǎn)生交流電力并將所產(chǎn)生的交流電力輸出給外部交流負(fù)載、并能夠適當(dāng)?shù)乇苊怆娏骷械膭恿敵鲅b置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有能夠產(chǎn)生交流電力并將所產(chǎn)生的交流電力輸出給外部交流負(fù)載、并能夠適當(dāng)?shù)乇苊怆娏骷械膭恿敵鲅b置的車輛。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，動力輸出裝置包括第一和第二電動發(fā)電機(jī)；分別連接到所述第一和第二電動發(fā)電機(jī)的第一和第二逆變器；以及控制所述第一和第二逆變器的操作從而驅(qū)動所述第一和第二電動發(fā)電機(jī)并在所述第一和第二電動發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)之間產(chǎn)生交流電壓的控制裝置。當(dāng)驅(qū)動所述第一和第二電動發(fā)電機(jī)中的至少一個(gè)時(shí)產(chǎn)生所述交流電壓所需的電流超過預(yù)定量時(shí)，所述控制裝置控制對應(yīng)的所述第一和/或第二逆變器的操作，使得被驅(qū)動的所述第一和/或第二電動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流減小。
優(yōu)選地，當(dāng)驅(qū)動第一和第二電動發(fā)電機(jī)中的至少一個(gè)時(shí)產(chǎn)生交流電壓所需的電流超過預(yù)定量時(shí)，控制裝置控制對應(yīng)的第一和/或第二逆變器的操作，使得轉(zhuǎn)矩電流根據(jù)交流電壓的周期變化減小。
優(yōu)選地，當(dāng)驅(qū)動第一和第二電動發(fā)電機(jī)中的至少一個(gè)時(shí)產(chǎn)生交流電壓所需的電流超過預(yù)定量時(shí)，控制裝置控制對應(yīng)的第一和/或第二逆變器的操作，使得轉(zhuǎn)矩電流均勻減小。
優(yōu)選地，當(dāng)驅(qū)動第一和第二電動發(fā)電機(jī)中的至少一個(gè)時(shí)產(chǎn)生交流電壓所需的電流超過預(yù)定量時(shí)，控制裝置減小被驅(qū)動的第一和/或第二電動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制值以控制對應(yīng)的第一和/或第二逆變器的操作。
優(yōu)選地，第一電動發(fā)電機(jī)連接到車輛的內(nèi)燃機(jī)以起動內(nèi)燃機(jī)并利用內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動力發(fā)電。第二電動發(fā)電機(jī)連接到車輛的驅(qū)動輪以驅(qū)動驅(qū)動輪。當(dāng)由第一電動發(fā)電機(jī)起動內(nèi)燃機(jī)時(shí)產(chǎn)生交流電壓所需的電流超過預(yù)定量時(shí)，控制裝置控制第一逆變器的操作，使得第一電動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流減小。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，動力輸出裝置包括連接到車輛的內(nèi)燃機(jī)以起動內(nèi)燃機(jī)并利用內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動力發(fā)電的第一電動發(fā)電機(jī)；連接到車輛的驅(qū)動輪以驅(qū)動驅(qū)動輪的第二電動發(fā)電機(jī)；分別連接到第一和第二電動發(fā)電機(jī)的第一和第二逆變器；以及控制第一和第二逆變器的操作從而驅(qū)動第一和第二電動發(fā)電機(jī)并在第一和第二電動發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)之間產(chǎn)生交流電壓的控制裝置。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的溫度低于預(yù)定溫度時(shí)，控制裝置控制第一和第二逆變器的操作，從而在由第一電動發(fā)電機(jī)起動內(nèi)燃機(jī)之后產(chǎn)生交流電壓。
優(yōu)選地，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的溫度低于預(yù)定溫度時(shí)，控制裝置使內(nèi)燃機(jī)連續(xù)工作。
優(yōu)選地，該動力輸出裝置還包括向第一和第二逆變器提供電力并存儲由第一電動發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力的直流電源。控制裝置根據(jù)直流電源的充電狀態(tài)控制第一逆變器的操作從而由第一電動發(fā)電機(jī)起動內(nèi)燃機(jī)。
優(yōu)選地，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的溫度低于預(yù)定溫度時(shí)，即使在內(nèi)燃機(jī)起動之后直流電源的充電狀態(tài)超過預(yù)定量，控制裝置使內(nèi)燃機(jī)連續(xù)工作。
根據(jù)本發(fā)明，車輛包括上述動力輸出裝置中的任一個(gè)。
本發(fā)明的動力輸出裝置能夠產(chǎn)生交流電壓并將所產(chǎn)生的交流電壓提供給外部負(fù)載。當(dāng)驅(qū)動第一和第二電動發(fā)電機(jī)中的至少一個(gè)時(shí)產(chǎn)生交流電壓所需的電流超過預(yù)定量時(shí)，動力輸出裝置中的控制裝置控制對應(yīng)的第一和/或第二逆變器的操作，使得被驅(qū)動的第一和/或第二電動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流減小。因此，能夠?qū)⒌谝缓偷诙孀兤魈幍碾娏饕种圃陬A(yù)定量內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明，能夠避免逆變器處的電流集中，從而防止逆變器被這種電流集中損壞。
當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的溫度低于預(yù)定溫度時(shí)，本發(fā)明的動力輸出裝置中的控制裝置控制第一和第二逆變器的操作，從而在通過第一電動發(fā)電機(jī)起動內(nèi)燃機(jī)之后產(chǎn)生交流電壓。因此，在低溫時(shí)起動內(nèi)燃機(jī)所需的大轉(zhuǎn)矩電流和產(chǎn)生交流電壓所需的電流不會同時(shí)流過第一逆變器。
根據(jù)本發(fā)明，能夠避免逆變器處的電流集中，從而防止逆變器被這種電流集中損壞。
本發(fā)明的車輛具有上述動力輸出裝置。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于能夠防止由電力集中造成的逆變器的損壞，從而提高車輛的可靠性。由于本發(fā)明省去了用以產(chǎn)生交流電壓的專用逆變器，因此能夠減小車輛的尺寸、重量、和成本同時(shí)具有額外的交流電源容量。


從下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的詳細(xì)說明中，能更清楚本發(fā)明的上述和其它目的、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的動力輸出裝置的示意性框圖；圖2是圖1中控制裝置的功能性框圖；圖3是圖2的轉(zhuǎn)換器控制單元的功能性框圖；圖4是圖2的第一逆變器控制單元的功能性框圖；圖5是圖2的第二逆變器控制單元的功能性框圖；圖6是說明圖1中流入電動發(fā)電機(jī)以在該電動發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)之間產(chǎn)生商用(工業(yè))交流電壓的電流的示意圖；圖7是在產(chǎn)生商用交流電壓期間的占空總和(duty summation，デュ一テイ一の総和)以及所產(chǎn)生的商用交流電壓的波形圖；圖8是圖1中的電動發(fā)電機(jī)MG1的電流和轉(zhuǎn)矩的波形圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的動力輸出裝置的示意性框圖；圖10是第二實(shí)施例的動力輸出裝置的商用交流電壓產(chǎn)生模式的操作流程圖；圖11是圖10中的AC輸出處理的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。圖中相同或?qū)?yīng)的部件標(biāo)以相同的參考符號，并不再重復(fù)對其說明。
第一實(shí)施例參照圖1，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的動力輸出裝置100包括蓄電池B；升壓轉(zhuǎn)換器(up-converter)10；逆變器20和30；電動發(fā)電機(jī)MG1和MG2；AC端口40；連接器50；控制裝置60；電壓傳感器70和72；電流傳感器80和82；電容器C1和C2；電源線PL1和PL2；地線SL；U相線UL1和UL2；V相線VL1和VL2；W相線WL1和WL2；以及AC輸出線ACL1和ACL2。
動力輸出裝置100結(jié)合在例如混合動力車輛中。電動發(fā)電機(jī)MG1結(jié)合在混合動力車輛中以作為連接到發(fā)動機(jī)(未示出)并被發(fā)動機(jī)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)工作，并作為能夠起動發(fā)動機(jī)的電動機(jī)工作。電動發(fā)電機(jī)MG2結(jié)合在混合動力車輛中作為連接到混合動力車輛的驅(qū)動輪(未示出)的電動機(jī)來驅(qū)動該驅(qū)動輪。
電動發(fā)電機(jī)MG1和MG2由三相交流同步電動機(jī)形成。電動發(fā)電機(jī)MG1使用來自發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生交流電壓并向逆變器20提供所產(chǎn)生的交流電壓。電動發(fā)電機(jī)MG1還通過來自逆變器20的交流電壓產(chǎn)生驅(qū)動力以起動發(fā)動機(jī)。電動發(fā)電機(jī)MG2通過來自逆變器30的交流電壓產(chǎn)生車輛的驅(qū)動力矩。在再生制動時(shí)，電動發(fā)電機(jī)MG2產(chǎn)生交流電壓并將該交流電壓輸出到逆變器30。
如下文所述，在車輛系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)向連接到連接器50的外部交流負(fù)載輸出商用交流電壓的需求時(shí)，通過逆變器20和30在電動發(fā)電機(jī)MG1和MG2的中性點(diǎn)N1和N2之間產(chǎn)生交流電壓。電動發(fā)電機(jī)MG1和MG2將在中性點(diǎn)N1和N2之間所產(chǎn)生的交流電壓輸出到AC輸出線ACL1和ACL2。
作為直流電源的蓄電池B由例如鎳氫或鋰離子二次電池形成。蓄電池B向升壓轉(zhuǎn)換器10輸出所產(chǎn)生的直流電壓，并通過從升壓轉(zhuǎn)換器10輸出的直流電壓充電。
升壓轉(zhuǎn)換器10包括電抗器L1、npn晶體管Q1和Q2以及二極管D1和D2。電抗器L1的一端連接到電源線PL1，另一端連接到npn晶體管Q1和Q2的連接節(jié)點(diǎn)。npn晶體管Q1和Q2串聯(lián)在電源線PL2與地線SL之間以在其基極端接收來自控制裝置60的控制信號PWC。二極管D1和D2分別連接到各npn晶體管Q1和Q2的集電極和發(fā)射極之間，從而從發(fā)射極側(cè)向集電極側(cè)傳導(dǎo)電流。
逆變器20包括U相臂(支路)21、V相臂22和W相臂23。U相臂21、V相臂22和W相臂23并聯(lián)在電源線PL2與地線SL之間。U相臂21由串聯(lián)連接的npn晶體管Q11和Q12形成。V相臂22由串聯(lián)連接的npn晶體管Q13和Q14形成。W相臂23由串聯(lián)連接的npn晶體管Q15和Q16形成。從發(fā)射極側(cè)向集電極側(cè)傳導(dǎo)電流的二極管D11-D16分別連接在npn晶體管Q11-Q16的集電極和發(fā)射極之間。
各相臂中各npn晶體管的連接節(jié)點(diǎn)經(jīng)由U、V和W相線UL1、VL1和WL1在與對應(yīng)于中性點(diǎn)N1的一端相對的一端連接到電動發(fā)電機(jī)MG1的相應(yīng)的相線圈。
逆變器30包括U相臂31、V相臂32和W相臂33，這些臂并聯(lián)在電源線PL2與地線SL之間。U相臂31由串聯(lián)連接的npn晶體管Q21和Q22形成。V相臂32由串聯(lián)連接的npn晶體管Q23和Q24形成。W相臂33由串聯(lián)連接的npn晶體管Q25和Q26形成。從發(fā)射極側(cè)向集電極側(cè)傳導(dǎo)電流的二極管D21-D26分別連接在npn晶體管Q21-Q26的集電極和發(fā)射極之間。
在逆變器30中，各相臂中各npn晶體管的連接節(jié)點(diǎn)經(jīng)由U相線UL2、V相線VL2和W相線WL2在與對應(yīng)于中性點(diǎn)N2的一端相對的一端連接到電動發(fā)電機(jī)MG2的相應(yīng)的相線圈。
電容器C1連接在電源線PL1與地線SL之間以降低由電壓變化造成的對蓄電池B以及升壓轉(zhuǎn)換器10的影響。電容器C2連接在電源線PL2與地線SL之間以降低由電壓變化造成的對逆變器20和30以及升壓轉(zhuǎn)換器10的影響。
升壓轉(zhuǎn)換器10響應(yīng)來自控制裝置60的控制信號PWC，以通過積聚根據(jù)npn晶體管Q2的開關(guān)操作而流動的電流作為電抗器L1處的磁場能量，增大來自蓄電池B的直流電壓，并與npn晶體管Q2的關(guān)閉正時(shí)同步地經(jīng)由二極管D1相將所增大的電壓供給至電源線PL2。升壓轉(zhuǎn)換器10響應(yīng)來自控制裝置60的控制信號PWC，以降低(down-convert)通過電源線PL2從逆變器20和/或30來的直流電壓，從而向蓄電池B充電。
逆變器20響應(yīng)來自控制裝置60的控制信號PWM1以將從電源線PL2提供的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓，并將該交流電壓供給至電動發(fā)電機(jī)MG1。作為響應(yīng)，電動發(fā)電機(jī)MG1被驅(qū)動從而產(chǎn)生期望的轉(zhuǎn)矩。逆變器20還響應(yīng)來自控制裝置60的控制信號PWM1以將電動發(fā)電機(jī)MG1產(chǎn)生的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，該直流電壓輸出到電源線PL2上。
逆變器30響應(yīng)來自控制裝置60的控制信號PWM2以將從電源線PL2提供的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓，該交流電壓輸出到電動發(fā)電機(jī)MG2。作為響應(yīng)，電動發(fā)電機(jī)MG2被驅(qū)動從而產(chǎn)生期望的轉(zhuǎn)矩。在電動發(fā)電機(jī)MG2的再生制動時(shí)，逆變器30響應(yīng)來自控制裝置60的控制信號PWM2以將來自電動發(fā)電機(jī)MG2的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，該直流電壓輸出到電源線PL2上。
在車輛系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)向連接到連接器50的外部交流負(fù)載輸出商用交流電壓的需求時(shí)，逆變器20和30在電動發(fā)電機(jī)MG1和MG2的中性點(diǎn)N1和N2之間產(chǎn)生商用交流電壓Vac。即，根據(jù)來自控制裝置60的控制信號PWM1控制中性點(diǎn)N1的電勢從而通過逆變器20在電動發(fā)電機(jī)MG1和MG2的中性點(diǎn)N1和N2之間產(chǎn)生商用交流電壓Vac，而根據(jù)來自控制裝置60的控制信號PWM2在電動發(fā)電機(jī)MG2不產(chǎn)生驅(qū)動力地控制中性點(diǎn)N2的電勢，從而通過逆變器30在電動發(fā)電機(jī)MG1和MG2的中性點(diǎn)N1和N2之間產(chǎn)生商用交流電壓Vac。
當(dāng)在產(chǎn)生商用交流電壓Vac期間需要起動連接到電動發(fā)電機(jī)MG1的發(fā)動機(jī)時(shí)，在根據(jù)來自控制裝置60的控制信號PWM2限制電動發(fā)電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩的同時(shí)，逆變器20驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)MG1。具體地，當(dāng)需要同時(shí)產(chǎn)生商用交流電壓Vac和驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)MG1時(shí)，逆變器20通常達(dá)到很高的負(fù)荷狀態(tài)，導(dǎo)致可能由于電流集中造成的電氣元件過熱而損壞?？紤]到這種情形，逆變器20根據(jù)控制裝置60的控制信號PWM2，在確保產(chǎn)生商用交流電壓Vac的同時(shí)，減小電動發(fā)電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩電流。因此，防止在逆變器20產(chǎn)生電流集中的同時(shí)確保了商用交流電壓Vac。
AC端口40包括使AC輸出線ACL1和ACL2與連接器50建立連接或斷開連接的繼電器，以及分別檢測商用交流電壓Vac和交流電流Iac的電壓傳感器和電流傳感器(都未示出)。當(dāng)從控制裝置60接收到輸出允許指令EN時(shí)，AC端口40打開繼電器以使連接器50與AC輸出線ACL1和ACL2電連接。AC端口40還檢測在AC輸出線ACL1和ACL2處的商用交流電壓Vac和交流電流Iac并將相應(yīng)的檢測值提供給控制裝置60。
連接器50是向外部交流負(fù)載提供在電動發(fā)電機(jī)MG1和MG2的中性點(diǎn)N1和N2之間產(chǎn)生的商用交流電壓Vac的輸出端。電氣裝置或室內(nèi)應(yīng)急電源的插頭將連接到連接器50。當(dāng)連接到外部交流負(fù)載的插頭時(shí)，連接器50向控制裝置60提供H(邏輯高)電平信號CT。
電壓傳感器70檢測蓄電池B的蓄電池電壓Vb，并將檢測的蓄電池電壓Vb提供給控制裝置60。電壓傳感器72檢測電容器C2端子間的電壓，即，逆變器20和30的輸入電壓Vdc(對應(yīng)于升壓轉(zhuǎn)換器10的輸出電壓)。檢測的輸入電壓Vdc被提供到控制裝置60。電流傳感器80檢測電動發(fā)電機(jī)MG1的電動機(jī)電流MCRT1，該檢測結(jié)果輸出到控制裝置60。電流傳感器82檢測電動發(fā)電機(jī)MG2的電動機(jī)電流MCRT2，該檢測結(jié)果輸出到控制裝置60。
控制裝置60根據(jù)電動發(fā)電機(jī)MG1和MG2各自的轉(zhuǎn)矩控制值TR1和TR2以及電動機(jī)轉(zhuǎn)速M(fèi)RN1和MRN2、蓄電池B的蓄電池電壓Vb以及逆變器20和30的輸入電壓Vdc產(chǎn)生控制信號PWC以驅(qū)動升壓轉(zhuǎn)換器10。所產(chǎn)生的控制信號PWC輸出到升壓轉(zhuǎn)換器10。電動發(fā)電機(jī)MG1和MG2的轉(zhuǎn)速M(fèi)RN1和MRN2通過未示出的傳感器檢測。
控制裝置60根據(jù)輸入電壓Vdc以及電動發(fā)電機(jī)MG1的電動機(jī)電流MCRT1和轉(zhuǎn)矩控制值TR1產(chǎn)生控制信號PWM1以驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)MG1。
在車輛系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)向外部交流負(fù)載輸出交流電壓的需求時(shí)，控制裝置60在控制逆變器20的上臂的npn晶體管Q11、Q13和Q15以及下臂的npn晶體管Q12、Q14和Q16的占空總和的同時(shí)產(chǎn)生控制信號PWM1，從而在電動發(fā)電機(jī)MG1和MG2的中性點(diǎn)N1和N2之間產(chǎn)生商用交流電壓Vac。
當(dāng)在產(chǎn)生商用交流電壓Vac期間還出現(xiàn)起動發(fā)動機(jī)的需求時(shí)，控制裝置60根據(jù)商用交流電壓Vac的周期變化校正電動發(fā)電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩控制值TR1以改變電動發(fā)電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩，從而抑制在逆變器20處產(chǎn)生電流集中。具體地，當(dāng)產(chǎn)生商用交流電壓Vac所需的交流電流與起動發(fā)動機(jī)所需的轉(zhuǎn)矩電流之和超過預(yù)定閾值時(shí)，控制裝置60響應(yīng)產(chǎn)生商用交流電壓Vac所需的交流電流的變化減小用于發(fā)動機(jī)起動的轉(zhuǎn)矩控制值TR1。根據(jù)校正的轉(zhuǎn)矩控制值產(chǎn)生控制信號PWM1?？刂蒲b置60將所產(chǎn)生的控制信號PWM1輸出到逆變器20。
控制裝置60根據(jù)輸入電壓Vdc以及電動發(fā)電機(jī)MG2的電動機(jī)電流MCRT2和轉(zhuǎn)矩控制值TR2產(chǎn)生控制信號PWM2以驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)MG2。
在車輛系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)向外部交流負(fù)載輸出交流電壓的需求時(shí)，控制裝置60控制逆變器30的上臂的npn晶體管Q21、Q23和Q25以及下臂的npn晶體管Q22、Q24和Q26的ON占空(ON duty，接通工作)，以產(chǎn)生控制信號PWM2，從而在電動發(fā)電機(jī)MG1和MG2的中性點(diǎn)N1和N2之間產(chǎn)生商用交流電壓Vac而不在電動發(fā)電機(jī)MG2產(chǎn)生驅(qū)動力?？刂蒲b置60將產(chǎn)生的控制信號PWM2輸出到逆變器30。
圖2是圖1中的控制裝置60的功能性框圖。參照圖2，控制裝置60包括轉(zhuǎn)換器控制單元61以及第一和第二逆變器控制單元62和63。轉(zhuǎn)換器控制單元61，根據(jù)蓄電池B的蓄電池電壓Vb、逆變器20和30的輸入電壓Vdc、轉(zhuǎn)矩控制值TR1和TR2以及電動機(jī)轉(zhuǎn)速M(fèi)RN1和MRN2，產(chǎn)生并向升壓轉(zhuǎn)換器20提供控制信號PWC以接通或關(guān)閉升壓轉(zhuǎn)換器10的npn晶體管Q1和Q2。
第一逆變器控制單元62根據(jù)電動發(fā)電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩控制值TR1和電動機(jī)電流MCRT1以及輸入電壓Vdc產(chǎn)生控制信號PWM1，以接通或關(guān)閉逆變器20的npn晶體管Q11-Q16。
第二逆變器控制單元63根據(jù)電動發(fā)電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)矩控制值TR2和電動機(jī)電流MCRT2以及輸入電壓Vdc產(chǎn)生控制信號PWM2，以接通或關(guān)閉npn晶體管Q21-Q26。
圖3是圖2中的轉(zhuǎn)換器控制單元61的功能性框圖。參照圖3，轉(zhuǎn)換器控制單元61包括逆變器輸入電壓控制計(jì)算單元110、占空比(duty ratio)計(jì)算單元111以及PWM信號轉(zhuǎn)換單元112。
逆變器輸入電壓控制計(jì)算單元110根據(jù)轉(zhuǎn)矩控制值TR1和TR2以及電動機(jī)轉(zhuǎn)速M(fèi)RN1和MRN2計(jì)算逆變器輸入電壓的最優(yōu)值(目標(biāo)值)。計(jì)算出的目標(biāo)值輸出到占空比計(jì)算單元111。
占空比計(jì)算單元111，根據(jù)蓄電池電壓Vb、逆變器20和30的輸入電壓Vdc以及來自逆變器輸入電壓控制計(jì)算單元110的目標(biāo)值，計(jì)算占空比以將逆變器20和30的輸入電壓Vdc設(shè)定為目標(biāo)值。計(jì)算出的占空比輸出到PWM信號轉(zhuǎn)換單元112。
PWM信號轉(zhuǎn)換單元112根據(jù)來自占空比計(jì)算單元111的占空比產(chǎn)生控制信號PWC以接通或關(guān)閉升壓轉(zhuǎn)換器10的npn晶體管Q1和Q2。所產(chǎn)生的控制信號PWC輸出到升壓轉(zhuǎn)換器10的npn晶體管Q1和Q2。
圖4是圖2中的第一逆變器控制單元62的功能性框圖。參照圖4，第一逆變器控制單元62包括電動機(jī)控制相電壓計(jì)算單元120、轉(zhuǎn)矩控制校正單元121以及PWM信號轉(zhuǎn)換單元122。
電動機(jī)控制相電壓計(jì)算單元120根據(jù)電動發(fā)電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩控制值TR1和電動機(jī)電流MCRT1以及輸入電壓Vdc，計(jì)算將施加到電動發(fā)電機(jī)MG1的各相線圈的電壓。計(jì)算出的各相線圈的電壓被提供給PWM信號轉(zhuǎn)換單元122。
電動機(jī)控制相電壓計(jì)算單元120從轉(zhuǎn)矩控制校正單元121接收轉(zhuǎn)矩控制值的校正值，以根據(jù)該校正值校正轉(zhuǎn)矩控制值TR1。根據(jù)校正的轉(zhuǎn)矩控制值計(jì)算電動發(fā)電機(jī)MG1的各相線圈的電壓。
當(dāng)轉(zhuǎn)矩控制校正單元121從電流傳感器80接收電動機(jī)電流MCRT1的檢測值、并判定作為用于起動與電動發(fā)電機(jī)MG1相連的發(fā)動機(jī)的電動發(fā)電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩電流與用于產(chǎn)生商用交流電壓Vac的交流電流之和的電動機(jī)電流MCRT1超過預(yù)定閾值時(shí)，根據(jù)商用交流電壓Vac的周期變化產(chǎn)生用以減小電動發(fā)電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩控制值的轉(zhuǎn)矩控制校正值，以將電動機(jī)電流MCRT1設(shè)定為等于或小于所述閾值。所產(chǎn)生的校正值輸出到電動機(jī)控制相電壓計(jì)算單元120。
PWM信號轉(zhuǎn)換單元122根據(jù)來自電動機(jī)控制相電壓計(jì)算單元120的各相線圈電壓產(chǎn)生控制信號PWM1以接通或關(guān)閉(ON/OFF)逆變器20的npn晶體管Q11-Q16。所產(chǎn)生的控制信號PWM1輸出到逆變器20的npn晶體管Q11-Q16。
當(dāng)要求輸出商用交流電壓Vac時(shí)，PWM信號轉(zhuǎn)換單元122根據(jù)來自電動機(jī)控制相電壓計(jì)算單元120的計(jì)算結(jié)果，在以商用交流電流頻率(50Hz或60Hz)改變用于進(jìn)行開關(guān)控制的占空總和的同時(shí)，產(chǎn)生接通或關(guān)閉逆變器20的npn晶體管Q11-Q16的控制信號PWM1。所產(chǎn)生的控制信號PWM1輸出到逆變器20的npn晶體管Q11-Q16。
圖5是圖2中的第二逆變器控制單元63的功能性框圖。參照圖5，第二逆變器控制單元63包括電動機(jī)控制相電壓計(jì)算單元130以及PWM信號轉(zhuǎn)換單元132。
電動機(jī)控制相電壓計(jì)算單元130根據(jù)電動發(fā)電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)矩控制值TR2和電動機(jī)電流MCRT2以及輸入電壓Vdc計(jì)算將施加到電動發(fā)電機(jī)MG2的各相線圈的電壓。計(jì)算出的各相線圈的電壓輸出到PWM信號轉(zhuǎn)換單元132。
PWM信號轉(zhuǎn)換單元132根據(jù)來自電動機(jī)控制相電壓計(jì)算單元130的各相線圈電壓產(chǎn)生用于接通或關(guān)閉逆變器30的npn晶體管Q21-Q26的控制信號PWM2。所產(chǎn)生的控制信號PWM2輸出到逆變器30的npn晶體管Q21-Q26。
當(dāng)車輛停止?fàn)顟B(tài)下要求輸出商用交流電壓Vac時(shí)，PWM信號轉(zhuǎn)換單元132根據(jù)來自電動機(jī)控制相電壓計(jì)算單元130的計(jì)算結(jié)果，產(chǎn)生控制信號PWM2以接通或關(guān)閉逆變器30的npn晶體管Q21-Q26，從而使商用交流電流頻率的同相的交流電流被導(dǎo)入逆變器30的U相臂31、V相臂32以及W相臂33。所產(chǎn)生的控制信號PWM2輸出到逆變器30的npn晶體管Q21-Q26。
圖6是說明為在圖1的電動發(fā)電機(jī)MG1和MG2的中性點(diǎn)N1和N2之間產(chǎn)生商用交流電壓Vac而導(dǎo)入電動發(fā)電機(jī)MG1和MG2的電流的示圖。圖6表示當(dāng)車輛系統(tǒng)關(guān)閉而通過電動發(fā)電機(jī)MG1起動發(fā)動機(jī)并同時(shí)產(chǎn)生商用交流電壓Vac時(shí)的電流流動。圖6對應(yīng)于交流電流Iac從電動發(fā)電機(jī)MG1的中性點(diǎn)N1向電動發(fā)電機(jī)MG2的中性點(diǎn)N2傳導(dǎo)(流動)的情況。
參照圖6，根據(jù)來自控制裝置60(未示出)的控制信號PWM1切換連接到U、V和W相線UL1、VL1和WL1的逆變器20(未示出)，從而向電動發(fā)電機(jī)MG1的U相線圈傳導(dǎo)由電流分量Iu1_t和Iu1_ac形成的U相電流、向電動發(fā)電機(jī)MG1的V相線圈傳導(dǎo)由電流分量Iv1_t和Iv1_ac形成的V相電流、向電動發(fā)電機(jī)MG1的W相線圈傳導(dǎo)由電流分量Iw1_t和Iw1_ac形成的W相電流。
根據(jù)來自控制裝置60的控制信號PWM2切換連接到U、V和W相線UL2、VL2和WL2的逆變器30(未示出)，從而分別向電動發(fā)電機(jī)MG2的U、V和W相線圈傳導(dǎo)U相電流Iu2、V相電流Iv2和W相電流Iw2。
此處所用的電流分量Iu1_t、Iv1_t和Iw1_t對應(yīng)于使電動發(fā)電機(jī)MG1產(chǎn)生發(fā)動機(jī)起動轉(zhuǎn)矩的電流。電流分量Iu1_ac、Iv1_ac和Iw1_ac對應(yīng)于從電動發(fā)電機(jī)MG1的中性點(diǎn)N1向AC輸出線ACL1傳導(dǎo)交流電流Iac的電流。U相電流Iu2、V相電流Iv2和W相電流Iw2是從AC輸出線ACL2向電動發(fā)電機(jī)MG2的中性點(diǎn)N2傳導(dǎo)交流電Iac的電流。電流分量Iu1_ac、Iv1_ac、Iw1_ac以及U、V、W相電流Iu2、Iv2、Iw2彼此大小相等，并且對電動發(fā)電機(jī)MG1和MG2的轉(zhuǎn)矩沒有影響。電流分量Iu1_ac、Iv1_ac、Iw1_ac的總和以及U、V、W相電流Iu2、Iv2、Iw2的總和各變成為交流電流Iac。
圖7是在產(chǎn)生商用交流電壓Vac期間的占空總和以及所產(chǎn)生的商用交流電壓Vac的波形圖。圖7中，曲線k1表示在逆變器20的切換(開關(guān))控制期間占空總和的變化，而曲線k2表示在逆變器30的切換控制期間占空總和的變化。此處所用的“占空總和”是從各逆變器中上臂的ON占空減去下臂的ON占空的值。圖7中，正的占空總和表示對應(yīng)的電動發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)處的電勢高于逆變器輸入電壓Vdc的中間電壓Vdc/2，而負(fù)的占空總和表示中性點(diǎn)處的電勢低于中間電壓Vdc/2。
在動力輸出裝置100中，控制裝置60根據(jù)曲線k1以商用交變頻率周期性地改變逆變器20的占空總和。另外，控制裝置60控制逆變器30的切換使得在商用交變頻率同相的U、V、W相電流Iu2、Iv2、Iw2導(dǎo)入電動發(fā)電機(jī)MG2并且逆變器30的占空總和符合曲線k2。
逆變器30的占空總和可以通過與改變逆變器20的占空總和的相位反相的相位而周期性地改變。由于逆變器30以相位同的相向電動發(fā)電機(jī)MG2傳導(dǎo)U、V、W相電流Iu2、Iv2、Iw2，因此控制裝置60控制逆變器30，使得當(dāng)占空總和為正時(shí)，逆變器30中各相臂的下臂斷開(OFF)并根據(jù)曲線k2控制上臂的ON占空，當(dāng)占空總和為負(fù)時(shí)，逆變器30中各相臂的上臂斷開(OFF)并根據(jù)曲線k2控制下臂的ON占空。
因此，在時(shí)刻t0-t1，中性點(diǎn)N1處的電勢高于電壓Vac/2而中性點(diǎn)N2處的電勢低于電壓Vac/2，從而在中性點(diǎn)N1和N2之間的商用交流電壓Vac為正。當(dāng)外部交流負(fù)載連接到連接器50時(shí)，不能從逆變器20的上臂流向下臂的額外的電流從中性點(diǎn)N1經(jīng)由AC輸出線ACL1、外部交流負(fù)載以及AC輸出線ACL2流向中性點(diǎn)N2，然后從中性點(diǎn)N2流向逆變器30中各相臂的下臂。
在時(shí)刻t1-t2，中性點(diǎn)N1處的電勢低于電壓Vac/2而中性點(diǎn)N2處的電勢高于電壓Vac/2，從而在中性點(diǎn)N1和N2之間的商用交流電壓Vac為負(fù)。因此，電流從逆變器30中各相臂的上臂經(jīng)由中性點(diǎn)N2、AC輸出線ACL2、外部交流負(fù)載以及AC輸出線ACL1流向中性點(diǎn)N1，然后從中性點(diǎn)N1流向逆變器20的下臂。
因此，逆變器20和30能夠在控制電動發(fā)電機(jī)MG1的驅(qū)動的同時(shí)不從電動發(fā)電機(jī)MG2產(chǎn)生驅(qū)動力地在電動發(fā)電機(jī)MG1和MG2的中性點(diǎn)N1和N2之間產(chǎn)生商用交流電壓Vac。
圖8是圖1中的電動發(fā)電機(jī)MG1的電流和轉(zhuǎn)矩的波形圖。圖8中的波形對應(yīng)于在產(chǎn)生商用交流電壓Vac期間要求起動連接到電動發(fā)電機(jī)MG1的發(fā)動機(jī)的情況。所示的U相電流作為電動發(fā)電機(jī)MG1電流的代表而被示出。
參照圖8，電流Iu1表示電動發(fā)電機(jī)MG1的U相電流。具體地，電流Iu1對應(yīng)于用以在電動發(fā)電機(jī)MG1和MG2的中性點(diǎn)N1和N2之間傳導(dǎo)交流電流Iac的U相電流分量Iu1_ac和用以在電動發(fā)電機(jī)MG1產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩T1的U相電流分量Iu1_t之和。
為防止在逆變器20處產(chǎn)生電流集中，電流Iu1必須設(shè)定在上限值Iup與下限值Ilow之間的范圍。在時(shí)刻t1，當(dāng)由于電流分量Iu1_ac的增加而使電流Iu1將超過上限Iup時(shí)，控制裝置60校正電動發(fā)電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩控制值從而降低電動發(fā)電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩。根據(jù)校正的轉(zhuǎn)矩控制值計(jì)算出的控制信號PWM1輸出到逆變器20。
逆變器20響應(yīng)來自控制裝置60的控制信號PWM1以減小用以產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量Iu1_t。因此，電流Iu1不會超過上限Iup，避免了逆變器20處的電流集中。
然后，控制裝置60控制電動發(fā)電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩控制值，使得電流分量Iu1_t設(shè)定在根據(jù)電流分量Iu1_ac的變化的包絡(luò)線k3和k4之間的范圍內(nèi)。在時(shí)刻t2，控制裝置60將轉(zhuǎn)矩控制值的校正量設(shè)定為0。
在時(shí)刻t3，當(dāng)由于電流分量Iu1_ac的負(fù)增加而使電流Iu1將低于下限Ilow時(shí)，控制裝置60重新校正轉(zhuǎn)矩控制值從而降低電動發(fā)電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩。根據(jù)校正的轉(zhuǎn)矩控制值計(jì)算出的控制信號PWM1輸出到逆變器20。
逆變器20根據(jù)來自控制裝置60的控制信號PWM1減小用以產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量Iu1_t。因此，電流Iu1將不會低于下限Ilow，避免了逆變器20處的電流集中。
然后，控制裝置60校正電動發(fā)電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩控制值，使得電流分量Iu1_t設(shè)定在根據(jù)電流分量Iu1_ac的變化的包絡(luò)線k3和k4之間的范圍。在時(shí)刻t4，控制裝置60將轉(zhuǎn)矩控制值的校正量設(shè)定為0。
如果不通過控制裝置60校正轉(zhuǎn)矩，則在電流分量Iu1_t的絕對值增加的時(shí)刻t1-t2和時(shí)刻t3-t4，電流Iu1將超過上限Iup和下限Ilow。
在同時(shí)要求通過電動發(fā)電機(jī)MG1起動發(fā)動機(jī)和產(chǎn)生商用交流電壓Vac的情況下，根據(jù)第一實(shí)施例，根據(jù)商用交流電壓Vac的周期變化減小起動發(fā)動機(jī)所需的電動發(fā)電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩控制值，從而抑制電動發(fā)電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩電流。因此，從逆變器20導(dǎo)向電動發(fā)電機(jī)MG1的總電流被抑制。從而，避免了逆變器20處的電流集中，防止逆變器20被這種電流集中損壞。
盡管根據(jù)商用交流電壓Vac的周期變化執(zhí)行通過控制裝置60的轉(zhuǎn)矩校正，但也可以校正轉(zhuǎn)矩使得電動發(fā)電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩電流均勻地減小。在這種情況下，由于不需要根據(jù)商用交流電壓Vac周期改變電動發(fā)電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩，從而可以簡化轉(zhuǎn)矩校正控制。
盡管上述說明是基于在車輛系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)將商用交流電壓Vac輸出到外部交流負(fù)載的情況，但是即使在車輛行駛狀態(tài)將商用交流電壓Vac提供到外部交流負(fù)載例如連接到連接器50的電氣設(shè)備的情況下，也可以同樣的方式避免逆變器30處的電流集中。具體地，在同時(shí)要求通過電動發(fā)電機(jī)MG2產(chǎn)生驅(qū)動力和產(chǎn)生商用交流電壓Vac的情況下，能夠通過減小電動發(fā)電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)矩控制值來抑制從逆變器30導(dǎo)向電動發(fā)電機(jī)MG2的總電流。應(yīng)注意，在這種情況下，通過電動發(fā)電機(jī)MG2產(chǎn)生的車輛驅(qū)動力將減小。
另外，即使在車輛行駛狀態(tài)下將商用交流電壓Vac提供給交流負(fù)載過程中通過電動發(fā)電機(jī)MG1起動發(fā)動機(jī)的情況下，即，即使在同時(shí)要求通過電動發(fā)電機(jī)MG1和MG2產(chǎn)生驅(qū)動力和產(chǎn)生商用交流電壓Vac時(shí)，也能夠以相同的方式避免逆變器20和30處的電流集中。
第二實(shí)施例圖9是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的動力輸出裝置100A的示意性框圖。為了說明，圖9中沒有示出圖1中的電壓傳感器70和72以及電流傳感器80和82。
參照圖9，在根據(jù)圖1所示的第一實(shí)施例的動力輸出裝置100的構(gòu)造的基礎(chǔ)上，動力輸出裝置100A還包括溫度傳感器84、取代控制裝置60的控制裝置60A。溫度傳感器84檢測連接到電動發(fā)電機(jī)MG1的發(fā)動機(jī)90的發(fā)動機(jī)溫度TEMP。所檢測的發(fā)動機(jī)溫度TEMP輸出到控制裝置60A。
控制裝置60A從溫度傳感器84接收發(fā)動機(jī)90的發(fā)動機(jī)溫度TEMP，并從蓄電池B接收蓄電池B的SOC(充電狀態(tài))。當(dāng)同時(shí)要求產(chǎn)生商用交流電壓Vac和起動發(fā)動機(jī)90時(shí)，控制裝置60A考慮發(fā)動機(jī)90的發(fā)動機(jī)溫度TEMP控制發(fā)動機(jī)90的起動/停止。
具體地，由于在低溫狀態(tài)下潤滑油粘性增大而使起動阻力變大，因此發(fā)動機(jī)90需要較大的起動力矩。這樣，當(dāng)發(fā)動機(jī)90的溫度低時(shí)，控制裝置60A進(jìn)行控制，使得發(fā)動機(jī)90在產(chǎn)生商用交流電壓Vac之前起動，然后僅在發(fā)動機(jī)90起動之后產(chǎn)生商用交流電壓Vac。應(yīng)注意，在發(fā)動機(jī)90起動后即使蓄電池B的SOC足夠，如果發(fā)動機(jī)90的溫度仍然很低，則從停機(jī)狀態(tài)重新起動發(fā)動機(jī)90仍需要很大的力矩。因此，即使蓄電池B的SOC足夠，控制裝置60A進(jìn)行控制使得發(fā)動機(jī)90不會停止，直到發(fā)動機(jī)90的溫度足夠高。
盡管在發(fā)動機(jī)90起動之后產(chǎn)生商用交流電壓Vac時(shí)來自電動發(fā)電機(jī)MG1的再生電流和產(chǎn)生商用交流電壓Vac所需的電流流入逆變器20，但是電流的流量不會達(dá)到損壞逆變器20的強(qiáng)度。
圖10是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的動力輸出裝置100A的商用交流電壓Vac產(chǎn)生模式的操作流程圖。參照圖10，控制裝置60A判斷來自溫度傳感器84的發(fā)動機(jī)90的發(fā)動機(jī)溫度TEMP是否低于預(yù)定閾值T0(步驟S2)。當(dāng)通過控制裝置60A判定發(fā)動機(jī)溫度TEMP等于或高于閾值T0時(shí)(步驟S2為否)，控制前進(jìn)到步驟S6。
相反，當(dāng)通過控制裝置60A判定發(fā)動機(jī)溫度TEMP低于閾值T0時(shí)(步驟S2為是)，由于需要很大的力矩來起動發(fā)動機(jī)90，會導(dǎo)致在逆變器20出產(chǎn)生電流集中，因此控制逆變器20使得在產(chǎn)生商用交流電壓Vac之前通過電動發(fā)電機(jī)MG1起動發(fā)動機(jī)90(步驟S4)。在發(fā)動機(jī)90工作時(shí)，控制裝置60A執(zhí)行AC輸出處理，以產(chǎn)生商用交流電壓Vac并將產(chǎn)生的商用交流電壓Vac提供給外部交流負(fù)載(步驟S6)。
圖11是圖10中的AC輸出處理的流程圖。參照圖11，控制裝置60A控制逆變器20和30從而在電動發(fā)電機(jī)MG1和MG2的中性點(diǎn)N1和N2之間產(chǎn)生商用交流電壓Vac(步驟S10)。然后，控制裝置60A判斷從蓄電池B接收的蓄電池B的SOC是否大于預(yù)定閾值S0(步驟S12)。
當(dāng)在步驟S12通過控制裝置60A判定蓄電池B的SOC大于閾值S0時(shí)(步驟S12為是)，進(jìn)一步判斷來自溫度傳感器84的發(fā)動機(jī)90的發(fā)動機(jī)溫度TEMP是否等于或高于閾值T0(步驟S14)。當(dāng)通過控制裝置60A判定發(fā)動機(jī)溫度TEMP不低于閾值T0時(shí)(步驟S14為是)，關(guān)閉發(fā)動機(jī)90(步驟S16)。然后，控制裝置60A根據(jù)蓄電池B的SOC控制通過電動發(fā)電機(jī)MG1的發(fā)電(步驟S18)。
當(dāng)在步驟S14通過控制裝置60A判定發(fā)動機(jī)溫度TEMP低于閾值T0時(shí)(步驟S14為否)，控制前進(jìn)到步驟S18而不關(guān)閉發(fā)動機(jī)90。
即，當(dāng)控制裝置60A判定蓄電池B的SOC足夠且發(fā)動機(jī)90的溫度升高到一定值時(shí)，關(guān)閉發(fā)動機(jī)90。當(dāng)判定雖然蓄電池B的SOC足夠但是發(fā)動機(jī)90的溫度仍較低時(shí)，由于當(dāng)發(fā)動機(jī)90關(guān)閉后重新起動需要很大的轉(zhuǎn)矩，因此發(fā)動機(jī)90不關(guān)閉。
當(dāng)在步驟S12通過控制裝置60A判定蓄電池B的SOC小于閾值S0時(shí)(步驟S12為否)，確認(rèn)發(fā)動機(jī)90是否關(guān)閉(步驟S20)。當(dāng)發(fā)動機(jī)90關(guān)閉時(shí)(步驟S20為是)，控制裝置60A控制逆變器20從而通過電動發(fā)電機(jī)MG1起動發(fā)動機(jī)90(步驟S22)。然后，控制裝置60A前進(jìn)到步驟S18。當(dāng)在步驟S20發(fā)動機(jī)90工作時(shí)(步驟S20為否)，控制裝置60A前進(jìn)到步驟S18。
根據(jù)第二實(shí)施例，當(dāng)同時(shí)要求通過電動發(fā)電機(jī)MG1起動發(fā)動機(jī)90和產(chǎn)生商用交流電壓Vac時(shí)，由于在發(fā)動機(jī)90的溫度很低時(shí)起動發(fā)動機(jī)90需要很大的轉(zhuǎn)矩電流，因此在產(chǎn)生商用交流電壓Vac之前起動發(fā)動機(jī)90，然后產(chǎn)生商用交流電壓Vac。
因此，不會同時(shí)要求在低溫時(shí)起動發(fā)動機(jī)90所需的大轉(zhuǎn)矩電流和產(chǎn)生商用交流電壓Vac所需的電流，從而能夠避免在逆變器20處產(chǎn)生電流集中。
在第二實(shí)施例中，即使在發(fā)動機(jī)90起動后蓄電池B的SOC足夠，由于在低溫下關(guān)閉發(fā)動機(jī)90后重新起動發(fā)動機(jī)90需要很大的轉(zhuǎn)矩電流，因此發(fā)動機(jī)90不關(guān)閉，直到發(fā)動機(jī)溫度TEMP超過預(yù)定溫度。
因此，不會同時(shí)要求在低溫時(shí)起動發(fā)動機(jī)90所需的大轉(zhuǎn)矩電流和產(chǎn)生商用交流電壓Vac所需的電流，從而能夠避免在逆變器20處產(chǎn)生電流集中。
包括第一和第二實(shí)施例的動力輸出裝置100/100A的混合動力車輛可用作100V的AC電源。由于在混合動力車輛中省去了用以產(chǎn)生商用交流電壓Vac的專用逆變器，因此能夠減小車輛的尺寸、重量、成本等。
應(yīng)理解，將動力輸出裝置100/100A結(jié)合到混合動力車輛中僅是示例性的，本發(fā)明的動力輸出裝置100/100A也可應(yīng)用于電動車輛或燃料電池電動車輛。本發(fā)明可一般地用于采用兩個(gè)電動發(fā)電機(jī)的裝置。在動力輸出裝置100/100A結(jié)合到電動車輛或燃料電池電動車輛的情況下，電動發(fā)電機(jī)MG1和MG2連接到電動車輛或燃料電池電動車輛的驅(qū)動輪。
在上述說明中，電動發(fā)電機(jī)MG1和電動發(fā)電機(jī)MG2分別對應(yīng)于“第一電動發(fā)電機(jī)”和“第二電動發(fā)電機(jī)”。逆變器20和逆變器30分別對應(yīng)于“第一逆變器”和“第二逆變器”。蓄電池B對應(yīng)于“直流電源”。
盡管已詳細(xì)說明和示出了本發(fā)明，顯然應(yīng)理解，所示實(shí)施例僅作為說明和示例而不應(yīng)限制本發(fā)明，本發(fā)明的精神和范圍僅由所附權(quán)利要求項(xiàng)限定。
權(quán)利要求
1.一種動力輸出裝置，包括第一和第二電動發(fā)電機(jī)；分別連接到所述第一和第二電動發(fā)電機(jī)的第一和第二逆變器；以及控制所述第一和第二逆變器的操作從而驅(qū)動所述第一和第二電動發(fā)電機(jī)并在所述第一和第二電動發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)之間產(chǎn)生交流電壓的控制裝置，其中，當(dāng)驅(qū)動所述第一和第二電動發(fā)電機(jī)中的至少一個(gè)時(shí)產(chǎn)生所述交流電壓所需的電流超過預(yù)定量時(shí)，所述控制裝置控制對應(yīng)的所述第一和/或第二逆變器的操作，使得被驅(qū)動的所述第一和/或第二電動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流減小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力輸出裝置，其特征在于，當(dāng)驅(qū)動所述第一和第二電動發(fā)電機(jī)中的至少一個(gè)時(shí)產(chǎn)生所述交流電壓所需的電流超過所述預(yù)定量時(shí)，所述控制裝置控制所述對應(yīng)的第一和/或第二逆變器的操作，使得所述轉(zhuǎn)矩電流根據(jù)所述交流電壓的周期變化減小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力輸出裝置，其特征在于，當(dāng)驅(qū)動所述第一和第二電動發(fā)電機(jī)中的至少一個(gè)時(shí)產(chǎn)生所述交流電壓所需的電流超過所述預(yù)定量時(shí)，所述控制裝置控制所述對應(yīng)的第一和/或第二逆變器的操作，使得所述轉(zhuǎn)矩電流均勻減小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力輸出裝置，其特征在于，當(dāng)驅(qū)動所述第一和第二電動發(fā)電機(jī)中的至少一個(gè)時(shí)產(chǎn)生所述交流電壓所需的電流超過所述預(yù)定量時(shí)，所述控制裝置減小所述被驅(qū)動的第一和/或第二電動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制值以控制所述對應(yīng)的第一和/或第二逆變器的操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力輸出裝置，其特征在于，所述第一電動發(fā)電機(jī)連接到車輛的內(nèi)燃機(jī)以起動所述內(nèi)燃機(jī)并利用所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動力發(fā)電；所述第二電動發(fā)電機(jī)連接到所述車輛的驅(qū)動輪以驅(qū)動所述驅(qū)動輪；和當(dāng)由所述第一電動發(fā)電機(jī)起動所述內(nèi)燃機(jī)時(shí)產(chǎn)生所述交流電壓所需的電流超過所述預(yù)定量時(shí)，所述控制裝置控制所述第一逆變器的操作，使得所述第一電動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流減小。
6.一種動力輸出裝置，包括連接到車輛的內(nèi)燃機(jī)以起動所述內(nèi)燃機(jī)并利用所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動力發(fā)電的第一電動發(fā)電機(jī)；連接到所述車輛的驅(qū)動輪以驅(qū)動所述驅(qū)動輪的第二電動發(fā)電機(jī)；分別連接到所述第一和第二電動發(fā)電機(jī)的第一和第二逆變器；以及控制所述第一和第二逆變器的操作從而驅(qū)動所述第一和第二電動發(fā)電機(jī)并在所述第一和第二電動發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)之間產(chǎn)生交流電壓的控制裝置，其中，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的溫度低于預(yù)定溫度時(shí)，所述控制裝置控制所述第一和第二逆變器的操作，從而在由所述第一電動發(fā)電機(jī)起動所述內(nèi)燃機(jī)之后產(chǎn)生所述交流電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動力輸出裝置，其特征在于，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的溫度低于所述預(yù)定溫度時(shí)，所述控制裝置使所述內(nèi)燃機(jī)連續(xù)工作。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動力輸出裝置，其特征在于，還包括向所述第一和第二逆變器提供電力并存儲由所述第一電動發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力的直流電源，其中，所述控制裝置根據(jù)所述直流電源的充電狀態(tài)控制所述第一逆變器的操作從而由所述第一電動發(fā)電機(jī)起動所述內(nèi)燃機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的動力輸出裝置，其特征在于，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的溫度低于所述預(yù)定溫度時(shí)，即使在所述內(nèi)燃機(jī)起動之后所述直流電源的充電狀態(tài)超過預(yù)定量，所述控制裝置使所述內(nèi)燃機(jī)連續(xù)工作。
10.一種包括權(quán)利要求5-9中任一項(xiàng)所限定的動力輸出裝置的車輛。
全文摘要
本發(fā)明涉及動力輸出裝置和包括該動力輸出裝置的車輛。第一電動發(fā)電機(jī)連接到發(fā)動機(jī)并產(chǎn)生起動發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩。在時(shí)刻t1－t2和時(shí)刻t3－t4，當(dāng)由于在第一和第二電動發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)之間傳導(dǎo)交流電流所需的電流分量的絕對值增加而使傳導(dǎo)入第一電動發(fā)電機(jī)的電流超過上限值和下限值時(shí)，控制裝置校正第一電動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制值，從而減小用以起動發(fā)動機(jī)的第一電動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流分量。
文檔編號B60L11/00GK1769091SQ200510117248
公開日2006年5月10日 申請日期2005年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月4日
發(fā)明者及部七郎齋, 石川哲浩, 峯澤幸弘 申請人:豐田自動車株式會社, 愛信艾達(dá)株式會社