外部供電系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及外部供電系統(tǒng)，更具體地說，涉及被配置為經由逆變器（inverter)將 蓄電裝置的電力輸出到外部裝置的外部供電系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002][0003] 可構想利用包括在JP2010-098851A中描述的配置的混合動力車輛的電動發(fā)電 機的中性點將電力從電池提供給車輛外部的裝置。
[0004] 但是，由于在死區(qū)（deadtime)時段（該死區(qū)時段是其中關斷狀態(tài)的驅動信號被 提供給逆變器的上臂和下臂開關元件這兩者的時段）內出現(xiàn)誤差（在下文中，此類誤差被 稱為死區(qū)誤差），因此，在來自中性點的電力輸出中也會出現(xiàn)誤差。特別是，在引擎被驅動時 和引擎未被驅動時之間存在死區(qū)誤差差別，因此，需要在引擎被驅動時適當地補償死區(qū)時 段內的逆變器指令值。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明提供一種其中減少死區(qū)時段中輸出誤差的外部供電系統(tǒng)。
[0006] 本發(fā)明的一方面提供一種外部供電系統(tǒng)。所述外部供電系統(tǒng)包括：蓄電裝置；電 動機；逆變器，其被配置為使用所述蓄電裝置的電力驅動所述電動機；以及控制單元，其被 配置為控制所述逆變器。所述電動機包括被連接到中性點的定子線圈。所述中性點是輸出 節(jié)點，來自所述蓄電裝置的電力從該輸出節(jié)點被提供給外部裝置。所述逆變器包括在正電 極電源線與負電極電源線之間彼此串聯(lián)連接的第一開關元件和第二開關元件。所述第一開 關元件和所述第二開關元件的連接節(jié)點被連接到所述定子線圈中的對應一者。所述控制單 元被配置為將驅動信號輸入到所述逆變器以便驅動所述逆變器，以使所述中性點處的電壓 變?yōu)轭A定值。所述控制單元被配置為，在引擎被驅動的期間，基于從所述連接節(jié)點輸入到所 述定子線圈中的對應一者的電流或從所述定子線圈中的對應一者輸出到所述連接節(jié)點的 電流，補償死區(qū)時段內的所述驅動信號，該死區(qū)時段是其中關斷狀態(tài)的驅動信號被提供給 所述第一開關元件和所述第二開關元件的時段。
[0007] 所述定子線圈可包括U相線圈、V相線圈和W相線圈，這三個線圈的一端被連接到 所述中性點。所述第一開關元件和所述第二開關元件的所述連接節(jié)點可被連接到所述U相 線圈的另一端。所述逆變器可進一步包括第三開關元件、第四開關元件、第五開關元件和第 六開關元件，所述第三開關元件和所述第四開關元件在所述正電極電源線與所述負電極電 源線之間彼此串聯(lián)連接，所述第三開關元件和所述第四開關元件的連接節(jié)點被連接到所述 V相線圈的另一端，所述第五開關元件和所述第六開關元件在所述正電極電源線與所述負 電極電源線之間彼此串聯(lián)連接，所述第五開關元件和所述第六開關元件的連接節(jié)點被連接 到所述W相線圈的另一端。從所述連接節(jié)點輸入到所述定子線圈中的對應一者，或從所述 定子線圈中的對應一者輸出到所述連接節(jié)點的電流可包括流過所述U相線圈的電流、流過 所述V相線圈的電流和流過所述W相線圈的電流。
[0008] 本發(fā)明的另一方面提供一種外部供電系統(tǒng)。所述外部供電系統(tǒng)包括：蓄電裝置； 電動機；逆變器，其被配置為使用所述蓄電裝置的電力驅動所述電動機；以及控制單元，其 被配置為控制所述逆變器。所述電動機包括被連接到中性點的定子線圈。所述逆變器包括 在正電極電源線與負電極電源線之間彼此串聯(lián)連接的第一開關元件和第二開關元件。所述 第一開關元件和所述第二開關元件的連接節(jié)點被連接到所述定子線圈中的對應一者。所述 控制單元被配置為將驅動信號輸入到所述逆變器以便驅動所述逆變器，以使所述中性點處 的電壓變?yōu)轭A定值。所述控制單元被配置為，在引擎被驅動的期間，基于所述電動機的旋轉 角度，補償死區(qū)時段內的所述驅動信號，該死區(qū)時段是其中關斷狀態(tài)的驅動信號被提供給 所述第一開關元件和所述第二開關元件的時段。
[0009] 在上述外部供電系統(tǒng)中的任一者內，所述控制單元可被配置為，在所述引擎未被 驅動的期間，基于一個周期前所述中性點處的輸出電壓的誤差，重復地補償所述驅動信號。
[0010] 在上述外部供電系統(tǒng)中的任一者內，所述控制單元可被配置為，在所述引擎未被 驅動的期間，當所述逆變器的輸出電壓和所述逆變器的載頻中的一者被更改時，補償所述 死區(qū)時段內的所述驅動信號。
[0011] 上述外部供電系統(tǒng)中的任一者可進一步包括第二電動機和第二逆變器。外部負荷 可被連接在所述中性點與第二中性點之間。所述第二中性點可以是所述第二電動機的定子 線圈的中性點。所述控制單元可被配置為，在所述引擎未被驅動的期間，當所述逆變器與所 述第二逆變器之間的電壓共用被更改時，補償所述死區(qū)時段內的所述驅動信號。
[0012] 所述外部供電系統(tǒng)可進一步包括引擎。所述電動機可被配置為能夠在從所述引擎 接收到機械的動力時產生電力。
[0013] 根據本發(fā)明的各方面，減少了死區(qū)時段內的輸出誤差，從而改善饋送電力的質量。
【附圖說明】
[0014] 下面將參考附圖描述本發(fā)明的示例性實施例的特征、優(yōu)點和技術及工業(yè)意義，在 這些附圖中，相同的附圖標記表示相同的部件，其中：
[0015]圖1是示出應用根據第一實施例的外部供電系統(tǒng)的車輛的整體配置的框圖；
[0016] 圖2是用于示出轉換器和逆變器的電路配置，以及在從中性點提供電力時流動的 電流的視圖；
[0017] 圖3是示意性地示出單相逆變器電路的視圖；
[0018] 圖4是用于示出在逆變器的死區(qū)時段內出現(xiàn)誤差的原理的波形圖；
[0019] 圖5是用于示出由在死區(qū)時段內出現(xiàn)的誤差導致的電壓下降的視圖；
[0020] 圖6是示出與對死區(qū)時段的補償控制相關聯(lián)的配置的框圖，該補償控制由圖1所 示的控制裝置執(zhí)行；
[0021] 圖7是用于示出如何使用死區(qū)時段補償模式的表；
[0022] 圖8是用于示出用于切換死區(qū)時段補償模式的控制的流程圖；
[0023] 圖9是用于示出由引擎停止期間死區(qū)時段內出現(xiàn)的誤差導致的電源波形失真的 波形圖；
[0024] 圖10是示出執(zhí)行重復控制時的死區(qū)補償控制單元的配置的框圖；
[0025] 圖11是用于示出執(zhí)行重復控制之前與之后之間的波形差別的視圖；
[0026] 圖12是用于示出圖10所示的重復控制單元的配置的框圖；
[0027] 圖13是用于示出圖12中的值L的框圖；
[0028] 圖14是用于示出圖12中的值L的波形圖；
[0029] 圖15是示出引擎操作期間的輸出電壓和逆變器電流的波形圖；
[0030] 圖16是圖15中的時間tl與時間t2之間的放大波形圖；
[0031] 圖17是用于示出引擎操作期間的逆變器輸出誤差的框圖；
[0032] 圖18是用于示出引擎操作期間的逆變器輸出誤差的波形圖；
[0033] 圖19是示出執(zhí)行基于電流極性的補償控制時的死區(qū)補償控制單元的配置的框 圖；
[0034] 圖20是示出圖19所示的死區(qū)補償單元的配置的框圖；
[0035] 圖21是示出其中電流紋波強并且電流極性以高速率波動的實例的波形圖；
[0036]圖22是執(zhí)行基于使用MG1的旋轉角度的電流極性判定的補償控制的死區(qū)補償控 制單元的框圖；
[0037] 圖23是用于示出利用MG1的旋轉角度的逆變器誤差電壓計算的波形圖；
[0038] 圖24是用于示出由圖22中的死區(qū)補償單元執(zhí)行的計算補償值的處理的流程圖；
[0039] 圖25是用于示出中性點輸出電壓中出現(xiàn)的諧波峰值的計算的流程圖；
[0040] 圖26是用于示出電動發(fā)電機MG1的電流峰值的計算的流程圖；
[0041]圖27是用于示出諧波峰值與電流峰值之間的相位差的判定的流程圖；
[0042] 圖28是用于示出檢測諧波峰值與電流峰值之間的相位差的處理的波形圖；
[0043] 圖29是示出在第一備選實施例中使用的死區(qū)補償控制單元的配置的框圖；
[0044] 圖30是示出圖29中的死區(qū)補償單元的配置的框圖；
[0045] 圖31是在采取根據第一備選實施例的措施之前的輸出電壓和輸出電流的波形 圖；
[0046] 圖32是在采取根據第一備選實施例的措施之后的輸出電壓和輸出電流的波形 圖；以及
[0047] 圖33是示出在第二備選實施例中使用的死區(qū)補償控制單元的配置的框圖。
【具體實施方式】
[0048] 下面將參考附圖詳細地描述本發(fā)明的實施例。在圖中，相同的附圖標記表示相同 或相應的部件，不再重復它們的描述。
[0049] 第一實施例
[0050]圖1是示出應用根據第一實施例的外部供電系統(tǒng)的車輛的整體配置的框圖。在以 下實施例中，車輛為混合動力車輛。但是，根據本發(fā)明的車輛不限于混合動力車輛。如圖1 所示，車輛100包括：引擎2;電動發(fā)電機MG1、MG2;動力分割機構4;以及驅動輪6。車輛 100進一步包括：蓄電裝置B;系統(tǒng)主繼電器SMR;轉換器10;逆變器21、22;以及控制裝置 50 〇
[0051] 車輛100是使用引擎2和電動發(fā)電機MG2作為動力源行駛的混合動力車輛。由引 擎2和電動發(fā)電機MG2產生的驅動力被傳輸到驅動輪6。
[0052]引擎2是諸如汽油引擎和柴油引擎之類的內燃機，其通過燃燒燃料輸出動力。弓| 擎2被配置為通過來自控制裝置50的信號在諸如節(jié)流閥開度（進氣量）、燃料供給量和點 火時間之類的操作狀態(tài)方面電氣可控。
[0053] 電動發(fā)電機MG1、MG2是交流電旋轉電機，例如是三相交流同步電動機。電動發(fā)電 機MG1被用作由引擎2驅動的發(fā)電機，也被用作能夠啟動引擎2的旋轉電機。通過電動發(fā) 電機MG1的發(fā)電獲取的電力被允許用于驅動電動發(fā)電機MG2。通過電動發(fā)電機MG1的發(fā)電 獲取的電力被允許提供給與車輛100連接的外部裝置。電動發(fā)電機MG2主要被用作驅動車 輛100的驅動輪6的旋轉電機。
[0054] 動力分割機構4例如包括行星齒輪機構，該機構具有三個旋轉軸，S卩，太陽齒輪、 齒輪架和齒圈。太陽齒輪被耦合到電動發(fā)電機MG1的旋轉軸。齒輪架被耦合到引擎2的曲 柄軸。齒圈被親合到驅動軸。動力分割機構4將引擎2的驅動力分割為被傳輸到電動發(fā)電 機MG1的旋轉軸的動力和被傳輸到驅動軸的動力。驅動軸被耦合到驅動輪6。驅動軸也被 耦合到電動發(fā)電機MG2的旋轉軸。
[0055] 蓄電裝置B是可充電和可放電的直流電源，例如由諸如鎳金屬氫化物電池和鋰離 子電池之類的二次電池、電容器等形成。蓄電裝置B將電力提供給轉換器10,并且在電力再 生期間使用來自轉換器10的電力而被充電。
[0056] 系統(tǒng)主繼電器SMR被設置在將蓄電裝置B連接到轉換器10的正電極電源線PL1 和負電極電源線NL中。系統(tǒng)主繼電器SMR是用于將蓄電裝置B電連接到電氣系統(tǒng)或中斷 蓄電裝置B與電氣系統(tǒng)的連接的繼電器。系統(tǒng)主繼電器SMR的接通/關斷狀態(tài)由控制裝置 50控制。
[0057] 轉換器10經由正電極電源線PL1和負電極電源線NL從蓄電裝置接收電力。轉換 器10升高來自蓄電裝置B的電壓，并且經由正電極電源線PL2和負電極電源線NL將升高 的電壓提供給逆變器21、22。負電極電源線NL是轉換器10的輸入側和輸出側公共的電源 線。平流電容器C1被連接在正電極電源線PL2與負電極電源線NL之間。
[0058] 轉換器10在降低由電動發(fā)電機MG1或電動發(fā)電機MG2產生的、且由逆變器21、22 中的對應一者整流的電壓的同時，給蓄電裝置B充電。
[0059] 逆變器21、22相互并行地連接到轉換器10。逆變器21、22通過來自控制裝置50 的信號控制。逆變器21通過將從轉換器10提供的直流電力轉換為交流電力來驅動