專(zhuān)利名稱：交流電壓輸出設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交流(AC)電壓輸出設(shè)備，特別涉及安裝到車(chē)輛并產(chǎn)生商 用AC電壓以便將之輸出到車(chē)外負(fù)載的AC電壓輸出i殳備。
背景技術(shù)：
日本專(zhuān)利特開(kāi)平10-290529公開(kāi)了安裝到電氣車(chē)輛的電源單元。該電 源單元包括電池；電路系統(tǒng)，例如用來(lái)自電池的電力供電的行駛電機(jī)以 及車(chē)上輔助機(jī)器；用于產(chǎn)生商用AC電壓的變換器電路，其將來(lái)自電池的 直流(DC)電壓轉(zhuǎn)換為用于供給商用電源負(fù)載的商用AC電壓；截止開(kāi)關(guān)， 其被設(shè)置在變換器電路與商用電源負(fù)載之間；漏電檢測(cè)電路，其檢測(cè)從電 池泄漏的接地故障電流(ground-fault current)，以4更檢測(cè)電路系統(tǒng)的漏 電。
在這種電源單元中，在檢測(cè)到漏電時(shí)，漏電檢測(cè)電路停止變換器電路， 并使截止開(kāi)關(guān)動(dòng)作以便截止對(duì)商用電源負(fù)栽的電力供給，而不中斷對(duì)例如 行駛電機(jī)以及車(chē)上附屬機(jī)器等電路系統(tǒng)的電力供給。
在接收商用AC電壓的供給的負(fù)栽中，主要出于移除噪音的目的，有 時(shí)設(shè)置被連接在電力線對(duì)和地線之間的線路旁路電容器(line-bypass capacitor)(也稱為"Y形蓄電器，，或"Y形電容器")。
在這種情況下，如果日本專(zhuān)利特開(kāi)平10-2卯529中公開(kāi)的電源單元被 用于向具有這種線路旁路電容器的負(fù)栽提供商用AC電壓，車(chē)輛側(cè)的地線 將被連接到負(fù)載側(cè)的地線。這導(dǎo)致漏電流從接收商用AC電壓供給的負(fù)載 通過(guò)線路旁路電容器、地線、漏電檢測(cè)電路流到車(chē)輛電池的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明被指向解決上面描述的問(wèn)題。本發(fā)明的 一個(gè)目標(biāo)在于提供一種
AC電壓輸出設(shè)備，該設(shè)備用于在所產(chǎn)生的商用AC電壓被供到設(shè)備外部 的負(fù)載時(shí)防止漏電流流動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明，AC電壓輸出設(shè)備被安裝到車(chē)輛，產(chǎn)生商用AC電壓并 將之供到車(chē)外負(fù)栽。AC電壓輸出設(shè)備包括電壓產(chǎn)生裝置，其產(chǎn)生商用 AC電壓；第一漏電檢測(cè)裝置，其被布置在電壓產(chǎn)生裝置與車(chē)輛地線之間； 截止裝置，當(dāng)負(fù)載被連接到電壓產(chǎn)生裝置時(shí)，截止裝置截止在車(chē)輛地線與 電壓產(chǎn)生裝置之間經(jīng)由笫 一漏電檢測(cè)裝置形成的電氣路徑。
在根據(jù)本發(fā)明的AC電壓輸出設(shè)備中，笫一漏電檢測(cè)裝置祐j殳置在用 于產(chǎn)生商用AC電壓的電壓產(chǎn)生裝置與車(chē)輛地線之間。因此，當(dāng)商用AC 電壓從電壓產(chǎn)生裝置被供到負(fù)栽時(shí)，如果負(fù)載被接地，可能建立車(chē)輛地線 到負(fù)載地線的電氣連接，導(dǎo)致漏電流從負(fù)栽經(jīng)由地線、車(chē)輛地線和第一漏 電檢測(cè)裝置流到電壓產(chǎn)生裝置。然而，在這種AC電壓輸出設(shè)備中，截止 裝置將截止這種漏電流。
因此，根據(jù)本發(fā)明的AC電壓輸出設(shè)備，在所產(chǎn)生的商用AC電壓被 供到設(shè)備外部的負(fù)載時(shí)，可以防止漏電流流動(dòng)。
優(yōu)選為，負(fù)載包括被連接在接收商用AC電壓供電的電力線對(duì)與地線 之間的線路旁路電容器。
在這種AC電壓輸出設(shè)備中，線路旁路電容器將減小負(fù)載上的噪音(共 模噪音)的影響。然而，由于在負(fù)載與地線之間經(jīng)由線路旁路電容器形成 電氣路徑，當(dāng)商用AC電壓從電壓產(chǎn)生裝置被供到負(fù)載時(shí)，漏電流可能從 負(fù)載經(jīng)由線路旁路電容器、地線、車(chē)輛地線以及第一漏電檢測(cè)裝置流到電 壓產(chǎn)生裝置。然而，在這種AC電壓輸出i殳備中，截止裝置將截止這種漏 電流。
因此，根據(jù)這種AC電壓輸出設(shè)備，可以減小負(fù)載上的噪音的影響， 并在所產(chǎn)生的商用AC電壓纟皮供到i殳備外部的負(fù)載時(shí)防止漏電流流動(dòng)。
優(yōu)選為，電壓產(chǎn)生裝置包括直流(DC)電源。截止裝置包括與第一漏 電檢測(cè)裝置串聯(lián)連接在DC電源的負(fù)電極與車(chē)輛地線之間的繼電器。當(dāng)負(fù)
載被連接到電壓產(chǎn)生裝置時(shí)，繼電器被關(guān)斷。
在這種AC電壓輸出設(shè)備中，由于與笫一漏電檢測(cè)裝置串聯(lián)連接在DC 電源的負(fù)電極與車(chē)輛地線之間的繼電器，當(dāng)商用AC電壓從電壓產(chǎn)生裝置 被供到負(fù)栽時(shí)可能流動(dòng)的漏電流將被截止。
因此，根據(jù)這種AC電壓輸出設(shè)備，通過(guò)簡(jiǎn)單的構(gòu)造，可在所產(chǎn)生的 商用AC電壓被供到設(shè)備外部的負(fù)載時(shí)防止漏電流流動(dòng)。
優(yōu)選為，AC電壓輸出設(shè)備還包括第二漏電檢測(cè)裝置，該裝置基于流 過(guò)輸出線對(duì)的交流電流檢測(cè)是否存在漏電，其中，輸出線對(duì)用于將由電壓 產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的商用AC電壓輸出到負(fù)載。
在這種AC電壓輸出設(shè)備中，當(dāng)商用AC電壓從電壓產(chǎn)生裝置,皮供到 負(fù)載時(shí)，截止裝置動(dòng)作以便停用第一漏電檢測(cè)裝置。然而，第二漏電檢測(cè) 裝置對(duì)漏電進(jìn)行檢測(cè)。
因此，根據(jù)這種AC電壓輸出設(shè)備，即使在供給商用AC電壓的時(shí)4吳， 可以保證對(duì)漏電進(jìn)行檢測(cè)的功能。
優(yōu)選為，電壓產(chǎn)生裝置包括第一與第二AC電機(jī)，其分別具有作為 定子線圏的第一與第二3相線圏；第一與第二變換器，其分別被連接到笫 一與第二3相線圏；變換器控制單元，其對(duì)第一與第二變換器進(jìn)行控制。 笫一與第二變換器對(duì)來(lái)自變換器控制單元的控制信號(hào)做出響應(yīng)地在第一與
第二3相線圈的中性點(diǎn)之間產(chǎn)生商用AC電壓。
在這種AC電壓輸出設(shè)備中，由于商用AC電壓在第一與第二3相線 圈的中性點(diǎn)之間產(chǎn)生，專(zhuān)門(mén)用于產(chǎn)生商用AC電壓的變換器不是必需的。 當(dāng)在第一與第二3相線圏的中性點(diǎn)之間產(chǎn)生的商用AC電壓被供到負(fù)載時(shí)， 漏電流可能從負(fù)載經(jīng)由地線、車(chē)輛地線和第一漏電檢測(cè)裝置流到電壓產(chǎn)生 裝置。然而，在這種AC電壓輸出i殳備中，截止裝置將截止這種漏電流。
因此，根據(jù)這種AC電壓輸出設(shè)備，可以以低成本實(shí)現(xiàn)AC電壓輸出 設(shè)備。另外，還可以在所產(chǎn)生的商用AC電壓,皮供到i殳備外部的負(fù)載時(shí)防 止漏電流流動(dòng)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的AC電壓輸出設(shè)備，可以在所產(chǎn)生的商用AC
電壓被供到設(shè)備外部的負(fù)載時(shí)防止漏電流流動(dòng)。


圖1為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的AC電壓輸出設(shè)備的一般框圖； 圖2為由圖l所示的控制裝置進(jìn)行的處理的流程圖，該處理與商用AC 電壓的產(chǎn)生有關(guān)；
圖3為在開(kāi)始輸出商用AC電壓時(shí)各信號(hào)的定時(shí)圖； 圖4示出了在中性點(diǎn)之間產(chǎn)生的商用AC電壓以及變換器的占空總和 (duty summation )的波形。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中，相同或?qū)?yīng)的 部件用相同的參考標(biāo)號(hào)表示，并且不再重復(fù)對(duì)其進(jìn)4亍介紹。
圖1為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的AC電壓輸出設(shè)備的一般框圖。參照?qǐng)D 1， AC電壓輸出設(shè)備100包括電池B、升壓轉(zhuǎn)換器IO、變換器20與30、 電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2、繼電器電路40、連接器50、漏電檢測(cè)裝置60 與62、繼電器RY3、控制裝置70、電容器Cl與C2、電源線PL1與PL2、 接地線SL以及AC輸出線ACL1與ACL2。
AC電壓輸出設(shè)備100被裝在混合動(dòng)力車(chē)中。電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1被裝在 混合動(dòng)力車(chē)中，其既作為能夠起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行又作為 由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)運(yùn)行。電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2被裝在混合動(dòng)力車(chē)中，其 作為驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力車(chē)(未示出)的驅(qū)動(dòng)輪的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。
電池B的正電極被連接到電源線PL1。電池B的負(fù)電極被連接到接地 線SL。繼電器RY3與漏電檢測(cè)裝置60串聯(lián)連接在車(chē)輛的主體地線74與 接地線SL之間。電容器Cl被連接在電源線PL1與接地線SL之間。
升壓轉(zhuǎn)換器10包括電抗器L、功率晶體管Ql與Q2以及二極管Dl 與D2。功率晶體管Ql與Q2串聯(lián)連接在電源線PL2與接地線SL之間。 二極管Dl與D2分別被連接在功率晶體管Ql與Q2的集電極與發(fā)射極之
間，以便使電流^UC射極側(cè)流到集電極側(cè)，電抗器L的一端被連接到功率 晶體管Ql與Q2的連接節(jié)點(diǎn)，另一端被連接到電源線PL1。
電容器C2被連接在電源線PL2與接地線SL之間。變換器20包括U 相臂22、 V相臂24與W相臂26。 U相臂22、 V相臂24與W相臂26并 聯(lián)連接在電源線PL2與接地線SL之間。U相臂22由串聯(lián)連接的功率晶體 管Qll與Q12組成，V相臂24由串聯(lián)連接的功率晶體管Q13與Q14組成， W相臂26由串聯(lián)連接的功率晶體管Q15與Q16組成。二極管D11-D16 分別被連接在功率晶體管Q11-Q16的集電極與發(fā)射極之間，以便使電流從 發(fā)射極側(cè)流向集電極側(cè)。
變換器30包括U相臂32、 V相臂34與W相臂36。 U相臂32、 V相 臂34與W相臂36并聯(lián)連接在電源線PL2與接地線SL之間。U相臂32 由串聯(lián)連接的功率晶體管Q21與Q22組成，V相臂34由串聯(lián)連接的功率 晶體管Q23與Q24組成，W相臂36由串聯(lián)連接的功率晶體管Q25與Q26 組成。二極管D21-D26分別被連接在功率晶體管Q21-Q26的集電極與發(fā) 射極之間，以便使電流從發(fā)射極側(cè)流向集電極側(cè)。
電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1包括作為定子線圏的、Y形連接的3相線圏12。組 成3相線圏12的U、 V、 W相線圏中的每一個(gè)的一端4皮相互連接以形成中 性點(diǎn)N1， U、 V、 W相線圏相應(yīng)的另一端分別被連接到變換器20的U、 V、 W相臂中的功率晶體管的連接節(jié)點(diǎn)。
電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2包括作為定子線圈的、Y形連接的3相線閨14。組 成3相線圏14的U、 V、 W相線圏中的每一個(gè)的一端凈皮相互連接以形成中 性點(diǎn)N2, U、 V、 W相線圏相應(yīng)的另一端分別被連接到變換器30的U、 V、 W相臂中的功率晶體管的連接節(jié)點(diǎn)。
繼電器電路40包括繼電器RY1與RY2。繼電器RY1的一端經(jīng)由AC 輸出線ACL1被連接到電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的3相線圈12的中性點(diǎn)Nl,另 一端凈皮連接到連接器50。繼電器RY2的一端經(jīng)由AC輸出線ACL2被連 接到電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的3相線圈14的中性點(diǎn)N2，另一端被連接到連接 器50。
漏電檢測(cè)裝置62被布置在AC輸出線ACL1與ACL2上。具體而言， 漏電檢測(cè)裝置62被布置為圍繞AC輸出線ACL1與ACL2，以便不與它們 接觸。連接器50被連接到繼電器電路40的繼電器RY1與RY2。
于是，設(shè)置在車(chē)輛外部并接收輸出自AC電壓輸出設(shè)備100的商用AC 電壓供給的負(fù)栽80的插頭82被連接到連接器50。車(chē)外負(fù)載80例如為住 宅負(fù)載，其經(jīng)由電源線EL1與EL2被連接到插頭82。
Y形電容器84被連接到電源線EL1與EL2。 Y形電容器84包括電容 器C3與C4。電容器C3被連接在電源線EL1與地線86之間。電容器C4 被連接在電源線EL2與地線86之間。提供作為濾波器的Y形電容器84， 以便移除電源線EL1與EL2上的共模噪音。
電池B為DC電源，其由例如鎳氬二次電池或鋰離子二次電池構(gòu)成。 電池B產(chǎn)生DC電壓以便將之輸出到升壓轉(zhuǎn)換器IO,另外，由輸出自升壓 轉(zhuǎn)換器10的DC電壓進(jìn)行充電。電容器Cl對(duì)電源線PL1與接地線SL之 間的電壓變動(dòng)進(jìn)^f亍平滑。
基于來(lái)自控制裝置70的信號(hào)PWC，升壓轉(zhuǎn)換器10使用電抗器L來(lái) 對(duì)接收自電池B的DC電壓進(jìn)行升壓，并將升壓后的電壓供到電源線PL2。 具體而言，基于來(lái)自控制裝置70的信號(hào)PWC，升壓轉(zhuǎn)換器IO按照功率晶 體管Q2的開(kāi)關(guān)操作將流動(dòng)的電流在電抗器L處存儲(chǔ)為磁場(chǎng)能量，以4更對(duì) 來(lái)自電池B的DC電壓進(jìn)行升壓。于是，升壓轉(zhuǎn)換器10經(jīng)由二極管Dl將 升壓后的電壓與功率晶體管Q2^^關(guān)斷的時(shí)刻同步地輸出到電源線PL2。
電容器C2對(duì)電源線PL2與接地線SL之間的電壓變動(dòng)進(jìn)行平滑?；?于來(lái)自控制裝置70的信號(hào)PWM1，變換器20將接收自電源線PL2的DC 電壓轉(zhuǎn)換為3相AC電壓，并將轉(zhuǎn)換得到的3相AC電壓輸出到電動(dòng)發(fā)電 機(jī)MG1。另外，在接收到來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力時(shí)，基于來(lái)自控制裝置70的 信號(hào)PWM1，變換器20將由電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1產(chǎn)生的3相AC電壓轉(zhuǎn)換為 DC電壓，并將轉(zhuǎn)換得到的DC電壓輸出到電源線PL2。
這里，基于來(lái)自控制裝置70的信號(hào)PWM1，以將在下面進(jìn)行介紹的 方式，變換器20控制中性點(diǎn)Nl上的電位，使得在電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與
MG2的3相線圏12與14的中性點(diǎn)Nl與N2之間產(chǎn)生商用AC電壓Vac。
基于來(lái)自控制裝置70的信號(hào)PWM2，變換器30將接收自電源線PL2 的DC電壓轉(zhuǎn)換為3相AC電壓，并將轉(zhuǎn)換得到的3相AC電壓輸出到電 動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2。在車(chē)輛再生制動(dòng)運(yùn)行中，基于來(lái)自控制裝置70的控制信 號(hào)PWM2,變換器30將由電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2產(chǎn)生的3相AC電壓轉(zhuǎn)換為 DC電壓，并將轉(zhuǎn)換得到的DC電壓輸出到電源線PL2。
這里，基于來(lái)自控制裝置70的信號(hào)PWM2，以將在下面進(jìn)行介紹的 方式，變換器30控制中性點(diǎn)N2上的電位，使得在電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與 MG2的3相線圏12與14的中性點(diǎn)Nl與N2之間產(chǎn)生商用AC電壓Vac。
電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2各自為3相AC電動(dòng)發(fā)電機(jī)，其可以由例如 3相AC同步電動(dòng)發(fā)電機(jī)組成。電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1使用來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力產(chǎn) 生3相AC電壓，并將所產(chǎn)生的3相AC電壓輸出到變換器20。另外，電 動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1通過(guò)接收自變換器20的3相AC電壓產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力以便對(duì)發(fā) 動(dòng)機(jī)進(jìn)行起動(dòng)。通過(guò)接收自變換器30的AC電壓，電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2產(chǎn)生 車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在車(chē)輛再生制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2產(chǎn)生3相AC電 壓并將之輸出到變換器30。
繼電器電路40對(duì)來(lái)自控制裝置70的AC輸出啟用信號(hào)EN做出響應(yīng) 地將AC輸出線ACL1與ACL2連接到連接器50/使AC輸出線ACL1與 ACL2從連接器50斷開(kāi)。具體而言，在接收到來(lái)自控制裝置70的H (邏 輯高)電平的AC輸出啟用信號(hào)EN時(shí)，繼電器RY1與RY2被開(kāi)通，以 便將AC輸出線ACL1與ACL2電氣連接到連接器50。在接收到來(lái)自控制 裝置70的L (邏輯低)電平的AC輸出啟用信號(hào)EN時(shí)，繼電器RY1與 RY2被關(guān)斷，以便使AC輸出線ACL1與ACL2從連接器50斷開(kāi)。
連接器50是用于向車(chē)外負(fù)載80輸出在中性點(diǎn)Nl與N2之間產(chǎn)生的商 用AC電壓Vac的輸出端子。用于電器或用于家用后備電源的電源插頭凈皮 連接到連接器50。當(dāng)連接器50被連接到車(chē)外負(fù)載80的插頭82時(shí)，其向 控制裝置70輸出H電平的信號(hào)CT。
漏電檢測(cè)裝置60檢測(cè)從AC電壓輸出設(shè)備100到車(chē)輛主體的漏電。漏
電檢測(cè)裝置60檢測(cè)在主體地線74與接地線SL之間流動(dòng)的漏電流。如果 所檢測(cè)到的漏電流在預(yù)定閾值之上，漏電檢測(cè)裝置60判定為發(fā)生漏電，并 將H電平的信號(hào)GF1輸出到控制裝置70。
繼電器RY3為常閉繼電器，其對(duì)來(lái)自控制裝置70的控制信號(hào)CTL做 出響應(yīng)地將接地線SL連接到漏電檢測(cè)裝置60 (主體地線74) /使接地線 SL從漏電檢測(cè)裝置60 (主體地線74 )斷開(kāi)。具體而言，繼電器RY3由L 電平的控制信號(hào)CTL開(kāi)通，由H電平的控制信號(hào)CTL關(guān)斷。當(dāng)繼電器 RY3被L電平的控制信號(hào)CTL開(kāi)通時(shí)，其將漏電檢測(cè)裝置60 (主體地線 74 )電氣連接到接地線SL。當(dāng)繼電器RY3被H電平的控制信號(hào)CTL關(guān) 斷時(shí)，其使漏電檢測(cè)裝置60 (主體地線74 )從接地線SL電氣斷開(kāi)。
當(dāng)在中性點(diǎn)Nl與N2之間產(chǎn)生的商用AC電壓Vac凈皮供到車(chē)外負(fù)載 80時(shí)，漏電檢測(cè)裝置62檢測(cè)是否發(fā)生漏電。例如，漏電檢測(cè)裝置62包括 集磁鐵心(未示出)，其被布置為圍繞AC輸出線ACL1與ACL2;線圏 (未示出)，其被繞巻在集磁鐵心周?chē)?。如果根?jù)在相應(yīng)的AC輸出線ACL1 與ACL2上流動(dòng)的交流電流量之間的差在線圏中產(chǎn)生的電壓超過(guò)預(yù)定的閾 值，漏電檢測(cè)裝置62判定為發(fā)生漏電，并向控制裝置70輸出H電平的信 號(hào)GF2。
基于轉(zhuǎn)矩指令值和各電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2的旋轉(zhuǎn)數(shù)、電池B的 電壓以及電源線PL2上的電壓，控制裝置70產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)升壓轉(zhuǎn)換器10 的信號(hào)PWC，并將所產(chǎn)生的信號(hào)PWC輸出到升壓轉(zhuǎn)換器10。各電動(dòng)發(fā) 電才幾MG1與MG2的旋轉(zhuǎn)數(shù)、電池B的電壓以及電源線PL2上的電壓由 對(duì)應(yīng)的傳感器(未示出)進(jìn)行檢測(cè)。
基于電源線PL2上的電壓、電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩指令值以及相電 流，控制裝置70產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的信號(hào)PWMl,并將所產(chǎn) 生的信號(hào)PWM1輸出到變換器20。另外，基于電源線PL2上的電壓、電 動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)矩指令值以及相電流，控制裝置70產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng) 發(fā)電機(jī)MG2的信號(hào)PWM2，并將所產(chǎn)生的信號(hào)PWM2輸出到變換器30。 電流傳感器(未示出)對(duì)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2中相應(yīng)的相電流進(jìn)行檢
測(cè)。
另外，在信號(hào)CT處于H電平的情況下，當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)(或起動(dòng)開(kāi)關(guān)) 被開(kāi)啟時(shí)，控制裝置70產(chǎn)生均為H電平的控制信號(hào)CTL和AC輸出啟用 信號(hào)EN，分別將它們輸出到繼電器RY3和繼電器電路40。于是，控制裝 置70產(chǎn)生信號(hào)PWM1與PWM2，使得在電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的3相線圏12 的中性點(diǎn)Nl與電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的3相線圈14的中性點(diǎn)N2之間產(chǎn)生商 用AC電壓Vac，并分別將所產(chǎn)生的信號(hào)PWM1與PWM2輸出到變換器 20與30。
圖2為由圖1所示控制裝置70進(jìn)行的處理的流程圖，該處理與商用 AC電壓Vac的產(chǎn)生有關(guān)。參照?qǐng)D2，當(dāng)一系列的操作被開(kāi)始時(shí)，基于來(lái) 自連接器50的信號(hào)CT，控制裝置70判定裝置外部的負(fù)載80的插頭82 是否被連接到連接器50 (步驟S10 )。當(dāng)控制裝置70判定為信號(hào)CT處于 L電平且插頭82沒(méi)凈皮連接到連接器50時(shí)(步驟S10中的否)，其停止所 述一系列操作。
另一方面，當(dāng)控制裝置70判定為信號(hào)CT處于H電平且插頭82被連 接到連接器50時(shí)(步驟S10中的是)，其判斷點(diǎn)火開(kāi)關(guān)是否被開(kāi)啟(步驟 S20)。當(dāng)控制裝置70判定為點(diǎn)火開(kāi)關(guān)被關(guān)閉時(shí)，其停止所述一系列操作。 當(dāng)控制裝置70判定為點(diǎn)火開(kāi)關(guān)被開(kāi)啟時(shí)(步驟S20中的是)，其產(chǎn)生 H電平的控制信號(hào)CTL以便將其輸出到繼電器RY3,并關(guān)斷繼電器RY3 (步驟S30)。另夕卜，控制裝置70產(chǎn)生H電平的AC輸出啟用信號(hào)EN以 便將之輸出到繼電器電路40，并開(kāi)通繼電器電路40的繼電器RY1與RY2 (步驟S40)。
當(dāng)繼電器RY3被關(guān)斷且繼電器電路40被開(kāi)通時(shí)，控制裝置70產(chǎn)生信 號(hào)PWM1與PWM2,使得商用AC電壓Vac在中性點(diǎn)Nl與N2之間被產(chǎn) 生，并分別將所產(chǎn)生的信號(hào)PWM1和PWM2輸出到變換器20與30。這 使得商用AC電壓Vac在中性點(diǎn)Nl與N2之間被產(chǎn)生(步驟S50 )，且所 述一系列操作被完成。
圖3為在開(kāi)始輸出商用AC電壓Vac時(shí)各信號(hào)的定時(shí)圖。參照?qǐng)D3，
在時(shí)刻tl,車(chē)外負(fù)載80的插頭82被連接到連接器50,信號(hào)CT變?yōu)镠電平。
當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)(IG)在時(shí)刻t2被開(kāi)啟時(shí)，控制信號(hào)CTL與AC輸出啟 用信號(hào)EN均在時(shí)刻t3變?yōu)镠電平。由于控制信號(hào)CTL與AC輸出啟用 信號(hào)EN變?yōu)镠電平，在中性點(diǎn)Nl與N2之間產(chǎn)生商用AC電壓Vac。
圖4示出了在中性點(diǎn)Nl與N2之間產(chǎn)生的商用AC電壓Vac以及變換 器20與30的占空總和的波形。參照?qǐng)D4，曲線kl表示變換器20的開(kāi)關(guān) 控制期間在占空總和上的變化，曲線k2表示變換器30的開(kāi)關(guān)控制期間在 占空總和上的變化。這里，占空總和指的是在各變換器中從上臂的導(dǎo)通占 空(on-duty)減去下臂的導(dǎo)通占空得到的結(jié)果。在圖4中，當(dāng)占空總和取 正值時(shí)，其表明在對(duì)應(yīng)的電動(dòng)發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)上的電位高于變換器輸入電 壓(圖1所示電源線PL2上的電壓，下文稱為"Vdc")的中間值(Vdc/2)。 當(dāng)占空總和取負(fù)值時(shí)，其表明中性點(diǎn)上的電位低于電位Vdc/2。
在AC電壓輸出設(shè)備IOO中，控制裝置70才艮據(jù)曲線kl以商用頻率周 期性地改變變換器20的占空總和，并根據(jù)曲線k2以該商用頻率周期性地 改變變換器30的占空總和。這里，以這樣的相位周期性地改變變換器30 的占空總和該相位是對(duì)變換器20的占空總和進(jìn)行改變的相位的反相。
因此，在從tO到tl的時(shí)間段中，中性點(diǎn)Nl上的電位變得高于電位 Vdc/2，中性點(diǎn)N2上的電位變得低于電位Vdc/2，因此，在中性點(diǎn)Nl與 N2之間產(chǎn)生正的商用AC電壓Vac。這里，當(dāng)車(chē)外負(fù)栽80的插頭82被連 接到連接器50時(shí)，變換器20中不能從上臂流到下臂的多余電流從中性點(diǎn) Nl經(jīng)由AC輸出線ACL1、車(chē)外負(fù)載80以及AC輸出線ACL2流到中性 點(diǎn)N2，接著，其從中性點(diǎn)N2流到變換器30的下臂。
在從tl到t2的時(shí)間段中，中性點(diǎn)Nl上的電位低于電位Vdc/2，中性 點(diǎn)N2上的電位高于電位Vdc/2，因此，在中性點(diǎn)Nl與N2之間產(chǎn)生負(fù)的 商用AC電壓Vac。變換器30中不能從上臂流到下臂的多余電流從中性點(diǎn) N2經(jīng)由AC輸出線ACL2、車(chē)外負(fù)載80以及AC輸出線ACL1流到中性 點(diǎn)N1，接著，其從中性點(diǎn)N1流到變換器20的下臂。
通過(guò)這種方式，在AC電壓輸出設(shè)備100中，在中性點(diǎn)Nl與N2之間 產(chǎn)生AC電壓?？梢酝ㄟ^(guò)控制曲線kl與k2的幅值在中性點(diǎn)Nl與N2之間 產(chǎn)生商用AC電壓Vac。
另夕卜，在AC電壓輸出設(shè)備100中，可以在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與 MG2的同時(shí)在中性點(diǎn)Nl與N2之間產(chǎn)生商用AC電壓Vac。因此，可以 在以再生模式(發(fā)電)驅(qū)動(dòng)被耦合到發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1以及對(duì)被 耦合到車(chē)輛驅(qū)動(dòng)軸的電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2進(jìn)行控制以產(chǎn)生反作用力(reaction force)(以動(dòng)力運(yùn)行才莫式驅(qū)動(dòng))的同時(shí)向車(chē)外負(fù)載80提供商用AC電壓 Vac。
再次參照?qǐng)D1，將介紹AC電壓輸出設(shè)備100的總體^^t。當(dāng)車(chē)外負(fù) 載80的插頭82被連接到連接器50時(shí)，連接器50向控制裝置70輸出H 電平的信號(hào)CT。于是，控制裝置70向繼電器RY3輸出H電平的控制信 號(hào)CTL以便關(guān)斷繼電器RY3，其中，繼電器RY3是常閉繼電器。這在商 用AC電壓Vac從AC電壓輸出設(shè)備100凈皮供到車(chē)外負(fù)載80時(shí)防止了可能 從車(chē)輛外部的電源線EL1與EL2經(jīng)由Y形電容器84、地線86、主體地線 74以及漏電檢測(cè)裝置60流到車(chē)輛內(nèi)部的接地線SL的漏電流的產(chǎn)生。
控制裝置70向繼電器電路40輸出H電平的AC輸出啟用信號(hào)EN。 這使得AC電壓輸出電路100經(jīng)由連接器50和插頭82被電氣連接到車(chē)外 負(fù)載80。于是，基于來(lái)自控制裝置70的信號(hào)PWM1與PWM2,按照上 面介紹的方法，變換器20與30在中性點(diǎn)Nl與N2之間產(chǎn)生商用AC電壓 Vac。因此，在中性點(diǎn)Nl與N2之間產(chǎn)生的商用AC電壓Vac經(jīng)由AC輸 出線ACL1與ACL2、連接器50、插頭82以及電源線EL1與EL2被供到 車(chē)外負(fù)栽80。
當(dāng)商用AC電壓Vac被輸出時(shí)，漏電檢測(cè)裝置60不能起作用。然而， 在商用AC電壓AC被輸出的同時(shí)，設(shè)置在AC輸出線ACL1與ACL2之 間的漏電檢測(cè)裝置62檢測(cè)存在/不存在漏電。
另 一方面，如果車(chē)外負(fù)栽80的插頭82沒(méi)有4皮連接到連接器50,控制 裝置70向繼電器RY3輸出L電平的控制信號(hào)CTL以便開(kāi)通繼電器RY3，
其中，繼電器RY3為常閉繼電器。這使得漏電檢測(cè)裝置60被電氣連接到 接地線SL,由此使得檢測(cè)漏電的預(yù)期功能能被實(shí)現(xiàn)。
如上所述，根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例，在商用AC電壓Vac正從AC電壓輸出 設(shè)備100被輸出到車(chē)外負(fù)載80時(shí)，由于繼電器RY3在此期間被關(guān)斷，可 以防止漏電流經(jīng)由地線流動(dòng)。
另外，盡管在商用AC電壓Vac從AC電壓輸出設(shè)備100被輸出到車(chē) 外負(fù)載80時(shí)漏電檢測(cè)裝置60不能起作用，漏電檢測(cè)裝置62對(duì)漏電進(jìn)行檢 測(cè)，因此，即使是在供給商用AC電壓Vac的時(shí)候，可以保證對(duì)漏電進(jìn)行 檢測(cè)的功能。
另外，由于商用AC電壓Vac在電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl的3相線圏12的中 性點(diǎn)Nl與電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的3相線圈14的中性點(diǎn)N2之間產(chǎn)生，為了 將之供到車(chē)外負(fù)載80，專(zhuān)門(mén)用于產(chǎn)生商用AC電壓的變換器不是必需的。
盡管在上面介紹的實(shí)施例中被配置為商用AC電壓Vac在安裝了兩個(gè) 電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2的混合動(dòng)力車(chē)中的電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2的 中性點(diǎn)N1與N2之間產(chǎn)生，本發(fā)明還適用于具有專(zhuān)門(mén)用于產(chǎn)生商用AC電 壓Vac的變換器的系統(tǒng)。
盡管電池B在上面的介紹中為二次電池，作為替代地，其可以是燃料 電池。盡管AC電壓輸出設(shè)備100在上面的介紹中被裝到混合動(dòng)力車(chē)，本 發(fā)明的應(yīng)用范圍不限于安裝到混合動(dòng)力車(chē)的AC電壓輸出設(shè)備，并可包括 安裝到電氣車(chē)輛和燃料電池車(chē)輛的AC電壓輸出設(shè)備。
盡管繼電器RY3在上面的介紹中被連接在接地線SL與漏電檢測(cè)裝置 60之間，其可被連接在漏電檢測(cè)裝置60與主體地線74之間。
盡管AC電壓輸出設(shè)備100在上面的介紹中具有升壓轉(zhuǎn)換器10，本發(fā) 明還適用于不具備升壓轉(zhuǎn)換器10的系統(tǒng)。
最后，在上面的介紹中，電池B、升壓轉(zhuǎn)換器IO、變換器20與30、 電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2以及控制裝置70組成本發(fā)明的"電壓產(chǎn)生裝置"。 另外，漏電檢測(cè)裝置60對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"第一漏電檢測(cè)裝置"，繼電器 RY3對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"截止裝置"和"繼電器"。車(chē)外負(fù)載80對(duì)應(yīng)于本
發(fā)明的"負(fù)栽"，Y形電容器84對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"線路旁路電容器"。漏 電檢測(cè)裝置62對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"第二漏電檢測(cè)裝置"。電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1 與MG2分別對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"第一 AC電機(jī)"與"第二 AC電機(jī)"。變 換器20與30分別對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"第一變換器"與"第二變換器"?？?制裝置70對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"變換器控制單元"。
應(yīng)當(dāng)明了 ，這里公開(kāi)的實(shí)施例在任何方面是說(shuō)明性而不是限制性的。 本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求的條款而不是上面的說(shuō)明書(shū)限制，并包括屬于與 權(quán)利要求書(shū)的條款等同的含義和范圍內(nèi)的任何修改。
權(quán)利要求
1.一種交流(AC)電壓輸出設(shè)備，該設(shè)備被安裝到車(chē)輛，產(chǎn)生商用AC電壓并將之供到所述車(chē)輛外部的負(fù)載，該設(shè)備包括電壓產(chǎn)生器，其產(chǎn)生所述商用AC電壓；第一漏電檢測(cè)器，其被布置在所述電壓產(chǎn)生器與車(chē)輛地線之間；以及截止器，當(dāng)所述負(fù)載被連接到所述電壓產(chǎn)生器時(shí)，其截止在所述車(chē)輛地線與所述電壓產(chǎn)生器之間經(jīng)由所述第一漏電檢測(cè)器形成的電氣路徑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的AC電壓輸出設(shè)備，其中，所述負(fù)載包括線路旁 路電容器，所述線路旁路電容器被連接在接收所述商用AC電壓的供給的 電力線對(duì)與地線之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的AC電壓輸出設(shè)備，其中 所述電壓產(chǎn)生器包括直流(DC)電源，所述截止器包括繼電器，所述繼電器與所述第 一漏電檢測(cè)器串聯(lián)連接 在所述DC電源的負(fù)電極與所述車(chē)輛地線之間，且當(dāng)所述負(fù)載被連接到所述電壓產(chǎn)生器時(shí)，所述繼電器4皮關(guān)斷。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的AC電壓輸出設(shè)備，該設(shè)備還包括第二漏電檢測(cè) 器，基于流經(jīng)輸出線對(duì)的交流電流，所述笫二漏電檢測(cè)器檢測(cè)是否存在漏 電，其中，所述輸出線對(duì)用于將由所述電壓產(chǎn)生器產(chǎn)生的所述商用AC電 壓輸出到所述負(fù)載。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的AC電壓輸出設(shè)備，其中，所述電壓產(chǎn)生器包括: 第一與第二AC電機(jī)，其分別具有作為定子線圏的笫一與第二3相線第一與第二變換器，其分別被連接到所述第一與第二3相線圈，以及變換器控制單元，其對(duì)所述第一與第二變換器進(jìn)4于控制，其中，所述第一與第二變換器對(duì)來(lái)自所述變換器控制單元的控制信號(hào)4故出響應(yīng)地在所述第一與第二3相線圏的中性點(diǎn)之間產(chǎn)生所述商用AC電壓。
6. —種AC電壓輸出設(shè)備，該設(shè)4"被安裝到車(chē)輛、產(chǎn)生商用AC電壓 并將之供到所述車(chē)輛外部的負(fù)載，該設(shè)備包括電壓產(chǎn)生裝置，其產(chǎn)生所述商用AC電壓；第一漏電檢測(cè)裝置，其被布置在所述電壓產(chǎn)生裝置與車(chē)輛地線之間；以及截止裝置，當(dāng)所述負(fù)載被連接到所述電壓產(chǎn)生裝置時(shí)，其截止在所述 車(chē)輛地線與所迷電壓產(chǎn)生裝置之間經(jīng)由所述第一漏電檢測(cè)裝置形成的電氣 路徑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的AC電壓輸出設(shè)備，其中，所述負(fù)栽包括線路旁 路電容器，所述線路旁路電容器被連接在接收所述商用AC電壓的供給的 電力線對(duì)與地線之間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6的AC電壓輸出設(shè)備，其中 所述電壓產(chǎn)生裝置包括DC電源，所述截止裝置包括繼電器，所述繼電器與所述第 一漏電檢測(cè)裝置串聯(lián) 連接在所述DC電源的負(fù)電極與所述車(chē)輛地線之間，且當(dāng)所述負(fù)載被連接到所述電壓產(chǎn)生裝置時(shí)，所述繼電器被關(guān)斷。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6的AC電壓輸出設(shè)備，該設(shè)備還包括第二漏電檢測(cè) 裝置，基于流經(jīng)輸出線對(duì)的交流電流，該裝置檢測(cè)是否存在漏電，其中， 所述輸出線對(duì)用于將由所述電壓產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的所述商用AC電壓輸出到 所述負(fù)載。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6的AC電壓輸出設(shè)備，其中，所述電壓產(chǎn)生裝置 包括第一與第二AC電機(jī)，其分別具有作為定子線圏的第一與第二3相線第一與第二變換器，其分別被連接到所述第一與第二3相線圈，以及 變換器控制裝置，其對(duì)所述第一與第二變換器進(jìn)行控制， 其中，所述第一與第二變換器對(duì)來(lái)自所述變換器控制裝置的控制信號(hào) 做出響應(yīng)地在所述第一與第二3相線圏的中性點(diǎn)之間產(chǎn)生所述商用AC電壓。
全文摘要
基于來(lái)自控制裝置(70)的信號(hào)PWM1、PWM2，變換器(20，30)在3相線圈(12，14)的中性點(diǎn)(N1、N2)之間產(chǎn)生商用AC電壓Vac。用于移除噪音的Y形電容器(84)被連接到接收商用AC電壓Vac的供給的車(chē)外負(fù)載(80)。在車(chē)輛內(nèi)部設(shè)置與漏電檢測(cè)裝置(60)串聯(lián)連接的繼電器(RY3)。當(dāng)車(chē)外負(fù)載(80)的插頭(82)被連接到連接器(50)時(shí)，繼電器(RY3)被關(guān)斷，防止了漏電流經(jīng)由地線流動(dòng)。
文檔編號(hào)H02M7/48GK101171742SQ20068001596
公開(kāi)日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2006年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月11日
發(fā)明者及部七郎齋, 富樫重則, 峯澤幸弘, 石川哲浩 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社