外部供电系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及外部供电系统，更具体地说，涉及被配置为经由逆变器（inverter)将 蓄电装置的电力输出到外部装置的外部供电系统。
【背景技术】
[0002][0003] 可构想利用包括在JP2010-098851A中描述的配置的混合动力车辆的电动发电 机的中性点将电力从电池提供给车辆外部的装置。
[0004] 但是，由于在死区（deadtime)时段（该死区时段是其中关断状态的驱动信号被 提供给逆变器的上臂和下臂开关元件这两者的时段）内出现误差（在下文中，此类误差被 称为死区误差），因此，在来自中性点的电力输出中也会出现误差。特别是，在引擎被驱动时 和引擎未被驱动时之间存在死区误差差别，因此，需要在引擎被驱动时适当地补偿死区时 段内的逆变器指令值。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种其中减少死区时段中输出误差的外部供电系统。
[0006] 本发明的一方面提供一种外部供电系统。所述外部供电系统包括：蓄电装置；电 动机；逆变器，其被配置为使用所述蓄电装置的电力驱动所述电动机；以及控制单元，其被 配置为控制所述逆变器。所述电动机包括被连接到中性点的定子线圈。所述中性点是输出 节点，来自所述蓄电装置的电力从该输出节点被提供给外部装置。所述逆变器包括在正电 极电源线与负电极电源线之间彼此串联连接的第一开关元件和第二开关元件。所述第一开 关元件和所述第二开关元件的连接节点被连接到所述定子线圈中的对应一者。所述控制单 元被配置为将驱动信号输入到所述逆变器以便驱动所述逆变器，以使所述中性点处的电压 变为预定值。所述控制单元被配置为，在引擎被驱动的期间，基于从所述连接节点输入到所 述定子线圈中的对应一者的电流或从所述定子线圈中的对应一者输出到所述连接节点的 电流，补偿死区时段内的所述驱动信号，该死区时段是其中关断状态的驱动信号被提供给 所述第一开关元件和所述第二开关元件的时段。
[0007] 所述定子线圈可包括U相线圈、V相线圈和W相线圈，这三个线圈的一端被连接到 所述中性点。所述第一开关元件和所述第二开关元件的所述连接节点可被连接到所述U相 线圈的另一端。所述逆变器可进一步包括第三开关元件、第四开关元件、第五开关元件和第 六开关元件，所述第三开关元件和所述第四开关元件在所述正电极电源线与所述负电极电 源线之间彼此串联连接，所述第三开关元件和所述第四开关元件的连接节点被连接到所述 V相线圈的另一端，所述第五开关元件和所述第六开关元件在所述正电极电源线与所述负 电极电源线之间彼此串联连接，所述第五开关元件和所述第六开关元件的连接节点被连接 到所述W相线圈的另一端。从所述连接节点输入到所述定子线圈中的对应一者，或从所述 定子线圈中的对应一者输出到所述连接节点的电流可包括流过所述U相线圈的电流、流过 所述V相线圈的电流和流过所述W相线圈的电流。
[0008] 本发明的另一方面提供一种外部供电系统。所述外部供电系统包括：蓄电装置； 电动机；逆变器，其被配置为使用所述蓄电装置的电力驱动所述电动机；以及控制单元，其 被配置为控制所述逆变器。所述电动机包括被连接到中性点的定子线圈。所述逆变器包括 在正电极电源线与负电极电源线之间彼此串联连接的第一开关元件和第二开关元件。所述 第一开关元件和所述第二开关元件的连接节点被连接到所述定子线圈中的对应一者。所述 控制单元被配置为将驱动信号输入到所述逆变器以便驱动所述逆变器，以使所述中性点处 的电压变为预定值。所述控制单元被配置为，在引擎被驱动的期间，基于所述电动机的旋转 角度，补偿死区时段内的所述驱动信号，该死区时段是其中关断状态的驱动信号被提供给 所述第一开关元件和所述第二开关元件的时段。
[0009] 在上述外部供电系统中的任一者内，所述控制单元可被配置为，在所述引擎未被 驱动的期间，基于一个周期前所述中性点处的输出电压的误差，重复地补偿所述驱动信号。
[0010] 在上述外部供电系统中的任一者内，所述控制单元可被配置为，在所述引擎未被 驱动的期间，当所述逆变器的输出电压和所述逆变器的载频中的一者被更改时，补偿所述 死区时段内的所述驱动信号。
[0011] 上述外部供电系统中的任一者可进一步包括第二电动机和第二逆变器。外部负荷 可被连接在所述中性点与第二中性点之间。所述第二中性点可以是所述第二电动机的定子 线圈的中性点。所述控制单元可被配置为，在所述引擎未被驱动的期间，当所述逆变器与所 述第二逆变器之间的电压共用被更改时，补偿所述死区时段内的所述驱动信号。
[0012] 所述外部供电系统可进一步包括引擎。所述电动机可被配置为能够在从所述引擎 接收到机械的动力时产生电力。
[0013] 根据本发明的各方面，减少了死区时段内的输出误差，从而改善馈送电力的质量。
【附图说明】
[0014] 下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点和技术及工业意义，在 这些附图中，相同的附图标记表示相同的部件，其中：
[0015]图1是示出应用根据第一实施例的外部供电系统的车辆的整体配置的框图；
[0016] 图2是用于示出转换器和逆变器的电路配置，以及在从中性点提供电力时流动的 电流的视图；
[0017] 图3是示意性地示出单相逆变器电路的视图；
[0018] 图4是用于示出在逆变器的死区时段内出现误差的原理的波形图；
[0019] 图5是用于示出由在死区时段内出现的误差导致的电压下降的视图；
[0020] 图6是示出与对死区时段的补偿控制相关联的配置的框图，该补偿控制由图1所 示的控制装置执行；
[0021] 图7是用于示出如何使用死区时段补偿模式的表；
[0022] 图8是用于示出用于切换死区时段补偿模式的控制的流程图；
[0023] 图9是用于示出由引擎停止期间死区时段内出现的误差导致的电源波形失真的 波形图；
[0024] 图10是示出执行重复控制时的死区补偿控制单元的配置的框图；
[0025] 图11是用于示出执行重复控制之前与之后之间的波形差别的视图；
[0026] 图12是用于示出图10所示的重复控制单元的配置的框图；
[0027] 图13是用于示出图12中的值L的框图；
[0028] 图14是用于示出图12中的值L的波形图；
[0029] 图15是示出引擎操作期间的输出电压和逆变器电流的波形图；
[0030] 图16是图15中的时间tl与时间t2之间的放大波形图；
[0031] 图17是用于示出引擎操作期间的逆变器输出误差的框图；
[0032] 图18是用于示出引擎操作期间的逆变器输出误差的波形图；
[0033] 图19是示出执行基于电流极性的补偿控制时的死区补偿控制单元的配置的框 图；
[0034] 图20是示出图19所示的死区补偿单元的配置的框图；
[0035] 图21是示出其中电流纹波强并且电流极性以高速率波动的实例的波形图；
[0036]图22是执行基于使用MG1的旋转角度的电流极性判定的补偿控制的死区补偿控 制单元的框图；
[0037] 图23是用于示出利用MG1的旋转角度的逆变器误差电压计算的波形图；
[0038] 图24是用于示出由图22中的死区补偿单元执行的计算补偿值的处理的流程图；
[0039] 图25是用于示出中性点输出电压中出现的谐波峰值的计算的流程图；
[0040] 图26是用于示出电动发电机MG1的电流峰值的计算的流程图；
[0041]图27是用于示出谐波峰值与电流峰值之间的相位差的判定的流程图；
[0042] 图28是用于示出检测谐波峰值与电流峰值之间的相位差的处理的波形图；
[0043] 图29是示出在第一备选实施例中使用的死区补偿控制单元的配置的框图；
[0044] 图30是示出图29中的死区补偿单元的配置的框图；
[0045] 图31是在采取根据第一备选实施例的措施之前的输出电压和输出电流的波形 图；
[0046] 图32是在采取根据第一备选实施例的措施之后的输出电压和输出电流的波形 图；以及
[0047] 图33是示出在第二备选实施例中使用的死区补偿控制单元的配置的框图。
【具体实施方式】
[0048] 下面将参考附图详细地描述本发明的实施例。在图中，相同的附图标记表示相同 或相应的部件，不再重复它们的描述。
[0049] 第一实施例
[0050]图1是示出应用根据第一实施例的外部供电系统的车辆的整体配置的框图。在以 下实施例中，车辆为混合动力车辆。但是，根据本发明的车辆不限于混合动力车辆。如图1 所示，车辆100包括：引擎2;电动发电机MG1、MG2;动力分割机构4;以及驱动轮6。车辆 100进一步包括：蓄电装置B;系统主继电器SMR;转换器10;逆变器21、22;以及控制装置 50 〇
[0051] 车辆100是使用引擎2和电动发电机MG2作为动力源行驶的混合动力车辆。由引 擎2和电动发电机MG2产生的驱动力被传输到驱动轮6。
[0052]引擎2是诸如汽油引擎和柴油引擎之类的内燃机，其通过燃烧燃料输出动力。弓| 擎2被配置为通过来自控制装置50的信号在诸如节流阀开度（进气量）、燃料供给量和点 火时间之类的操作状态方面电气可控。
[0053] 电动发电机MG1、MG2是交流电旋转电机，例如是三相交流同步电动机。电动发电 机MG1被用作由引擎2驱动的发电机，也被用作能够启动引擎2的旋转电机。通过电动发 电机MG1的发电获取的电力被允许用于驱动电动发电机MG2。通过电动发电机MG1的发电 获取的电力被允许提供给与车辆100连接的外部装置。电动发电机MG2主要被用作驱动车 辆100的驱动轮6的旋转电机。
[0054] 动力分割机构4例如包括行星齿轮机构，该机构具有三个旋转轴，S卩，太阳齿轮、 齿轮架和齿圈。太阳齿轮被耦合到电动发电机MG1的旋转轴。齿轮架被耦合到引擎2的曲 柄轴。齿圈被親合到驱动轴。动力分割机构4将引擎2的驱动力分割为被传输到电动发电 机MG1的旋转轴的动力和被传输到驱动轴的动力。驱动轴被耦合到驱动轮6。驱动轴也被 耦合到电动发电机MG2的旋转轴。
[0055] 蓄电装置B是可充电和可放电的直流电源，例如由诸如镍金属氢化物电池和锂离 子电池之类的二次电池、电容器等形成。蓄电装置B将电力提供给转换器10,并且在电力再 生期间使用来自转换器10的电力而被充电。
[0056] 系统主继电器SMR被设置在将蓄电装置B连接到转换器10的正电极电源线PL1 和负电极电源线NL中。系统主继电器SMR是用于将蓄电装置B电连接到电气系统或中断 蓄电装置B与电气系统的连接的继电器。系统主继电器SMR的接通/关断状态由控制装置 50控制。
[0057] 转换器10经由正电极电源线PL1和负电极电源线NL从蓄电装置接收电力。转换 器10升高来自蓄电装置B的电压，并且经由正电极电源线PL2和负电极电源线NL将升高 的电压提供给逆变器21、22。负电极电源线NL是转换器10的输入侧和输出侧公共的电源 线。平流电容器C1被连接在正电极电源线PL2与负电极电源线NL之间。
[0058] 转换器10在降低由电动发电机MG1或电动发电机MG2产生的、且由逆变器21、22 中的对应一者整流的电压的同时，给蓄电装置B充电。
[0059] 逆变器21、22相互并行地连接到转换器10。逆变器21、22通过来自控制装置50 的信号控制。逆变器21通过将从转换器10提供的直流电力转换为交流电力来驱动