CN1781757A - 交流电压输出装置和装有这种交流电压输出装置的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种交流电压输出装置和装有这种交流电压输出装置的车辆。控制装置(70)控制第一和第二逆变器(20，30)以便在第一和第二电动发电机(MG1，MG2)的中性点(N1，N2)之间生成交流电压(Vac)。当代表燃料箱(40)内的燃料剩余量的信号(FUEL)的值变得小于预定阈值(R0)时，控制装置(70)控制该第一和第二逆变器(20，30)以便改变交流电压(Vac)的电平而将低燃料剩余量这一情况告知车辆外部的用户。

Description

交流电压输出装置和 装有这种交流电压输出装置的车辆
本非临时申请基于2004年11月30日提交日本专利局的日本专利申请No.2004-346916，该专利申请的全部内容引用在此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种交流电压输出装置和装有这种交流电压输出装置的车辆。具体地，本发明涉及一种安装在混合动力车、电动汽车等内的生成用于商业电源的交流电压以将生成的交流电压提供给外部负载的交流电压输出装置，以及一种包含这种交流电压输出装置的车辆。
背景技术
日本专利No.2695083公开了一种用于电力驱动的车辆中的电动机驱动和动力处理装置。该电动机驱动和动力处理装置包括蓄电池(二次电池)、逆变器(inverter)IA和IB，感应电动机MA和MB和控制单元。感应电动机MA和MB分别包含Y-连接的线圈CA和CB。输入/输出端口经由电磁干扰(EMI)滤波器连接到线圈CA和CB的中性点NA和NB。
逆变器IA和IB设置成分别与感应电动机MA和MB相对应，并分别连接到线圈CA和CB上。逆变器IA和IB并联到蓄电池上。
当在此电动机驱动和动力处理装置内以再充电模式操作时，从经由电磁干扰滤波器与输入/输出端连接的单相电源在线圈CA和CB的中性点NA和NB之间提供交流电力。逆变器IA和IB将在中性点NA和NB之间提供的交流电力转变成直流电力，以对直流电源充电。
在电动机驱动和动力处理装置内，逆变器IA和IB可在中性点NA和NB之间生成具有调整的正弦波的交流电力，并且将该生成的交流电力提供给连接到该输入/输出端的外部装置。
但是，日本专利No.2695083中公开的电动机驱动和动力装置不方便，这是因为在该电动机驱动和动力处理装置正在生成交流电力并将其提供给外部装置时，用户不能在远离车辆的位置确定剩余多少交流电力可以被提供。
换句话说，当来自安装在车辆中的电动机驱动和动力处理装置的交流电力用作生活负载中的应急电源时，用户不方便从远处走近车辆检查车辆能量的剩余量。如果用户不能检查能量的剩余量，则会发生不希望的突然断电事件，或者用户不能使车辆自身行驶到最近的加油站。
发明内容
鉴于上文，本发明的一个目的是提供一种当车辆的能量的剩余量变少时对外提供告知的交流电压输出装置。
本发明的另一个目的是提供一种安装有当车辆的能量的剩余量变少时对外提供告知的交流电压输出装置的车辆。
根据本发明的一方面，一种交流电压输出装置安装在车辆中，它包括内燃机；存储将提供给该内燃机的燃料的燃料箱；电压供给装置，该电压供给装置使用通过来自该内燃机的驱动力生成的电力生成具有预定频率的交流电压，并将生成的交流电压提供给该车辆外部的负载；以及控制该电压供给装置的操作的控制装置。该控制装置控制该电压供给装置使得当燃料剩余量少于预定量时，交流电压以与在燃料剩余量不少于该预定量的状态下的交流电压不同的方式改变。
优选地，该控制装置控制该电压供给装置使得当燃料剩余量少于预定量时，通过短暂中断而切断交流电压。
优选地，该控制装置控制该电压供给装置使得当燃料剩余量少于预定量时，将交流电压的电平降低为预定电平。
优选地，该控制装置控制该电压供给装置使得当燃料剩余量少于预定量时，交流电压的电平周期性地改变。
优选地，该控制装置控制该电压供给装置使得交流电压的电平的改变周期根据燃料剩余量的减少而变得较短或较长。
根据本发明的另一方面，一种交流电压输出装置安装在车辆中，它包括内燃机；存储将提供给该内燃机的燃料的燃料箱；电压供给装置，该电压供给装置在车辆停车(停止)时使用通过来自该内燃机的驱动力生成的电力生成具有预定频率的交流电压，并将生成的交流电压提供给该车辆外部的负载；以及控制该电压供给装置的操作的控制装置。该控制装置操作该车辆的发声装置或发光装置。
优选地，该控制装置在白天操作该发声装置，而在夜间操作该发光装置。
优选地，该电压供给装置包括与该内燃机相连接并且包含作为定子线圈的Y-连接的第一三相线圈的发电机，包含Y-连接的第二三相线圈的电动机，以及分别连接到该发电机和电动机并根据该控制装置的控制信号驱动该发电机和电动机的第一和第二逆变器。该控制装置控制该第一和第二逆变器使得在该第一和第二三相线圈的中性点之间生成交流电压。
优选地，电压供给装置包括将使用来自该内燃机的驱动力生成的直流电压转变成交流电压的逆变器。
根据本发明，车辆包括上文所述的交流电压输出装置。
在本发明的交流电压输出装置内，该控制装置控制该电压供给装置使得当燃料剩余量少于预定量时，交流电压以与在燃料剩余量不少于该预定量的状态下的交流电压不同的方式改变。因此，在车辆外提供剩余的交流电压的可供给时间变短的告知，而不需要额外的告知装置。
根据本发明，可低成本地实现针对允许交流电压输出的剩余时间变短的情况的外部告知功能。此外，由于提供的交流电压自身改变，所以可将燃料的剩余状况可靠地告知使用接收该交流电压供给的外部负载的车辆外用户。由于用户不必特意走向车辆来检查燃料的剩余状况，所以使用户更方便。
在本发明的交流电压输出装置中，当燃料剩余量少于预定量时，该控制装置操作该车辆的发声装置或发光装置。因此，可向外提供允许交流电压输出的剩余时间变短的告知，而不需要额外的告知装置。
根据本发明，可容易并低成本地实现针对允许交流电压输出的剩余时间短的情况的外部告知功能。
根据本发明的交流电压输出装置，可使用发电机和电动机内分别包含的作为定子线圈的第一和第二三相线圈在该第一和第二三相线圈的中性点之间生成交流电压，并将该交流电压提供给外部负载。
由于本发明的交流电压输出装置包括通过来自内燃机的驱动力生成的直流电压转变为交流电压的逆变器，所以可通过该逆变器生成交流电压，并将该交流电压提供给外部负载。
附图说明
从下面结合附图对本发明的详细说明中，可更清楚地了解本发明的前述和其他目的、特征、方面和优点。
图1是根据本发明的第一实施例的交流电压输出装置的示意性框图；
图2是图1中的控制装置的功能框图；
图3是图2中的变换器(converter)控制单元的功能框图；
图4是图2中的第一和第二逆变器控制单元的功能框图；
图5是当燃料箱内的燃料剩余量充足时占空总和(duty summation)及交流电的波形图；
图6和7分别为当燃料箱内的燃料剩余量少时占空总和及交流电的第一和第二波形图；
图8是说明图4中的AC控制单元的操作的流程图；
图9是根据本发明第二实施例的交流电压输出装置的示意性框图；
图10是图9中的控制装置的功能框图；
图11是说明图10中的告知控制单元的操作的流程图；
图12是根据本发明第三实施例的交流电压输出装置的示意性框图。
具体实施方式
下面将参照附图说明本发明的实施例。在附图中，相同或相当的部分分配相同的标号，并且将不再重复其说明。
第一实施例
参照图1，根据本发明的第一实施例的交流电压输出装置100包括蓄电池B、升压变换器(向上变换器，up-converter)10、逆变器20和30、电动发电机MG1和MG2、发动机ENG、燃料箱40、交流端口50、连接器60、控制装置70、电容器C1和C2、电源线PL1和PL2，接地线SL、U相线UL1和UL2、V相线VL1和VL2、W相线WL1和WL2，和交流电源线ACL1和ACL2。
交流电压输出装置100例如通过安装在混合动力车中的动力输出装置实现。具体地，电动发电机MG1安装在混合动力车中以作为被发动机ENG驱动的发电机进行操作，并作为可启动该发动机的电动机进行操作。电动发电机MG2安装在混合动力车中，以作为驱动混合动力车的驱动轮的电动机。
作为直流电源的蓄电池B由例如镍氢或锂离子蓄电池形成。蓄电池B将生成的直流电压输出到升压变换器10，并通过从升压变换器10输出的直流电压充电。
升压变换器10包括电抗器L1、npn晶体管Q1和Q2以及二极管D1和D2。电抗器L1的一端连接到电源线PL1，而另一端连接到npn晶体管Q1和Q2的连接节点。npn晶体管Q1和Q2各由例如IGBT(绝缘栅双极型晶体管)形成，并且这两个晶体管在电源线PL2和接地线Sl之间串联以在基极接收来自控制装置70的信号PWC。二极管D1和D2分别跨接在每个npn晶体管Q1和Q2的集电极和发射极之间，以便将电流从发射极侧引导到集电极侧。
升压变换器10增大经由电源线PL1从蓄电池B提供的直流电压，以将增大的电压输出到电源线PL2上。具体地，升压变换器10响应来自控制装置70的信号PWC，以通过聚集根据npn晶体管Q2的开关操作流动的电流作为电抗器L1处的磁场能量，增大来自蓄电池B的直流电压，并与npn晶体管Q2的OFF定时同步地经由二极管D1将增大的电力提供给电源线PL2。升压变换器10响应来自控制装置70的信号PWC，将经由电源线PL2从逆变器20和/或30接收到的直流电压降低(向下变换，down-convert)到蓄电池B的电平以给蓄电池B充电。
逆变器20包括U相臂21、V相臂22和W相臂23，这些臂并联在电源线PL2和接地线SL之间。U相臂21由串联的npn晶体管Q11和Q12形成。W相臂22由串联的npn晶体管Q13和Q14形成。W相臂23由串联的npn晶体管Q15和Q16形成。npn晶体管Q11-Q16中的每一个均由例如IGBT形成。将电流从发射极侧引导到集电极侧的二极管D11-D16连接在各个npn晶体管Q11-Q16的集电极和发射极之间。各相臂内的每个npn晶体管的连接节点在与中性点N1相对应的端部相对的端部，经由U、V和W相线UL1、VL1和WL1连接到电动发电机MG1的各个相位线圈。
逆变器20响应来自控制装置70的信号PWM1，将从电源线PL2提供的直流电压转变成三相交流电压以驱动电动发电机MG1。因此，电动发电机MG1被驱动以生成由转矩控制值TR1指定的转矩。逆变器20还接收来自发动机ENG的输出，以根据来自控制装置70的信号PWM1将来自电动发电机MG1的三相交流电压转变成直流电压，并将转换的直流电压输出到电源线PL2上。
逆变器30包括U相臂31、V相臂32和W相臂33，这些臂并联在电源线PL2和接地线SL之间。U相臂31由串联的npn晶体管Q21和Q22形成。V相臂32由串联的npn晶体管Q23和Q24形成。W相臂33由串联的npn晶体管Q25和Q26形成。npn晶体管Q21-Q26中的每一个均由例如IGBT形成。将电流从发射极侧引导到集电极侧的二极管D21-D26分别连接在npn晶体管Q21-Q26的集电极和发射极之间。在逆变器30中，各相臂内的各个npn晶体管的连接节点在与中性点N2相对应的端部相对的端部，经由U、V和W相线UL2、VL2和WL2连接到电动发电机MG2的各个相位线圈。
逆变器30响应来自控制装置70的信号PWM2，将从电源线PL2提供的直流电压转变成三相交流电压以驱动电动发电机MG2。因此，电动发电机MG2被驱动以生成由转矩控制值TR2指定的转矩。当安装有交流电压输出装置100的混合动力车再生制动时，逆变器30根据来自控制装置70的信号PWM2，将通过接收驱动轮的旋转力而由电动发电机MG2生成的三相交流电压转变成直流电压，并将转换的直流电压输出到电源线PL2上。
电容器C1连接在电源线PL1和接地线SL之间，以使电源线PL1和接地线SL之间的电压变化平滑(平稳)。电容器C2连接在电源线PL2和接地线SL之间，以使电源线PL2和接地线SL之间的电压变化平滑。
每个电动发电机MG1和MG2由例如三相交流同步电动机形成，并且包括作为定子线圈的Y-连接的三相线圈。电动发电机MG1被逆变器20驱动，以使用发动机ENG的输出生成三相交流电压，并将生成的三相交流电压输出到逆变器20。电动发电机MG1通过来自逆变器20的三相交流电压生成驱动力以启动发动机ENG。电动发电机MG2被逆变器30驱动以通过来自逆变器30的三相交流电压生成车辆的驱动转矩。在车辆再生制动时，电动发电机MG2生成三相交流电压并将其提供给逆变器30。
交流电源线ACL1和ACL2分别连接到电动发电机MG1和MG2的中性点N1和N2。电动发电机MG1和MG2将跨越中性点N1和N2生成的交流电压Vac提供给交流电压线ACL1和ACL2，这将在下文说明。
发动机ENG通过接收来自电动发电机MG1的驱动力被启动。在启动之后，发动机EMG使用来自燃料箱40的燃料生成动力以驱动电动发电机MG1。燃料箱40向发动机ENG提供燃料。燃料箱40将代表燃料剩余量的信号FUEL输出到控制装置70。
交流端口50根据来自控制装置70的操作控制使交流电源线ACL1和ACL2与/从连接器60连接/断开。连接器60是将在电动发电机MG1和MG2的中性点N1和N2之间生成的交流电压Vac提供给车辆外部的负载的输出终端。电气设备或家用应急电源的插头可连接到连接器60。
控制装置70根据转矩控制值TR1和TR2以及电动发电机MG1和MG2的电动机转速MRN1和MRN2、蓄电池B的电池电压Vb和升压变换器10的输出电压Vdc(对应于逆变器20和30的输入电压)，生成用于驱动升压变换器10的信号PWC。将生成的信号PWC输出到升压变换器10。电动发电机MG1和MG2的各电动机转速MRN1和MRN2、蓄电池B的电池电压Vb和升压变换器10的输出电压Vdc都是由未示出的各个传感器检测的。
此外，控制装置70根据电压Vdc以及电动发电机MG1的电机电流MCRT1和转矩控制值TR1，生成用于驱动电动发电机MG1的信号PWM1。生成的信号PWM1输出到逆变器20。控制装置70根据电压Vdc以及电动发电机MG2的电机电流MCRT2和转矩控制值TR2，生成用于驱动电动发电机MG2的信号PWM2。生成的信号PWM2输出到逆变器30。电动发电机MG1和MG2的电机电流MCRT1和MCRT2分别由未示出的电流传感器检测。
在有将交流电压Vac输出到连接到连接器60上的外部负载的输出要求时，控制装置70生成信号PWM1和PWM2以控制逆变器20和30，从而在电动发电机MG1和MG2的中性点N1和N2之间生成用于商业电源的交流电压Vac。在车辆停车状态期间当外部负载部分上的连接器连接到连接器60并且交流输出开关***作时，产生交流电压Vac的输出要求。
当代表燃料箱40内的燃料剩余量的信号FUEL的值小于阈值R0时，控制装置70生成信号PWM1和PWM2，从而在电动发电机MG1和MG2的中性点N1和N2之间生成的交流电压Vac的输出改变。具体地，当燃料箱40内的燃料剩余量变少时，交流电压输出装置100根据下文将说明的方法改变交流电压Vac，以告知车辆外的用户(例如，使用交流电压输出装置100安装在其中作为家用应急电源的混合动力车的用户)剩余燃料低。
图2是图1中的控制装置70的功能框图。参照图2，控制装置70包括变换器控制单元71，以及第一和第二逆变器控制单元72和73。变换器控制单元71根据蓄电池B的电池电压Vb、升压变换器10的输出电压Vdc、转矩控制值TR1和TR2，以及电动机转速MRN1和MRN2，生成信号PWC以导通/断开(截止)升压变换器10的npn晶体管Q1和Q2。生成的信号PWC输出到升压变换器10。
第一逆变器控制单元72根据电动发电机MG1的转矩控制值TR1和电机电流MCRT1、逆变器20的输入电压Vdc以及代表燃料箱40内的燃料剩余量的信号FUEL，生成信号PWM1以导通/断开逆变器20的npn晶体管Q11-Q16。生成的信号PWM1输出到逆变器20。
第二逆变器控制单元73根据电动发电机MG2的转矩控制值TR2和电机电流MCRT2、逆变器30的输入电压Vdc以及来自燃料箱40的信号FUEL，生成信号PWM2以导通/断开逆变器30的npn晶体管Q21-Q26。生成的信号PWM2输出到逆变器30。
图3是图2中的变换器控制单元71的功能框图。参照图3，变换器控制单元71包括逆变器输入电压控制计算单元110、占空比计算单元111和PWM信号转换单元112。
逆变器输入电压控制计算单元110根据转矩控制信号TR1和TR2以及电动机转速MRN1和MRN2，计算逆变器输入电压的最优值(目标值)，以将计算的目标值提供给占空比计算单元111。
占空比计算单元111根据蓄电池B的电池电压Vb、逆变器20和30的输入电压Vdc以及来自逆变器输入电压控制计算单元110的目标值，计算在该目标值下设置逆变器20和30的输入电压Vdc所需的占空比。计算的占空比输出到PWM信号转换单元112。
PWM信号转换单元112根据来自占空比计算单元111的占空比，生成信号PWC以导通/断开升压变换器10的npn型晶体管Q1和Q2。生成的信号PWC输出到升压变换器10的npn晶体管的Q1和Q2。
由于通过增大升压变换器10的下臂内的npn晶体管Q2的ON占空(ON duty，接通工作)使在电抗器L1处积聚的能量变得更大，所以可获得较高电压的输出。通过增大上臂的npn晶体管Q1的ON占空，可减小电源线PL2上的电压。因此，通过控制npn晶体管Q1和Q2的占空比，可将电源线PL2上的电压设置为等于或高于蓄电池B的输出电压的任意电压。
图4是图2的第一和第二逆变器控制单元72和73的功能框图。参照图4，第一和第二逆变器控制单元72和73中的每一个均包括电机控制相电压计算单元120、交流控制单元121和PWM信号转换单元122。
电机控制相电压计算单元120根据电动发电机MG1(或MG2)的转矩控制值TR1(或TR2)和电机电流MCRT1(或MCRT2)以及逆变器20和30的输入电压Vdc，计算将提供给电动发电机MG1(或MG2)的每个相位线圈的电压。计算出的每个相的线圈电压输出到PWM信号转换单元122。
交流控制单元121生成控制信号CTL0和CTL1并将该信号提供给PWM信号转换单元122，以生成交流电压Vac。具体地，当需要向与连接器60相连接的外部负载输出交流电压Vac时，交流控制单元121判定由信号FUEL代表的燃料箱40内的燃料剩余量是否低于阈值R0。当判定燃料剩余量不低于阈值R0时，生成控制信号CTL0。当判定燃料剩余量低于阈值R0时，生成控制信号CTL1。生成的控制信号输出到PWM信号转换单元122。
当既没有从交流控制单元121接收到控制信号CTL0也没有接收到CTL1时，PWM信号转换单元122根据从电机控制相电压计算单元120接收到的每个相位线圈的电压控制值，生成实际导通/断开逆变器20(或30)的npn晶体管Q11-Q16(或Q21-26)中的每一个的信号PWM1_0(一种类型的PWM1信号)(或PWM2_0(一种类型的PWM2信号))。生成的信号PWM1_0(或PWM20)输出到逆变器20(或30)的npn晶体管Q11-Q16(或Q21-26)中的每一个。
PWM信号转换单元122在从交流控制单元121接收到控制信号CTL0时，根据从电机控制相电压计算单元120接收到的每个相位线圈的电压控制值生成信号PWM1_1(一种类型的PWM1信号)(或PWM2_1(一种类型的PWM2信号))，该信号在以商业交流频率改变用于开关控制的占空(duty)的同时，导通/断开逆变器20(或30)的npn晶体管Q11-Q16(或Q21-26)中的每一个。生成的信号PWM1_1(或PWM2_1)输出到逆变器20(或30)的npn晶体管Q11-Q16(或Q21-26)。
PWM信号转换单元122在从交流控制单元121接收到控制信号CTL1时，生成信号PWM1_2(一种类型的PWM1信号)(或信号PWM2_2(一种类型的PWM2信号))，该信号在相对于当接收到控制信号CTL0时改变的占空根据下文将说明的方法改变占空的同时，导通/断开逆变器20(或30)的npn晶体管Q11-Q16(或Q21-26)中的每一个。生成的信号PWM1_2(或PWM2_2)输出到逆变器20(或30)的npn晶体管Q11-Q16(或Q21-26)。
图5是当燃料箱40内的燃料剩余量充足时占空总和及交流电压Vac的波形图。即，图5对应于当从交流控制单元121输出控制信号CTL0时的波形图。参照图5，曲线k1代表在逆变器20的开关(转换)控制时占空总和的变化，而曲线k2代表在逆变器30的开关控制时占空总和的变化。如文中所用的，“占空总和”是从每个逆变器的上臂的ON占空中减去下臂的ON占空所得的值。在图5中，正的占空总和表示在对应的电动发电机的中性点处的电位高于逆变器20或30的输入电压Vdc的中间电压Vdc/2，而负的占空总和表示该中性点电位低于该中间电压Vdc/2。
当燃料箱40中的燃料剩余量充足时，即当来自燃料箱40的信号FUEL的值不低于阈值R0时，控制装置70分别根据以商业交流电频率变化的曲线k1和k2改变逆变器20和30的占空总和。曲线k2是对应于曲线k1的反相的曲线。具体地，逆变器30的占空总和周期性地改变一个相位，该相位是逆变器20的占空总和改变的相位的反相。
因此，在时刻t0-t1期间，中性点N1处的电位变得高于电压Vdc/2，但是中性点N2处的电位变得低于电压Vdc/2，导致在中性点N1和N2之间生成正的交流电压Vac。不能从逆变器20的上臂流到下臂的额外电流经由交流线ACL1、外部负载以及交流线ACL2从中性点N1流到中性点N2，然后从中性点N2流到逆变器30的下臂。
在时刻t1-t2期间，中性点N1处的电位变得低于电压Vdc/2，但是中性点N2处的电位变得高于电压Vdc/2，导致在中性点N1和N2之间生成负的交流电压Vac。因此，不能从逆变器30的上臂流到下臂的额外电流经由交流线ACL2、外部负载以及交流线ACL1从中性点N2流到中性点N1，然后从中性点N1流到逆变器20的下臂。
因此，在电动发电机MG1和MG2的中性点N1和N2之间生成交流电压Vac，该交流电压Vac对应于根据曲线k1改变的逆变器20的占空总和与根据曲线k2改变的逆变器30的占空总和之间的差。在燃料箱40的燃料剩余量充足的情况下，曲线k1和k2设置成使得交流电压Vac对应于商业交流电压(例如，AC 100V)。
图6是当燃料箱40的燃料剩余量少时占空总和及交流电压Vac的第一波形图。具体地，图6对应于交流控制单元121输出控制信号CTL1的情况。参照图6，当燃料箱40内的燃料剩余量少时，即当信号FUEL的值低于阈值R0时，控制装置70根据曲线k11改变在逆变器20的开关控制时的占空总和，并根据曲线k21改变在逆变器30的开关控制时的占空总和。
具体地，在时刻t0-t1期间，逆变器20和30的占空总和分别根据曲线k11和k21以商业交流频率周期性地改变。在时刻t1-t2，逆变器20和30的占空总和瞬间设置为0。在时刻t2-t3，逆变器20和30的占空总和再次分别根据曲线k11和k21以商业交流频率周期性地改变。在时刻t3-t4，逆变器20和30的占空总和瞬间设置为0。换句话说，逆变器20和30的占空总和每隔固定的周期就瞬间设定为0。
将逆变器20和30的占空总和瞬间设定为0的周期选择为设定成合适的时间，该时间允许接收交流电压Vac供给的外部负载的用户识别，而且不会对外部负载的功能产生任何很大的影响。通过以预定周期的短暂中断来切断交流电压Vac，用户可识别车辆的燃料剩余量少。
作为对如上所述的当燃料剩余量变低时用预定周期的短暂中断来切断交流电压Vac的替代，可在不会严重影响外部负载的功能的范围内减小交流电压Vac。图7代表对应于当燃料剩余量变低时减小交流电压vac的情况的操作波形图。
图7是当燃料箱40内的燃料剩余量少时占空总和及交流电压Vac的第二波形图。参照图7，当燃料箱40内的燃料剩余量少时，即当信号FUEL的值低于阈值R0时，控制装置70分别根据曲线k11和K22改变在逆变器20和逆变器30的开关控制时的占空总和。
在时刻t1之前，燃料箱40内的燃料剩余量不低于阈值R0。控制装置70分别根据曲线k1和k2(波幅设置为DT1)改变在逆变器20和30的开关控制时的占空总和。因此，在电动发电机MG1和MG2的中性点N1和N2之间生成的交流电压Vac达到商业电源的电平V1(例如，AC 100V)。
当在时刻t1燃料剩余量变得低于阈值R0时，控制装置70分别根据曲线k12和k22改变在逆变器20和30的开关控制时的占空总和，曲线k12和k22的波幅DT2小于波幅DT1。因此，在电动发电机MG1和MG2的中性点N1和N2之间生成的交流电压Vac达到电平V2(例如，AC 95V)，该电平低于商业电源的电平V1。
接收交流电压Vac供给的外部负载的用户可识别由交流电压Vac的电平的减小导致的电气设备中的变化(例如，光线减弱)。结果，用户可识别车辆的燃料剩余量少。
尽管没有具体说明，当燃料剩余量变得低于阈值R0时交流电压Vac的电平可周期性地改变。具体地，交流电压Vac的电平可在AC 100V和AC 95V之间周期性地改变。此外，也可根据燃料剩余量使改变交流电压Vac的电平的周期改变。具体地，可根据较低的燃料剩余量将改变交流电压Vac的电平的周期设定为更短或更长。此外，可根据燃料剩余量增大低电平的持续时间。这样，可更明确地引起用户注意。
图8是说明图4中的交流控制单元121的操作的流程图。参照图8，交流控制单元121根据交流电压Vac的输出要求的存在/不存在或交流电压Vac的实际输出，判定当前是否将交流电压Vac输出到与连接器60相连接的外部负载(步骤S2)。当交流控制单元121确定当前不输出交流电压Vac时(步骤S2为否)，处理结束，且不生成控制信号CTL0和CTL1。
当在步骤S2确定当前输出交流电压Vac时(步骤S2为是)，交流控制单元121根据来自燃料箱40的信号FUEL检测燃料箱40内的燃料剩余量(步骤S4)。检测完燃料箱40内的燃料剩余量后，交流控制单元121计算燃料剩余量的阈值R0(步骤S6)。
交流控制单元121根据预先设定的最近的加油站和当前位置之间的距离以及车辆的平均油耗，计算车辆自身行驶到该最近加油站所需要的燃料量。根据该计算结果计算阈值R0。
在步骤S6处计算阈值R0之后，交流控制单元121将在步骤S4处检测到的燃料剩余量与阈值R0比较，并判定燃料剩余量是否低于阈值R0(步骤S8)。当交流控制单元121确定燃料剩余量低于阈值R0时(步骤S8为是)，生成控制信号CTL1，该信号输出到PWM信号转换单元122。作为响应，控制单元70改变输出到外部负载的交流电压Vac(步骤S10)。
当在步骤S8处判定燃料剩余量不低于阈值R0时(步骤S8为是)，交流控制单元121生成控制信号CTL0，该信号输出到PWM信号转换单元122。换句话说，控制单元70不改变输出到外部负载的交流电压Vac。从而，所有处理结束。
上述说明对应于交流控制单元121使用预设的最近的加油站和当前位置之间的距离计算阈值R0的情况。可选择地，可使用汽车导航***计算从当前位置到最近的加油站的距离，并使用该计算结果来计算阈值R0。
另外，上述说明对应于将检测的燃料箱40中的燃料剩余量与阈值R0比较以根据比较结果改变交流电压Vac的情况。可选择地，可以检测安装在车辆上的燃料储量报警灯是否变亮，并且当燃料储量报警灯点亮时改变交流电压Vac。因此，可确保车辆的最小行驶距离。
根据第一实施例的交流电压输出装置100，当燃料箱40内的燃料剩余量变得低于阈值R0时，改变输出到外部负载的交流电压Vac。因此，可将剩余燃料量少的状况告知从车辆接收交流电压Vac供给的外部负载的用户。由于不必提供额外的告知装置，所以可实现针对燃料剩余量少的状况的外部告知功能。
当燃料箱40内的燃料剩余量变得低于阈值R0时，交流电压输出装置100通过短暂中断而切断交流电压Vac，或减小交流电压Vac的电平。因此，通过接收交流电压Vac供给的灯的发光变化可将燃料状态可靠地告知用户。
此外，当燃料剩余量低于阈值R0时，可根据燃料剩余量周期性地改变交流电压Vac的电平，或者改变该改变周期。因此，可更明确地引起用户注意。
由于交流电压输出装置100根据当前位置和最近的加油站之间的距离计算燃料剩余量的阈值R0，所以可在保证车辆自身行驶到最近的加油站所需的燃料后告知用户。此外，通过根据汽车导航***计算当前位置和最近的加油站之间的距离，可在更合适的时刻将燃料状况告知用户。通过与燃料储量报警灯的打开状态相对应地改变交流电压Vac，可在与汽车行驶时等效的时刻将燃料状况告知用户。
通过控制在电动发电机MG1和MG2的中性点N1和N2之间的电位，交流电压输出装置100可在中性点N1和N2之间生成用于商业电源的交流电压Vac，以将生成的交流电压Vac提供给车辆外部的负载。
第二实施例
第一实施例针对在燃料剩余量少时，通过改变交流电压Vac的输出将发电容许时间短(这一情况)告知车辆外的用户。第二实施例通过主要连接到车辆上的发声装置、发光装置或类似物告知用户。
图9是根据本发明第二实施例的交流电压输出装置100A的示意性框图。参照图9，在图1中所示的第一实施例的交流电压输出装置100的构造的基础上，交流电压输出装置100A包括代替控制装置70的控制装置70A和告知装置80。交流电压输出装置100A的剩余构造与交流电压输出装置100的相同。
当燃料箱40内的燃料剩余量低于阈值R0时，控制装置70A的操作与第一实施例的控制装置70不同。具体地，当燃料箱40内的燃料剩余量变得低于阈值R0时，控制装置70A在保持生成交流电压Vac的当前状态的同时生成信号SGNL并将该信号输出到告知装置80。
例如，告知装置80是主要设置在车辆内的发声装置，它在从控制装置70A接收到信号SGNL时发出报警声。当燃料箱40内的燃料剩余量变少时，交替电压输出装置100A通过发声装置将燃料剩余量少(这一情况)告知车辆外的用户。
图10是图9中所示的控制装置70A的功能框图。参照图10，在图2中所示的第一实施例的控制装置70的构造的基础上，控制装置70A包括代替第一和第二逆变器控制单元72和73的第一和第二逆变器控制单元72A和73A，以及告知控制单元74。
在要求输出交流电压Vac时，第一和第二逆变器控制单元72A和73A独立于燃料箱40内的燃料剩余量生成信号PWM1和PWM2，从而在电动发电机MG1和MG2的中性点N1和N2之间生成交流电压Vac。第一和第二逆变器控制单元72A和73A的剩余特征与第一实施例的第一和第二逆变器控制单元71和73的相同。
当从燃料箱40接收到代表燃料箱40内燃料剩余量的信号FUEL而且信号FUEL的值低于阈值R0时，告知控制单元74生成信号SGNL并将该信号输出到告知装置80。
图11是说明图10的告知控制单元74的操作的流程图。图11的处理流程包括步骤S12而不是图8的流程中的步骤S10。具体地，当判定燃料剩余量低于阈值R0时(步骤S8为是)，告知控制单元74生成信号SGNL，并将该生成的信号SGNL输出到告知装置80(步骤S12)。
当在步骤S8处判定燃料剩余量不低于阈值R0时(步骤S8为否)，处理结束而告知控制单元74不会生成信号SGNL。以与第一实施例中类似的方式生成阈值R0。
上述说明对应于告知装置80为发声装置的情况。可选择地，告知装置80可以为发光装置。该发光装置可以是前照灯或方向指示器或刹车灯等。
尽管未示出，可使用计时功能来考虑周围环境，从而可在白天用发声装置而晚上用发光装置进行告知。
上述说明对应于检测燃料箱40内的燃料剩余量且将其与阈值R0比较以及根据比较结果将信号SGNL输出到告知装置80的情况。可选择地，可检测连接到车辆的燃料储量报警灯是否发光，并且当燃料储量报警灯发光时将信号SGNL输出到告知装置80。
由于使用连接到车辆的发声装置或发光装置作为低燃料剩余量的告知装置，所以不需要用于实现外部告知功能的附加告知装置。该外部告知功能可简单并低成本地实现。
通过选择性地适当使用发声装置和发光装置作为告知装置，即当明亮的白天时间使用发声装置，而在黑暗的相对安静的夜晚使用发光装置，可在考虑环境的同时提供外部告知功能。
第三实施例
在前面的第一和第二实施例中，在电动发电机MG1和MG2的中性点N1和N2之间生成交流电压Vac。在第三实施例中，额外提供生成交流电压Vac的逆变器。
图12是根据本发明第三实施例的交流电压输出装置的示意性框图。参照图12，交流电压输出装置100B在图1中所示的第一实施例的交流电压输出装置100的构造中包括逆变器90和代替控制装置70的控制装置70B。应指出，没有连接到电动发电机MG1和MG2的中性点N1和N2的交流线ACL1和ACL2。交流端口50连接到逆变器90。
逆变器90包括npn晶体管Q31-Q34和二极管D31-D34。npn晶体管Q31和Q32在电源线PL2和接地线SL之间串联。npn晶体管Q33和Q34也在电源线PL2和接地线SL之间串联。串联的npn晶体管Q31和Q32以及串联的npn晶体管Q33和Q34在电源线PL2和接地线SL之间并联。二极管D31-D34分别与npn晶体管Q31-34反并联。npn晶体管Q31和Q32的连接节点和npn晶体管Q33和Q34的连接节点连接到交流端口50。
逆变器90响应于来自控制装置70B的信号PWMAC，以将来自电源线PL2的直流电压转变为用于商业电源的交流电压Vac，并将交流电压Vac输出到交流端口50。
当要求将交流电压Vac输出到与连接器60相连接的外部负载时，控制装置70B生成信号PWMAC以控制逆变器90，从而生成交流电压Vac。生成的信号PWMAC输出到逆变器90。
当燃料箱40内的燃料剩余量变得低于阈值R0时，控制装置70B生成信号PWMAC，从而从逆变器90输出的交流电压Vac改变。
由于在第三实施例内设置生成交流电压Vac的专用逆变器90，所以控制装置70B不必生成信号PWM1和PWM2以便在电动发电机MG1和MG2的中性点N1和N2之间生成交流电压Vac。控制装置70B的剩余功能与第一实施例中控制装置70的相同。
尽管在第三实施例内需要专用逆变器90生成交流电压Vac，但是与其中在电动发电机MG1和MG2的中性点N1和N2之间生成交流电压Vac的第一和第二实施例相比，简化了对逆变器20和30的控制。
尽管未示出，但是类似于对应于第一实施例的第二实施例，当燃料箱40中的燃料剩余量变少时，车辆的发声装置或发光装置可用作外部告知装置，而不是改变从逆变器90输出的交流电压Vac输出。
对上述实施例进行了说明，其中根据燃料箱40内的燃料剩余量改变交流电压Vac的输出或通过告知装置80进行告知。另外，可考虑蓄电池B的SOC(充电状态)，而不考虑或者一起考虑燃料箱40内的燃料剩余量。具体地，当蓄电池B的SOC变得低于阈值S0时，可改变交流电压Vac的输出或者操作告知装置80。
在上述说明中，发动机ENG对应于“内燃机”。电动发电机MG1和MG2分别对应于“发电机”和“电机”。在第一和第二实施例中，逆变器20和30以及电动发电机MG1和MG2对应于“电压供给装置”。在第三实施例中，逆变器90对应于“电压供给装置”。
尽管已详细说明并示出了本发明，但是应清楚地理解，这仅作为说明和示例而不是作为限制，本发明的精神和范围仅由所附权利要求限定。

Claims (10)

1.一种安装在车辆中的交流电压输出装置，该装置包括：
内燃机(ENG)；
存储将提供给所述内燃机(ENG)的燃料的燃料箱(40)；
电压供给装置(20，30，MG1，MG2；90)，该电压供给装置使用通过来自所述内燃机(ENG)的驱动力生成的电力生成具有预定频率的交流电压，并将生成的交流电压提供给所述车辆的外部的负载；以及
控制所述电压供给装置(20，30，MG1，MG2；90)的操作的控制装置(70)，
其中，所述控制装置(70)控制所述电压供给装置(20，30，MG1，MG2；90)使得当所述燃料的剩余量少于预定量时，所述交流电压以与在所述燃料的剩余量不少于所述预定量的状态下的交流电压不同的方式改变。
2.根据权利要求1所述的交流电压输出装置，其特征在于，所述控制装置(70)控制所述电压供给装置(20，30，MG1，MG2；90)使得当所述燃料的剩余量少于所述预定量时，通过短暂中断而切断所述交流电压。
3.根据权利要求1所述的交流电压输出装置，其特征在于，所述控制装置(70)控制所述电压供给装置(20，30，MG1，MG2；90)使得当所述燃料的剩余量少于所述预定量时，将所述交流电压的电平降低为预定电平。
4.根据权利要求1所述的交流电压输出装置，其特征在于，所述控制装置(70)控制所述电压供给装置(20，30，MG1，MG2；90)使得当所述燃料的剩余量少于所述预定量时，所述交流电压的电平周期性地改变。
5.根据权利要求4所述的交流电压输出装置，其特征在于，所述控制装置(70)控制所述电压供给装置(20，30，MG1，MG2；90)使得所述交流电压的电平的改变周期根据所述燃料的剩余量的减少而变得较短或较长。
6.一种安装在车辆中的交流电压输出装置，该装置包括：
内燃机(ENG)；
存储将提供给所述内燃机(ENG)的燃料的燃料箱(40)；
电压供给装置(20，30，MG1，MG2；90)，该电压供给装置在所述车辆停车时使用通过来自所述内燃机(ENG)的驱动力生成的电力生成具有预定频率的交流电压，并将生成的交流电压提供给所述车辆的外部的负载；以及
控制所述电压供给装置(20，30，MG1，MG2；90)的操作的控制装置(70)，
其中，当所述燃料的剩余量少于预定量时，所述控制装置(70)操作所述车辆的发声装置(80)或发光装置(80)。
7.根据权利要求6所述的交流电压输出装置，其特征在于，所述控制装置(70)在白天操作所述发声装置(80)，而在夜间操作所述发光装置(80)。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的交流电压输出装置，其特征在于，所述电压供给装置包括：
与所述内燃机(ENG)相连接并且包含作为定子线圈的Y-连接的第一三相线圈的发电机(MG1)，
包含作为定子线圈的Y-连接的第二三相线圈的电动机(MG2)，以及
分别连接到所述发电机(MG1)和所述电动机(MG2)并且根据来自所述控制装置(70)的控制信号驱动所述发电机(MG1)和所述电动机(MG2)的第一和第二逆变器(20，30)，
所述控制装置(70)控制所述第一和第二逆变器(20，30)使得在所述第一和第二三相线圈的中性点(N1，N2)之间生成所述交流电压。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的交流电压输出装置，其特征在于，所述电压供给装置包括将使用来自所述内燃机(ENG)的驱动力生成的直流电压转换成所述交流电压的逆变器(90)。
10.一种包括权利要求1-9中任一项所述的交流电压输出装置(100，100A，100B)的车辆。
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