JP2007082376A - Power supply device of vehicle - Google Patents

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Makoto Nakamura
誠 中村
Hichirosai Oyobe
七郎斎 及部
Hiroshi Yoshida
寛史 吉田
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply device of vehicles equipped with a secondary battery and a capacitor for accumulation, and capable of transferring energy accumulated in the capacitor to the secondary battery. <P>SOLUTION: A power supply device of vehicles includes a battery B1, a capacitor C3 for accumulation, a step-up converter 10, and a charge circuit 6 for receiving electricity form the outside and charging the battery B1. A control device 260, when there is an input of electricity to the charge circuit 6 from the outside, causes energy accumulated in the capacitor C3 to be transferred to the battery B1, and thereafter to charge the battery B1 by the charge circuit 6 until a voltage of the capacitor C3 drops to a predetermined voltage close to a charge voltage of the battery B1. Preferably, the capacitor C3 includes a plurality of capacitor cells connected in series. A connection CU connects a pair of electrodes selected out of end electrode and intermediate electrode of the plurality of capacitor cells to the battery B1. The control device 260 changes in succession the selection of a pair of electrodes of the connection. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、車両の電源装置に関し、特に蓄電装置として大容量のキャパシタを搭載する車両の電源装置に関する。   The present invention relates to a power supply device for a vehicle, and more particularly to a power supply device for a vehicle in which a large-capacity capacitor is mounted as a power storage device.

特開平8−196006号公報(特許文献1)は、エンジン出力軸にモータジェネレータが接続されたリターダ装置を備えるハイブリッド自動車を開示する。このハイブリッド車両において機関停止時には、キャパシタから電気エネルギを子機バッテリに移送して電気エネルギのロスを少なくすることが記載されている。
特開平8−196006号公報 特開2004−312926号公報
Japanese Patent Laid-Open No. 8-196006 (Patent Document 1) discloses a hybrid vehicle including a retarder device in which a motor generator is connected to an engine output shaft. In this hybrid vehicle, when the engine is stopped, electric energy is transferred from the capacitor to the slave battery to reduce the loss of electric energy.
JP-A-8-196006 JP 2004-31926 A

上記の特開平8−196006号公報(特許文献1)に開示された技術では、双方向のDC−DCコンバータによってキャパシタに蓄積された電気エネルギを降圧して二次電池に充電を行なっている。しかしながらDC−DCコンバータにおいてリアクトルやスイッチング素子における損失によって、充電効率が十分でないという問題がある。   In the technique disclosed in the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-196006 (Patent Document 1), the electric energy stored in the capacitor is stepped down by a bidirectional DC-DC converter to charge the secondary battery. However, in the DC-DC converter, there is a problem that charging efficiency is not sufficient due to loss in the reactor and the switching element.

また、電気自動車やハイブリッド自動車においても、外部から商用電力を用いて充電可能とすることも検討されている。しかしながら特開平8−196006号公報(特許文献1)に記載された技術では、外部から充電を行なうことについては考慮がされていない。   In addition, electric vehicles and hybrid vehicles are also being considered to be able to be charged from outside using commercial power. However, in the technique described in JP-A-8-196006 (Patent Document 1), no consideration is given to charging from the outside.

この発明の目的は、二次電池と蓄電用キャパシタとを備え、キャパシタに蓄積されたエネルギを二次電池に移送することが可能な車両の電源装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a power supply device for a vehicle that includes a secondary battery and a storage capacitor and is capable of transferring energy stored in the capacitor to the secondary battery.

この発明は、要約すると、車両の電源装置であって、二次電池と、キャパシタと、二次電池とキャパシタの間に接続される電圧変換回路と、キャパシタに接続され外部から電力入力を受けてキャパシタおよび電圧変換回路を介して二次電池に対して充電を行なう充電回路と、電圧変換回路および充電回路の制御を行なう制御装置とを備える。制御装置は、充電回路に対して外部から電力の入力があるときは、キャパシタの電圧が二次電池の充電電圧に近い所定の電圧に降下するまでキャパシタに蓄積されたエネルギを電圧変換回路を用いて二次電池に移送させてから充電回路による充電を行なう。   In summary, the present invention is a power supply device for a vehicle, which includes a secondary battery, a capacitor, a voltage conversion circuit connected between the secondary battery and the capacitor, and an external power input connected to the capacitor. A charging circuit that charges the secondary battery via the capacitor and the voltage conversion circuit, and a control device that controls the voltage conversion circuit and the charging circuit are provided. When there is external power input to the charging circuit, the control device uses the voltage conversion circuit to store the energy stored in the capacitor until the voltage of the capacitor drops to a predetermined voltage close to the charging voltage of the secondary battery. The battery is transferred to the secondary battery and charged by the charging circuit.

この発明の他の局面に従うと、車両の電源装置であって、二次電池と、キャパシタと、二次電池とキャパシタの間に接続される電圧変換回路と、二次電池とキャパシタの間に電圧変換回路と並列的に接続され、キャパシタの電極を二次電池に接続する接続部と、電圧変換回路および接続部の制御を行なう制御装置とを備える。制御装置は、キャパシタ側から二次電池側に向けて充電を行なう場合において、接続部によってキャパシタの電極を二次電池に接続する第1の充電制御モードを動作モードとして有する。   According to another aspect of the present invention, there is provided a power supply device for a vehicle, including a secondary battery, a capacitor, a voltage conversion circuit connected between the secondary battery and the capacitor, and a voltage between the secondary battery and the capacitor. A connection part connected in parallel with the conversion circuit and connecting the electrode of the capacitor to the secondary battery, and a control device for controlling the voltage conversion circuit and the connection part are provided. In the case of charging from the capacitor side to the secondary battery side, the control device has a first charge control mode in which the electrode of the capacitor is connected to the secondary battery by the connecting portion as an operation mode.

好ましくは、制御装置は、キャパシタ側から二次電池側に向けて充電を行なう場合において、電圧変換回路によってキャパシタの電圧を変換して二次電池に与える第2の充電制御モードを動作モードとしてさらに有する。   Preferably, in the case where charging is performed from the capacitor side toward the secondary battery side, the control device further includes a second charge control mode that converts the voltage of the capacitor by the voltage conversion circuit and gives the secondary battery as an operation mode. Have.

より好ましくは、車両の電源装置は、キャパシタに接続され外部から電力入力を受けて、二次電池に対して充電を行なう充電回路をさらに備える。制御装置は、充電回路に与えられた外部電力によって二次電池に充電を行なう場合には第1の充電制御モードを動作モードとして選択する。   More preferably, the power supply device for the vehicle further includes a charging circuit that is connected to the capacitor and receives power input from the outside and charges the secondary battery. The control device selects the first charge control mode as the operation mode when the secondary battery is charged by the external power supplied to the charging circuit.

好ましくは、キャパシタは、直列に接続された複数のキャパシタセルを含む。接続部は、複数のキャパシタセルの端部電極および中間電極のうちから選択した1対の電極を二次電池に接続する。制御装置は、接続部の1対の電極の選択を順次変更する。   Preferably, the capacitor includes a plurality of capacitor cells connected in series. The connection portion connects a pair of electrodes selected from the end electrodes and the intermediate electrodes of the plurality of capacitor cells to the secondary battery. The control device sequentially changes the selection of the pair of electrodes of the connection unit.

この発明のさらに他の局面に従う車両の電源装置は、二次電池と、キャパシタとを備える。キャパシタは、直列に接続された複数のキャパシタセルと、複数のキャパシタセルの端部電極および中間電極のうちから選択した1対の電極を二次電池に接続する接続部とを含む。車両の電源装置は、接続部の1対の電極の選択を順次変更する制御装置をさらに備える。   A power supply device for a vehicle according to still another aspect of the present invention includes a secondary battery and a capacitor. The capacitor includes a plurality of capacitor cells connected in series and a connection portion that connects a pair of electrodes selected from the end electrodes and the intermediate electrodes of the plurality of capacitor cells to the secondary battery. The power supply device for a vehicle further includes a control device that sequentially changes the selection of the pair of electrodes of the connection portion.

好ましくは、制御装置は、キャパシタの電圧の変化に対応して1対の電極の選択を変更する。   Preferably, the control device changes the selection of the pair of electrodes in response to a change in the voltage of the capacitor.

好ましくは、車両の電源装置は、二次電池とキャパシタとの間に接続され、制御装置の制御に従い電圧変換を行なう電圧変換回路と、キャパシタに接続され外部から電力入力を受けてキャパシタを介して二次電池に対して充電を行なう充電回路と、接続部および充電回路の制御を行なう制御装置とをさらに備える。制御装置は、車両停止信号に応じて、電圧変換回路を停止させ、1対の電極の選択を順次変更してキャパシタと二次電池とを接続し、キャパシタに蓄積されたエネルギを二次電池に移送させる。   Preferably, the vehicle power supply device is connected between the secondary battery and the capacitor, and performs voltage conversion in accordance with the control of the control device, and is connected to the capacitor and receives electric power input from the outside via the capacitor. The battery pack further includes a charging circuit that charges the secondary battery, and a control device that controls the connecting portion and the charging circuit. The control device stops the voltage conversion circuit according to the vehicle stop signal, sequentially changes the selection of the pair of electrodes, connects the capacitor and the secondary battery, and stores the energy accumulated in the capacitor to the secondary battery. Transport.

好ましくは、充電回路は、第1、第2の端子と、第1の端子に接続される第1の回転電機と、第1の回転電機に対応して設けられ、蓄電装置との間で電力を授受する第1のインバータと、第2の端子に接続される第2の回転電機と、第2の回転電機に対応して設けられ、蓄電装置との間で電力を授受する第2のインバータと、第1、第2の端子を経由して与えられる電力の電圧および電流を検知するセンサとを含む。制御装置は、センサの出力に応じて、第1、第2の端子間に与えられる電力が直流電力に変換されて二次電池に与えられるように第1、第2のインバータに対して制御を行なう。   Preferably, the charging circuit is provided corresponding to the first and second terminals, the first rotating electrical machine connected to the first terminal, and the first rotating electrical machine, and power is supplied to and from the power storage device. A first inverter that exchanges power, a second rotating electrical machine that is connected to the second terminal, and a second inverter that is provided corresponding to the second rotating electrical machine and that delivers power to and from the power storage device And a sensor for detecting a voltage and a current of electric power supplied via the first and second terminals. The control device controls the first and second inverters so that the power supplied between the first and second terminals is converted into DC power and supplied to the secondary battery according to the output of the sensor. Do.

より好ましくは、第1の端子は、第1の回転電機のステータの中性点に接続され、第2の端子は、第2の回転電機のステータの中性点に接続される。   More preferably, the first terminal is connected to the neutral point of the stator of the first rotating electrical machine, and the second terminal is connected to the neutral point of the stator of the second rotating electrical machine.

より好ましくは、第1の回転電機の回転軸は、車輪の回転軸と機械的に結合され、車両は、クランク軸が第2の回転電機の回転軸に機械的に結合された内燃機関を備える。   More preferably, the rotating shaft of the first rotating electrical machine is mechanically coupled to the rotating shaft of the wheel, and the vehicle includes an internal combustion engine having a crankshaft mechanically coupled to the rotating shaft of the second rotating electrical machine. .

本発明によれば、蓄電用キャパシタに蓄積された電気エネルギが良好に二次電池に移送され、エネルギ効率が向上した車両の電源装置を実現することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electrical energy accumulate | stored in the capacitor for electrical storage is transferred to a secondary battery favorably, and the power supply device of the vehicle which improved energy efficiency is realizable.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態に係る車両の概略ブロック図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic block diagram of a vehicle according to an embodiment of the present invention.

図1を参照して、この車両100は、バッテリユニットBUと、昇圧コンバータ10と、電源ラインPL1,PL2と、接地ラインSLと、蓄電用の大容量キャパシタC3と、充電回路6と、エンジン4と、動力分配機構3と、車輪2とを含む。   Referring to FIG. 1, vehicle 100 includes a battery unit BU, a boost converter 10, power supply lines PL1 and PL2, a ground line SL, a large-capacity capacitor C3 for storage, a charging circuit 6, and an engine 4 And a power distribution mechanism 3 and wheels 2.

バッテリユニットBU中のバッテリB1は外部から充電することが可能な大容量で比較的低コストのエネルギ密度型のバッテリであり、急速放電ができないのでこれを補うために高速放電が可能な蓄電装置である大容量のキャパシタC3が設けられている。   The battery B1 in the battery unit BU is a large-capacity, relatively low-cost energy density type battery that can be charged from the outside, and is a power storage device capable of high-speed discharge to compensate for this because rapid discharge is not possible. A certain large-capacitance capacitor C3 is provided.

充電回路6は、車両走行時にはバッテリユニットBUおよび昇圧コンバータ10の負荷回路としても動作する。充電回路6は、インバータ20,30と、U相ラインUL1,UL2と、V相ラインVL1,VL2と、W相ラインWL1,WL2と、モータジェネレータMG1,MG2とを含む。   Charging circuit 6 also operates as a load circuit for battery unit BU and boost converter 10 during vehicle travel. Charging circuit 6 includes inverters 20 and 30, U-phase lines UL1 and UL2, V-phase lines VL1 and VL2, W-phase lines WL1 and WL2, and motor generators MG1 and MG2.

この車両100は、車輪の駆動にモータとエンジンとを併用するハイブリッド自動車(Hybrid Vehicle)である。   The vehicle 100 is a hybrid vehicle that uses both a motor and an engine for driving wheels.

動力分配機構3は、エンジン4とモータジェネレータMG1,MG2に結合されてこれらの間で動力を分配する機構である。たとえば動力分配機構としてはサンギヤ、プラネタリキャリヤ、リングギヤの3つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。この3つの回転軸がエンジン4、モータジェネレータMG1,MG2の各回転軸にそれぞれ接続される。たとえば、モータジェネレータMG1のロータを中空としてその中心にエンジン4のクランク軸を通すことで動力分配機構3にエンジン4とモータジェネレータMG1,MG2とを機械的に接続することができる。   Power distribution mechanism 3 is a mechanism that is coupled to engine 4 and motor generators MG1 and MG2 and distributes power between them. For example, as the power distribution mechanism, a planetary gear mechanism having three rotation shafts, that is, a sun gear, a planetary carrier, and a ring gear can be used. These three rotation shafts are connected to the rotation shafts of engine 4 and motor generators MG1, MG2, respectively. For example, the engine 4 and the motor generators MG1 and MG2 can be mechanically connected to the power distribution mechanism 3 by making the rotor of the motor generator MG1 hollow and passing the crankshaft of the engine 4 through the center thereof.

なお、モータジェネレータMG2の回転軸は車輪2に図示しない減速ギヤや差動ギヤによって結合されている。また動力分配機構3の内部にモータジェネレータMG2の回転軸に対する減速機をさらに組み込んでもよい。   The rotation shaft of motor generator MG2 is coupled to wheel 2 by a reduction gear or a differential gear (not shown). Further, a reduction gear for the rotation shaft of motor generator MG2 may be further incorporated in power distribution mechanism 3.

そして、モータジェネレータMG1は、エンジンによって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド自動車に組み込まれ、モータジェネレータMG2は、ハイブリッド自動車の駆動輪を駆動する電動機としてハイブリッド自動車に組み込まれる。   Motor generator MG1 operates as a generator driven by the engine and is incorporated in the hybrid vehicle as an electric motor that can start the engine, and motor generator MG2 drives the drive wheels of the hybrid vehicle. As an electric motor, it is installed in a hybrid vehicle.

モータジェネレータMG1,MG2は、たとえば、3相交流同期電動機である。モータジェネレータMG1はU相コイルU1、V相コイルV1、W相コイルW1からなる3相コイルをステータコイルとして含む。モータジェネレータMG2はU相コイルU2、V相コイルV2、W相コイルW2からなる3相コイルをステータコイルとして含む。   Motor generators MG1 and MG2 are, for example, three-phase AC synchronous motors. Motor generator MG1 includes a three-phase coil including a U-phase coil U1, a V-phase coil V1, and a W-phase coil W1 as a stator coil. Motor generator MG2 includes a three-phase coil including a U-phase coil U2, a V-phase coil V2, and a W-phase coil W2 as a stator coil.

そして、モータジェネレータMG1は、エンジン出力を用いて3相交流電圧を発生し、その発生した3相交流電圧をインバータ20へ出力する。また、モータジェネレータMG1は、インバータ20から受ける3相交流電圧によって駆動力を発生し、エンジンの始動を行なう。   Motor generator MG1 generates a three-phase AC voltage using the engine output, and outputs the generated three-phase AC voltage to inverter 20. Motor generator MG1 generates a driving force by the three-phase AC voltage received from inverter 20, and starts the engine.

モータジェネレータMG2は、インバータ30から受ける3相交流電圧によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータMG2は、車両の回生制動時、3相交流電圧を発生してインバータ30へ出力する。   Motor generator MG <b> 2 generates vehicle driving torque by the three-phase AC voltage received from inverter 30. Motor generator MG2 generates a three-phase AC voltage and outputs it to inverter 30 during regenerative braking of the vehicle.

バッテリユニットBUは、負極が接地ラインSLに接続された蓄電装置であるバッテリB1と、バッテリB1の電圧VB1を測定する電圧センサ70と、バッテリB1の電流IB1を測定する電流センサ84とを含む。車両負荷は、モータジェネレータMG1,MG2と、インバータ20,30と、インバータ20,30に昇圧した電圧を供給する昇圧コンバータ10とを含む。   Battery unit BU includes a battery B1 that is a power storage device having a negative electrode connected to ground line SL, a voltage sensor 70 that measures voltage VB1 of battery B1, and a current sensor 84 that measures current IB1 of battery B1. Vehicle load includes motor generators MG1 and MG2, inverters 20 and 30, and boost converter 10 that supplies a boosted voltage to inverters 20 and 30.

バッテリユニットBUにおいては、バッテリB1は、たとえば、ニッケル水素、リチウムイオンや鉛蓄電池等の二次電池を用いることができる。また、バッテリB1に代えて大容量の電気二重層コンデンサを用いることもできる。   In the battery unit BU, for example, a secondary battery such as nickel metal hydride, lithium ion, or a lead storage battery can be used as the battery B1. Further, a large-capacity electric double layer capacitor can be used instead of the battery B1.

バッテリユニットBUは、バッテリB1から出力される直流電圧を昇圧コンバータ10へ出力する。また、昇圧コンバータ10から出力される直流電圧によってバッテリユニットBU内部のバッテリB1が充電される。   Battery unit BU outputs a DC voltage output from battery B <b> 1 to boost converter 10. Further, the battery B1 inside the battery unit BU is charged by the DC voltage output from the boost converter 10.

昇圧コンバータ10は、リアクトルLと、npn型トランジスタQ1,Q2と、ダイオードD1,D2とを含む。リアクトルLは、電源ラインPL1に一端が接続され、npn型トランジスタQ1,Q2の接続点に他端が接続される。npn型トランジスタQ1,Q2は、電源ラインPL2と接地ラインSLとの間に直列に接続され、制御装置60からの信号PWCをベースに受ける。そして、各npn型トランジスタQ1,Q2のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにダイオードD1,D2がそれぞれ接続される。   Boost converter 10 includes a reactor L, npn transistors Q1 and Q2, and diodes D1 and D2. Reactor L has one end connected to power supply line PL1, and the other end connected to the connection point of npn transistors Q1 and Q2. Npn transistors Q1 and Q2 are connected in series between power supply line PL2 and ground line SL, and receive signal PWC from control device 60 as a base. Diodes D1 and D2 are connected between the collectors and emitters of npn transistors Q1 and Q2, respectively, so that current flows from the emitter side to the collector side.

なお、上記のnpn型トランジスタおよび以下の本明細書中のnpn型トランジスタとして、たとえば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)を用いることができ
、またnpn型トランジスタに代えて、パワーMOSFET(metal oxide semiconductor field-effect transistor)等の電力スイッチング素子をもちいることができる。
For example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) can be used as the npn-type transistor described above and the npn-type transistor described below, and a power MOSFET (metal oxide semiconductor field) is used instead of the npn-type transistor. A power switching element such as an -effect transistor can be used.

インバータ20は、U相アーム22、V相アーム24およびW相アーム26を含む。U相アーム22、V相アーム24およびW相アーム26は、電源ラインPL2と接地ラインSLとの間に並列に接続される。   Inverter 20 includes a U-phase arm 22, a V-phase arm 24 and a W-phase arm 26. U-phase arm 22, V-phase arm 24, and W-phase arm 26 are connected in parallel between power supply line PL2 and ground line SL.

U相アーム22は、直列に接続されたnpn型トランジスタQ11,Q12を含み、V相アーム24は、直列に接続されたnpn型トランジスタQ13,Q14を含み、W相アーム26は、直列に接続されたnpn型トランジスタQ15,Q16を含む。各npn型トランジスタQ11〜Q16のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードD11〜D16がそれぞれ接続される。そして、各相アームにおける各npn型トランジスタの接続点は、U,V,W各相ラインUL1,VL1,WL1を介してモータジェネレータMG1の各相コイルの中性点N1と異なるコイル端にそれぞれ接続される。   U-phase arm 22 includes npn transistors Q11 and Q12 connected in series, V-phase arm 24 includes npn transistors Q13 and Q14 connected in series, and W-phase arm 26 is connected in series. Npn transistors Q15 and Q16. Between the collector and emitter of each of the npn transistors Q11 to Q16, diodes D11 to D16 for passing a current from the emitter side to the collector side are respectively connected. The connection point of each npn transistor in each phase arm is connected to a coil end different from neutral point N1 of each phase coil of motor generator MG1 via U, V, W phase lines UL1, VL1, WL1, respectively. Is done.

インバータ30は、U相アーム32、V相アーム34およびW相アーム36を含む。U相アーム32、V相アーム34およびW相アーム36は、電源ラインPL2と接地ラインSLとの間に並列に接続される。   Inverter 30 includes a U-phase arm 32, a V-phase arm 34 and a W-phase arm 36. U-phase arm 32, V-phase arm 34, and W-phase arm 36 are connected in parallel between power supply line PL2 and ground line SL.

U相アーム32は、直列に接続されたnpn型トランジスタQ21,Q22を含み、V相アーム34は、直列に接続されたnpn型トランジスタQ23,Q24を含み、W相アーム36は、直列に接続されたnpn型トランジスタQ25,Q26を含む。各npn型トランジスタQ21〜Q26のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードD21〜D26がそれぞれ接続される。そして、インバータ30においても、各相アームにおける各npn型トランジスタの接続点は、U,V,W各相ラインUL2,VL2,WL2を介してモータジェネレータMG2の各相コイルの中性点N2と異なるコイル端にそれぞれ接続される。   U-phase arm 32 includes npn-type transistors Q21 and Q22 connected in series, V-phase arm 34 includes npn-type transistors Q23 and Q24 connected in series, and W-phase arm 36 is connected in series. Npn transistors Q25 and Q26. Between the collector and emitter of each of the npn transistors Q21 to Q26, diodes D21 to D26 that flow current from the emitter side to the collector side are respectively connected. Also in inverter 30, the connection point of each npn transistor in each phase arm is different from neutral point N2 of each phase coil of motor generator MG2 via U, V, W phase lines UL2, VL2, WL2. Each is connected to the coil end.

車両100は、さらに、平滑用のコンデンサC1,C2と、リレー回路40と、コネクタ50と、制御装置60と、電力入力ラインACL1,ACL2と、電圧センサ72,73と、電流センサ80,82とを含む。   Vehicle 100 further includes smoothing capacitors C1 and C2, relay circuit 40, connector 50, control device 60, power input lines ACL1 and ACL2, voltage sensors 72 and 73, and current sensors 80 and 82. including.

車両100は、さらに、コネクタ50に外部から与えられる電圧VINを測定する電圧センサ74と、運転手が運転席に座っているか否かを検知する着座センサ52と、運転席のドアの開閉を検知するドア開閉センサ53とを含む。   The vehicle 100 further detects a voltage sensor 74 that measures a voltage VIN applied to the connector 50 from the outside, a seating sensor 52 that detects whether or not the driver is sitting in the driver's seat, and detects opening and closing of the door of the driver's seat. Door opening / closing sensor 53.

コンデンサC1は、電源ラインPL1と接地ラインSLとの間に接続され、電圧変動に起因するバッテリB1および昇圧コンバータ10への影響を低減する。電源ラインPL1と接地ラインSLとの間の電圧VLは、電圧センサ73で測定される。   Capacitor C1 is connected between power supply line PL1 and ground line SL, and reduces the influence on battery B1 and boost converter 10 due to voltage fluctuation. Voltage VL between power supply line PL1 and ground line SL is measured by voltage sensor 73.

コンデンサC2は、電源ラインPL2と接地ラインSLとの間に接続され、電圧変動に起因するインバータ20,30および昇圧コンバータ10への影響を低減する。電源ラインPL2と接地ラインSLとの間の電圧VHは、電圧センサ72で測定される。   Capacitor C2 is connected between power supply line PL2 and ground line SL, and reduces the influence on inverters 20 and 30 and boost converter 10 due to voltage fluctuation. Voltage VH between power supply line PL2 and ground line SL is measured by voltage sensor 72.

昇圧コンバータ10は、バッテリユニットBUから電源ラインPL1を介して供給される直流電圧を昇圧して電源ラインPL2へ出力する。より具体的には、昇圧コンバータ10は、制御装置60からの信号PWCに基づいて、npn型トランジスタQ2のスイッチング動作に応じて流れる電流をリアクトルLに磁場エネルギを蓄積し、その蓄積したエネルギをnpn型トランジスタQ2がOFFされたタイミングに同期してダイオードD1を介して電源ラインPL2へ電流を流すことによって放出することにより昇圧動作を行なう。   Boost converter 10 boosts a DC voltage supplied from battery unit BU via power supply line PL1, and outputs the boosted voltage to power supply line PL2. More specifically, boost converter 10 accumulates magnetic field energy in reactor L based on a signal PWC from control device 60, and flows the current flowing in accordance with the switching operation of npn transistor Q2, and stores the accumulated energy in npn. The step-up operation is performed by discharging the current by flowing the current to the power supply line PL2 through the diode D1 in synchronization with the timing when the type transistor Q2 is turned off.

また、昇圧コンバータ10は、制御装置60からの信号PWCに基づいて、電源ラインPL2を介してインバータ20および30のいずれか一方または両方から受ける直流電圧をバッテリユニットBUの電圧レベルに降圧してバッテリユニットBU内部のバッテリを充電する。   Boost converter 10 reduces the DC voltage received from one or both of inverters 20 and 30 via power supply line PL2 to the voltage level of battery unit BU based on signal PWC from control device 60. The battery inside the unit BU is charged.

インバータ20は、制御装置60からの信号PWM1に基づいて、電源ラインPL2から供給される直流電圧を3相交流電圧に変換してモータジェネレータMG1を駆動する。   Inverter 20 converts a DC voltage supplied from power supply line PL2 into a three-phase AC voltage based on signal PWM1 from control device 60, and drives motor generator MG1.

これにより、モータジェネレータMG1は、トルク指令値TR1によって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ20は、エンジンからの出力を受けてモータジェネレータMG1が発電した3相交流電圧を制御装置60からの信号PWM1に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ラインPL2へ出力する。   Thereby, motor generator MG1 is driven to generate torque specified by torque command value TR1. Inverter 20 receives the output from the engine and converts the three-phase AC voltage generated by motor generator MG1 into a DC voltage based on signal PWM1 from control device 60, and the converted DC voltage is supplied to power supply line PL2. Output.

インバータ30は、制御装置60からの信号PWM2に基づいて、電源ラインPL2から供給される直流電圧を3相交流電圧に変換してモータジェネレータMG2を駆動する。   Inverter 30 converts a DC voltage supplied from power supply line PL2 into a three-phase AC voltage based on signal PWM2 from control device 60, and drives motor generator MG2.

これにより、モータジェネレータMG2は、トルク指令値TR2によって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ30は、車両100が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、駆動軸からの回転力を受けてモータジェネレータMG2が発電した3相交流電圧を制御装置60からの信号PWM2に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ラインPL2へ出力する。   Thereby, motor generator MG2 is driven so as to generate torque specified by torque command value TR2. Inverter 30 also generates a three-phase AC voltage generated by motor generator MG2 by receiving rotational force from the drive shaft during regenerative braking of the hybrid vehicle on which vehicle 100 is mounted, based on signal PWM2 from control device 60. The voltage is converted to a voltage, and the converted DC voltage is output to power supply line PL2.

なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド自動車を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをOFFすることで回生発電をさせながら車両を減速(または加速の中止)させることを含む。   Note that regenerative braking here refers to braking that involves regenerative power generation when a driver operating a hybrid vehicle performs a footbrake operation, or regenerative braking by turning off the accelerator pedal while the vehicle is running, although the footbrake is not operated. This includes decelerating (or stopping acceleration) the vehicle while generating electricity.

リレー回路40は、リレーRY1,RY2を含む。リレーRY1,RY2としては、たとえば、機械的な接点リレーを用いることができるが、半導体リレーを用いてもよい。リレーRY1は、電力入力ラインACL1とコネクタ50との間に設けられ、制御装置60からの制御信号CNTLに応じてON/OFFされる。リレーRY2は、電力入力ラインACL2とコネクタ50との間に設けられ、制御装置60からの制御信号CNTLに応じてON/OFFされる。   Relay circuit 40 includes relays RY1 and RY2. As relays RY1 and RY2, for example, mechanical contact relays can be used, but semiconductor relays may also be used. Relay RY1 is provided between power input line ACL1 and connector 50, and is turned ON / OFF in response to control signal CNTL from control device 60. Relay RY2 is provided between power input line ACL2 and connector 50, and is turned ON / OFF in response to control signal CNTL from control device 60.

このリレー回路40は、制御装置60からの制御信号CNTLに応じて、電力入力ラインACL1,ACL2とコネクタ50との接続/切離しを行なう。すなわち、リレー回路40は、制御装置60からH(論理ハイ)レベルの制御信号CNTLを受けると、電力入力ラインACL1,ACL2をコネクタ50と電気的に接続し、制御装置60からL(論理ロー)レベルの制御信号CNTLを受けると、電力入力ラインACL1,ACL2をコネクタ50から電気的に切離す。   Relay circuit 40 connects / disconnects power input lines ACL 1, ACL 2 and connector 50 in accordance with control signal CNTL from control device 60. That is, when the relay circuit 40 receives the control signal CNTL at the H (logic high) level from the control device 60, the relay circuit 40 electrically connects the power input lines ACL1 and ACL2 to the connector 50, and the control device 60 receives the L (logic low). When receiving the level control signal CNTL, the power input lines ACL 1 and ACL 2 are electrically disconnected from the connector 50.

コネクタ50は、モータジェネレータMG1,MG2の中性点N1,N2間に外部から電力を入力するための端子を含む。   Connector 50 includes a terminal for inputting electric power from the outside between neutral points N1, N2 of motor generators MG1, MG2.

たとえば、交流100Vの商用電源55からの入力電力を、コネクタ50を介して車両に入力することができる。コネクタ50への電源接続の有無は、電圧センサ74測定される電力入力ラインACL1,ACL2の線間電圧VINに基づき制御装置60で判断される。   For example, input power from a commercial power supply 55 of AC 100V can be input to the vehicle via the connector 50. Whether or not the power supply is connected to the connector 50 is determined by the control device 60 based on the line voltage VIN of the power input lines ACL1 and ACL2 measured by the voltage sensor 74.

電圧センサ70は、バッテリB1のバッテリ電圧VB1を検出し、その検出したバッテリ電圧VB1を制御装置60へ出力する。電圧センサ73は、コンデンサC1の両端の電圧、すなわち、昇圧コンバータ10の入力電圧VLを検出し、その検出した電圧VLを制御装置60へ出力する。電圧センサ72は、コンデンサC2の両端の電圧、すなわち、昇圧コンバータ10の出力電圧VH(インバータ20,30の入力電圧に相当する。以下同じ。)を検出し、その検出した電圧VHを制御装置60へ出力する。   Voltage sensor 70 detects battery voltage VB1 of battery B1, and outputs the detected battery voltage VB1 to control device 60. Voltage sensor 73 detects the voltage across capacitor C1, that is, input voltage VL of boost converter 10, and outputs the detected voltage VL to control device 60. Voltage sensor 72 detects the voltage across capacitor C2, that is, output voltage VH of boost converter 10 (corresponding to the input voltage of inverters 20 and 30; the same applies hereinafter), and the detected voltage VH is detected by control device 60. Output to.

電流センサ80は、モータジェネレータMG1に流れるモータ電流MCRT1を検出し、その検出したモータ電流MCRT1を制御装置60へ出力する。電流センサ82は、モータジェネレータMG2に流れるモータ電流MCRT2を検出し、その検出したモータ電流MCRT2を制御装置60へ出力する。   Current sensor 80 detects motor current MCRT1 flowing through motor generator MG1, and outputs the detected motor current MCRT1 to control device 60. Current sensor 82 detects motor current MCRT2 flowing through motor generator MG2, and outputs the detected motor current MCRT2 to control device 60.

制御装置60は、外部に設けられるECU(Electronic Control Unit)から出力されたモータジェネレータMG1,MG2のトルク指令値TR1,TR2およびモータ回転数MRN1,MRN2、電圧センサ73からの電圧VL、ならびに電圧センサ72からの電圧VHに基づいて、昇圧コンバータ10を駆動するための信号PWCを生成し、その生成した信号PWCを昇圧コンバータ10へ出力する。   Control device 60 includes torque command values TR1 and TR2 and motor rotational speeds MRN1 and MRN2 of motor generators MG1 and MG2 output from an externally provided ECU (Electronic Control Unit), voltage VL from voltage sensor 73, and voltage sensor. Based on voltage VH from 72, a signal PWC for driving boost converter 10 is generated, and the generated signal PWC is output to boost converter 10.

また、制御装置60は、電圧VHならびにモータジェネレータMG1のモータ電流MCRT1およびトルク指令値TR1に基づいて、モータジェネレータMG1を駆動するための信号PWM1を生成し、その生成した信号PWM1をインバータ20へ出力する。さらに、制御装置60は、電圧VHならびにモータジェネレータMG2のモータ電流MCRT2およびトルク指令値TR2に基づいて、モータジェネレータMG2を駆動するための信号PWM2を生成し、その生成した信号PWM2をインバータ30へ出力する。   Control device 60 generates signal PWM1 for driving motor generator MG1 based on voltage VH, motor current MCRT1 of motor generator MG1 and torque command value TR1, and outputs the generated signal PWM1 to inverter 20. To do. Further, control device 60 generates a signal PWM2 for driving motor generator MG2 based on voltage VH, motor current MCRT2 and torque command value TR2 of motor generator MG2, and outputs the generated signal PWM2 to inverter 30. To do.

ここで、制御装置60は、イグニッションスイッチ(またはイグニッションキー)からの信号IGおよびバッテリB1の充電状態SOCに基づいて、モータジェネレータMG1,MG2の中性点N1,N2間に与えられる商用電源用の交流電圧からバッテリB1に対する充電が行なわれるようにインバータ20,30を制御するための信号PWM1,PWM2を生成する。   Here, control device 60 uses a signal for commercial power supplied between neutral points N1 and N2 of motor generators MG1 and MG2 based on signal IG from ignition switch (or ignition key) and state of charge SOC of battery B1. Signals PWM1 and PWM2 for controlling inverters 20 and 30 are generated so that battery B1 is charged from the AC voltage.

さらに、制御装置60は、バッテリB1の充電状態SOCに基づいて、外部から充電可能かを判断し、充電可能と判断したときは、Hレベルの制御信号CNTLをリレー回路40へ出力する。一方、制御装置60は、バッテリB1がほぼ満充電状態であり、充電可能でないと判断したときは、Lレベルの制御信号CNTLをリレー回路40へ出力し、信号IGが停止状態を示す場合にはインバータ20および30を停止させる。   Further, control device 60 determines whether charging is possible from the outside based on the state of charge SOC of battery B1, and when it is determined that charging is possible, outputs control signal CNTL at H level to relay circuit 40. On the other hand, when control device 60 determines that battery B1 is almost fully charged and cannot be charged, control device 60 outputs control signal CNTL at L level to relay circuit 40, and signal IG indicates a stopped state. Inverters 20 and 30 are stopped.

図2は、図1に示した制御装置60の機能ブロック図である。
図2を参照して、制御装置60は、コンバータ制御部61と、第1のインバータ制御部62と、第2のインバータ制御部63と、電力入力制御部64とを含む。コンバータ制御部61は、バッテリ電圧VB1、電圧VH、トルク指令値TR1,TR2、およびモータ回転数MRN1,MRN2に基づいて昇圧コンバータ10のnpn型トランジスタQ1,Q2をON/OFFするための信号PWCを生成し、その生成した信号PWCを昇圧コンバータ10へ出力する。
FIG. 2 is a functional block diagram of the control device 60 shown in FIG.
Referring to FIG. 2, control device 60 includes a converter control unit 61, a first inverter control unit 62, a second inverter control unit 63, and a power input control unit 64. Converter control unit 61 generates a signal PWC for turning ON / OFF npn transistors Q1 and Q2 of boost converter 10 based on battery voltage VB1, voltage VH, torque command values TR1 and TR2, and motor rotational speeds MRN1 and MRN2. The generated signal PWC is output to boost converter 10.

第1のインバータ制御部62は、モータジェネレータMG1のトルク指令値TR1およびモータ電流MCRT1ならびに電圧VHに基づいてインバータ20のnpn型トランジスタQ11〜Q16をON/OFFするための信号PWM1を生成し、その生成した信号PWM1をインバータ20へ出力する。   First inverter control unit 62 generates a signal PWM1 for turning on / off npn transistors Q11-Q16 of inverter 20 based on torque command value TR1 of motor generator MG1, motor current MCRT1, and voltage VH. The generated signal PWM1 is output to the inverter 20.

第2のインバータ制御部63は、モータジェネレータMG2のトルク指令値TR2およびモータ電流MCRT2ならびに電圧VHに基づいてインバータ30のnpn型トランジスタQ21〜Q26をON/OFFするための信号PWM2を生成し、その生成した信号PWM2をインバータ30へ出力する。   Second inverter control unit 63 generates signal PWM2 for turning on / off npn transistors Q21-Q26 of inverter 30 based on torque command value TR2 and motor current MCRT2 of motor generator MG2 and voltage VH, The generated signal PWM2 is output to the inverter 30.

電力入力制御部64は、トルク指令値TR1,TR2およびモータ回転数MRN1,MRN2に基づいてモータジェネレータMG1,MG2の駆動状態を判定し、信号IGとバッテリB1のSOCに応じて、インバータ2つを協調制御して外部から与えられる電力を直流に変換すると共に昇圧し、バッテリへの充電を行なう。   The power input control unit 64 determines the driving state of the motor generators MG1 and MG2 based on the torque command values TR1 and TR2 and the motor rotational speeds MRN1 and MRN2, and sets two inverters according to the signal IG and the SOC of the battery B1. The electric power supplied from the outside is coordinated and converted into direct current and boosted to charge the battery.

ここで、Hレベルの信号IGは、車両100が搭載されたハイブリッド自動車が起動されたことを意味する信号であり、Lレベルの信号IGは、ハイブリッド自動車が停止されたことを意味する信号である。   Here, the H level signal IG is a signal indicating that the hybrid vehicle on which the vehicle 100 is mounted is started, and the L level signal IG is a signal indicating that the hybrid vehicle is stopped. .

そして、電力入力制御部64は、モータジェネレータMG1,MG2の駆動状態が停止状態であり、信号IGもハイブリッド自動車が停止していることを示している場合には、バッテリB1のSOCが所定レベルよりも低ければ充電動作を行なわせる。具体的には、信号CNTLによってリレーRY1,RY2を導通させ、電圧VINの入力があればこれに応じて制御信号CTL1を生成しインバータ20,30を協調制御して外部から与えられる交流電圧を直流に変換すると共に昇圧し、バッテリへの充電を行なわせる。   Then, when the driving state of motor generators MG1 and MG2 is stopped and signal IG also indicates that the hybrid vehicle is stopped, power input control unit 64 determines that the SOC of battery B1 is lower than a predetermined level. If it is lower, the charging operation is performed. Specifically, the relays RY1 and RY2 are turned on by the signal CNTL, and if there is an input of the voltage VIN, the control signal CTL1 is generated in response to the input, and the inverters 20 and 30 are coordinated to control the AC voltage supplied from the outside as DC. And the voltage is boosted to charge the battery.

一方、電力入力制御部64は、モータジェネレータMG1,MG2の駆動状態が稼動状態であるかまたは信号IGがハイブリッド自動車の運転中を示している場合、および、バッテリB1のSOCが所定レベルよりも高い場合には、充電動作を行なわせない。具体的には、信号CNTLによってリレーRY1,RY2を開放させ、制御信号CTL0を生成して、昇圧コンバータ10とインバータ20,30に車両運転時の通常動作を行なわせる。   On the other hand, power input control unit 64 is in a state where the drive state of motor generators MG1 and MG2 is in an operating state or when signal IG indicates that the hybrid vehicle is in operation, and the SOC of battery B1 is higher than a predetermined level. In this case, the charging operation is not performed. Specifically, relays RY1 and RY2 are opened by signal CNTL, and control signal CTL0 is generated to cause boost converter 10 and inverters 20 and 30 to perform normal operations during vehicle operation.

図3は、図2に示したコンバータ制御部61の機能ブロック図である。
図3を参照して、コンバータ制御部61は、インバータ入力電圧指令演算部112と、フィードバック電圧指令演算部114と、デューティー比演算部116と、PWM信号変換部118とを含む。
FIG. 3 is a functional block diagram of converter control unit 61 shown in FIG.
Referring to FIG. 3, converter control unit 61 includes an inverter input voltage command calculation unit 112, a feedback voltage command calculation unit 114, a duty ratio calculation unit 116, and a PWM signal conversion unit 118.

インバータ入力電圧指令演算部112は、トルク指令値TR1,TR2およびモータ回転数MRN1,MRN2に基づいてインバータ入力電圧の最適値(目標値)、すなわち電圧指令VH_comを演算し、その演算した電圧指令VH_comをフィードバック電圧指令演算部114へ出力する。   The inverter input voltage command calculation unit 112 calculates the optimum value (target value) of the inverter input voltage, that is, the voltage command VH_com based on the torque command values TR1 and TR2 and the motor rotation speeds MRN1 and MRN2, and the calculated voltage command VH_com. Is output to the feedback voltage command calculation unit 114.

フィードバック電圧指令演算部114は、電圧センサ72によって検出される昇圧コンバータ10の出力電圧VHと、インバータ入力電圧指令演算部112からの電圧指令VH_comとに基づいて、出力電圧VHを電圧指令VH_comに制御するためのフィードバック電圧指令VH_com_fbを演算し、その演算したフィードバック電圧指令VH_com_fbをデューティー比演算部116へ出力する。   Feedback voltage command calculation unit 114 controls output voltage VH to voltage command VH_com based on output voltage VH of boost converter 10 detected by voltage sensor 72 and voltage command VH_com from inverter input voltage command calculation unit 112. The feedback voltage command VH_com_fb is calculated, and the calculated feedback voltage command VH_com_fb is output to the duty ratio calculation unit 116.

デューティー比演算部116は、電圧センサ70からのバッテリ電圧VB1と、フィードバック電圧指令演算部114からのフィードバック電圧指令VH_com_fbとに基づいて、昇圧コンバータ10の出力電圧VHを電圧指令VH_comに制御するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をPWM信号変換部118へ出力する。   Duty ratio calculation unit 116 controls output voltage VH of boost converter 10 to voltage command VH_com based on battery voltage VB1 from voltage sensor 70 and feedback voltage command VH_com_fb from feedback voltage command calculation unit 114. The duty ratio is calculated, and the calculated duty ratio is output to the PWM signal converter 118.

PWM信号変換部118は、デューティー比演算部116から受けたデューティー比に基づいて昇圧コンバータ10のnpn型トランジスタQ1,Q2をON/OFFするためのPWM(Pulse Width Modulation)信号を生成し、その生成したPWM信号を信号PWCとして昇圧コンバータ10のnpn型トランジスタQ1,Q2へ出力する。   PWM signal conversion unit 118 generates a PWM (Pulse Width Modulation) signal for turning ON / OFF npn transistors Q1 and Q2 of boost converter 10 based on the duty ratio received from duty ratio calculation unit 116. The PWM signal thus output is output as a signal PWC to the npn transistors Q1 and Q2 of the boost converter 10.

なお、昇圧コンバータ10の下アームのnpn型トランジスタQ2のONデューティーを大きくすることによりリアクトルLにおける電力蓄積が大きくなるため、より高電圧の出力を得ることができる。一方、上アームのnpn型トランジスタQ1のONデューティーを大きくすることにより電源ラインPL2の電圧が下がる。そこで、npn型トランジスタQ1,Q2のデューティー比を制御することで、電源ラインPL2の電圧をバッテリB1の出力電圧以上の任意の電圧に制御することができる。   Note that increasing the ON duty of npn transistor Q2 in the lower arm of step-up converter 10 increases the power storage in reactor L, so that a higher voltage output can be obtained. On the other hand, by increasing the ON duty of the npn transistor Q1 in the upper arm, the voltage of the power supply line PL2 decreases. Therefore, by controlling the duty ratio of npn transistors Q1 and Q2, the voltage of power supply line PL2 can be controlled to an arbitrary voltage equal to or higher than the output voltage of battery B1.

さらに、PWM信号変換部118は、制御信号CTL1が活性化しているときは、デューティー比演算部116の出力に拘わらず、npn型トランジスタQ1を導通状態とし、npn型トランジスタQ2を非導通状態とする。これにより、電源ラインPL2から電源ラインPL1に向けて充電電流を流すことが可能となる。   Further, when the control signal CTL1 is activated, the PWM signal conversion unit 118 sets the npn transistor Q1 to the conductive state and sets the npn type transistor Q2 to the nonconductive state regardless of the output of the duty ratio calculation unit 116. . As a result, a charging current can flow from power supply line PL2 toward power supply line PL1.

図4は、図2に示した第1および第2のインバータ制御部62,63の機能ブロック図である。   FIG. 4 is a functional block diagram of first and second inverter control units 62 and 63 shown in FIG.

図4を参照して、第1および第2のインバータ制御部62,63の各々は、モータ制御用相電圧演算部120と、PWM信号変換部122とを含む。   Referring to FIG. 4, each of first and second inverter control units 62 and 63 includes a motor control phase voltage calculation unit 120 and a PWM signal conversion unit 122.

モータ制御用相電圧演算部120は、インバータ20,30の入力電圧VHを電圧センサ72から受け、モータジェネレータMG1(またはMG2)の各相に流れるモータ電流MCRT1(またはMCRT2)を電流センサ80(または82)から受け、トルク指令値TR1(またはTR2)をECUから受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部120は、これらの入力値に基づいて、モータジェネレータMG1(またはMG2)の各相コイルに印加する電圧を演算し、その演算した各相コイル電圧をPWM信号変換部122へ出力する。   Motor control phase voltage calculation unit 120 receives input voltage VH of inverters 20 and 30 from voltage sensor 72 and receives motor current MCRT1 (or MCRT2) flowing in each phase of motor generator MG1 (or MG2) as current sensor 80 (or 82), and receives torque command value TR1 (or TR2) from the ECU. Based on these input values, motor control phase voltage calculation unit 120 calculates a voltage to be applied to each phase coil of motor generator MG1 (or MG2), and converts the calculated each phase coil voltage into a PWM signal. To the unit 122.

PWM信号変換部122は、電力入力制御部64から制御信号CTL0を受けると、モータ制御用相電圧演算部120から受ける各相コイル電圧指令に基づいて、実際にインバータ20(または30)の各npn型トランジスタQ11〜Q16(またはQ21〜Q26)をON/OFFする信号PWM1_0(信号PWM1の一種)(またはPWM2_0(信号PWM2の一種))を生成し、その生成した信号PWM1_0(またはPWM2_0)をインバータ20(または30)の各npn型トランジスタQ11〜Q16(またはQ21〜Q26)へ出力する。   When PWM signal converter 122 receives control signal CTL0 from power input controller 64, PWM signal converter 122 actually receives each npn of inverter 20 (or 30) based on each phase coil voltage command received from motor control phase voltage calculator 120. A signal PWM1_0 (a type of signal PWM1) (or PWM2_0 (a type of signal PWM2)) for turning ON / OFF the type transistors Q11 to Q16 (or Q21 to Q26) is generated, and the generated signal PWM1_0 (or PWM2_0) is converted into an inverter 20 (Or 30) to npn transistors Q11 to Q16 (or Q21 to Q26).

このようにして、各npn型トランジスタQ11〜Q16(またはQ21〜Q26)がスイッチング制御され、モータジェネレータMG1(またはMG2)が指令されたトルクを出力するようにモータジェネレータMG1(またはMG2)の各相に流す電流が制御される。その結果、トルク指令値TR1(またはTR2)に応じたモータトルクが出力される。   In this way, each npn transistor Q11 to Q16 (or Q21 to Q26) is subjected to switching control, and each phase of motor generator MG1 (or MG2) is output so that motor generator MG1 (or MG2) outputs a commanded torque. The current flowing through is controlled. As a result, a motor torque corresponding to the torque command value TR1 (or TR2) is output.

また、PWM信号変換部122は、電力入力制御部64から制御信号CTL1を受けると、モータ制御用相電圧演算部120の出力に拘わらず、インバータ20(または30)のU相アーム22(または32)、V相アーム24(または34)およびW相アーム26(または36)に同位相の交流電流を流すようにnpn型トランジスタQ11〜Q16(またはQ21〜Q26)をON/OFFする信号PWM1_1(信号PWM1の一種)(またはPWM2_1(信号PWM2の一種))を生成し、その生成した信号PWM1_1(またはPWM2_1)をインバータ20(または30)のnpn型トランジスタQ11〜Q16(またはQ21〜Q26)へ出力する。   Further, when the PWM signal converter 122 receives the control signal CTL1 from the power input controller 64, the U-phase arm 22 (or 32) of the inverter 20 (or 30) regardless of the output of the motor control phase voltage calculator 120. ), A signal PWM1_1 (signal for turning ON / OFF the npn transistors Q11 to Q16 (or Q21 to Q26) so that an alternating current having the same phase flows through the V-phase arm 24 (or 34) and the W-phase arm 26 (or 36). (A kind of PWM1) (or PWM2_1 (a kind of signal PWM2)) and the generated signal PWM1_1 (or PWM2_1) is output to the npn transistors Q11 to Q16 (or Q21 to Q26) of the inverter 20 (or 30). .

U,V,Wの各相コイルに同位相の交流電流が流れる場合には、モータジェネレータMG1,MG2には回転トルクは発生しない。そしてインバータ20および30が協調制御されることにより交流の電圧VINが直流の充電電圧に変換される。   When alternating current of the same phase flows through the U, V, and W phase coils, no rotational torque is generated in motor generators MG1 and MG2. The inverters 20 and 30 are cooperatively controlled, whereby the alternating voltage VIN is converted into a direct charge voltage.

次に、車両停止時において大容量キャパシタC3に蓄積されたエネルギをバッテリB1に移送する手順について説明を行なう。   Next, a procedure for transferring the energy stored in the large-capacitance capacitor C3 to the battery B1 when the vehicle is stopped will be described.

図5は、図1の回路図について大容量キャパシタC3からバッテリB1にエネルギを移送する主要構成を示した概略回路図である。   FIG. 5 is a schematic circuit diagram showing a main configuration for transferring energy from the large-capacitance capacitor C3 to the battery B1 in the circuit diagram of FIG.

図6は、キャパシタC3のエネルギをバッテリB1に移送させる際に制御装置60で実行されるプログラム制御構造を示したフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart showing a program control structure executed by the control device 60 when the energy of the capacitor C3 is transferred to the battery B1.

図5、図6を参照して、まず処理が開始されると、ステップS1において制御装置60は運転者が車両を停止させてイグニッションスイッチをオフ状態にしたか否かを信号IGを観測して検知する。   Referring to FIGS. 5 and 6, when the process is started, first, in step S <b> 1, control device 60 observes signal IG to determine whether or not the driver has stopped the vehicle and turned off the ignition switch. Detect.

信号IGがオフ状態でない場合にはステップS15において処理はメインルーチンに移される。   If the signal IG is not in the OFF state, the process proceeds to the main routine in step S15.

一方ステップS1において信号IGがオフ状態を示す場合には、続いてステップS2において制御装置60はドア開閉センサ53の出力を観測し運転席のドアが開いているか否かを検知する。   On the other hand, if the signal IG indicates an off state in step S1, then in step S2, the control device 60 observes the output of the door opening / closing sensor 53 and detects whether or not the driver's seat door is open.

ステップS2で運転席のドアが開いていない場合には運転席のドアが開くまでステップS2において観測を続ける。   If the driver's seat door is not open in step S2, observation is continued in step S2 until the driver's seat door is opened.

一方ステップS2において運転席のドアが開いたことを検知した場合には続いてステップS3において制御装置60は、着座センサ52の出力を観測して運転者が降車したか否かを検知する。運転者が降車するまではステップS3の観測が継続され、運転者が降車したことが検知された場合にはステップS4に処理が進む。   On the other hand, if it is detected in step S2 that the driver's seat door is opened, then in step S3, the control device 60 observes the output of the seating sensor 52 and detects whether or not the driver gets off. Until the driver gets off, the observation in step S3 is continued. When it is detected that the driver gets off, the process proceeds to step S4.

ステップS4においては、制御装置60は、ドア開閉センサ53の出力を観測して運転席ドアが閉じたか否かを検知する。運転席ドアが閉じるまではステップS4の観測が継続され、運転席のドアが閉じた場合にはステップS4からステップS5に処理が進む。   In step S4, the control device 60 observes the output of the door opening / closing sensor 53 and detects whether or not the driver's seat door is closed. The observation in step S4 is continued until the driver's seat door is closed. When the driver's seat door is closed, the process proceeds from step S4 to step S5.

続いてステップS5において所定時間の時間待ちが行なわれる。所定時間はたとえば運転者が帰宅した再に降車してからコネクタ50に電源プラグを差し込むのに必要な時間を考慮して定められる。この時間は学習されるようにしておいても良いし、運転者が定めるようにしても良い。   In step S5, a predetermined time is waited. For example, the predetermined time is determined in consideration of the time required to insert the power plug into the connector 50 after the driver returns to the home after returning home. This time may be learned or may be determined by the driver.

その後ステップS6において、大容量キャパシタC3に蓄積されている電気エネルギを電源ラインPL2と接地ラインSLとの間の電圧VHがバッテリ側の電圧VLとほぼ等しくなるまでバッテリB1に移送する。   Thereafter, in step S6, the electric energy stored in the large-capacitance capacitor C3 is transferred to the battery B1 until the voltage VH between the power supply line PL2 and the ground line SL becomes substantially equal to the battery-side voltage VL.

この場合には、制御装置60は、昇圧コンバータ10を降圧コンバータとして動作させ、電源ラインPL2の電位を電源ラインPL1の電位に徐々に近づける。   In this case, control device 60 operates step-up converter 10 as a step-down converter, and gradually brings the potential of power supply line PL2 closer to the potential of power supply line PL1.

その後ステップS7において制御装置60は電圧VINを観測しリレー回路40の手前まで商用電源55から交流100Vが与えられているかを検知する。電圧VINに入力が検知された場合には処理はステップS8に進み、検知されない場合には処理はステップS13に進む。   Thereafter, in step S7, the control device 60 observes the voltage VIN and detects whether AC 100V is applied from the commercial power supply 55 up to the front of the relay circuit 40. If an input is detected for voltage VIN, the process proceeds to step S8, and if not detected, the process proceeds to step S13.

ステップS8ではリレー回路40のリレーRY1,RY2が導通状態に制御され、続いてステップS9の処理が行なわれる。ステップS9ではバッテリB1の充電状態SOCが満充電状態を示すSOCであるSth(F)より小さいか否かが判断される。   In step S8, relays RY1 and RY2 of relay circuit 40 are controlled to be in a conductive state, and then the process of step S9 is performed. In step S9, it is determined whether or not the state of charge SOC of battery B1 is smaller than Sth (F), which is the SOC indicating the fully charged state.

ステップS9においてSOC<Sth(F)である場合にはステップS10において図7、図8で説明したように外部からの充電が実行される。   If SOC <Sth (F) in step S9, external charging is performed in step S10 as described with reference to FIGS.

そして再びステップS9において充電状態SOCのレベル判定を実行する。
ステップS9においてSOC<Sth(F)が成立しない場合には処理はステップS11に進み充電回路6の充電動作が停止される。そしてステップS12においてリレー回路40中のリレーRY1,RY2が導通状態から非導通状態に制御される。ステップS7において電圧VINの入力がなかった場合およびステップS12においてリレー回路40の接続が遮断された場合にはステップS13に処理が進む。
In step S9, the state of charge state SOC is determined again.
If SOC <Sth (F) is not satisfied in step S9, the process proceeds to step S11, and the charging operation of the charging circuit 6 is stopped. In step S12, relays RY1 and RY2 in relay circuit 40 are controlled from the conductive state to the non-conductive state. If the voltage VIN is not input in step S7 and if the connection of the relay circuit 40 is cut off in step S12, the process proceeds to step S13.

ステップS13においては、制御装置60は、システムメインリレーSMR1〜SMR3を非導通状態に制御し、続いてステップS14において大容量キャパシタC3に蓄積されている残りの電力は充電回路6中のモータジェネレータのコイルに流して放電させ、車両動作停止時においてバッテリユニット以外に高圧部分が存在しないようにする。ステップS14の処理が終了するとステップS15において制御はメインルーチンに移される。   In step S13, control device 60 controls system main relays SMR1 to SMR3 to be in a non-conductive state, and subsequently, the remaining power stored in large-capacity capacitor C3 in step S14 is the motor generator in charging circuit 6. It is discharged by flowing it through a coil so that there is no high voltage portion other than the battery unit when the vehicle operation is stopped. When the process of step S14 ends, control is transferred to the main routine in step S15.

次に、ステップS10で実施される商用電源用の交流電圧VINから直流の充電電圧を発生する方法について説明する。   Next, a method of generating a DC charging voltage from the commercial power AC voltage VIN implemented in step S10 will be described.

図7は、図1の回路図を充電に関する部分に簡略化して示した図である。
図7では、図1のインバータ20および30のうちのU相アームが代表として示されている。またモータジェネレータの3相コイルのうちU相コイルが代表として示されている。U相について代表的に説明すれば各相コイルには同相の電流が流されるので、他の2相の回路もU相と同じ動きをする。
FIG. 7 is a simplified diagram of the circuit diagram of FIG.
In FIG. 7, the U-phase arm of inverters 20 and 30 in FIG. 1 is shown as a representative. A U-phase coil is shown as a representative of the three-phase coils of the motor generator. If the U phase is described as a representative, the same phase current flows through each phase coil, so the other two phase circuits also operate in the same manner as the U phase.

図7を見ればわかるように、U相コイルU1とU相アーム22の組、およびU相コイルU2とU相アーム32の組はそれぞれ昇圧コンバータ10と同様な構成となっている。したがって、たとえば変動する交流電圧を直流電圧に変換するだけでなく、さらに昇圧してたとえば200V程度のバッテリ充電電圧に変換することが可能である。   As can be seen from FIG. 7, the set of U-phase coil U <b> 1 and U-phase arm 22 and the set of U-phase coil U <b> 2 and U-phase arm 32 have the same configuration as that of boost converter 10. Therefore, for example, it is possible not only to convert a fluctuating AC voltage to a DC voltage but also to further boost it and convert it to a battery charging voltage of about 200V, for example.

図8は、充電時のトランジスタの制御状態を示した図である。
図7、図8を参照して、まず電圧VIN>0すなわちラインACL1の電圧VM1がラインACL2の電圧VM2よりも高い場合には、昇圧コンバータのトランジスタQ1はON状態とされ、トランジスタQ2はOFF状態とされる。これにより昇圧コンバータ10は電源ラインPL2から電源ラインPL1に向けて充電電流を流すことができるようになる。
FIG. 8 is a diagram illustrating a control state of the transistor during charging.
7 and 8, first, when voltage VIN> 0, that is, when voltage VM1 on line ACL1 is higher than voltage VM2 on line ACL2, transistor Q1 of the boost converter is turned on and transistor Q2 is turned off. It is said. Thus, boost converter 10 can flow a charging current from power supply line PL2 toward power supply line PL1.

そして第1のインバータではトランジスタQ12が電圧VINに応じた周期およびデューティー比でスイッチングされ、トランジスタQ11はOFF状態またはダイオードD11の導通に同期して導通されるスイッチング状態に制御される。このとき第2のインバータではトランジスタQ21はOFF状態とされ、トランジスタQ22はON状態に制御される。   In the first inverter, the transistor Q12 is switched with a period and a duty ratio corresponding to the voltage VIN, and the transistor Q11 is controlled to be in an OFF state or a switching state in which the transistor Q11 is turned on in synchronization with the conduction of the diode D11. At this time, in the second inverter, the transistor Q21 is turned off and the transistor Q22 is controlled to be turned on.

電圧VIN>0ならば、トランジスタQ12のON状態において電流がコイルU1→トランジスタQ12→ダイオードD22→コイルU2の経路で流れる。このときコイルU1,U2に蓄積されたエネルギはトランジスタQ12がOFF状態となると放出され、ダイオードD11を経由して電流が電源ラインPL2に流れる。ダイオードD11による損失を低減させるためにダイオードD11の導通期間に同期させてトランジスタQ11を導通させても良い。電圧VINおよび電圧VHの値に基づいて、昇圧比が求められトランジスタQ12のスイッチングの周期およびデューティー比が定められる。   If voltage VIN> 0, current flows in the path of coil U1 → transistor Q12 → diode D22 → coil U2 in the ON state of transistor Q12. At this time, the energy accumulated in the coils U1 and U2 is released when the transistor Q12 is turned off, and a current flows to the power supply line PL2 via the diode D11. In order to reduce the loss due to the diode D11, the transistor Q11 may be turned on in synchronization with the conduction period of the diode D11. Based on the values of voltage VIN and voltage VH, the boost ratio is obtained, and the switching cycle and duty ratio of transistor Q12 are determined.

次に、電圧VIN<0すなわちラインACL1の電圧VM1がラインACL2の電圧VM2よりも低い場合には、昇圧コンバータのトランジスタQ1はON状態とされ、トランジスタQ2はOFF状態とされる。これにより昇圧コンバータ10は電源ラインPL2から電源ラインPL1に向けて充電電流を流すことができるようになる。   Next, when voltage VIN <0, that is, voltage VM1 on line ACL1 is lower than voltage VM2 on line ACL2, transistor Q1 of the boost converter is turned on and transistor Q2 is turned off. Thus, boost converter 10 can flow a charging current from power supply line PL2 toward power supply line PL1.

そして第2のインバータではトランジスタQ22が電圧VINに応じた周期およびデューティー比でスイッチングされ、トランジスタQ21はOFF状態またはダイオードD21の導通に同期して導通されるスイッチング状態に制御される。このとき第1のインバータではトランジスタQ11はOFF状態とされ、トランジスタQ12はON状態に制御される。   In the second inverter, the transistor Q22 is switched at a cycle and a duty ratio corresponding to the voltage VIN, and the transistor Q21 is controlled to be in an OFF state or a switching state in which the transistor Q21 is turned on in synchronization with the conduction of the diode D21. At this time, in the first inverter, the transistor Q11 is turned off and the transistor Q12 is controlled to be turned on.

電圧VIN<0ならば、トランジスタQ22のON状態において電流がコイルU2→トランジスタQ22→ダイオードD12→コイルU1の経路で流れる。このときコイルU1,U2に蓄積されたエネルギはトランジスタQ22がOFF状態となると放出され、ダイオードD21を経由して電流が電源ラインPL2に流れる。ダイオードD21による損失を低減させるためにダイオードD21の導通期間に同期させてトランジスタQ21を導通させても良い。このときも電圧VINおよび電圧VHの値に基づいて、昇圧比が求められトランジスタQ22のスイッチングの周期およびデューティー比が定められる。   If voltage VIN <0, in the ON state of transistor Q22, current flows through the path of coil U2, transistor Q22, diode D12, and coil U1. At this time, the energy stored in the coils U1 and U2 is released when the transistor Q22 is turned off, and a current flows to the power supply line PL2 via the diode D21. In order to reduce the loss due to the diode D21, the transistor Q21 may be turned on in synchronization with the conduction period of the diode D21. At this time, the step-up ratio is obtained based on the values of voltage VIN and voltage VH, and the switching cycle and duty ratio of transistor Q22 are determined.

電圧VIN>0、電圧VIN<0のときの充電制御を交互に繰返すことで、車両に供給される交流電力を直流に変換してバッテリの充電に必要な電圧まで昇圧することができる。   By alternately repeating the charging control when voltage VIN> 0 and voltage VIN <0, AC power supplied to the vehicle can be converted to DC and boosted to a voltage required for charging the battery.

また、電圧VIN>0のときの充電制御のみを行なえば、太陽電池のように直流電力が供給される発電装置からも車両に直接電力を受入れてバッテリの充電に必要な電圧まで昇圧し、バッテリの充電を行なうことができる。   Further, if only charging control when voltage VIN> 0 is performed, power is directly received by the vehicle from a power generator to which DC power is supplied, such as a solar battery, and the voltage is increased to a voltage necessary for charging the battery. Can be charged.

以上説明したように、実施の形態1においては、車両停止時に大容量キャパシタC3に蓄積されていたエネルギをバッテリB1に移送して電源ラインPL2と接地ラインSLとの間の電圧VHを低下させてから充電回路6を用いてバッテリB1に対する充電を行なう。このようにすることで、充電回路6における昇圧量は小さくてすむことになるため充電効率が向上する。   As described above, in Embodiment 1, the energy stored in large-capacitance capacitor C3 when the vehicle is stopped is transferred to battery B1 to reduce voltage VH between power supply line PL2 and ground line SL. To charge the battery B1 using the charging circuit 6. By doing so, the boosting amount in the charging circuit 6 can be reduced, so that charging efficiency is improved.

たとえば車両停止直後には電源ラインPL1の電圧はおよそ200Vであるのに対して電源ラインPL2の電圧は700V程度に高くなっている。この状態で充電回路を動作させて充電を行なうには商用電源55から与えられる電圧を直流に変換してさらにこれを700V程度に昇圧して充電を行なわなければならない。   For example, immediately after the vehicle stops, the voltage of power supply line PL1 is about 200V, whereas the voltage of power supply line PL2 is as high as about 700V. In order to perform charging by operating the charging circuit in this state, it is necessary to convert the voltage supplied from the commercial power supply 55 into a direct current, further boost it to about 700 V, and perform charging.

これに対して電源ラインPL2の電圧を200V程度に降下させてから充電回路6による充電を行なえば交流100Vの入力を直流に変換して200V程度に昇圧するだけでよい。これにより充電時の損失が低減される。   On the other hand, if charging by the charging circuit 6 is performed after the voltage of the power supply line PL2 is lowered to about 200V, it is only necessary to convert the input of AC 100V to DC and boost it to about 200V. Thereby, the loss at the time of charge is reduced.

[実施の形態2]
実施の形態1においては充電回路による外部からの充電を行なう前に、昇圧コンバータ10を降圧コンバータとして用いてキャパシタに蓄積されたエネルギをバッテリB1に移送した。しかし、昇圧コンバータ10を用いる場合にはリアクトルLやスイッチング素子Q1,Q2、ダイオードD1,D2による発熱損失によりエネルギ転送効率がよくないという問題点がある。
[Embodiment 2]
In the first embodiment, before charging from the outside by the charging circuit, energy stored in the capacitor is transferred to battery B1 using boost converter 10 as a step-down converter. However, when boost converter 10 is used, there is a problem that the energy transfer efficiency is not good due to heat loss due to reactor L, switching elements Q1 and Q2, and diodes D1 and D2.

図9は、実施の形態2に係る車両200の構成を示した回路図である。
図9を参照して、車両の電源装置は、バッテリB1と、蓄電用のキャパシタC3と、バッテリB1とキャパシタC3の間に接続される昇圧コンバータ10と、キャパシタC3に接続され外部から電力入力を受けてキャパシタC3を介してバッテリB1に対して充電を行なう充電回路6と、昇圧コンバータ10および充電回路6の制御を行なう制御装置260とを備える。制御装置260は、充電回路6に対して外部から電力の入力があるときは、キャパシタC3の電圧がバッテリB1の充電電圧に近い所定の電圧に降下するまでキャパシタC3に蓄積されたエネルギをバッテリB1に移送させてから充電回路6による充電を行なう。好ましくは、キャパシタC3は、直列に接続された複数のキャパシタセルを含む。接続部CUは、複数のキャパシタセルの端部電極および中間電極のうちから選択した1対の電極をバッテリB1に接続する。制御装置260は、接続部の1対の電極の選択を順次変更する。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of vehicle 200 according to the second embodiment.
Referring to FIG. 9, the power supply device for the vehicle includes battery B1, power storage capacitor C3, boost converter 10 connected between battery B1 and capacitor C3, and external power input connected to capacitor C3. A charging circuit 6 that receives and charges battery B1 through capacitor C3 and a control device 260 that controls boost converter 10 and charging circuit 6 are provided. When there is external power input to charging circuit 6, control device 260 uses battery B1 to store the energy stored in capacitor C3 until the voltage of capacitor C3 drops to a predetermined voltage close to the charging voltage of battery B1. Then, charging by the charging circuit 6 is performed. Preferably, capacitor C3 includes a plurality of capacitor cells connected in series. Connection unit CU connects a pair of electrodes selected from end electrodes and intermediate electrodes of a plurality of capacitor cells to battery B1. The control device 260 sequentially changes the selection of the pair of electrodes of the connection unit.

車両200は、図5に示した車両100の構成においてキャパシタC3は直列に接続されたキャパシタモジュールCAP1〜CAP6を含む。車両200は、さらに、キャパシタモジュールCAP1〜CAP6の端部電極および中間電極のうちの1対の電極を選択的にバッテリB1に接続するための接続部CUと、接続部CUの1対の電極の選択を順次変更する制御装置260を含む。車両200の他の部分については、図1の車両100と同様であるので説明は繰返さない。   Vehicle 200 includes capacitor modules CAP1 to CAP6 in which capacitor C3 is connected in series in the configuration of vehicle 100 shown in FIG. Vehicle 200 further includes a connection unit CU for selectively connecting a pair of electrodes of the end electrodes and intermediate electrodes of capacitor modules CAP1 to CAP6 to battery B1, and a pair of electrodes of connection unit CU. A control device 260 for sequentially changing the selection is included. Since other parts of vehicle 200 are similar to those of vehicle 100 in FIG. 1, description thereof will not be repeated.

接続部CUは、電源ラインPL2と電源ラインPL1とを接続するリレーRA1と、キャパシタモジュールCAP1,CAP2の中間電極を電源ラインPL1と接続するリレーRA2と、キャパシタモジュールCAP2,CAP3の中間電源と電源ラインPL1とを接続するリレーRA3とを含む。   Connection unit CU includes relay RA1 that connects power supply line PL2 and power supply line PL1, relay RA2 that connects the intermediate electrodes of capacitor modules CAP1 and CAP2 to power supply line PL1, and intermediate power supplies and power supply lines of capacitor modules CAP2 and CAP3. And relay RA3 for connecting to PL1.

接続部CUは、さらに、キャパシタモジュールCAP3,CAP4の中間電極を電源ラインPL1と接続するリレーRA4と、キャパシタモジュールCAP4,CAP5の中間電極を電源ラインPL1と接続するリレーRA5と、キャパシタモジュールCAP5,CAP6の中間電源と電源ラインPL1とを接続するリレーRA6とを含む。   Connection unit CU further includes relay RA4 that connects the intermediate electrodes of capacitor modules CAP3 and CAP4 to power supply line PL1, relay RA5 that connects the intermediate electrodes of capacitor modules CAP4 and CAP5 to power supply line PL1, and capacitor modules CAP5 and CAP6. Relay RA6 that connects the intermediate power supply and power supply line PL1.

接続部CUは、さらに、キャパシタモジュールCAP1,CAP2の中間電極と接地ラインSLとを接続するリレーRB1と、キャパシタモジュールCAP2,CAP3の中間電極と接地ラインSLとを接続するリレーRB2と、キャパシタモジュールCAP3,CAP4の中間電極と接地ラインSLとを接続するリレーRB3と、キャパシタモジュールCAP4,CAP5の中間電極と接地ラインSLとを接続するリレーRB4と、キャパシタモジュールCAP5,CAP6の中間電極と接地ラインSLとを接続するリレーRB5と、キャパシタモジュールCAP6の一端を接地ラインSLに接続するリレーRB6とを含む。   The connection unit CU further includes a relay RB1 that connects the intermediate electrodes of the capacitor modules CAP1 and CAP2 and the ground line SL, a relay RB2 that connects the intermediate electrodes of the capacitor modules CAP2 and CAP3 and the ground line SL, and a capacitor module CAP3. , A relay RB3 connecting the intermediate electrode of CAP4 and the ground line SL, a relay RB4 connecting the intermediate electrode of the capacitor modules CAP4 and CAP5 and the ground line SL, and an intermediate electrode of the capacitor modules CAP5 and CAP6 and the ground line SL And a relay RB6 that connects one end of the capacitor module CAP6 to the ground line SL.

図10は、制御装置260で実行されるプログラムの制御構造を示したフローチャートである。なお、図10の処理は、図6のステップS6に代えて行なわれるステップS6Aの処理である。   FIG. 10 is a flowchart showing a control structure of a program executed by control device 260. The process of FIG. 10 is a process of step S6A performed in place of step S6 of FIG.

図9、図10を参照して、まず処理が開始されると制御装置260は、ステップS21〜S26においてキャパシタモジュール1個の両端の電極を順次1対の電極として選択していく処理を行なう。そしてステップS27〜S29において直列に接続されたキャパシタモジュール2個の両端の電極を1対の電極として選択して順次切換える処理を行なう。そしてステップS30,S31において直列に接続されたキャパシタモジュール3個の両端の電極を1対の電極として選択して接続する処理を順次行なう。最後にステップS32において6個に直列に接続されたキャパシタモジュールの両端をバッテリB1に接続する処理を行なう。   Referring to FIGS. 9 and 10, when the process is started, control device 260 performs a process of sequentially selecting electrodes at both ends of one capacitor module as a pair of electrodes in steps S21 to S26. In steps S27 to S29, the electrodes at both ends of the two capacitor modules connected in series are selected as a pair of electrodes and sequentially switched. In steps S30 and S31, the process of selecting and connecting the electrodes at both ends of the three capacitor modules connected in series as a pair of electrodes is sequentially performed. Finally, in step S32, a process of connecting both ends of the six capacitor modules connected in series to the battery B1 is performed.

より具体的に各ステップの処理を説明する。まず処理が開始されると、ステップS21において制御装置260はリレーRA1およびRB1を、ともにオフ状態から所定時間またはキャパシタモジュールCAP1の電極間電圧に所定の電圧降下が生じる時間が経過するまでオン状態とし、その後再びオフ状態に変化させる。   The process of each step will be described more specifically. First, when the process is started, in step S21, control device 260 turns on relays RA1 and RB1 until both of the relays RA1 and RB1 have been turned off for a predetermined time or until a predetermined voltage drop has occurred in the inter-electrode voltage of capacitor module CAP1. Then, it is changed to the off state again.

たとえば、車両停止時においてキャパシタC3の両端の電圧VHが700Vであったとする。そして、バッテリB1の電圧がたとえば100Vであったとする。700Vのキャパシタユニットを直接100VのバッテリB1に接続すると、その差が600Vもあるので、バッテリB1の充電には過大な電流がバッテリB1に流れてしまい、バッテリB1が過熱してしまう。   For example, it is assumed that the voltage VH across the capacitor C3 is 700V when the vehicle is stopped. Assume that the voltage of battery B1 is, for example, 100V. If a 700V capacitor unit is directly connected to a 100V battery B1, the difference is as much as 600V. Therefore, an excessive current flows to the battery B1 to charge the battery B1, and the battery B1 is overheated.

キャパシタC3は、直列に接続された多数のキャパシタセルを含むものであり、これをたとえば6つのキャパシタモジュールCAP1〜CAP6に分割する。各キャパシタモジュールCAP1は複数の直列接続されたキャパシタセルを含む。   The capacitor C3 includes a large number of capacitor cells connected in series, and is divided into, for example, six capacitor modules CAP1 to CAP6. Each capacitor module CAP1 includes a plurality of capacitor cells connected in series.

700Vの電圧は、キャパシタモジュールCAP1〜CAP6に116Vずつ分担される。キャパシタモジュールの電極間電圧とバッテリB1の電圧との差は16Vであり、各キャパシタモジュールはバッテリB1に接続することが可能である。   The voltage of 700V is shared by the capacitor modules CAP1 to CAP6 by 116V. The difference between the voltage between the electrodes of the capacitor module and the voltage of the battery B1 is 16V, and each capacitor module can be connected to the battery B1.

次に、ステップS22において、制御装置260はリレーRA2およびRB2を、ともにオフ状態から所定時間またはキャパシタモジュールCAP2の電極間電圧に所定の電圧降下が生じる時間が経過するまでオン状態とし、その後再びオフ状態に変化させる。   Next, in step S22, control device 260 turns both relays RA2 and RB2 on until a predetermined time or a time during which a predetermined voltage drop occurs in the inter-electrode voltage of capacitor module CAP2 from the off state, and then turns off again. Change to state.

続いてステップS23において、制御装置260はリレーRA3およびRB3を、ともにオフ状態から所定時間またはキャパシタモジュールCAP3の電極間電圧に所定の電圧降下が生じる時間が経過するまでオン状態とし、その後再びオフ状態に変化させる。   Subsequently, in step S23, control device 260 turns relays RA3 and RB3 on from the OFF state until a predetermined time or a time during which a predetermined voltage drop occurs in the inter-electrode voltage of capacitor module CAP3, and then turns OFF again. To change.

続いてステップS24において、制御装置260はリレーRA4およびRB4を、ともにオフ状態から所定時間またはキャパシタモジュールCAP4の電極間電圧に所定の電圧降下が生じる時間が経過するまでオン状態とし、その後再びオフ状態に変化させる。   Subsequently, in step S24, control device 260 turns on relays RA4 and RB4 from the off state until a predetermined time or a time during which a predetermined voltage drop occurs in the interelectrode voltage of capacitor module CAP4, and then turns off again. To change.

続いてステップS25において、制御装置260はリレーRA5およびRB5を、ともにオフ状態から所定時間またはキャパシタモジュールCAP5の電極間電圧に所定の電圧降下が生じる時間が経過するまでオン状態とし、その後再びオフ状態に変化させる。   Subsequently, in step S25, control device 260 turns on relays RA5 and RB5 from the off state until a predetermined time or a time during which a predetermined voltage drop occurs in the voltage between electrodes of capacitor module CAP5, and then turns off again. To change.

続いてステップS26において、制御装置260はリレーRA6およびRB6を、ともにオフ状態から所定時間またはキャパシタモジュールCAP6の電極間電圧に所定の電圧降下が生じる時間が経過するまでオン状態とし、その後再びオフ状態に変化させる。   Subsequently, in step S26, control device 260 turns relays RA6 and RB6 both on for a predetermined time or a time during which a predetermined voltage drop occurs in the inter-electrode voltage of capacitor module CAP6 from the off state, and then again in the off state. To change.

バッテリB1の電圧は、充電により上昇するが説明の簡単のためこれを無視すると、以上の処理が行なわれることにより、キャパシタモジュールCAP1〜CAP6からエネルギがバッテリに対して放出されたことにより、各キャパシタモジュールCAP1〜CAP6の電圧は、たとえば116Vから100V付近に降下する。そしてキャパシタ全体で分担する電圧は600V程度まで低下する。   The voltage of the battery B1 rises due to charging, but for the sake of simplicity of explanation, if this is ignored, the above processing is performed, so that energy is discharged from the capacitor modules CAP1 to CAP6 to each battery. The voltage of the modules CAP1 to CAP6 drops, for example, from 116V to around 100V. The voltage shared by the entire capacitor is reduced to about 600V.

600Vの電圧は、キャパシタモジュールCAP1〜CAP6に100Vずつ分担される。これを2つのキャパシタモジュールごとに分けると分担電圧は200Vずつである。2つキャパシタモジュールの電極間電圧とバッテリB1の電圧との差は約100Vであり、各キャパシタモジュールはバッテリB1に接続することが可能となる。   The voltage of 600V is shared by the capacitor modules CAP1 to CAP6 by 100V. When this is divided into two capacitor modules, the shared voltage is 200V. The difference between the voltage between the electrodes of the two capacitor modules and the voltage of the battery B1 is about 100 V, and each capacitor module can be connected to the battery B1.

したがって、ステップS27において、制御装置260は、リレーRA1およびRB2を、ともにオフ状態から所定時間またはキャパシタモジュールCAP1とCAP2を直列に接続した部分の電極間電圧に所定の電圧降下が生じる時間が経過するまでオン状態とし、その後再びオフ状態に変化させる。   Therefore, in step S27, control device 260 causes relays RA1 and RB2 to be turned off for a predetermined time or a time during which a predetermined voltage drop occurs in the interelectrode voltage at the portion where capacitor modules CAP1 and CAP2 are connected in series. Until it is turned on and then turned off again.

同様に、ステップS28において、制御装置260は、リレーRA3およびRB4を、ともにオフ状態から所定時間またはキャパシタモジュールCAP3とCAP4を直列に接続した部分の電極間電圧に所定の電圧降下が生じる時間が経過するまでオン状態とし、その後再びオフ状態に変化させる。   Similarly, in step S28, control device 260 causes relays RA3 and RB4 to be turned off for a predetermined time or a time during which a predetermined voltage drop occurs in the interelectrode voltage at the part where capacitor modules CAP3 and CAP4 are connected in series. Until it is turned on, and then changed to the off state again.

さらに同様に、ステップS29において、制御装置260は、リレーRA5およびRB6を、ともにオフ状態から所定時間またはキャパシタモジュールCAP5とCAP6を直列に接続した部分の電極間電圧に所定の電圧降下が生じる時間が経過するまでオン状態とし、その後再びオフ状態に変化させる。   Further, similarly, in step S29, control device 260 determines that relay RA5 and RB6 are both turned off for a predetermined time or a time during which a predetermined voltage drop occurs in the interelectrode voltage at the part where capacitor modules CAP5 and CAP6 are connected in series. It is turned on until it has elapsed, and then changed to the off state again.

バッテリB1の電圧は、充電により上昇するが説明の簡単のためこれを無視すると、以上の処理が行なわれることにより、キャパシタモジュールCAP1〜CAP6からエネルギがバッテリに対して放出されたことにより、各キャパシタモジュール2つの組の電圧は、たとえば200Vから100V付近に降下する。そしてキャパシタ全体で分担する電圧は300V程度まで低下する。   The voltage of the battery B1 rises due to charging, but for the sake of simplicity of explanation, if this is ignored, the above processing is performed, so that energy is discharged from the capacitor modules CAP1 to CAP6 to each battery. The voltage of the two sets of modules drops, for example, from 200V to around 100V. The voltage shared by the entire capacitor is reduced to about 300V.

300Vの電圧は、キャパシタモジュールCAP1〜CAP6に50Vずつ分担される。これを3つのキャパシタモジュールごとに分けると分担電圧は150Vずつである。3つキャパシタモジュールの電極間電圧とバッテリB1の電圧との差は約50Vであり、各キャパシタモジュールはバッテリB1に接続することが可能となる。   The voltage of 300V is shared by the capacitor modules CAP1 to CAP6 by 50V. If this is divided into three capacitor modules, the shared voltage is 150V. The difference between the voltage between the electrodes of the three capacitor modules and the voltage of the battery B1 is about 50 V, and each capacitor module can be connected to the battery B1.

したがって、ステップS30において、制御装置260は、リレーRA1およびRB3を、ともにオフ状態から所定時間またはキャパシタモジュールCAP1〜CAP3を直列に接続した部分の電極間電圧に所定の電圧降下が生じる時間が経過するまでオン状態とし、その後再びオフ状態に変化させる。   Therefore, in step S30, control device 260 causes relays RA1 and RB3 to be turned off for a predetermined time or a time during which a predetermined voltage drop occurs in the interelectrode voltage at the portion where capacitor modules CAP1 to CAP3 are connected in series. Until it is turned on and then turned off again.

同様に、ステップS31において、制御装置260は、リレーRA4およびRB6を、ともにオフ状態から所定時間またはキャパシタモジュールCAP4〜CAP6を直列に接続した部分の電極間電圧に所定の電圧降下が生じる時間が経過するまでオン状態とし、その後再びオフ状態に変化させる。   Similarly, in step S31, control device 260 determines that relay RA4 and RB6 are both turned off for a predetermined time or a time during which a predetermined voltage drop occurs in the voltage between the electrodes where capacitor modules CAP4 to CAP6 are connected in series. Until it is turned on, and then changed to the off state again.

バッテリB1の電圧は、充電により上昇するが説明の簡単のためこれを無視すると、以上の処理が行なわれることにより、キャパシタモジュールCAP1〜CAP6からエネルギがバッテリに対して放出されたことにより、各キャパシタモジュール3つの組の電圧は、たとえば150Vから100V付近に降下する。そしてキャパシタ全体で分担する電圧は200V程度まで低下する。キャパシタモジュール全体の電極間電圧とバッテリB1の電圧との差は約100Vであり、キャパシタモジュール全体をバッテリB1に接続することが可能となる。   The voltage of the battery B1 rises due to charging, but for the sake of simplicity of explanation, if this is ignored, the above processing is performed, so that energy is discharged from the capacitor modules CAP1 to CAP6 to each battery. The voltage of the set of three modules drops, for example, from 150V to around 100V. The voltage shared by the entire capacitor is reduced to about 200V. The difference between the voltage between the electrodes of the entire capacitor module and the voltage of the battery B1 is about 100 V, and the entire capacitor module can be connected to the battery B1.

したがって、ステップS32において、制御装置260は、リレーRA1およびRB6を、ともにオフ状態からオン状態としキャパシタのエネルギをバッテリに移送する。   Therefore, in step S32, control device 260 switches relays RA1 and RB6 from the off state to the on state, and transfers the energy of the capacitor to the battery.

以上のように、制御装置260は、キャパシタユニットの電圧の変化に対応して制御部CUにおける1対の電極の選択を順次変更する。放電に要する所定時間を予め求めておき各接続時間としておいても良いし、またキャパシタモジュール毎に電圧センサを設けておきキャパシタモジュールの電圧を監視しながら接続変更を行なっても良い。   As described above, the control device 260 sequentially changes the selection of the pair of electrodes in the control unit CU in response to the change in the voltage of the capacitor unit. A predetermined time required for discharging may be obtained in advance and set as each connection time, or a voltage sensor may be provided for each capacitor module to change the connection while monitoring the voltage of the capacitor module.

そしてステップS32の処理が終了するとステップS33において制御は再び図6のステップS7に移される。もし、ステップS8以降で充電が行なわれることになれば、昇圧コンバータ10を介さずにリレーRA1によって直接電源ラインPL1とPL2が接続された状態となっているので、リアクトルLおよびトランジスタQ1における充電時の損失も低減される。   When the processing in step S32 is completed, control is again transferred to step S7 in FIG. 6 in step S33. If charging is to be performed after step S8, power supply lines PL1 and PL2 are directly connected by relay RA1 without going through boost converter 10, so that reactor L and transistor Q1 are charged. Loss is also reduced.

なお、キャパシタモジュールの分割数をさらに細かくして選択を制御すれば、選択したキャパシタモジュールのグループとバッテリの電圧の差をさらに小さくすることも可能である。   If the selection is controlled by further dividing the number of divisions of the capacitor modules, the difference between the selected capacitor module group and the voltage of the battery can be further reduced.

以上説明したように、実施の形態2においてはスイッチング素子やリアクトルを用いずにリレー回路の繋ぎ換えにおいて徐々にキャパシタユニット中のエネルギをバッテリ側に移送する。リレー回路は発熱等の問題が少なく電気損失は半導体スイッチング素子に比べて小さくなる。   As described above, in the second embodiment, the energy in the capacitor unit is gradually transferred to the battery side in switching the relay circuit without using a switching element or a reactor. The relay circuit has less problems such as heat generation, and the electrical loss is smaller than that of the semiconductor switching element.

またキャパシタモジュールからの電圧を放電する際に、電圧の差が充電をすることが可能でかつ過大な差にならないように、端部電極および中間電極の中から1対の電極を適切に順次選択しながら接続切換を行なうので、電圧差が大きい場合に問題となるリレーのスパークによる溶着などの問題を避けることができる。   In addition, when discharging the voltage from the capacitor module, a pair of electrodes are appropriately selected sequentially from the end electrode and the intermediate electrode so that the voltage difference can be charged and does not become an excessive difference. However, since the connection is switched, problems such as welding due to the spark of the relay, which is a problem when the voltage difference is large, can be avoided.

そしてステップS32においてはリレーRA1,RB6が導通を維持した状態において充電回路6による商用電源からの充電が実行されるので、昇圧コンバータ10を介することがなくスイッチング素子やリアクトルにおける発熱による損失を低減させることができる。   In step S32, charging from the commercial power source is performed by the charging circuit 6 in a state where the relays RA1 and RB6 are kept conductive, so that loss due to heat generation in the switching element and the reactor is reduced without going through the boost converter 10. be able to.

なお、充電時には車両走行時ほどの大電流を流すことはないのでリレーRA1〜RA6,RB1〜RB6は、電流容量100A以上のシステムメインリレーSMR1〜SMR3と比べて数A程度の電流容量の小さなリレーでよい。   It should be noted that the relays RA1 to RA6 and RB1 to RB6 have a small current capacity of about several A compared to the system main relays SMR1 to SMR3 having a current capacity of 100 A or more because a current as large as that during vehicle travel does not flow during charging. It's okay.

[実施の形態3]
実施の形態1,2においてはバッテリB1と同程度の電圧になるまで大容量キャパシタに蓄積されたエネルギをバッテリ側に移送した。しかしながら車両停止状態において運転者が車両から離れる場合にはバッテリユニット以外の部分には高電圧状態が残っているのは好ましくないのでキャパシタに蓄積されていた残りのエネルギはモータジェネレータ部分で熱として放電していた。この放電していたエネルギについてもバッテリに転送してやることが望ましい。
[Embodiment 3]
In the first and second embodiments, the energy stored in the large-capacity capacitor is transferred to the battery side until the voltage is about the same as that of the battery B1. However, when the driver leaves the vehicle while the vehicle is stopped, it is not preferable that the high voltage state remains in the part other than the battery unit, so the remaining energy stored in the capacitor is discharged as heat in the motor generator part. Was. It is desirable to transfer the discharged energy to the battery.

図11は、実施の形態3に係る車両300のバッテリとキャパシタ間の構成を示した図である。   FIG. 11 is a diagram showing a configuration between a battery and a capacitor of vehicle 300 according to the third embodiment.

図11を参照して、車両300は、図5に示した車両100または図9に示した車両200の構成において昇圧コンバータ10に代えて昇圧コンバータ10Aを含む。昇圧コンバータ10Aは電源ラインPL2が電源ラインPL1より低い場合においては電源ラインPL2の電圧を昇圧して電源ラインPL1側にエネルギを移すことが可能な構成となっている。   Referring to FIG. 11, vehicle 300 includes a boost converter 10A in place of boost converter 10 in the configuration of vehicle 100 shown in FIG. 5 or vehicle 200 shown in FIG. Boost converter 10A is configured to boost the voltage of power supply line PL2 and transfer energy to power supply line PL1 when power supply line PL2 is lower than power supply line PL1.

すなわち昇圧コンバータ10Aは、リアクトルLと、npn型トランジスタQ1,Q2,Q1A,Q2Aと、ダイオードD1,D2,D1A,D2Aとを含む。npn型トランジスタQ1,Q2は、電源ラインPL2と接地ラインSLとの間に直列に接続され、制御装置からの信号をベースに受ける。そして各npn型トランジスタQ1,Q2のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにダイオードD1,D2がそれぞれ接続される。   That is, boost converter 10A includes a reactor L, npn transistors Q1, Q2, Q1A, Q2A, and diodes D1, D2, D1A, D2A. Npn transistors Q1 and Q2 are connected in series between power supply line PL2 and ground line SL, and receive a signal from the control device as a base. Diodes D1 and D2 are connected between the collectors and emitters of the npn transistors Q1 and Q2, respectively, so that current flows from the emitter side to the collector side.

npn型トランジスタQ1A,Q2Aは、電源ラインPL1と接地ラインSLとの間に直列に接続され、制御装置からの信号をベースに受ける。そして、各npn型トランジスタQ1A,Q2Aのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにダイオードD1A,D2Aがそれぞれ接続される。リアクトルLはnpn型トランジスタQ1A,Q2Aの接続ノードに一方端が接続され、npn型トランジスタQ1,Q2の接続ノードに他方端が接続される。   Npn transistors Q1A and Q2A are connected in series between power supply line PL1 and ground line SL, and receive a signal from the control device as a base. Diodes D1A and D2A are connected between the collectors and emitters of the npn transistors Q1A and Q2A so that current flows from the emitter side to the collector side. Reactor L has one end connected to a connection node of npn transistors Q1A and Q2A, and the other end connected to a connection node of npn transistors Q1 and Q2.

昇圧コンバータ10Aを、たとえばこのような構成とすることにより、キャパシタC3の電圧がバッテリB1の端子電圧よりも低くなった場合においてもキャパシタC3に蓄積されている残りのエネルギをバッテリB1側に転送することが可能となり、一層エネルギ効率が向上した車両の電源装置を実現することができる。   Boost converter 10A has such a configuration, for example, so that the remaining energy stored in capacitor C3 is transferred to battery B1 even when the voltage of capacitor C3 becomes lower than the terminal voltage of battery B1. Therefore, it is possible to realize a vehicle power supply apparatus with further improved energy efficiency.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

この発明の実施の形態に係る車両の概略ブロック図である。1 is a schematic block diagram of a vehicle according to an embodiment of the present invention. 図1に示した制御装置60の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the control apparatus 60 shown in FIG. 図2に示したコンバータ制御部61の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the converter control part 61 shown in FIG. 図2に示した第1および第2のインバータ制御部62,63の機能ブロック図である。FIG. 3 is a functional block diagram of first and second inverter control units 62 and 63 shown in FIG. 2. 図1の回路図について大容量キャパシタC3からバッテリB1にエネルギを移送する主要構成を示した概略回路図である。2 is a schematic circuit diagram showing a main configuration for transferring energy from a large-capacitance capacitor C3 to a battery B1 in the circuit diagram of FIG. キャパシタC3のエネルギをバッテリB1に移送させる際に制御装置60で実行されるプログラム制御構造を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the program control structure performed with the control apparatus 60 when transferring the energy of the capacitor C3 to the battery B1. 図1の回路図を充電に関する部分に簡略化して示した図である。It is the figure which simplified and showed the circuit diagram of FIG. 1 in the part regarding charge. 充電時のトランジスタの制御状態を示した図である。It is the figure which showed the control state of the transistor at the time of charge. 実施の形態2に係る車両200の構成を示した回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a vehicle 200 according to a second embodiment. 制御装置260で実行されるプログラムの制御構造を示したフローチャートである。3 is a flowchart showing a control structure of a program executed by control device 260. 実施の形態3に係る車両300のバッテリとキャパシタ間の構成を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration between a battery and a capacitor of a vehicle 300 according to a third embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

2 車輪、3 動力分配機構、4 エンジン、6 充電回路、10,10A 昇圧コンバータ、20,30 インバータ、22,32 U相アーム、24,34 V相アーム、26,36 W相アーム、40 リレー回路、50 コネクタ、52 着座センサ、53 ドア開閉センサ、55 商用電源、60,260 制御装置、61 コンバータ制御部、62,63 インバータ制御部、64 電力入力制御部、70,72,73,74 電圧センサ、80,82,84 電流センサ、100,200,300 車両、112 インバータ入力電圧指令演算部、114 フィードバック電圧指令演算部、116 デューティー比演算部、118,122 PWM信号変換部、120 モータ制御用相電圧演算部、ACL1,ACL2 電力入力ライン、B1 バッテリ、BU バッテリユニット、C1,C2 平滑用コンデンサ、C3 蓄電用大容量キャパシタ、CAP1〜CAP6 キャパシタモジュール、CU 接続部、D1,D2,D1A,D2A,D11〜D16,D21〜D26 ダイオード、L リアクトル、MG1,MG2 モータジェネレータ、N1,N2 中性点、PL1,PL2 電源ライン、Q1,Q2,Q1A,Q2A,Q11〜Q16,Q21〜Q26 トランジスタ、RA1〜RA6,RB1〜RB6,RY1,RY2 リレー、SL 接地ライン、SMR1〜SMR3 システムメインリレー、U1,U2 U相コイル、UL1,UL2 U相ライン、V1,V2 V相コイル、VL1,VL2 V相ライン、W1,W2 W相コイル、WL1,WL2 W相ライン。   2 wheel, 3 power distribution mechanism, 4 engine, 6 charging circuit, 10, 10A boost converter, 20, 30 inverter, 22, 32 U phase arm, 24, 34 V phase arm, 26, 36 W phase arm, 40 relay circuit , 50 connector, 52 seating sensor, 53 door opening / closing sensor, 55 commercial power supply, 60, 260 control device, 61 converter control unit, 62, 63 inverter control unit, 64 power input control unit, 70, 72, 73, 74 voltage sensor 80, 82, 84 Current sensor, 100, 200, 300 Vehicle, 112 Inverter input voltage command calculation unit, 114 Feedback voltage command calculation unit, 116 Duty ratio calculation unit, 118, 122 PWM signal conversion unit, 120 Motor control phase Voltage calculation unit, ACL1, ACL2 power input line, B1 Battery, BU battery unit, C1, C2 smoothing capacitor, C3 large capacity capacitor, CAP1-CAP6 capacitor module, CU connection, D1, D2, D1A, D2A, D11-D16, D21-D26 diode, L reactor, MG1, MG2 Motor generator, N1, N2 neutral point, PL1, PL2 power line, Q1, Q2, Q1A, Q2A, Q11-Q16, Q21-Q26 transistors, RA1-RA6, RB1-RB6, RY1, RY2 relay, SL Ground line, SMR1-SMR3 system main relay, U1, U2 U phase coil, UL1, UL2 U phase line, V1, V2 V phase coil, VL1, VL2 V phase line, W1, W2 W phase coil, WL1, WL2 W phase line.

Claims (11)

二次電池と、
キャパシタと、
前記二次電池と前記キャパシタの間に接続される電圧変換回路と、
前記キャパシタに接続され外部から電力入力を受けて前記キャパシタおよび前記電圧変換回路を介して前記二次電池に対して充電を行なう充電回路と、
前記電圧変換回路および前記充電回路の制御を行なう制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記充電回路に対して外部から電力の入力があるときは、前記キャパシタの電圧が前記二次電池の充電電圧に近い所定の電圧に降下するまで前記キャパシタに蓄積されたエネルギを前記電圧変換回路を用いて前記二次電池に移送させてから前記充電回路による充電を行なう、車両の電源装置。
A secondary battery,
A capacitor;
A voltage conversion circuit connected between the secondary battery and the capacitor;
A charging circuit connected to the capacitor and receiving power input from the outside to charge the secondary battery via the capacitor and the voltage conversion circuit;
A control device for controlling the voltage conversion circuit and the charging circuit;
When there is external power input to the charging circuit, the control device stores the energy stored in the capacitor until the voltage of the capacitor drops to a predetermined voltage close to the charging voltage of the secondary battery. A power supply device for a vehicle, which is charged by the charging circuit after being transferred to the secondary battery using the voltage conversion circuit.
二次電池と、
キャパシタと、
前記二次電池と前記キャパシタの間に接続される電圧変換回路と、
前記二次電池と前記キャパシタの間に前記電圧変換回路と並列的に接続され、前記キャパシタの電極を前記二次電池に接続する接続部と、
前記電圧変換回路および前記接続部の制御を行なう制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記キャパシタ側から前記二次電池側に向けて充電を行なう場合において、前記接続部によって前記キャパシタの電極を前記二次電池に接続する第1の充電制御モードを動作モードとして有する、車両の電源装置。
A secondary battery,
A capacitor;
A voltage conversion circuit connected between the secondary battery and the capacitor;
A connection part connected in parallel with the voltage conversion circuit between the secondary battery and the capacitor, and connecting an electrode of the capacitor to the secondary battery;
A control device for controlling the voltage conversion circuit and the connecting portion;
The control device has, as an operation mode, a first charge control mode in which an electrode of the capacitor is connected to the secondary battery by the connecting portion when charging is performed from the capacitor side toward the secondary battery side. , Vehicle power supply.
前記制御装置は、前記キャパシタ側から前記二次電池側に向けて充電を行なう場合において、前記電圧変換回路によって前記キャパシタの電圧を変換して前記二次電池に与える第2の充電制御モードを動作モードとしてさらに有する、請求項2に記載の車両の電源装置。   The control device operates a second charge control mode in which the voltage of the capacitor is converted by the voltage conversion circuit and applied to the secondary battery when charging is performed from the capacitor side toward the secondary battery side. The power supply device for a vehicle according to claim 2, further comprising a mode. 前記車両の電源装置は、
前記キャパシタに接続され外部から電力入力を受けて、前記二次電池に対して充電を行なう充電回路をさらに備え、
前記制御装置は、前記充電回路に与えられた外部電力によって前記二次電池に充電を行なう場合には前記第1の充電制御モードを前記動作モードとして選択する、請求項3に記載の車両の電源装置。
The power supply device of the vehicle is
The battery further comprises a charging circuit that is connected to the capacitor and receives electric power input from the outside, and charges the secondary battery.
4. The vehicle power source according to claim 3, wherein the control device selects the first charge control mode as the operation mode when the secondary battery is charged with external power given to the charging circuit. 5. apparatus.
前記キャパシタは、
直列に接続された複数のキャパシタセルを含み、
前記接続部は、前記複数のキャパシタセルの端部電極および中間電極のうちから選択した1対の電極を前記二次電池に接続し、
前記制御装置は、前記接続部の前記1対の電極の選択を順次変更する、請求項2に記載の車両の電源装置。
The capacitor is
Including a plurality of capacitor cells connected in series;
The connection portion connects a pair of electrodes selected from end electrodes and intermediate electrodes of the plurality of capacitor cells to the secondary battery,
The power supply device for a vehicle according to claim 2, wherein the control device sequentially changes selection of the pair of electrodes of the connection portion.
二次電池と、
キャパシタとを備え、
前記キャパシタは、
直列に接続された複数のキャパシタセルと、
前記複数のキャパシタセルの端部電極および中間電極のうちから選択した1対の電極を前記二次電池に接続する接続部とを含み、
前記接続部の前記1対の電極の選択を順次変更する制御装置をさらに備える、車両の電源装置。
A secondary battery,
With a capacitor,
The capacitor is
A plurality of capacitor cells connected in series;
A connection portion for connecting a pair of electrodes selected from the end electrodes and the intermediate electrodes of the plurality of capacitor cells to the secondary battery,
A power supply device for a vehicle, further comprising a control device that sequentially changes the selection of the pair of electrodes of the connection portion.
前記制御装置は、前記キャパシタの電圧の変化に対応して前記1対の電極の選択を変更する、請求項6に記載の車両の電源装置。   The power supply device for a vehicle according to claim 6, wherein the control device changes selection of the pair of electrodes in response to a change in voltage of the capacitor. 前記二次電池と前記キャパシタとの間に接続され、前記制御装置の制御に従い電圧変換を行なう電圧変換回路と、
前記キャパシタに接続され外部から電力入力を受けて前記キャパシタを介して前記二次電池に対して充電を行なう充電回路と、
前記接続部および前記充電回路の制御を行なう制御装置とをさらに備え、
前記制御装置は、車両停止信号に応じて、前記電圧変換回路を停止させ、前記1対の電極の選択を順次変更して前記キャパシタと前記二次電池とを接続し、前記キャパシタに蓄積されたエネルギを前記二次電池に移送させる、請求項6に記載の車両の電源装置。
A voltage conversion circuit connected between the secondary battery and the capacitor and performing voltage conversion according to control of the control device;
A charging circuit that is connected to the capacitor and receives power input from the outside and charges the secondary battery via the capacitor;
A control device for controlling the connecting portion and the charging circuit;
The control device stops the voltage conversion circuit in response to a vehicle stop signal, sequentially changes the selection of the pair of electrodes, connects the capacitor and the secondary battery, and accumulates in the capacitor The power supply device for a vehicle according to claim 6, wherein energy is transferred to the secondary battery.
前記充電回路は、
第1、第2の端子と、
前記第1の端子に接続される第1の回転電機と、
前記第1の回転電機に対応して設けられ、前記蓄電装置との間で電力を授受する第1のインバータと、
前記第2の端子に接続される第2の回転電機と、
前記第2の回転電機に対応して設けられ、前記蓄電装置との間で電力を授受する第2のインバータと、
前記第1、第2の端子を経由して与えられる前記電力の電圧および電流を検知するセンサとを含み、
前記制御装置は、前記センサの出力に応じて、前記第1、第2の端子間に与えられる電力が直流電力に変換されて前記二次電池に与えられるように前記第1、第2のインバータに対して制御を行なう、請求項1、4および8のいずれか1項に記載の車両の電源装置。
The charging circuit is
First and second terminals;
A first rotating electrical machine connected to the first terminal;
A first inverter that is provided corresponding to the first rotating electrical machine and that exchanges power with the power storage device;
A second rotating electrical machine connected to the second terminal;
A second inverter that is provided corresponding to the second rotating electrical machine and transfers power to and from the power storage device;
A sensor for detecting a voltage and a current of the electric power supplied via the first and second terminals,
In accordance with the output of the sensor, the control device converts the power supplied between the first and second terminals into DC power and supplies the secondary battery with the first and second inverters. The power supply device for a vehicle according to claim 1, wherein control is performed on the vehicle.
前記第1の端子は、前記第1の回転電機のステータの中性点に接続され、
前記第2の端子は、前記第2の回転電機のステータの中性点に接続される、請求項9に記載の車両の電源装置。
The first terminal is connected to a neutral point of the stator of the first rotating electrical machine,
The power supply device for a vehicle according to claim 9, wherein the second terminal is connected to a neutral point of a stator of the second rotating electric machine.
前記第1の回転電機の回転軸は、車輪の回転軸と機械的に結合され、
前記車両は、
クランク軸が前記第2の回転電機の回転軸に機械的に結合された内燃機関を備える、請求項9に記載の車両の電源装置。
A rotating shaft of the first rotating electrical machine is mechanically coupled to a rotating shaft of a wheel;
The vehicle is
The power supply device for a vehicle according to claim 9, further comprising an internal combustion engine having a crankshaft mechanically coupled to a rotation shaft of the second rotating electrical machine.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008276970A (en) * 2007-04-25 2008-11-13 Toyota Motor Corp Power supply system, power supply system control method, and computer readable recording medium recording program for allowing computer to execute power supply system control method
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