JP2020198716A - Vehicle drive device - Google Patents

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Abstract

To provide a vehicle drive device that supplies a plurality of magnitudes of power source voltages for vehicle travel by a lightweight and simple constitution.SOLUTION: A vehicle drive device 10 comprises: a power source 3 in which a battery 18 and a capacitor 22 for the power source are serially connected together; a main drive motor 16 that is provided with a voltage of the battery 18; an auxiliary drive motor 20 that is provided with a total voltage (Vin) of the battery 18 and the capacitor 22 for the power source; a charging circuit 19; and a control circuit 24 for controlling the discharge and charge of the power source 3. The control circuit 24 controls the discharge and charge of the battery 18 and the capacitor 22 by operating switches SW1 to SW4 of the charging circuit 19.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、車両駆動装置に関し、特に、大きさの異なる複数の車両走行用の電源電圧を供給して車両を駆動するための車両駆動装置に関する。 The present invention relates to a vehicle drive device, and more particularly to a vehicle drive device for driving a vehicle by supplying a power supply voltage for traveling a plurality of vehicles having different sizes.

特開2015−136263号公報(特許文献1)には、車両制御回路が記載されている。この車両制御回路は、エンジンにより駆動される発電機と、電気負荷に給電するためのバッテリと、バッテリと並列接続されたキャパシタと、DC/DCコンバータとを備えている。また、この装置には、バッテリに接続された12Vの電力ラインと、キャパシタに接続された25Vの電力ラインとが設けられており、これら2つの電力ラインの間にDC/DCコンバータが設けられている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-136263 (Patent Document 1) describes a vehicle control circuit. This vehicle control circuit includes a generator driven by an engine, a battery for supplying power to an electric load, a capacitor connected in parallel with the battery, and a DC / DC converter. Further, this device is provided with a 12V power line connected to a battery and a 25V power line connected to a capacitor, and a DC / DC converter is provided between these two power lines. There is.

特許文献1の装置では、12Vの電力ライン及び25Vの電力ラインがそれぞれ対応する電気負荷を給電するようになっている。キャパシタは、車両の走行中に発電機によって充電される。また、この装置では、DC/DCコンバータが25Vの電力ラインの電力を12Vの電力に変換して、12Vの電力ラインに供給することができる。 In the device of Patent Document 1, a 12V power line and a 25V power line each supply the corresponding electric load. The capacitor is charged by the generator while the vehicle is running. Further, in this device, the DC / DC converter can convert the power of the 25V power line into the power of 12V and supply it to the power line of 12V.

特開2015−136263号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-136263

しかしながら、特許文献1の車両制御回路は、単にキャパシタ及びバッテリの電圧にそれぞれ対応する大きさの異なる2つの電源電圧を車載電気負荷に供給するだけである。したがって、より高圧の電源が車両駆動のために要求される場合には、他の蓄電装置(例えば、最大電圧(耐圧)がより大きいキャパシタや、定格電圧がより大きい別のバッテリ)を採用することになる。この場合、車両の重量増やコスト増という問題が生じる。 However, the vehicle control circuit of Patent Document 1 simply supplies two power supply voltages having different sizes corresponding to the voltages of the capacitor and the battery to the in-vehicle electric load. Therefore, if a higher voltage power source is required to drive the vehicle, another power storage device (for example, a capacitor with a higher maximum voltage (withstand voltage) or another battery with a higher rated voltage) should be adopted. become. In this case, there arises a problem of increased weight and cost of the vehicle.

従って、本発明は、軽量で且つ簡易な構成で複数の大きさの車両走行用の電源電圧を供給する車両駆動装置を提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a vehicle drive device that supplies power supply voltages for traveling vehicles of a plurality of sizes in a lightweight and simple configuration.

上述した課題を解決するために、本発明は、車両に搭載された車両駆動装置であって、充電式のバッテリと電源用キャパシタとが直列接続されている電源と、バッテリの電圧が提供される第1の車両駆動モータと、バッテリと電源用キャパシタの合計電圧が提供される第2の車両駆動モータと、電源に接続された充電回路と、充電回路を介して電源の充放電を制御する制御回路と、を備え、電源用キャパシタは、第1の端子及び第2の端子を有し、充電回路は、第1の端子及び第2の端子を有する充電用キャパシタと、充電用キャパシタの第1の端子と電源用キャパシタの第1の端子を電気的に接続及び切断するための第1のスイッチと、充電用キャパシタの第1の端子と電源用キャパシタの第2の端子を電気的に接続及び切断するための第2のスイッチと、充電用キャパシタの第2の端子とバッテリの正極端子を電気的に接続及び切断するための第3のスイッチと、充電用キャパシタの第2の端子とバッテリの負極端子を電気的に接続及び切断するための第4のスイッチと、を備え、制御回路は、第1,第2,第3及び第4のスイッチを操作して、バッテリと電源用キャパシタの充放電を制御するように構成されていることを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a vehicle drive device mounted on a vehicle, a power source in which a rechargeable battery and a power supply capacitor are connected in series, and a battery voltage. A first vehicle drive motor, a second vehicle drive motor that provides the total voltage of the battery and the power supply capacitor, a charging circuit connected to the power supply, and a control that controls charging / discharging of the power supply via the charging circuit. The power supply capacitor has a first terminal and a second terminal, and the charging circuit includes a charging capacitor having a first terminal and a second terminal, and a first charging capacitor. The first switch for electrically connecting and disconnecting the terminal of the power supply capacitor and the first terminal of the power supply capacitor, and the first terminal of the charging capacitor and the second terminal of the power supply capacitor are electrically connected and disconnected. A second switch for disconnecting, a third switch for electrically connecting and disconnecting the second terminal of the charging capacitor and the positive terminal of the battery, and a second terminal of the charging capacitor and the battery. A fourth switch for electrically connecting and disconnecting the negative electrode terminal is provided, and the control circuit operates the first, second, third and fourth switches to charge the battery and the power supply capacitor. It is characterized in that it is configured to control the discharge.

このように構成された本発明においては、電源がバッテリとキャパシタの直列接続を備えており、キャパシタに接続された第1電力ラインと、バッテリに接続された第2電力ライン5bと、を少なくとも備えている。第1電力ラインと第2電力ラインとは、異なる電源電圧を提供することができる。第1電力ラインにより第2の車両駆動モータが駆動され、第2電力ラインにより第1の駆動モータが駆動される。このように、本発明では、容易且つ簡易な構成で複数の電源電圧を供給することができる。また、本発明では、電源がバッテリと電源用キャパシタの直列接続で構成されているため、充電回路を4つの電気スイッチと、電荷バッファとしての充電用キャパシタとによる簡単な構成にすることができる。制御回路は、これら4つの電気スイッチの開閉により、バッテリと電源用キャパシタとの間で電荷の充放電を容易に行うことが可能である。 In the present invention configured as described above, the power supply includes a battery and a capacitor connected in series, and includes at least a first power line connected to the capacitor and a second power line 5b connected to the battery. ing. The first power line and the second power line can provide different power supply voltages. The first power line drives the second vehicle drive motor, and the second power line drives the first drive motor. As described above, in the present invention, a plurality of power supply voltages can be supplied with a simple and simple configuration. Further, in the present invention, since the power supply is configured by connecting the battery and the power supply capacitor in series, the charging circuit can be simply configured by four electric switches and a charging capacitor as a charge buffer. The control circuit can easily charge and discharge electric charges between the battery and the power supply capacitor by opening and closing these four electric switches.

本発明において、好ましくは、電源用キャパシタの定格電圧は、バッテリの定格電圧よりも大きい。このように構成された本発明によれば、外部電源により電源を充電する場合、バッテリの定格電圧が外部電源の下限電圧より小さくても、バッテリよりも定格電圧が大きい電源用キャパシタを直列接続することにより、車両の入力電圧値を容易に下限電圧よりも大きく維持することができる。 In the present invention, preferably, the rated voltage of the power supply capacitor is larger than the rated voltage of the battery. According to the present invention configured as described above, when the power source is charged by an external power source, even if the rated voltage of the battery is smaller than the lower limit voltage of the external power source, a power supply capacitor having a higher rated voltage than the battery is connected in series. As a result, the input voltage value of the vehicle can be easily maintained larger than the lower limit voltage.

本発明において、好ましくは、バッテリの正極端子と電源用キャパシタの第2の端子が接続されており、電源は、第1,第2,第3及び第4のスイッチの直列回路に並列接続され、充電用キャパシタは、第2のスイッチと第3のスイッチの直列回路に並列接続され、第2のスイッチと第3のスイッチの間の接続点が、バッテリの正極端子に接続されている。 In the present invention, preferably, the positive terminal of the battery and the second terminal of the power supply capacitor are connected, and the power supply is connected in parallel to the series circuit of the first, second, third and fourth switches. The charging capacitor is connected in parallel to the series circuit of the second switch and the third switch, and the connection point between the second switch and the third switch is connected to the positive terminal of the battery.

本発明において、好ましくは、制御回路は、第1及び第3のスイッチを閉状態にすると共に第2及び第4のスイッチを開状態にして、電源用キャパシタに蓄えられている電荷の一部を充電用キャパシタに蓄える第1段階と、第1及び第3のスイッチを開状態にすると共に第2及び第4のスイッチを閉状態にして、充電用キャパシタに蓄えられた電荷によりバッテリを充電する第2段階と、を複数回繰返すように充電回路を制御する。
このように構成された本発明によれば、電源用キャパシタの電荷を、充電回路を介してバッテリへ放出することにより、バッテリを充電することができる。このとき、例えば、電源用キャパシタに外部電源から充電電力を供給することにより、実質的に、外部電源によりバッテリと電源用キャパシタを同時に充電することができる。
In the present invention, preferably, the control circuit closes the first and third switches and opens the second and fourth switches to remove a part of the electric charge stored in the power supply capacitor. The first step of storing in the charging capacitor, the first and third switches are opened and the second and fourth switches are closed, and the battery is charged by the electric charge stored in the charging capacitor. The charging circuit is controlled so as to repeat the two steps and multiple times.
According to the present invention configured as described above, the battery can be charged by discharging the electric charge of the power supply capacitor to the battery via the charging circuit. At this time, for example, by supplying charging power to the power supply capacitor from an external power source, the battery and the power supply capacitor can be substantially charged at the same time by the external power source.

本発明において、好ましくは、制御回路は、第1及び第3のスイッチを開状態にすると共に第2及び第4のスイッチを閉状態にして、バッテリに蓄えられている電荷の一部を充電用キャパシタに蓄える第3段階と、第1及び第3のスイッチを閉状態にすると共に第2及び第4のスイッチを開状態にして、充電用キャパシタに蓄えられた電荷により電源用キャパシタを充電する第4段階と、を複数回繰返すように充電回路を制御する。
このように構成された本発明によれば、バッテリの電荷を、充電回路を介して電源用キャパシタへ放出することにより、電源用キャパシタを充電することができる。
In the present invention, preferably, the control circuit opens the first and third switches and closes the second and fourth switches to charge a part of the electric charge stored in the battery. The third step of storing in the capacitor, the first and third switches are closed and the second and fourth switches are opened, and the power supply capacitor is charged by the electric charge stored in the charging capacitor. The charging circuit is controlled so as to repeat the four steps and multiple times.
According to the present invention configured as described above, the power supply capacitor can be charged by discharging the electric charge of the battery to the power supply capacitor via the charging circuit.

本発明において、好ましくは、電源用キャパシタは、蓄積可能な電荷が、バッテリに蓄積可能な電荷よりも少なく構成されている。
このように構成された本発明によれば、バッテリにより電源用キャパシタを充電する場合、バッテリと電源用キャパシタの合計電圧を増加させることができる。よって、合計電圧が外部電源の下限電圧より低い場合、合計電圧を昇圧することにより、外部充電可能とすることができる。
In the present invention, preferably, the power supply capacitor is configured so that the charge that can be stored is less than the charge that can be stored in the battery.
According to the present invention configured as described above, when the power supply capacitor is charged by the battery, the total voltage of the battery and the power supply capacitor can be increased. Therefore, when the total voltage is lower than the lower limit voltage of the external power supply, the total voltage can be boosted to enable external charging.

本発明によれば、軽量で且つ簡易な構成で複数の大きさの車両走行用の電源電圧を供給する車両駆動装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a vehicle drive device that supplies power supply voltages for traveling vehicles of a plurality of sizes in a lightweight and simple configuration.

本発明の実施形態による車両駆動装置を搭載した車両のレイアウト図である。It is a layout figure of the vehicle equipped with the vehicle drive device according to the embodiment of this invention. 本発明の実施形態による車両駆動装置の各モータの出力と車速の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the output of each motor of the vehicle drive device and the vehicle speed by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による車両駆動装置の電気ブロック図である。It is an electric block diagram of the vehicle drive device by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による車両駆動装置のバッテリ、キャパシタ及び充電回路の電気回路の説明図である。It is explanatory drawing of the electric circuit of the battery, the capacitor and the charging circuit of the vehicle drive device according to the embodiment of this invention. 本発明の実施形態による車両駆動装置の外部充電処理の処理フローである。It is a processing flow of the external charge processing of the vehicle drive device according to the embodiment of this invention. 本発明の実施形態による車両駆動装置の外部充電処理内の充電前情報処理の処理フローである。It is a processing flow of pre-charging information processing in the external charging processing of a vehicle drive device according to the embodiment of this invention. 本発明の実施形態による車両駆動装置の外部充電処理内の充電処理の処理フローである。It is a processing flow of the charging process in the external charging process of the vehicle drive device according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による車両駆動装置の外部充電時における電流及び電圧の変位を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the displacement of the current and voltage at the time of external charging of the vehicle drive device by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による車両駆動装置の外部充電時の各ステージにおける電気スイッチの開閉位置及び電流の流れを示す図である。It is a figure which shows the opening / closing position of the electric switch, and the flow of electric current in each stage at the time of external charging of the vehicle drive device by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による車両駆動装置のキャパシタ充電処理の処理フローである。It is a processing flow of the capacitor charge processing of the vehicle drive device by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による車両駆動装置のキャパシタ充電処理時における電流及び電圧の変位を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the displacement of the current and voltage at the time of the capacitor charging process of the vehicle drive device by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による車両駆動装置のキャパシタ充電処理時の各ステージにおける電気スイッチの開閉位置及び電流の流れを示す図である。It is a figure which shows the opening / closing position of an electric switch, and the flow of an electric current in each stage at the time of the capacitor charging process of the vehicle drive device by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による車両駆動装置のキャパシタ放電処理の処理フローである。It is a processing flow of the capacitor discharge processing of the vehicle drive device according to the embodiment of this invention. 本発明の実施形態による車両駆動装置のキャパシタ放電処理時における電流及び電圧の変位を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the displacement of the current and voltage at the time of the capacitor discharge processing of the vehicle drive device by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による車両駆動装置のキャパシタ放電処理時の各ステージにおける電気スイッチの開閉位置及び電流の流れを示す図である。It is a figure which shows the opening / closing position of the electric switch, and the flow of electric current in each stage at the time of the capacitor discharge processing of the vehicle drive device by embodiment of this invention.

次に、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。まず、図1及び図2を参照して、本発明の実施形態による車両駆動装置の構成について説明する。図1は車両駆動装置を搭載した車両のレイアウト図であり、図2は車両駆動装置の各モータの出力と車速の関係を示す図である。 Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, the configuration of the vehicle drive device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a layout diagram of a vehicle equipped with a vehicle drive device, and FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the output of each motor of the vehicle drive device and the vehicle speed.

図1に示すように、本発明の実施形態による車両駆動装置10を搭載した車両1は、運転席よりも前方の、車両の前部に内燃機関であるエンジン12が搭載され、主駆動輪である左右一対の後輪2aを駆動する所謂FR(Front engine, Rear drive)車である。 As shown in FIG. 1, in the vehicle 1 equipped with the vehicle drive device 10 according to the embodiment of the present invention, the engine 12 which is an internal combustion engine is mounted in the front part of the vehicle in front of the driver's seat, and the main drive wheels. It is a so-called FR (Front engine, Rear drive) vehicle that drives a pair of left and right rear wheels 2a.

本発明の実施形態による車両駆動装置10は、一対の後輪2aを駆動する主駆動モータ16と、一対の前輪2bを駆動する副駆動モータ20と、これらモータへ電力供給する電源3(バッテリ18、電源用キャパシタ22)と、充電回路19と、制御回路24とを備えている。 The vehicle drive device 10 according to the embodiment of the present invention includes a main drive motor 16 for driving a pair of rear wheels 2a, an auxiliary drive motor 20 for driving a pair of front wheels 2b, and a power supply 3 (battery 18) for supplying electric power to these motors. , Power supply capacitor 22), charging circuit 19, and control circuit 24.

エンジン12は、車両1の主駆動輪である後輪2aに対する駆動力を発生するための内燃機関である。本実施形態においては、エンジン12として直列4気筒エンジンが採用されており、車両1の前部に配置されたエンジン12が動力伝達機構14を介して後輪2aを駆動するようになっている。 The engine 12 is an internal combustion engine for generating a driving force for the rear wheels 2a, which are the main driving wheels of the vehicle 1. In the present embodiment, an in-line 4-cylinder engine is adopted as the engine 12, and the engine 12 arranged at the front of the vehicle 1 drives the rear wheels 2a via the power transmission mechanism 14.

動力伝達機構14は、エンジン12及び主駆動モータ16が発生した駆動力を主駆動輪である後輪2aに伝達するように構成されている。図1に示すように、動力伝達機構14は、エンジン12及び主駆動モータ16に接続された動力伝達軸であるプロペラシャフト14a、及び変速機であるトランスミッション14bを備えている。 The power transmission mechanism 14 is configured to transmit the driving force generated by the engine 12 and the main drive motor 16 to the rear wheels 2a, which are the main drive wheels. As shown in FIG. 1, the power transmission mechanism 14 includes a propeller shaft 14a, which is a power transmission shaft connected to the engine 12 and the main drive motor 16, and a transmission 14b, which is a transmission.

主駆動モータ16は、主駆動輪に対する駆動力を発生するための電動機であって、車両1の車体上に設けられ、エンジン12の後ろ側に、エンジン12に隣接して配置されている。また、主駆動モータ16に隣接してインバータ16aが配置されており、このインバータ16aにより、バッテリ18の直流電圧が交流電圧に変換されて主駆動モータ16に供給される。さらに、図1に示すように、主駆動モータ16はエンジン12と直列に接続されており、主駆動モータ16が発生した駆動力も動力伝達機構14を介して後輪2aに伝達される。また、本実施形態においては、主駆動モータ16として、比較的低電圧(本例では、48V以下)で駆動される25kWの永久磁石電動機(永久磁石同期電動機)が採用されている。 The main drive motor 16 is an electric motor for generating a driving force for the main drive wheels, is provided on the vehicle body of the vehicle 1, is arranged behind the engine 12 and adjacent to the engine 12. Further, an inverter 16a is arranged adjacent to the main drive motor 16, and the inverter 16a converts the DC voltage of the battery 18 into an AC voltage and supplies the DC voltage to the main drive motor 16. Further, as shown in FIG. 1, the main drive motor 16 is connected in series with the engine 12, and the driving force generated by the main drive motor 16 is also transmitted to the rear wheels 2a via the power transmission mechanism 14. Further, in the present embodiment, as the main drive motor 16, a 25 kW permanent magnet electric motor (permanent magnet synchronous motor) driven at a relatively low voltage (48 V or less in this example) is adopted.

副駆動モータ20は、副駆動輪である前輪2bに対する駆動力を発生するように、前輪2b各輪に設けられている。また、副駆動モータ20はインホイールモータであり、前輪2b各輪のホイール内に夫々収容されている。また、キャパシタ22の直流電圧は、トンネル部15内に配置されたインバータ20aにより交流電圧に変換されて、各副駆動モータ20に供給される。さらに、本実施形態においては、副駆動モータ20には減速機構である減速機が設けられておらず、副駆動モータ20の駆動力は前輪2bに直接伝えられ、車輪が直接駆動される。また、本実施形態においては、各副駆動モータ20として、比較的高電圧(本例では、120V以下)で駆動される17kWの誘導電動機が夫々採用されている。 The auxiliary drive motor 20 is provided on each of the front wheels 2b so as to generate a driving force on the front wheels 2b, which are the auxiliary drive wheels. Further, the auxiliary drive motor 20 is an in-wheel motor, and is housed in each of the wheels of the front wheels 2b. Further, the DC voltage of the capacitor 22 is converted into an AC voltage by the inverter 20a arranged in the tunnel portion 15 and supplied to each auxiliary drive motor 20. Further, in the present embodiment, the auxiliary drive motor 20 is not provided with a speed reducer which is a reduction mechanism, the driving force of the auxiliary drive motor 20 is directly transmitted to the front wheels 2b, and the wheels are directly driven. Further, in the present embodiment, 17 kW induction motors driven by a relatively high voltage (120 V or less in this example) are adopted as the auxiliary drive motors 20, respectively.

電源3は、バッテリ18とキャパシタ22とが直列接続されて構成されている(図3参照)。即ち、バッテリ18の負極端子が車両1の車体アースGに接続され、バッテリ18の正極端子とキャパシタ22の負極端子とが接続されている。 The power supply 3 is configured by connecting the battery 18 and the capacitor 22 in series (see FIG. 3). That is, the negative electrode terminal of the battery 18 is connected to the vehicle body ground G of the vehicle 1, and the positive electrode terminal of the battery 18 and the negative electrode terminal of the capacitor 22 are connected.

バッテリ18は、主として主駆動モータ16を作動させる電気エネルギーを蓄積するための蓄電器である。本実施形態においては、バッテリ18として、48V、3.5kWhのリチウムイオンバッテリ(LIB)が使用されている。具体的には、バッテリ18は、複数のバッテリセル18a(図3参照)が直列接続されて構成されている。本実施形態では、1つのバッテリセル18aの定格電圧が約3Vであり、12個のバッテリセル18aが直列接続されている。 The battery 18 is a capacitor for storing electrical energy that mainly operates the main drive motor 16. In this embodiment, a 48V, 3.5kWh lithium ion battery (LIB) is used as the battery 18. Specifically, the battery 18 is configured by connecting a plurality of battery cells 18a (see FIG. 3) in series. In the present embodiment, the rated voltage of one battery cell 18a is about 3V, and 12 battery cells 18a are connected in series.

キャパシタ22は、車両1の前輪2b各輪に設けられた副駆動モータ20に電力を供給するための蓄電器である。キャパシタ22は、車両1後部において、プラグイン式の充電回路19と概ね対称の位置に配置される。本実施形態においては、キャパシタ22は、耐圧72V、数ファラッド程度の静電容量を有する。なお、副駆動モータ20は、主駆動モータ16よりも高い電圧で駆動されるモータであり、主としてキャパシタ22に蓄積された電気エネルギーにより駆動される。 The capacitor 22 is a power storage device for supplying electric power to the auxiliary drive motor 20 provided on each of the front wheels 2b of the vehicle 1. The capacitor 22 is arranged at the rear portion of the vehicle 1 at a position substantially symmetrical with the plug-in type charging circuit 19. In the present embodiment, the capacitor 22 has a withstand voltage of 72 V and a capacitance of about several farads. The sub-drive motor 20 is a motor driven at a voltage higher than that of the main drive motor 16, and is mainly driven by the electric energy stored in the capacitor 22.

充電回路19は、バッテリ18及びキャパシタ22に電気的に接続されている。充電回路19は、主駆動モータ16及び副駆動モータ20の回生電力、及び、給電口23に接続された充電スタンド等の外部電源17から供給された電力により、バッテリ18及びキャパシタ22を充電するように構成されている。 The charging circuit 19 is electrically connected to the battery 18 and the capacitor 22. The charging circuit 19 charges the battery 18 and the capacitor 22 with the regenerative power of the main drive motor 16 and the sub drive motor 20 and the power supplied from an external power source 17 such as a charging stand connected to the power supply port 23. It is configured in.

給電口23は、車両1の後部側面に設けられたコネクタであり、充電回路19に電気的に接続されている。給電口23のコネクタは、充電スタンド等の外部電源17から延びる電気ケーブル17aのプラグに接続可能に構成されており、給電口23を介して電力が充電回路19に供給される。このように、本実施形態の車両駆動装置10は、直流電力を供給する外部電源17を、電気ケーブル17aを介して給電口23に接続することにより、バッテリ18及びキャパシタ22を充電可能に構成されている。 The power supply port 23 is a connector provided on the rear side surface of the vehicle 1 and is electrically connected to the charging circuit 19. The connector of the power supply port 23 is configured to be connectable to a plug of an electric cable 17a extending from an external power source 17 such as a charging stand, and power is supplied to the charging circuit 19 via the power supply port 23. As described above, the vehicle drive device 10 of the present embodiment is configured to be able to charge the battery 18 and the capacitor 22 by connecting the external power source 17 that supplies DC power to the power supply port 23 via the electric cable 17a. ing.

制御回路24は、エンジン12、主駆動モータ16、及び副駆動モータ20を制御して、電動機走行モード及び内燃機関走行モードを実行するように構成されている。また、制御回路24は、充電回路19を制御して、バッテリ18及びキャパシタ22を充放電させるように構成されている。具体的には、制御回路24は、マイクロプロセッサ、メモリ、インタフェイス回路、及びこれらを作動させるプログラム(以上、図示せず)等によって構成することができる。 The control circuit 24 is configured to control the engine 12, the main drive motor 16, and the sub-drive motor 20 to execute the electric motor traveling mode and the internal combustion engine traveling mode. Further, the control circuit 24 is configured to control the charging circuit 19 to charge and discharge the battery 18 and the capacitor 22. Specifically, the control circuit 24 can be configured by a microprocessor, a memory, an interface circuit, a program for operating these (these are not shown above), and the like.

次に、図2を参照すると、車両駆動装置10における車速と各モータの出力の関係が示されている。図2において、主駆動モータ16の出力を破線で示し、1つの副駆動モータ20の出力を一点鎖線で、2つの副駆動モータ20の出力の合計を二点鎖線で、全てのモータの出力の合計を実線で示している。なお、図2は、車両1の速度を横軸とし、各モータの出力を縦軸として示しているが、車両1の速度とモータの回転数には一定の関係が存在するので、横軸をモータ回転数とした場合でも、各モータの出力は図2と同様の曲線を描く。 Next, with reference to FIG. 2, the relationship between the vehicle speed in the vehicle drive device 10 and the output of each motor is shown. In FIG. 2, the output of the main drive motor 16 is indicated by a broken line, the output of one auxiliary drive motor 20 is indicated by an alternate long and short dash line, and the total output of the two auxiliary drive motors 20 is indicated by an alternate long and short dash line. The total is shown by the solid line. In FIG. 2, the speed of the vehicle 1 is shown on the horizontal axis, and the output of each motor is shown on the vertical axis. However, since there is a certain relationship between the speed of the vehicle 1 and the rotation speed of the motor, the horizontal axis is used. Even when the motor rotation speed is used, the output of each motor draws the same curve as in FIG.

本実施形態においては主駆動モータ16には永久磁石電動機が採用されているため、図2に破線で示すように、モータ回転数が低い低車速域で主駆動モータ16の出力が大きく、車速が速くなるにつれて出力可能なモータ出力が減少する。即ち、本実施形態において、主駆動モータ16は、約48Vで駆動され、1000rpm程度まで最大トルクである約200Nmのトルクを出力し、約1000rpm以上で回転数の増加と共にトルクが低下する。また、本実施形態において、主駆動モータ16は、最低速域において約20kW程度の連続出力が得られ、最大出力約25kWが得られるように構成されている。 In the present embodiment, since the permanent magnet motor is adopted as the main drive motor 16, as shown by the broken line in FIG. 2, the output of the main drive motor 16 is large in the low vehicle speed range where the motor rotation speed is low, and the vehicle speed is high. As the speed increases, the motor output that can be output decreases. That is, in the present embodiment, the main drive motor 16 is driven at about 48 V, outputs a torque of about 200 Nm, which is the maximum torque up to about 1000 rpm, and the torque decreases as the rotation speed increases at about 1000 rpm or more. Further, in the present embodiment, the main drive motor 16 is configured to obtain a continuous output of about 20 kW in the lowest speed range and a maximum output of about 25 kW.

これに対して、副駆動モータ20には誘導電動機が採用されているため、図2に一点鎖線及び二点鎖線で示すように、低車速域では副駆動モータ20の出力は極めて小さく、車速が速くなるにつれて出力が増大し、車速約130km/h付近で最大出力が得られた後、モータ出力は減少する。本実施形態において、副駆動モータ20は、約120Vで駆動され、車速約130km/h付近で1台当たり約17kW、2台合計で約34kWの出力が得られるように構成されている。即ち、本実施形態において、副駆動モータ20は、約600乃至800rpmでトルクカーブがピークをもち、最大トルク約200Nmが得られる。 On the other hand, since the induction motor is used for the auxiliary drive motor 20, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 2, the output of the auxiliary drive motor 20 is extremely small in the low vehicle speed range, and the vehicle speed is high. The output increases as the speed increases, and the motor output decreases after the maximum output is obtained at a vehicle speed of about 130 km / h. In the present embodiment, the auxiliary drive motor 20 is driven at about 120 V, and is configured to obtain an output of about 17 kW per unit at a vehicle speed of about 130 km / h and a total output of about 34 kW for the two units. That is, in the present embodiment, the auxiliary drive motor 20 has a peak torque curve at about 600 to 800 rpm, and a maximum torque of about 200 Nm can be obtained.

図2の実線には、これら主駆動モータ16及び2台の副駆動モータ20の出力の合計が示されている。このグラフから明らかなように、本実施形態においては、車速約130km/h付近で最大出力約53kWが得られており、この車速における、この最大出力でWLTP試験において要求される走行条件を満足することができる。なお、図2の実線では、低車速域においても2台の副駆動モータ20の出力値が合算されているが、実際には低車速域では各副駆動モータ20が駆動されることはない。即ち、発進時及び低車速域においては主駆動モータ16のみで車両が駆動され、高車速域で大出力が必要とされたとき(高車速域で車両1を加速させるとき等)のみ2台の副駆動モータ20が出力を発生する。このように、高回転領域で大きな出力を発生することができる誘導電動機(副駆動モータ20)を、高速域のみで使用することにより、車両重量の増加を低く抑えながら必要なとき(所定速度以上での加速時等)に十分な出力を得ることができる。 The solid line in FIG. 2 shows the total output of the main drive motor 16 and the two sub drive motors 20. As is clear from this graph, in the present embodiment, a maximum output of about 53 kW is obtained at a vehicle speed of about 130 km / h, and this maximum output at this vehicle speed satisfies the running conditions required in the WLTP test. be able to. In the solid line of FIG. 2, the output values of the two sub-drive motors 20 are added up even in the low vehicle speed range, but in reality, each sub-drive motor 20 is not driven in the low vehicle speed range. That is, when starting and in the low vehicle speed range, the vehicle is driven only by the main drive motor 16, and only when a large output is required in the high vehicle speed range (when accelerating the vehicle 1 in the high vehicle speed range, etc.), two vehicles are used. The auxiliary drive motor 20 generates an output. In this way, by using the induction motor (secondary drive motor 20) capable of generating a large output in the high rotation range only in the high speed range, when necessary while suppressing the increase in vehicle weight to a low level (predetermined speed or higher). Sufficient output can be obtained when accelerating at.

次に、図3を参照して、本発明の実施形態による車両駆動装置10の電気的な構成を説明する。図3は、車両駆動装置の電気ブロック図である。 Next, with reference to FIG. 3, the electrical configuration of the vehicle drive device 10 according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is an electric block diagram of the vehicle drive device.

本実施形態では、車両駆動装置10は、3つの異なる大きさの電源電圧を供給するように構成されている。即ち、車両駆動装置10には、最大で120V電圧を供給する第1電力ライン5aと、最大で48V電圧を供給する第2電力ライン5bと、最大で12V電圧を供給する第3電力ライン5cが設けられている。 In this embodiment, the vehicle drive device 10 is configured to supply three different magnitudes of power supply voltage. That is, the vehicle drive device 10 has a first power line 5a that supplies a maximum 120V voltage, a second power line 5b that supplies a maximum 48V voltage, and a third power line 5c that supplies a maximum 12V voltage. It is provided.

第1電力ライン5aは、キャパシタ22の正極端子に接続されており、インバータ20aを介して、副駆動モータ20へ向けて120VDC電圧を供給する。即ち、キャパシタ22の正極端子と車両1の車体アースGとの間には、バッテリ18の端子間電圧とキャパシタ22の端子間電圧の合計電圧により、最大で120VDCの電位差が生成される。各副駆動モータ20に接続されたインバータ20aは、バッテリ18及びキャパシタ22の出力を交流に変換した上で誘導電動機である副駆動モータ20を駆動する。 The first power line 5a is connected to the positive electrode terminal of the capacitor 22, and supplies a 120 VDC voltage to the auxiliary drive motor 20 via the inverter 20a. That is, a potential difference of 120 VDC at the maximum is generated between the positive electrode terminal of the capacitor 22 and the vehicle body ground G of the vehicle 1 by the total voltage of the voltage between the terminals of the battery 18 and the voltage between the terminals of the capacitor 22. The inverter 20a connected to each sub-drive motor 20 drives the sub-drive motor 20, which is an induction motor, after converting the outputs of the battery 18 and the capacitor 22 into alternating current.

第2電力ライン5bは、バッテリ18の正極端子に接続されており、インバータ16aを介して、主駆動モータ16へ向けて48VDC電圧を供給する。即ち、バッテリ18の正極端子と車両1の車体アースGとの間には、バッテリ18の端子間電圧により、最大で48VDCの電位差が生成される。インバータ16aは、バッテリ18の出力を交流に変換した上で永久磁石電動機である主駆動モータ16を駆動する。 The second power line 5b is connected to the positive electrode terminal of the battery 18 and supplies a 48 VDC voltage to the main drive motor 16 via the inverter 16a. That is, a potential difference of 48 VDC at the maximum is generated between the positive electrode terminal of the battery 18 and the vehicle body ground G of the vehicle 1 due to the voltage between the terminals of the battery 18. The inverter 16a converts the output of the battery 18 into alternating current and then drives the main drive motor 16 which is a permanent magnet electric motor.

第3電力ライン5cは、直列接続された複数のバッテリセル18aのうち、特定のバッテリセル18aの正極端子に接続されている。即ち、この特定のバッテリセル18aの正極端子と車両1の車体アースGとの間には、所定数(本例では、4個)のバッテリセル18aの直列接続回路により、約12VDCの電位差が生成される。第3電力ライン5cは、アクセサリ電源であり、スイッチ18cを介して車両1の電気負荷28へ向けて12VDC電圧を供給する。電気負荷は、車載電気機器(例えば、空調装置、オーディオ装置等)である。 The third power line 5c is connected to the positive electrode terminal of a specific battery cell 18a among the plurality of battery cells 18a connected in series. That is, a potential difference of about 12 VDC is generated between the positive electrode terminal of the specific battery cell 18a and the vehicle body ground G of the vehicle 1 by a series connection circuit of a predetermined number (4 in this example) of the battery cells 18a. Will be done. The third power line 5c is an accessory power source and supplies a 12 VDC voltage to the electric load 28 of the vehicle 1 via the switch 18c. The electric load is an in-vehicle electric device (for example, an air conditioner, an audio device, etc.).

このように、主駆動モータ16は、バッテリ18の基準出力電圧である約48Vで駆動される。また、副駆動モータ20は、バッテリ18の出力電圧とキャパシタ22の端子間電圧を合算した合計電圧で駆動されるので、48Vよりも高い最大120Vの電圧で駆動される。キャパシタ22には副駆動モータ20に供給する電気エネルギーが蓄積され、副駆動モータ20は、常にキャパシタ22を介して供給された電力によって駆動される。 In this way, the main drive motor 16 is driven by about 48 V, which is the reference output voltage of the battery 18. Further, since the auxiliary drive motor 20 is driven by the total voltage obtained by adding the output voltage of the battery 18 and the voltage between the terminals of the capacitor 22, it is driven by a maximum voltage of 120 V, which is higher than 48 V. The electric energy supplied to the auxiliary drive motor 20 is stored in the capacitor 22, and the auxiliary drive motor 20 is always driven by the electric power supplied through the capacitor 22.

図3に示すように、充電回路19は、キャパシタ22の正極端子と、バッテリ18の正極端子とキャパシタ22の負極端子との接続点N0と、車体アースGとに接続されている。制御回路24は、所定時(モータ回生時、外部電源17による外部充電時)に、充電回路19を用いてバッテリ18及びキャパシタ22の充電処理を実行する。 As shown in FIG. 3, the charging circuit 19 is connected to the positive electrode terminal of the capacitor 22, the connection point N0 between the positive electrode terminal of the battery 18 and the negative electrode terminal of the capacitor 22, and the vehicle body ground G. The control circuit 24 executes the charging process of the battery 18 and the capacitor 22 by using the charging circuit 19 at a predetermined time (when the motor is regenerated and when the external power source 17 is used for external charging).

なお、制御回路24は、図示しない複数の電圧センサ及び複数の電流センサを用いて、第1電力ライン5a,第2電力ライン5b,第3電力ライン5cの電圧及び電流を監視している。さらに、制御回路24は、これらの電圧値及び電流値を用いて、バッテリ18の端子間電圧(以下「バッテリ電圧」という),キャパシタ22の端子間電圧(以下「キャパシタ電圧」という),及びこれらの充電状態(SOC;State of Charge)を計算している。 The control circuit 24 monitors the voltage and current of the first power line 5a, the second power line 5b, and the third power line 5c by using a plurality of voltage sensors and a plurality of current sensors (not shown). Further, the control circuit 24 uses these voltage values and current values to determine the voltage between the terminals of the battery 18 (hereinafter referred to as “battery voltage”), the voltage between terminals of the capacitor 22 (hereinafter referred to as “capacitor voltage”), and these. The state of charge (SOC) is calculated.

車両1の減速時等には、主駆動モータ16及び各副駆動モータ20は発電機として機能し、車両1の運動エネルギーを回生して電力を生成する。主駆動モータ16によって回生された電力はバッテリ18に蓄積され、各副駆動モータ20によって回生された電力は主としてキャパシタ22に蓄積される。 When the vehicle 1 is decelerating or the like, the main drive motor 16 and each sub drive motor 20 function as a generator to regenerate the kinetic energy of the vehicle 1 to generate electric power. The electric power regenerated by the main drive motor 16 is stored in the battery 18, and the electric power regenerated by each sub drive motor 20 is mainly stored in the capacitor 22.

また、外部電源17を用いて充電する場合、外部電源17が給電口23に接続されると、充電回路19とキャパシタ22に外部電源17の充電電圧が印加され、バッテリ18及びキャパシタ22への充電が可能になる。 Further, in the case of charging using the external power supply 17, when the external power supply 17 is connected to the power supply port 23, the charging voltage of the external power supply 17 is applied to the charging circuit 19 and the capacitor 22, and the battery 18 and the capacitor 22 are charged. Will be possible.

なお、キャパシタ22は静電容量が比較的小さいため、モータ回生及び外部充電により、キャパシタ22への充電が行われると、キャパシタ電圧は比較的急速に上昇する。充電によりキャパシタ電圧が所定電圧に達すると、制御回路24は、充電回路19を制御して、キャパシタ22に蓄積された静電エネルギー(電荷)を用いてバッテリ18を充電する。これにより、キャパシタ電圧は低下するので、再びキャパシタ22への充電が可能となる。このような処理を繰り返すことにより、バッテリ電圧を徐々に昇圧することが可能である。即ち、各副駆動モータ20により回生された電力、及び、外部電源17からの電力は、一時的にキャパシタ22に蓄積された後、バッテリ18へ充電される。 Since the capacitance of the capacitor 22 is relatively small, the capacitor voltage rises relatively rapidly when the capacitor 22 is charged by motor regeneration and external charging. When the capacitor voltage reaches a predetermined voltage due to charging, the control circuit 24 controls the charging circuit 19 and charges the battery 18 using the electrostatic energy (charge) stored in the capacitor 22. As a result, the capacitor voltage drops, so that the capacitor 22 can be charged again. By repeating such processing, it is possible to gradually boost the battery voltage. That is, the electric power regenerated by each sub-drive motor 20 and the electric power from the external power source 17 are temporarily stored in the capacitor 22 and then charged into the battery 18.

また、一般に、充電スタンド等の外部電源17は、車両の給電口に接続されたとき、車両の電圧(即ち、給電口の対アース電圧)を取得し、この電圧が所定の下限電圧(例えば、50V)未満の場合は、安全性確保のため充電処理を実行しないように構成されている。 Further, in general, when the external power supply 17 such as a charging stand is connected to the power supply port of the vehicle, it acquires the voltage of the vehicle (that is, the voltage to ground of the power supply port), and this voltage is a predetermined lower limit voltage (for example, If it is less than 50V), the charging process is not executed to ensure safety.

本実施形態においては、バッテリ18の定格電圧(48V)は下限電圧(50V)よりも低い電圧に設定されているが、外部電源17は、バッテリ電圧Vbattとキャパシタ電圧Vcapの合計電圧(即ち、第1電力ライン5aの電圧)を、車両1の電圧として取得する。このため、本実施形態では、合計電圧が下限電圧以上であれば、バッテリ電圧Vbattの大きさにかかわらず、外部電源17は充電処理を開始し、制御回路24は、充電回路19を制御して、バッテリ18及びキャパシタ22を充電することができる。 In the present embodiment, the rated voltage (48V) of the battery 18 is set to a voltage lower than the lower limit voltage (50V), but the external power supply 17 is the total voltage of the battery voltage Vbatt and the capacitor voltage Vcap (that is, the first voltage). 1 The voltage of the power line 5a) is acquired as the voltage of the vehicle 1. Therefore, in the present embodiment, if the total voltage is equal to or higher than the lower limit voltage, the external power supply 17 starts the charging process and the control circuit 24 controls the charging circuit 19 regardless of the magnitude of the battery voltage Vbatt. , Battery 18 and capacitor 22 can be charged.

一方、外部電源17が給電口23に接続されたときに合計電圧(=Vbatt+Vcap)が下限電圧未満であれば、外部電源17は充電処理を開始しない。この場合、制御回路24は、充電回路19を制御して、バッテリ18に蓄積されている電気エネルギーの一部を用いて、キャパシタ電圧を昇圧する。このとき、バッテリ18は蓄積電荷量が大きいので、バッテリ電圧はほとんど下がらない。これにより、合計電圧を下限電圧以上に昇圧することが可能である。 On the other hand, if the total voltage (= Vbatt + Vcap) is less than the lower limit voltage when the external power supply 17 is connected to the power supply port 23, the external power supply 17 does not start the charging process. In this case, the control circuit 24 controls the charging circuit 19 and boosts the capacitor voltage by using a part of the electric energy stored in the battery 18. At this time, since the battery 18 has a large amount of stored charges, the battery voltage hardly drops. As a result, the total voltage can be boosted to the lower limit voltage or higher.

また、外部充電時以外においても(即ち、車両1の走行中)、キャパシタ22の放電によりキャパシタ電圧が所定電圧よりも低くなった場合、制御回路24は、キャパシタ22から副駆動モータ20への給電前に、バッテリ18の電力を用いてキャパシタ22を充電することができる。 Further, when the capacitor voltage becomes lower than the predetermined voltage due to the discharge of the capacitor 22 even when the capacitor 22 is not charged (that is, while the vehicle 1 is running), the control circuit 24 supplies power from the capacitor 22 to the auxiliary drive motor 20. Previously, the power of the battery 18 can be used to charge the capacitor 22.

なお、本明細書において、バッテリ18の定格電圧とは、一般的な条件下での作動電圧の最大値(満充電電圧)を意味し、キャパシタ22の定格電圧とは、キャパシタ22に与えられる最大の電圧(満充電電圧)を意味する。また、バッテリが一般的な条件下で放電した場合の平均的な作動電圧をバッテリの公称電圧という。さらに、バッテリ18の定格電圧(48V)はキャパシタ22の定格電圧(72V)よりも低く設定されているが、バッテリ18に蓄積可能な電荷(電気量:クーロン)は、キャパシタ22に蓄積可能な電荷よりも遥かに多くなるように構成されている。 In the present specification, the rated voltage of the battery 18 means the maximum value (full charge voltage) of the operating voltage under general conditions, and the rated voltage of the capacitor 22 is the maximum given to the capacitor 22. It means the voltage of (full charge voltage). Further, the average operating voltage when the battery is discharged under general conditions is called the nominal voltage of the battery. Further, the rated voltage (48V) of the battery 18 is set lower than the rated voltage (72V) of the capacitor 22, but the electric charge (electric energy: coulomb) that can be stored in the battery 18 is the electric charge that can be stored in the capacitor 22. It is configured to be much more than.

次に、図4〜図11を参照して、本発明の実施形態による車両駆動装置10の充電処理を説明する。図4は、バッテリ、キャパシタ及び充電回路の電気回路の説明図である。図4に示すように、バッテリ18の正極端子にはスイッチSWbattが接続され、キャパシタ22の正極端子にはスイッチSWcapが接続されており、バッテリ18及びキャパシタ22の接続、非接続が切り替え可能である。 Next, the charging process of the vehicle driving device 10 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 11. FIG. 4 is an explanatory diagram of an electric circuit of a battery, a capacitor, and a charging circuit. As shown in FIG. 4, a switch SWbatt is connected to the positive electrode terminal of the battery 18, a switch SWcap is connected to the positive electrode terminal of the capacitor 22, and the battery 18 and the capacitor 22 can be connected or disconnected. ..

充電回路19は、直列接続されたバッテリ18及びキャパシタ22に対して並列に接続されている。充電回路19には直列に接続された4つのスイッチが内蔵されており、スイッチSW1、SW2、SW3、SW4が、この順序で接続されている。スイッチSW1の一端はキャパシタ22の正極端子に接続され、スイッチSW4の一端はバッテリ18の負極端子(車体アースG)に接続されている。また、スイッチSW2とSW3の接続点N2は、バッテリ18とキャパシタ22の接続点N0に接続されている。 The charging circuit 19 is connected in parallel to the battery 18 and the capacitor 22 connected in series. The charging circuit 19 contains four switches connected in series, and the switches SW1, SW2, SW3, and SW4 are connected in this order. One end of the switch SW1 is connected to the positive electrode terminal of the capacitor 22, and one end of the switch SW4 is connected to the negative electrode terminal (vehicle body ground G) of the battery 18. Further, the connection point N2 of the switches SW2 and SW3 is connected to the connection point N0 of the battery 18 and the capacitor 22.

スイッチSW1〜SW4、SWbatt、SWcapは、制御回路24によって開閉が制御される。さらに、スイッチSW1とSW2の接続点N1と、スイッチSW3とSW4の接続点N3との間には、充電用キャパシタ19bが接続されている。なお、本実施形態においては、各スイッチとして半導体スイッチが採用されているが、機械接点によるリレーをスイッチとして使用することもできる。 The switches SW1 to SW4, SWbatt, and SWcap are controlled to open and close by the control circuit 24. Further, a charging capacitor 19b is connected between the connection point N1 of the switches SW1 and SW2 and the connection point N3 of the switches SW3 and SW4. In this embodiment, a semiconductor switch is used as each switch, but a relay with mechanical contacts can also be used as the switch.

まず、図5〜図9を参照して、本実施形態における外部充電処理について説明する。
図5は外部充電処理の処理フロー、図6は外部充電処理内の充電前情報処理の処理フロー、図7は外部充電処理内の充電処理の処理フローである。図8は外部充電時における電流及び電圧の変位を示すタイムチャート、図9は外部充電時の各ステージにおける電気スイッチの開閉位置及び電流の流れを示す図である。
First, the external charging process in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 9.
FIG. 5 is a processing flow of external charging processing, FIG. 6 is a processing flow of pre-charging information processing in external charging processing, and FIG. 7 is a processing flow of charging processing in external charging processing. FIG. 8 is a time chart showing the displacement of current and voltage during external charging, and FIG. 9 is a diagram showing the opening / closing position and current flow of the electric switch at each stage during external charging.

図8は、上段から順に、入力電圧値Vin、スイッチSWbatt及びSWcapの開閉状態、スイッチSW1及びSW3の開閉状態、スイッチSW2及びSW4の開閉状態を示している。これに続いて図8には、キャパシタ22の端子間電圧Vcap(キャパシタ22の正極端子と負極端子の間の電圧)、キャパシタ22に流れる電流Icap、バッテリ18の端子間電圧Vbatt、バッテリ18に流れる電流Ibatt、充電用キャパシタ19bの端子間電圧Vc、充電用キャパシタ19bに流れる電流Icが示されている。 FIG. 8 shows the input voltage value Vin, the open / closed state of the switches SWbatt and SWcap, the open / closed state of the switches SW1 and SW3, and the open / closed state of the switches SW2 and SW4 in this order from the top. Following this, FIG. 8 shows the voltage Vcap between the terminals of the capacitor 22 (the voltage between the positive and negative terminals of the capacitor 22), the current Icap flowing through the capacitor 22, the voltage Vbatt between the terminals of the battery 18, and the battery 18. The current Ibatt, the voltage Vc between the terminals of the charging capacitor 19b, and the current Ic flowing through the charging capacitor 19b are shown.

図5(外部充電処理)に示すように、制御回路24は、外部電源17が給電口23に接続されたことを検出すると、外部充電処理の充電前情報処理(S10)、車両リレー処理(S20)、充電処理(S30)、充電完了処理(S40)を順次に実行する。なお、外部電源17は、車両1への接続後、所定の条件が満たされると電力供給を開始する。 As shown in FIG. 5 (external charging process), when the control circuit 24 detects that the external power supply 17 is connected to the power supply port 23, it detects pre-charging information processing (S10) and vehicle relay processing (S20) of the external charging process. ), The charging process (S30), and the charging completion process (S40) are sequentially executed. The external power supply 17 starts supplying electric power when a predetermined condition is satisfied after the connection to the vehicle 1.

図6(充電前情報処理S10)に示すように、制御回路24は、先ず入力電圧値Vinを演算する(S11)。入力電圧値Vinは、外部電源17から見た車両1の電圧に相当し、具体的には、バッテリ電圧とキャパシタ電圧の合計電圧に相当する。このため、制御回路24は、スイッチSWbatt及びSWcapを閉状態にして、電圧センサを用いて入力電圧値Vin(第1電力ライン5aの電圧に相当)を測定する。なお、入力電圧値Vinを直接的に測定する代わりに、バッテリ電圧Vbattと、キャパシタ電圧Vcapとを、それぞれ電圧センサによって測定し、これら電圧値を加算して入力電圧値Vinを演算してもよい。 As shown in FIG. 6 (pre-charging information processing S10), the control circuit 24 first calculates the input voltage value Vin (S11). The input voltage value Vin corresponds to the voltage of the vehicle 1 as seen from the external power source 17, and specifically, corresponds to the total voltage of the battery voltage and the capacitor voltage. Therefore, the control circuit 24 measures the input voltage value Vin (corresponding to the voltage of the first power line 5a) using the voltage sensor with the switches SWbatt and SWcap closed. Instead of directly measuring the input voltage value Vin, the battery voltage Vbatt and the capacitor voltage Vcap may be measured by voltage sensors, respectively, and these voltage values may be added to calculate the input voltage value Vin. ..

次に、制御回路24は、充電処理が可能な状態であるか否かを判定する(S12)。具体的には、入力電圧値Vinが所定電圧以上であるか否かが判定される。所定電圧は、外部充電開始閾値であり、下限電圧(50V)以上の電圧(例えば、55V)に設定されている。入力電圧値Vinが所定電圧未満の場合(S12;No)、後述するキャパシタ充電処理(S50)が実行された後、ステップS11の処理へ戻る。一方、入力電圧値Vinが所定電圧以上の場合(S12;Yes)、制御回路24は、バッテリ18及びキャパシタ22の状態を演算する(S13)。すなわち、この処理において、制御回路24は、バッテリ電圧Vbatt、キャパシタ電圧Vcap、バッテリ電流Ibatt、キャパシタ電流Icapを、電圧センサ及び電流センサを用いて測定すると共に、バッテリ18及びキャパシタ22のSOCを取得する。 Next, the control circuit 24 determines whether or not the charging process is possible (S12). Specifically, it is determined whether or not the input voltage value Vin is equal to or higher than a predetermined voltage. The predetermined voltage is an external charging start threshold value, and is set to a voltage (for example, 55V) equal to or higher than the lower limit voltage (50V). When the input voltage value Vin is less than a predetermined voltage (S12; No), the process returns to step S11 after the capacitor charging process (S50) described later is executed. On the other hand, when the input voltage value Vin is equal to or higher than a predetermined voltage (S12; Yes), the control circuit 24 calculates the states of the battery 18 and the capacitor 22 (S13). That is, in this process, the control circuit 24 measures the battery voltage Vbatt, the capacitor voltage Vcap, the battery current Ibatt, and the capacitor current Icap using the voltage sensor and the current sensor, and acquires the SOCs of the battery 18 and the capacitor 22. ..

次に、制御回路24は、バッテリ18及びキャパシタ22の状態判定を行う(S14)。この処理では、バッテリ18及びキャパシタ22が正常に充電可能な健全な状態であること(例えば、バッテリ電圧Vbatt及びキャパシタ電圧Vcapが設定された閾値以上であること、又は各SOCが設定された閾値以上であること)が判定される。バッテリ18又はキャパシタ22が健全な状態でないと判定された場合(S14;No)、故障診断処理が実行される。一方、バッテリ18及びキャパシタ22が共に健全な状態であると判定された場合(S14;Yes)、車両リレー処理(図5のS20)へ移行する。車両リレー処理では、制御回路24は、スイッチSWbatt,SWcap,SW1〜SW4を、初期位置(開位置)に切り替える。 Next, the control circuit 24 determines the state of the battery 18 and the capacitor 22 (S14). In this process, the battery 18 and the capacitor 22 are in a healthy state where they can be charged normally (for example, the battery voltage Vbatt and the capacitor voltage Vcap are equal to or higher than the set threshold value, or each SOC is equal to or higher than the set threshold value. Is determined). When it is determined that the battery 18 or the capacitor 22 is not in a healthy state (S14; No), the failure diagnosis process is executed. On the other hand, when it is determined that both the battery 18 and the capacitor 22 are in a healthy state (S14; Yes), the process proceeds to the vehicle relay process (S20 in FIG. 5). In the vehicle relay process, the control circuit 24 switches the switches SWbatt, SWcap, SW1 to SW4 to the initial position (open position).

図7(充電処理S30)に示すように、制御回路24は、先ず外部電源17に対する充電指令を演算し(S31)、不図示の通信ラインを介して外部電源17へ充電指令を送信する(S32)。すなわち、制御回路24は、所定の充電スケジュールで充電が完了するように、外部電源17から供給されるべき充電電流値を計算する。充電指令は、この計算により得られた充電電流値の供給を要求する信号である。このとき、制御回路24は、スイッチSWbatt,SWcapを閉位置に切り替える。一方、外部電源17においても、外部電源17に設けられた電圧センサを用いて車両1の入力電圧値Vinが測定される。外部電源17は、測定した入力電圧値Vinが下限電圧以上である場合、車両1から充電指令を受け取ると充電電力を供給する(図9のステージ(1)参照)。 As shown in FIG. 7 (charging process S30), the control circuit 24 first calculates a charging command for the external power supply 17 (S31), and transmits the charging command to the external power supply 17 via a communication line (not shown) (S32). ). That is, the control circuit 24 calculates the charging current value to be supplied from the external power source 17 so that charging is completed in a predetermined charging schedule. The charging command is a signal requesting the supply of the charging current value obtained by this calculation. At this time, the control circuit 24 switches the switches SWbatt and SWcap to the closed position. On the other hand, also in the external power supply 17, the input voltage value Vin of the vehicle 1 is measured by using the voltage sensor provided in the external power supply 17. When the measured input voltage value Vin is equal to or higher than the lower limit voltage, the external power supply 17 supplies charging power when receiving a charging command from the vehicle 1 (see stage (1) in FIG. 9).

図8を参照すると、時刻t1において、スイッチSWbatt及びSWcapがON(閉状態)にされ、外部電源17による充電が開始されている(図9のステージ(1)参照)。この状態では、バッテリ18及びキャパシタ22が外部電源17に接続されるが、充電回路19は外部電源17から切り離されている。これにより、外部電源17から供給された電流は、キャパシタ22及びバッテリ18に流入し(電流Icap、Ibatt>0)、キャパシタ22及びバッテリ18を充電する。これに伴い、キャパシタ電圧Vcap及びバッテリ電圧Vbattが上昇する。なお、キャパシタ22に蓄積可能な電荷は、バッテリ18に蓄積可能な電荷よりも少ないため、キャパシタ電圧Vcapはバッテリ電圧Vbattよりも速く上昇する。 Referring to FIG. 8, at time t 1, switch SWbatt and SWcap is in ON (closed), (see stage 9 (1)) the charging by the external power source 17 is started. In this state, the battery 18 and the capacitor 22 are connected to the external power supply 17, but the charging circuit 19 is disconnected from the external power supply 17. As a result, the current supplied from the external power source 17 flows into the capacitor 22 and the battery 18 (current Icap, Ibatt> 0) to charge the capacitor 22 and the battery 18. Along with this, the capacitor voltage Vcap and the battery voltage Vbatt increase. Since the charge that can be stored in the capacitor 22 is less than the charge that can be stored in the battery 18, the capacitor voltage Vcap rises faster than the battery voltage Vbatt.

制御回路24は、ステップS13と同様に、バッテリ18及びキャパシタ22の状態を演算する(S33)。そして、制御回路24は、キャパシタ22の電気エネルギーの判定を行う(S34)。この処理では、キャパシタ22の電気エネルギーが、バッテリ18への放出電荷量に適した所定範囲内にあるか否かが判定される。具体的には、キャパシタ電圧Vcapが充電スケジュールに即した所定の電圧範囲内にあるか否かが判定される。キャパシタ22の電気エネルギーが所定範囲内にない場合(S34;No)、ステップS31の処理へ戻って、充電指令演算を再度実行する。一方、キャパシタ22の電気エネルギーが所定範囲内にある場合(S34;Yes)、キャパシタ22に適正な量の放電電荷が蓄積されているので、制御回路24は、スイッチSW1,SW3を閉状態にし、スイッチSW2,SW4を開状態にして(S35)、キャパシタ22を放電させて、充電用キャパシタ19bを充電する(図9のステージ(2)参照)。 The control circuit 24 calculates the states of the battery 18 and the capacitor 22 in the same manner as in step S13 (S33). Then, the control circuit 24 determines the electrical energy of the capacitor 22 (S34). In this process, it is determined whether or not the electric energy of the capacitor 22 is within a predetermined range suitable for the amount of electric charge discharged to the battery 18. Specifically, it is determined whether or not the capacitor voltage Vcap is within a predetermined voltage range according to the charging schedule. When the electric energy of the capacitor 22 is not within the predetermined range (S34; No), the process returns to the process of step S31, and the charge command calculation is executed again. On the other hand, when the electric energy of the capacitor 22 is within a predetermined range (S34; Yes), an appropriate amount of discharge charge is accumulated in the capacitor 22, so that the control circuit 24 closes the switches SW1 and SW3. The switches SW2 and SW4 are opened (S35), the capacitor 22 is discharged, and the charging capacitor 19b is charged (see stage (2) in FIG. 9).

図8を参照すると、時刻t2において、キャパシタ電圧Vcapは、所定の電圧値まで上昇しており、スイッチSW1及びSW3がONにされる(図9のステージ(2)参照)。この状態では、外部電源17からの電流が充電用キャパシタ19bに流入すると共に、キャパシタ22に蓄積された電荷が放電され(電流Icap<0)、充電用キャパシタ19bに流入する(電流Ic>0)。これにより、充電用キャパシタ19bの端子間電圧Vc(以下「充電用キャパシタ電圧Vc」という)が上昇する。一方、キャパシタ電圧Vcapは低下する。これにより、キャパシタ22は、再び充電可能な状態となる。なお、入力電圧値Vinは、全体の傾向として、時間と共に増加しており、時刻t3においても外部電源17の下限電圧以上に維持される。 Referring to FIG. 8, at time t 2, the capacitor voltage Vcap is increased to a predetermined voltage value, (see stage 9 (2)) of the switch SW1 and SW3 are to ON. In this state, the current from the external power source 17 flows into the charging capacitor 19b, and the electric charge accumulated in the capacitor 22 is discharged (current Icap <0) and flows into the charging capacitor 19b (current Ic> 0). .. As a result, the voltage Vc between the terminals of the charging capacitor 19b (hereinafter referred to as “charging capacitor voltage Vc”) rises. On the other hand, the capacitor voltage Vcap decreases. As a result, the capacitor 22 becomes rechargeable. Note that the input voltage value Vin is the overall trend has increased with time, is maintained at or above the lower limit voltage of the external power source 17 is also at time t 3.

充電用キャパシタ電圧Vcが所定の電圧に上昇するまで、スイッチSW1,SW3は閉状態に維持される(S36;No)。一方、充電用キャパシタ電圧Vcが所定の電圧に達すると(S36;Yes)、制御回路24は、スイッチSW1,SW3を開状態にし、スイッチSW2,SW4を閉状態にして(S37)、充電用キャパシタ19bからバッテリ18へ電荷を放出させて、バッテリ18を充電する(図9のステージ(3)参照)。 The switches SW1 and SW3 are maintained in the closed state until the charging capacitor voltage Vc rises to a predetermined voltage (S36; No). On the other hand, when the charging capacitor voltage Vc reaches a predetermined voltage (S36; Yes), the control circuit 24 opens the switches SW1 and SW3 and closes the switches SW2 and SW4 (S37), and the charging capacitor A charge is discharged from 19b to the battery 18 to charge the battery 18 (see stage (3) in FIG. 9).

図8を参照すると、時刻t3において、充電用キャパシタ電圧Vcが所定電圧に達しているので、スイッチSW1及びSW3はOFFにされ、スイッチSW2及びSW4はONにされる(図9のステージ(3)参照)。この状態では、外部電源17からの電流がキャパシタ22及びバッテリ18に流入して、これらが充電されると共に、充電用キャパシタ19bに蓄積された電荷もスイッチSW2、SWbattを通ってバッテリ18に充電される。これにより、キャパシタ電圧Vcap及びバッテリ電圧Vbattが上昇すると共に、充電用キャパシタ19bの端子間電圧Vcが低下する。 Referring to FIG. 8, at time t 3, since the charging capacitor voltage Vc reaches a predetermined voltage, the switch SW1 and SW3 are OFF, the switch SW2 and SW4 are in ON (stage of FIG. 9 (3 )reference). In this state, the current from the external power source 17 flows into the capacitor 22 and the battery 18, and these are charged, and the electric charge accumulated in the charging capacitor 19b is also charged to the battery 18 through the switches SW2 and SWbatt. To. As a result, the capacitor voltage Vcap and the battery voltage Vbatt increase, and the inter-terminal voltage Vc of the charging capacitor 19b decreases.

バッテリ電圧Vbattが上昇すると共に、充電用キャパシタ電圧Vcが所定の電圧に低下するまで、スイッチSW1〜SW4のスイッチ位置は維持される(S38;No)。一方、充電用キャパシタ電圧Vcが所定の電圧まで低下すると(S38;Yes)、制御回路24は、バッテリ18の充電が完了したか否かを判定する(S39)。この処理では、バッテリ電圧Vbattが所定の充電終了閾値(例えば、満充電電圧=48V)に達したか否か、又は、バッテリ18のSOCが所定の値(例えば、100%)に達したか否かが判定される。 The switch positions of the switches SW1 to SW4 are maintained until the battery voltage Vbatt rises and the charging capacitor voltage Vc drops to a predetermined voltage (S38; No). On the other hand, when the charging capacitor voltage Vc drops to a predetermined voltage (S38; Yes), the control circuit 24 determines whether or not the charging of the battery 18 is completed (S39). In this process, whether the battery voltage Vbatt has reached a predetermined charge end threshold value (for example, full charge voltage = 48 V), or whether the SOC of the battery 18 has reached a predetermined value (for example, 100%). Is judged.

バッテリ18の充電が完了していない場合(S39;No)、再びステップS33へ移行する。すなわち、バッテリ18の充電が完了するまで、ステップS33〜S39の処理が繰り返され(図8の時刻t2〜t10参照)、車両駆動装置10は、図9のステージ(2)とステージ(3)の状態に交互に切り替えられる。一方、バッテリ18の充電が完了した場合(S39;Yes)、充電完了処理(図5のS40)へ移行する。充電完了処理では、制御回路24は、スイッチSW1〜SW4を開状態に切り替える処理、充電完了信号を外部電源17へ送信する処理等を実行し、外部充電処理を終了する。 If the charging of the battery 18 is not completed (S39; No), the process proceeds to step S33 again. That is, until the charging of the battery 18 is completed, the process of step S33~S39 are repeated (see time t 2 ~t 10 in FIG. 8), the vehicle driving apparatus 10 includes a stage of FIG. 9 (2) a stage (3 ) Alternately. On the other hand, when the charging of the battery 18 is completed (S39; Yes), the process proceeds to the charging completion process (S40 in FIG. 5). In the charge completion process, the control circuit 24 executes a process of switching the switches SW1 to SW4 to the open state, a process of transmitting a charge completion signal to the external power source 17, and the like, and ends the external charge process.

なお、図8では、時刻t10において、バッテリ18の充電が完了している(すなわち、S39;Yes)。図8に示すように、入力電圧値Vinは、バッテリ電圧Vbattと同様に時間と共に増加し、充電スケジュールに従って、時刻t10に充電終了閾値(例えば、120V)に達する。すなわち、バッテリ電圧Vbattとキャパシタ電圧Vcapは、共に定格電圧(48V,72V)に達する。 In FIG. 8, at time t 10, the charging of the battery 18 is completed (i.e., S39; Yes). As shown in FIG. 8, the input voltage value Vin is increased with as with the battery voltage Vbatt time, according to the charging schedule, the time t 10 reaches the charge termination threshold (e.g., 120V). That is, both the battery voltage Vbatt and the capacitor voltage Vcap reach the rated voltage (48V, 72V).

次に、図10〜図12を参照して、本実施形態における外部充電処理内のキャパシタ充電処理について説明する。
図10はキャパシタ充電処理の処理フロー、図11はキャパシタ充電処理時における電流及び電圧の変位を示すタイムチャート、図12はキャパシタ充電処理時の各ステージにおける電気スイッチの開閉位置及び電流の流れを示す図である。
Next, the capacitor charging process in the external charging process in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 10 to 12.
FIG. 10 shows the processing flow of the capacitor charging process, FIG. 11 shows a time chart showing the displacement of current and voltage during the capacitor charging process, and FIG. 12 shows the opening / closing position and current flow of the electric switch at each stage during the capacitor charging process. It is a figure.

充電前情報処理(図6参照)において、入力電圧値Vinが所定電圧未満の場合(S12;No)、キャパシタ充電処理S50が実行される。キャパシタ充電処理の実行中には、まだ外部電源17から充電電力は供給されていない。キャパシタ充電処理では、制御回路24は、ステップS13と同様に、バッテリ18及びキャパシタ22の状態を演算する(S51)。次いで、制御回路24は、スイッチSW1,SW3を開状態にし、スイッチSW2,SW4を閉状態にして(S52)、バッテリ18により充電用キャパシタ19bを充電する(図12のステージ(11)参照)。 In pre-charging information processing (see FIG. 6), when the input voltage value Vin is less than a predetermined voltage (S12; No), the capacitor charging process S50 is executed. During the execution of the capacitor charging process, the charging power is not yet supplied from the external power source 17. In the capacitor charging process, the control circuit 24 calculates the state of the battery 18 and the capacitor 22 as in step S13 (S51). Next, the control circuit 24 opens the switches SW1 and SW3, closes the switches SW2 and SW4 (S52), and charges the charging capacitor 19b with the battery 18 (see stage (11) in FIG. 12).

図11を参照すると、時刻t11において、スイッチSWbatt及びSWcapがON(閉状態)にされており、入力電圧値Vinが外部充電開始閾値未満であることが検出される。時刻t12において、キャパシタ22への充電を開始するため、スイッチSW1,SW3はOFF(開状態)の状態で、スイッチSW2,SW4がONにされる(図12のステージ(11)参照)。この状態では、バッテリ18から出力された電流(Ibatt<0)が、スイッチSWbatt及びスイッチSW2を通って充電用キャパシタ19bに流入(Ic>0)する。これにより、充電用キャパシタ電圧Vcが上昇する。一方、バッテリ電圧Vbattは低下するが、バッテリ18には十分な電荷が蓄積されているため、その低下量は僅かである。 Referring to FIG. 11, at time t 11, the switch SWbatt and SWcap are in ON (closed), that the input voltage value Vin is less than the external charging start threshold is detected. At time t 12, to start charging of the capacitor 22, the switches SW1, SW3 in the state of OFF (opened state), (see stage of FIG. 12 (11)) of the switch SW2, SW4 is to ON. In this state, the current (Ibatt <0) output from the battery 18 flows into the charging capacitor 19b (Ic> 0) through the switch SWbatt and the switch SW2. As a result, the charging capacitor voltage Vc rises. On the other hand, although the battery voltage Vbatt decreases, the amount of decrease is small because sufficient electric charge is accumulated in the battery 18.

充電用キャパシタ電圧Vcが所定の電圧に上昇するまで、スイッチSW2,SW4は閉状態に維持される(S53;No)。一方、充電用キャパシタ電圧Vcが所定の電圧に達すると(S53;Yes)、制御回路24は、スイッチSW1,SW3を閉状態にし、スイッチSW2,SW4を開状態にして(S54)、充電用キャパシタ19bからキャパシタ22へ電荷を放出して、キャパシタ22を充電する(図12のステージ(12)参照)。 The switches SW2 and SW4 are maintained in the closed state until the charging capacitor voltage Vc rises to a predetermined voltage (S53; No). On the other hand, when the charging capacitor voltage Vc reaches a predetermined voltage (S53; Yes), the control circuit 24 closes the switches SW1 and SW3 and opens the switches SW2 and SW4 (S54), and the charging capacitor A charge is discharged from 19b to the capacitor 22 to charge the capacitor 22 (see stage (12) in FIG. 12).

図11を参照すると、時刻t13において、充電用キャパシタ電圧Vcが所定電圧まで上昇しており、スイッチSW1,SW3がONにされ、スイッチSW2,SW4がOFFにされる(図12のステージ(12)参照)。この状態では、充電用キャパシタ19bから放電された電流(電流Ic<0)がキャパシタ22に流入する(電流Icap>0)。これにより、充電用キャパシタ電圧Vcが低下し、キャパシタ電圧Vcapが上昇する(バッテリ電圧Vbattは変化しない)。この結果、入力電圧値Vinは増加する。 Referring to FIG. 11, at time t 13, the charging capacitor voltage Vc has risen to a predetermined voltage, the switch SW1, SW3 is ON, the switch SW2, SW4 is in OFF (stage of FIG. 12 (12 )reference). In this state, the current (current Ic <0) discharged from the charging capacitor 19b flows into the capacitor 22 (current Icap> 0). As a result, the charging capacitor voltage Vc decreases and the capacitor voltage Vcap increases (the battery voltage Vbatt does not change). As a result, the input voltage value Vin increases.

キャパシタ電圧Vcapが上昇すると共に、充電用キャパシタ電圧Vcが所定の電圧に低下するまで、スイッチSW1〜SW4のスイッチ位置が維持される(S55;No)。一方、充電用キャパシタ電圧Vcが所定の電圧まで低下すると(S55;Yes)、制御回路24は、キャパシタ22の充電が完了したか否かを判定する(S56)。この処理では、キャパシタ電圧Vcapが十分に昇圧されたか否か、すなわち、入力電圧値Vinが外部充電開始閾値に到達したか否かが判定される。 The switch positions of the switches SW1 to SW4 are maintained until the capacitor voltage Vcap rises and the charging capacitor voltage Vc drops to a predetermined voltage (S55; No). On the other hand, when the charging capacitor voltage Vc drops to a predetermined voltage (S55; Yes), the control circuit 24 determines whether or not the charging of the capacitor 22 is completed (S56). In this process, it is determined whether or not the capacitor voltage Vcap is sufficiently boosted, that is, whether or not the input voltage value Vin has reached the external charging start threshold value.

キャパシタ22の充電が完了していない場合(S56;No)、再びステップS51へ移行する。すなわち、キャパシタ22の充電が完了するまで、ステップS51〜S56の処理が繰り返され(図11の時刻t12〜t18参照)、車両駆動装置10は、図12のステージ(11)とステージ(12)の状態に交互に切り替えられる。一方、キャパシタ22の充電が完了した場合(S56;Yes)、キャパシタ充電処理は終了され、充電前情報処理S10(図6)へ戻る。その後、外部充電処理(図5)が継続され、車両リレー処理S20を経て、充電処理S30(図7)が実行される。充電処理S30において、外部電源17が充電電流を供給すると、車両駆動装置10は、図12のステージ(13)の状態となる(図9のステージ(1)と同じ)。 If the charging of the capacitor 22 is not completed (S56; No), the process proceeds to step S51 again. That is, until the charging of the capacitor 22 is completed, the process of step S51~S56 are repeated (see time t 12 ~t 18 in FIG. 11), the vehicle driving apparatus 10 includes a stage (12 stages in FIG. 12 (11) ) Alternately. On the other hand, when the charging of the capacitor 22 is completed (S56; Yes), the capacitor charging process is completed, and the process returns to the pre-charging information processing S10 (FIG. 6). After that, the external charging process (FIG. 5) is continued, and the charging process S30 (FIG. 7) is executed through the vehicle relay process S20. In the charging process S30, when the external power source 17 supplies the charging current, the vehicle driving device 10 is in the state of the stage (13) of FIG. 12 (same as the stage (1) of FIG. 9).

なお、上述のように、キャパシタ充電処理は、外部充電処理において所定条件で実行される。しかしながら、外部充電処理以外において、車両1の走行中等に、キャパシタ22が放電されキャパシタ電圧が低下した場合にも実行される。すなわち、キャパシタ充電処理は、副駆動モータ20への給電前に、キャパシタ電圧を所定電圧以上に維持しておくためにも実行される。 As described above, the capacitor charging process is executed under predetermined conditions in the external charging process. However, other than the external charging process, it is also executed when the capacitor 22 is discharged and the capacitor voltage drops while the vehicle 1 is traveling. That is, the capacitor charging process is also executed to maintain the capacitor voltage at a predetermined voltage or higher before supplying power to the auxiliary drive motor 20.

次に、図13〜図15を参照して、本実施形態におけるキャパシタ放電処理について説明する。図13はキャパシタ放電処理の処理フロー、図14はキャパシタ放電処理時における電流及び電圧の変位を示すタイムチャート、図15はキャパシタ放電処理時の各ステージにおける電気スイッチの開閉位置及び電流の流れを示す図である。 Next, the capacitor discharge process in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 13 to 15. FIG. 13 shows the processing flow of the capacitor discharge process, FIG. 14 shows a time chart showing current and voltage displacement during the capacitor discharge process, and FIG. 15 shows the open / close position and current flow of the electric switch at each stage during the capacitor discharge process. It is a figure.

キャパシタ放電処理は、キャパシタ22に蓄積された電荷をバッテリ18へ放出させるために実行される。この処理は、例えば、キャパシタ22を交換する際にキャパシタ22を安全な電圧になるまで放電させるため、また、副駆動モータ20により回生された電力によりキャパシタ22が必要以上に充電されることを防止するために実行される。 The capacitor discharge process is executed to discharge the electric charge accumulated in the capacitor 22 to the battery 18. This process discharges the capacitor 22 to a safe voltage when the capacitor 22 is replaced, and prevents the capacitor 22 from being charged more than necessary by the electric power regenerated by the auxiliary drive motor 20. Is executed to do.

キャパシタ放電処理が開始されると、制御回路24は、放電前情報処理(S61)を実行する。この処理では、バッテリ電圧Vbatt、キャパシタ電圧Vcap、バッテリ電流Ibatt、キャパシタ電流Icap、バッテリ18及びキャパシタ22のSOC等が取得される(S13参照)。次いで、制御回路24は、車両リレー処理(S62)を実行する。この処理では、スイッチSW1〜SW4が初期位置(開位置)にされる。 When the capacitor discharge process is started, the control circuit 24 executes pre-discharge information processing (S61). In this process, the battery voltage Vbatt, the capacitor voltage Vcap, the battery current Ibatt, the capacitor current Icap, the SOCs of the battery 18 and the capacitor 22 and the like are acquired (see S13). Next, the control circuit 24 executes the vehicle relay process (S62). In this process, the switches SW1 to SW4 are set to the initial position (open position).

次いで、制御回路24は、放電処理(S63〜S68)を実行する。放電処理では、制御回路24は、ステップS13と同様に、バッテリ18及びキャパシタ22の状態を演算する(S63)。次いで、制御回路24は、スイッチSW1,SW3を閉状態にし、スイッチSW2,SW4を開状態にして(S64)、キャパシタ22から充電用キャパシタ19bへ電荷を放出させて、充電用キャパシタ19bを充電する(図15のステージ(21)参照)。 Next, the control circuit 24 executes the discharge process (S63 to S68). In the discharge process, the control circuit 24 calculates the states of the battery 18 and the capacitor 22 as in step S13 (S63). Next, the control circuit 24 closes the switches SW1 and SW3, opens the switches SW2 and SW4 (S64), releases an electric charge from the capacitor 22 to the charging capacitor 19b, and charges the charging capacitor 19b. (See stage (21) in FIG. 15).

図14を参照すると、時刻t21において、キャパシタ電圧Vcapは所定電圧以上である。時刻t22において、スイッチSW1,SW3はONにされ、スイッチSW2,SW4はOFF(開状態)にされる(図15のステージ(21)参照)。この状態では、キャパシタ22から放電された電流(Icap<0)が、スイッチSWcap及びスイッチSW1を通って充電用キャパシタ19bに流入する(Ic>0)。これにより、充電用キャパシタ電圧Vcは上昇し、キャパシタ電圧Vcapは低下する。 Referring to FIG 14, at time t 21, the capacitor voltage Vcap is the predetermined voltage or more. At time t 22, the switch SW1, SW3 is ON, the switch SW2, SW4 is in OFF (open) (see stage of FIG. 15 (21)). In this state, the current (Icap <0) discharged from the capacitor 22 flows into the charging capacitor 19b through the switch SWcap and the switch SW1 (Ic> 0). As a result, the charging capacitor voltage Vc rises and the capacitor voltage Vcap falls.

充電用キャパシタ電圧Vcが所定の電圧に上昇するまで、スイッチSW1,SW3は閉状態に維持される(S65;No)。一方、充電用キャパシタ電圧Vcが所定の電圧に達すると(S65;Yes)、制御回路24は、スイッチSW1,SW3を開状態にし、スイッチSW2,SW4を閉状態にして(S66)、充電用キャパシタ19bからバッテリ18へ電荷を放出させて、バッテリ18を充電する(図15のステージ(22)参照)。 The switches SW1 and SW3 are maintained in the closed state until the charging capacitor voltage Vc rises to a predetermined voltage (S65; No). On the other hand, when the charging capacitor voltage Vc reaches a predetermined voltage (S65; Yes), the control circuit 24 opens the switches SW1 and SW3 and closes the switches SW2 and SW4 (S66), and the charging capacitor A charge is discharged from 19b to the battery 18 to charge the battery 18 (see stage (22) in FIG. 15).

図14を参照すると、時刻t23において、充電用キャパシタ電圧Vcが所定電圧まで上昇しており、スイッチSW1,SW3はOFFにされ、スイッチSW2,SW4はONにされる(図15のステージ(22)参照)。この状態では、充電用キャパシタ19bから放電された電流(電流Ic<0)がバッテリ18に流入する(電流Ibatt>0)。これにより、充電用キャパシタ電圧Vcが低下し、バッテリ電圧Vbattが僅かに上昇する(キャパシタ電圧Vcapは変化しない)。 Referring to FIG 14, at time t 23, has risen charging capacitor voltage Vc to a predetermined voltage, the switch SW1, SW3 is OFF, the switch SW2, SW4 is ON (the stage of FIG. 15 (22 )reference). In this state, the current (current Ic <0) discharged from the charging capacitor 19b flows into the battery 18 (current Ibatt> 0). As a result, the charging capacitor voltage Vc decreases and the battery voltage Vbatt increases slightly (the capacitor voltage Vcap does not change).

バッテリ電圧Vbattが上昇すると共に、充電用キャパシタ電圧Vcが所定の電圧に低下するまで、スイッチSW1〜SW4のスイッチ位置が維持される(S67;No)。一方、充電用キャパシタ電圧Vcが所定の電圧まで低下すると(S67;Yes)、制御回路24は、キャパシタ22の放電が完了したか否かを判定する(S68)。この処理では、キャパシタ電圧Vcapが十分に降圧されたか否か(すなわち、キャパシタ電圧Vcapが放電終了閾値に到達したか否か)が判定される。なお、S68において、付加的に、入力電圧値Vinが、入力電圧値Vinに対して設定された放電終了閾値に到達したか否かを判定してもよい。 The switch positions of the switches SW1 to SW4 are maintained until the battery voltage Vbatt rises and the charging capacitor voltage Vc drops to a predetermined voltage (S67; No). On the other hand, when the charging capacitor voltage Vc drops to a predetermined voltage (S67; Yes), the control circuit 24 determines whether or not the discharge of the capacitor 22 is completed (S68). In this process, it is determined whether or not the capacitor voltage Vcap has been sufficiently stepped down (that is, whether or not the capacitor voltage Vcap has reached the discharge end threshold value). In S68, it may be additionally determined whether or not the input voltage value Vin has reached the discharge end threshold value set for the input voltage value Vin.

キャパシタ22の放電が完了していない場合(S68;No)、再びステップS61へ移行する。すなわち、キャパシタ22の放電が完了するまで、ステップS61〜S68の処理が繰り返され(図14の時刻t22〜t28参照)、車両駆動装置10は、図15のステージ(21)とステージ(22)の状態に交互に切り替えられる。一方、キャパシタ22の放電が完了した場合(S68;Yes)、キャパシタ放電処理は終了され、放電完了処理(S69)へ移行する。放電完了処理において、スイッチSW1〜SW4が開状態にされ、キャパシタ放電処理は終了される。なお、図15のステージ(23)は、車両1のメンテナンス等において、時刻t29にスイッチSWbatt及びSWcapがOFFにされた待機状態を示している。 If the discharge of the capacitor 22 is not completed (S68; No), the process proceeds to step S61 again. That is, the processes of steps S61 to S68 are repeated until the discharge of the capacitor 22 is completed (see times t 22 to t 28 in FIG. 14), and the vehicle drive device 10 has the stage (21) and the stage (22) in FIG. ) Alternately. On the other hand, when the discharge of the capacitor 22 is completed (S68; Yes), the capacitor discharge process is completed and the process proceeds to the discharge completion process (S69). In the discharge completion process, the switches SW1 to SW4 are opened, and the capacitor discharge process is completed. Incidentally, the stage of FIG. 15 (23), in the maintenance of the vehicle 1 such as, switches SWbatt and SWcap indicates the standby state of being turned OFF at time t 29.

以下に本発明の実施形態による車両駆動装置10の作用について説明する。
本実施形態によれば、車両1に搭載された車両駆動装置10は、充電式のバッテリ18と電源用キャパシタ22とが直列接続されている電源3と、バッテリ18の電圧が提供される主駆動モータ16(第1の車両駆動モータ)と、バッテリ18と電源用キャパシタ22の合計電圧(Vin)が提供される副駆動モータ20(第2の車両駆動モータ)と、電源3に接続された充電回路19と、充電回路19を介して電源3の充放電を制御する制御回路24と、を備え、電源用キャパシタ22は、第1の端子及び第2の端子を有し、充電回路19は、第1の端子及び第2の端子を有する充電用キャパシタ19bと、充電用キャパシタ19bの第1の端子と電源用キャパシタ22の第1の端子を電気的に接続及び切断するためのスイッチSW1(第1のスイッチ)と、充電用キャパシタ19bの第1の端子と電源用キャパシタ22の第2の端子を電気的に接続及び切断するためのスイッチSW2(第2のスイッチ)と、充電用キャパシタ19bの第2の端子とバッテリ18の正極端子を電気的に接続及び切断するためのスイッチSW3(第3のスイッチ)と、充電用キャパシタ19bの第2の端子とバッテリ18の負極端子を電気的に接続及び切断するためのスイッチSW4(第4のスイッチ)と、を備え、制御回路24は、スイッチSW1〜SW4を操作して、バッテリ18と電源用キャパシタ22の充放電を制御するように構成されている。
The operation of the vehicle drive device 10 according to the embodiment of the present invention will be described below.
According to the present embodiment, the vehicle drive device 10 mounted on the vehicle 1 is provided with a power supply 3 in which a rechargeable battery 18 and a power supply capacitor 22 are connected in series, and a main drive in which the voltage of the battery 18 is provided. The motor 16 (first vehicle drive motor), the auxiliary drive motor 20 (second vehicle drive motor) provided with the total voltage (Vin) of the battery 18 and the power supply capacitor 22, and the charging connected to the power supply 3. A circuit 19 and a control circuit 24 for controlling charging / discharging of the power supply 3 via the charging circuit 19 are provided. The power supply capacitor 22 has a first terminal and a second terminal, and the charging circuit 19 has a first terminal and a second terminal. Switch SW1 (first) for electrically connecting and disconnecting the charging capacitor 19b having the first terminal and the second terminal, the first terminal of the charging capacitor 19b, and the first terminal of the power supply capacitor 22. 1 switch), switch SW2 (second switch) for electrically connecting and disconnecting the first terminal of the charging capacitor 19b and the second terminal of the power supply capacitor 22, and charging capacitor 19b. The switch SW3 (third switch) for electrically connecting and disconnecting the second terminal and the positive terminal of the battery 18, and the second terminal of the charging capacitor 19b and the negative terminal of the battery 18 are electrically connected. The control circuit 24 is configured to operate the switches SW1 to SW4 to control the charging and discharging of the battery 18 and the power supply capacitor 22 by providing a switch SW4 (fourth switch) for disconnecting and disconnecting. There is.

このように構成された本実施形態では、電源3がバッテリ18とキャパシタ22の直列接続を備えており、キャパシタ22に接続された第1電力ライン5aと、バッテリ18に接続された第2電力ライン5bと、を少なくとも備えている。第1電力ライン5aと第2電力ライン5bとは、異なる電源電圧を提供することができる。第1電力ライン5aにより副駆動モータ20が駆動され、第2電力ライン5bにより主駆動モータ16が駆動される。このように、本実施形態では、容易且つ簡易な構成で複数の電源電圧を供給することができる。また、本実施形態では、電源3がバッテリ18と電源用キャパシタ22の直列接続で構成されているため、充電回路を4つの電気スイッチと、電荷バッファとしての充電用キャパシタとによる簡単な構成にすることができる。制御回路24は、これら4つの電気スイッチの開閉により、バッテリ18と電源用キャパシタ22との間で電荷の充放電を容易に行うことが可能である。 In the present embodiment configured as described above, the power supply 3 includes the battery 18 and the capacitor 22 connected in series, and the first power line 5a connected to the capacitor 22 and the second power line connected to the battery 18. It has at least 5b. The first power line 5a and the second power line 5b can provide different power supply voltages. The sub-drive motor 20 is driven by the first power line 5a, and the main drive motor 16 is driven by the second power line 5b. As described above, in the present embodiment, a plurality of power supply voltages can be supplied with a simple and simple configuration. Further, in the present embodiment, since the power supply 3 is configured by connecting the battery 18 and the power supply capacitor 22 in series, the charging circuit has a simple configuration consisting of four electric switches and a charging capacitor as a charge buffer. be able to. The control circuit 24 can easily charge and discharge electric charges between the battery 18 and the power supply capacitor 22 by opening and closing these four electric switches.

また、本実施形態において好ましくは、電源用キャパシタ22の定格電圧(72V)は、バッテリ18の定格電圧(48V)よりも大きい。このように構成された本実施形態では、外部電源17により電源3を充電する場合、バッテリ18の定格電圧が外部電源17の下限電圧より小さくても、バッテリ18よりも定格電圧が大きい電源用キャパシタ22を直列接続することにより、車両1の入力電圧値Vinを容易に下限電圧よりも大きく維持することができる。 Further, preferably, in the present embodiment, the rated voltage (72V) of the power supply capacitor 22 is larger than the rated voltage (48V) of the battery 18. In the present embodiment configured as described above, when the power supply 3 is charged by the external power supply 17, even if the rated voltage of the battery 18 is smaller than the lower limit voltage of the external power supply 17, the rated voltage is larger than that of the battery 18. By connecting 22 in series, the input voltage value Vin of the vehicle 1 can be easily maintained to be larger than the lower limit voltage.

また、本実施形態において、具体的には、バッテリ18の正極端子と電源用キャパシタ22の第2の端子が接続されており、電源3は、スイッチSW1〜SW4の直列回路に並列接続され、充電用キャパシタ19bは、スイッチSW2とスイッチSW3の直列回路に並列接続され、スイッチSW2とスイッチSW3の間の接続点N2が、バッテリ18の正極端子に接続されている。 Further, in the present embodiment, specifically, the positive terminal of the battery 18 and the second terminal of the power supply capacitor 22 are connected, and the power supply 3 is connected in parallel to the series circuit of the switches SW1 to SW4 for charging. The capacitor 19b is connected in parallel to the series circuit of the switch SW2 and the switch SW3, and the connection point N2 between the switch SW2 and the switch SW3 is connected to the positive terminal of the battery 18.

また、本実施形態において好ましくは、制御回路24は、スイッチSW1,SW3を閉状態にすると共にスイッチSW2,SW4を開状態にして(S35)、電源用キャパシタ22に蓄えられている電荷の一部を充電用キャパシタ19bに蓄える第1段階(図9のステージ(2))と、スイッチSW1,SW3を開状態にすると共にスイッチSW2,SW4を閉状態にして(S37)、充電用キャパシタ19bに蓄えられた電荷によりバッテリ18を充電する第2段階(図9のステージ(3))と、を複数回繰返すように充電回路19を制御する。 Further, preferably, in the present embodiment, the control circuit 24 closes the switches SW1 and SW3 and opens the switches SW2 and SW4 (S35), and a part of the electric charge stored in the power supply capacitor 22. In the first stage (stage (2) in FIG. 9) in which the electric charge capacitor 19b is stored, the switches SW1 and SW3 are opened and the switches SW2 and SW4 are closed (S37), and the electric charge is stored in the charging capacitor 19b. The charging circuit 19 is controlled so as to repeat the second stage (stage (3) of FIG. 9) of charging the battery 18 with the charged electric charge a plurality of times.

このように構成された本実施形態では、電源用キャパシタ22の電荷を、充電回路19を介してバッテリ18へ放出することにより、バッテリ18を充電することができる。このとき、例えば、電源用キャパシタ22に外部電源17から充電電力を供給することにより、実質的に、外部電源17によりバッテリ18と電源用キャパシタ22を同時に充電することができる。 In the present embodiment configured as described above, the battery 18 can be charged by discharging the electric charge of the power supply capacitor 22 to the battery 18 via the charging circuit 19. At this time, for example, by supplying charging power from the external power source 17 to the power supply capacitor 22, the battery 18 and the power supply capacitor 22 can be substantially charged at the same time by the external power source 17.

また、本実施形態において好ましくは、制御回路24は、スイッチSW1,SW3を開状態にすると共にスイッチSW2,SW4を閉状態にして(S52)、バッテリ18に蓄えられている電荷の一部を充電用キャパシタ19bに蓄える第3段階(図12のステージ(11))と、スイッチSW1,SW3を閉状態にすると共にスイッチSW2,SW4を開状態にして(S54)、充電用キャパシタ19bに蓄えられた電荷により電源用キャパシタ22を充電する第4段階(図12のステージ(12))と、を複数回繰返すように充電回路19を制御する。 Further, preferably in the present embodiment, the control circuit 24 opens the switches SW1 and SW3 and closes the switches SW2 and SW4 (S52) to charge a part of the electric charge stored in the battery 18. The third stage (stage (11) in FIG. 12) of storing in the charging capacitor 19b, the switches SW1 and SW3 are closed and the switches SW2 and SW4 are opened (S54), and the switches SW1 and SW4 are stored in the charging capacitor 19b. The charging circuit 19 is controlled so as to repeat the fourth stage (stage (12) in FIG. 12) of charging the power supply capacitor 22 by electric charge a plurality of times.

このように構成された本実施形態では、バッテリ18の電荷を、充電回路19を介して電源用キャパシタ22へ放出することにより、電源用キャパシタ22を充電することができる。 In the present embodiment configured as described above, the power supply capacitor 22 can be charged by discharging the electric charge of the battery 18 to the power supply capacitor 22 via the charging circuit 19.

また、本実施形態において好ましくは、電源用キャパシタ22は、蓄積可能な電荷が、バッテリ18に蓄積可能な電荷よりも少なく構成されている。このように構成された本実施形態では、バッテリ18により電源用キャパシタ22を充電する場合、バッテリ18と電源用キャパシタ22の合計電圧を増加させることができる。よって、合計電圧が外部電源17の下限電圧より低い場合、合計電圧を昇圧することにより、外部充電可能とすることができる。 Further, preferably in the present embodiment, the power supply capacitor 22 is configured so that the charge that can be stored is smaller than the charge that can be stored in the battery 18. In the present embodiment configured as described above, when the power supply capacitor 22 is charged by the battery 18, the total voltage of the battery 18 and the power supply capacitor 22 can be increased. Therefore, when the total voltage is lower than the lower limit voltage of the external power supply 17, the total voltage can be boosted to enable external charging.

1 車両
3 電源
10 車両駆動装置
16 主駆動モータ(第1の車両駆動モータ)
17 外部電源
18 バッテリ
18a バッテリセル
19 充電回路
19b 充電用キャパシタ
20 副駆動モータ(第2の車両駆動モータ)
22 キャパシタ(電源用キャパシタ)
24 制御回路
28 電気負荷
G 車体アース
N0,N1,N2,N3 接続点
SWbatt,SWcap スイッチ
SW1〜SW4 スイッチ(第1〜第4のスイッチ)
1 Vehicle 3 Power supply 10 Vehicle drive device 16 Main drive motor (first vehicle drive motor)
17 External power supply 18 Battery 18a Battery cell 19 Charging circuit 19b Charging capacitor 20 Sub-drive motor (second vehicle drive motor)
22 Capacitor (power supply capacitor)
24 Control circuit 28 Electric load G Body ground N0, N1, N2, N3 Connection point SWbatt, SWcap switch SW1 to SW4 switch (1st to 4th switches)

Claims (6)

車両に搭載された車両駆動装置であって、
充電式のバッテリと電源用キャパシタとが直列接続されている電源と、
前記バッテリの電圧が提供される第1の車両駆動モータと、
前記バッテリと前記電源用キャパシタの合計電圧が提供される第2の車両駆動モータと、
前記電源に接続された充電回路と、
前記充電回路を介して前記電源の充放電を制御する制御回路と、を備え、
前記電源用キャパシタは、第1の端子及び第2の端子を有し、
前記充電回路は、第1の端子及び第2の端子を有する充電用キャパシタと、前記充電用キャパシタの第1の端子と前記電源用キャパシタの第1の端子を電気的に接続及び切断するための第1のスイッチと、前記充電用キャパシタの第1の端子と前記電源用キャパシタの第2の端子を電気的に接続及び切断するための第2のスイッチと、前記充電用キャパシタの第2の端子と前記バッテリの正極端子を電気的に接続及び切断するための第3のスイッチと、前記充電用キャパシタの第2の端子と前記バッテリの負極端子を電気的に接続及び切断するための第4のスイッチと、を備え、
前記制御回路は、前記第1,第2,第3及び第4のスイッチを操作して、前記バッテリと前記電源用キャパシタの充放電を制御するように構成されている、車両駆動装置。
It is a vehicle drive device mounted on a vehicle.
A power supply in which a rechargeable battery and a power supply capacitor are connected in series,
A first vehicle drive motor to which the voltage of the battery is provided, and
A second vehicle drive motor that provides the total voltage of the battery and the power supply capacitor,
The charging circuit connected to the power supply and
A control circuit that controls charging / discharging of the power supply via the charging circuit is provided.
The power supply capacitor has a first terminal and a second terminal.
The charging circuit electrically connects and disconnects a charging capacitor having a first terminal and a second terminal, and the first terminal of the charging capacitor and the first terminal of the power supply capacitor. A first switch, a second switch for electrically connecting and disconnecting the first terminal of the charging capacitor and the second terminal of the power supply capacitor, and a second terminal of the charging capacitor. And a third switch for electrically connecting and disconnecting the positive terminal of the battery, and a fourth switch for electrically connecting and disconnecting the second terminal of the charging capacitor and the negative terminal of the battery. With a switch,
The vehicle driving device is configured such that the control circuit operates the first, second, third, and fourth switches to control the charging and discharging of the battery and the power supply capacitor.
前記電源用キャパシタの定格電圧は、前記バッテリの定格電圧よりも大きい、請求項1に記載の車両駆動装置。 The vehicle drive device according to claim 1, wherein the rated voltage of the power supply capacitor is larger than the rated voltage of the battery. 前記バッテリの正極端子と前記電源用キャパシタの第2の端子が接続されており、
前記電源は、前記第1,第2,第3及び第4のスイッチの直列回路に並列接続され、
前記充電用キャパシタは、前記第2のスイッチと前記第3のスイッチの直列回路に並列接続され、
前記第2のスイッチと前記第3のスイッチの間の接続点が、前記バッテリの正極端子に接続されている、請求項1又は2に記載の車両駆動装置。
The positive electrode terminal of the battery and the second terminal of the power supply capacitor are connected to each other.
The power supply is connected in parallel to the series circuit of the first, second, third and fourth switches.
The charging capacitor is connected in parallel to the series circuit of the second switch and the third switch.
The vehicle drive device according to claim 1 or 2, wherein the connection point between the second switch and the third switch is connected to the positive electrode terminal of the battery.
前記制御回路は、
前記第1及び第3のスイッチを閉状態にすると共に前記第2及び第4のスイッチを開状態にして、前記電源用キャパシタに蓄えられている電荷の一部を前記充電用キャパシタに蓄える第1段階と、
前記第1及び第3のスイッチを開状態にすると共に前記第2及び第4のスイッチを閉状態にして、前記充電用キャパシタに蓄えられた電荷により前記バッテリを充電する第2段階と、
を複数回繰返すように前記充電回路を制御する、請求項3に記載の車両駆動装置。
The control circuit
The first, in which the first and third switches are closed and the second and fourth switches are opened, and a part of the electric charge stored in the power supply capacitor is stored in the charging capacitor. Stages and
A second step of charging the battery with the electric charge stored in the charging capacitor by opening the first and third switches and closing the second and fourth switches.
The vehicle driving device according to claim 3, wherein the charging circuit is controlled so as to repeat the process a plurality of times.
前記制御回路は、
前記第1及び第3のスイッチを開状態にすると共に前記第2及び第4のスイッチを閉状態にして、前記バッテリに蓄えられている電荷の一部を前記充電用キャパシタに蓄える第3段階と、
前記第1及び第3のスイッチを閉状態にすると共に前記第2及び第4のスイッチを開状態にして、前記充電用キャパシタに蓄えられた電荷により前記電源用キャパシタを充電する第4段階と、
を複数回繰返すように前記充電回路を制御する、請求項3又は4に記載の車両駆動装置。
The control circuit
With the third step of opening the first and third switches and closing the second and fourth switches and storing a part of the electric charge stored in the battery in the charging capacitor. ,
A fourth step in which the first and third switches are closed and the second and fourth switches are opened to charge the power supply capacitor with the electric charge stored in the charging capacitor.
The vehicle driving device according to claim 3 or 4, wherein the charging circuit is controlled so as to repeat the process a plurality of times.
前記電源用キャパシタは、蓄積可能な電荷が、前記バッテリに蓄積可能な電荷よりも少なく構成されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の車両駆動装置。 The vehicle driving device according to any one of claims 1 to 5, wherein the power supply capacitor has a charge that can be stored less than the charge that can be stored in the battery.
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