JPH09271103A

JPH09271103A - 電動車両

Info

Publication number: JPH09271103A
Application number: JP10390296A
Authority: JP
Inventors: Hideki Hisada; 秀樹久田
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 1996-03-28
Filing date: 1996-03-28
Publication date: 1997-10-14

Abstract

(57)【要約】【課題】電源装置を構成するキャパシタユニット間に
発生した充電量の不均一を解消する。【解決手段】電気自動車やハイブリッド車両といった
電動車両の電源装置４３１を、直列に接続された複数の
キャパシタユニット５１と、各キャパシタユニット５１
に並列に接続された逆流防止用のダイオード５２で構成
する。そして、キャパシタユニット５１を放電するため
の放電抵抗器４３３を放電リレー４３４を介して電源装
置４３１に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電動車両に係
り、詳細には、キャパシタを電源として駆動モータに電
力を供給する電動車両に関する。

【０００２】

【従来の技術】環境保護の観点から、駆動モータの出力
を車両の駆動力として使用する電動車両が開発され、実
用化されている。このような電動車両としては、駆動モ
ータのみから駆動力を得る電気自動車の他に、環境保護
の観点に加えて燃料の簡易供給と走行距離の長距離化の
観点から駆動モータとエンジンとから駆動力を得るハイ
ブリッド車両も、実用化されている。電動車両では、駆
動源である駆動モータを駆動するための直流電源とし
て、例えば、２４０Ｖの電源装置を備えており、電源装
置として、充放電が可能な鉛蓄電池等のバッテリを使用
するものや、キャパシタを使用するものや、バッテリと
キャパシタを使用し、その一方を補助電源として使用す
るもの等がある。このような電気自動車やハイブリッド
車両を含む電動車両において、加速走行や定速走行時に
電源装置から電力を取り出し、運転者の走行要求に応じ
た電流をインバータを介して駆動モータに供給すること
で、駆動モータを駆動している。一方、電動車両の減速
時には、駆動モータによって駆動されたエネルギを有効
に回収するために、駆動モータで発生する電力を電源装
置に回生するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、複数のキャパ
シタユニットを蓄電装置として使用する電動車両では、
キャパシタの自己放電（リーク電流）によって頻繁に放
電と充電を繰り返しているうちに、キャパシタユニット
間の電圧の差異（蓄電エネルギーの差異）が生じ、充電
時に１部のキャパシタユニットが過電圧となる可能性が
ある。特に、電動車両車両は、充電スタンド等による外
部からの充電をしなくても駆動モータの出力のみで長距
離走行することが可能であるため、キャパシタユニット
間の電位差が発生する可能性がある。キャパシタユニッ
トに過電圧が発生すると電気分解が発生する。このた
め、過電圧状態を長期間繰り返し続けると、ドライアウ
ト（電解液が無くなる）して、キャパシタに致命的な障
害を与える可能性がある。キャパシタユニットの過電圧
を防止するために、各キャパシタユニットの電圧をモニ
タし、全てのユニットの電圧が過電圧とならないように
充電量をコントロールする方法が考えられるが、最大電
圧のキャパシタユニットに制限され、見かけ上のキャパ
シタ容量が減少してしまうという問題がある。

【０００４】そこで本発明は、上記した従来の電動車両
における課題を解決するために成されたもので、キャパ
シタユニット間に発生した充電量の不均一を解消するこ
とが可能な電動車両を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
は、駆動モータと、この駆動モータとの間で電力の授受
を行う蓄電手段とを有する電動車両であって、前記蓄電
手段は、直列に接続された複数のキャパシタユニット
と、このキャパシタユニットのそれぞれに並列接続され
た逆流防止用のダイオードと、前記キャパシタユニット
の放電手段と、を具備することで前記目的を達成する。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電動車両の各実施
形態について図１から図９を参照して詳細に説明する。
なお、以下の各実施形態では、ハイブリッド車両につい
て説明するが、駆動モータを備えエンジンを備えていな
い電気自動車についても同様に適用が可能である。（１）第１の実施形態の概要第１の実施形態のハイブリッド車両では、電源装置とし
てキャパシタ（コンデンサ）を有するハイブリッド車両
に対して、キャパシタの全電気的エネルギーを放出する
ための放電抵抗器を接続すると共に、各キャパシタユニ
ットに逆流防止用のダイオードを並列接続する。そし
て、車両停車時に全てのキャパシタのエネルギ残量を０
にリセットする。これによって、頻繁な充放電により各
ユニット間の充電レベルに差異が生じたキャパシタユニ
ット間の充電レベル差を減少させることができる。ま
た、第１の実施形態の変形として、ダイオードの代わり
にツェナーダイオード（定電圧防止ダイオード）を各キ
ャパシタユニットに並列接続することで、走行中におけ
る過充電（過電圧）を各キャパシタユニット単位で防止
することができる。

【０００７】（２）本実施形態の詳細図１はハイブリッド車両の駆動装置の配列を示すスケル
トン図（骨図）である。このハイブリッド車両は、エン
ジンの駆動力を駆動輪と発電機に分けて伝達させること
でシリーズ型とパラレル型の双方の機能をそなえたスプ
リット型のハイブリッド車両である。図１に示すよう
に、ハイブリッド車両の駆動装置は、エンジン（ＥＧ）
１、プラネタリギヤ２、発電機モータ（ジェネレータ
Ｇ）３、駆動モータ（Ｍ）４、およびデファレンシャル
ギヤ５を備えており、４軸構成になっている。第１軸と
してのエンジン１の出力軸７上には、プラネタリギヤ２
および発電機モータ３が配置されている。プラネタリギ
ヤ２は、キャリヤ２２がエンジン１の出力軸７と連結さ
れ、サンギヤ２１が発電機モータ３の入力軸９と連結さ
れ、リングギヤ２３が第１カウンタドライブキア１１に
連結されている。第２軸としての駆動モータ４の出力軸
１３には、第２カウンタドライブギヤ１５が連結されて
いる。第３軸としてのカウンタシャフト３１には、カウ
ンタドリブンギヤ３３及びデフピニオンギヤ３５が保持
されており、カウンタドリブンギヤ３３には第１カウン
タドライブギヤ１１と第２カウンタドライブギヤ１５が
噛合されている。デファレンシャルギヤ５は、第４軸を
有するデフリングギヤ３７を介して駆動され、このデフ
リングギヤ３７とデフピニオンギヤ３５とが互いに噛合
している。

【０００８】プラネタリギヤ２は差動ギヤであり、キャ
リヤ２２の入力回転数に対し、リングギヤ２３の出力回
転数を決定するのは、サンギヤ２１の回転数である。即
ち、発電機モータ３の負荷トルクを制御することによっ
て、サンギヤ２１の回転数を制御することが可能であ
る。例えば、サンギヤ２１を自由回転させた場合、キャ
リヤ２２の回転はサンギヤ２１により吸収され、リング
ギヤ２３は停止して、出力回転は生じないようになって
いる。プラネタリギヤ２において、キャリヤ２２の入力
トルクは、発電機モータ３の反力トルクと出力軸トルク
の合成トルクとなる。すなわち、エンジン１からの出力
はキャリヤ２２に入力され、発電機モータ３はサンギヤ
２１に入力される。エンジン１の出力トルクはリングギ
ヤ２３から出力され、エンジン効率に基づいて設定され
たギヤ比でカウンターギヤを介して駆動輪に出力され
る。また駆動モータ４の出力はモータ効率のよいギヤ比
に基づいてカウンターギヤを介して駆動輪に出力され
る。このように、本実施形態のハイブリッド車両として
は、エンジン１の出力トルクを駆動輪および発電機の入
力軸に伝達する、スプリット型ハイブリッド車両が使用
される。

【０００９】図２は、このようなハイブリッド車両のシ
ステム構成を表したものである。この図２に示すよう
に、ハイブリッド車両は、駆動系４０と、駆動系４０そ
の他各部の状態を検出するセンサ系４１と、駆動系４０
各部の制御を行う制御系４２と、駆動系４０との間で電
力の授受を行う電源装置４３１を有する電源系４３を備
えている。

【００１０】駆動系４０は、エンジン１、発電機モータ
３、駆動モータ４を備えている。発電機モータ３と駆動
モータ４は、電源系４３の電源装置と接続され、図示し
ないコンバータやインバータ等およびその制御装置によ
って、電力の授受を行うようになっている。

【００１１】センサ系４１は、イグニッションキーのオ
ン／オフを検出するキーポジションセンサ４１０、エン
ジン１の回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ４
１１と、発電機モータ３の回転数ＮＧを検出する発電機
モータ回転数センサ４１２と、発電機モータ３のトルク
ＴＧを検出する発電機モータトルクセンサ４１３と、駆
動モータ４の回転数ＮＭを検出する駆動モータ回転数セ
ンサ４１４と、駆動モータ４のトルクＴＭを検出する駆
動モータトルクセンサ４１５と、バッテリ４４の充電残
容量ＳＯＣ、電源装置４３１の電圧Ｖ、電流Ｉを検出す
る電源センサ４１６と、アクセル開度αを検出するアク
セルセンサ４１７と、車速ｖを検出する車速センサ４１
８、ブレーキ踏み込み量βを検出するブレーキセンサ４
１９を備えている。センサ系４１は、図示しないが、ト
ランスミッションのシフトレバーセンサ、等のその他各
種のセンサを備えている。

【００１２】制御系４２は、エンジン１を制御するエン
ジン制御装置４２１、発電機モータ３を制御する発電機
モータ制御装置４２２、駆動モータ４を制御する駆動モ
ータ制御装置４２３を備えている。また制御系４２は、
エンジン制御装置４２１、発電機モータ制御装置４２
２、駆動モータ制御装置４２３に対して制御指示や制御
値を供給することで車両全体を制御する車両制御装置
（ＥＣＵ）４２４を備えている。この車両制御装置４２
４は、例えばＣＰＵ（中央処理装置）、各種のプログラ
ムやデータが格納されたＲＯＭ（リード・オンリ・メモ
リ）、ワーキングエリアとして使用されるＲＡＭ（ラン
ダム・アクセス・メモリ）等を備えたマイクロコンピュ
ータによって実現される。車両制御装置４２４は、自己
に供給させる電源と他の装置に供給する電源とを別個に
ＯＮ／ＯＦＦすることができるようになっており、本実
施形態によるキャパシタのリセット処理が完了するまで
は、自己に供給させる電源をＯＦＦしないようになって
いる。

【００１３】車両制御装置４２４は、エンジン制御装置
４２１に対し、車両の走行、停止等の各種状態に応じて
エンジンのＯＮ／ＯＦＦ信号を供給するようになってい
る。また、車両制御装置４２４は、発電機モータ制御装
置４２２に対して、図示しないアクセルセンサからのア
クセル開度αと電源センサ４１６からの充電残容量ＳＯ
Ｃとに応じた発電機モータ３の目標回転数ＮＧ＊を供給
する。さらに、車両制御装置４２４は、駆動モータ制御
装置４２３に対して、アクセルセンサからのアクセル開
度αと車速センサからの車速ｖとに応じたトルクＴＭ＊
を供給するようになっている。

【００１４】そして、エンジン制御装置４２１は、車両
制御装置４２４から供給されるＯＮ信号と、エンジン回
転数センサ４１１から供給されるエンジン回転数ＮＥに
応じて、スロットル開度θを制御することで、エンジン
１の出力を制御する。発電機モータ制御装置４２２は、
車両制御装置４２４から供給された目標回転数ＮＧ＊と
なるように、発電機モータ３の電流（トルク）ＩＧを制
御する。駆動モータ制御装置４２３は、車両制御装置４
２４から供給されるトルクＴＭ＊によって、駆動モータ
４の電流（トルク）ＩＭを制御する。

【００１５】車両制御装置４２４には、エンジン制御装
置４２１からスロットル開度θの値が供給される。ま
た、発電機モータ制御装置４２２から、発電機モータ回
転数センサ４１２で検出された発電機モータ３の回転数
ＮＧと、発電機モータトルクセンサ４１３で検出された
トルクＴＧの値が供給される。また、駆動モータ制御装
置４２３から、駆動モータ回転数センサ４１４で検出さ
れた駆動モータ４の回転数ＮＭと、駆動モータトルクセ
ンサ４１５で検出されたトルクＴＭの値が車両制御装置
４２４に供給される。さらに、電源センサ４１６から、
電源装置４３１の充電残容量ＳＯＣ、電圧Ｖ、電流Ｉが
供給されるようになっている。なお、発電機モータトル
クセンサ４１３、および駆動モータトルクセンサ４１５
は、必ずしも必要ではなく、演算により求めるようにし
てもよい。

【００１６】電源系４３は、電源装置４３１の他に、放
電抵抗器４３２、電源リレー４３３、および放電リレー
４３４を備えている。本実施形態の電源装置４３１は、
後述するようにキャパシタのみで構成されているが、充
放電可能なバッテリと組み合わせて構成するようにして
もよい。バッテリとしては、鉛蓄電池、ニッケルカドミ
ウム電池、ナトリウム硫黄電池、水素２次電池、レドッ
クス型電池、リチウム２次電池等の各種充放電可能な２
次電池が使用される。電源装置４３１は、電源リレー４
３３を介して、発電機モータ３および駆動モータ４と接
続されている。また、電源装置４３１には、放電リレー
４３４を介して、放電抵抗器４３２が接続されている。
放電抵抗器４３２は、電源装置４３１から供給される電
力を消費するためのものである。

【００１７】電源リレー４３３と放電リレー４３４は、
車両制御装置４２４によって制御されるようになってい
る。すなわち、ハイブリッド車両の走行時には、電源リ
レー４３３が接続され、放電リレー４３４が切断され
る。一方、車両停止時には電源リレー４３３が切断さ
れ、放電リレー４３４が接続されるようになっている。
そして電源装置４３１は、車両走行時に、駆動モータ４
に電力を供給する一方、駆動モータ４からの回生電力お
よび発電機モータ３の電力で充電され、車両停止時に、
放電抵抗器４３２に電力を放電するようになっている。

【００１８】図３は、電源系４３の詳細構成を表したも
のである。この図に示されるように、電源装置４３１
は、複数のキャパシタユニット５１が直列に接続されて
いる。これら各キャパシタユニット５１のそれぞれに
は、逆流および過電圧を防止用するためのダイオード５
２が並列に接続されている。キャパシタユニット５１
は、多数のコンデンサセルを直並列に接続することで構
成される。キャパシタユニット５１の数は、１ユニット
の定格電圧および駆動モータ４、発電機モータ３、補機
の入力電圧範囲によって決定される。

【００１９】各ダイオード５２の電流容量は、放電抵抗
器４３２の抵抗値と、直列接続されるキャパシタユニッ
ト５１の数とによって決定される。例えば、全キャパシ
タユニット５１の許容電圧を４８０Ｖとし、キャパシタ
ユニット５１の数が４個で、放電抵抗器４３２の抵抗値
が１０Ωであるとする。この場合、各キャパシタユニッ
トの分圧は１２０Ｖとなる。そして、最悪１ユニットが
０Ｖで他の３ユニットが最大の１２０Ｖになった場合、
０Ｖのユニットに並列接続されているダイオードには、
３６０Ｖの電圧が印可されることになる。このとき、放
電抵抗器の抵抗が１０Ωであるから、各ダイオードには
最大３６Ａの電流が流れる可能性が。従って、各ダイオ
ードには、最大定格がそれ以上のものを選定すればよい
ことになる。ただし、実際には１ユニットだけが０Ｖで
他のユニットが１２０Ｖというような極端な電圧のばら
つきは存在し得ないので、上記計算値の１／５程度で十
分である。一方、各ダイオード５２の耐電圧は、１キャ
パシタユニット５１の定格電圧に耐えうる値に決定され
る。

【００２０】放電リレー４３４は、放電抵抗器４３２の
抵抗値により決定され、電源装置４３１が満充電の状態
で放電された場合に耐えうるものが選択される。

【００２１】次に、このように構成されたハイブリッド
車両におけるキャパシタのリセット処理の動作について
説明する。図４は、各キャパシタユニット５１の電気的
エネルギを放電抵抗器で消費させた場合の、各充電状態
の推移を表したものである。なお、キャパシタのリセッ
ト処理については、３つのキャパシタユニット５１ａ、
〜５１ｃを例に説明することとする。いま、走行を停止
した直後におけるキャパシタユニット５１の充電状態
は、図４（ａ）に示すように、キャパシタユニット５１
ｃ、５１ａ５１ｂの順に電圧が高いものとする。このよ
うに、各キャパシタユニット５１の充電状態にばらつき
がある状態で、車両の走行が停止した後に車両制御装置
４２４は、ＯＮ／ＯＦＦ信号の供給により、電源リレー
４３３を切断にすると共に、放リレー４３４を接続する
ことで、キャパシタの電気的エネルギを放電抵抗器４３
２で消費させる。

【００２２】そして、放電抵抗器４３での放電が一定時
間行われ、キパシタユニット５１ａの電圧が０になるま
で放電が行われたものとする。すると、各キャパシタユ
ニット５１のみでダイオードが接続されていない電源装
置の場合は、図４（ｂ）に示すように、放電開始時点で
最も電圧が低かったキャパシタユニット５１ｂの電圧は
Ｖｂ＝０にはならず、「−」の充電状態になるだけであ
る。すなわち、各キャパシタユニット５１ａ、５１ｂ、
５１ｃの電荷（電圧）は、ばらつき自体が解消されずに
残ったままである。これに対して本実施形態の電源装置
４３１では、図４（ｃ）に示すように、各キャパシタユ
ニット５１に並列にダイオード５２が接続されている場
合、ダイオード５２によって電圧が負（実際にはダイオ
ードの順電圧０．６Ｖ程度）になると、ダイオード５２
によってバイパスされるため、最終的に全てのキャパシ
タの電荷（電圧）が揃うことになる。

【００２３】図５は、電源装置４３１に対するリセット
処理動作の詳細を表したフローチャートである。先ず、
車両制御装置４２４は、キーポジションセンサ４１０か
らきキーポジションを入力し（ステップ１１）、イグニ
ッションキーがオン状態かオフ状態かを判断する（ステ
ップ１２）。イグニッションキーがオフ状態である場合
（ステップ１２；Ｙ）、車両制御装置４２４は、駆動モ
ータ４や発電機モータ等の終了処理を行う（ステップ１
３）。すなわち、オフ時の回転数が高いと逆起電圧によ
って損傷をうける可能性があり、モータドライバを直ち
に停止できないような場合に待機したり、また、イグニ
ッションキーのオフによって残照灯をオンにする等の終
了処理を行う。

【００２４】そして、車両制御装置４２４は、キーポジ
ションがオフされてから３０分が経過したか否かを判断
し、経過していれば（ステップ１４；Ｙ）、電源リレー
４３３を切断した後（ステップ１５）、放電リレー４３
４を接続（ステップ１６）することで、各キャパシタユ
ニット５１の電気的エネルギの放電抵抗器４３２での消
費を開始する。その間、車両制御装置４２４は、電源セ
ンサ４１６から電源装置４３１のキャパシタ電圧Ｖｃを
入力し（ステップ１７）、放電終止電圧Ｖｅ未満までの
放電が完了したか否かを監視する（ステップ１８）。

【００２５】キャパシタ電圧Ｖｃ＜放電終止電圧Ｖｅに
なると（ステップ１８；Ｙ）、車両制御装置４２４は、
接続していた放電リレー４３４を切断し（ステップ１
９）、さらに、車両制御装置４２４自身に供給している
電源をオフして（ステップ２０）、リセット処理を終了
する。

【００２６】（３）第１の実施形態の変形例次に第１の実施形態の変形例について説明する。なお、
第１の実施形態と同一の部分には同一の符号を付して、
その説明を省略することにする。図６は、第１の実施形
態における電源系４３の変形例を表したものである。こ
の図に示されるように、本変形例では、各キャパシタユ
ニット５１のそれぞれに接続されたダイオード５２の代
わりに、この変形例では逆流および過充電（過電圧）を
防止用するためのツェナーダイオード５３が並列に接続
されている。このように、ツェナーダイオード５３をキ
ャパシタユニット５１に並列接続することで、各キャパ
シタユニット５１を過充電（過電圧）から保護すること
ができる。すなわち、各ツェナーダイオード５３の逆電
圧（ツェナー電圧）をキャパシタユニット５１の定格電
圧に設定することで、各キャパシタユニット間の充電レ
ベルのばらつきが防止でき、１部のキャパシタに発生す
る過電圧を防止することができる。

【００２７】図７は、各キャパシタユニット５１に発電
機モータ３または外部の充電スタンド等から充電した場
合の推移を表したものである。いま、電源装置４３１の
充電を開始した時点で、キャパシタユニット５１の充電
状態は、図７（ａ）に示すように、キャパシタユニット
５１ｃ、５１ａ５１ｂの順に電圧が高いものとする。こ
のように、各キャパシタユニット５１の充電状態にばら
つきがある状態で、充電を開始して一定時間が経過し
て、キャパシタニット５１ａの電圧が所定の最大電圧Ｖ
ｆになるまで充電が行われたものとする。

【００２８】すると、電源装置４３１がキャパシタのみ
で構成されている場合、図７（ｂ）に示すように、充電
開始時点で最も電圧が高かったキャパシタユニット５１
ｃの電圧Ｖｃは、矢印Ａで示すように、最大電圧Ｖｆを
超えてしまう。このように、キャパシタユニットのみの
場合、電源装置４３１全体の電圧は最大電圧下にあって
も、一部のキャパシタユニット５１が充電によって過充
電となってしまう場合がある。一方、図７（ｃ）に示す
ように、第１の実施形態における変形例では、各キャパ
シタユニット５１に並列にツェナーダイオード５３が接
続されているので、ツェナーダイオード５３により、各
キャパシタユニット５１の電圧がツェナーダイオード５
３によって決まる設定電圧Ｖｆになるとバイパスされ
る。このため、各キャパシタユニット５１単位での過充
電を防止することができる。

【００２９】次に第２の実施形態について説明する。（４）第１の実施形態の概要第２の実施形態のハイブリッド車両では、第１の実施形
態と同様に、電源装置としてキャパシタを有するハイブ
リッド車両に対して各キャパシタユニットに逆流防止用
のダイオードを並列接続する。そして、キャパシタの電
気的エネルギーを発電機モータ３によって消費させるよ
うにしている。ただし、発電機モータ３の１相のみの励
磁を継続すると、スイッチング素子１相分のみに負荷が
かかるため、数秒ごとに回転させようにしている。

【００３０】（５）第２の実施形態の詳細図８および図９は、第２の実施形態におけるハイブリッ
ド車両のシステム構成および電源系４３の詳細構成を表
したものである。なお、本実施形態において、図１およ
び図３で説明した第１の実施形態と同一の部分について
は同一の符号を付して、その説明を適宜省略することと
する。また、ハイブリッド車両の駆動装置の配列を示す
スケルトン図は図１と同様なので、説明を省略する。本
実施形態では、キャパシタユニット５１の電気的エネル
ギを発電機モータ３で消費させるので、図８、図９に示
すように、放電抵抗器および放電リレーは接続されてい
ない構成となっている。

【００３１】そして、発電機モータ３で電気的エネルギ
を消費させる場合、発電機モータ３が回転することを防
止するために、ロックさせるようになっている。図１０
は、発電機モータ３のロック状態を説明するためのもの
である。発電機モータ３の固定子１１１に３相交流を供
給することで回転磁界が発生し、回転子１１２も回転す
ることになる。これに対し、本実施形態では図１０
（ｂ）に示すように、発電機モータ制御装置４２２の制
御によって固定子１１１の磁極を変更することで回転子
１１２の回転をロックさせる。ただ、１相のみの場合
に、は、１相のみの励磁はスイッチング素子１相分のみ
に負荷がかかるため、数秒毎に回転させている。

【００３２】次に、第２の実施形態におけるリセット処
理動作の詳細について図１１のフローチャートに従って
説明する。車両制御装置４２４は、図示しないキーポジ
ションセンサからきキーポジションを入力し（ステップ
３１）、イグニッションキーがオン状態かオフ状態かを
判断する（ステップ３２）。イグニッションキーがオフ
状態である場合（ステップ３２；Ｙ）、車両制御装置４
２４は、キーポジションがオフされてから３０分が経過
したか否かを判断し、経過していれば（ステップ３３；
Ｙ）、発電機モータモータ制御装置４２２に対して発電
機モータ３のロック指令を出力する（ステップ３４）。
この指令により発電機モータ制御装置４２２は、発電機
モータ３の１相のみを励磁して発電機モータ３の回転を
ロックさせる。

【００３３】そして車両制御装置４２４は、カウンタの
値Ｃに１を加え（ステップ３５）、カウンタ値ＣがＣma
x よりも大きくなったか否かを判断する（ステップ３
６）。ここで、Ｃmax は、割込時間が３秒程度となる値
で、ロック状態にある発電機モータ３の１相への通電を
継続させる時間に相当する。カウンタ値ＣがＣmax 以下
である場合には（ステップ３６；Ｎ）ステップ３８に移
行する。一方、カウンタ値ＣがＣmax 未満である場合
（ステップ３６；Ｙ）、車両制御装置４２４は発電機モ
ータ制御装置４２２に対して１相回転指令を供給し（ス
テップ３７）、カウンタ値ＣをＣ＝０にクリアする（ス
テップ３８）。発電機モータ制御装置４２２は、１相回
転指令により通電する相を切り替える。

【００３４】更に車両制御装置４２４は、電源センサ４
１６から電源装置４３１のキャパシタ電圧Ｖｃを入力し
（ステップ３９）、充電終止電圧Ｖｇ未満までの充電が
完了したか否かを監視し、完了していない場合（ステッ
プ４０；Ｎ）、メインルーチンにリターンして充電を継
続する。ここで放電終止電圧Ｖｇとしては、例えば３Ｖ
等の値が選択されるが、キャパシタユニット５１および
電源装置４３１の最大電圧によって決定される。

【００３５】一方、キャパシタ電圧Ｖｃ≧充電終止電圧
Ｖｇになり充電が完了すると（ステップ４０；Ｙ）、車
両制御装置４２４は、電源リレー４３３を切断し（ステ
ップ４１）、さらに、車両制御装置４２４自身に供給し
ている電源をオフして（ステップ４２）、リセット処理
を終了する。

【００３６】以上、本発明の第１の実施形態とその変形
例、および第２の実施形態について説明したが、本発明
はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請
求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変形が可能
である。例えば、実施形態で説明したハイブリッド車両
としては、エンジン１の出力トルクを駆動輪および発電
機の入力軸に伝達する、スプリット型ハイブリッド車両
について説明したが、他の形式のハイブリッド車両でも
よい。すなわち、駆動モータと共にエンジンの駆動力も
車両走行用の駆動源として使用することでバッテリの消
費を抑えるパラレル型のハイブリッド車両や、エンジン
で発電機を駆動してバッテリを充電することでバッテリ
の容量を補充し、車両の走行に直接関係する駆動源とし
ては駆動モータのみを使用するシリーズ型のハイブリッ
ド車両、さらに、エンジンの駆動力を発電と駆動力とに
切り替えて使用することでシリーズ型とパラレル型の双
方の機能を備えたシリパラ型のハイブリッド車両であっ
てもよい。

【００３７】また、以上説明した第２の実施形態では、
図１０（ｂ）に示すように、固定子１１１の磁極を変更
することで回転子１１２の回転をロックさせるようにし
たが、発電機モータ３の回転子１１１にブレーキを接続
し、回転子１１の回転を物理的に固定するようにしても
よい。第２の実施形態では、図９に示すように、各キャ
パシタユニット５１にダイオード５２を並列接続した構
成に付いて説明したが、図６に示した第１の実施形態の
変形例と同様に、ダイオード５２に変えて、ツェナーダ
イオード５３を各キャパシタユニット５１に並列接続す
るようにしてもよい。

【００３８】また第２の実施形態では発電機モータ３を
ロックさせることにより放電するようにしたが、発電機
モータ３をモータとして通常に回転することで、キャパ
シタの電気的エネルギを消費するようにしてもよい。こ
の場合、発電機モータ３の全回転をキャリヤ２２を介し
てエんジン１に伝達し、車両側には伝達されないように
するためにリングギヤ２３の回転を固定する。そして、
キャパシタユニット５１からの放電量のコントロールを
発電機モータ３の回転数で行うようにする。また、放電
量コントロールを、回転トルクに変換されない、相電流
の無効成分Ｉｄと回転数によって行うようにしてもよ
い。

【００３９】さらに、駆動モータ４の出力軸１３を、駆
動軸から切離しうる構成（例えば、マニュアルミッショ
ン）であれば駆動モータ４モータに対して上記の様な制
御を適用できる。さらに、駆動モータ４の出力軸１３を
駆動軸から切り離しうる構成とする。出力軸１３を駆動
軸から切り離すための構成としはて、マニュアルミッシ
ョンのハイブリッド車両であればそのクラッチを使用
し、そうでない場合には独立したクラッチを駆動軸１３
と出力軸間に配置する。そして駆動モータ４を駆動軸か
ら切り離した状態で、駆動モータ４を回転させることで
キャパシタユニット５１の電気的エネルギを消費する。
この場合も、放電量のコントロールは回転数により、ま
たは相電流の無効成分Ｉｄと回転数により行う。

【００４０】また、以上説明した各実施形態および変形
の他に、本発明では、ＤＣ−ＤＣコンバータなどの補機
によりキャパシタユニット５１の電気的エネルギを放電
するようにしてもよい。さらに、放電口（給電口の反
対）から外部負荷に対して放電するようにしてもよい。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、走行中の頻繁な充放電
により各キャパシタユニット間の充電レベルに差異が生
じても、車両停止の都度キャパシタの充電レベルが均一
になるようにリセットされるので、過充電による寿命劣
化を少なくすることができる。また搭載キャパシタの定
格容量を最大限活用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態におけるハイブリッド
車両の駆動装置の配列を示すスケルトン図である。

【図２】同上、ハイブリッド車両のシステム構成図であ
る。

【図３】同上、ハイブリッド車両の電源系４３詳細構成
図である。

【図４】同上、ハイブリッド車両における各キャパシタ
ユニットの電気的エネルギを放電抵抗器で消費させた場
合の、各充電状態の推移を表した説明図である。

【図５】同上、電源装置に対するリセット処理動作の詳
細を表したフローチャートである。

【図６】同上、第１の実施形態の変形例における電源系
の構成図である。

【図７】同上、第１の実施形態の変形例におけるキャパ
シタユニットを充電した場合の推移を表した説明図であ
る。

【図８】本発明の第２の実施形態におけるハイブリッド
車両のシステム構成図である。

【図９】同上、ハイブリッド車両の電源系の詳細構成図
である。

【図１０】同上、ハイブリッド車両において発電機モー
タのロック状態についての説明図である。

【図１１】同上、第２の実施形態におけるリセット処理
動作を表すフローチャートである。

【符号の説明】

１エンジン２プラネタリギヤ３発電機モータ４駆動モータ４０駆動系４１センサ系４１０キーポジションセンサ４１１エンジン回転数センサ４１２発電機モータ回転数センサ４１３発電機モータトルクセンサ４１４駆動モータ回転数センサ４１５駆動モータトルクセンサ４１６電源センサ４１７アクセルセンサ４１８車速センサ４１９ブレーキセンサ４２制御系４２１エンジン制御装置４２２発電機モータ制御装置４２３駆動モータ制御装置４２４車両制御装置４３電源系４３１電源装置４３２放電抵抗器４３３電源リレー４３４放電リレー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/822 Ｈ０１Ｌ 27/04 Ｈ０２Ｊ 1/00 ３０６ 7/00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動モータと、この駆動モータとの間で
電力の授受を行う蓄電手段とを有する電動車両であっ
て、前記蓄電手段は、直列に接続された複数のキャパシタユ
ニットと、このキャパシタユニットのそれぞれに並列接
続された逆流防止用のダイオードと、前記キャパシタユ
ニットの放電手段と、を具備することを特徴とする電動
車両。