(57)【要約】    【課題】  エネルギを効率良く利用する。    【解決手段】  蓄電用バッテリ１１、入力用キャパシタ１２及び出力用キャパシタ１３を並列に接続し、インバータ２０と入力用キャパシタ１２との間に入力整流ダイオード１７を接続し、インバータ２０と出力用キャパシタ１３との間に出力整流ダイオード１８を接続し、蓄電用バッテリ１１と入力用キャパシタ１２との間に充電用トランジスタ１４を接続し、蓄電用バッテリ１１と出力用キャパシタ１３との間に放電用トランジスタ１５を接続し、充電用トランジスタ１４のベース電流Ｔbi及び放電用トランジスタ１５のベース電流Ｔboを制御するコントロールユニット１６を設けた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電用バッテリ、入力用キャパシタ及び出力用キャパシタを並列に接続し、負荷と上記入力用キャパシタとの間に入力整流ダイオードを接続し、上記負荷と上記出力用キャパシタとの間に出力整流ダイオードを接続し、上記蓄電用バッテリと上記入力用キャパシタとの間に充電用トランジスタを接続し、上記蓄電用バッテリと上記出力用キャパシタとの間に放電用トランジスタを接続し、上記充電用トランジスタ及び上記放電用トランジスタのベース電流を制御するコントロールユニットを設けたことを特徴とする車両用電源装置。
【請求項２】
上記充電用トランジスタのコレクタを上記入力整流ダイオードのカソード及び上記入力用キャパシタの正極に接続し、上記充電用トランジスタのエミッタを上記蓄電用バッテリの正極に接続し、上記放電用トランジスタのコレクタを上記蓄電用バッテリの正極に接続し、上記放電用トランジスタのエミッタを上記出力用整流ダイオードのアノード及び上記出力用キャパシタの正極に接続したことを特徴とする請求項１に記載の車両用電源装置。
【請求項３】
上記コントロールユニットが、上記蓄電用バッテリの蓄電用バッテリ電圧、上記入力用キャパシタの入力用キャパシタ電圧及び上記出力用キャパシタの出力用キャパシタ電圧に応じて上記充電用トランジスタ及び上記放電用トランジスタのベース電流を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用電源装置。
【請求項４】
上記コントロールユニットが、上記負荷から力行制御及び回生制御の指令がなされていない場合に、上記蓄電用バッテリ電圧が上記入力用キャパシタ電圧以下であるとき、上記放電用トランジスタのベース電流をオフにし、かつ上記充電用トランジスタのベース電流をオンにすることを特徴とする請求項３に記載の車両用電源装置。
【請求項５】
上記コントロールユニットが、上記負荷から力行制御及び回生制御の指令がなされていない場合に、上記蓄電用バッテリ電圧が上記出力用キャパシタ電圧以上であるとき、上記充電用トランジスタのベース電流をオフにし、かつ上記放電用トランジスタのベース電流をオンにすることを特徴とする請求項４に記載の車両用電源装置。
【請求項６】
上記コントロールユニットが、上記出力用キャパシタ電圧から出力用キャパシタ充電状態を算出し、上記負荷からの指令が力行制御の場合に、上記出力用キャパシタ充電状態が予め定められた最小出力用キャパシタ充電状態を越えたときには、上記放電用トランジスタのベース電流をオフにし、上記出力用キャパシタ充電状態が上記最小出力用キャパシタ充電状態以下のときには、上記充電用トランジスタのベース電流をオフにし、かつ上記放電用トランジスタのベース電流をオンにすることを特徴とする請求項３に記載の車両用電源装置
【請求項７】
上記コントロールユニットが、上記入力用キャパシタ電圧から入力用キャパシタ充電状態を算出し、上記負荷からの指令が回生制御の場合に、上記入力用キャパシタ充電状態が１００％でないときには、上記充電用トランジスタのベース電流をオフにし、上記入力用キャパシタ充電状態が１００％であるときには、上記放電用トランジスタのベース電流をオフにし、かつ上記充電用トランジスタのベース電流をオンにすることを特徴とする請求項３に記載の車両用電源装置。
【請求項８】
上記充電用トランジスタ、上記放電用トランジスタ、上記入力整流ダイオード及び上記出力整流ダイオードにＳｉＣ系化合物の半導体からなるものを用いることを特徴とする請求項１に記載の車両用電源装置。
【請求項９】
請求項１に記載の車両用電源装置を制御する車両用電源装置の制御方法において、上記コントロールユニットにより、上記蓄電用バッテリの蓄電用バッテリ電圧、上記入力用キャパシタの入力用キャパシタ電圧及び上記出力用キャパシタの出力用キャパシタ電圧に応じて上記充電用トランジスタ及び上記放電用トランジスタのベース電流を制御することを特徴とする車両用電源装置の制御方法。
【請求項１０】
上記コントロールユニットにより、上記負荷から力行制御及び回生制御の指令がなされていない場合に、上記蓄電用バッテリ電圧が上記入力用キャパシタ電圧以下であるとき、上記放電用トランジスタのベース電流をオフにし、かつ上記充電用トランジスタのベース電流をオンにすることを特徴とする請求項９に記載の車両用電源装置の制御方法。
【請求項１１】
上記コントロールユニットにより、上記負荷から力行制御及び回生制御の指令がなされていない場合に、上記蓄電用バッテリ電圧が上記出力用キャパシタ電圧以上であるとき、上記充電用トランジスタのベース電流をオフにし、上記放電用トランジスタのベース電流をオンにすることを特徴とする請求項１０に記載の車両用電源装置の制御方法。
【請求項１２】
上記コントロールユニットにより、上記出力用キャパシタ電圧から出力用キャパシタ充電状態を算出し、上記負荷からの指令が力行制御の場合に、上記出力用キャパシタ充電状態が予め定められた最小出力用キャパシタ充電状態を越えたときには、上記放電用トランジスタのベース電流をオフにし、上記出力用キャパシタ充電状態が上記最小出力用キャパシタ充電状態以下のときには、上記充電用トランジスタのベース電流をオフにし、かつ上記放電用トランジスタのベース電流をオンにすることを特徴とする請求項９に記載の車両用電源装置の制御方法。
【請求項１３】
上記コントロールユニットにより、上記入力用キャパシタ電圧から入力用キャパシタ充電状態を算出し、上記負荷からの指令が回生制御の場合に、上記入力用キャパシタ充電状態が１００％でないときには、上記充電用トランジスタのベース電流をオフにし、上記入力用キャパシタ充電状態が１００％であるときには、上記放電用トランジスタのベース電流をオフにし、かつ上記充電用トランジスタのベース電流をオンにすることを特徴とする請求項９に記載の車両用電源装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用電源装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの出力を補助する補助駆動源として電動モータを利用するハイブリッド車両が製品化されており、電動モータの駆動用電源としては二次電池が広く使用されている。特許文献１に示されるように、二次電池の改良にあたり、二次電池とキャパシタを並列に接続する車両用電源装置が検討されている。二次電池とキャパシタとを並列接続構造とすることにより、二次電池単体時に比べ、低温特性に優れるキャパシタの作用で低温時の出力低下を補うことができ、低温時の入出力特性の改善が期待できる。また、車両が減速した際に発生するエネルギ回生において、駆動モータを発電機として利用することにより、従来の様にディスクブレーキ等で熱や音に変換するのに比べ、電気エネルギとして取り出す回生ブレーキ能力が向上する。更に、エンジン始動、あるいは急加速などの瞬時の高出力を必要とするときにおいても、力行能力が改善されると共に、電気エネルギ放電時にバッテリで懸念される温度上昇による性能劣化がなくなり、力行能力も向上する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２００７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような二次電池にキャパシタを並列接続する車両用電源装置においては、回生可能入力が車両用電源装置の充電状態（ＳＯＣ、State Of Charge）に左右される傾向は二次電池単独時に比べ特に優位性はなく、充電状態が高い領域、即ち車両用電源装置として満充電状態に近くなにれば近くなる程、二次電池特有の性質である電気エネルギの蓄電量に対する電圧の変化が得られなくなる傾向が強くなる。即ち、キャパシタを並列接続してもこの特性を改善しきれず、結果として回生可能入力の向上はあまり期待できず、エネルギを効率良く利用することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、エネルギを効率良く利用することができる車両用電源装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明においては、蓄電用バッテリ、入力用キャパシタ及び出力用キャパシタを並列に接続し、蓄電用バッテリと入力用キャパシタとの間に充電用トランジスタを、同じく蓄電用バッテリと出力用キャパシタとの間に放電用トランジスタを接続し、充電用トランジスタ及び放電用トランジスタのベース電流を制御するコントロールユニットを設けた。
【発明の効果】
【０００７】
本発明においては、蓄電用バッテリと、入力用キャパシタと、出力用キャパシタとを並列接続にしただけでなく、それらの間に充電用トランジスタと放電用トランジスタとを接続してあるので、入力用キャパシタ電圧と出力用キャパシタ電圧とを、充電用トランジスタのベース電流と放電用トランジスタのベース電流とにより制御することができ、エネルギを効率良く利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は本発明に係る車両用電源装置の基本構成を示す図である。車両用電源装置１０は、蓄電用バッテリ１１、入力用キャパシタ１２、出力用キャパシタ１３、スイッチング用ｎｐｎトランジスタを用いた充電用トランジスタ１４、スイッチング用ｎｐｎトランジスタを用いた放電用トランジスタ１５、コントロールユニット１６、入力整流ダイオード１７、出力整流ダイオード１８を有しており、インバータ（負荷）２０を介して駆動モータ３０に電源を供給している。なお、充電用トランジスタ１４、放電用トランジスタ１５、入力整流ダイオード１７、出力整流ダイオード１８は、ＳｉＣ系化合物を用いた半導体からなるものを用いている。
【０００９】
蓄電用バッテリ１１、入力用キャパシタ１２、出力用キャパシタ１３をそれぞれ並列に配置し、充電用トランジスタ１４のエミッタ１４ｅには蓄電用バッテリ１１の正極１１ａを、コレクタ１４ｃには入力用キャパシタ１２の正極１２ａ及び入力整流ダイオード１７のカソード１７ｋを、ベース１４ｂにはコントロールユニット１６の出力をそれぞれ接続してある。同様に、放電用トランジスタ１５のコレクタ１５ｃには蓄電用バッテリ正極１１ａを、エミッタ１５ｅには出力用キャパシタ１３の正極１３ａ及び出力整流ダイオード１８のアノード１８ａを、ベース１５ｂにはコントロールユニット１６の出力をそれぞれ接続してある。更に、入力整流ダイオード１７のアノード１７ａと出力整流ダイオード１８のカソード１８ｋを結合し、車両用電源装置１０の正極１０ａとしてある。同様に蓄電用バッテリ１１の負極１１ｂ、入力用キャパシタ１２の負極１２ｂ、出力用キャパシタ１３の負極１３ｂを結合し、車両用電源装置１０全体の負極１０ｂとし、これらの正極１０ａと負極１０ｂをインバータ２０に接続してある。
【００１０】
即ち、インバータ２０と入力用キャパシタ１２との間に入力整流ダイオード１７を接続し、インバータ２０と出力用キャパシタ１３との間に出力整流ダイオード１８を接続し、蓄電用バッテリ１１と入力用キャパシタ１２との間に充電用トランジスタ１４を接続し、蓄電用バッテリ１１と出力用キャパシタ１３との間に放電用トランジスタ１５を接続してある。
【００１１】
コントロールユニット１６は外部からの回生制御指令、力行（トルク）制御指令、電圧検出手段（図示せず）で検出した蓄電用バッテリ１１の正極１１ａと負極１１ｂ間の蓄電用バッテリ電圧Ｖb、入力用キャパシタ１２の正極１２ａと負極１２ｂ間の入力用キャパシタ電圧Ｖci、出力用キャパシタ１３の正極１３ａと負極１３ｂ間の出力用キャパシタ電圧Ｖcoを入力し、充電用トランジスタ１４のベース電流Ｔbi、放電用トランジスタ１５のベース電流Ｔboを制御する制御手段である。
【００１２】
蓄電用バッテリ電圧Ｖb、入力用キャパシタ電圧Ｖci、出力用キャパシタ電圧Ｖcoは、通常の並列接続であればＶb＝Ｖci＝Ｖcoでなければならないが、図１に示した本実施の形態の車両用電源装置においては、蓄電用バッテリ１１と入力用キャパシタ１２との間には充電用トランジスタ１４が接続されており、蓄電用バッテリ１１と出力用キャパシタ１３との間には放電用トランジスタ１５が接続されている。このため、充電用トランジスタ１４のベース電流Ｔbiをオフにすれば蓄電用バッテリ１１と入力用キャパシタ１２との間は電気的に遮断された状態と同等となり、放電用トランジスタ１５のベース電流Ｔboをオフにすれば、蓄電用バッテリ１１と出力用キャパシタ１３との間は電気的に遮断された状態と同等となり、入力用キャパシタ電圧Ｖciと出力用キャパシタ電圧Ｖcoとを独立して制御することができる。
【００１３】
また、入力整流ダイオード１７をインバータ２０と入力用キャパシタ１２との間に、出力整流ダイオード１８をインバータ２０と出力用キャパシタ１３との間に設けることにより、インバータ２０からの回生電流は必ず入力用キャパシタ１２へ導かれ、一方、インバータ２０への力行電流は必ず出力用キャパシタ１３から供給される。従って、蓄電用バッテリ電圧Ｖbに関わらず、入力用キャパシタ電圧Ｖciは、回生電力入力時を除いて常に充電状態≒０％相当、同時に出力用キャパシタ電圧Ｖcoは、力行電力出力時を除いて常に充電状態≒１００％となる様に、充電用トランジスタ１４のベース電流Ｔbi及び放電用トランジスタ１５のベース電流Ｔboをコントロールユニット１６で制御すれば、車両用電源装置１０としては常に最大出力での回生制御／力行制御となる。これにより理論的には、車両用電源装置１０における最大効率の電気エネルギマネジメントが可能となる。
【００１４】
次に図１に示した車両用電源装置の動作、即ち車両用電源装置の制御方法を図２、図３、図４を用いて説明する。これらの演算処理は、例えば所定制御時間ΔＴ毎のタイマ割込によって実行される。尚、これらのフローチャートではデータの記憶、プログラムの読込などのステップを特に設けていないが、それらは随時行われるものとする。
【００１５】
車両用電源装置１０の全体の制御ロジックを図２に示す。コントロールユニット１６は、まずステップＳ１でインバータ２０からの制御指令（具体的には「力行制御／回生制御」指令）、蓄電用バッテリ電圧Ｖb、入力用キャパシタ電圧Ｖci、出力用キャパシタ電圧Ｖcoを読み込み、ステップＳ２にてインバータ等の負荷２０からの指令が「力行制御」と判断された場合はＳ２０に進み力行制御処理（図３にて後述）を行う。そうでない場合はステップＳ３に移行し、同指令が「回生制御」と判断された場合は、Ｓ３０に進み回生制御処理（図４にて後述）を行う。「力行制御／回生制御」のどちらにも該当しなかった場合、即ちインバータ２０より然るべき指示が出ていない場合はステップＳ４へ移行する。
【００１６】
ステップＳ４より下流では、本発明における車両用電源装置１０の蓄電用バッテリ電圧Ｖbで、充電用トランジスタ１４のベース電流Ｔbi及び放電用トランジスタ１５のベース電流Ｔboを制御する。即ち、ステップＳ４では、蓄電用バッテリ電圧Ｖbと出力用キャパシタ電圧Ｖcoの大小を比較する。もしＶb≧Ｖcoの場合は、インバータ２０からの力行制御指令に備え、出力用キャパシタ１３へ電気エネルギを供給する必要がある。その為ステップＳ４１〜Ｓ４２にて予め、充電用トランジスタ１４のベース電流Ｔbiをオフとし、蓄電用バッテリ１１と入力用キャパシタ１２との導電関係を遮断しておき、ステップＳ４３で放電用トランジスタ１５のベース電流Ｔboをオンとして蓄電用バッテリ１１と出力用キャパシタ１３を並列接続にする。これにより、蓄電用バッテリ１１から出力用キャパシタ１３への充電、即ち電気エネルギの供給が行われる。
【００１７】
ステップＳ４でＶb＜Ｖcoの場合、即ち、出力用キャパシタ１３に電気エネルギを供給する必要がないと判断された場合はステップＳ５へ移行する。ステップＳ５では、蓄電用バッテリ電圧Ｖbと入力用キャパシタ電圧Ｖciの大小を比較する。もしＶb≦Ｖciの場合は、入力用キャパシタ１２に蓄電用バッテリ１１を充電するだけの電気エネルギが蓄えられていると判断する事ができ、インバータ２０からの回生制御指令に備え、入力用キャパシタ１２の電圧Ｖciをできるだけ下げ、電気エネルギの蓄え代を用意しておく必要がある。
【００１８】
その為ステップＳ５１〜Ｓ５２にて予め、放電用トランジスタ１５のベース電流Ｔboをオフとする事で蓄電用バッテリ１１と出力用キャパシタ１３の導電関係を遮断しておき、ステップＳ５３にて充電用トランジスタ１４のベース電流Ｔbiをオンとして蓄電用バッテリ１１と入力用キャパシタ１２を並列接続する。これにより、入力用キャパシタ１２から蓄電用バッテリ１１への充電、即ち電気エネルギの供給が行われる。
【００１９】
ステップＳ４、Ｓ５にて蓄電用バッテリ１１及び入力用キャパシタ１２、出力用キャパシタ１３間で電気エネルギの授受が必要ないと判断された場合（具体的にはＶco＞Ｖb＞Ｖciの電圧状態等）はステップＳ６に進み、充電用トランジスタ１４及び放電用トランジスタ１５それぞれのベース電流Ｔbi、Ｔboをオフとし、インバータ２０からの力行制御指令に対しては出力用キャパシタ電圧Ｖcoを十分に上げた状態にて蓄えられた電気エネルギを用い、回生制御指令に対しては入力用キャパシタ電圧Ｖciを十分に下げた状態にて電気エネルギの蓄え代を用意し、レスポンス良く対応する。
【００２０】
次に前述ステップＳ２で、「力行制御」と判断された場合における力行制御処理ロジックを図３に示す。ステップＳ２１において、前記図２におけるステップＳ１にて読み込んだ蓄電用バッテリ電圧Ｖbより蓄電用バッテリ充電状態（蓄電用バッテリＳＯＣ）を算出する。同様にして出力用キャパシタ電圧Ｖcoより出力用キャパシタ充電状態（出力用キャパシタＳＯＣ）を算出する。次に、ステップＳ２２において出力用キャパシタ充電状態が予め設定した閾値Ｓminを超えているか否かにより、力行制御指令に対して出力用キャパシタ１３のみの電気エネルギで対応するか、蓄電用バッテリ１１の電気エネルギも利用するかを判断する。
【００２１】
即ち、出力用キャパシタ充電状態が閾値Ｓminを超えていれば、ステップＳ２２１に進み、放電用トランジスタ１５のベース電流Ｔboをオフとすることで出力用キャパシタ１３と蓄電用バッテリ１１の導電関係を遮断し、出力用キャパシタ１３単独で力行制御指令に対応する。
【００２２】
出力用キャパシタ１３単独で対応する場合のメリットは、大電力が取り出せるので、車両用電源装置として非常に加速の優れた駆動力を得られる事である。しかし出力用キャパシタ１３に蓄えられる電気エネルギ量は蓄電用バッテリ１１のそれに対して劣るので、加速状態（力行制御）が長く続かないというデメリットがある。
【００２３】
出力用キャパシタ１３の充電状態が閾値Ｓminを下回る場合は、出力用キャパシタ１３単独で力行制御指令に必要な電気エネルギは供給不可能と判断し、Ｓ２３に進み、蓄電用バッテリ充電状態が０％でないことを確認し、ステップＳ２３１〜Ｓ２３２にて入力側キャパシタ１２と蓄電用バッテリ１１間の充電用トランジスタ１４のベース電流Ｔbiをオフとしてそれらの導電関係を遮断した上で、蓄電用バッテリ１１と出力用キャパシタ１３間の放電用トランジスタ１５のベース電流Ｔbiをオンとして並列接続にし（ステップＳ２３３）、力行制御指令に対して蓄電用バッテリ１１にて対応する。蓄電用バッテリ１１を利用する事で、前述の出力用キャパシタ１３単独で対応する場合に比べて、電気エネルギ量は十分確保できるが、蓄電用バッテリ充電状態によっては大電力の入出力に対応しきれない為、加速性能が鈍る可能性がある。従ってこの制御に陥った際は、車両用電源装置１０として、逆にインバータ２０に対し出力制限を要求する必要があると考えられる。前述閾値Ｓminの具体的な値としては、その車両用電源装置１０の設計次第で大きく左右されるが、目安として０〜５０％の範囲で設定するのが妥当である。
【００２４】
ちなみにステップＳ２３において、蓄電用バッテリ充電状態が０％と判断された場合は、ステップＳ２４に進む。即ち、車両用電源装置１０内の電気エネルギが完全に枯渇していることを意味しており、従って力行作動を停止させる。
【００２５】
次に前述ステップＳ３で、「回生制御」と判断された場合における回生制御処理ロジックを図４に示す。ステップＳ３１において、前記図２におけるステップＳ１にて読込んだ蓄電用バッテリ電圧Ｖbより蓄電用バッテリ充電状態を、同様にして入力用キャパシタ電圧Ｖciより入力用キャパシタ充電状態（入力用キャパシタＳＯＣ）を算出する。次にステップＳ３２において入力用キャパシタ充電状態が１００％か否かを比較し、回生制御指令に対して入力用キャパシタ１２単独の電気エネルギ蓄え代で対応するか、蓄電用バッテリ１１にて電気エネルギを蓄えるかを判断する。
【００２６】
入力用キャパシタ充電状態が１００％でなければ、ステップＳ３２１にて充電用トランジスタ１４のベース電流Ｔbiをオフとすることで入力用キャパシタ１２と蓄電用バッテリ１１の導電関係を遮断し、入力用キャパシタ１２単独で回生制御指令に対応する。入力用キャパシタ１２単独で対応する場合のメリットは、大きな回生電力入力が可能となるので、車両用電源装置として減速時に発生するエネルギを効率よく（従来の様に熱や音に変換する必要が最小限の状態で）電気エネルギとして回収可能となるが、入力用キャパシタ１２に蓄えられる電気エネルギ量は蓄電用バッテリ１１のそれに対して劣るので、長く続かないというデメリットがある。
【００２７】
従って、入力用キャパシタ充電状態が１００％に達した場合は、入力用キャパシタ１２単独で回生によって得られる電気エネルギが取込不可能と判断し、Ｓ３３にて蓄電用バッテリ１１の充電状態が１００％でないことを確認し、ステップＳ３３１〜Ｓ３３２にて出力側キャパシタ１３と蓄電用バッテリ１１間の放電用トランジスタ１５のベース電流Ｔboをオフとしてそれらの導電関係を遮断した上で、蓄電用バッテリ１１と入力用キャパシタ１２間の充電用トランジスタ１４のベース電流Ｔbiをオンとして並列接続にし（ステップＳ３３３）、回生制御指令に対して蓄電用バッテリ１１にて対応する。蓄電用バッテリ１１を利用する事で、前述の入力用キャパシタ１２を単独で対応する場合に比べて、電気エネルギ量の蓄え代は十分確保できるが、蓄電用バッテリ１１は大電力の入出力に対応しきれない為、車両減速時に発生するエネルギのうち電気エネルギとして回収可能量が減る、即ち電気エネルギへの変換効率が鈍る。従ってこの制御に陥った際は、従来の様な熱や音へ変換するブレーキも併用することを前提とする。
【００２８】
ちなみにステップＳ３３において、蓄電用バッテリ充電状態が１００％と判断された場合は、車両における車両用電源装置内の電気エネルギが満充電状態であること意味する。従って回生作動を停止させる。
【００２９】
尚、本発明における蓄電用バッテリ１１というのは、例えばリチウムイオン二次電池に代表されるエネルギ型電源デバイスを意味する。従って、ニッケル水素二次電池や鉛蓄電池等、充放電可能で電気エネルギを比較的多量に蓄えることが可能なデバイスは、これに該当する。
【００３０】
更に、本実施の形態における「キャパシタ」というのは、例えば電気二重層キャパシタに代表される、充放電効率、耐久性に優れ、且つ大電力による入出力が可能なパワー型電源デバイスを意味する。従って、電解コンデンサや今後これに類する用途を目的として開発されたデバイスは、これに該当するものとする。また、本実施の形態においては、コントロールユニット１６をマイクロコンピュータで構成する前提にて説明したが、各種の演算回路を組合せて構成してもよい。
【００３１】
以上説明したごとく本実施の形態においては、蓄電用バッテリ１１と、入力用キャパシタ１２と、出力用キャパシタ１３とを並列接続にしただけでなく、それらの間にスイッチング用のトランジスタである充電用トランジスタ１４と放電用トランジスタ１５とを接続してあるので、配線的には並列構成でありながら、入力用キャパシタ電圧Ｖciと出力用キャパシタ電圧Ｖcoを、充電用トランジスタ１４のベース電流Ｔbiと放電用トランジスタ１５のベース電流Ｔboとにより独立して制御することにより、インバータ２０を介した駆動モータ３０に対しての大入力／大出力の電気エネルギの授受が可能となり、電気エネルギを効率良く利用することができる。
【００３２】
また、入力用キャパシタ１２は電気エネルギ入力（具体的には駆動モータからの回生電力受入）用、出力用キャパシタ１３は電気エネルギ出力（具体的には駆動モータへの力行電力供給）用と設定したので、それぞれのキャパシタ１２、１３に対する蓄電用バッテリ１１からの電圧マネジメントをシンプルにすることが可能となるのに加え、例えばストップ＆ゴーにより頻雑な回生制御と力行制御の繰返しが予想される渋滞シーン等においても、電気エネルギを効率良く利用することができる。
【００３３】
更に、コントロールユニット１６は、充電用トランジスタ１４のベース電流Ｔbiと放電用トランジスタ１５のベース電流Ｔboへのオン／オフ出力により、これらのトランジスタ１４、１５のスイッチングを行うが、この場合にインバータ２０からの制御信号より回生制御／力行制御の制御状態を入力し、予め定めた制御ロジックでスイッチングを行うことにより、目的に見合った効率の良い車両用電源装置１０の入出力制御ができる。また、蓄電用バッテリ電圧Ｖb（蓄えられた電気エネルギ）情報を参照することにより、入力用キャパシタ１２と出力用キャパシタ１３における力行制御／回生制御の余裕を電気エネルギ的に把握することが可能となるので、蓄電用バッテリ１１と入力用キャパシタ１２との間に接続した充電用トランジスタ１４、蓄電用バッテリ１１と出力用キャパシタ１３との間に接続した放電用トランジスタ１５により、より緻密な電圧（電気エネルギ）マネジメントができる。
【００３４】
また、充電用トランジスタ１４、放電用トランジスタ１５、入力整流ダイオード１７、出力整流ダイオード１８にＳｉＣ系化合物の半導体からなるものを用いるので、車両用電源装置１０の様な高電圧、高電流でのスイッチング（オン／オフ）や整流に対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明における車両用電源装置の基本構成図である。
【図２】コントロールユニットで実行される全体の制御ロジックを示すフローチャートである。
【図３】力行制御処理を示すフローチャートである。
【図４】回生制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１０…車両用電源装置          １１…蓄電用バッテリ
１２…入力用キャパシタ        １３…出力用キャパシタ
１４…充電用トランジスタ      １５…放電用トランジスタ
１６…コントロールユニット    １７…入力整流ダイオード
１８…出力整流ダイオード      ２０…インバータ
３０…駆動モータ
【図１】
2006109608.tif 000003
【図２】
2006109608.tif 000004
【図３】
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【図４】
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