JP2014176164A - Onboard charger - Google Patents

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文浩 村松
Takeshi Kamiya
岳 神谷
Kazue Sumiya
和重 角谷
Takashi Yoshida
崇 吉田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an on-board charger capable of reducing the size thereof by charging the on-vehicle battery by using a three-phase bridge circuit of a drive inverter.SOLUTION: An onboard charger 100 is mounted on a vehicle which runs in a manner that, after converting a DC power stored in an on-vehicle battery 170 into an AC power with a three-phase bridge circuit 108 on a drive inverter 150, the converted AC power is supplied to a drive motor 180. A primary coil 104 receives AC power supply from an external power source 160. A secondary coil 105 is electrically connected to the three-phase bridge circuit 108 and is electromagnetically coupled with the primary coil 104 to transform the voltage of the AC power supplied the primary coil 104 to thereby charge the on-vehicle battery 170 via the three-phase bridge circuit 108.

Description

本発明は、駆動インバータの３相ブリッジ回路を用いて車載バッテリに蓄積された直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力の供給を受けて走行する車輌に搭載される車載充電装置に関する。   The present invention relates to an in-vehicle charging device mounted on a vehicle that converts DC power stored in an in-vehicle battery into AC power using a three-phase bridge circuit of a drive inverter and travels by receiving the supplied AC power.

従来、外部電源に接続して車輌に搭載される車載バッテリを充電する車載充電装置が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１の車載充電装置は、入力電流を半サイクル毎に交流電源の入力電圧と相似形の正弦波にすることで力率を改善する力率改善回路と、１００ｋＨｚ乃至１４０ｋＨｚの周波数でスイッチングされてトランスパルスを生成するスイッチング回路と、トランスパルスをトランスによって変圧するとともに平滑化することで２００Ｖ乃至４００Ｖの直流電圧を車載バッテリに供給する整流回路とを備えている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an in-vehicle charging apparatus that charges an in-vehicle battery mounted on a vehicle by connecting to an external power source is known (for example, Patent Document 1). The on-vehicle charging device disclosed in Patent Document 1 is switched at a frequency of 100 kHz to 140 kHz with a power factor improving circuit that improves the power factor by changing the input current to a sine wave similar to the input voltage of the AC power supply every half cycle. A switching circuit that generates a transformer pulse, and a rectifier circuit that transforms the transformer pulse with a transformer and smoothes the transformer pulse to supply a DC voltage of 200 V to 400 V to the in-vehicle battery.

特開２０１０−１５１５９５号公報JP 2010-151595 A

しかしながら、特許文献１においては、力率改善回路、スイッチング回路及び整流回路の各回路が車載充電装置専用の回路であり、車載充電装置が他の装置から独立した回路構成を有するため、車載充電装置の小型化に限界があるという問題がある。   However, in Patent Document 1, each of the power factor correction circuit, the switching circuit, and the rectifier circuit is a dedicated circuit for the in-vehicle charging device, and the in-vehicle charging device has a circuit configuration independent of other devices. There is a problem that there is a limit to downsizing.

本発明の目的は、駆動インバータの３相ブリッジ回路を用いて車載バッテリを充電することにより、小型化することができる車載充電装置を提供することである。   The objective of this invention is providing the vehicle-mounted charging device which can be reduced in size by charging a vehicle-mounted battery using the three-phase bridge circuit of a drive inverter.

本発明に係る車載充電装置は、駆動インバータの３相ブリッジ回路を用いて車載バッテリに蓄積された直流電力を交流電力に変換し、前記変換した交流電力を駆動モータに供給して走行する車輌に搭載される車載充電装置であって、外部電源から交流電力の供給を受ける一次コイルと、前記３相ブリッジ回路と電気的に接続し、前記一次コイルと電磁結合することにより、前記一次コイルに供給される交流電力の電圧を変圧し、前記３相ブリッジ回路を介して前記車載バッテリを充電する二次コイルと、を有する。   An in-vehicle charging apparatus according to the present invention converts a DC power stored in an in-vehicle battery into an AC power using a three-phase bridge circuit of a drive inverter, and supplies the converted AC power to a drive motor to travel a vehicle. An on-vehicle charging device that is mounted on a primary coil that receives AC power from an external power source, and is electrically connected to the three-phase bridge circuit and electromagnetically coupled to the primary coil to supply the primary coil And a secondary coil that transforms the voltage of the AC power to be charged and charges the in-vehicle battery via the three-phase bridge circuit.

本発明によれば、駆動インバータの３相ブリッジ回路を用いて車載バッテリを充電することにより、小型化することができる。   According to the present invention, the vehicle-mounted battery can be reduced in size by using the three-phase bridge circuit of the drive inverter.

本発明の実施の形態１に係る車載充電装置及び駆動インバータの構成を示す図The figure which shows the structure of the vehicle-mounted charging device and drive inverter which concern on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における外部電源及び一次コイルの電圧変化及び電流変化を示す図The figure which shows the voltage change and electric current change of the external power supply and primary coil in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態１における車載バッテリの充電方法を示すタイミングチャートTiming chart showing in-vehicle battery charging method according to Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態１に係る車載充電装置のＯＮとＯＦＦとを交互に繰り返すスッチ回路におけるＯＮの期間と充電電流との関係を示す図The figure which shows the relationship between the ON period and charging current in the switch circuit which repeats ON and OFF of the vehicle-mounted charging device which concerns on Embodiment 1 of this invention alternately. 本発明の実施の形態２に係る車載充電装置及び駆動インバータの構成を示す図The figure which shows the structure of the vehicle-mounted charging device and drive inverter which concern on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２における外部電源及び一次コイルの電圧変化及び電流変化を示す図The figure which shows the voltage change and electric current change of the external power supply and primary coil in Embodiment 2 of this invention 本発明の実施の形態２における車載バッテリの充電方法を示すタイミングチャートTiming chart showing in-vehicle battery charging method according to Embodiment 2 of the present invention

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

（実施の形態１）
＜車載充電装置の構成＞
本発明の実施の形態１に係る車載充電装置１００の構成について、図１を用いて説明する。 (Embodiment 1)
<Configuration of in-vehicle charger>
The configuration of in-vehicle charging apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG.

車載充電装置１００は、コモンモード（以下「ＣＭ」と記載する）フィルタ１０１と、スイッチ回路１０２と、スイッチ回路１０３と、一次コイル１０４と、二次コイル１０５と、リレー１０６と、リレー１０７と、制御部１１０と、減磁回路１１１と、リレー１５１と、リレー１５２とから主に構成されている。車載充電装置１００は、駆動インバータ１５０の一部である３相ブリッジ回路１０８及び平滑コンデンサ１０９を用いて車載バッテリ１７０を充電する。一次コイル１０４及び二次コイル１０５は、絶縁トランスを構成している。   The in-vehicle charging device 100 includes a common mode (hereinafter referred to as “CM”) filter 101, a switch circuit 102, a switch circuit 103, a primary coil 104, a secondary coil 105, a relay 106, a relay 107, It mainly comprises a control unit 110, a demagnetization circuit 111, a relay 151, and a relay 152. The vehicle-mounted charging device 100 charges the vehicle-mounted battery 170 using the three-phase bridge circuit 108 and the smoothing capacitor 109 that are part of the drive inverter 150. The primary coil 104 and the secondary coil 105 constitute an insulating transformer.

ＣＭフィルタ１０１は、外部電源１６０から供給される交流電力に含まれるコモン・モードノイズを除去する。   The CM filter 101 removes common mode noise included in AC power supplied from the external power supply 160.

スイッチ回路１０２は、ＣＭフィルタ１０１と一次コイル１０４の一端側との間に設けられている。スイッチ回路１０２は、制御部１１０の制御に従って、外部電源１６０と一次コイル１０４の一端側及び減磁回路１１１との接続を開閉する。   The switch circuit 102 is provided between the CM filter 101 and one end side of the primary coil 104. The switch circuit 102 opens and closes the connection between the external power supply 160 and one end of the primary coil 104 and the demagnetization circuit 111 according to the control of the control unit 110.

スイッチ回路１０３は、ＣＭフィルタ１０１と一次コイル１０４の他端側との間に設けられている。スイッチ回路１０３は、制御部１１０の制御に従って、外部電源１６０と一次コイル１０４の他端側及び減磁回路１１１との接続を開閉する。   The switch circuit 103 is provided between the CM filter 101 and the other end side of the primary coil 104. The switch circuit 103 opens and closes the connection between the external power source 160 and the other end of the primary coil 104 and the demagnetization circuit 111 according to the control of the control unit 110.

一次コイル１０４は、ＣＭフィルタ１０１からスイッチ回路１０２及びスイッチ回路１０３を介して交流電力の供給を受けることにより磁界を発生し、二次コイル１０５と電磁結合する。   The primary coil 104 receives a supply of AC power from the CM filter 101 via the switch circuit 102 and the switch circuit 103, generates a magnetic field, and is electromagnetically coupled to the secondary coil 105.

二次コイル１０５は、一次コイル１０４と電磁結合し、所定の電圧の交流電力を発生する。一次コイル１０４と二次コイル１０５とは、互いに電磁結合して、外部電源１６０から供給される交流電力の電圧を変換する。   The secondary coil 105 is electromagnetically coupled to the primary coil 104 and generates AC power having a predetermined voltage. The primary coil 104 and the secondary coil 105 are electromagnetically coupled to each other and convert the voltage of the AC power supplied from the external power source 160.

リレー１０６は、制御部１１０の制御に従って、駆動モータ１８０の駆動時（車輌の走行時）において、二次コイル１０５の一端と３相ブリッジ回路１０８及びリレー１５２との接続を開放する（ＯＦＦにする）。リレー１０６は、制御部１１０の制御に従って、車載バッテリ１７０の充電時において、二次コイル１０５の一端と３相ブリッジ回路１０８及びリレー１５２との接続を閉じる（ＯＮにする）。   The relay 106 opens (turns off) the connection between the one end of the secondary coil 105 and the three-phase bridge circuit 108 and the relay 152 when the drive motor 180 is driven (when the vehicle is running) according to the control of the control unit 110. ). The relay 106 closes (turns on) the connection between the one end of the secondary coil 105 and the three-phase bridge circuit 108 and the relay 152 when charging the in-vehicle battery 170 according to the control of the control unit 110.

リレー１０７は、制御部１１０の制御に従って、駆動モータ１８０の駆動時において、二次コイル１０５の他端と３相ブリッジ回路１０８及びリレー１５１との接続を開放する（ＯＦＦにする）。リレー１０７は、制御部１１０の制御に従って、車載バッテリ１７０の充電時において、二次コイル１０５の他端と３相ブリッジ回路１０８及びリレー１５１との接続を閉じる（ＯＮにする）。   The relay 107 opens (turns OFF) the connection between the other end of the secondary coil 105 and the three-phase bridge circuit 108 and the relay 151 when the drive motor 180 is driven according to the control of the control unit 110. The relay 107 closes (turns on) the connection between the other end of the secondary coil 105 and the three-phase bridge circuit 108 and the relay 151 when charging the in-vehicle battery 170 in accordance with the control of the control unit 110.

制御部１１０は、外部から入力する充電開始指示信号、充電停止信号またはイグニション信号に基づいて、スイッチ回路１０２、スイッチ回路１０３、リレー１０６、リレー１０７、３相ブリッジ回路１０８のスイッチング素子２１１〜２１６を開閉する。制御部１１０は、外部から入力する充電開始指示信号、充電停止信号またはイグニション信号に基づいて、減磁回路１１１のＦＥＴ２０１及びＦＥＴ２０２のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替える。制御部１１０は、電流センサ１２０、１２１により検出した充電電流が所定量になるように、ＯＮとＯＦＦとを交互に切り替えるスイッチ回路１０２またはスイッチ回路１０３におけるＯＮの期間を可変に設定する。   The control unit 110 controls the switching elements 211 to 216 of the switch circuit 102, the switch circuit 103, the relay 106, the relay 107, and the three-phase bridge circuit 108 based on a charge start instruction signal, a charge stop signal, or an ignition signal input from the outside. Open and close. The control unit 110 switches between the ON state and the OFF state of the FET 201 and the FET 202 of the demagnetization circuit 111 based on a charge start instruction signal, a charge stop signal, or an ignition signal input from the outside. The control unit 110 variably sets the ON period in the switch circuit 102 or the switch circuit 103 that switches between ON and OFF alternately so that the charging current detected by the current sensors 120 and 121 becomes a predetermined amount.

減磁回路１１１は、制御部１１０の制御に従って、外部電源１６０と車載充電装置１００との接続を開放した（ＯＦＦした）後に一次コイル１０４に残存している励磁電流を外部電源１６０に戻す。   The demagnetization circuit 111 returns the excitation current remaining in the primary coil 104 to the external power supply 160 after the connection between the external power supply 160 and the in-vehicle charging device 100 is opened (turned off) according to the control of the control unit 110.

リレー１５１及びリレー１５２は、３相ブリッジ回路１０８と駆動モータ１８０との間に設けられている。リレー１５１及びリレー１５２は、制御部１１０の制御に従って、駆動モータ１８０の駆動時において３相ブリッジ回路１０８と駆動モータ１８０との接続をＯＮにし、車載バッテリ１７０の充電時において３相ブリッジ回路１０８と駆動モータ１８０との接続をＯＦＦにする。   The relay 151 and the relay 152 are provided between the three-phase bridge circuit 108 and the drive motor 180. The relay 151 and the relay 152 turn on the connection between the three-phase bridge circuit 108 and the drive motor 180 when the drive motor 180 is driven, and the three-phase bridge circuit 108 when the vehicle battery 170 is charged, according to the control of the control unit 110. The connection with the drive motor 180 is turned off.

＜減磁回路の構成＞
本発明の実施の形態１における減磁回路１１１の構成について、図１を用いて説明する。 <Configuration of demagnetization circuit>
The configuration of the demagnetization circuit 111 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

減磁回路１１１は、ＦＥＴ２０１及びＦＥＴ２０２を有している。   The demagnetization circuit 111 includes an FET 201 and an FET 202.

ＦＥＴ２０１は、ソースがＦＥＴ２０２のソースに接続され、ドレインが一次コイル１０４の一端とスイッチ回路１０２とに接続されている。ＦＥＴ２０１は、制御部１１０の制御に従って、ＯＮ状態またはＯＦＦ状態になる。   The FET 201 has a source connected to the source of the FET 202 and a drain connected to one end of the primary coil 104 and the switch circuit 102. The FET 201 is turned on or off according to the control of the control unit 110.

ＦＥＴ２０２は、ソースがＦＥＴ２０１のソースに接続され、ドレインが一次コイル１０４の他端とスイッチ回路１０３とに接続されている。ＦＥＴ２０２は、制御部１１０の制御に従って、ＯＮ状態またはＯＦＦ状態になる。   The FET 202 has a source connected to the source of the FET 201, and a drain connected to the other end of the primary coil 104 and the switch circuit 103. The FET 202 is turned on or off according to the control of the control unit 110.

＜駆動インバータの構成＞
本発明の実施の形態１における駆動インバータ１５０の構成について、図１を用いて説明する。 <Configuration of drive inverter>
The configuration of drive inverter 150 in Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG.

駆動インバータ１５０は、３相ブリッジ回路１０８と、平滑コンデンサ１０９と、電流センサ１２０、１２１、１２２とを有している。   The drive inverter 150 includes a three-phase bridge circuit 108, a smoothing capacitor 109, and current sensors 120, 121, and 122.

駆動インバータ１５０は、車載バッテリ１７０に蓄積されている直流電力を交流電力に変換して、車輌の駆動部である駆動モータ１８０に供給する。   The drive inverter 150 converts DC power stored in the in-vehicle battery 170 into AC power and supplies the AC power to a drive motor 180 that is a drive unit of the vehicle.

３相ブリッジ回路１０８は、車載バッテリ１７０に蓄積されている電力を整流して駆動モータ１８０に供給する。なお、３相ブリッジ回路１０８の構成の詳細については後述する。   The three-phase bridge circuit 108 rectifies the electric power stored in the in-vehicle battery 170 and supplies it to the drive motor 180. Details of the configuration of the three-phase bridge circuit 108 will be described later.

平滑コンデンサ１０９は、車載バッテリ１７０に蓄積されている電力を３相ブリッジ回路１０８に供給する際に電流を平滑化する。   The smoothing capacitor 109 smoothes the current when supplying the electric power stored in the in-vehicle battery 170 to the three-phase bridge circuit 108.

電流センサ１２０、１２１、１２２は、駆動モータ１８０の駆動時において、３相ブリッジ回路１０８の各相と駆動モータ１８０との間に流れる駆動電流を検出する。電流センサ１２０、１２１は、車載バッテリ１７０の充電時において、二次コイル１０５から３相ブリッジ回路１０８を介して車載バッテリ１７０に供給される充電電流を検出する。   The current sensors 120, 121, and 122 detect a drive current that flows between each phase of the three-phase bridge circuit 108 and the drive motor 180 when the drive motor 180 is driven. Current sensors 120 and 121 detect charging current supplied from the secondary coil 105 to the in-vehicle battery 170 via the three-phase bridge circuit 108 when the in-vehicle battery 170 is charged.

＜３相ブリッジ回路の構成＞
本発明の実施の形態１における３相ブリッジ回路１０８の構成について、図１を用いて説明する。 <Configuration of three-phase bridge circuit>
The configuration of the three-phase bridge circuit 108 according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG.

３相ブリッジ回路１０８は、二次コイル１０５と車載バッテリ１７０との間に設けられるとともに二次コイル１０５と車載バッテリ１７０との接続を開閉するスイッチング素子２１１〜２１６と、スイッチング素子２１１〜２１６の各々に対して各々逆接続された還流ダイオード２１７〜２２２とを有している。スイッチング素子２１１〜２１６は、スイッチ回路１０２及びスイッチ回路１０３と連携して開閉する。   The three-phase bridge circuit 108 is provided between the secondary coil 105 and the in-vehicle battery 170, and opens and closes the connection between the secondary coil 105 and the in-vehicle battery 170, and the switching elements 211 to 216, respectively. And freewheeling diodes 217 to 222 that are reversely connected to each other. The switching elements 211 to 216 open and close in cooperation with the switch circuit 102 and the switch circuit 103.

スイッチング素子２１１及びスイッチング素子２１２は、車載バッテリ１７０の低電位側（−側）と高電位側（＋側）とを接続しているとともに、互いに直列に接続されている。一対のスイッチング素子２１１及びスイッチング素子２１２は、第３相のスイッチング素子を構成している。   The switching element 211 and the switching element 212 connect the low potential side (− side) and the high potential side (+ side) of the in-vehicle battery 170 and are connected in series to each other. The pair of switching elements 211 and 212 constitutes a third-phase switching element.

スイッチング素子２１３及びスイッチング素子２１４は、車載バッテリ１７０の低電位側と高電位側とを接続しているとともに、互いに直列に接続されている。一対のスイッチング素子２１３及びスイッチング素子２１４は、第２相のスイッチング素子を構成している。   The switching element 213 and the switching element 214 connect the low potential side and the high potential side of the in-vehicle battery 170 and are connected in series to each other. The pair of switching elements 213 and switching elements 214 constitute a second-phase switching element.

スイッチング素子２１５及びスイッチング素子２１６は、車載バッテリ１７０の低電位側と高電位側とを接続しているとともに、互いに直列に接続されている。一対のスイッチング素子２１５及びスイッチング素子２１６は、第１相のスイッチング素子を構成している。   The switching element 215 and the switching element 216 connect the low potential side and the high potential side of the in-vehicle battery 170 and are connected in series to each other. The pair of switching elements 215 and 216 constitutes a first-phase switching element.

二次コイル１０５の一端は、スイッチング素子２１３とスイッチング素子２１４との間に接続されている。二次コイル１０５の他端は、スイッチング素子２１５とスイッチング素子２１６との間に接続されている。   One end of the secondary coil 105 is connected between the switching element 213 and the switching element 214. The other end of the secondary coil 105 is connected between the switching element 215 and the switching element 216.

３相ブリッジ回路１０８は、充電動作時において、制御部１１０の制御に従って、スイッチング素子２１１〜２１６を開閉して、二次コイル１０５から供給される交流電力を直流電力に変換して車載バッテリ１７０に蓄積させる。３相ブリッジ回路１０８は、駆動モータ１８０の駆動動作時において、制御部１１０の制御に従って、スイッチング素子２１１〜２１６を開閉して、車載バッテリ１７０に蓄積している直流電力を交流電力に変換して駆動モータ１８０に供給する。３相ブリッジ回路１０８は、外部電源１６０を用いて車載バッテリ１７０を充電する際の充電動作と、車載バッテリ１７０を用いて駆動モータ１８０を駆動させる駆動動作との両方に用いられる。即ち、３相ブリッジ回路１０８は、車載充電装置１００と駆動インバータ１５０との両方で兼用される。   The three-phase bridge circuit 108 opens and closes the switching elements 211 to 216 according to the control of the control unit 110 during the charging operation, and converts the AC power supplied from the secondary coil 105 into DC power to the in-vehicle battery 170. Accumulate. The three-phase bridge circuit 108 opens and closes the switching elements 211 to 216 according to the control of the control unit 110 during the driving operation of the driving motor 180 to convert the DC power stored in the in-vehicle battery 170 into AC power. This is supplied to the drive motor 180. The three-phase bridge circuit 108 is used for both a charging operation when charging the in-vehicle battery 170 using the external power source 160 and a driving operation for driving the drive motor 180 using the in-vehicle battery 170. That is, the three-phase bridge circuit 108 is shared by both the in-vehicle charging device 100 and the drive inverter 150.

＜車載バッテリの充電方法＞
本発明の実施の形態１における車載バッテリ１７０の充電方法について、図１〜図３を用いて説明する。なお、図２では、交流電圧Ｖｍ、Ｖｐ及び励磁電流ｉｔの波形に加えて、スイッチ回路１０２及びスイッチ回路１０３の波形も記載する。また、図２において、交流電圧Ｖｍ、Ｖｐ及び励磁電流ｉｔの波形のタイミングと、スイッチ回路１０２及びスイッチ回路１０３の波形のタイミングとは対応している。 <In-vehicle battery charging method>
A method for charging vehicle-mounted battery 170 in Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 2, in addition to the waveform of the AC voltage V m, V p and the excitation current i t, also described waveforms of the switching circuit 102 and the switch circuit 103. Further, in FIG. 2, the timing of the waveform of the AC voltage V m, V p and the excitation current i t, and corresponds to the timing of the waveform of the switch circuit 102 and the switch circuit 103.

まず、車載充電装置１００は、車載バッテリ１７０を充電する充電動作時において、外部電源１６０が接続部Ｅに接続されることにより、外部電源１６０より図２に実線で示すＶｍの電圧変化を生じる交流電力の供給を受ける。 First, the in-vehicle charging apparatus 100 causes a voltage change of V m indicated by a solid line in FIG. 2 from the external power source 160 when the external power source 160 is connected to the connection portion E during the charging operation for charging the in-vehicle battery 170. Receive AC power.

車載充電装置１００の制御部１１０は、時刻ｔ０〜時刻ｔ１において、リレー１０６及びリレー１０７をＯＮにするとともに、リレー１５１及びリレー１５２をＯＦＦにする。   The control unit 110 of the in-vehicle charging apparatus 100 turns on the relay 106 and the relay 107 and turns off the relay 151 and the relay 152 from time t0 to time t1.

また、制御部１１０は、図３に示すように、時刻ｔ０〜時刻ｔ１において、一定の周波数でＯＮとＯＦＦとを交互に繰り返すようにスイッチ回路１０２を切り替えるとともに、スイッチ回路１０３をＯＮにする。これにより、一次コイル１０４には、図２に実線で示すように、交流電圧Ｖｍよりも高い周波数の交流電圧Ｖｐが供給される。 Further, as shown in FIG. 3, the control unit 110 switches the switch circuit 102 so as to repeat ON and OFF alternately at a constant frequency and turns on the switch circuit 103 at time t0 to time t1. As a result, as shown by a solid line in FIG. 2, the primary coil 104 is supplied with an AC voltage V p having a higher frequency than the AC voltage V m .

また、制御部１１０は、時刻ｔ０〜時刻ｔ１において、減磁回路１１１のＦＥＴ２０２をＯＮするとともに、ＦＥＴ２０１をＯＦＦにする。   Further, the control unit 110 turns on the FET 202 of the demagnetization circuit 111 and turns off the FET 201 from time t0 to time t1.

１次コイル１０４には、スイッチ回路１０２がＯＮの時に励磁電流ｉｔが流れる。また、１次コイル１０４の励磁電流ｉｔは、スイッチ回路１０２がＯＦＦの時に、ＦＥＴ２０２とＦＥＴ２０１とのボディーダイオードを介し、外部電源１６０へ流れる。そして、励磁電流ｉｔの流れは、１次コイル１０４の磁界の減衰により減衰して停止する。なお、図２に示すように、交流電圧Ｖｍ、Ｖｐと励磁電流ｉｔとは、位相のズレがない。また、図２において、励磁電流ｉｔは、破線で示す。 The primary coil 104, flows the switch circuit 102 is the excitation current i t at is ON. Moreover, the exciting current i t in the primary coil 104, when the switch circuit 102 is OFF, through the body diode of the FET202 the FET 201, flows to the external power source 160. Then, the flow of the excitation current i t stops attenuated by the attenuation of the magnetic field of the primary coil 104. Incidentally, as shown in FIG. 2, the AC voltage V m, and V p and the excitation current i t, there is no shift of phases. Further, in FIG. 2, the exciting current i t is indicated by a broken line.

さらに、制御部１１０は、時刻ｔ０〜時刻ｔ１において、スイッチ回路１０２をＯＮするタイミングに同期して、スイッチング素子２１５及びスイッチング素子２１４をＯＮにするとともに、スイッチング素子２１３及びスイッチング素子２１６をＯＦＦにする。   Further, at time t0 to time t1, the control unit 110 turns on the switching element 215 and the switching element 214 and turns off the switching element 213 and the switching element 216 in synchronization with the timing of turning on the switch circuit 102. .

そして、制御部１１０は、スイッチ回路１０２をＯＮした直後に、スイッチング素子２１５及びスイッチング素子２１４をＯＦＦする。なお、制御部１１０は、時刻ｔ０〜ｔ１において、スイッチング素子２１１及びスイッチング素子２１２をＯＦＦにする。   Then, the control unit 110 turns off the switching element 215 and the switching element 214 immediately after turning on the switch circuit 102. Note that the control unit 110 turns off the switching element 211 and the switching element 212 at times t0 to t1.

車載充電装置１００及び駆動インバータ１５０では、時刻ｔ０〜ｔ１において、上記動作により以下のような電流の流れが生じる。   In the in-vehicle charging apparatus 100 and the drive inverter 150, the following current flows are generated by the above operation at time t0 to t1.

スイッチ回路１０２がＯＮとＯＦＦとを交互に繰り返すことにより、一次コイル１０４には、Ｓ１方向の励磁電流ｉｔが流れる。また、スイッチ回路１０２がＯＮするタイミングに同期して、スイッチング素子２１５及びスイッチング素子２１４がＯＮすることにより、一次コイル１０４と電磁結合した二次コイル１０５には、車載バッテリ１７０の電圧よりも高電圧の誘導起電力が生じて、誘導電流が発生する。また、この誘導電流は、二次コイル１０５からリレー１０６に向かうＳ２方向に流れるとともに、スイッチング素子２１４及びスイッチング素子２１５を介して二次コイル１０５に戻る。 By switching circuit 102 alternately repeats the ON and OFF, the primary coil 104, flows direction S1 of the excitation current i t. In addition, when the switching element 215 and the switching element 214 are turned ON in synchronization with the timing when the switch circuit 102 is turned ON, the secondary coil 105 electromagnetically coupled to the primary coil 104 has a higher voltage than the voltage of the in-vehicle battery 170. An induced electromotive force is generated, and an induced current is generated. The induced current flows in the S2 direction from the secondary coil 105 toward the relay 106, and returns to the secondary coil 105 via the switching element 214 and the switching element 215.

続いて、スイッチ回路１０２がＯＮした直後に、スイッチング素子２１５及びスイッチング素子２１４がＯＦＦすることにより、二次コイル１０５の誘導電流は、二次コイル１０５からＳ２方向に流れるとともに、スイッチング素子２１３及びスイッチング素子２１４がＯＦＦであるため、還流ダイオード２１９をＳ３方向に流れる。さらに、Ｓ３方向に流れた電流は、Ｓ４方向より車載バッテリ１７０に供給される。即ち、車載充電装置１００には、Ｓ１〜Ｓ４の向きに充電電流が流れる。   Subsequently, immediately after the switching circuit 102 is turned on, the switching element 215 and the switching element 214 are turned off, so that the induced current of the secondary coil 105 flows from the secondary coil 105 in the S2 direction, and the switching element 213 and the switching element are switched. Since the element 214 is OFF, it flows through the free wheel diode 219 in the S3 direction. Furthermore, the current that flows in the S3 direction is supplied to the in-vehicle battery 170 from the S4 direction. That is, a charging current flows through the in-vehicle charging device 100 in the directions of S1 to S4.

また、制御部１１０は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２において、スイッチ回路１０２をＯＮにするとともに、ＯＮとＯＦＦとを交互に繰り返すようにスイッチ回路１０３を切り替える。これにより、一次コイル１０４には、図２に示すように、交流電圧Ｖｍよりも高い周波数の交流電圧Ｖｐが供給される。 In addition, at time t1 to time t2, the control unit 110 turns on the switch circuit 102 and switches the switch circuit 103 so as to repeat ON and OFF alternately. Thus, the primary coil 104, as shown in FIG. 2, an AC voltage Vp of higher frequency is supplied than the AC voltage V m.

また、制御部１１０は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２において、減磁回路１１１のＦＥＴ２０１をＯＮするとともに、ＦＥＴ２０２をＯＦＦにする。この際、制御部１１０は、図２及び図３に示すように、スイッチ回路１０３を一定の周波数でＯＮとＯＦＦとを交互に繰り返すよう切り替える。   Further, the control unit 110 turns on the FET 201 of the demagnetization circuit 111 and turns off the FET 202 from time t1 to time t2. At this time, as shown in FIGS. 2 and 3, the control unit 110 switches the switch circuit 103 so as to repeat ON and OFF alternately at a constant frequency.

１次コイル１０４には、スイッチ回路１０３がＯＮの時に励磁電流ｉｔが流れる。また、１次コイル１０４の励磁電流は、スイッチ回路１０３がＯＦＦの時、ＦＥＴ２０１とＦＥＴ２０２とのボディーダイオードを介し、外部電源１６０へ流れる。そして、励磁電流ｉｔの流れは、１次コイルの磁界の減衰により減衰して停止する。 The primary coil 104, flows the switch circuit 103 is the excitation current i t at is ON. The exciting current of the primary coil 104 flows to the external power source 160 via the body diodes of the FET 201 and the FET 202 when the switch circuit 103 is OFF. Then, the flow of the excitation current i t stops attenuated by the attenuation of the magnetic field of the primary coil.

さらに、制御部１１０は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２において、スイッチ回路１０３をＯＮするタイミングに同期して、スイッチング素子２１６及びスイッチング素子２１３をＯＮにするとともに、スイッチング素子２１５及びスイッチング素子２１４をＯＦＦにする。   Further, at time t1 to time t2, the control unit 110 turns on the switching element 216 and the switching element 213 and turns off the switching element 215 and the switching element 214 in synchronization with the timing at which the switch circuit 103 is turned on. .

そして、制御部１１０は、スイッチ回路１０２をＯＮした直後に、スイッチング素子２１６及びスイッチング素子２１３をＯＦＦする。なお、制御部１１０は、時刻ｔ１〜ｔ２において、スイッチング素子２１１及びスイッチング素子２１２をＯＦＦにする。   The controller 110 turns off the switching element 216 and the switching element 213 immediately after turning on the switch circuit 102. In addition, the control part 110 turns OFF the switching element 211 and the switching element 212 in the time t1-t2.

車載充電装置１００及び駆動インバータ１５０では、時刻ｔ１〜ｔ２において、上記動作により以下のような電流の流れが生じる。   In the in-vehicle charging device 100 and the drive inverter 150, the following current flows are generated by the above operation at times t1 to t2.

スイッチ回路１０３がＯＮとＯＦＦとを交互に繰り返すことにより、一次コイル１０４には、Ｒ１方向の励磁電流ｉｔが流れる。また、スイッチ回路１０２をＯＮするタイミングに同期して、スイッチング素子２１６及びスイッチング素子２１３がＯＮすることにより、一次コイル１０４と電磁結合した二次コイル１０５には、車載バッテリ１７０の電圧よりも高電圧の誘導起電力が生じて、誘導電流が発生する。また、この誘導電流は、二次コイル１０５からリレー１０７に向かうＲ２方向に流れるとともに、スイッチング素子２１３及びスイッチング素子２１６を介して二次コイル１０５に戻る。 By switching circuit 103 alternately repeats the ON and OFF, the primary coil 104, flows the R1 direction of the excitation current i t. In addition, when the switching element 216 and the switching element 213 are turned ON in synchronization with the timing when the switch circuit 102 is turned ON, the secondary coil 105 electromagnetically coupled to the primary coil 104 has a higher voltage than the voltage of the in-vehicle battery 170. An induced electromotive force is generated, and an induced current is generated. The induced current flows in the R2 direction from the secondary coil 105 toward the relay 107, and returns to the secondary coil 105 via the switching element 213 and the switching element 216.

続いて、スイッチ回路１０２をＯＮした直後に、スイッチング素子２１６及びスイッチング素子２１３をＯＦＦすることにより、二次コイル１０５の誘導電流は、二次コイル１０５からＲ２方向に流れるとともに、スイッチング素子２１３及びスイッチング素子２１６がＯＦＦであるため、還流ダイオード２２１をＲ３方向に流れる。さらに、Ｒ３方向に流れた電流は、Ｒ４方向より車載バッテリ１７０に供給される。即ち、車載充電装置１００には、Ｒ１〜Ｒ４の向きに充電電流が流れる。   Subsequently, immediately after the switching circuit 102 is turned on, the switching element 216 and the switching element 213 are turned off, whereby the induced current of the secondary coil 105 flows from the secondary coil 105 in the R2 direction, and the switching element 213 and the switching element 213 are switched. Since the element 216 is OFF, it flows through the free wheel diode 221 in the R3 direction. Further, the current flowing in the R3 direction is supplied to the in-vehicle battery 170 from the R4 direction. That is, a charging current flows through the in-vehicle charging device 100 in the directions of R1 to R4.

＜車載充電装置及び駆動インバータの動作＞
本発明の実施の形態１における車載充電装置１００及び駆動インバータ１５０の動作について、図１〜図３を用いて説明する。 <Operation of in-vehicle charger and drive inverter>
Operations of in-vehicle charging device 100 and drive inverter 150 in Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.

駆動インバータ１５０は、車載充電装置１００が動作していない場合かつ駆動モータ１８０の駆動動作時において、以下の動作を行う。   The drive inverter 150 performs the following operation when the in-vehicle charging apparatus 100 is not operating and when the drive motor 180 is driven.

即ち、制御部１１０は、リレー１０６及びリレー１０７をＯＦＦにするとともに、リレー１５１及びリレー１５２をＯＮにする。そして、３相ブリッジ回路１０８は、制御部１１０の制御に従って、車載バッテリ１７０に蓄積されている直流電力を交流電力に変換して、リレー１５１及びリレー１５２を介して駆動モータ１８０に供給する。   That is, the control unit 110 turns off the relay 106 and the relay 107 and turns on the relay 151 and the relay 152. The three-phase bridge circuit 108 converts the DC power stored in the in-vehicle battery 170 into AC power under the control of the control unit 110, and supplies the AC power to the drive motor 180 via the relay 151 and the relay 152.

また、駆動インバータ１５０は、車載充電装置１００が動作していない場合かつ駆動モータ１８０の駆動動作時において、以下の動作を行う。   The drive inverter 150 performs the following operation when the in-vehicle charging apparatus 100 is not operating and when the drive motor 180 is driven.

即ち、制御部１１０は、駆動モータ１８０の各相に流れる駆動電流を、電流センサ１２０、電流センサ１２１及び電流センサ１２２によって検出し、各相の駆動電流が所定の電流値になるよう、３相ブリッジ回路１０８の各相のスイッチング素子２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６のＯＮ及びＯＦＦの制御を行い、駆動モータ１８０に所定の駆動トルクを発生させる。   That is, the control unit 110 detects the driving current flowing in each phase of the driving motor 180 by the current sensor 120, the current sensor 121, and the current sensor 122, and the three-phase so that the driving current of each phase becomes a predetermined current value. The switching elements 211, 212, 213, 214, 215, and 216 of each phase of the bridge circuit 108 are controlled to be turned on and off to generate a predetermined driving torque in the driving motor 180.

一方、車載充電装置１００は、駆動インバータ１５０が動作していない場合かつ、車載バッテリ充電１７０の充電時において、以下の動作を行う。   On the other hand, in-vehicle charging apparatus 100 performs the following operation when drive inverter 150 is not operating and when in-vehicle battery charging 170 is charged.

即ち、制御部１１０は、時刻ｔ０〜時刻ｔ１の間に流れる充電電流Ｓ３、及び時刻ｔ１〜時刻ｔ２の間に流れる充電電流Ｒ３を、それぞれ電流センサ１２１及び電流センサ１２０によって検出する。そして、制御部１１０は、所定の充電電流量になるように、ＯＮとＯＦＦとを交互に繰り返すスイッチ回路１０２またはスイッチ回路１０３のＯＮの期間を制御する。   That is, the control unit 110 detects the charging current S3 flowing between time t0 and time t1 and the charging current R3 flowing between time t1 and time t2 by the current sensor 121 and the current sensor 120, respectively. Then, the control unit 110 controls the ON period of the switch circuit 102 or the switch circuit 103 that alternately repeats ON and OFF so that a predetermined charging current amount is obtained.

＜充電電流量の制御方法＞
本発明の実施の形態１における充電電流量の制御方法について、図４を用いて説明する。 <Charging current control method>
A method for controlling the amount of charging current in Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG.

図４は、ＯＮとＯＦＦとを交互に繰り返すスイッチ回路１０２またはスイッチ回路１０３のＯＮの時間と、１次コイル１０４の励磁電流ｉｔの動作を示す図である。図４において、１次コイル１０４の励磁電流ｉｔ０、ｉｔ１は、それぞれ制御部１１０によってスイッチ回路１０２のＯＮの時間をＰｔ０及びＰｔ１（Ｐｔ０＞Ｐｔ１）に設定した場合の波形を示す。また、励磁電流ｉｔ０は、最大電流である。   FIG. 4 is a diagram showing the ON time of the switch circuit 102 or the switch circuit 103 that repeats ON and OFF alternately and the operation of the excitation current it of the primary coil 104. In FIG. 4, excitation currents it0 and it1 of the primary coil 104 show waveforms when the control unit 110 sets the ON time of the switch circuit 102 to Pt0 and Pt1 (Pt0> Pt1), respectively. The excitation current it0 is the maximum current.

制御部１１０は、図４に示すように、スイッチ回路１０２、１０３のＯＮの期間を任意に設定することにより、１次コイル１０４に流れる励磁電流ｉｔを可変にして、２次コイル１０５に発生する充電電流量を制御する。   As shown in FIG. 4, the control unit 110 arbitrarily sets the ON period of the switch circuits 102 and 103 to change the excitation current it flowing in the primary coil 104 and generate it in the secondary coil 105. Control the amount of charge current.

＜実施の形態１の効果＞
本実施の形態によれば、駆動インバータ１５０の一部である３相ブリッジ回路１０８及び平滑コンデンサ１０９を用いて車載バッテリ１７０を充電することにより、従来の充電装置の整流回路を無くすることができるので、車載充電装置１００を小型化することができる。 <Effect of Embodiment 1>
According to the present embodiment, the in-vehicle battery 170 is charged using the three-phase bridge circuit 108 and the smoothing capacitor 109 that are part of the drive inverter 150, so that the rectifier circuit of the conventional charging device can be eliminated. Therefore, the vehicle-mounted charging device 100 can be reduced in size.

また、本実施の形態によれば、スイッチ回路１０２及びスイッチ回路１０３において断続的にＯＮとＯＦＦとを切り替えるので、外部電源１６０から一次コイル１０４に対して供給される交流電流を外部電源の周波数より高い周波数にすることができ、絶縁トランスを小型化することができる。   In addition, according to the present embodiment, since the switch circuit 102 and the switch circuit 103 are intermittently switched ON and OFF, the alternating current supplied from the external power source 160 to the primary coil 104 is determined from the frequency of the external power source. The frequency can be increased, and the insulation transformer can be reduced in size.

また、本実施の形態では、交流電源を直接スイッチングするため、外部電源１６０から供給される交流電圧の位相に対して、負荷電流の位相が大きくずれない。これにより、本実施の形態によれば、従来の充電装置の力率改善回路を無くすることができるので、車載充電装置１００を小型化することができる。   In this embodiment, since the AC power supply is directly switched, the phase of the load current is not greatly shifted from the phase of the AC voltage supplied from the external power supply 160. Thereby, according to this Embodiment, since the power factor improvement circuit of the conventional charging device can be eliminated, the vehicle-mounted charging device 100 can be reduced in size.

また、本実施の形態では、車載充電装置１００の外部電源１６０との接続部Ｅと、車載バッテリ１７０との間に絶縁トランスを設けた。これにより、本実施の形態によれば、３相ブリッジ回路１０８が故障した場合であっても、車載バッテリ１７０の高電圧が外部電源１６０との接続部Ｅに印加されることを防ぐことができ、安全性を向上させることができる。   In the present embodiment, an insulating transformer is provided between connection portion E of in-vehicle charging apparatus 100 connected to external power source 160 and in-vehicle battery 170. Thereby, according to the present embodiment, even when the three-phase bridge circuit 108 fails, it is possible to prevent the high voltage of the in-vehicle battery 170 from being applied to the connection portion E with the external power source 160. , Can improve safety.

また、本実施の形態では、車載バッテリ１７０の充電時には３相ブリッジ回路１０８と駆動モータ１８０との接続をＯＦＦにする。これにより、本実施の形態によれば、外部電源１６０から供給される交流電力が駆動モータ１８０に供給されることを防ぐことができ、車載バッテリ１７０の充電効率を向上させることができる。   In the present embodiment, the connection between the three-phase bridge circuit 108 and the drive motor 180 is turned off when the in-vehicle battery 170 is charged. Thereby, according to this Embodiment, it can prevent that the alternating current power supplied from the external power supply 160 is supplied to the drive motor 180, and can improve the charging efficiency of the vehicle-mounted battery 170. FIG.

また、本実施の形態では、車載バッテリ１７０の充電時と駆動モータ１８０を駆動する
走行時とで電流センサ１２０、１２１、１２２を共用する構成とした。これにより、本実施の形態によれば、車載充電装置１００を小型化することができる。 In the present embodiment, the current sensors 120, 121, and 122 are commonly used for charging the in-vehicle battery 170 and for traveling when driving the drive motor 180. Thereby, according to this Embodiment, the vehicle-mounted charging device 100 can be reduced in size.

また、本実施の形態では、車載バッテリ１７０の充電時において、外部電源１６０からの交流電力を直接スイッチングするスイッチング時間を可変とすることにより、充電電流量を任意に設定できる構成とした。これにより、本実施の形態によれば、充電電流量に応じて、外部電源１６０からの入力を制限することができ、車載充電装置１００の充電効率を向上させることができる。   In the present embodiment, the charging current amount can be arbitrarily set by varying the switching time for directly switching the AC power from the external power source 160 when charging the in-vehicle battery 170. Thereby, according to this Embodiment, according to charging current amount, the input from the external power supply 160 can be restrict | limited, and the charging efficiency of the vehicle-mounted charging device 100 can be improved.

また、本実施の形態によれば、充電電流量を車載バッテリ１７０の充電状態に応じて制御することができ、車載バッテリ１７０の安全性を確保することができる。   Further, according to the present embodiment, the amount of charging current can be controlled according to the state of charge of in-vehicle battery 170, and the safety of in-vehicle battery 170 can be ensured.

（実施の形態２）
＜車載充電装置の構成＞
本発明の実施の形態２に係る車載充電装置４００の構成について、図５を用いて説明する。 (Embodiment 2)
<Configuration of in-vehicle charger>
The configuration of in-vehicle charging device 400 according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.

図５に示す車載充電装置４００は、図１に示す実施の形態１に係る車載充電装置１００と比較して、スイッチ回路４０１と、スイッチ回路４０２と、一次コイル４０３と、二次コイル４０４と、リレー４０５と、リレー４０６と、減磁回路４０７と、リレー４５１を追加し、制御部１１０の代わりに制御部４０８を有している。なお、図５において、図１と同一構成である部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。   The in-vehicle charging device 400 shown in FIG. 5 is different from the in-vehicle charging device 100 according to the first embodiment shown in FIG. 1 in that a switch circuit 401, a switch circuit 402, a primary coil 403, a secondary coil 404, A relay 405, a relay 406, a demagnetization circuit 407, and a relay 451 are added, and a control unit 408 is provided instead of the control unit 110. In FIG. 5, parts having the same configuration as in FIG.

車載充電装置４００は、ＣＭフィルタ１０１と、スイッチ回路１０２と、スイッチ回路１０３と、一次コイル１０４と、二次コイル１０５と、リレー１０６と、リレー１０７と、減磁回路１１１と、リレー１５１と、リレー１５２と、スイッチ回路４０１と、スイッチ回路４０２と、一次コイル４０３と、二次コイル４０４と、リレー４０５と、リレー４０６と、減磁回路４０７と、制御部４０８と、リレー４５１とから主に構成されている。車載充電装置４００は、駆動インバータ１５０の一部である３相ブリッジ回路１０８及び平滑コンデンサ１０９を用いて車載バッテリ１７０を充電する。一次コイル４０３及び二次コイル４０４は、絶縁トランスを構成している。   The in-vehicle charging device 400 includes a CM filter 101, a switch circuit 102, a switch circuit 103, a primary coil 104, a secondary coil 105, a relay 106, a relay 107, a demagnetization circuit 111, a relay 151, The relay 152, the switch circuit 401, the switch circuit 402, the primary coil 403, the secondary coil 404, the relay 405, the relay 406, the demagnetization circuit 407, the control unit 408, and the relay 451 are mainly used. It is configured. The vehicle-mounted charging device 400 charges the vehicle-mounted battery 170 using the three-phase bridge circuit 108 and the smoothing capacitor 109 that are part of the drive inverter 150. The primary coil 403 and the secondary coil 404 constitute an insulating transformer.

スイッチ回路１０２は、ＣＭフィルタ１０１と一次コイル１０４の一端側との間に設けられている。スイッチ回路１０２は、制御部４０８の制御に従って、外部電源１６０と一次コイル１０４の一端側及び減磁回路１１１との接続を開閉する。   The switch circuit 102 is provided between the CM filter 101 and one end side of the primary coil 104. The switch circuit 102 opens and closes the connection between the external power source 160 and one end of the primary coil 104 and the demagnetization circuit 111 according to the control of the control unit 408.

スイッチ回路１０３は、ＣＭフィルタ１０１と一次コイル１０４の他端側との間に設けられている。スイッチ回路１０３は、制御部４０８の制御に従って、外部電源１６０と一次コイル１０４の他端側及び減磁回路１１１との接続を開閉する。   The switch circuit 103 is provided between the CM filter 101 and the other end side of the primary coil 104. The switch circuit 103 opens and closes the connection between the external power source 160 and the other end of the primary coil 104 and the demagnetization circuit 111 according to the control of the control unit 408.

スイッチ回路４０１は、ＣＭフィルタ１０１と一次コイル４０３の一端側との間に設けられている。スイッチ回路４０１は、制御部４０８の制御に従って、外部電源１６０と一次コイル４０３の一端側及び減磁回路４０７との接続を開閉する。   The switch circuit 401 is provided between the CM filter 101 and one end side of the primary coil 403. The switch circuit 401 opens and closes the connection between the external power source 160 and one end side of the primary coil 403 and the demagnetization circuit 407 according to the control of the control unit 408.

スイッチ回路４０２は、ＣＭフィルタ１０１と一次コイル４０３の他端側との間に設けられている。スイッチ回路４０２は、制御部４０８の制御に従って、外部電源１６０と一次コイル４０３の他端側及び減磁回路４０７との接続を開閉する。   The switch circuit 402 is provided between the CM filter 101 and the other end side of the primary coil 403. The switch circuit 402 opens and closes the connection between the external power source 160 and the other end of the primary coil 403 and the demagnetization circuit 407 according to the control of the control unit 408.

一次コイル４０３は、ＣＭフィルタ１０１からスイッチ回路４０１及びスイッチ回路４０２を介して交流電力の供給を受けることにより磁界を発生し、二次コイル４０４と電磁結合する。   The primary coil 403 receives a supply of AC power from the CM filter 101 via the switch circuit 401 and the switch circuit 402, generates a magnetic field, and is electromagnetically coupled to the secondary coil 404.

二次コイル４０４は、一次コイル４０３と電磁結合し、所定の電圧の交流電力を発生する。一次コイル４０３と二次コイル４０４とは、互いに電磁結合して、外部電源１６０から供給される交流電力の電圧を変換する。   The secondary coil 404 is electromagnetically coupled to the primary coil 403 and generates AC power having a predetermined voltage. The primary coil 403 and the secondary coil 404 are electromagnetically coupled to each other and convert the voltage of AC power supplied from the external power source 160.

リレー１０６は、制御部４０８の制御に従って、駆動モータ１８０の駆動時において、二次コイル１０５の一端と３相ブリッジ回路１０８及びリレー１５２との接続を開放する（ＯＦＦにする）。リレー１０６は、制御部４０８の制御に従って、車載バッテリ１７０の充電時において、二次コイル１０５の一端と３相ブリッジ回路１０８との接続を閉じる（ＯＮにする）。   The relay 106 opens (turns off) the connection between the one end of the secondary coil 105 and the three-phase bridge circuit 108 and the relay 152 when the drive motor 180 is driven according to the control of the control unit 408. The relay 106 closes (turns on) the connection between the one end of the secondary coil 105 and the three-phase bridge circuit 108 when charging the in-vehicle battery 170 according to the control of the control unit 408.

リレー１０７は、制御部４０８の制御に従って、駆動モータ１８０の駆動時において、二次コイル１０５の他端と３相ブリッジ回路１０８及びリレー１５１との接続を開放する（ＯＦＦにする）。リレー１０７は、制御部４０８の制御に従って、車載バッテリ１７０の充電時において、二次コイル１０５の他端と３相ブリッジ回路１０８との接続を閉じる（ＯＮにする）。   The relay 107 opens (turns OFF) the connection between the other end of the secondary coil 105 and the three-phase bridge circuit 108 and the relay 151 when the drive motor 180 is driven according to the control of the control unit 408. The relay 107 closes (turns on) the connection between the other end of the secondary coil 105 and the three-phase bridge circuit 108 when charging the in-vehicle battery 170 in accordance with the control of the control unit 408.

リレー４０５は、制御部４０８の制御に従って、駆動モータ１８０の駆動時において、二次コイル４０４の一端と３相ブリッジ回路１０８及びリレー１５２との接続を開放する（ＯＦＦにする）。リレー４０５は、制御部４０８の制御に従って、車載バッテリ１７０の充電時において、二次コイル４０４の一端と３相ブリッジ回路１０８との接続を閉じる（ＯＮにする）。   The relay 405 opens (turns off) the connection between the one end of the secondary coil 404 and the three-phase bridge circuit 108 and the relay 152 when the drive motor 180 is driven according to the control of the control unit 408. The relay 405 closes (turns on) the connection between one end of the secondary coil 404 and the three-phase bridge circuit 108 when charging the in-vehicle battery 170 in accordance with the control of the control unit 408.

リレー４０６は、制御部４０８の制御に従って、駆動モータ１８０の駆動時において、二次コイル４０４の他端と３相ブリッジ回路１０８及びリレー４５１との接続を開放する（ＯＦＦにする）。リレー４０６は、制御部４０８の制御に従って、車載バッテリ１７０の充電時において、二次コイル４０４の他端と３相ブリッジ回路１０８との接続を閉じる（ＯＮにする）。   The relay 406 opens (turns OFF) the connection between the other end of the secondary coil 404 and the three-phase bridge circuit 108 and the relay 451 when the drive motor 180 is driven according to the control of the control unit 408. The relay 406 closes (turns on) the connection between the other end of the secondary coil 404 and the three-phase bridge circuit 108 when charging the in-vehicle battery 170 in accordance with the control of the control unit 408.

減磁回路１１１は、制御部４０８の制御に従って、外部電源１６０と車載充電装置１００との接続を開放した（ＯＦＦした）後に一次コイル１０４に残存している励磁電流を外部電源１６０に戻す。   The demagnetization circuit 111 returns the excitation current remaining in the primary coil 104 to the external power supply 160 after the connection between the external power supply 160 and the in-vehicle charging device 100 is opened (turned off) according to the control of the control unit 408.

減磁回路４０７は、制御部４０８の制御に従って、外部電源１６０と車載充電装置４００との接続を開放した（ＯＦＦした）後に一次コイル４０３に残存している励磁電流を外部電源１６０に戻す。なお、減磁回路４０７の構成は図１に示す減磁回路１１１と同一構成であるので、その説明を省略する。   The demagnetization circuit 407 returns the excitation current remaining in the primary coil 403 to the external power supply 160 after the connection between the external power supply 160 and the in-vehicle charging device 400 is opened (turned off) according to the control of the control unit 408. The configuration of the demagnetization circuit 407 is the same as that of the demagnetization circuit 111 shown in FIG.

制御部４０８は、外部から入力する充電開始指示信号、充電停止信号またはイグニション信号に基づいて、スイッチ回路１０２、スイッチ回路１０３、リレー１０６、リレー１０７、３相ブリッジ回路１０８のスイッチング素子２１１〜２１６、スイッチ回路４０１、スイッチ回路４０２、リレー４０５、リレー４０６及びリレー４５１を開閉する。制御部４０８は、外部から入力する充電開始指示信号、充電停止信号またはイグニション信号に基づいて、減磁回路１１１のＦＥＴ２０１及びＦＥＴ２０２と、減磁回路４０７の図示しないＦＥＴとにおけるＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替える。   Based on a charge start instruction signal, a charge stop signal, or an ignition signal input from the outside, the control unit 408 switches the switching elements 211 to 216 of the switch circuit 102, the switch circuit 103, the relay 106, the relay 107, and the three-phase bridge circuit 108, The switch circuit 401, the switch circuit 402, the relay 405, the relay 406, and the relay 451 are opened and closed. Based on a charge start instruction signal, a charge stop signal, or an ignition signal input from the outside, the control unit 408 determines whether the FET 201 and FET 202 of the demagnetization circuit 111 and the FET (not shown) of the demagnetization circuit 407 are in an ON state and an OFF state. Switch.

リレー１５１、リレー１５２及びリレー４５１は、３相ブリッジ回路１０８と駆動モータ１８０との間に設けられている。リレー１５１、リレー１５２及びリレー４５１は、制御部４０８の制御に従って、車輌の走行時において３相ブリッジ回路１０８と駆動モータ１８０との接続をＯＮにし、車載バッテリ１７０の充電時において３相ブリッジ回路１０８と駆動モータ１８０との接続をＯＦＦにする。   The relay 151, the relay 152, and the relay 451 are provided between the three-phase bridge circuit 108 and the drive motor 180. Relay 151, relay 152, and relay 451 turn on the connection between three-phase bridge circuit 108 and drive motor 180 when the vehicle is running, and three-phase bridge circuit 108 when charging vehicle battery 170, according to the control of control unit 408. And the drive motor 180 are turned off.

＜３相ブリッジ回路の構成＞
本発明の実施の形態２における３相ブリッジ回路１０８の構成について、図５を用いて説明する。 <Configuration of three-phase bridge circuit>
The configuration of the three-phase bridge circuit 108 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

３相ブリッジ回路１０８は、二次コイル１０５及び二次コイル４０４と車載バッテリ１７０との間に設けられる。３相ブリッジ回路１０８は、二次コイル１０５及び二次コイル４０４と車載バッテリ１７０との接続を開閉するスイッチング素子２１１〜２１６を有している。   The three-phase bridge circuit 108 is provided between the secondary coil 105 and the secondary coil 404 and the in-vehicle battery 170. The three-phase bridge circuit 108 includes switching elements 211 to 216 that open and close the connection between the secondary coil 105 and the secondary coil 404 and the in-vehicle battery 170.

３相ブリッジ回路１０８は、充電動作時において、制御部４０８の制御に従って、スイッチング素子２１１〜２１６を開閉して、二次コイル１０５及び二次コイル４０４から供給される交流電力を直流電力に変換して車載バッテリ１７０に蓄積させる。３相ブリッジ回路１０８は、外部電源１６０を用いて車載バッテリ１７０を充電する際の充電動作と、車載バッテリ１７０を用いて駆動モータ１８０を駆動させる駆動動作との両方に用いられている。即ち、３相ブリッジ回路１０８は、車載充電装置４００と駆動インバータ１５０との両方で兼用される。   In the charging operation, the three-phase bridge circuit 108 opens and closes the switching elements 211 to 216 according to the control of the control unit 408, and converts AC power supplied from the secondary coil 105 and the secondary coil 404 into DC power. To be stored in the in-vehicle battery 170. The three-phase bridge circuit 108 is used for both a charging operation when charging the in-vehicle battery 170 using the external power source 160 and a driving operation for driving the drive motor 180 using the in-vehicle battery 170. That is, the three-phase bridge circuit 108 is shared by both the in-vehicle charging device 400 and the drive inverter 150.

なお、３相ブリッジ回路１０８における上記以外の構成は上記実施の形態１と同一であるので、その説明を省略する。   Since the configuration other than the above in the three-phase bridge circuit 108 is the same as that in the first embodiment, the description thereof is omitted.

＜車載バッテリの充電方法＞
本発明の実施の形態２における車載バッテリ１７０の充電方法について、図５〜図７を用いて説明する。図６において、図６（ａ）は、外部電源１６０及び一次コイル１０４の電圧変化及び電流変化を示し、図６（ｂ）は、外部電源１６０及び一次コイル４０３の電圧変化及び電流変化を示す。 <In-vehicle battery charging method>
A method of charging in-vehicle battery 170 in Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. 6A shows the voltage change and current change of the external power supply 160 and the primary coil 104, and FIG. 6B shows the voltage change and current change of the external power supply 160 and the primary coil 403.

なお、図５において、スイッチ回路１０２、スイッチ回路１０３、スイッチング素子２１５、２１６、ＦＥＴ２０１及びＦＥＴ２０２のＯＮ及びＯＦＦのタイミングは図３と同一であるので、その説明を省略する。また、図５において、スイッチ回路４０１及びスイッチ回路４０２に対する減磁回路４０７の動作は、スイッチ回路１０２及びスイッチ回路１０３に対する減磁回路１１１の動作と同一であるので、その説明を省略する。また、本実施の形態において、Ｓ１〜Ｓ４及びＲ１〜Ｒ４の電流の流れは上記実施の形態１と同一であるので、その説明を省略する。   In FIG. 5, the ON and OFF timings of the switch circuit 102, the switch circuit 103, the switching elements 215 and 216, the FET 201, and the FET 202 are the same as those in FIG. In FIG. 5, the operation of the demagnetization circuit 407 with respect to the switch circuit 401 and the switch circuit 402 is the same as the operation of the demagnetization circuit 111 with respect to the switch circuit 102 and the switch circuit 103, and thus description thereof is omitted. Moreover, in this Embodiment, since the electric current flow of S1-S4 and R1-R4 is the same as the said Embodiment 1, the description is abbreviate | omitted.

まず、車載充電装置４００は、車載バッテリ１７０を充電する充電動作時において、外部電源１６０が接続部Ｅに接続されることにより、外部電源１６０より図６にＶｍで示す電圧変化を生じる交流電力の供給を受ける。 First, the in-vehicle charging device 400 causes the AC power to generate a voltage change indicated by V m in FIG. 6 from the external power source 160 when the external power source 160 is connected to the connection portion E during the charging operation for charging the in-vehicle battery 170. Receive the supply.

車載充電装置４００の制御部４０８は、時刻ｔ０〜ｔ１において、リレー１０６、リレー１０７、リレー４０５及びリレー４０６をＯＮにするとともに、リレー１５１、リレー１５２及びリレー４５１をＯＦＦにする。   The control unit 408 of the in-vehicle charging apparatus 400 turns on the relay 106, the relay 107, the relay 405, and the relay 406 and turns off the relay 151, the relay 152, and the relay 451 at time t0 to t1.

また、制御部４０８は、時刻ｔ０〜時刻ｔ１において、図７に示すように、ＯＮとＯＦＦとを交互に繰り返すようにスイッチ回路１０２を切り替えるとともに、スイッチ回路１０３をＯＮにする。これにより、一次コイル１０４には、図６に示すように、交流電圧Ｖｍよりも高い周波数の交流電圧Ｖｐが供給される。 Further, at time t0 to time t1, the control unit 408 switches the switch circuit 102 so as to repeat ON and OFF alternately as shown in FIG. 7, and turns on the switch circuit 103. Thus, the primary coil 104, as shown in FIG. 6, the AC voltage V p of the frequency higher than the AC voltage V m is supplied.

また、車載充電装置４００の制御部４０８は、時刻ｔ０〜ｔ１において、図７に示すように、ＯＮとＯＦＦとを交互に繰り返すようにスイッチ回路４０１を切り替えるとともに、スイッチ回路４０２をＯＮにする。これにより、一次コイル４０３には、図６に示すように、交流電圧Ｖｍよりも高い周波数の交流電圧Ｖｑが供給される。 In addition, at time t0 to t1, the control unit 408 of the in-vehicle charging apparatus 400 switches the switch circuit 401 so as to repeat ON and OFF alternately as shown in FIG. As a result, the primary coil 403 is supplied with an AC voltage V q having a frequency higher than the AC voltage V m as shown in FIG. 6.

また、制御部４０８は、時刻ｔ０〜時刻ｔ１において、減磁回路１１１及び減磁回路４０７の図示しないＦＥＴを、実施の形態１と同様に制御する。これにより、１次コイル１０４には、励磁電流ｉｔ３が流れる、また、１次コイル４０３には、励磁電流ｉｔ４が流れる。励磁電流ｉｔ３、ｉｔ４は、スイッチ回路１０２及びスイッチ回路４０１のＯＮとＯＦＦとを繰り返す周波数の交流電流となる。 Further, the control unit 408 controls FETs (not shown) of the demagnetization circuit 111 and the demagnetization circuit 407 in the same manner as in the first embodiment at time t0 to time t1. Thus, the primary coil 104, excitation current i t3 flows, also in the primary coil 403, excitation current i t4 flows. The excitation currents i t3 and i t4 are alternating currents having a frequency at which the switch circuit 102 and the switch circuit 401 are repeatedly turned on and off.

スイッチ回路１０２及びスイッチ回路４０１のＯＮとＯＦＦとの周期は、制御部４０８の制御により、１８０度の位相差を有する。従って、励磁電流ｉｔ３と励磁電流ｉｔ４とは、１８０度の位相差を有する。 The ON / OFF cycle of the switch circuit 102 and the switch circuit 401 has a phase difference of 180 degrees under the control of the control unit 408. Therefore, the excitation current it3 and the excitation current it4 have a phase difference of 180 degrees.

さらに、制御部４０８は、時刻ｔ０〜時刻ｔ１において、スイッチ回路４０１をＯＮするタイミングに同期して、スイッチング素子２１４及びスイッチング素子２１１をＯＮにするとともに、スイッチング素子２１３及びスイッチング素子２１２をＯＦＦにする。次にスイッチ回路４０１をＯＮした直後に、スイッチング素子２１４及びスイッチング素子２１１をＯＦＦする。   Further, at time t0 to time t1, the control unit 408 turns on the switching element 214 and the switching element 211 and turns off the switching element 213 and the switching element 212 in synchronization with the timing of turning on the switch circuit 401. . Next, immediately after the switch circuit 401 is turned ON, the switching element 214 and the switching element 211 are turned OFF.

車載充電装置４００及び駆動インバータ１５０では、時刻ｔ０〜時刻ｔ１において、上記動作により以下のような電流の流れが生じる。   In the in-vehicle charging device 400 and the drive inverter 150, the following current flows are generated by the above operation from time t0 to time t1.

スイッチ回路４０１がＯＮとＯＦＦとを交互に繰り返すことにより、一次コイル４０３にはＴ１方向の励磁電流ｉｔ４が流れる。また、スイッチ回路４０１をＯＮするタイミングに同期して、スイッチング素子２１４及びスイッチング素子２１１をＯＮすることにより、一次コイル４０３と電磁結合した二次コイル４０４には、車載バッテリ１７０の電圧よりも高電圧の誘導起電力が生じて、誘導電流が発生する。また、この誘導電流は、二次コイル４０４からリレー４０５に向かうＴ２方向に流れるとともに、スイッチング素子２１１及びスイッチング素子２１４を介して二次コイル４０４に戻る。 When the switch circuit 401 alternately repeats ON and OFF, the exciting current it4 in the T1 direction flows through the primary coil 403. In addition, by turning on the switching element 214 and the switching element 211 in synchronization with the timing when the switch circuit 401 is turned on, the secondary coil 404 electromagnetically coupled to the primary coil 403 has a higher voltage than the voltage of the in-vehicle battery 170. An induced electromotive force is generated, and an induced current is generated. The induced current flows in the T2 direction from the secondary coil 404 toward the relay 405, and returns to the secondary coil 404 via the switching element 211 and the switching element 214.

続いて、スイッチ回路４０１をＯＮした直後に、スイッチング素子２１４及びスイッチング素子２１１がＯＦＦすることにより、二次コイル４０４の誘導電流は、Ｔ２方向に流れるとともに、スイッチング素子２１３及びスイッチング素子２１４がＯＦＦであるため、還流ダイオード２１９をＴ３方向に流れる。さらに、Ｔ３方向に流れた電流は、Ｔ４方向より車載バッテリ１７０に供給される。即ち、車載充電装置１００には、Ｔ１〜Ｔ４の向きに充電電流が流れる。   Subsequently, immediately after the switch circuit 401 is turned on, the switching element 214 and the switching element 211 are turned off, whereby the induced current of the secondary coil 404 flows in the T2 direction, and the switching element 213 and the switching element 214 are turned off. Therefore, it flows through the free wheel diode 219 in the T3 direction. Further, the current flowing in the T3 direction is supplied to the in-vehicle battery 170 from the T4 direction. That is, the charging current flows through the in-vehicle charging device 100 in the direction of T1 to T4.

制御部４０８は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２において、図７に示すように、スイッチ回路４０１をＯＮにするとともに、ＯＮとＯＦＦとを交互に繰り返すようにスイッチ回路４０２を切り替える。これにより、一次コイル４０３には、図６に示すように、交流電圧Ｖｍよりも高い周波数の交流電圧Ｖｑが供給される。 At time t1 to time t2, the control unit 408 turns on the switch circuit 401 and switches the switch circuit 402 so as to repeat ON and OFF alternately as shown in FIG. As a result, the primary coil 403 is supplied with an AC voltage V q having a frequency higher than the AC voltage V m as shown in FIG. 6.

さらに、制御部４０８は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２において、スイッチ回路４０２をＯＮするタイミングに同期して、スイッチング素子２１３及びスイッチング素子２１２をＯＮにするとともに、スイッチング素子２１４及びスイッチング素子２１１をＯＦＦにする。次にスイッチ回路４０１をＯＮした直後に、スイッチング素子２１３及びスイッチング素子２１２をＯＦＦする。   Further, at time t1 to time t2, the control unit 408 turns on the switching element 213 and the switching element 212 and turns off the switching element 214 and the switching element 211 in synchronization with the timing of turning on the switch circuit 402. . Next, immediately after the switch circuit 401 is turned ON, the switching element 213 and the switching element 212 are turned OFF.

車載充電装置４００及び駆動インバータ１５０では、時刻ｔ１〜時刻ｔ２において、上記動作により以下のような電流の流れが生じる。   In the in-vehicle charging device 400 and the drive inverter 150, the following current flows are generated by the above operation from time t1 to time t2.

スイッチ回路４０２がＯＮとＯＦＦとを交互に繰り返すことにより、一次コイル４０３にはＵ１方向の励磁電流ｉｔ４が流れる。また、スイッチ回路４０２をＯＮするタイミングに同期して、スイッチング素子２１３及びスイッチング素子２１２をＯＮすることにより、一次コイル４０３と電磁結合した二次コイル４０４には、車載バッテリ１７０の電圧よりも高電圧の誘導起電力が生じて、誘導電流が発生する。また、この誘導電流は、二次コイル４０４からリレー４０６に向かうＵ２方向に流れるとともに、スイッチング素子２１２及びスイッチング素子２１３を介して二次コイル４０４に戻る。 By switching circuit 402 alternately repeats the ON and OFF, the primary coil 403 flows exciting current i t4 of U1 direction. In addition, the switching element 213 and the switching element 212 are turned on in synchronization with the timing when the switch circuit 402 is turned on, so that the secondary coil 404 electromagnetically coupled to the primary coil 403 has a higher voltage than the voltage of the in-vehicle battery 170. An induced electromotive force is generated, and an induced current is generated. The induced current flows in the U2 direction from the secondary coil 404 toward the relay 406 and returns to the secondary coil 404 via the switching element 212 and the switching element 213.

続いて、スイッチ回路４０２をＯＮにした直後に、スイッチング素子２１３及びスイッチング素子２１２がＯＦＦすることにより、二次コイル４０４の誘導電流は、Ｕ２方向に流れるとともに、スイッチング素子２１２及びスイッチング素子２１３がＯＦＦであるため、還流ダイオード２１７をＵ３方向に流れる。さらに、Ｕ３方向に流れた電流は、Ｕ４方向より車載バッテリ１７０に供給される。即ち、車載充電装置１００には、Ｕ１〜Ｕ４の向きに充電電流が流れる。   Subsequently, immediately after the switch circuit 402 is turned on, the switching element 213 and the switching element 212 are turned off, whereby the induced current of the secondary coil 404 flows in the U2 direction, and the switching element 212 and the switching element 213 are turned off. Therefore, it flows through the freewheeling diode 217 in the U3 direction. Furthermore, the current that flows in the U3 direction is supplied to the in-vehicle battery 170 from the U4 direction. That is, the charging current flows through the in-vehicle charging device 100 in the directions U1 to U4.

＜車載充電装置及び駆動インバータの動作＞
本発明の実施の形態２における車載充電装置４００及び駆動インバータ１５０の動作について、図５〜図７を用いて説明する。 <Operation of in-vehicle charger and drive inverter>
Operations of in-vehicle charging device 400 and drive inverter 150 according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS.

駆動インバータ１５０は、車載充電装置４００が動作していない場合かつ駆動モータ１８０の駆動動作時において、以下の動作を行う。   The drive inverter 150 performs the following operation when the in-vehicle charging device 400 is not operating and when the drive motor 180 is driven.

即ち、制御部４０８は、リレー１０６、リレー１０７、リレー４０５及びリレー４０６をＯＦＦにするとともに、リレー１５１、リレー１５２及びリレー４５１をＯＮにする。そして、３相ブリッジ回路１０８は、制御部４０８の制御に従って、車載バッテリ１７０に蓄積されている直流電力を交流電力に変換して、リレー１５１、リレー１５２及びリレー４５１を介して駆動モータ１８０に供給する。   That is, the control unit 408 turns off the relay 106, the relay 107, the relay 405, and the relay 406, and turns on the relay 151, the relay 152, and the relay 451. The three-phase bridge circuit 108 converts the DC power stored in the in-vehicle battery 170 into AC power under the control of the control unit 408, and supplies the AC power to the drive motor 180 via the relay 151, the relay 152, and the relay 451. To do.

また、駆動インバータ１５０は、車載充電装置４００が動作していない場合かつ駆動モータ１８０の駆動動作時において、以下の動作を行う。   The drive inverter 150 performs the following operation when the in-vehicle charging device 400 is not operating and when the drive motor 180 is driven.

即ち、制御部４０８は、駆動モータ１８０の各相に流れる駆動電流を、電流センサ１２０、電流センサ１２１及び電流センサ１２２によって検出し、各相の駆動電流が所定の電流値になるよう、３相ブリッジ回路１０８の各相のスイッチング素子２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６のＯＮ及びＯＦＦの制御を行い、駆動モータ１８０に所定の駆動トルクを発生させる。   That is, the control unit 408 detects the driving current flowing in each phase of the driving motor 180 by the current sensor 120, the current sensor 121, and the current sensor 122, and the three-phase so that the driving current of each phase becomes a predetermined current value. The switching elements 211, 212, 213, 214, 215, and 216 of each phase of the bridge circuit 108 are controlled to be turned on and off to generate a predetermined driving torque in the driving motor 180.

一方、車載充電装置４００は、駆動インバータ１５０が動作していない場合かつ、車載バッテリ充電１７０への充電時において、以下の動作を行う。   On the other hand, in-vehicle charging apparatus 400 performs the following operation when drive inverter 150 is not operating and when in-vehicle battery charging 170 is charged.

即ち、制御部４０８は、時刻ｔ０〜時刻ｔ１の間に流れる充電電流Ｓ３及び充電電流Ｔ３と、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の間に流れる充電電流Ｒ３及び充電電流Ｕ３とを、それぞれ電流センサ１２１、電流センサ１２０及び電流センサ１２２によって検出し、所定の充電量になるように、ＯＮとＯＦＦとを交互に繰り返すスイッチ回路１０２、スイッチ回路１０３、スイッチ回路４０１またはスイッチ回路４０２のＯＮの時間を制御する。   That is, the control unit 408 converts the charging current S3 and the charging current T3 that flow between time t0 and time t1, and the charging current R3 and the charging current U3 that flow between time t1 and time t2 into the current sensor 121 and the current t3. The ON time of the switch circuit 102, the switch circuit 103, the switch circuit 401, or the switch circuit 402 is controlled so as to be detected alternately by the sensor 120 and the current sensor 122, and repeatedly ON and OFF so that a predetermined charge amount is obtained.

なお、本実施の形態における充電電流量の制御方法は図４と同一であるので、その説明を省略する。   In addition, since the control method of the charging current amount in this Embodiment is the same as FIG. 4, the description is abbreviate | omitted.

＜実施の形態２の効果＞
本実施の形態によれば、上記実施の形態１の効果に加えて、絶縁トランスを複数かつ並列に設けたので、実施の形態１に比べて、車載バッテリに供給する充電電流を大きくすることができ、車載バッテリの充電時間を短縮することができる。 <Effect of Embodiment 2>
According to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, since a plurality of insulating transformers are provided in parallel, the charging current supplied to the in-vehicle battery can be increased compared to the first embodiment. This can shorten the charging time of the in-vehicle battery.

また、本実施の形態によれば、互いに並列に接続される絶縁トランスの１次コイル１０４、４０３の励磁電流を１８０度の位相差を有するように制御することにより、負荷電流を分散することができ、力率の向上を図ることができる。   Further, according to the present embodiment, the load current can be distributed by controlling the exciting currents of the primary coils 104 and 403 of the insulating transformers connected in parallel to each other so as to have a phase difference of 180 degrees. It is possible to improve the power factor.

＜全ての実施の形態に共通の変形例＞
上記実施の形態１及び実施の形態２において、駆動インバータは、駆動モータに対して交流電力を供給したが、電力を必要とする駆動モータ以外の部分に交流電力を供給してもよい。 <Modification common to all embodiments>
In Embodiment 1 and Embodiment 2 described above, the drive inverter supplies AC power to the drive motor, but AC power may be supplied to portions other than the drive motor that requires power.

また、上記実施の形態１及び実施の形態２において、３相ブリッジ回路１０８と駆動モータ１８０との接続及び開放、並びに、３相ブリッジ回路１０８と絶縁トランスとの接続及び開放にリレーを用いたが、大電力半導体スイッチでも同様な効果を得られる。   In the first and second embodiments, relays are used to connect and open the three-phase bridge circuit 108 and the drive motor 180, and to connect and open the three-phase bridge circuit 108 and the insulating transformer. The same effect can be obtained with a high-power semiconductor switch.

本発明に係る車載充電装置は、駆動インバータの３相ブリッジ回路を用いて車載バッテリに蓄積された直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力の供給を受けて走行する車輌に搭載するのに好適である。   The in-vehicle charging device according to the present invention is mounted on a vehicle that converts DC power stored in an in-vehicle battery into AC power using a three-phase bridge circuit of a drive inverter, and receives the supplied AC power to travel. It is suitable for.

１００ 車載充電装置
１０１ ＣＭフィルタ
１０２、１０３ スイッチ回路
１０４ 一次コイル
１０５ 二次コイル
１０６、１０７、１５１、１５２ リレー
１０８ ３相ブリッジ回路
１０９ 平滑コンデンサ
１１０ 制御部
１１１ 減磁回路
１２０，１２１，１２２ 電流センサ
１５０ 駆動インバータ
１６０ 外部電源
１７０ 車載バッテリ
１８０ 駆動モータ
２０１、２０２ ＦＥＴ
２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６ スイッチング素子
２１７、２１８、２１９、２２０、２２１、２２２ 還流ダイオード DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Car-mounted charging device 101 CM filter 102, 103 Switch circuit 104 Primary coil 105 Secondary coil 106, 107, 151, 152 Relay 108 Three-phase bridge circuit 109 Smoothing capacitor 110 Control part 111 Demagnetization circuit 120,121,122 Current sensor 150 Drive inverter 160 External power supply 170 On-vehicle battery 180 Drive motor 201, 202 FET
211, 212, 213, 214, 215, 216 Switching element 217, 218, 219, 220, 221, 222 Free-wheeling diode

Claims (6)

駆動インバータの３相ブリッジ回路を用いて車載バッテリに蓄積された直流電力を交流電力に変換し、前記変換した交流電力を駆動モータに供給して走行する車輌に搭載される車載充電装置であって、
外部電源から交流電力の供給を受ける一次コイルと、
前記３相ブリッジ回路と電気的に接続し、前記一次コイルと電磁結合することにより、前記一次コイルに供給される交流電力の電圧を変圧し、前記３相ブリッジ回路を介して前記車載バッテリを充電する二次コイルと、
を有する車載充電装置。 A vehicle-mounted charging device mounted on a vehicle that converts DC power stored in a vehicle-mounted battery into AC power using a three-phase bridge circuit of a drive inverter and supplies the converted AC power to a drive motor. ,
A primary coil that receives AC power from an external power source;
Electrically connected to the three-phase bridge circuit and electromagnetically coupled to the primary coil, thereby transforming the voltage of AC power supplied to the primary coil and charging the vehicle battery via the three-phase bridge circuit A secondary coil to
A vehicle-mounted charging device. 前記車輌の走行時において前記３相ブリッジ回路と前記駆動モータとの接続をＯＮにし、前記車載バッテリの充電時において前記３相ブリッジ回路と前記駆動モータとの接続をＯＦＦにする切替部をさらに有する、
請求項１記載の車載充電装置。 A switching unit that turns on the connection between the three-phase bridge circuit and the drive motor when the vehicle is running and turns off the connection between the three-phase bridge circuit and the drive motor when the vehicle battery is charged; ,
The in-vehicle charging device according to claim 1. 前記外部電源と前記一次コイルの一端側との接続を開閉する第１切替部と、
前記外部電源と前記一次コイルの他端側との接続を開閉する第２切替部と、
前記第１切替部及び前記第２切替部の何れか一方をＯＮさせるとともに何れか他方をＯＮとＯＦＦとを交互に繰り返すように切り替え制御し、ＯＮとＯＦＦとを交互に繰り返す前記第１切替部または前記第２切替部に同期させて、前記３相ブリッジ回路の前記二次コイル及び前記車載バッテリの低電位側に接続されたスイッチング素子を一時的にＯＮさせた後にＯＦＦさせる制御部と、
をさらに有し、
前記二次コイルは、
前記切り替え制御により前記一次コイルと電磁結合するとともに、前記スイッチング素子が前記一時的にＯＮした際に誘導電流を発生し、続けて前記スイッチング素子がＯＦＦした際に、前記３相ブリッジ回路の前記スイッチング素子と対を成す同相のスイッチング素子に逆接続された還流ダイオードを介して前記車載バッテリを充電する、
請求項１記載の車載充電装置。 A first switching unit that opens and closes a connection between the external power source and one end of the primary coil;
A second switching unit that opens and closes a connection between the external power source and the other end of the primary coil;
The first switching unit that turns on one of the first switching unit and the second switching unit and controls the other to alternately repeat ON and OFF, and repeats ON and OFF alternately. Alternatively, a control unit that synchronizes with the second switching unit and temporarily turns off the switching element connected to the secondary coil of the three-phase bridge circuit and the low-potential side of the in-vehicle battery, and
Further comprising
The secondary coil is
The switching control electromagnetically couples with the primary coil, generates an induced current when the switching element is temporarily turned on, and subsequently switches the switching of the three-phase bridge circuit when the switching element is turned off. Charging the in-vehicle battery via a free-wheeling diode reversely connected to an in-phase switching element paired with the element;
The in-vehicle charging device according to claim 1. 前記外部電源と前記一次コイルの一端側との接続を開閉する第１切替部と、
前記外部電源と前記一次コイルの他端側との接続を開閉する第２切替部と、
前記第１切替部及び前記第２切替部の何れか一方をＯＮさせるとともに何れか他方をＯＮとＯＦＦとを交互に繰り返すように切り替え制御し、前記何れか他方におけるＯＮの期間を可変に設定する制御部と、
をさらに有し、
前記二次コイルは、
前記切り替え制御により前記一次コイルと電磁結合するとともに、前記ＯＮの期間に応じた充電電流で前記車載バッテリを充電する、
請求項１記載の車載充電装置。 A first switching unit that opens and closes a connection between the external power source and one end of the primary coil;
A second switching unit that opens and closes a connection between the external power source and the other end of the primary coil;
Either one of the first switching unit and the second switching unit is turned on, and the other one is switched to be alternately switched between ON and OFF, and the ON period in either one is set to be variable. A control unit;
Further comprising
The secondary coil is
Electromagnetically coupled with the primary coil by the switching control, and charging the in-vehicle battery with a charging current according to the ON period,
The in-vehicle charging device according to claim 1. 前記制御部は、
前記車載バッテリの充電時において、前記駆動モータの駆動電流を検出するための前記３相ブリッジ回路の電流センサにより検出した前記充電電流が所定量になるように前記ＯＮの期間を設定する、
請求項４記載の車載充電装置。 The controller is
When the vehicle battery is charged, the ON period is set so that the charging current detected by the current sensor of the three-phase bridge circuit for detecting the driving current of the driving motor becomes a predetermined amount.
The in-vehicle charging device according to claim 4. 前記一次コイルと前記二次コイルとから構成される絶縁トランスは、
複数設けられ、
前記絶縁トランスの各々は、
前記外部電源と前記３相ブリッジ回路との間において互いに並列に接続される、
請求項１記載の車載充電装置。 An insulating transformer composed of the primary coil and the secondary coil is:
There are several,
Each of the insulating transformers
Connected in parallel between the external power source and the three-phase bridge circuit;
The in-vehicle charging device according to claim 1.
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