電動動力源装置
【課題】相互に独立した２系統の電源系において、それぞれのバッテリ残量の制御を行う。
【解決手段】電動動力源装置は、複数の系を有する。それぞれの系は、電力の授受を行うバッテリと、出力用及び回生用に変更可能な２つ以上の独立した巻線を有し、自系又は他系のバッテリからの電力の供給を受ける場合には駆動トルクを出力し、回生制御を行う場合には電力を生成するモータと、バッテリとモータの電力の授受を制御する駆動回路と、を備える。モータは、一方の巻線が出力用として動作することで、一方の系のバッテリから電力の供給を受け駆動トルクを出力する場合に、他方の巻線が回生用として動作することで電力を生成し他方の系のバッテリの充電を行う。
【解決手段】電動動力源装置は、複数の系を有する。それぞれの系は、電力の授受を行うバッテリと、出力用及び回生用に変更可能な２つ以上の独立した巻線を有し、自系又は他系のバッテリからの電力の供給を受ける場合には駆動トルクを出力し、回生制御を行う場合には電力を生成するモータと、バッテリとモータの電力の授受を制御する駆動回路と、を備える。モータは、一方の巻線が出力用として動作することで、一方の系のバッテリから電力の供給を受け駆動トルクを出力する場合に、他方の巻線が回生用として動作することで電力を生成し他方の系のバッテリの充電を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動動力源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、倒立制御状態を維持して走行する倒立二輪車が研究されている。倒立二輪車は、電動動力源としてモータやバッテリを備えているが、これらに何らかの故障が発生した場合に倒立制御状態を維持できず、転倒する可能性がある。そこで、倒立二輪車に２系統の電池及びモータを搭載し、一方の系が他方の系の機能を補間することにより、転倒を防止することが検討されている。
【０００３】
特許文献１には、２つの系の電気回路を有する電動車両について記載されている。これによると、電動車両は、一方の系の駆動回路が故障した場合であっても、電気モータの駆動を継続し、走行することができる。
【０００４】
図７は、第１のモータ２０１と、第２のモータ２０２のそれぞれが出力軸に接続された、電動動力源装置のブロック図である。電動動力源装置は、２系統の電源系が分離されており、第１のモータ２０１には、第１のバッテリ２１１から第１のアンプ２２１を介して電力が供給される。また、第２のモータ２０２には、第２のバッテリ２１２から第２のアンプ２２２を介して電力が供給される。これにより、電動動力源装置は、２系統の電源系が電気的に絶縁した状態で、出力軸を駆動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３１２２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、電源系を２系統に完全分離した倒立二輪車は、バッテリのばらつきや搭乗者の乗り方により、バッテリが偏減りすることがある。バッテリを互いに接続し相互に充電を行えば、バッテリの偏減りは防げるが、互いに絶縁されていないため電源系の相互独立が妨げられる。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、相互に独立した２系統の電源系において、それぞれバッテリ残量の制御を行う電動動力源装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる電動動力源装置は、複数の系を有する電動動力源装置であって、それぞれの系は、電力の授受を行うバッテリと、出力用及び回生用に変更可能な２つ以上の独立した巻線を有し、自系又は他系の前記バッテリからの電力の供給を受ける場合には駆動トルクを出力し、回生制御を行う場合には電力を生成するモータと、前記バッテリと前記モータの電力の授受を制御する駆動回路と、を備え、前記モータは、一方の巻線が出力用として動作することで一方の系のバッテリから電力の供給を受け駆動トルクを出力する場合に、他方の巻線が回生用として動作することで電力を生成し他方の系のバッテリの充電を行う。
これにより、電気系を分離している２つの電池間で、電力を相互に受け渡すことができる。
【発明の効果】
【０００８】
相互に独立した２系統の電源系において、それぞれのバッテリ残量の制御を行う。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１にかかる電動動力源装置のブロック図である。
【図２】実施の形態１にかかる動作パターンの図である。
【図３】実施の形態１にかかる双方の系から電気を持ちだす場合のブロック図である。
【図４】実施の形態１にかかる第２のバッテリの充電を行う場合のブロック図である。
【図５】実施の形態１にかかる第１のバッテリの充電を行う場合のブロック図である。
【図６】実施の形態１にかかる第１及び第２のバッテリの充電を行う場合のブロック図である。
【図７】従来の電動動力源装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、電動動力源装置１０のブロック図である。
電動動力源装置１０は、第１の系１０１と、第２の系１０２と、を備える。第１の系１０１は、第１のセンサ１１１と、第１の駆動回路１２１と、第１のアンプ１３１と、第２のアンプ１３２と、第１のモータ１４１と、第１のバッテリ１５１と、を備える。第２の系１０２は、第２のセンサ１１２と、第２の駆動回路１２２と、第３のアンプ１３３と、第４のアンプ１３４と、第２のモータ１４２と、第２のバッテリ１５２と、を備える。
第１の系１０１と、第２の系１０２は、電源系が別であり、絶縁状態である。典型的には、第１の系１０１は、倒立二輪車の左側に備えられた車輪の駆動を制御し、第２の系１０２は、倒立二輪車の右側に備えられた車輪の駆動を制御する。
【００１１】
第１のセンサ１１１は、第１の系１０１に備えられたセンサである。第１のセンサ１１１は、第１の駆動回路１２１と、第１のアンプ１３１に接続している。
第１のセンサ１１１は、第１のアンプ１３１の動作状態を取得する。より具体的には、第１のセンサ１１１は、第１のアンプ１３１の電流や電圧を取得する。第１のセンサ１１１は、取得した情報を、信号として第１の駆動回路１２１に出力する。
なお、第１のセンサ１１１は、第１のアンプ１３１に内蔵されていてもよい。
【００１２】
第２のセンサ１１２は、第１の系１０１に備えられたセンサである。第２のセンサ１１２は、第１の駆動回路１２１と、第２のアンプ１３２に接続している。
第２のセンサ１１２は、第２のアンプ１３２の動作状態を取得する。より具体的には、第２のセンサ１１２は、第２のアンプ１３２の電流や電圧を取得する。第２のセンサ１１２は、取得した情報を、信号として第１の駆動回路１２１に出力する。
なお、第２のセンサ１１２は、第２のアンプ１３２に内蔵されていてもよい。
【００１３】
第３のセンサ１１３は、第２の系１０２に備えられたセンサである。第３のセンサ１１３は、第２の駆動回路１２２と、第３のアンプ１３３に接続している。
第３のセンサ１１３は、第３のアンプ１３３の動作状態を取得する。より具体的には、第３のセンサ１１３は、第１のアンプ１３３の電流や電圧を取得する。第３のセンサ１１３は、取得した情報を、信号として第２の駆動回路１２２に出力する。
なお、第３のセンサ１１３は、第３のアンプ１３３に内蔵されていてもよい。
【００１４】
第４のセンサ１１４は、第２の系１０２に備えられたセンサである。第４のセンサ１１４は、第２の駆動回路１２２と、第４のアンプ１３４に接続している。
第４のセンサ１１４は、第４のアンプ１３４の動作状態を取得する。より具体的には、第４のセンサ１１４は、第４のアンプ１３４の電流や電圧を取得する。第４のセンサ１１４は、取得した情報を、信号として第２の駆動回路１２２に出力する。
なお、第４のセンサ１１４は、第４のアンプ１３４に内蔵されていてもよい。
【００１５】
第１の駆動回路１２１は、第１の系１０１に備えられた駆動回路である。例えば、第１の駆動回路１２１は、ＣＰＵを有している。第１の駆動回路１２１は、第１のセンサ１１１と、第２のセンサ１１２と、第１のアンプ１３１と、第２のアンプ１３２に接続している。第１の駆動回路１２１は、第１のセンサ１１１と、第２のセンサ１１２から供給された信号に基づいて、制御信号を第１のアンプ１３１と、第２のアンプ１３２に出力する。
【００１６】
第２の駆動回路１２２は、第２の系１０２に備えられた駆動回路である。例えば、第２の駆動回路１２２は、ＣＰＵを有している。第２の駆動回路１２２は、第３のセンサ１１３と、第４のセンサ１１４と、第３のアンプ１３３と、第４のアンプ１３４に接続している。第２の駆動回路１２２は、第３のセンサ１１３と、第４のセンサ１１４から供給された信号に基づいて、制御信号を第３のアンプ１３３と、第４のアンプ１３４に出力する。
【００１７】
第１のアンプ１３１は、第１の系１０１に備えられたアンプである。第１のアンプ１３１は、第１の駆動回路１２１と、第１のモータ１４１と、第１のバッテリ１５１と、に接続する。第１のアンプ１３１は、第１の駆動回路１２１から供給される制御信号に基づいて動作し、第１のモータ１４１と、第１のバッテリ１５１との間の電流や電圧を調整する。例えば、第１のモータ１４１は、第１のモータ１４１と第１のバッテリ１５１の、どちらを高電位にするかを定める。
【００１８】
第２のアンプ１３２は、第１の系１０１に備えられたアンプである。第２のアンプ１３２は、第１の駆動回路１２１と、第２のモータ１４２と、第１のバッテリ１５１と、に接続する。第２のアンプ１３２は、第１の駆動回路１２１から供給される制御信号に基づいて動作し、第２のモータ１４２と、第１のバッテリ１５１との間の電流や電圧を調整する。例えば、第２のモータ１４２は、第２のモータ１４２と第１のバッテリ１５１の、どちらを高電位にするかを定める。
【００１９】
第３のアンプ１３３は、第２の系１０２に備えられたアンプである。第３のアンプ１３３は、第２の駆動回路１２２と、第１のモータ１４１と、第２のバッテリ１５２と、に接続する。第３のアンプ１３３は、第２の駆動回路１２２から供給される制御信号に基づいて動作し、第１のモータ１４１と、第２のバッテリ１５２との間の電流や電圧を調整する。例えば、第３のモータ１４３は、第１のモータ１４１と第２のバッテリ１５２の、どちらを高電位にするかを定める。
【００２０】
第４のアンプ１３４は、第２の系１０２に備えられたアンプである。第４のアンプ１３４は、第２の駆動回路１２２と、第２のモータ１４２と、第２のバッテリ１５２と、に接続する。第４のアンプ１３４は、第２の駆動回路１２２から供給される制御信号に基づいて動作し、第２のモータ１４２と、第２のバッテリ１５２との間の電流や電圧を調整する。例えば、第４のアンプ１３４は、第２のモータ１４２と第２のバッテリ１５２の、どちらを高電位にするかを定める。
【００２１】
第１のモータ１４１は、第１の系１０１に備えられたモータである。第１のモータ１４１は、互いに絶縁された２つの巻線を有する。例えば、第１のモータ１４１は、３相交流モータの各相を互いに絶縁された２重巻線により構成されている。２つの巻線は、それぞれ第１の巻線１４１１、第２の巻線１４１２とする。第１の巻線１４１１は、第１のアンプ１３１と接続している。また、第２の巻線１４１２は、第３のアンプ１３３と接続している。第１の巻線１４１１および第２の巻線１４１２は、トルクの出力用と回生用に、用途の変更が可能であり、互いに独立している。
第１のモータ１４１は、第１のバッテリ１５１および第２のバッテリ１５２から電力の供給を受け、駆動トルクを発生させる。また、第１のモータ１４１は、回生制御に基づき、電力を生成する。第１のモータ１４１の動作については、後に詳述する。
【００２２】
第２のモータ１４２は、第２の系１０２に備えられたモータである。第１のモータ１４１と同様に、互いに絶縁された２つの巻線を有する。２つの巻線は、それぞれ第３の巻線１４１３、第４の巻線１４１４とする。第３の巻線１４１３は、第２のアンプ１３２と接続している。また、第４の巻線１４１４は、第４のアンプ１３４と接続している。第３の巻線１４１３および第４の巻線１４１４は、トルクの出力用と回生用に、用途の変更が可能であり、互いに独立している。
第２のモータ１４２は、第１のバッテリ１５１および第２のバッテリ１５２から電力の供給を受け、駆動トルクを発生させる。また、第２のモータ１４２は、回生制御に基づき、電力を生成する。第２のモータ１４２の動作については、後に詳述する。
【００２３】
第１のバッテリ１５１は、第１の系１０１に備えられ、電力を供給するバッテリである。典型的には、第１のバッテリ１５１は、電力の供給を受けることで充電可能な二次電池である。
第１のバッテリ１５１は、第１のアンプ１３１と、第２のアンプ１３２に接続している。第１のバッテリ１５１は、第１のアンプ１３１を介して、第１のモータ１４１との電力の授受を行う。また、第１のバッテリ１５１は、第２のアンプ１３２を介して、第２のモータ１４２との電力の授受を行う。
【００２４】
第２のバッテリ１５２は、第２の系１０２に備えられ、電力を供給するバッテリである。典型的には、第２のバッテリ１５２は、電力の供給を受けることで充電可能な二次電池である。
第２のバッテリ１５２は、第３のアンプ１３３と、第４のアンプ１３４に接続している。第２のバッテリ１５２は、第３のアンプ１３３を介して、第１のモータ１４１との電力の授受を行う。また、第２のバッテリ１５２は、第４のアンプ１３４を介して、第２のモータ１４２との電力の授受を行う。
【００２５】
次に、電動動力源装置１０の動作について説明する。図２は、電動動力源装置１０の第１のモータ１４１の動作と、第２のモータ１４２の動作、および電気の受け渡しのパターンの関係を表した図である。
【００２６】
まず、第１のモータ１４１および第２のモータ１４２ではトルクを出力し、それぞれのモータでは電力の回生を行わず、電気の受け渡しがない場合について説明する。すなわち、図２におけるパターン１である。図３は、第１のバッテリ１５１および第２のバッテリ１５２から電量の供給を受け、第１のモータ１４１と第２のモータがトルクを出力する場合の、電動動力源装置１０のブロック図である。
【００２７】
まず、第１の駆動回路１２１は、第１のアンプ１３１と、第２のアンプ１３２を制御する。
第１のアンプ１３１は、第１の駆動回路１２１の制御に基づき、第１のバッテリ１５１から第１のモータ１４１に電力が供給されるよう動作する。これにより、第１のモータ１４１の第１の巻線１４１１には、第１のアンプ１３１を介して、第１のバッテリ１５１から供給された電流が流れる。第１のモータ１４１は、供給された電流に基づいて駆動し、トルクを発生させる。
同様に、第２のアンプ１３２は、第１の駆動回路１２１の制御に基づき、第１のバッテリ１５１から第２のモータ１４２に電力が供給されるよう動作する。これにより、第２のモータ１４２の第３の巻線１４１３には、第２のアンプ１３２を介して、第１のバッテリ１５１から供給された電流が流れる。第２のモータ１４２は、供給された電流に基づいて駆動し、トルクを発生させる。
【００２８】
なお、第１のセンサ１１１は、第１のアンプ１３１に流れる電流や電圧の値を取得し、第１の駆動回路１２１に取得した値を出力する。また、第２のセンサ１１２は、第２のアンプ１３２に流れる電流や電圧の値を取得し、第１の駆動回路１２１に取得した値を出力する。第１の駆動回路１２１は、供給された値に基づいて、第１のアンプ１３１および第２のアンプ１３２の動作状態を制御する。
【００２９】
また、第２の駆動回路１２２は、第１のアンプ１３１と、第２のアンプ１３２を制御する。
第３のアンプ１３３は、第２の駆動回路１２２の制御に基づき、第２のバッテリ１５２から第１のモータ１４１に電力が供給されるよう動作する。これにより、第１のモータ１４１の第１の巻線１４１２には、第３のアンプ１３３を介して、第２のバッテリ１５２から供給された電流が流れる。第１のモータ１４１は、供給された電流に基づいて駆動し、トルクを発生させる。
同様に、第４のアンプ１３４は、第２の駆動回路１２２の制御に基づき、第２のバッテリ１５２から第２のモータ１４２に電力が供給されるよう動作する。これにより、第２のモータ１４２の第４の巻線１４１４には、第４のアンプ１３４を介して、第２のバッテリ１５２から供給された電流が流れる。第２のモータ１４２は、供給された電流に基づいて駆動し、トルクを発生させる。
【００３０】
なお、第３のセンサ１１３は、第３のアンプ１３３に流れる電流や電圧の値を取得し、第２の駆動回路１２２に取得した値を出力する。また、第４のセンサ１１４は、第４のアンプ１３４に流れる電流や電圧の値を取得し、第２の駆動回路１２２に取得した値を出力する。第２の駆動回路１２２は、供給された値に基づいて、第３のアンプ１３３および第４のアンプ１３４の動作状態を制御する。
【００３１】
次に、第２のバッテリ１５２が偏減りしており、第１のバッテリ１５１から第２のバッテリ１５２を充電する場合について説明する。すなわち、図２におけるパターン２である。図４は、第１のバッテリ１５１の電力を用いて、第２のバッテリ１５２を充電する場合のブロック図である。
【００３２】
第１のモータ１４１および第２のモータ１４２が、第１のバッテリ１５１から電力を供給され、トルクを発生させる動作は、上記と同様である。
【００３３】
第１の駆動回路１２１は、第１のアンプ１３１と、第２のアンプ１３２を制御する。
第１のアンプ１３１は、第１の駆動回路１２１の制御に基づき、第１のバッテリ１５１から第１のモータ１４１に電力が供給されるよう動作する。これにより、第１のモータ１４１の第１の巻線１４１１には、第１のアンプ１３１を介して、第１のバッテリ１５１から供給された電流が流れる。第１のモータ１４１は、供給された電流に基づいて駆動し、トルクを発生させる。
同様に、第２のアンプ１３２は、第１の駆動回路１２１の制御に基づき、第１のバッテリ１５１から第２のモータ１４２に電力が供給されるよう動作する。これにより、第２のモータ１４２の第３の巻線１４１３には、第２のアンプ１３２を介して、第１のバッテリ１５１から供給された電流が流れる。第２のモータ１４２は、供給された電流に基づいて駆動し、トルクを発生させる。
【００３４】
また、第１のモータ１４１および第２のモータ１４１は、生成した電力を第２のバッテリ１５２に充電する。
【００３５】
第２の駆動回路１２２は、第３のアンプ１３３と、第４のアンプ１３４を制御する。
第３のアンプ１３３は、第２の駆動回路１２２の回生制御に基づき、第２のバッテリ１５２側が、第１のモータ１４１に比べて電圧が低い状態にする。ここで、第１のモータ１４１は、第１のバッテリ１５１から供給された電力により駆動している。第１のモータ１４１の巻線１４１２では、第１のモータ１４１の駆動に基づいて、電力が生成される。第１のモータ１４１で生成された電力は、回生電力として第３のアンプ１３３を介して、第２のバッテリ１５２に充電される。
第４のアンプ１３４は、第２の駆動回路１２２の回生制御に基づき、第２のバッテリ１５２側が、第２のモータ１４２に比べて電圧が低い状態にする。ここで、第２のモータ１４２は、第１のバッテリ１５１から供給された電力により駆動している。第２のモータ１４２の巻線１４１４では、第２のモータ１４２の駆動に基づいて、電力が生成される。第２のモータ１４２で生成された電力は、回生電力として第４のアンプ１３４を介して、第２のバッテリ１５２に充電される。
これにより、第１のバッテリ１５１の電力を用いて、第２のバッテリ１５２を充電することができる。
【００３６】
なお、第１のセンサ１１１は第１のアンプ１３１の動作状態を取得し、第２のセンサ１１２は第２のアンプ１３２の動作状態を取得し、第３のセンサ１１３は第３のアンプの動作状態を取得し、第４のセンサ１１４は第４のアンプ１３４の動作状態を取得する。第１のセンサ１１１および第２のセンサ１１２で取得された値は、第１の駆動回路１２１に供給され、第１の駆動回路１２１は、第１のアンプ１３１および第２のアンプ１３２の動作状態を制御する。第３のセンサ１１３および第４のセンサ１１４で取得された値は、第２の駆動回路１２２に供給され、第２の駆動回路１２２は、第３のアンプ１３３および第４のアンプ１３４の動作状態を制御する。
【００３７】
次に、第１のバッテリ１５１が偏減りしており、第２のバッテリ１５２から第１のバッテリ１５１を充電する場合について説明する。すなわち、図２におけるパターン３である。図５は、第２のバッテリ１５２の電力を用いて、第１のバッテリ１５１を充電する場合のブロック図である。
【００３８】
第２のバッテリ１５２の電力を用いて、第１のバッテリ１５１を充電する動作は、上記の、第１のバッテリ１５１の電力を用いて、第２のバッテリ１５２を充電する動作において、第１の系１０１と、第２の系１０２の動作を入れ替えれば良い。すなわち、以下の手順で行う。
【００３９】
第２の駆動回路１２２は、第３のアンプ１３３と、第４のアンプ１３４を制御する。
第３のアンプ１３３は、第２の駆動回路１２２の制御に基づき、第２のバッテリ１５２から第１のモータ１４１に電力が供給されるよう動作する。これにより、第１のモータ１４１の第２の巻線１４１２には、第３のアンプ１３３を介して、第２のバッテリ１５２から供給された電流が流れる。第１のモータ１４１は、供給された電流に基づいて駆動し、トルクを発生させる。
同様に、第４のアンプ１３４は、第２の駆動回路１２２の制御に基づき、第２のバッテリ１５１から第２のモータ１４２に電力が供給されるよう動作する。これにより、第２のモータ１４２の第３の巻線１４１３には、第２のアンプ１３２を介して、第１のバッテリ１５１から供給された電流が流れる。第２のモータ１４２は、供給された電流に基づいて駆動し、トルクを発生させる。
【００４０】
第１の駆動回路１２１は、第１のアンプ１３１と、第２のアンプ１３２を制御する。
第１のアンプ１３１は、第１の駆動回路１２１の回生制御に基づき、第１のバッテリ１５１側が、第１のモータ１４１に比べて電圧が低い状態にする。ここで、第１のモータ１４１は、第２のバッテリ１５２から供給された電力により駆動している。第１のモータ１４１の巻線１４１１では、第１のモータ１４１の駆動に基づいて、電力が生成される。第１のモータ１４１で生成された電力は、回生電力として第１のアンプ１３１を介して、第１のバッテリ１５１に充電される。
第２のアンプ１３２は、第１の駆動回路１２１の回生制御に基づき、第１のバッテリ１５１側が、第２のモータ１４２に比べて電圧が低い状態にする。ここで、第２のモータ１４２は、第２のバッテリ１５２から供給された電力により駆動している。第２のモータ１４２の巻線１４１３では、第２のモータ１４２の駆動に基づいて、電力が生成される。第２のモータ１４２で生成された電力は、回生電力として第２のアンプ１３２を介して、第１のバッテリ１５１に充電される。
これにより、第２のバッテリ１５２の電力を用いて、第１のバッテリ１５１を充電することができる。
【００４１】
なお、第１のセンサ１１１、第２のセンサ１１２、第３のセンサ１１３、第４のセンサ１１４が取得した値に基づいて、第１の駆動回路１２１や第２の駆動回路１２２の動作が制御されるのは、上記と同様である。
【００４２】
次に、第１のバッテリ１５１と、第２のバッテリ１５２の両方を充電する場合について説明する。すなわち、図２におけるパターン４である。図６は、第１のバッテリ１５１と、第２のバッテリ１５２の両方を充電する場合のブロック図である。
このとき倒立二輪車は、坂道を下るなど、モータの動作によらず走行しているものとする。
【００４３】
第１の駆動回路１２１は、第１のアンプ１３１と、第２のアンプ１３２を制御する。
第１のアンプ１３１は、第１の駆動回路１２１の回生制御に基づき、第１のバッテリ１５１側が、第１のモータ１４１に比べて電圧が低い状態にする。第１のモータ１４１の巻線１４１１では、倒立二輪車の走行による第１のモータ１４１の駆動に基づいて、電力が生成される。第１のモータ１４１で生成された電力は、回生電力として第１のアンプ１３１を介して、第１のバッテリ１５１に充電される。
第２のアンプ１３２は、第１の駆動回路１２１の回生制御に基づき、第１のバッテリ１５１側が、第２のモータ１４２に比べて電圧が低い状態にする。第２のモータ１４２の巻線１４１３では、倒立二輪車の走行による第２のモータ１４２の駆動に基づいて、電力が生成される。第２のモータ１４２で生成された電力は、回生電力として第２のアンプ１３２を介して、第１のバッテリ１５１に充電される。
【００４４】
第２の駆動回路１２２は、第３のアンプ１３３と、第４のアンプ１３４を制御する。
第３のアンプ１３３は、第２の駆動回路１２２の回生制御に基づき、第２のバッテリ１５２側が、第１のモータ１４１に比べて電圧が低い状態にする。第１のモータ１４１の巻線１４１２では、倒立二輪車の走行による第１のモータ１４１の駆動に基づいて、電力が生成される。第１のモータ１４１で生成された電力は、回生電力として第３のアンプ１３３を介して、第２のバッテリ１５２に充電される。
第４のアンプ１３４は、第２の駆動回路１２２の回生制御に基づき、第２のバッテリ１５２側が、第２のモータ１４２に比べて電圧が低い状態にする。第２のモータ１４２の巻線１４１４では、倒立二輪車の走行による第２のモータ１４２の駆動に基づいて、電力が生成される。第２のモータ１４２で生成された電力は、回生電力として第４のアンプ１３４を介して、第２のバッテリ１５２に充電される。
これにより、第１のバッテリ１５１および第２のバッテリ１５２では、回生電力により充電が行われる。
【００４５】
なお、第１のセンサ１１１、第２のセンサ１１２、第３のセンサ１１３、第４のセンサ１１４が取得した値に基づいて、第１の駆動回路１２１や第２の駆動回路１２２の動作が制御されるのは、上記と同様である。
【００４６】
これにより、電動動力源装置１０では電源系を分離したまま、第１のモータ１４１および第２のモータ１４２でトルクを発生させることや、電力を発生させることができる。したがって、第１のバッテリ１５１と、第２のバッテリ１５２の間で、電力を相互に受け渡すことができる。
電源系が分離しているため、たとえ一方の系のモータやバッテリに故障が発生した場合であっても、他方の系に故障が波及することはない。
一方のバッテリから供給される電力を用いて、第１のモータ１４１と、第２のモータ１４２の両方を駆動させることができることから、１つのバッテリが使用不能となった場合であっても、倒立二輪車は走行状態を維持することができる。
【００４７】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、第１のセンサ１１１と第２のセンサ１１２は、１つのセンサであっても良い。また、第３のセンサ１１３と第４のセンサ１１４は、１つのセンサであっても良い。
【符号の説明】
【００４８】
１０ 電動動力源装置
１０１ 第１の系
１０２ 第２の系
１１１ 第１のセンサ
１１２ 第２のセンサ
１１３ 第３のセンサ
１１４ 第４のセンサ
１２１ 第１の駆動回路
１２２ 第２の駆動回路
１３１ 第１のアンプ
１３２ 第２のアンプ
１３３ 第３のアンプ
１３４ 第４のアンプ
１４１ 第１のモータ
１４２ 第２のモータ
１５１ 第１のバッテリ
１５２ 第２のバッテリ
１４１１ 第１の巻線
１４１２ 第２の巻線
１４１３ 第３の巻線
１４１４ 第４の巻線
２０１ 第１のモータ
２０２ 第２のモータ
２１１ 第１のバッテリ
２１２ 第２のバッテリ
２２１ 第１のアンプ
２２２ 第２のアンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動動力源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、倒立制御状態を維持して走行する倒立二輪車が研究されている。倒立二輪車は、電動動力源としてモータやバッテリを備えているが、これらに何らかの故障が発生した場合に倒立制御状態を維持できず、転倒する可能性がある。そこで、倒立二輪車に２系統の電池及びモータを搭載し、一方の系が他方の系の機能を補間することにより、転倒を防止することが検討されている。
【０００３】
特許文献１には、２つの系の電気回路を有する電動車両について記載されている。これによると、電動車両は、一方の系の駆動回路が故障した場合であっても、電気モータの駆動を継続し、走行することができる。
【０００４】
図７は、第１のモータ２０１と、第２のモータ２０２のそれぞれが出力軸に接続された、電動動力源装置のブロック図である。電動動力源装置は、２系統の電源系が分離されており、第１のモータ２０１には、第１のバッテリ２１１から第１のアンプ２２１を介して電力が供給される。また、第２のモータ２０２には、第２のバッテリ２１２から第２のアンプ２２２を介して電力が供給される。これにより、電動動力源装置は、２系統の電源系が電気的に絶縁した状態で、出力軸を駆動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３１２２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、電源系を２系統に完全分離した倒立二輪車は、バッテリのばらつきや搭乗者の乗り方により、バッテリが偏減りすることがある。バッテリを互いに接続し相互に充電を行えば、バッテリの偏減りは防げるが、互いに絶縁されていないため電源系の相互独立が妨げられる。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、相互に独立した２系統の電源系において、それぞれバッテリ残量の制御を行う電動動力源装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる電動動力源装置は、複数の系を有する電動動力源装置であって、それぞれの系は、電力の授受を行うバッテリと、出力用及び回生用に変更可能な２つ以上の独立した巻線を有し、自系又は他系の前記バッテリからの電力の供給を受ける場合には駆動トルクを出力し、回生制御を行う場合には電力を生成するモータと、前記バッテリと前記モータの電力の授受を制御する駆動回路と、を備え、前記モータは、一方の巻線が出力用として動作することで一方の系のバッテリから電力の供給を受け駆動トルクを出力する場合に、他方の巻線が回生用として動作することで電力を生成し他方の系のバッテリの充電を行う。
これにより、電気系を分離している２つの電池間で、電力を相互に受け渡すことができる。
【発明の効果】
【０００８】
相互に独立した２系統の電源系において、それぞれのバッテリ残量の制御を行う。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１にかかる電動動力源装置のブロック図である。
【図２】実施の形態１にかかる動作パターンの図である。
【図３】実施の形態１にかかる双方の系から電気を持ちだす場合のブロック図である。
【図４】実施の形態１にかかる第２のバッテリの充電を行う場合のブロック図である。
【図５】実施の形態１にかかる第１のバッテリの充電を行う場合のブロック図である。
【図６】実施の形態１にかかる第１及び第２のバッテリの充電を行う場合のブロック図である。
【図７】従来の電動動力源装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、電動動力源装置１０のブロック図である。
電動動力源装置１０は、第１の系１０１と、第２の系１０２と、を備える。第１の系１０１は、第１のセンサ１１１と、第１の駆動回路１２１と、第１のアンプ１３１と、第２のアンプ１３２と、第１のモータ１４１と、第１のバッテリ１５１と、を備える。第２の系１０２は、第２のセンサ１１２と、第２の駆動回路１２２と、第３のアンプ１３３と、第４のアンプ１３４と、第２のモータ１４２と、第２のバッテリ１５２と、を備える。
第１の系１０１と、第２の系１０２は、電源系が別であり、絶縁状態である。典型的には、第１の系１０１は、倒立二輪車の左側に備えられた車輪の駆動を制御し、第２の系１０２は、倒立二輪車の右側に備えられた車輪の駆動を制御する。
【００１１】
第１のセンサ１１１は、第１の系１０１に備えられたセンサである。第１のセンサ１１１は、第１の駆動回路１２１と、第１のアンプ１３１に接続している。
第１のセンサ１１１は、第１のアンプ１３１の動作状態を取得する。より具体的には、第１のセンサ１１１は、第１のアンプ１３１の電流や電圧を取得する。第１のセンサ１１１は、取得した情報を、信号として第１の駆動回路１２１に出力する。
なお、第１のセンサ１１１は、第１のアンプ１３１に内蔵されていてもよい。
【００１２】
第２のセンサ１１２は、第１の系１０１に備えられたセンサである。第２のセンサ１１２は、第１の駆動回路１２１と、第２のアンプ１３２に接続している。
第２のセンサ１１２は、第２のアンプ１３２の動作状態を取得する。より具体的には、第２のセンサ１１２は、第２のアンプ１３２の電流や電圧を取得する。第２のセンサ１１２は、取得した情報を、信号として第１の駆動回路１２１に出力する。
なお、第２のセンサ１１２は、第２のアンプ１３２に内蔵されていてもよい。
【００１３】
第３のセンサ１１３は、第２の系１０２に備えられたセンサである。第３のセンサ１１３は、第２の駆動回路１２２と、第３のアンプ１３３に接続している。
第３のセンサ１１３は、第３のアンプ１３３の動作状態を取得する。より具体的には、第３のセンサ１１３は、第１のアンプ１３３の電流や電圧を取得する。第３のセンサ１１３は、取得した情報を、信号として第２の駆動回路１２２に出力する。
なお、第３のセンサ１１３は、第３のアンプ１３３に内蔵されていてもよい。
【００１４】
第４のセンサ１１４は、第２の系１０２に備えられたセンサである。第４のセンサ１１４は、第２の駆動回路１２２と、第４のアンプ１３４に接続している。
第４のセンサ１１４は、第４のアンプ１３４の動作状態を取得する。より具体的には、第４のセンサ１１４は、第４のアンプ１３４の電流や電圧を取得する。第４のセンサ１１４は、取得した情報を、信号として第２の駆動回路１２２に出力する。
なお、第４のセンサ１１４は、第４のアンプ１３４に内蔵されていてもよい。
【００１５】
第１の駆動回路１２１は、第１の系１０１に備えられた駆動回路である。例えば、第１の駆動回路１２１は、ＣＰＵを有している。第１の駆動回路１２１は、第１のセンサ１１１と、第２のセンサ１１２と、第１のアンプ１３１と、第２のアンプ１３２に接続している。第１の駆動回路１２１は、第１のセンサ１１１と、第２のセンサ１１２から供給された信号に基づいて、制御信号を第１のアンプ１３１と、第２のアンプ１３２に出力する。
【００１６】
第２の駆動回路１２２は、第２の系１０２に備えられた駆動回路である。例えば、第２の駆動回路１２２は、ＣＰＵを有している。第２の駆動回路１２２は、第３のセンサ１１３と、第４のセンサ１１４と、第３のアンプ１３３と、第４のアンプ１３４に接続している。第２の駆動回路１２２は、第３のセンサ１１３と、第４のセンサ１１４から供給された信号に基づいて、制御信号を第３のアンプ１３３と、第４のアンプ１３４に出力する。
【００１７】
第１のアンプ１３１は、第１の系１０１に備えられたアンプである。第１のアンプ１３１は、第１の駆動回路１２１と、第１のモータ１４１と、第１のバッテリ１５１と、に接続する。第１のアンプ１３１は、第１の駆動回路１２１から供給される制御信号に基づいて動作し、第１のモータ１４１と、第１のバッテリ１５１との間の電流や電圧を調整する。例えば、第１のモータ１４１は、第１のモータ１４１と第１のバッテリ１５１の、どちらを高電位にするかを定める。
【００１８】
第２のアンプ１３２は、第１の系１０１に備えられたアンプである。第２のアンプ１３２は、第１の駆動回路１２１と、第２のモータ１４２と、第１のバッテリ１５１と、に接続する。第２のアンプ１３２は、第１の駆動回路１２１から供給される制御信号に基づいて動作し、第２のモータ１４２と、第１のバッテリ１５１との間の電流や電圧を調整する。例えば、第２のモータ１４２は、第２のモータ１４２と第１のバッテリ１５１の、どちらを高電位にするかを定める。
【００１９】
第３のアンプ１３３は、第２の系１０２に備えられたアンプである。第３のアンプ１３３は、第２の駆動回路１２２と、第１のモータ１４１と、第２のバッテリ１５２と、に接続する。第３のアンプ１３３は、第２の駆動回路１２２から供給される制御信号に基づいて動作し、第１のモータ１４１と、第２のバッテリ１５２との間の電流や電圧を調整する。例えば、第３のモータ１４３は、第１のモータ１４１と第２のバッテリ１５２の、どちらを高電位にするかを定める。
【００２０】
第４のアンプ１３４は、第２の系１０２に備えられたアンプである。第４のアンプ１３４は、第２の駆動回路１２２と、第２のモータ１４２と、第２のバッテリ１５２と、に接続する。第４のアンプ１３４は、第２の駆動回路１２２から供給される制御信号に基づいて動作し、第２のモータ１４２と、第２のバッテリ１５２との間の電流や電圧を調整する。例えば、第４のアンプ１３４は、第２のモータ１４２と第２のバッテリ１５２の、どちらを高電位にするかを定める。
【００２１】
第１のモータ１４１は、第１の系１０１に備えられたモータである。第１のモータ１４１は、互いに絶縁された２つの巻線を有する。例えば、第１のモータ１４１は、３相交流モータの各相を互いに絶縁された２重巻線により構成されている。２つの巻線は、それぞれ第１の巻線１４１１、第２の巻線１４１２とする。第１の巻線１４１１は、第１のアンプ１３１と接続している。また、第２の巻線１４１２は、第３のアンプ１３３と接続している。第１の巻線１４１１および第２の巻線１４１２は、トルクの出力用と回生用に、用途の変更が可能であり、互いに独立している。
第１のモータ１４１は、第１のバッテリ１５１および第２のバッテリ１５２から電力の供給を受け、駆動トルクを発生させる。また、第１のモータ１４１は、回生制御に基づき、電力を生成する。第１のモータ１４１の動作については、後に詳述する。
【００２２】
第２のモータ１４２は、第２の系１０２に備えられたモータである。第１のモータ１４１と同様に、互いに絶縁された２つの巻線を有する。２つの巻線は、それぞれ第３の巻線１４１３、第４の巻線１４１４とする。第３の巻線１４１３は、第２のアンプ１３２と接続している。また、第４の巻線１４１４は、第４のアンプ１３４と接続している。第３の巻線１４１３および第４の巻線１４１４は、トルクの出力用と回生用に、用途の変更が可能であり、互いに独立している。
第２のモータ１４２は、第１のバッテリ１５１および第２のバッテリ１５２から電力の供給を受け、駆動トルクを発生させる。また、第２のモータ１４２は、回生制御に基づき、電力を生成する。第２のモータ１４２の動作については、後に詳述する。
【００２３】
第１のバッテリ１５１は、第１の系１０１に備えられ、電力を供給するバッテリである。典型的には、第１のバッテリ１５１は、電力の供給を受けることで充電可能な二次電池である。
第１のバッテリ１５１は、第１のアンプ１３１と、第２のアンプ１３２に接続している。第１のバッテリ１５１は、第１のアンプ１３１を介して、第１のモータ１４１との電力の授受を行う。また、第１のバッテリ１５１は、第２のアンプ１３２を介して、第２のモータ１４２との電力の授受を行う。
【００２４】
第２のバッテリ１５２は、第２の系１０２に備えられ、電力を供給するバッテリである。典型的には、第２のバッテリ１５２は、電力の供給を受けることで充電可能な二次電池である。
第２のバッテリ１５２は、第３のアンプ１３３と、第４のアンプ１３４に接続している。第２のバッテリ１５２は、第３のアンプ１３３を介して、第１のモータ１４１との電力の授受を行う。また、第２のバッテリ１５２は、第４のアンプ１３４を介して、第２のモータ１４２との電力の授受を行う。
【００２５】
次に、電動動力源装置１０の動作について説明する。図２は、電動動力源装置１０の第１のモータ１４１の動作と、第２のモータ１４２の動作、および電気の受け渡しのパターンの関係を表した図である。
【００２６】
まず、第１のモータ１４１および第２のモータ１４２ではトルクを出力し、それぞれのモータでは電力の回生を行わず、電気の受け渡しがない場合について説明する。すなわち、図２におけるパターン１である。図３は、第１のバッテリ１５１および第２のバッテリ１５２から電量の供給を受け、第１のモータ１４１と第２のモータがトルクを出力する場合の、電動動力源装置１０のブロック図である。
【００２７】
まず、第１の駆動回路１２１は、第１のアンプ１３１と、第２のアンプ１３２を制御する。
第１のアンプ１３１は、第１の駆動回路１２１の制御に基づき、第１のバッテリ１５１から第１のモータ１４１に電力が供給されるよう動作する。これにより、第１のモータ１４１の第１の巻線１４１１には、第１のアンプ１３１を介して、第１のバッテリ１５１から供給された電流が流れる。第１のモータ１４１は、供給された電流に基づいて駆動し、トルクを発生させる。
同様に、第２のアンプ１３２は、第１の駆動回路１２１の制御に基づき、第１のバッテリ１５１から第２のモータ１４２に電力が供給されるよう動作する。これにより、第２のモータ１４２の第３の巻線１４１３には、第２のアンプ１３２を介して、第１のバッテリ１５１から供給された電流が流れる。第２のモータ１４２は、供給された電流に基づいて駆動し、トルクを発生させる。
【００２８】
なお、第１のセンサ１１１は、第１のアンプ１３１に流れる電流や電圧の値を取得し、第１の駆動回路１２１に取得した値を出力する。また、第２のセンサ１１２は、第２のアンプ１３２に流れる電流や電圧の値を取得し、第１の駆動回路１２１に取得した値を出力する。第１の駆動回路１２１は、供給された値に基づいて、第１のアンプ１３１および第２のアンプ１３２の動作状態を制御する。
【００２９】
また、第２の駆動回路１２２は、第１のアンプ１３１と、第２のアンプ１３２を制御する。
第３のアンプ１３３は、第２の駆動回路１２２の制御に基づき、第２のバッテリ１５２から第１のモータ１４１に電力が供給されるよう動作する。これにより、第１のモータ１４１の第１の巻線１４１２には、第３のアンプ１３３を介して、第２のバッテリ１５２から供給された電流が流れる。第１のモータ１４１は、供給された電流に基づいて駆動し、トルクを発生させる。
同様に、第４のアンプ１３４は、第２の駆動回路１２２の制御に基づき、第２のバッテリ１５２から第２のモータ１４２に電力が供給されるよう動作する。これにより、第２のモータ１４２の第４の巻線１４１４には、第４のアンプ１３４を介して、第２のバッテリ１５２から供給された電流が流れる。第２のモータ１４２は、供給された電流に基づいて駆動し、トルクを発生させる。
【００３０】
なお、第３のセンサ１１３は、第３のアンプ１３３に流れる電流や電圧の値を取得し、第２の駆動回路１２２に取得した値を出力する。また、第４のセンサ１１４は、第４のアンプ１３４に流れる電流や電圧の値を取得し、第２の駆動回路１２２に取得した値を出力する。第２の駆動回路１２２は、供給された値に基づいて、第３のアンプ１３３および第４のアンプ１３４の動作状態を制御する。
【００３１】
次に、第２のバッテリ１５２が偏減りしており、第１のバッテリ１５１から第２のバッテリ１５２を充電する場合について説明する。すなわち、図２におけるパターン２である。図４は、第１のバッテリ１５１の電力を用いて、第２のバッテリ１５２を充電する場合のブロック図である。
【００３２】
第１のモータ１４１および第２のモータ１４２が、第１のバッテリ１５１から電力を供給され、トルクを発生させる動作は、上記と同様である。
【００３３】
第１の駆動回路１２１は、第１のアンプ１３１と、第２のアンプ１３２を制御する。
第１のアンプ１３１は、第１の駆動回路１２１の制御に基づき、第１のバッテリ１５１から第１のモータ１４１に電力が供給されるよう動作する。これにより、第１のモータ１４１の第１の巻線１４１１には、第１のアンプ１３１を介して、第１のバッテリ１５１から供給された電流が流れる。第１のモータ１４１は、供給された電流に基づいて駆動し、トルクを発生させる。
同様に、第２のアンプ１３２は、第１の駆動回路１２１の制御に基づき、第１のバッテリ１５１から第２のモータ１４２に電力が供給されるよう動作する。これにより、第２のモータ１４２の第３の巻線１４１３には、第２のアンプ１３２を介して、第１のバッテリ１５１から供給された電流が流れる。第２のモータ１４２は、供給された電流に基づいて駆動し、トルクを発生させる。
【００３４】
また、第１のモータ１４１および第２のモータ１４１は、生成した電力を第２のバッテリ１５２に充電する。
【００３５】
第２の駆動回路１２２は、第３のアンプ１３３と、第４のアンプ１３４を制御する。
第３のアンプ１３３は、第２の駆動回路１２２の回生制御に基づき、第２のバッテリ１５２側が、第１のモータ１４１に比べて電圧が低い状態にする。ここで、第１のモータ１４１は、第１のバッテリ１５１から供給された電力により駆動している。第１のモータ１４１の巻線１４１２では、第１のモータ１４１の駆動に基づいて、電力が生成される。第１のモータ１４１で生成された電力は、回生電力として第３のアンプ１３３を介して、第２のバッテリ１５２に充電される。
第４のアンプ１３４は、第２の駆動回路１２２の回生制御に基づき、第２のバッテリ１５２側が、第２のモータ１４２に比べて電圧が低い状態にする。ここで、第２のモータ１４２は、第１のバッテリ１５１から供給された電力により駆動している。第２のモータ１４２の巻線１４１４では、第２のモータ１４２の駆動に基づいて、電力が生成される。第２のモータ１４２で生成された電力は、回生電力として第４のアンプ１３４を介して、第２のバッテリ１５２に充電される。
これにより、第１のバッテリ１５１の電力を用いて、第２のバッテリ１５２を充電することができる。
【００３６】
なお、第１のセンサ１１１は第１のアンプ１３１の動作状態を取得し、第２のセンサ１１２は第２のアンプ１３２の動作状態を取得し、第３のセンサ１１３は第３のアンプの動作状態を取得し、第４のセンサ１１４は第４のアンプ１３４の動作状態を取得する。第１のセンサ１１１および第２のセンサ１１２で取得された値は、第１の駆動回路１２１に供給され、第１の駆動回路１２１は、第１のアンプ１３１および第２のアンプ１３２の動作状態を制御する。第３のセンサ１１３および第４のセンサ１１４で取得された値は、第２の駆動回路１２２に供給され、第２の駆動回路１２２は、第３のアンプ１３３および第４のアンプ１３４の動作状態を制御する。
【００３７】
次に、第１のバッテリ１５１が偏減りしており、第２のバッテリ１５２から第１のバッテリ１５１を充電する場合について説明する。すなわち、図２におけるパターン３である。図５は、第２のバッテリ１５２の電力を用いて、第１のバッテリ１５１を充電する場合のブロック図である。
【００３８】
第２のバッテリ１５２の電力を用いて、第１のバッテリ１５１を充電する動作は、上記の、第１のバッテリ１５１の電力を用いて、第２のバッテリ１５２を充電する動作において、第１の系１０１と、第２の系１０２の動作を入れ替えれば良い。すなわち、以下の手順で行う。
【００３９】
第２の駆動回路１２２は、第３のアンプ１３３と、第４のアンプ１３４を制御する。
第３のアンプ１３３は、第２の駆動回路１２２の制御に基づき、第２のバッテリ１５２から第１のモータ１４１に電力が供給されるよう動作する。これにより、第１のモータ１４１の第２の巻線１４１２には、第３のアンプ１３３を介して、第２のバッテリ１５２から供給された電流が流れる。第１のモータ１４１は、供給された電流に基づいて駆動し、トルクを発生させる。
同様に、第４のアンプ１３４は、第２の駆動回路１２２の制御に基づき、第２のバッテリ１５１から第２のモータ１４２に電力が供給されるよう動作する。これにより、第２のモータ１４２の第３の巻線１４１３には、第２のアンプ１３２を介して、第１のバッテリ１５１から供給された電流が流れる。第２のモータ１４２は、供給された電流に基づいて駆動し、トルクを発生させる。
【００４０】
第１の駆動回路１２１は、第１のアンプ１３１と、第２のアンプ１３２を制御する。
第１のアンプ１３１は、第１の駆動回路１２１の回生制御に基づき、第１のバッテリ１５１側が、第１のモータ１４１に比べて電圧が低い状態にする。ここで、第１のモータ１４１は、第２のバッテリ１５２から供給された電力により駆動している。第１のモータ１４１の巻線１４１１では、第１のモータ１４１の駆動に基づいて、電力が生成される。第１のモータ１４１で生成された電力は、回生電力として第１のアンプ１３１を介して、第１のバッテリ１５１に充電される。
第２のアンプ１３２は、第１の駆動回路１２１の回生制御に基づき、第１のバッテリ１５１側が、第２のモータ１４２に比べて電圧が低い状態にする。ここで、第２のモータ１４２は、第２のバッテリ１５２から供給された電力により駆動している。第２のモータ１４２の巻線１４１３では、第２のモータ１４２の駆動に基づいて、電力が生成される。第２のモータ１４２で生成された電力は、回生電力として第２のアンプ１３２を介して、第１のバッテリ１５１に充電される。
これにより、第２のバッテリ１５２の電力を用いて、第１のバッテリ１５１を充電することができる。
【００４１】
なお、第１のセンサ１１１、第２のセンサ１１２、第３のセンサ１１３、第４のセンサ１１４が取得した値に基づいて、第１の駆動回路１２１や第２の駆動回路１２２の動作が制御されるのは、上記と同様である。
【００４２】
次に、第１のバッテリ１５１と、第２のバッテリ１５２の両方を充電する場合について説明する。すなわち、図２におけるパターン４である。図６は、第１のバッテリ１５１と、第２のバッテリ１５２の両方を充電する場合のブロック図である。
このとき倒立二輪車は、坂道を下るなど、モータの動作によらず走行しているものとする。
【００４３】
第１の駆動回路１２１は、第１のアンプ１３１と、第２のアンプ１３２を制御する。
第１のアンプ１３１は、第１の駆動回路１２１の回生制御に基づき、第１のバッテリ１５１側が、第１のモータ１４１に比べて電圧が低い状態にする。第１のモータ１４１の巻線１４１１では、倒立二輪車の走行による第１のモータ１４１の駆動に基づいて、電力が生成される。第１のモータ１４１で生成された電力は、回生電力として第１のアンプ１３１を介して、第１のバッテリ１５１に充電される。
第２のアンプ１３２は、第１の駆動回路１２１の回生制御に基づき、第１のバッテリ１５１側が、第２のモータ１４２に比べて電圧が低い状態にする。第２のモータ１４２の巻線１４１３では、倒立二輪車の走行による第２のモータ１４２の駆動に基づいて、電力が生成される。第２のモータ１４２で生成された電力は、回生電力として第２のアンプ１３２を介して、第１のバッテリ１５１に充電される。
【００４４】
第２の駆動回路１２２は、第３のアンプ１３３と、第４のアンプ１３４を制御する。
第３のアンプ１３３は、第２の駆動回路１２２の回生制御に基づき、第２のバッテリ１５２側が、第１のモータ１４１に比べて電圧が低い状態にする。第１のモータ１４１の巻線１４１２では、倒立二輪車の走行による第１のモータ１４１の駆動に基づいて、電力が生成される。第１のモータ１４１で生成された電力は、回生電力として第３のアンプ１３３を介して、第２のバッテリ１５２に充電される。
第４のアンプ１３４は、第２の駆動回路１２２の回生制御に基づき、第２のバッテリ１５２側が、第２のモータ１４２に比べて電圧が低い状態にする。第２のモータ１４２の巻線１４１４では、倒立二輪車の走行による第２のモータ１４２の駆動に基づいて、電力が生成される。第２のモータ１４２で生成された電力は、回生電力として第４のアンプ１３４を介して、第２のバッテリ１５２に充電される。
これにより、第１のバッテリ１５１および第２のバッテリ１５２では、回生電力により充電が行われる。
【００４５】
なお、第１のセンサ１１１、第２のセンサ１１２、第３のセンサ１１３、第４のセンサ１１４が取得した値に基づいて、第１の駆動回路１２１や第２の駆動回路１２２の動作が制御されるのは、上記と同様である。
【００４６】
これにより、電動動力源装置１０では電源系を分離したまま、第１のモータ１４１および第２のモータ１４２でトルクを発生させることや、電力を発生させることができる。したがって、第１のバッテリ１５１と、第２のバッテリ１５２の間で、電力を相互に受け渡すことができる。
電源系が分離しているため、たとえ一方の系のモータやバッテリに故障が発生した場合であっても、他方の系に故障が波及することはない。
一方のバッテリから供給される電力を用いて、第１のモータ１４１と、第２のモータ１４２の両方を駆動させることができることから、１つのバッテリが使用不能となった場合であっても、倒立二輪車は走行状態を維持することができる。
【００４７】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、第１のセンサ１１１と第２のセンサ１１２は、１つのセンサであっても良い。また、第３のセンサ１１３と第４のセンサ１１４は、１つのセンサであっても良い。
【符号の説明】
【００４８】
１０ 電動動力源装置
１０１ 第１の系
１０２ 第２の系
１１１ 第１のセンサ
１１２ 第２のセンサ
１１３ 第３のセンサ
１１４ 第４のセンサ
１２１ 第１の駆動回路
１２２ 第２の駆動回路
１３１ 第１のアンプ
１３２ 第２のアンプ
１３３ 第３のアンプ
１３４ 第４のアンプ
１４１ 第１のモータ
１４２ 第２のモータ
１５１ 第１のバッテリ
１５２ 第２のバッテリ
１４１１ 第１の巻線
１４１２ 第２の巻線
１４１３ 第３の巻線
１４１４ 第４の巻線
２０１ 第１のモータ
２０２ 第２のモータ
２１１ 第１のバッテリ
２１２ 第２のバッテリ
２２１ 第１のアンプ
２２２ 第２のアンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の系を有する電動動力源装置であって、
それぞれの系は、
電力の授受を行うバッテリと、
出力用及び回生用に変更可能な２つ以上の独立した巻線を有し、自系又は他系の前記バッテリからの電力の供給を受ける場合には駆動トルクを出力し、回生制御を行う場合には電力を生成するモータと、
前記バッテリと前記モータの電力の授受を制御する駆動回路と、を備え、
前記モータは、一方の巻線が出力用として動作することで一方の系のバッテリから電力の供給を受け駆動トルクを出力する場合に、他方の巻線が回生用として動作することで電力を生成し他方の系のバッテリの充電を行う、電動動力源装置。
【請求項１】
複数の系を有する電動動力源装置であって、
それぞれの系は、
電力の授受を行うバッテリと、
出力用及び回生用に変更可能な２つ以上の独立した巻線を有し、自系又は他系の前記バッテリからの電力の供給を受ける場合には駆動トルクを出力し、回生制御を行う場合には電力を生成するモータと、
前記バッテリと前記モータの電力の授受を制御する駆動回路と、を備え、
前記モータは、一方の巻線が出力用として動作することで一方の系のバッテリから電力の供給を受け駆動トルクを出力する場合に、他方の巻線が回生用として動作することで電力を生成し他方の系のバッテリの充電を行う、電動動力源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１３９０８２（Ｐ２０１２−１３９０８２Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９１７７４（Ｐ２０１０−２９１７７４）
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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