專利名稱：車輛用電源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛用電源系統(tǒng)，特別涉及能夠?qū)崿F(xiàn)車輛的制動(dòng)能量的再生和在車輛的燃料消耗上得到提高的車輛用電源系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
以往的車輛用電源系統(tǒng)構(gòu)成為在車輛的減速吋，使通過被引擎驅(qū)動(dòng)而對(duì)蓄電池供電的發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓比車輛的非減速時(shí)更高，在車輛的減速時(shí)積極地進(jìn)行制動(dòng)能量的再生，在車輛的非減速時(shí)使向引擎的負(fù)載降低來在燃料消耗上得到提高(例如，參照專利文獻(xiàn)1) O專利文獻(xiàn)1 日本特開2008-67504號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
在以往的車輛用電源系統(tǒng)中，構(gòu)成為對(duì)蓄電池直接供給發(fā)電機(jī)的發(fā)電電力而對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，所以如果使發(fā)電機(jī)的發(fā)電電力大幅變化，則導(dǎo)致蓄電池的壽命縮短。其結(jié)果，存在無法增大提高發(fā)電機(jī)的發(fā)電電力的幅度，無法大幅増加蓄電池的充電量這樣的問題。本發(fā)明是為了解決這樣的課題而完成的，其目的在于得到一種車輛用電源系統(tǒng)， 能夠抑制第1蓄電裝置的壽命降低，使發(fā)電機(jī)的發(fā)電電力大幅變化來増加第1蓄電裝置的充電量，實(shí)現(xiàn)車輛的制動(dòng)能量的再生和在車輛的燃料消耗上得到提高。本發(fā)明提供一種車輛用電源系統(tǒng)，其特征在干，具備發(fā)電機(jī)，被引擎驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生交流電カ；整流器，將由所述發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電カ整流為直流電カ而輸出；第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器，經(jīng)由發(fā)電機(jī)側(cè)布線而與所述整流器的高壓側(cè)輸出端子連接，將該整流器的輸出電壓的電壓值變換為不同的直流電壓而輸出；第1蓄電裝置，經(jīng)由負(fù)載側(cè)布線而與所述第一 DC/ DC轉(zhuǎn)換器連接，對(duì)車載負(fù)載供給電カ；第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器，經(jīng)由發(fā)電機(jī)側(cè)布線而與所述整流器的高壓側(cè)輸出端子連接，將該整流器的輸出電壓的電壓值變換為不同的直流電壓而輸出；第2蓄電裝置，具有比所述第1蓄電裝置小的蓄電容量，并與所述第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器連接；調(diào)節(jié)器電路，與所述發(fā)電機(jī)側(cè)布線或者所述負(fù)載側(cè)布線連接，對(duì)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組供給勵(lì)磁電流；以及控制電路，對(duì)所述第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器以及所述第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，將所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電電力蓄電到所述第1蓄電裝置以及所述第2蓄電裝置。根據(jù)本發(fā)明，第1蓄電裝置經(jīng)由第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器而與整流器的高壓側(cè)輸出端子連接，所以發(fā)電機(jī)的發(fā)電電カ不會(huì)直接供給到第1蓄電裝置。因此，即使使發(fā)電機(jī)的發(fā)電電力大幅變化，也不會(huì)縮短第1蓄電裝置的壽命。其結(jié)果，能夠增大提高發(fā)電機(jī)的發(fā)電電力的幅度，能夠大幅増加第1蓄電裝置以及第2蓄電裝置的充電量。由此，能夠高效地回收車輛的制動(dòng)能量，減輕非減速時(shí)的引擎的負(fù)載來在燃料消耗上得到提高。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式1的車輛用電源系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式2的車輛用電源系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)圖。圖3是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3的車輛用電源系統(tǒng)中使用的DC/DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖4是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3的車輛用電源系統(tǒng)中使用的DC/DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖5是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3的車輛用電源系統(tǒng)中使用的發(fā)電機(jī)的輸出特性的圖。圖6是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4的車輛用電源系統(tǒng)中使用的DC/DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖7是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4的車輛用電源系統(tǒng)中使用的發(fā)電機(jī)的輸出特性的圖。圖8是本發(fā)明的實(shí)施方式5的車輛用電源系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)圖。圖9是說明本發(fā)明的實(shí)施方式7的車輛用電源系統(tǒng)中的車輛的加速時(shí)的動(dòng)作的圖。圖10是說明本發(fā)明的實(shí)施方式7的車輛用電源系統(tǒng)中的車輛的減速時(shí)的動(dòng)作的圖。圖11是說明本發(fā)明的實(shí)施方式7的車輛用電源系統(tǒng)中的車輛的空轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)作的圖。圖12是說明本發(fā)明的實(shí)施方式8的車輛用電源系統(tǒng)中的車輛的加速時(shí)的動(dòng)作的圖。圖13是說明本發(fā)明的實(shí)施方式8的車輛用電源系統(tǒng)中的車輛的減速時(shí)的動(dòng)作的圖。圖14是本發(fā)明的實(shí)施方式9的車輛用電源系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)圖。圖15是說明本發(fā)明的實(shí)施方式9的車輛用電源系統(tǒng)中的系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作的圖。圖16是本發(fā)明的實(shí)施方式10的車輛用電源系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)圖。圖17是說明本發(fā)明的實(shí)施方式10的車輛用電源系統(tǒng)中的系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作的圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施方式1.圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式1的車輛用電源系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)圖。在圖1中，車輛用電源系統(tǒng)具備發(fā)電機(jī)2，通過引擎1驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生交流電カ；整流器7，將由發(fā)電機(jī)2產(chǎn)生的交流電カ整流為直流電カ而輸出；第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12，將整流器7的輸出電壓變換為不同的電壓值的直流電壓而輸出；第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13，將整流器 7的輸出電壓變換為不同的電壓值的直流電壓而輸出；作為第1蓄電裝置的蓄電池14，通過由第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12變換了的直流電カ而充電，對(duì)車載負(fù)載15供給電カ；作為第2蓄電裝置的電雙層電容器16，具有比蓄電池14小的蓄電容量，積蓄由第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13變換了的直流電カ；調(diào)節(jié)器電路9，控制向發(fā)電機(jī)2的勵(lì)磁繞組4的通電量；和控制電路17，根據(jù)引擎1的轉(zhuǎn)速f、電雙層電容器16的端子電壓Vc、負(fù)載側(cè)布線18b的電壓Vb等，控制第一以及第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器12、13、以及調(diào)節(jié)器電路9的驅(qū)動(dòng)。發(fā)電機(jī)2是具備具有勵(lì)磁繞組4的爪極型轉(zhuǎn)子3、具有3相交流繞組6的定子5、 整流器7、以及調(diào)節(jié)器電路9的倫德爾式(Limdell)交流發(fā)電機(jī)。另外，此處，設(shè)為整流器7 和調(diào)節(jié)器電路9內(nèi)置于發(fā)電機(jī)2，但也可以與發(fā)電機(jī)2獨(dú)立地構(gòu)成。整流器7構(gòu)成為由并聯(lián)地連接了 3個(gè)將2個(gè)ニ極管8串聯(lián)連接而成的ニ極管對(duì)的 ニ極管橋電路構(gòu)成的三相全波整流電路，將3相交流繞組6中感應(yīng)的交流電カ整流為直流電力。調(diào)節(jié)器電路9具有M0SFET10和ニ極管11。另外，M0SFET10的漏極端子與ニ極管 11的陽極端子連接，源極端子被接地，柵極端子與控制電路17連接。另外，ニ極管11的陰極端子與連接整流器7的高壓側(cè)輸出端子7a和第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12的輸入電壓端子的發(fā)電機(jī)側(cè)布線18a連接。進(jìn)而，勵(lì)磁繞組4的兩端和ニ極管11的陰極端子、以及ニ極管11的陽極端子與M0SFET10的漏極端子的連接點(diǎn)分別連接。蓄電池14是鉛蓄電池、鎳鎘蓄電池等二次電池，構(gòu)成例如14V(額定電壓)的低電壓系的車載電源。另外，蓄電池14與連接第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12的輸出電壓端子和車載負(fù)載15的負(fù)載側(cè)布線18b連接。車載負(fù)載15是車輛中搭載的空調(diào)裝置、音響裝置等電氣設(shè)備，由蓄電池14驅(qū)動(dòng)。電雙層電容器16經(jīng)由第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13而與連接整流器7的高壓側(cè)輸出端子 7a和第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12的輸入電壓端子的發(fā)電機(jī)側(cè)布線18a連接。接下來，說明這樣構(gòu)成的發(fā)電機(jī)2的動(dòng)作。對(duì)轉(zhuǎn)子3的勵(lì)磁繞組4供給電流而產(chǎn)生磁通。由此，在轉(zhuǎn)子3的外周部，在周方向上交替形成N極和S扱。于是，對(duì)轉(zhuǎn)子3的軸傳遞引擎1的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子3被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。 因此，對(duì)定子5的3相交流繞組6提供旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在3相交流繞組6中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。該交流的電動(dòng)勢(shì)通過整流器7被整流為直流電カ而輸出。此處，如果對(duì)勵(lì)磁繞組4供給的電流恒定，則發(fā)電機(jī)2的輸出電壓隨著轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)速度的上升而上升。通過該輸出電壓的上升，3相交流繞組6中流過的電流増大，3相交流繞組6中的發(fā)熱増大。根據(jù)安全性以及可靠性的觀點(diǎn)，優(yōu)選將3相交流繞組6中的發(fā)熱量維持為某值以下。為此，通過調(diào)節(jié)器電路9調(diào)整對(duì)勵(lì)磁繞組4供給的勵(lì)磁電流，而調(diào)整輸出電壓(輸出電流)。另外，3相交流繞組6中的發(fā)熱量依賴于3相交流繞組6中流過的電流值，所以為了得到大的電力，優(yōu)選原樣地保持輸出電流，而增大輸出電壓?；蛘?，通過增大輸出電壓并減小電流，能夠減小3相交流繞組6中的銅損、整流器7中的整流子損，還能夠減小整體的損失并提高發(fā)電效率，而得到大的電力。在該實(shí)施方式1的車輛用電源系統(tǒng)中，構(gòu)成14V系的車載電源的蓄電池14經(jīng)由負(fù)載側(cè)布線18b、第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12以及發(fā)電機(jī)側(cè)布線18a而與整流器7的高壓側(cè)輸出端子7a連接，電雙層電容器16經(jīng)由第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13而與連接整流器7的高壓側(cè)輸出端子7a和第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12的輸入電壓端子的發(fā)電機(jī)側(cè)布線18a連接。因此，在車輛的減速時(shí)使發(fā)電機(jī)2發(fā)電，控制電路17對(duì)第一以及第ニ DC/DC轉(zhuǎn)換器12、13進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，而能夠?qū)l(fā)電機(jī)2的發(fā)電電力蓄電到蓄電池14以及電雙層電容器 16。由此，發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電カ經(jīng)由第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12被供給到蓄電池14，所以即使使發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電力大幅變化，也不會(huì)降低蓄電池14的壽命。因此，在引擎1的轉(zhuǎn)速高的情況下，能夠提高發(fā)電機(jī)2的輸出電壓來増大發(fā)電電力，所以能夠縮短向蓄電池14以及電雙層電容器16的充電時(shí)間，并且能夠使充電量大幅増加。其結(jié)果，能夠高效地再生車輛的制動(dòng)能量。因此，能夠減少在非減速時(shí)使發(fā)電機(jī)2發(fā)電而使蓄電池14以及電雙層電容器16充電的動(dòng)作，所以非減速時(shí)的引擎1的負(fù)載降低，在車輛的燃料消耗上得到提高。此處，通過在第一以及第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器12、13的一方中使用DC/DC轉(zhuǎn)換器(電壓型)，能夠通過決定發(fā)電機(jī)2的輸出電壓來控制輸出電力。另外，通過在第一以及第二 DC/ DC轉(zhuǎn)換器12、13的另一方中使用帶電流控制功能的DC/DC轉(zhuǎn)換器，能夠?qū)π铍姵?4和電雙層電容器16任意地分配發(fā)電機(jī)2的輸出電力。實(shí)施方式2.圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式2的車輛用電源系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)圖。在圖2中，調(diào)節(jié)器電路9具有的ニ極管11的陰極端子與連接第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12 的輸出電壓端子和車載負(fù)載15的負(fù)載側(cè)布線18b連接。另外，該實(shí)施方式2的車輛用電源系統(tǒng)除了ニ極管11的陰極端子與負(fù)載側(cè)布線 18b連接的點(diǎn)以外，與上述實(shí)施方式1同樣地構(gòu)成。因此，即使在該實(shí)施方式2中，也起到與上述實(shí)施方式1同樣的效果。電雙層電容器16由于易于自放電，所以如果長(zhǎng)時(shí)間停車，則存在端子電壓Vc小于 14V的危險(xiǎn)。在ニ極管11的陰極端子與發(fā)電機(jī)側(cè)布線18a連接的情況下，如果端子電壓Vc 小于14V，則產(chǎn)生即使引擎1再起動(dòng)，也不會(huì)進(jìn)行第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的動(dòng)作，而無法對(duì)發(fā)電機(jī)2供給勵(lì)磁電流的情況。蓄電池14相比于電雙層電容器16不易自放電，所以電壓的降低被長(zhǎng)期抑制。根據(jù)該實(shí)施方式2，ニ極管11的陰極端子與負(fù)載側(cè)布線18b連接，所以即使長(zhǎng)時(shí)間停車，蓄電池14的電壓降低也被抑制，而未然地避免產(chǎn)生無法對(duì)發(fā)電機(jī)2供給勵(lì)磁電流的情況。實(shí)施方式3.圖3是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3的車輛用電源系統(tǒng)中使用的DC/DC轉(zhuǎn)換器(電壓型)的結(jié)構(gòu)的電路圖、圖4是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3的車輛用電源系統(tǒng)中使用的帶電流控制功能的DC/DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)的電路圖。在該實(shí)施方式3的車輛用電源系統(tǒng)中，除了將圖3所示的DC/DC轉(zhuǎn)換器100 (DC/DC 轉(zhuǎn)換器(電壓型))作為第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器，將圖4所示的帶電流控制功能的DC/DC轉(zhuǎn)換器 101作為第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器的點(diǎn)以外，與上述實(shí)施方式1的車輛用電源系統(tǒng)同樣地構(gòu)成。另外，帶電流控制功能的DC/DC轉(zhuǎn)換器101是在斬波式DC/DC轉(zhuǎn)換器中設(shè)置了能夠進(jìn)行電流控制的功能的結(jié)構(gòu)，此處，如圖4所示，使用一般的斬波式雙方向DC/DC轉(zhuǎn)換器， 所以省略關(guān)于電壓變換的說明。在圖3中，DC/DC轉(zhuǎn)換器100具備2級(jí)的電路Al、A2，該2級(jí)的電路Al、A2具有 在輸入電壓端子VaH、VaL與輸出電壓端子VbH、VbL之間串聯(lián)連接作為低壓側(cè)以及高壓側(cè)的開關(guān)元件的2個(gè)M0SFET51 M而成的2個(gè)串聯(lián)體、和與各串聯(lián)體并聯(lián)地連接的平滑電容器Csl、Cs2。另外，電路Al、A2串聯(lián)地連接，電路Al成為整流電路、電路A2成為驅(qū)動(dòng)用逆變器電路。進(jìn)而，能量轉(zhuǎn)移用的電容器Crl與電感器Lrl的LC串聯(lián)體LCl連接在電路Al 的2個(gè)M0SFET51、52的連接點(diǎn)與電路A2的2個(gè)M0SFET53J4的連接點(diǎn)之間。
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另外，M0SFET51 討是在源極、漏極之間形成了寄生ニ極管的功率M0SFET。另外， 從控制電路17對(duì)M0SFET51 M的柵極端子，分別輸出柵極信號(hào)feite (柵極)lH、GatelL、 Gate2H、bate2し接下來，說明DC/DC轉(zhuǎn)換器100的動(dòng)作。此處，柵極信號(hào)GatelH、GatelL、Gate2H、Gate2L是占空比為50%的ON(導(dǎo)通)/ OFF(斷開)信號(hào)，柵極信號(hào)feitelH、Gate2H是同一信號(hào)，柵極信號(hào)feitelL、Gate2L是使柵極信號(hào)feite 1H、Gate2H反轉(zhuǎn)了的信號(hào)。首先，如果高壓側(cè)的M0SFET52J4通過柵極信號(hào)feitelH、Gate2H而成為ON狀態(tài)， 則由于存在電位差，所以平滑電容器Cs2中積蓄的能量的一部分轉(zhuǎn)移到電容器Crl。接下來，如果高壓側(cè)的M0SFET52J4通過柵極信號(hào)feitelH、Gate2H而成為OFF狀態(tài)，低壓側(cè)的M0SFET51、53通過柵極信號(hào)feitelL、Gate2L而成為ON狀態(tài)，則由于存在電位差，所以電容器Crl中積蓄的能量轉(zhuǎn)移到平滑電容器Csl。這樣，通過電容器Crl的充放電，平滑電容器Cs2中積蓄的能量轉(zhuǎn)移到平滑電容器 Csl0于是，使輸入到輸入電壓端子VaH、VaL間的電壓Vl成為被降壓為約1/2倍的電壓V2， 輸出到輸出電壓端子VbH、VbL間。另外，使輸入的電壓Vl的電カ成為被降壓為電壓V2的電カ而轉(zhuǎn)移，所以電壓Vl成為比電壓V2的2倍的電壓大的值。另外，如果使柵極信號(hào)Gate2H、Gate2L成為ON信號(hào)，使柵極信號(hào)feitelH、GatelL 成為OFF信號(hào)，則M0SFET53J4成為ON狀態(tài)，M0SFET51、52成為OFF狀態(tài)。由此，輸入電壓端子VaH和輸出電壓端子VbH成為導(dǎo)通狀態(tài)，使輸入到輸入電壓端子VaH、VaL間的電壓Vl 成為被降壓為約1倍的電壓V2，輸出到輸出電壓端子VbH、VbL間。這樣，DC/DC轉(zhuǎn)換器100能夠以1或者1/2的電壓變換比(V2/V1)對(duì)輸入電壓Vl 進(jìn)行變換而輸出。另外，由于對(duì)電容器Crl串聯(lián)連接電感器Lrl而構(gòu)成了 LC串聯(lián)體LC1，所以在能量的轉(zhuǎn)移中，利用了共振現(xiàn)象，沒有M0SFET51 M狀態(tài)變化時(shí)的過渡性的損失，能夠高效地轉(zhuǎn)移大量的能量。這樣，在效率的方面優(yōu)選，所以能夠減小用于對(duì)電路進(jìn)行冷卻的散熱器。 另外，由于沒有M0SFET51 M的開關(guān)時(shí)的過渡性的損失，所以能夠?qū)㈤_關(guān)頻率設(shè)定得較高。能夠增大LC串聯(lián)體LCl的共振頻率，能夠?qū)⒛芰哭D(zhuǎn)移用的電感器Lrl的電感值和電容器Crl的電容值設(shè)定得較小，實(shí)現(xiàn)電路元件的小型化。由此，能夠使DC/DC轉(zhuǎn)換器100的整體非常小型。此處，說明實(shí)施方式3的車輛用電源系統(tǒng)中使用的發(fā)電機(jī)的輸出特性。圖5是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3的車輛用電源系統(tǒng)中使用的發(fā)電機(jī)的輸出特性的圖，縱軸是輸出電力、橫軸是轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度。另外，在圖5中，實(shí)線表示14V的輸出特性線，單點(diǎn)劃線表示 28V的輸出特性線。另外，在圖5中，將14V的輸出特性線與28V的輸出特性線的交點(diǎn)處的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為《。如從圖5可知，在小于旋轉(zhuǎn)速度α的區(qū)域中，在將輸出電壓設(shè)定為14V的情況下， 能夠輸出大的發(fā)電電力，在旋轉(zhuǎn)速度α以上的區(qū)域中，在將輸出電壓設(shè)定為28V的情況下， 能夠輸出大的發(fā)電電力。在汽車中，通常，引擎1的旋轉(zhuǎn)速度是IOOOrpm 3000rpm的范圍。因此，在引擎1 的旋轉(zhuǎn)速度是IOOOrpm 3000rpm的范圍內(nèi)，調(diào)整引擎1與發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子3之間的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)的動(dòng)カ傳遞比，使得得到圖5所示的輸出特性。在該實(shí)施方式3的車輛用電源系統(tǒng)中，控制電路17監(jiān)視轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)速度，根據(jù)發(fā)電機(jī)2的發(fā)電時(shí)的轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)速度，將輸出電壓設(shè)定為14V或者^V。此處，轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)速度既可以根據(jù)引擎1的轉(zhuǎn)速f和滑輪比(pulley ratio)(動(dòng)カ傳遞比)來計(jì)算，也可以將旋轉(zhuǎn)傳感器安裝到發(fā)電機(jī)2而直接檢測(cè)。首先，如果轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)速度小于旋轉(zhuǎn)速度α，則輸出電壓被設(shè)定為14V。因此， 控制電路17使M0SFET53J4成為ON狀態(tài)，使M0SFET51、52成為OFF狀態(tài)，使發(fā)電機(jī)2的輸出和DC/DC轉(zhuǎn)換器100的輸出成為短路狀態(tài)。然后，通過調(diào)節(jié)器電路9調(diào)整勵(lì)磁繞組4的勵(lì)磁電流，將DC/DC轉(zhuǎn)換器100的輸出電壓(V2)調(diào)整為14V，蓄電池14被充電。在該動(dòng)作狀態(tài)下，在DC/DC轉(zhuǎn)換器100內(nèi)不流過高頻的電流，所以能夠?qū)崿F(xiàn)電カ損失小的能量轉(zhuǎn)移。另外，如果轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)速度是旋轉(zhuǎn)速度α以上，則輸出電壓被設(shè)定為^V。因此，控制電路17如上所述，反復(fù)M0SFET51 M的ON/OFF動(dòng)作，以使DC/DC轉(zhuǎn)換器100的輸出電壓V2與發(fā)電機(jī)2的輸出電壓Vl的關(guān)系成為Vl = 2 -V2的方式維持。接下來，通過調(diào)節(jié)器電路9調(diào)整勵(lì)磁繞組4的勵(lì)磁電流，以使DC/DC轉(zhuǎn)換器100的輸出電壓(V2)成為14V 的方式調(diào)整，蓄電池14被充電。此時(shí)，發(fā)電機(jī)2的輸出電壓成為比14V的2倍的28V稍大的值。此處，在變更DC/DC轉(zhuǎn)換器100的電壓變換比(1/n)的η時(shí)，控制電路17以使勵(lì)磁繞組4中流過的勵(lì)磁電流成為零的方式控制調(diào)節(jié)器電路9，在發(fā)電機(jī)2成為不發(fā)電的狀態(tài)之后，變更變壓變換比。另外，發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電力被充電到蓄電池14，并且通過控制電路17對(duì)帶電流控制功能的DC/DC轉(zhuǎn)換器101的開關(guān)元件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電力的輸出電壓被降壓而將發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電力蓄電到電雙層電容器16。這樣，根據(jù)該實(shí)施方式3，發(fā)電機(jī)2以能夠輸出大的發(fā)電電カ的輸出電壓進(jìn)行發(fā)電，所以能夠縮短向蓄電池14以及電雙層電容器16的充電時(shí)間，并且能夠使充電量大幅增加。其結(jié)果，能夠高效地再生車輛的制動(dòng)能量。因此，能夠減少在非減速時(shí)使發(fā)電機(jī)2發(fā)電而使蓄電池14以及電雙層電容器16充電的動(dòng)作，所以非減速時(shí)的引擎1的負(fù)載降低，在車輛的燃料消耗上得到提高。另外，在發(fā)電機(jī)2不發(fā)電的狀態(tài)下，變更DC/DC轉(zhuǎn)換器100的電壓變換比，所以不會(huì)產(chǎn)生浪涌，而能夠避免內(nèi)部電路損傷那樣的情況。實(shí)施方式4.圖6是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4的車輛用電源系統(tǒng)中使用的DC/DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)的電路圖。在該實(shí)施方式4的車輛用電源系統(tǒng)中，除了將圖6所示的DC/DC轉(zhuǎn)換器102 (DC/DC 轉(zhuǎn)換器(電壓型))作為第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器，將圖4所示的帶電流控制功能的DC/DC轉(zhuǎn)換器 101作為第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器的點(diǎn)以外，與上述實(shí)施方式1的車輛用電源系統(tǒng)同樣地構(gòu)成。在圖6中，DC/DC轉(zhuǎn)換器102具備3級(jí)的電路Al、A2、A3，該3級(jí)的電路Al、A2、A3 具備在輸入電壓端子VaH、VaL與輸出電壓端子VbH、VbL之間串聯(lián)連接作為低壓側(cè)以及高壓側(cè)的開關(guān)元件的2個(gè)M0SFET51 56而成的3個(gè)串聯(lián)體、和與各串聯(lián)體并聯(lián)地連接的平滑電容器Csl、Cs2、Cs3。另外，電路Al、A2、A3被串聯(lián)連接，電路Al成為整流電路、電路A2、A3成為驅(qū)動(dòng)用逆變器電路。進(jìn)而，能量轉(zhuǎn)移用的電容器Cr2與電感器Lr2的LC串聯(lián)體LC2 連接于電路Al的2個(gè)M0SFET51、52的連接點(diǎn)與電路A2的2個(gè)M0SFET53、54的連接點(diǎn)之間。 進(jìn)而另外，能量轉(zhuǎn)移用的電容器Cr3與電感器Lr3的LC串聯(lián)體LC3連接于電路Al的2個(gè) M0SFET5U52的連接點(diǎn)與電路A3的2個(gè)M0SFET55、56的連接點(diǎn)之間。另外，M0SFET51 56是在源極、漏極間形成了寄生ニ極管的功率M0SFET。另外， 從控制電路17對(duì)M0SFET51 56的柵極端子，分別輸出柵極信號(hào)fettelH、GatelL、feite2H、 Gate2L、bate3H、batejL。接下來，說明DC/DC轉(zhuǎn)換器102的動(dòng)作。首先，說明DC/DC轉(zhuǎn)換器102的電壓變換比是1/3倍的情況。柵極信號(hào)GatelH、GatelL、Gate2H、Gate2L、Gate3H、Gate3L 是占空比為 50% 的 ON/ OFF 信號(hào)，柵極信號(hào) Gate 1H、Gate2H、Gate3H 是同一信號(hào)，柵極信號(hào) Gate 1L、Gate2L、Gate3L 是使柵極信號(hào)feite 1H、Gate2H、Gate3H反轉(zhuǎn)了的信號(hào)。首先，如果高壓側(cè)的M0SFET52J4、56通過柵極信號(hào)feitelH、Gate2H、Gate3H而成為ON狀態(tài)，則由于存在電位差，所以平滑電容器Cs2、Cs3中積蓄的能量的一部分分別轉(zhuǎn)移到電容器Cr2、Cr3。接下來，如果高壓側(cè)的M0SFET52J4、56通過柵極信號(hào)feitelH、Gate2H、Gate3H而成為OFF狀態(tài)，低壓側(cè)的M0SFET51、53、55通過柵極信號(hào)fettelL、Gate2L、(}ate3L而成為ON 狀態(tài)，則由于存在電位差，所以電容器Cr2、Cr3中積蓄的能量分別轉(zhuǎn)移到平滑電容器Csl、 Cs2。這樣，通過電容器Cr2、Cr3的充放電，平滑電容器Cs2、Cs3中積蓄的能量轉(zhuǎn)移到平滑電容器Cs2、Csl。于是，使輸入到輸入電壓端子VaH、VaL間的電壓Vl成為被降壓為約1/3倍的電壓 V2，而輸出到輸出電壓端子VbH、VbL間。另外，所輸入的電壓Vl的電力作為降壓為電壓V2 的電カ而轉(zhuǎn)移，所以電壓Vl成為比電壓V2的3倍的電壓大的值。接下來，說明DC/DC轉(zhuǎn)換器102的電壓變換比是1/2倍的情況。柵極信號(hào)feitelH、(;atelL、Gate2H、(;ate2L 是占空比為 50% 的 0N/0FF 信號(hào)，柵極信號(hào)fettelL、(}ate2L是使柵極信號(hào)feitelH、feite2H反轉(zhuǎn)了的信號(hào)。首先，高壓側(cè)的M0SFET52J4通過柵極信號(hào)GatelH、2H而成為ON狀態(tài)，低壓側(cè) M0SFET51、53通過柵極信號(hào)fettelL、2L而成為OFF狀態(tài)。因此，存在電位差，所以平滑電容器Cs2中積蓄的能量的一部分轉(zhuǎn)移到電容器Cr2。接下來，如果高壓側(cè)的M0SFET52J4通過柵極信號(hào)feitelH、2H而成為OFF狀態(tài)，低壓側(cè)的M0SFET51、53通過柵極信號(hào)fettelL、2L而成為ON狀態(tài)，則由于存在電位差，所以電容器Cr2中積蓄的能量轉(zhuǎn)移到平滑電容器Csl。這樣，通過電容器Cr2的充放電，平滑電容器Cs2中積蓄的能量轉(zhuǎn)移到平滑電容器 Csl ο于是，使輸入到輸入電壓端子VaH、VaL間的電壓Vl成為被降壓為約1/2倍的電壓 V2，而輸出到輸出電壓端子VbH、VbL間。另外，使所輸入的電壓Vl的電カ成為被降壓為電壓V2的電カ而轉(zhuǎn)移，所以電壓Vl成為比電壓V2的2倍的電壓大的值。接下來，說明DC/DC轉(zhuǎn)換器102的電壓變換比是1倍的情況。
使高壓側(cè)M0SFET54、56以及低壓側(cè)M0SFET53、55維持為ON狀態(tài)，使高壓側(cè) M0SFET52以及低壓側(cè)M0SFET51維持為OFF狀態(tài)。由此，輸入電壓端子VaH和輸出電壓端子 VbH成為導(dǎo)通狀態(tài)，使輸入到輸入電壓端子VaH、VaL間的電壓Vl成為被降壓為約1倍的電壓V2，而輸出到輸出電壓端子VbH、VbL間。這樣，DC/DC轉(zhuǎn)換器102能夠以1、1/2、或者1/3的電壓變換比(V2/V1)對(duì)輸入電壓Vl進(jìn)行變換而輸出。在該實(shí)施方式4中，也對(duì)電容器Cr2、Cr3串聯(lián)地連接電感器Lr2、Lr3而構(gòu)成了 LC 串聯(lián)體LC2、LC3，所以在能量的轉(zhuǎn)移中，利用了共振現(xiàn)象，沒有M0SFET51 56狀態(tài)變化時(shí)的過渡性的損失，能夠高效地轉(zhuǎn)移大量的能量。這樣，在效率的方面優(yōu)良，但能夠減小用于冷卻電路的散熱器。另外，由于沒有M0SFET51 56的開關(guān)時(shí)的過渡性的損失，所以能夠?qū)㈤_關(guān)頻率設(shè)定得較高。能夠增大LC串聯(lián)體LC2、LC3的共振頻率，能夠?qū)⒛芰哭D(zhuǎn)移用的電感器Lr2、Lr3的電感值和電容器Cr2、Cr3的電容值設(shè)定得較小，實(shí)現(xiàn)電路元件的小型化。由此，能夠使DC/DC轉(zhuǎn)換器102的整體非常小型。此處，說明實(shí)施方式4的車輛用電源系統(tǒng)中使用的發(fā)電機(jī)的輸出特性。圖7是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4的車輛用電源系統(tǒng)中使用的發(fā)電機(jī)的輸出特性的圖，縱軸是輸出電力、橫軸是轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度。另外，在圖7中，實(shí)線表示14V的輸出特性線，單點(diǎn)劃線表示 28V的輸出特性線，虛線表示42V的輸出特性線。另外，在圖7中，將14V的輸出特性線與 28V的輸出特性線的交點(diǎn)處的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為α、將28V的輸出特性線與42V的輸出特性線的交點(diǎn)處的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為β。如從圖7可知，在小于旋轉(zhuǎn)速度α的區(qū)域中，在將輸出電壓設(shè)定為14V的情況下， 能夠輸出大的發(fā)電電力，在旋轉(zhuǎn)速度α以上小于β的區(qū)域中，在將輸出電壓設(shè)定為^V的情況下，能夠輸出大的發(fā)電電力，在旋轉(zhuǎn)速度β以上的區(qū)域中，在將輸出電壓設(shè)定為42V的情況下，能夠輸出大的發(fā)電電力。在汽車中，通常使用的引擎1的旋轉(zhuǎn)速度是IOOOrpm 3000rpm的范圍。因此，在引擎1的旋轉(zhuǎn)速度是IOOOrpm 3000rpm的范圍內(nèi)，調(diào)整引擎1與發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子3之間的動(dòng)カ傳遞機(jī)構(gòu)的動(dòng)カ傳遞比，使得得到圖7所示的輸出特性。在該實(shí)施方式4的車輛用電源系統(tǒng)中，控制電路17監(jiān)視轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)速度，根據(jù)發(fā)電機(jī)2的發(fā)電時(shí)的轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)速度，將輸出電壓設(shè)定為14V、28V或者42V。此處，也可以根據(jù)引擎1的轉(zhuǎn)速f和滑輪比(動(dòng)カ傳遞比)計(jì)算轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)速度。首先，如果轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)速度小于旋轉(zhuǎn)速度α，則輸出電壓被設(shè)定為14V。因此， 控制電路17使M0SFET53 56成為ON狀態(tài)，使M0SFET51 52成為ON狀態(tài)，使發(fā)電機(jī)2 的輸出和DC/DC轉(zhuǎn)換器102的輸出成為短路狀態(tài)。然后，通過調(diào)節(jié)器電路9調(diào)整勵(lì)磁繞組 4的勵(lì)磁電流，DC/DC轉(zhuǎn)換器102的輸出電壓(V2)被調(diào)整為14V，蓄電池14被充電。此時(shí)， 發(fā)電機(jī)2的輸出電壓成為比14V稍大的值。在該動(dòng)作狀態(tài)下，在DC/DC轉(zhuǎn)換器102內(nèi)不流過高頻的電流，所以能夠?qū)崿F(xiàn)電カ損失小的能量轉(zhuǎn)移。另外，如果轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)速度是旋轉(zhuǎn)速度α以上小于β，則輸出電壓被設(shè)定為 ^V。因此，控制電路17如上所述，設(shè)為M0SFET55、56的ON狀態(tài)，反復(fù)M0SFET51 54的 0N/0FF動(dòng)作，以使DC/DC轉(zhuǎn)換器102的輸出電壓V2與發(fā)電機(jī)2的輸出電壓Vl的關(guān)系成為 Vl = 2 -V2的方式維持。接下來，通過調(diào)節(jié)器電路9調(diào)整勵(lì)磁繞組4的勵(lì)磁電流，以使DC/DC轉(zhuǎn)換器102的輸出電壓(V2)成為14V的方式調(diào)整，蓄電池14被充電。此時(shí)，發(fā)電機(jī)2的輸出電壓成為比14V的2倍的^V稍大的值。進(jìn)而，如果轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)速度是旋轉(zhuǎn)速度β以上，則輸出電壓被設(shè)定為42V。因此，控制電路17如上所述，反復(fù)M0SFET51 56的0N/0FF動(dòng)作，以使DC/DC轉(zhuǎn)換器102的輸出電壓V2與發(fā)電機(jī)2的輸出電壓Vl的關(guān)系成為Vl = 3 -V2的方式維持。接下來，通過調(diào)節(jié)器電路9調(diào)整勵(lì)磁繞組4的勵(lì)磁電流，以使DC/DC轉(zhuǎn)換器102的輸出電壓(V2)成為14V 的方式調(diào)整，蓄電池14被充電。此時(shí)，發(fā)電機(jī)2的輸出電壓成為比14V的3倍的42V稍大的值。此處，在變更DC/DC轉(zhuǎn)換器102的電壓變換比(1/n)的η時(shí)，控制電路17以使勵(lì)磁繞組4中流過的勵(lì)磁電流成為零的方式，控制調(diào)節(jié)器電路9，在使發(fā)電機(jī)2成為不發(fā)電的狀態(tài)之后，操作切換開關(guān)60，而變更變壓變換比。另外，發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電力被充電到蓄電池14，并且通過控制電路17對(duì)帶電流控制功能的DC/DC轉(zhuǎn)換器101的開關(guān)元件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電力的輸出電壓被降壓而發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電カ被蓄電到電雙層電容器16。這樣，根據(jù)該實(shí)施方式4，發(fā)電機(jī)2以能夠輸出大的發(fā)電電カ的輸出電壓進(jìn)行發(fā)電，所以能夠縮短向蓄電池14以及電雙層電容器16的充電時(shí)間，并且能夠使充電量大幅增加。其結(jié)果，能夠高效地再生車輛的制動(dòng)能量。因此，能夠減少在非減速時(shí)使發(fā)電機(jī)2發(fā)電而使蓄電池14以及電雙層電容器16充電的動(dòng)作，所以非減速時(shí)的引擎1的負(fù)載降低，在車輛的燃料消耗上得到提高。另外，在發(fā)電機(jī)2不發(fā)電的狀態(tài)下，變更DC/DC轉(zhuǎn)換器102的電壓變換比，所以不產(chǎn)生浪涌，而能夠避免內(nèi)部電路損傷那樣的情況。另外，在上述實(shí)施方式3、4中，將電壓變換比被設(shè)定為1/n (其中，η是整數(shù))的DC/ DC轉(zhuǎn)換器100、102 (DC/DC轉(zhuǎn)換器(電壓型))用作第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器，將一般的斬波式雙方向DC/DC轉(zhuǎn)換器(帶電流控制功能的DC/DC轉(zhuǎn)換器)用作第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器，但也可以將 DC/DC轉(zhuǎn)換器100、102 (DC/DC轉(zhuǎn)換器(電壓型))用作第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器，將一般的斬波式雙方向DC/DC轉(zhuǎn)換器(帶電流控制功能的DC/DC轉(zhuǎn)換器)用作第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器。實(shí)施方式5.圖8是本發(fā)明的實(shí)施方式5的車輛用電源系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)圖。在圖8中，電雙層電容器16經(jīng)由第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13而與大容量電氣負(fù)載19連接。此處，大容量電氣負(fù)載19相比于車載負(fù)載15是大電容的負(fù)載，例如是使引擎1起動(dòng)的起動(dòng)電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)增壓器、吸塵器等外部電氣設(shè)備。另外，其他結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施方式1同樣地構(gòu)成。針對(duì)大容量電氣負(fù)載19是起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的情況，說明該實(shí)施方式5的車輛用電源系統(tǒng)的動(dòng)作。首先，如果接通鍵開關(guān)，則控制電路17使第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的開關(guān)元件成為 ON。由此，電雙層電容器16中蓄電的電カ被供給到起動(dòng)電動(dòng)機(jī)(大容量電氣負(fù)載19)，起動(dòng)電動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)?？刂齐娐?7監(jiān)視引擎1的起動(dòng)，如果確認(rèn)了引擎1的起動(dòng)，則使第二 DC/DC 轉(zhuǎn)換器13的開關(guān)元件成為OFF。根據(jù)該實(shí)施方式5，構(gòu)成為電雙層電容器16中蓄電的電カ被供給到起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，所以不需要蓄電池14的大電容化，高成本化被抑制。另外，電雙層電容器16相比于鉛蓄電池等蓄電池14，放電性能更優(yōu)良，所以迅速地向起動(dòng)電動(dòng)機(jī)供給電力，而能夠迅速地起動(dòng)引擎1。另外，不會(huì)在伴隨在引擎1的起動(dòng)動(dòng)作時(shí)的大電流放電而降低蓄電池14的壽命。實(shí)施方式6.在上述實(shí)施方式1中，使發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電力蓄電到蓄電池14和電雙層電容器 16，但在該實(shí)施方式6中，使發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電力優(yōu)先蓄電到電雙層電容器16，在發(fā)電機(jī)2 的發(fā)電電カ大的情況下特別有效。在該實(shí)施方式6中，預(yù)先使第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12成為OFF而切斷整流器7的高壓側(cè)輸出端子7a和蓄電池14的連接，如果電雙層電容器16的電位低于規(guī)定值，則使發(fā)電機(jī) 2發(fā)電，并且使第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的開關(guān)元件成為0N，使發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電力僅回收到電雙層電容器16。另外，也可以使第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12預(yù)先成為0N，通過第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13中的電流控制，以使發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電力進(jìn)入電雙層電容器16的方式，進(jìn)行控制，使發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電力回收到電雙層電容器16。然后，控制電路17監(jiān)視蓄電池14的電位，在蓄電池14的電位低于規(guī)定值時(shí)，對(duì)第一以及第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器12、13進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，而通過電雙層電容器16的蓄電電力對(duì)蓄電池14進(jìn)行充電。在該實(shí)施方式6中，針對(duì)蓄電池14不進(jìn)行再生時(shí)的瞬時(shí)大電流充電，所以能夠防止再生所致的蓄電池14的壽命降低。另外，第一以及第二DC/DC轉(zhuǎn)換器12、13的開關(guān)元件不進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作，所以電カ損失被降低，能夠高效地回收發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電力。另夕卜，也可以在將發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電カ蓄電到電雙層電容器16吋，對(duì)第二 DC/DC 轉(zhuǎn)換器13進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，使發(fā)電機(jī)2的輸出電壓降壓為規(guī)定的電壓，而蓄電到電雙層電容器16。實(shí)施方式7.圖9是說明本發(fā)明的實(shí)施方式7的車輛用電源系統(tǒng)中的車輛的加速時(shí)的動(dòng)作的圖，圖10是說明本發(fā)明的實(shí)施方式7的車輛用電源系統(tǒng)中的車輛的減速時(shí)的動(dòng)作的圖，圖 11是說明本發(fā)明的實(shí)施方式7的車輛用電源系統(tǒng)中的車輛的空轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)作的圖。另外，在該實(shí)施方式7中，使用圖1所示的車輛用電源系統(tǒng)來說明車輛的加速吋、 減速時(shí)、空轉(zhuǎn)時(shí)的車輛用電源系統(tǒng)的動(dòng)作控制。首先，通過電壓傳感器(未圖示)檢測(cè)蓄電池14(負(fù)載側(cè)布線18b)的電壓Vb、以及電雙層電容器16的端子電壓Vc，通過旋轉(zhuǎn)傳感器(未圖示)檢測(cè)引擎1的轉(zhuǎn)速f。然后，檢測(cè)傳感器、旋轉(zhuǎn)傳感器的檢測(cè)信號(hào)被輸入到控制電路17。控制電路17根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)、蓄電池14的電壓Vb、以及電雙層電容器16的端子電壓Vc，控制發(fā)電機(jī)2、第一 DC/ DC轉(zhuǎn)換器12、以及第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的動(dòng)作。另外，能夠根據(jù)E⑶信號(hào)、引擎轉(zhuǎn)速f的增減、油門踏板、剎車踏板的狀態(tài)等，判斷加速、減速、定速行駛(巡行)、停止等車輛的行駛狀態(tài)。接下來，對(duì)于第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的充放電電流，以使電壓Vb恒定為規(guī)定的第1 電壓值、例如14V(控制目標(biāo)值)的方式，進(jìn)行反饋控制。即，如果電壓Vb低于14V，則以使來自電雙層電容器16的放電量增加的方式，對(duì)第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13進(jìn)行動(dòng)作控制，進(jìn)行向蓄電池14的充電和向車載負(fù)載15的電カ供給。另外，如果電壓Vb高于14V，則以使來自
13電雙層電容器16的放電量降低、或者以使電雙層電容器16充電的方式，對(duì)第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13進(jìn)行動(dòng)作控制。但是，僅在端子電壓Vc是規(guī)定的范圍內(nèi)，經(jīng)由第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13 進(jìn)行電雙層電容器16的充放電動(dòng)作，在其范圍外，第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13停止。例如，以在端子電壓Vc是28V 14V的范圍內(nèi)，使電雙層電容器16充放電的方式，對(duì)第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13進(jìn)行動(dòng)作控制。另外，如果端子電壓Vc成為^V以上，則判斷為電雙層電容器16是過充電狀態(tài)，如果端子電壓Vc小于14V，則判斷為電雙層電容器16是過放電狀態(tài)，第二 DC/ DC轉(zhuǎn)換器13的動(dòng)作停止。進(jìn)而，發(fā)電機(jī)2在加速時(shí)、定速行駛時(shí)、以及空轉(zhuǎn)時(shí)，以使電壓Vb成為比14V(第1 電壓值)低的第2電壓值、例如13. 5V(控制目標(biāo)值)的方式，在減速時(shí)，以使電壓Vb成為比14V(第1電壓值)高的第3電壓值、例如14. 5V(控制目標(biāo)值)的方式，調(diào)整勵(lì)磁電流而進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。即，如果電壓Vb低于控制目標(biāo)值，則增加勵(lì)磁電流而増加發(fā)電機(jī)2的發(fā)電量，如果電壓Vb高于控制目標(biāo)值，則減少勵(lì)磁電流而降低發(fā)電機(jī)2的發(fā)電量。此處，對(duì)于控制對(duì)象量，由于經(jīng)由第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12進(jìn)行，所以例如在第一 DC/ DC轉(zhuǎn)換器12進(jìn)行著2 1電壓變換的情況下，在以使電壓Vb恒定為14V的方式進(jìn)行控制意味著如下情況，即以使發(fā)電機(jī)側(cè)布線18a的電壓成為^V的方式，對(duì)第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器 13進(jìn)行動(dòng)作控制。另外，在第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12進(jìn)行著1 1電壓變換的情況下，在以使電壓Vb恒定為14V的方式進(jìn)行控制意味著如下情況，即以使發(fā)電機(jī)側(cè)布線18a的電壓成為 14V的方式，對(duì)第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13進(jìn)行動(dòng)作控制。另外，對(duì)第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12進(jìn)行動(dòng)作控制，以使改變低壓側(cè)與高壓側(cè)的變壓比，使得如果引擎轉(zhuǎn)速f是例如為空轉(zhuǎn)域即小于IOOOrpm，則進(jìn)行1 1電壓變換，如果是 IOOOrpm以上，則進(jìn)行2 1電壓變換。接下來，參照?qǐng)D9，說明車輛加速時(shí)的發(fā)電機(jī)2、第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12、以及第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的動(dòng)作?？刂齐娐?7如果判斷為車輛是加速狀態(tài)，則將發(fā)電機(jī)2的控制目標(biāo)值設(shè)定為 13. 5V，將第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的控制目標(biāo)值設(shè)定為14V。于是，在車輛的加速狀態(tài)下，引擎轉(zhuǎn)速f是IOOOrpm以上，所以以進(jìn)行2 1電壓變換的方式，對(duì)第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12進(jìn)行動(dòng)作控制。然后，如果判斷為端子電壓Vc是14V以上，則以使電壓Vb成為14V的方式，對(duì)第 ニ DC/DC轉(zhuǎn)換器13進(jìn)行動(dòng)作控制。即，以使發(fā)電機(jī)側(cè)布線18a的電壓成為^V的方式，對(duì)第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13進(jìn)行動(dòng)作控制。由此，電雙層電容器16中蓄電的電カ被放電，對(duì)車載負(fù)載15供給必要的電力，或者蓄電池14被充電。因此，電壓Vb高于作為發(fā)電機(jī)2的控制目標(biāo)值的13. 5V，所以不會(huì)向發(fā)電機(jī)2通電勵(lì)磁電流，發(fā)電機(jī)2成為非發(fā)電狀態(tài)。另外，電雙層電容器16中蓄電的電カ被放電，如果端子電壓Vc低于14V，則第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的動(dòng)作停止。然后，如果電壓Vb低于13. 5V，則發(fā)電機(jī)2進(jìn)行發(fā)電動(dòng)作，對(duì)車載負(fù)載15供給電カ。此時(shí)，以使電壓Vb成為13. 5V的方式，調(diào)整對(duì)發(fā)電機(jī)2通電的勵(lì)磁電流，發(fā)電機(jī)2的輸出電壓、即發(fā)電機(jī)側(cè)布線18a的電壓成為27V。接下來，參照?qǐng)D10，說明車輛減速時(shí)的發(fā)電機(jī)2、第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12、以及第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的動(dòng)作。控制電路17如果判斷為車輛是減速狀態(tài)，則將發(fā)電機(jī)2的控制目標(biāo)值設(shè)定為14. 5V，將第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的控制目標(biāo)值設(shè)定為14V。然后，在車輛的減速狀態(tài)下，引擎轉(zhuǎn)速f是IOOOrpm以上，所以以進(jìn)行2 1電壓變換的方式，對(duì)第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12進(jìn)行動(dòng)作控制。然后，以使電壓Vb成為14. 5V的方式，調(diào)整對(duì)發(fā)電機(jī)2通電的勵(lì)磁電流，發(fā)電機(jī)2 進(jìn)行發(fā)電動(dòng)作。由此，發(fā)電機(jī)2的輸出電壓、即發(fā)電機(jī)側(cè)布線18a的電壓成為^V。然后，通過第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12對(duì)發(fā)電機(jī)側(cè)布線18a的電壓進(jìn)行2 1電壓變換，負(fù)載側(cè)布線18b 的電壓成為14. 5V。因此，電壓Vb高于作為第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的控制目標(biāo)值的14V。然后，如果判斷為端子電壓Vc小于^V，則對(duì)第二DC/DC轉(zhuǎn)換器13進(jìn)行動(dòng)作控制， 對(duì)車載負(fù)載15供給必要的電力，剩余電力被蓄電到電雙層電容器16。S卩，如果電壓Vb被維持為14V，則對(duì)車載負(fù)載15供給必要的電力，發(fā)電機(jī)2的控制目標(biāo)值是14. 5V，所以超過 14V的電力成為剩余電力，被蓄電到電雙層電容器16。另外，減速狀態(tài)繼續(xù)，電雙層電容器16成為滿充電狀態(tài)，如果端子電壓Vc成為28V 以上，則第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的動(dòng)作停止。發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電力被供給到車載負(fù)載15以及蓄電池14。接下來，參照?qǐng)D11，說明車輛空轉(zhuǎn)時(shí)的發(fā)電機(jī)2、第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12、以及第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的動(dòng)作。控制電路17如果判斷為車輛是空轉(zhuǎn)狀態(tài)，則將發(fā)電機(jī)2的控制目標(biāo)值設(shè)定為 13. 5V，將第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的控制目標(biāo)值設(shè)定為14V。然后，在車輛的空轉(zhuǎn)狀態(tài)下，引擎轉(zhuǎn)速f小于IOOOrpm，所以以進(jìn)行1 1電壓變換的方式，對(duì)第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12進(jìn)行動(dòng)作控制。然后，如果判斷為端子電壓Vc是14V以上，則以使電壓Vb成為14V的方式，對(duì)第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13進(jìn)行動(dòng)作控制。即，以使發(fā)電機(jī)側(cè)布線18a的電壓成為14V的方式，對(duì)第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13進(jìn)行動(dòng)作控制。由此，電雙層電容器16中蓄電的電力被放電，對(duì)車載負(fù)載15供給必要的電力，或者蓄電池14被充電。因此，電壓Vb高于作為發(fā)電機(jī)2的控制目標(biāo)值的13. 5V，所以不會(huì)向發(fā)電機(jī)2通電勵(lì)磁電流，發(fā)電機(jī)2成為非發(fā)電狀態(tài)。另外，電雙層電容器16中蓄電的電力被放電，如果端子電壓Vc低于14V，則第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的動(dòng)作停止。然后，如果電壓Vb低于13. 5V，則發(fā)電機(jī)2進(jìn)行發(fā)電動(dòng)作，對(duì)車載負(fù)載15供給電力。此時(shí)，以使電壓Vb成為13. 5V的方式，調(diào)整對(duì)發(fā)電機(jī)2通電的勵(lì)磁電流，發(fā)電機(jī)2的輸出電壓、即發(fā)電機(jī)側(cè)布線18a的電壓成為13. 5V。此處，在車輛是定速行駛(巡行)狀態(tài)的情況下，引擎轉(zhuǎn)速f是IOOOrpm以上，所以以進(jìn)行2 1電壓變換的方式，對(duì)第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12進(jìn)行動(dòng)作控制。因此，在車輛是定速行駛狀態(tài)的情況下，在圖11中，如果端子電壓Vc是14V以上，則以使發(fā)電機(jī)側(cè)布線18a 的電壓成為的方式，對(duì)第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13進(jìn)行動(dòng)作控制，發(fā)電機(jī)2成為非發(fā)電狀態(tài)。 另外，如果端子電壓Vc小于14V，則第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的動(dòng)作停止，以使發(fā)電機(jī)側(cè)布線 18a的電壓成為27V的方式，調(diào)整對(duì)發(fā)電機(jī)2通電的勵(lì)磁電流。另外，在車輛停止了的情況下，在圖11中，如果端子電壓Vc小于14V，則發(fā)電機(jī)2 成為非發(fā)電狀態(tài)。另外，其他動(dòng)作與空轉(zhuǎn)狀態(tài)下的動(dòng)作相同。此處，在以往的電源系統(tǒng)中，需要系統(tǒng)控制用ECU(Electronic Control Unit，電子控制單元)，ECU判別各設(shè)備的獨(dú)立的信息而決定發(fā)電狀態(tài)。因此，ECU中的運(yùn)算量、ECU與各設(shè)備之間的通信量龐大。如果采用本電源系統(tǒng)，則通過針對(duì)每個(gè)設(shè)備設(shè)定獨(dú)立的控制目標(biāo)值并針對(duì)每個(gè)設(shè)備根據(jù)控制目標(biāo)值進(jìn)行控制，能夠被動(dòng)地最佳地進(jìn)行減速時(shí)的能量再生控制。由此，從ECU向各設(shè)備的控制簡(jiǎn)化，或者變得不需要。實(shí)施方式8.圖12是說明本發(fā)明的實(shí)施方式8的車輛用電源系統(tǒng)中的車輛的加速時(shí)的動(dòng)作的圖，圖13是說明本發(fā)明的實(shí)施方式8的車輛用電源系統(tǒng)中的車輛的減速時(shí)的動(dòng)作的圖。在上述實(shí)施方式7中，以在引擎轉(zhuǎn)速f小于IOOOrpm的情況下，進(jìn)行1 1電壓變換，在是IOOOrpm以上的情況下，進(jìn)行2 1電壓變換的方式，對(duì)第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12進(jìn)行動(dòng)作控制，但在該實(shí)施方式8中，對(duì)第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12進(jìn)行動(dòng)作控制，使得在轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)速度小于旋轉(zhuǎn)速度α的情況下，進(jìn)行1 1電壓變換，在是旋轉(zhuǎn)速度α以上的情況下， 進(jìn)行2 1電壓變換。另外，對(duì)于其他動(dòng)作條件，與上述實(shí)施方式7相同。首先，參照?qǐng)D12，說明車輛加速時(shí)的發(fā)電機(jī)2、第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12、以及第二 DC/ DC轉(zhuǎn)換器13的動(dòng)作?？刂齐娐?7如果判斷為車輛是加速狀態(tài)，則將發(fā)電機(jī)2的控制目標(biāo)值設(shè)定為
13.5V，將第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的控制目標(biāo)值設(shè)定為14V。另外，在圖12中，以進(jìn)行2 1 電壓變換的方式，對(duì)第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12進(jìn)行動(dòng)作控制，但在轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)速度小于旋轉(zhuǎn)速度α的情況下，以進(jìn)行1 1電壓變換的方式，對(duì)第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12進(jìn)行動(dòng)作控制。然后，如果判斷為端子電壓Vc是14V以上，則以使電壓Vb成為14V的方式，對(duì)第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13進(jìn)行動(dòng)作控制。由此，電雙層電容器16中蓄電的電力被放電，對(duì)車載負(fù)載15供給必要的電力，或者蓄電池14被充電。因此，電壓Vb高于作為發(fā)電機(jī)2的控制目標(biāo)值的13. 5V，所以不會(huì)向發(fā)電機(jī)2通電勵(lì)磁電流，發(fā)電機(jī)2成為非發(fā)電狀態(tài)。另外，電雙層電容器16中蓄電的電力被放電，如果端子電壓Vc低于14V，則第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的動(dòng)作停止。然后，如果電壓Vb低于13. 5V，則發(fā)電機(jī)2進(jìn)行發(fā)電動(dòng)作，對(duì)車載負(fù)載15供給電力。此時(shí)，以使電壓Vb成為13. 5V的方式，調(diào)整對(duì)發(fā)電機(jī)2通電的勵(lì)磁電流。接下來，參照?qǐng)D13，說明車輛減速時(shí)的發(fā)電機(jī)2、第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12、以及第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的動(dòng)作?？刂齐娐?7如果判斷為車輛是減速狀態(tài)，則將發(fā)電機(jī)2的控制目標(biāo)值設(shè)定為
14.5V，將第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的控制目標(biāo)值設(shè)定為14V。然后，如果判斷為端子電壓Vc是^V以上，則第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的動(dòng)作停止， 以使電壓Vb成為14. 5V的方式，調(diào)整對(duì)發(fā)電機(jī)2通電的勵(lì)磁電流，發(fā)電機(jī)2進(jìn)行發(fā)電動(dòng)作。 此時(shí)，對(duì)第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12進(jìn)行動(dòng)作控制，使得在轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)速度小于旋轉(zhuǎn)速度α的情況下，進(jìn)行1 1電壓變換，在是旋轉(zhuǎn)速度α以上的情況下，進(jìn)行2 1電壓變換。另外，如果判斷為端子電壓Vc小于^V，則判斷轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)速度是否為旋轉(zhuǎn)速度 α以上。然后，如果轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)速度是旋轉(zhuǎn)速度α以上，則以進(jìn)行2 1電壓變換的方式，對(duì)第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12進(jìn)行動(dòng)作控制，以使電壓Vb成為14. 5V的方式，調(diào)整對(duì)發(fā)電機(jī)2 通電的勵(lì)磁電流，發(fā)電機(jī)2進(jìn)行發(fā)電動(dòng)作。進(jìn)而，對(duì)第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13進(jìn)行動(dòng)作控制，對(duì)車載負(fù)載15供給必要的電力，超過14V的電力被蓄電到電雙層電容器16。另外，減速狀態(tài)
16繼續(xù)，電雙層電容器16成為滿充電狀態(tài)，如果端子電壓Vc成為^V以上，則第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的動(dòng)作停止。發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電力被供給到車載負(fù)載15以及蓄電池14。另外，如果轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)速度小于旋轉(zhuǎn)速度α，則以進(jìn)行1 1電壓變換的方式， 對(duì)第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12進(jìn)行動(dòng)作控制，以使電壓Vb成為14. 5V的方式，調(diào)整對(duì)發(fā)電機(jī)2通電的勵(lì)磁電流，發(fā)電機(jī)2進(jìn)行發(fā)電動(dòng)作。對(duì)第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13進(jìn)行動(dòng)作控制，對(duì)車載負(fù)載15供給必要的電力，超過14V 的電力被蓄電到電雙層電容器16。另外，減速狀態(tài)繼續(xù)，電雙層電容器16成為滿充電狀態(tài)，如果端子電壓Vc成為28V 以上，則第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的動(dòng)作停止。對(duì)車載負(fù)載15以及蓄電池14供給發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電力。另外，空轉(zhuǎn)時(shí)、巡行時(shí)、停止時(shí)的控制與上述實(shí)施方式7相同，所以此處省略其說明。根據(jù)該實(shí)施方式8，考慮圖5所示的發(fā)電機(jī)2的輸出特性，如果轉(zhuǎn)子3的旋轉(zhuǎn)速度成為旋轉(zhuǎn)速度α以上，則以能夠按照能夠輸出大的發(fā)電電力的輸出電壓進(jìn)行發(fā)電的方式， 對(duì)發(fā)電機(jī)2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，所以能夠縮短向蓄電池14以及電雙層電容器16的充電時(shí)間，并且能夠使充電量大幅增加。其結(jié)果，能夠高效地再生車輛的制動(dòng)能量。因此，能夠減少非減速時(shí)的使發(fā)電機(jī)2發(fā)電而使蓄電池14以及電雙層電容器16充電的動(dòng)作，所以非減速時(shí)的引擎1的負(fù)載降低，在車輛的燃料消耗上得到提高。實(shí)施方式9.圖14是本發(fā)明的實(shí)施方式9的車輛用電源系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)圖，圖15是說明本發(fā)明的實(shí)施方式9的車輛用電源系統(tǒng)中的系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作的圖。在圖14中，作為報(bào)告單元的警告燈20設(shè)置于例如車輛的儀表盤，由控制電路17 進(jìn)行0N/0FF控制，通過點(diǎn)亮而對(duì)駕駛員報(bào)告電雙層電容器16的狀態(tài)異常。第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13由圖4所示的帶電流控制機(jī)構(gòu)的DC/DC轉(zhuǎn)換器101構(gòu)成。另外，其他結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施方式1同樣地構(gòu)成。接下來，根據(jù)圖15，說明由控制電路17進(jìn)行的車輛用電源系統(tǒng)的系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作。 另外，在圖15中，SlOO S104表示步驟100 步驟104。首先，控制電路17判定第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13是否開始了放電動(dòng)作(步驟100)。 然后，如果判定為第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13開始了放電動(dòng)作，則取入第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13中流過的電流、即電雙層電容器16的放電電流Ic和電雙層電容器16的端子電壓Vc，計(jì)算放電初始狀態(tài)的電雙層電容器16的內(nèi)部電阻值(步驟101)。接下來，判定所計(jì)算出的內(nèi)部電阻值是否為判定值以上(步驟102)。在步驟103 中，如果所計(jì)算出的內(nèi)部電阻值是判定值以上，則判斷為電雙層電容器16處于狀態(tài)異常 (溫度異常、或者劣化)，轉(zhuǎn)移到步驟103而使警告燈20點(diǎn)亮。進(jìn)而，轉(zhuǎn)移到步驟104，停止利用第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的放電動(dòng)作，結(jié)束系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作。另外，在判斷為電雙層電容器 16是狀態(tài)異常(溫度異常、或者劣化)的情況下，使充電動(dòng)作也停止。另外，在步驟102中， 在所計(jì)算出的內(nèi)部電阻值小于判定值的情況下，判斷為電雙層電容器16正常，結(jié)束系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作。此處，判定值是成為判定電雙層電容器16的狀態(tài)異常(溫度異常、或者劣化)的指標(biāo)的內(nèi)部電阻值，能夠根據(jù)電阻值推測(cè)電雙層電容器的溫度，如果溫度變高，則電雙層電容器的壽命變短，并且，根據(jù)溫度以外的主要原因、例如由于電解液泄漏而電阻變高等理由，設(shè)定為電雙層電容器的初始內(nèi)部電阻值的1.4倍。如果僅考慮溫度，電阻值成為1. 4倍相當(dāng)于約120°C的溫度上升。溫度上升120°C 意味著，根據(jù)電雙層電容器的溫度與壽命的關(guān)系(如果溫度上升10°c，則壽命成為1/2 倍)，壽命成為約1/1000倍，成為壽命被大幅縮短的狀態(tài)。根據(jù)該實(shí)施方式9，控制電路17在第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的放電開始時(shí)，根據(jù)放電開始時(shí)的內(nèi)部電阻值，判定電雙層電容器16的狀態(tài)，如果判定為電雙層電容器16不正常、 即溫度異?；蛘吡踊?，則使警告燈20點(diǎn)亮。因此，駕駛員能夠通過警告燈20的點(diǎn)亮來識(shí)別電雙層電容器16的狀態(tài)異常，知道到了電雙層電容器16的更換時(shí)期。另外，控制電路17如果判斷為電雙層電容器16處于狀態(tài)異常(溫度異常、或者劣化)，則停止第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的放電動(dòng)作，所以能夠未然地防止第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13 持續(xù)放電動(dòng)作所致的系統(tǒng)故障。另外，充電動(dòng)作也停止，所以能夠未然地避免持續(xù)充電所致的系統(tǒng)故障。另外，即使第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的放電動(dòng)作停止，仍對(duì)車載負(fù)載15供給發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電力或者蓄電池14的電力，所以不會(huì)對(duì)車載負(fù)載15的運(yùn)轉(zhuǎn)造成障礙。實(shí)施方式10.圖16是本發(fā)明的實(shí)施方式10的車輛用電源系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)圖，圖17是說明本發(fā)明的實(shí)施方式10的車輛用電源系統(tǒng)中的系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作的圖。在圖16中，作為報(bào)告單元的警告燈21設(shè)置于例如車輛的儀表盤，由控制電路17 進(jìn)行0N/0FF控制，通過點(diǎn)亮而對(duì)駕駛員報(bào)告第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12的動(dòng)作異常。另外，其他結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施方式1同樣地構(gòu)成。接下來，根據(jù)圖17，說明由控制電路17進(jìn)行的車輛用電源系統(tǒng)的系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作。 另外，在圖17中，SllO S115表示步驟110 步驟115。首先，控制電路17判定第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12是否開始了動(dòng)作(步驟110)。然后， 如果判定為第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12開始了動(dòng)作，則取入發(fā)電機(jī)側(cè)布線18a的電壓Va和負(fù)載側(cè)布線18b的電壓Vb(步驟111)。接下來，求出第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12動(dòng)作的電壓交換比 (1/n倍)，判定Vb/Va是否與1/n —致(步驟112)。例如，在第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12以1/2 倍的電壓交換比動(dòng)作的情況下，判定Vb/Va是否與1/2 —致。另外，在第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12 以1倍的電壓交換比動(dòng)作的情況下，判定Vb/Va是否與1 一致。接下來，在步驟112中，如果Vb/Va與1/n —致，則判斷為第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12 正常地動(dòng)作，返回步驟111。另外，在步驟112中，如果Vb/Va與1/n不一致，則判斷為第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12沒有正常地動(dòng)作，轉(zhuǎn)移到步驟113而使警告燈21點(diǎn)亮。接下來，轉(zhuǎn)移到步驟114，停止第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的動(dòng)作，轉(zhuǎn)移到步驟115。在步驟115中，以使勵(lì)磁繞組 4中流過的勵(lì)磁電流成為零的方式，控制調(diào)節(jié)器電路9，停止發(fā)電機(jī)2的發(fā)電，結(jié)束系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作。另外，以使電壓交換比成為l/n(n 整數(shù))的方式，對(duì)第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制， 但由于內(nèi)部電路中的電壓下降，有時(shí)偏離整數(shù)倍，該電壓下降是1 2V，輸入側(cè)電壓變高。 具體而言，電壓交換比在1/2動(dòng)作時(shí)，成為14/Q8+2) ~ 14/(28+0), BP 0. 933X (1/2) IX (1/2)的范圍，在 1/3 動(dòng)作時(shí)，成為 14/(42+2) 14/(42+0)、即 0.955X (1/3) IX (1/3)的范圍。因此，考慮上述現(xiàn)象，將步驟112中的第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12的動(dòng)作是否正常的指標(biāo)設(shè)定為0.9X (1/n) 1.0X (l/η)。即，在步驟112中，在0.9X (1/n)彡(Vb/ Va) ( 1.0X (l/η)的情況下，判定為第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12的動(dòng)作正常。此處，第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12的動(dòng)作異常的情況是指，不僅包括由于第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12自身的故障而未成為所設(shè)定的l/η倍的電壓交換比的情況，而且還包括例如發(fā)電機(jī)側(cè)布線18a的一部分脫落而成為不流過電流的狀態(tài)的情況。因此，在第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12 的動(dòng)作異常的情況下，發(fā)電機(jī)2發(fā)電的電壓Va成為與第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12的l/η倍無關(guān)的高壓。然后，如果發(fā)電機(jī)2發(fā)電的電壓Va超過第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13的耐壓，則導(dǎo)致第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13被破壞。根據(jù)該實(shí)施方式10，控制電路17根據(jù)第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12的前后的電壓，判定第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12的動(dòng)作是否正常，如果判定為第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12的動(dòng)作異常，則使警告燈21點(diǎn)亮。因此，駕駛員能夠通過警告燈21的點(diǎn)亮識(shí)別第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12的動(dòng)作異常，使車輛停止，而委托修理，并且能夠未然地防止第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13被破壞。另外，控制電路17如果判定為第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12的動(dòng)作異常，則停止第二 DC/ DC轉(zhuǎn)換器13的動(dòng)作，并且停止發(fā)電機(jī)2的發(fā)電，所以能夠可靠地防止第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器13 被破壞。另外，控制電路17根據(jù)第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12的前后的電壓Va、Vb，判定第一 DC/ DC轉(zhuǎn)換器12的動(dòng)作是否正常，所以能夠通過簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)判定第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器12的動(dòng)作異常。此處，在上述實(shí)施方式7 10中，以圖1所示的車輛用電源系統(tǒng)進(jìn)行了說明，但也可以使用圖2所示的車輛用電源系統(tǒng)。另外，在上述實(shí)施方式7型10中，使用電壓變換比是1倍和1/2倍的第一 DC/DC 轉(zhuǎn)換器12而進(jìn)行了說明，但當(dāng)然也可以使用電壓變換比是1倍、1/2倍、1/3倍的第一DC/DC
轉(zhuǎn)換器。另外，在上述各實(shí)施方式中，設(shè)為作為發(fā)電機(jī)使用車輛用交流發(fā)電機(jī)，但本發(fā)明不限于車輛用交流發(fā)電機(jī)，即使應(yīng)用于車輛用發(fā)電電動(dòng)機(jī)，也得到同樣的效果。另外，在上述各實(shí)施方式中，說明為通過1個(gè)控制電路控制第1以及第2蓄電裝置和發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)器電路的驅(qū)動(dòng)，但控制電路也可以被分割為控制第1以及第2蓄電裝置的驅(qū)動(dòng)的控制電路、和控制發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)器電路的驅(qū)動(dòng)的控制電路。另外，在上述各實(shí)施方式中，將電雙層電容器用作第2蓄電裝置，但第2蓄電裝置不限于電雙層電容器，第2蓄電裝置只要具有比第1蓄電裝置小的蓄電容量即可，而能夠使用例如鋰離子電容器、鋰離子電池、鋰離子電池/電雙層電容器的復(fù)合電源。另外，在上述各實(shí)施方式中，設(shè)為整流器構(gòu)成為使用了二極管橋的三相全波整流電路，但整流器也可以具有進(jìn)行同步整流的M0SFET、利用寄生二極管進(jìn)行整流的MOSFET等多相逆變器。另外，在上述各實(shí)施方式中，對(duì)于發(fā)電機(jī)的定子，設(shè)為使用3相交流繞組，但定子繞組不限于3相交流繞組，而也可以是使3相交流繞組多重化的結(jié)構(gòu)、多相交流繞組(例如，5相、7相)。在該情況下，整流器通過與相數(shù)對(duì)應(yīng)的全波整流電路，將交流電力整流為直流。
權(quán)利要求
1.一種車輛用電源系統(tǒng)，其特征在干，具備 發(fā)電機(jī)，被引擎驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生交流電カ；整流器，將由所述發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電カ整流為直流電カ而輸出； 第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器，經(jīng)由發(fā)電機(jī)側(cè)布線而與所述整流器的高壓側(cè)輸出端子連接，將該整流器的輸出電壓的電壓值變換為不同的直流電壓而輸出；第1蓄電裝置，經(jīng)由負(fù)載側(cè)布線而與所述第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器連接，對(duì)車載負(fù)載供給電力；第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器，經(jīng)由發(fā)電機(jī)側(cè)布線而與所述整流器的高壓側(cè)輸出端子連接，將該整流器的輸出電壓的電壓值變換為不同的直流電壓而輸出；第2蓄電裝置，具有比所述第1蓄電裝置小的蓄電容量，并與所述第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器連接；調(diào)節(jié)器電路，與所述發(fā)電機(jī)側(cè)布線或者所述負(fù)載側(cè)布線連接，對(duì)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組供給勵(lì)磁電流；以及控制電路，對(duì)所述第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器以及所述第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，將所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電電力蓄電到所述第1蓄電裝置以及所述第2蓄電裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用電源系統(tǒng)，其特征在干，所述第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器以及所述第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器的一方由電壓變換比為大致1/n倍的DC/DC轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，其中η是整數(shù)，所述控制電路對(duì)所述DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制而變更電壓變換比的η。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛用電源系統(tǒng)，其特征在干，所述控制電路在變更所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的電壓變換比的η時(shí)，控制所述調(diào)節(jié)器電路，以使停止向所述勵(lì)磁繞組供給電力，使所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電停止。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任意一項(xiàng)所述的車輛用電源系統(tǒng)，其特征在干，能夠從所述第2蓄電裝置經(jīng)由所述第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器，對(duì)比所述車載負(fù)載大容量的大容量電氣負(fù)載進(jìn)行供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中的任意一項(xiàng)所述的車輛用電源系統(tǒng)，其特征在干，所述控制電路對(duì)經(jīng)由所述第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器的所述第2蓄電裝置的充放電電流進(jìn)行反饋控制，使得所述負(fù)載側(cè)布線的電壓成為第1電壓值，并且針對(duì)對(duì)所述發(fā)電機(jī)通電的勵(lì)磁電流進(jìn)行反饋控制，使得在車輛的加速時(shí)以及定速行駛時(shí)，所述負(fù)載側(cè)布線的電壓成為比所述第1電壓值低的第2電壓值，并且在車輛的減速時(shí)，所述負(fù)載側(cè)布線的電壓成為比所述第1電壓值高的第3電壓值。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或者3所述的車輛用電源系統(tǒng)，其特征在干，具備旋轉(zhuǎn)傳感器，該旋轉(zhuǎn)傳感器檢測(cè)所述引擎或者所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度， 所述控制電路根據(jù)由所述旋轉(zhuǎn)傳感器檢測(cè)出的所述旋轉(zhuǎn)速度，變更所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的電壓變換比的η。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中的任意一項(xiàng)所述的車輛用電源系統(tǒng)，其特征在干，所述控制電路對(duì)所述第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行動(dòng)作控制，使得在車輛的加速吋，如果所述第2蓄電裝置是非過放電狀態(tài)，則使所述發(fā)電機(jī)成為非發(fā)電狀態(tài)，對(duì)所述車載負(fù)載供給所述第2蓄電裝置中蓄電的電力，在車輛的減速吋，如果所述第2蓄電裝置是非過充電狀態(tài)，則使所述發(fā)電機(jī)成為發(fā)電狀態(tài)，對(duì)所述車載負(fù)載供給該發(fā)電機(jī)的發(fā)電電カ，并且對(duì)所述第2蓄電裝置進(jìn)行充電。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 4中的任意一項(xiàng)所述的車輛用電源系統(tǒng)，其特征在干， 具有報(bào)告第2蓄電裝置的狀態(tài)異常的報(bào)告單元，所述控制電路在所述第2蓄電裝置的放電開始時(shí)判定該第2蓄電裝置的狀態(tài)，如果該第2蓄電裝置為狀態(tài)異常，則使所述報(bào)告單元?jiǎng)幼?，?duì)駕駛員報(bào)告該第2蓄電裝置的狀態(tài)異常。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 4以及權(quán)利要求8中的任意一項(xiàng)所述的車輛用電源系統(tǒng)，其特征在干，所述控制電路在所述第2蓄電裝置的放電開始時(shí)判定該第2蓄電裝置的狀態(tài)，如果所述第2蓄電裝置為狀態(tài)異常，則停止所述第2蓄電裝置的放電動(dòng)作。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 4中的任意一項(xiàng)所述的車輛用電源系統(tǒng)，其特征在干， 具有報(bào)告所述第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作異常的報(bào)告單元，所述控制電路判定所述第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作是否正常，如果該第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作異常，則使所述報(bào)告單元?jiǎng)幼?，?duì)駕駛員報(bào)告該第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作異常。
11.根據(jù)權(quán)利要求1 4以及權(quán)利要求10中的任意ー項(xiàng)所述的車輛用電源系統(tǒng)，其特征在干，所述控制電路判定所述第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作是否正常，如果所述第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作異常，則停止所述第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作，并且停止所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電。
全文摘要
本發(fā)明得到一種車輛用電源系統(tǒng)，抑制第1蓄電裝置的壽命降低而使發(fā)電機(jī)的發(fā)電電力能夠大幅變化，由此增加第1蓄電裝置的充電量，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛的制動(dòng)能量的再生和在車輛的燃料消耗上得到提高。第一DC/DC轉(zhuǎn)換器(12)經(jīng)由發(fā)電機(jī)側(cè)布線(18a)而與整流器(7)的高壓側(cè)輸出端子(7a)連接，對(duì)車載負(fù)載(15)供給電力的蓄電池(14)與第一DC/DC轉(zhuǎn)換器(12)連接。第二DC/DC轉(zhuǎn)換器(13)經(jīng)由發(fā)電機(jī)側(cè)布線(18a)而與整流器(7)的高壓側(cè)輸出端子(7a)連接，電雙層電容器(16)與第二DC/DC轉(zhuǎn)換器(12)連接。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102549876SQ20108004311
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月16日
發(fā)明者井上正哉, 原田茂樹, 吉澤敏行, 奧田達(dá)也, 永井孝佳, 浦壁隆浩, 田中優(yōu)矢 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社