JP2012213301A - 車両用電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回生エネルギの回収効率を高めること。
【解決手段】
車両用電源装置１００において、発電機１０１は、車両１０に搭載されたエンジンまたはその他の駆動源によって駆動されることにより、低電圧の電気エネルギを生成する。また、発電機１０１は車両１０の運動エネルギを高電圧の電気エネルギに変換して回生制動力を発生させる。高電圧蓄電池１０３は、高電圧の定格電圧を有し、充電時には高電圧の電気エネルギを蓄積する。低電圧蓄電池１０４は、低電圧の定格電圧を有し、充電時には低電圧の電気エネルギを蓄積する。設定部１０７は、発電機１０１により回生制動力が発生する可能性がある車両１０の所定の状態、または、その可能性がある車両１０の所定の操作のときに、発電機１０１の出力電圧を低電圧から高電圧に切り替える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両が制動される際の運動エネルギを電気エネルギ（回生エネルギ）に変換して蓄電池に蓄積する車両用電源装置に関する。

従来の車両用電源装置としては、発電機から出力される回生エネルギを蓄積する第１電源と、電気負荷への給電を行う第２電源と、を備え、第１電源または発電機から直流変換器を介して電気負荷へ給電を行う状態と、発電機から直接電気負荷へ給電を行う状態とを、直流変換器の出力容量および第１電源の充電量に基づいて切り替えるものがある（特許文献１参照）。

また、回生エネルギの回収効率を高めるために、発電機の発電電圧を高電圧と低電圧とに切り替えられるようにして、回生エネルギ発生時に発電電圧を高電圧に設定するものもある（特許文献２参照）。回生エネルギ発生時に発電機の発電電圧を高電圧にすることで、発電機から出力される電流を低減させることができるため、配線の電力損失を考慮して配線を太くする必要がなくなり、回生エネルギの回収効率を高めることができる。発電電圧の切り替えは、車両のブレーキが踏まれて減速が開始されるタイミングで行われる。

特開２０１１−００４５５６号公報 特開平７−３０８０３２号公報

ここで、上記２つの従来の車両用電源装置を組み合わせて、回生エネルギを出力可能な発電機の発電電圧を高電圧または低電圧に設定し、低電圧の電気エネルギ（エンジンによって発電機が駆動されるときの電気エネルギ）を第２電源に蓄積する一方で、車両のブレーキが踏まれたときに高電圧にて回生エネルギを第１電源に蓄積する車両用電源装置を考えることができる。

しかし、発電機の発電電圧が低電圧から高電圧へ切り替わる間には過渡期間が存在し、発電機の発電電圧を低電圧から高電圧へ瞬時に切り替えることはできない。一方で、回生エネルギは車両のブレーキが踏まれて減速が開始された直後に発電機から出力される。よって、ブレーキの踏み込み後直ちに発電機の発電電圧を低電圧から高電圧に切り替えても高電圧への切り替えが間に合わないため、発電機の発電電圧が高電圧に達するまで回生エネルギを第１蓄電源に蓄積することができない。つまり、上記２つの従来の車両用電源装置を単純に組み合わせたのでは、回生エネルギの回収効率が低くなる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、回生エネルギの回収効率をさらに高めることができる車両用電源装置を提供することを目的とする。

本発明の車両用電源装置は、車両に搭載される車両用電源装置であって、可変な出力電圧の電気エネルギを出力可能な発電機と、低電圧の電気エネルギを蓄積する第１蓄電池と、高電圧の電気エネルギを蓄積する第２蓄電池と、前記出力電圧を設定する設定部と、を具備し、前記発電機は、運動エネルギを電気エネルギに変換して回生制動力を発生させ、前記設定部は、前記回生制動力が発生する可能性がある前記車両の所定の状態、または、前記可能性がある前記車両の所定の操作のときに、前記出力電圧を前記低電圧から前記高電圧に切り替える構成を採る。

本発明によれば、回生エネルギの回収効率をさらに高めることができる。

本発明の実施の形態１に係る車両用電源装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る車両用電源装置の処理フロー図 本発明の実施の形態１に係る車両用電源装置の処理タイミング図 本発明の実施の形態２に係る車両用電源装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係る車両用電源装置の構成を示すブロック図

以下、本発明の実施の形態に係る車両用電源装置について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は本実施の形態に係る車両用電源装置１００の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、車両用電源装置１００は、車両１０に搭載されるものである。また、車両用電源装置１００は、発電機１０１、切替スイッチ１０２、高電圧蓄電池１０３、低電圧蓄電池１０４、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０５、電力消費部１０６、設定部１０７、および、パラメータ取得部１０８を備える。

発電機１０１は、可変な出力電圧の電気エネルギを出力可能なものである。また、発電機１０１は、車両１０に搭載されたエンジンまたはその他の駆動源によって駆動されることにより、低電圧（例えば、１４.５Ｖ）の電気エネルギを生成する。また、発電機１０１のシャフトは車両１０の駆動輪の車軸に連結され、発電機１０１は車両１０の運動エネルギを高電圧（例えば、４０Ｖ）の電気エネルギに変換して回生制動力を発生させる。発電機１０１は例えばＩＣレギュレータ付オルタネータであり、設定部１０７からＩＣレギュレータに対して界磁電流の指令を行うことで、発電機１０１の出力電圧を可変にすることができる。この可変の範囲は、例えば、１２Ｖ〜４５Ｖである。

切替スイッチ１０２は、設定部１０７よって切替制御され、（１）発電機１０１と低電圧蓄電池１０４とを接続する状態（第１状態：Ａ点に接続）、（２）発電機１０１と高電圧蓄電池１０３とを接続する状態（第２状態：Ｂ点に接続）、または、（３）発電機１０１と、低電圧蓄電池１０４および高電圧蓄電池１０３のいずれもとを接続しない状態（保留状態：Ｃ点に接続）のいずれかの接続状態をとる。このように、切替スイッチ１０２は、発電機１０１と、低電圧蓄電池１０４および高電圧蓄電池１０３との接続状態を切り替え可能な切替部である。

高電圧蓄電池１０３は、高電圧（例えば、４１Ｖ）の定格電圧を有し、充電時には高電圧の電気エネルギを蓄積する一方で、放電時には高電圧の電気エネルギをＤＣ／ＤＣコンバータ１０５へ出力する。

低電圧蓄電池１０４は、低電圧（例えば、１５Ｖ）の定格電圧を有し、充電時には低電圧の電気エネルギを蓄積する一方で、放電時には低電圧の電気エネルギを電力消費部１０６へ出力する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１０５は、高電圧蓄電池１０３から出力される高電圧の電気エネルギを低電圧の電気エネルギに変圧して電力消費部１０６へ出力する。

電力消費部１０６は、入力された低電圧の電気エネルギを消費する。電力消費部１０６は、例えば、車両１０に搭載された、カーナビゲーション装置、カーオーディオなどのアクセサリ装置、パワーウインドウ、ＥＴＣ（登録商標）、および、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）等の、定格電圧が低電圧の電装品である。

設定部１０７は、パラメータ取得部１０８から入力される各種パラメータに基づいて、
発電機１０１の出力電圧を低電圧または高電圧に設定する。また、設定部１０７は、切替スイッチ１０２の接続状態を切り替える。

パラメータ取得部１０８は、設定部１０７での処理に必要な各種パラメータを取得して設定部１０７に出力する。パラメータ取得部１０８が取得する各種パラメータについては後述する。

次いで、設定部１０７による、発電機１０１に対する電圧切替処理、および、切替スイッチ１０２に対するスイッチ切替処理について説明する。

パラメータ取得部１０８は、車両１０のイグニッションがオフからオンにされたことを示す信号、または、オンからオフにされたことを示す信号を取得して設定部１０７に出力する。設定部１０７は、これらの信号が入力されたとき、発電機１０１の出力電圧を低電圧に設定するとともに、切替スイッチ１０２の接続状態を第１状態（Ａ点に接続）にする。これにより、発電機１０１から出力される低電圧の電気エネルギは、発電機１０１から直接、電力消費部１０６へ供給されるとともに、低電圧蓄電池１０４に蓄積される。

また、設定部１０７は、以下のようにして、発電機１０１により回生制動力が発生する可能性があるときに、発電機１０１の出力電圧を低電圧から高電圧に切り替える。また、設定部１０７は、発電機１０１の出力電圧を低電圧から高電圧に切り替えるときに、切替スイッチ１０２の接続状態を、第１状態（Ａ点に接続）から、保留状態（Ｃ点に接続）を経由して、第２状態（Ｂ点に接続）に切り替える。この際、設定部１０７は、発電機１０１の出力電圧が低電圧から高電圧へ切り替わる間には過渡期間が存在し、発電機１０１の出力電圧が低電圧から高電圧へ切り替わるまでには所定時間要することを考慮して、保留状態（Ｃ点に接続）を所定時間設ける。また、設定部１０７は、発電機１０１により回生制動力が発生する可能性があるか否かを、パラメータ取得部１０８から入力される各種パラメータに基づいて判断する。

設定部１０７が以下のようにして、回生制動力の発生を予測して、発電機１０１の出力電圧を、回生制動力の発生に備えて、発電機１０１から回生エネルギが出力される前に予め低電圧から高電圧に切り替えるため、発電機１０１の出力電圧が低電圧から高電圧へ切り替わる間に過渡期間が存在しても、発電機１０１から回生エネルギが出力される時点までには確実に発電機１０１の出力電圧は高電圧に達する。よって、本実施の形態によれば、発電機１０１の出力電圧が低電圧から高電圧へ切り替わる間の過渡期間における回生エネルギの回収漏れを防いで、回生エネルギの回収効率を高めることができる。

以下、複数の判断パラメータを例示して、発電機１０１の電圧切替処理例について説明する。

＜電圧切替処理例１：判断パラメータとして車両１０の加速度を用いる場合＞
判断パラメータとして車両１０の加速度を用いる場合は、パラメータ取得部１０８は加速度センサによって構成され、加速度センサによって取得された車両１０の加速度が設定部１０７に入力される。

設定部１０７は、車両１０の加速度が正の加速度から負の加速度に変化する状態のときに、発電機１０１により回生制動力が発生する可能性があると判断して、回生制動力の発生に備えて、発電機１０１の出力電圧を低電圧から高電圧に切り替える。

車両１０の加速度が正の加速度から負の加速度に変化するときは、車両１０は減速状態にあるため、発電機１０１により回生制動力が発生する可能性があるからである。

なお、設定部１０７は、車両１０が所定の速度を維持するように自動的に制御されるときに、車両１０の加速度が正の加速度から負の加速度に変化する可能性があると判断して、発電機１０１の出力電圧を低電圧から高電圧に切り替えてもよい。この場合、設定部１０７は、車両１０が所定の速度を維持するように制御されることを示す信号を入力される。車両１０が所定の速度を維持するように自動的に制御されるのは、例えば、車両１０の前方を撮像する車載カメラ等を用いた自動運転の場合である。

また、設定部１０７は、車両１０が車両１０以外の干渉物体を回避するように自動的に制御されるときに、車両１０の加速度が正の加速度から負の加速度に変化する可能性があると判断して、発電機１０１の出力電圧を低電圧から高電圧に切り替えてもよい。この場合、設定部１０７は、車両１０が車両１０以外の干渉物体を回避するように制御されることを示す信号を入力される。車両１０が車両１０以外の干渉物体を回避するように自動的に制御されるのは、例えば、車両１０の前方を撮像する車載カメラ等を用いた自動渉物体回避の場合である。

＜電圧切替処理例２：判断パラメータとして車両１０のアクセルの踏み込み量を用いる場合＞
判断パラメータとして車両１０のアクセルの踏み込み量を用いる場合は、パラメータ取得部１０８はアクセルの踏み込み量を示す信号を取得して設定部１０７に出力する。

設定部１０７は、アクセルの踏み込み量が減少する状態のときに、発電機１０１により回生制動力が発生する可能性があると判断して、回生制動力の発生に備えて、発電機１０１の出力電圧を低電圧から高電圧に切り替える。なお、アクセルの踏み込み量が減少する状態には、アクセルが踏み込まれている状態から放された状態になった場合も含まれる。

車両１０のアクセルの踏み込み量が減少するときは、車両１０は減速状態にあるため、発電機１０１により回生制動力が発生する可能性があるからである。

＜電圧切替処理例３：判断パラメータとして車両１０の方向指示器の操作の有無を用いる場合＞
判断パラメータとして車両１０の方向指示器の操作の有無を用いる場合は、パラメータ取得部１０８は、方向指示器が操作されたことを示す信号を取得して設定部１０７に出力する。

設定部１０７は、方向指示器が方向指示を開始するように操作されるときに、発電機１０１により回生制動力が発生する可能性があると判断して、回生制動力の発生に備えて、発電機１０１の出力電圧を低電圧から高電圧に切り替える。

車両１０の方向指示器が方向指示を開始するように操作されるときは、通常、その操作の直後に車両１０は右左折または車線変更する可能性が高くて車両１０が減速する可能性が高いため、発電機１０１により回生制動力が発生する可能性があるからである。

＜電圧切替処理例４：判断パラメータとして車両１０の現在位置周辺の地図情報を用いる場合＞
判断パラメータとして車両１０の現在位置周辺の地図情報を用いる場合は、パラメータ取得部１０８は、地図情報を記憶する記憶部（図示せず）から車両１０の現在位置周辺の地図情報を読み出して設定部１０７に出力する。

地図情報を記憶する記憶部として、例えば車両１０に搭載されたカーナビゲーション装置を利用することができる。また、車両１０の現在位置は、例えばカーナビゲーション装置のＧＰＳ機能を利用して取得することができる。

設定部１０７は、車両１０の進行方向の地図情報に基づいて、車両１０が所定の走行状態になると判断して発電機１０１の出力電圧を低電圧から高電圧に切り替える。

すなわち、例えば、車両１０の現在位置周辺の地図情報から、車両１０の進行方向に所定の角度より勾配の大きい降坂（例えば、３度以上の降坂）があるときは、設定部１０７は、車両１０がその降坂を走行する状態になると判断し、発電機１０１により回生制動力が発生する可能性があると判断して、回生制動力の発生に備えて、発電機１０１の出力電圧を低電圧から高電圧に切り替える。

なお、勾配の大きさはパーセントで表すことも可能である。例えば、１００メートル進むと１メートル高度が下がる場合を１パーセントの勾配として表すことも可能である。

また、例えば、車両１０の現在位置周辺の地図情報から、車両１０の進行方向に、所定の角度より勾配の大きい降坂が所定の距離以上（例えば、１０メートル以上）続くときは、設定部１０７は、車両１０がその降坂を所定の距離以上走行する状態になると判断し、発電機１０１により回生制動力が発生する可能性があると判断して、回生制動力の発生に備えて、発電機１０１の出力電圧を低電圧から高電圧に切り替える。

車両１０の進行方向に所定の角度より勾配の大きい降坂があるとき、および、車両１０の進行方向に、所定の角度より勾配の大きい降坂が所定の距離以上続くときは、車両１０が降坂にさしかかる前に、車両１０のアクセルの踏み込み量が減少、または、車両１０のブレーキの踏み込み量が増加して車両１０が減速する可能性が高いため、発電機１０１により回生制動力が発生する可能性があるからである。

以上、設定部１０７での電圧切替処理例１−４について説明した。

なお、判断パラメータとして車両１０のブレーキの踏み込みの有無を用いることも考えられる。しかし、ブレーキの踏み込みから、回生制動力が発生して回生エネルギが発生するまでの時間は短いため、低電圧から高電圧に切り替えるための時間の確保が困難となる。したがって、本実施の形態では、ブレーキの踏み込みの有無を、高電圧への切り替えの条件に用いない。

また、上記電圧切替処理例１−４は適宜組み合わせて実施することも可能である。

以下、電圧切替処理例１−４のすべてを組み合わせて実施する場合の一例について説明する。図２は、本実施の形態に係る車両用電源装置１００の処理フロー図である。

図２のＳ２０１において、設定部１０７は、車両１０のイグニッションがオフからオンにされたか否かを判断する。イグニッションがオフからオンにされた場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、および、イグニッションがオフのままの場合（Ｓ２０１：ＮＯ）は、設定部１０７は、発電機１０１の出力電圧を低電圧に設定するとともに、切替スイッチ１０２の接続状態を第１状態（Ａ点に接続）にする（Ｓ２０２，Ｓ２１２）。

Ｓ２０３では、上記電圧切替処理例１の処理が行われる。すなわち、車両１０の加速度が正の加速度から負の加速度に変化するときは（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、設定部１０７は、発電機１０１の出力電圧を低電圧から高電圧に切り替えるともに、切替スイッチ１０２の接続状態を、第１状態（Ａ点に接続）から保留状態（Ｃ点に接続）を経由して第２状態（Ｂ点に接続）に切り替える（Ｓ２１４）。一方、車両１０の加速度が正の加速度から負の加速度に変化しないときは（Ｓ２０３：ＮＯ）、設定部１０７は、Ｓ２０２の状態を維持する（Ｓ２０４）。

Ｓ２０７では、上記電圧切替処理例２の処理が行われる。すなわち、アクセルの踏み込み量が減少するときは（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、設定部１０７は、発電機１０１の出力電圧を低電圧から高電圧に切り替えるともに、切替スイッチ１０２の接続状態を、第１状態（Ａ点に接続）から保留状態（Ｃ点に接続）を経由して第２状態（Ｂ点に接続）に切り替える（Ｓ２１４）。一方、アクセルの踏み込み量が減少しないときは（Ｓ２０７：ＮＯ）、設定部１０７は、Ｓ２０２の状態を維持する（Ｓ２０８）。

Ｓ２０９では、上記電圧切替処理例５の処理が行われる。すなわち、車両１０の進行方向に所定の角度より勾配の大きい降坂があるときは（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、設定部１０７は、発電機１０１の出力電圧を低電圧から高電圧に切り替えるともに、切替スイッチ１０２の接続状態を、第１状態（Ａ点に接続）から保留状態（Ｃ点に接続）を経由して第２状態（Ｂ点に接続）に切り替える（Ｓ２１４）。一方、車両１０の進行方向に所定の角度より勾配の大きい降坂がないときは（Ｓ２０９：ＮＯ）、設定部１０７は、Ｓ２０２の状態を維持する（Ｓ２１０）。

Ｓ２１１では、上記電圧切替処理例４の処理が行われる。すなわち、方向指示器が方向指示を開始するように操作されるときは（Ｓ２１１：ＹＥＳ）、設定部１０７は、発電機１０１の出力電圧を低電圧から高電圧に切り替えるともに、切替スイッチ１０２の接続状態を、第１状態（Ａ点に接続）から保留状態（Ｃ点に接続）を経由して第２状態（Ｂ点に接続）に切り替える（Ｓ２１４）。一方、方向指示器が方向指示を開始するように操作されないときは（Ｓ２１１：ＮＯ）、設定部１０７は、Ｓ２０２の状態を維持する（Ｓ２１３）。

そして、図２に示す上記処理フローが所定の周期（例えば、１０msec間隔）で繰り返し実行される。

このように、図２では、設定部１０７は、Ｓ２０３，Ｓ２０７，Ｓ２０９，Ｓ２１１のいずれか１つの条件にあてはまると、発電機１０１により回生制動力が発生する可能性があると判断して、回生制動力の発生に備えて、発電機１０１の出力電圧を低電圧から高電圧に切り替える。

次いで、車両１０の走行状態の一例に基づく、車両用電源装置１００の処理タイミングについて説明する。図３は、本実施の形態における車両用電源装置１００の処理タイミング図である。

図３における時刻Ｔ１において、設定部１０７は、例えば、車両１０の加速度が正の加速度から負の加速度に変化したとは判断し（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、回生制動力の発生に備えて、発電機１０１の出力電圧を低電圧（１４.５Ｖ）から高電圧（４０Ｖ）に切り替えるとともに、切替スイッチ１０２の接続状態を、第１状態（Ａ点に接続）から保留状態（Ｃ点に接続）に切り替える。時刻Ｔ１〜時刻Ｔ２の間、すなわち、発電機１０１の出力電圧が低電圧から高電圧に達するまでの過渡期間の間は、設定部１０７は、切替スイッチ１０２の接続状態を保留状態（Ｃ点に接続）に保つ。そして、時刻Ｔ２において、設定部１０７は、切替スイッチ１０２の接続状態を保留状態（Ｃ点に接続）から第２状態（Ｂ点に接続）に切り替える。よって、発電機１０１から回生エネルギが最も多く出力される時刻Ｔ３までには確実に発電機１０１の出力電圧は高電圧に達する。よって、本実施の形態によれば、発電機１０１の出力電圧が低電圧から高電圧へ切り替わる間に過渡期間が存在しても、過渡期間における回生エネルギの回収漏れを防いで、回生エネルギの回収効率をさらに高めることができる。

なお、切替スイッチ１０２の接続状態に保留状態（Ｃ点に接続）を設けるのは以下の理由による。すなわち、発電機１０１の出力電圧を低電圧から高電圧に切り替える際、発電機１０１の出力電圧が低電圧近傍にあるのに、切替スイッチ１０２の接続状態を直ちに第２状態（Ｂ点に接続）に切り替えてしまうと、高電圧蓄電池１０３から発電機１０１の方向に電流が流れてしまうという問題がある。逆に、発電機１０１の出力電圧が高電圧近傍にあるのに、切替スイッチ１０２の接続状態が第１状態（Ａ点に接続）のままであると、低電圧蓄電池１０４の定格電圧を超えた電圧が発電機１０１から供給される可能性があり、低電圧蓄電池１０４を劣化または破損させてしまうおそれがあるという問題がある。よって、このような問題を避けるために、本実施の形態では、切替スイッチ１０２の接続状態に保留状態（Ｃ点に接続）を設けている。

また、上記説明では、切替スイッチ１０２は、第１状態、第２状態、および、保留状態の３つの状態を有するとした。しかし、第１状態、および、第２状態の２つの状態を持つ切替スイッチ１０２を用いることも可能である。低電圧と高電圧との差が大きくない場合には、上記のような、低電圧蓄電池１０４の劣化または破損の問題が起こらない場合もあるからである。

（実施の形態２）
図４は本実施の形態に係る車両用電源装置３００の構成を示すブロック図である。なお、図４において図１（実施の形態１）と同一の構成には同一の符合を付し、説明を省略する。つまり、本実施の形態では、車両用電源装置３００が、切替スイッチ１０２に代えて切替スイッチ３０１を備え、また、リレー３０２をさらに備える点が、実施の形態１と相違する。以下、実施の形態１との相違点についてのみ説明する。

切替スイッチ３０１は、設定部１０７よって切替制御され、（１）発電機１０１と低電圧蓄電池１０４とを接続する状態（第１状態：Ａ点に接続）、または、（２）発電機１０１と高電圧蓄電池１０３とを接続する状態（第２状態：Ｂ点に接続）のいずれかの接続状態をとる。

設定部１０７は、発電機１０１の出力電圧が低電圧であるときは、切替スイッチ３０１の接続状態を第１状態（Ａ点に接続）にするとともに、リレー３０２をオフにしておき、発電機１０１の出力電圧を低電圧から高電圧に切り替えるときに、切替スイッチ３０１の接続状態を、第１状態（Ａ点に接続）から第２状態（Ｂ点に接続）に切り替える。この際、設定部１０７は、発電機１０１の出力電圧が低電圧から高電圧へ切り替わる間には過渡期間が存在し、発電機１０１の出力電圧が低電圧から高電圧へ切り替わるまでには所定時間要することを考慮して、切替スイッチ３０１の接続状態を第２状態（Ｂ点に接続）に切り替えてから、所定時間経過後に、リレー３０２をオンにする。

このように、本実施の形態によれば、切替スイッチ３０１およびリレー３０２の組合せにより、実施の形態１の切替スイッチ１０２と同様の機能を持つ切替部を構成することができる。

（実施の形態３）
図５は本実施の形態に係る車両用電源装置５００の構成を示すブロック図である。なお、図５において図１（実施の形態１）と同一の構成には同一の符合を付し、説明を省略する。つまり、本実施の形態では、車両用電源装置５００が、電圧計５０１をさらに備える点が、実施の形態１と相違する。以下、実施の形態１との相違点についてのみ説明する。

電圧計５０１は、発電機１０１の出力電圧を測定し、測定結果を設定部１０７に出力する。発電機１０１の出力電圧が低電圧から高電圧へ切り替わる間には過渡期間が存在し、発電機１０１の出力電圧が低電圧から高電圧へ切り替わるまでには所定時間要するため、電圧計５０１によって測定される出力電圧は、徐々に増加して所定時間経過後に高電圧に達する。

設定部１０７は、発電機１０１の出力電圧を低電圧から高電圧に切り替えた時点で、切替スイッチ１０２の接続状態を、第１状態（Ａ点に接続）から保留状態（Ｃ点に接続）に切り替える。そして、電圧計５０１によって測定される出力電圧が所定の電圧（例えば、４０Ｖ）に達した時点で、切替スイッチ１０２の接続状態を、保留状態（Ｃ点に接続）から第２状態（Ｂ点に接続）に切り替える。

このように、本実施の形態によれば、出力電圧の測定結果に基づいて切替スイッチ１０２の接続状態を保留状態（Ｃ点に接続）から第２状態（Ｂ点に接続）に切り替えるため、発電機１０１の出力電圧が高電圧に達して即座に、回生エネルギを高電圧蓄電１０３に蓄積することができる。よって、本実施の形態によれば、回生エネルギの回収効率をさらに高めることができる。また、本実施の形態によれば、切替スイッチ１０２の接続状態を出力電圧の測定結果に基づいて切り替えるため、発電機１０１の個体差、または、発電機１０１の経年劣化等による切り替え時間の変化に対応することが可能となる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。

なお、上記実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はハードウェアとの連携においてソフトウェアでも実現することも可能である。

また、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。

さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。

本発明は、車両が制動される際の運動エネルギを電気エネルギ（回生エネルギ）に変換して蓄電池に蓄積する車両用電源装置等に好適である。

１０ 車両
１００，３００，５００ 車両用電源装置
１０１ 発電機
１０２，３０１ 切替スイッチ
１０３ 高電圧蓄電池
１０４ 低電圧蓄電池
１０５ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１０６ 電力消費部
１０７ 設定部
１０８ パラメータ取得部
３０２ リレー
５０１ 電圧計

Claims (12)

1. 車両に搭載される車両用電源装置であって、
   可変な出力電圧の電気エネルギを出力可能な発電機と、
   低電圧の電気エネルギを蓄積する第１蓄電池と、
   高電圧の電気エネルギを蓄積する第２蓄電池と、
   前記出力電圧を設定する設定部と、を具備し、
   前記発電機は、運動エネルギを電気エネルギに変換して回生制動力を発生させ、
   前記設定部は、前記回生制動力が発生する可能性がある前記車両の所定の状態、または、前記可能性がある前記車両の所定の操作のときに、前記出力電圧を前記低電圧から前記高電圧に切り替える、
   車両用電源装置。
2. 前記発電機と、前記第１蓄電池および前記第２蓄電池との接続状態を切り替え可能な切替部、をさらに具備し、
   前記設定部は、前記出力電圧を前記低電圧から前記高電圧に切り替えるときに、前記接続状態を、前記発電機と前記第１蓄電池とが接続される第１状態から、前記発電機と、前記第１蓄電池および前記第２蓄電池のいずれもとが接続されない保留状態を経由して、前記発電機と前記第２蓄電池とが接続される第２状態に切り替える、
   請求項１記載の車両用電源装置。
3. 前記設定部は、前記保留状態を所定時間設ける、
   請求項２記載の車両用電源装置。
4. 前記出力電圧を測定する測定手段、をさらに具備し、
   前記設定手段は、前記出力電圧が所定の電圧に達したときに、前記接続状態を前記保留状態から前記第２状態に切り替える、
   請求項２記載の車両用電源装置。
5. 前記設定部は、前記車両の加速度が正の加速度から負の加速度に変化する状態のときに、前記可能性がある前記所定の状態と判断して前記出力電圧を前記低電圧から前記高電圧に切り替える、
   請求項１記載の車両用電源装置。
6. 前記設定部は、前記車両が所定の速度を維持するように制御されるときに、前記加速度が正の加速度から負の加速度に変化する可能性があると判断して前記出力電圧を前記低電圧から前記高電圧に切り替える、
   請求項２記載の車両用電源装置。
7. 前記設定部は、前記車両が前記車両以外の干渉物体を回避するように制御されるときに、前記加速度が正の加速度から負の加速度に変化する可能性があると判断して前記出力電圧を前記低電圧から前記高電圧に切り替える、
   請求項２記載の車両用電源装置。
8. 前記設定部は、前記車両のアクセルの踏み込み量が減少する状態のときに、前記可能性がある前記所定の状態と判断して前記出力電圧を前記低電圧から前記高電圧に切り替える、
   請求項１記載の車両用電源装置。
9. 前記設定部は、前記車両の方向指示器が方向指示を開始するように操作されるときに、前記可能性がある前記所定の操作と判断して前記出力電圧を前記低電圧から前記高電圧に切り替える、
   請求項１記載の車両用電源装置。
10. 前記設定部は、前記車両の進行方向の地図情報に基づいて、前記車両が前記所定の状態であると判断する、
    請求項１記載の車両用電源装置。
11. 前記設定部は、前記地図情報に基づいて、前記車両が所定の角度より勾配の大きい降坂を走行する状態になると判定するときに、前記可能性がある前記所定の状態と判断して前記出力電圧を前記低電圧から前記高電圧に切り替える、
    請求項８記載の車両用電源装置。
12. 前記設定部は、前記地図情報に基づいて、前記車両が所定の角度より勾配の大きい降坂を所定の距離以上走行する状態になると判定するときに、前記可能性がある前記所定の状態と判断して前記出力電圧を前記低電圧から前記高電圧に切り替える、
    請求項８記載の車両用電源装置。

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