JP2016015835A - 車両用電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発電機が発電して補助蓄電器へ充電すると共に、主蓄電器へＤＣ／ＤＣコンバータを通じて充電する車両用電源装置の補助蓄電器が、高温になった場合に、十分に放電させて出力電圧を低下させ、劣化を防止できる車両用電源装置の提供。
【解決手段】昇降圧回路８が、コイルＬの入力側端子及び補助蓄電器２間を接続する第１ＦＥＴ１１と、前記入力側端子及び接地端子間を接続する第２ＦＥＴ１２と、コイルＬの出力側端子及び主蓄電器５間を接続する第３ＦＥＴ１３と、前記出力側端子及び接地端子間を接続する第４ＦＥＴ１４とを備える車両用電源装置。補助蓄電器２の温度が所定温度より高いか否かを判定し、補助蓄電器２の出力電圧値が所定電圧値より高いか否かを判定し、何れも高いと判定したときは、第２ＦＥＴ１２及び第３ＦＥＴ１３をオフに固定し、第１ＦＥＴ１１又は第４ＦＥＴ１４をＰＷＭ制御して、補助蓄電器２を放電させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、発電機が発電して補助蓄電器へ充電すると共に、主蓄電器へＤＣ／ＤＣコンバータを通じて充電し、主蓄電器から複数の負荷へ給電すると共に、発電機及び補助蓄電器からＤＣ／ＤＣコンバータを通じて複数の負荷へ給電する車両用電源装置に関するものである。

近年、車載発電機が、制動時の運動エネルギーを回生電力に変換する車両が普及しており、車載発電機が発電した回生電力は、バッテリ等に蓄電されて利用され、車両の燃費向上に貢献している。このような車両の多くは、車載発電機が発電した電力を蓄える為に、従来からのバッテリ（主蓄電器）に加えて他の蓄電器（補助蓄電気）を搭載しており、車載発電機、バッテリ及び補助蓄電器を互いに関連付けて制御する様々な車両用電源装置が提案され実施されている。

このような車両用電源装置では、車載発電機及び補助蓄電器の出力電圧を昇圧又は降圧し、バッテリに印加して充電するＤＣ／ＤＣコンバータを備えたものがある。この車両用電源装置では、例えば、車両に搭載された負荷群には、車載発電機及び補助蓄電器からＤＣ／ＤＣコンバータを通じて給電され、バッテリからは、主に、エンジンを始動する為のスタータに給電される。

特許文献１には、メインバッテリとは別に装備されるバックアップバッテリの通常時における放電を抑止してその残存容量を確保する車両の給電回路が開示されている。電気ブレーキ装置等に含まれる共通の車載負荷にメインバッテリとバックアップバッテリとが並列に接続されている。バックアップバッテリのバッテリ端子と車載負荷との間に、バックアップバッテリのバッテリ端子から車載負荷に至るまでの電圧降下を、メインバッテリのバッテリ端子から車載負荷に至るまでの電圧降下よりも大きくさせる電圧降下用回路素子が介在し、その電圧降下の差によりバックアップバッテリによる給電が抑止される。

特開２００４−２８２８４４号公報

上述したような車両用電源装置では、補助蓄電器に電気二重層キャパシタ又はリチウムイオン電池等が用いられる。これらの蓄電器は、高温及び過充電である場合に劣化が進むので、高温になる場所への設置はできるだけ避けられるが、車両での設置スペースは限られており、低温が十分保持されない場所に設置される場合もある。蓄電器が高温になると、劣化を防止する為に、放電させて出力電圧（充電電圧）を低下させる必要があるが、車載の負荷群の消費電力は一定ではなく、ＤＣ／ＤＣコンバータを経由した負荷への給電による放電のみでは、必要とする電圧低下に達しない場合があるという問題がある。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、発電機が発電して補助蓄電器へ充電すると共に、主蓄電器へＤＣ／ＤＣコンバータを通じて充電する車両用電源装置の補助蓄電器が、高温になった場合に、十分に放電させて出力電圧を低下させ、劣化を防止す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。

第１発明に係る車両用電源装置は、エンジンに連動する発電機が発電して補助蓄電器へ充電すると共に、主蓄電器へ昇降圧回路を通じて充電し、該主蓄電器から複数の負荷へ給電すると共に、前記発電機及び補助蓄電器から前記昇降圧回路を通じて前記複数の負荷へ給電し、前記昇降圧回路は、コイルと、該コイルの入力側端子及び前記補助蓄電器間を接続する第１ＦＥＴと、前記入力側端子及び固定電位端子間を接続する第２ＦＥＴと、前記コイルの出力側端子及び前記主蓄電器間を接続する第３ＦＥＴと、前記出力側端子及び固定電位端子間を接続する第４ＦＥＴとを備える車両用電源装置において、前記補助蓄電器の温度を検出する温度検出器と、前記補助蓄電器の出力電圧値を検出する電圧検出器と、前記温度検出器が検出した温度が所定温度より高いか否かを判定する温度判定手段と、前記電圧検出器が検出した電圧値が所定電圧値より高いか否かを判定する電圧判定手段とを備え、前記温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときは、前記第２ＦＥＴ及び第３ＦＥＴをオフに固定し、前記第１ＦＥＴ又は第４ＦＥＴをＰＷＭ制御することにより、前記補助蓄電器を放電させるように構成してあることを特徴とする。

この車両用電源装置では、エンジンに連動する発電機が発電して補助蓄電器へ充電すると共に、主蓄電器へ昇降圧回路を通じて充電し、主蓄電器から複数の負荷へ給電すると共に、発電機及び補助蓄電器から昇降圧回路を通じて複数の負荷へ給電する。昇降圧回路は、第１ＦＥＴが、コイルの入力側端子及び補助蓄電器間を接続し、第２ＦＥＴが、コイルの入力側端子及び固定電位端子間を接続し、第３ＦＥＴが、コイルの出力側端子及び主蓄電器間を接続し、第４ＦＥＴが、コイルの出力側端子及び固定電位端子間を接続する。温度検出器が、補助蓄電器の温度を検出し、電圧検出器が、補助蓄電器の出力電圧値を検出する。温度判定手段が、温度検出器が検出した温度が所定温度より高いか否かを判定し、電圧判定手段が、電圧検出器が検出した電圧値が所定電圧値より高いか否かを判定する。温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときは、第２ＦＥＴ及び第３ＦＥＴをオフに固定し、第１ＦＥＴ又は第４ＦＥＴをＰＷＭ制御することにより、補助蓄電器を放電させる。

第２発明に係る車両用電源装置は、エンジンに連動する発電機が発電して補助蓄電器へ充電すると共に、主蓄電器へ昇降圧回路を通じて充電し、該主蓄電器から複数の負荷へ給電すると共に、前記発電機及び補助蓄電器から前記昇降圧回路を通じて前記複数の負荷へ給電し、前記昇降圧回路は、コイルと、該コイルの入力側端子及び前記補助蓄電器間を接続する第１ＦＥＴと、前記入力側端子及び固定電位端子間を接続する整流用素子と、前記コイルの出力側端子及び前記主蓄電器間を接続する逆流防止用素子と、前記出力側端子及び固定電位端子間を接続する第４ＦＥＴとを備える車両用電源装置において、前記補助蓄電器の温度を検出する温度検出器と、前記補助蓄電器の出力電圧値を検出する電圧検出器と、前記温度検出器が検出した温度が所定温度より高いか否かを判定する温度判定手段と、前記電圧検出器が検出した電圧値が所定電圧値より高いか否かを判定する電圧判定手段とを備え、前記温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときは、前記第１ＦＥＴ又は第４ＦＥＴを最低駆動電圧でＰＷＭ制御することにより、前記補助蓄電器を放電させるように構成してあることを特徴とする。

この車両用電源装置では、エンジンに連動する発電機が発電して補助蓄電器へ充電すると共に、主蓄電器へ昇降圧回路を通じて充電し、主蓄電器から複数の負荷へ給電すると共に、発電機及び補助蓄電器から昇降圧回路を通じて複数の負荷へ給電する。昇降圧回路は、第１ＦＥＴが、コイルの入力側端子及び補助蓄電器間を接続し、整流用素子が、コイルの入力側端子及び固定電位端子間を接続し、逆流防止用素子が、コイルの出力側端子及び主蓄電器間を接続し、第４ＦＥＴが、コイルの出力側端子及び固定電位端子間を接続する。温度検出器が、補助蓄電器の温度を検出し、電圧検出器が、補助蓄電器の出力電圧値を検出する。温度判定手段が、温度検出器が検出した温度が所定温度より高いか否かを判定し、電圧判定手段が、電圧検出器が検出した電圧値が所定電圧値より高いか否かを判定する。温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときは、第１ＦＥＴ又は第４ＦＥＴを最低駆動電圧でＰＷＭ制御することにより、補助蓄電器を放電させる。

第３発明に係る車両用電源装置は、前記整流用素子及び逆流防止用素子はＦＥＴであり、前記温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときは、前記整流用素子及び逆流防止用素子をオフに固定するように構成してあることを特徴とする。

この車両用電源装置では、整流用素子及び逆流防止用素子はＦＥＴであり、温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときは、整流用素子及び逆流防止用素子をオフに固定する。
これにより、昇圧動作の場合は、同期整流されるべき電流及び出力電流が逆流防衛用素子のボディダイオード経由で流れ、降圧動作の場合は、同期整流されるべき電流が整流用素子のボディダイオード経由で流れ、出力電流が逆流防止用素子のボディダイオード経由で流れるので、ボディダイオードにより抵抗損失が増加し、補助蓄電器からの放電をより促進することができる。

第４発明に係る車両用電源装置は、前記温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときに、前記第４ＦＥＴをＰＷＭ制御するときは、前記第１ＦＥＴを最低駆動電圧でオンに固定するように構成してあることを特徴とする。

この車両用電源装置では、温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときに、第４ＦＥＴをＰＷＭ制御するときは、第１ＦＥＴを最低駆動電圧でオンに固定するので、第１ＦＥＴにはオン抵抗が高い状態で入力電流が流れて抵抗損失が増加し、補助蓄電器からの放電をより促進することができる。

第５発明に係る車両用電源装置は、前記第１ＦＥＴ、第２ＦＥＴ、第３ＦＥＴ及び第４ＦＥＴの何れかが、並列に接続され同時的に駆動される複数のＦＥＴで構成されており、前記温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときは、前記並列に接続されたＦＥＴのうち、同時的に駆動されるＦＥＴの個数を減らすように構成してあることを特徴とする。

この車両用電源装置では、第１ＦＥＴ、第２ＦＥＴ、第３ＦＥＴ及び第４ＦＥＴの何れかが、並列に接続され同時的に駆動される複数のＦＥＴで構成されている。温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときは、並列に接続されたＦＥＴのうち、同時的に駆動されるＦＥＴの個数を減らすので、並列に接続されたＦＥＴ全体としての通流抵抗が増加し、補助蓄電器からの放電をより促進することができる。

第６発明に係る車両用電源装置は、エンジンに連動する発電機が発電して補助蓄電器へ充電すると共に、主蓄電器へ降圧回路を通じて充電し、該主蓄電器から複数の負荷へ給電すると共に、前記発電機及び補助蓄電器から前記降圧回路を通じて前記複数の負荷へ給電し、前記降圧回路は、コイルと、該コイルの入力側端子及び前記補助蓄電器間を接続するＦＥＴと、前記入力側端子及び固定電位端子間を接続する整流用素子とを備え、前記コイルの出力側端子及び主蓄電器間を接続している車両用電源装置において、前記補助蓄電器の温度を検出する温度検出器と、前記補助蓄電器の出力電圧値を検出する電圧検出器と、前記温度検出器が検出した温度が所定温度より高いか否かを判定する温度判定手段と、前記電圧検出器が検出した電圧値が所定電圧値より高いか否かを判定する電圧判定手段とを備え、前記温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときは、前記ＦＥＴを最低駆動電圧でＰＷＭ制御することにより、前記補助蓄電器を放電させるように構成してあることを特徴とする。

この車両用電源装置では、エンジンに連動する発電機が発電して補助蓄電器へ充電すると共に、主蓄電器へ降圧回路を通じて充電し、主蓄電器から複数の負荷へ給電すると共に、発電機及び補助蓄電器から降圧回路を通じて複数の負荷へ給電する。降圧回路は、ＦＥＴが、コイルの入力側端子及び補助蓄電器間を接続し、整流用素子が、コイルの入力側端子及び固定電位端子間を接続し、コイルの出力側端子及び主蓄電器間は接続されている。
温度検出器が、補助蓄電器の温度を検出し、電圧検出器が、補助蓄電器の出力電圧値を検出する。温度判定手段が、温度検出器が検出した温度が所定温度より高いか否かを判定し、電圧判定手段が、電圧検出器が検出した電圧値が所定電圧値より高いか否かを判定する。温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときは、ＦＥＴを最低駆動電圧でＰＷＭ制御することにより、補助蓄電器を放電させる。

第７発明に係る車両用電源装置は、前記整流用素子はＦＥＴであり、前記温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときは、前記整流用素子をオフに固定するように構成してあることを特徴とする。

この車両用電源装置では、整流用素子はＦＥＴであり、温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときは、整流用素子をオフに固定する。
これにより、同期整流されるべき電流が整流用素子のボディダイオード経由で流れるので、ボディダイオードにより抵抗損失が増加し、補助蓄電器からの放電をより促進することができる。

第８発明に係る車両用電源装置は、前記コイルの出力側端子及び主蓄電器間に接続された逆流防止用のＦＥＴを更に備え、前記温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときは、前記逆流防止用のＦＥＴをオフに固定するように構成してあることを特徴とする。

この車両用電源装置では、逆流防止用のＦＥＴが、コイルの出力側端子及び主蓄電器間に接続されており、温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときは、逆流防止用のＦＥＴをオフに固定する。
これにより、出力電流が逆流防止用素子のボディダイオード経由で流れるので、ボディダイオードにより抵抗損失が増加し、補助蓄電器からの放電をより促進することができる。

第９発明に係る車両用電源装置は、前記ＦＥＴの何れかが、並列に接続され同時的に駆動される複数のＦＥＴで構成されており、前記温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときは、前記並列に接続されたＦＥＴのうち、同時的に駆動されるＦＥＴの個数を減らすように構成してあることを特徴とする。

この車両用電源装置では、ＦＥＴの何れかが、並列に接続され同時的に駆動される複数のＦＥＴで構成されており、温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときは、並列に接続されたＦＥＴのうち、同時的に駆動されるＦＥＴの個数を減らすので、並列に接続されたＦＥＴ全体としての通流抵抗が増加し、補助蓄電器からの放電をより促進することができる。

本発明に係る車両用電源装置によれば、発電機が発電して補助蓄電器へ充電すると共に、主蓄電器へＤＣ／ＤＣコンバータを通じて充電する車両用電源装置の補助蓄電器が、高温になった場合に、十分に放電させて出力電圧を低下させ、劣化を防止することができる車両用電源装置を実現できる。

本発明に係る車両用電源装置の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。 ＤＣ／ＤＣコンバータ内部の要部構成例を示すブロック図である。 本発明に係る車両用電源装置の動作の例を示すフローチャートである。 ＤＣ／ＤＣコンバータ内部の要部構成例を示すブロック図である。 ＤＣ／ＤＣコンバータ内部の要部構成例を示すブロック図である。 ＤＣ／ＤＣコンバータ内部の要部構成例を示すブロック図である。

以下に、本発明に係る車両用電源装置をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明に係る車両用電源装置の実施の形態１の要部構成を示すブロック図である。
この車両用電源装置は、エンジン９に連動してオルタネータ（発電機、交流発電機）１が発電し整流した電力が、リチウムイオン電池等のサブバッテリ（補助蓄電器）２に充電されると共に、ＤＣ／ＤＣコンバータ（昇降圧回路）８の入力端子に与えられる。尚、サブバッテリ２に代えて、補助蓄電器として大容量キャパシタ（電気二重層キャパシタ）を備えても良い。

ＤＣ／ＤＣコンバータ８は、オルタネータ１及びサブバッテリ２から与えられた電力を昇圧又は降圧して、メインバッテリ（主蓄電器）５に充電すると共に、電源用のＥＣＵ（Electronic Control Unit）６及び車載の負荷群７等へ与える。
ＥＣＵ６には、外部から車両の速度情報、アクセルペダルの開度情報、又はブレーキペダルの踏込み量情報等の車両の走行情報が与えられており、オルタネータ１には、車両の走行状態に応じて、オルタネータ１の発電量を制御する為の発電制御部１ａが付設されている。ＥＣＵ６は、与えられた走行情報に基づき、発電制御部１ａにより、オルタネータ１の発電量を制御すると共に、車両の制動時には、オルタネータ１に回生電力を発電させる。

オルタネータ１の出力電圧は、サブバッテリ２の出力電圧より高く、オルタネータ１が発電しているときは、オルタネータ１の出力電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ８に印加され、オルタネータ１が発電していないときは、サブバッテリ２の出力電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ８に印加される。サブバッテリ２の温度が上昇し、サブバッテリ２からの放電が必要であるときは、オルタネータ１の発電を停止する。

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ８の出力電圧は、メインバッテリ５の出力電圧より高く、ＤＣ／ＤＣコンバータ８が昇降圧しているときは、ＤＣ／ＤＣコンバータ８の出力電圧が負荷群７等へ与えられ、ＤＣ／ＤＣコンバータ８が停止しているときは、メインバッテリ５の出力電圧が負荷群７等へ与えられる。
メインバッテリ５の電力は、主としてスタータ４に与えられる。ＥＣＵ６は、与えられた電源電圧を検出する電圧検出器６ａを内蔵している。ＥＣＵ６及びＤＣ／ＤＣコンバータ８間は通信線が接続している。
サブバッテリ２には温度検出器３が付加されており、温度検出器３が検出したサブバッテリ２の温度は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８の制御端子に与えられる。

図２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８内部の要部構成例を示すブロック図である。
ＤＣ／ＤＣコンバータ８は、電流検出器１０、駆動回路１５、温度検出器１６、スイッチ入力インタフェース１７、検知回路１８、制御回路２１、通信インタフェース２２及びＤＣＤＣ回路２５を備えている。
ＤＣＤＣ回路２５は、サブバッテリ２（図１）のプラス端子にドレインが接続され、ソースがコイルＬの一方の端子に接続されたＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ、第１ＦＥＴ）１１と、ドレインがコイルＬの一方の端子に接続され、ソースが接地されたＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ（第２ＦＥＴ、整流用素子）１２とを備えている。

ＤＣＤＣ回路２５は、また、メインバッテリ５（図１）のプラス端子にドレインが接続され、ソースがコイルＬの他方の端子に接続されたＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ（第３ＦＥＴ、逆流防止用素子）１３と、ドレインがコイルＬの他方の端子に接続され、ソースが接地されたＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ（第４ＦＥＴ）１４とを備えている。
ＤＣＤＣ回路２５は、また、サブバッテリ２（図１）のプラス端子にプラス端子が接続され、マイナス端子が接地された平滑コンデンサ２３と、メインバッテリ５（図１）のプラス端子にプラス端子が接続され、マイナス端子が接地された平滑コンデンサ２４とを備えている。
ＦＥＴ１１〜１４には、それぞれ、ボディ（寄生）ダイオードが形成されている。

電流検出器１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８の出力電流を検出し、検出した電流値を検知回路１８へ通知する。
温度検出器１６は、ＤＣＤＣ回路２５の温度を検出し、検出した温度を検知回路１８へ通知する。
検知回路１８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８の入力電圧値を検出する電圧検出器１９と、ＤＣ／ＤＣコンバータ８の出力電圧値を検出する電圧検出器２０とを内蔵している。

検知回路１８は、電流検出器１０、温度検出器１６及び電圧検出器１９，２０がそれぞれ検出した検出値を制御回路２１へ通知する。
スイッチ入力インタフェース１７は、例えばイグニッションスイッチのオン／オフ情報等を通信線経由で与えられ、制御回路２１へ中継する。
通信インタフェース２２は、通信線経由でＥＣＵ６及び温度検出器３等から指令制御情報、温度情報等を与えられ、制御回路２１へ中継する。

制御回路２１は、与えられた検出値情報、及びスイッチのオン／オフ情報等に基づき、昇降圧指令、デューティ比、及びＦＥＴ１１〜１４の駆動電圧値等を含む駆動指令を作成し、駆動回路１５に与える。
駆動回路１５は、ＦＥＴ１１〜１４の駆動電圧を昇降制御するチャージポンプを備えており、制御回路２１から与えられた駆動指令に基づき、ＦＥＴ１１〜１４をそれぞれオン／オフ制御する。

以下に、このような構成の車両用電源装置の動作の例を、それを示す図３のフローチャートを参照しながら説明する。
制御回路２１は、先ず、温度検出器３が検出したサブバッテリ２の温度Ｔｓを読込み（Ｓ１）、サブバッテリ２の温度Ｔｓが、過熱を示す所定温度Ｔｄより高いか否かを判定する（Ｓ３）。

制御回路２１は、サブバッテリ２の温度Ｔｓが所定温度Ｔｄより高くなければ（Ｓ３）、電圧検出器１９，２０がそれぞれ検出したＤＣ／ＤＣコンバータ８の入力電圧値及び出力電圧値に基づく通常の（ＦＥＴ１１〜１４における低損失での）昇降圧動作を行う（Ｓ１９）。
この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ８は、電圧検出器２０が検出したＤＣ／ＤＣコンバータ８の出力電圧値が、例えば１４Ｖ程度になるようなデューティ比により、ＤＣＤＣ回路２５をＰＷＭ制御し、入力電圧を昇圧又は降圧して出力する。

ＤＣＤＣ回路２５が、入力電圧を昇圧する場合、駆動回路１５は、ＦＥＴ１１をオンに、ＦＥＴ１２をオフにそれぞれ固定し、ＦＥＴ１４を定められたデューティ比によりＰＷＭ制御する。その際、ＦＥＴ１３は、ＦＥＴ１４とは反転したデューティ比によりＰＷＭ制御され、同期整流を行う。
ＤＣＤＣ回路２５が、入力電圧を降圧する場合、駆動回路１５は、ＦＥＴ１３をオンに、ＦＥＴ１４をオフにそれぞれ固定し、ＦＥＴ１１を定められたデューティ比によりＰＷＭ制御する。その際、ＦＥＴ１２は、ＦＥＴ１１とは反転したデューティ比によりＰＷＭ制御され、同期整流を行う。

制御回路２１は、サブバッテリ２の温度Ｔｓが所定温度Ｔｄより高ければ（Ｓ３）、サブバッテリ２の出力電圧Ｖｓを読込み（Ｓ５）、サブバッテリ２の出力電圧Ｖｓが、過熱時にサブバッテリ２の劣化を促進する出力電圧の閾値電圧Ｖｄより高いか否かを判定する（Ｓ７）。
制御回路２１は、サブバッテリ２の出力電圧Ｖｓが閾値電圧Ｖｄより高くなければ（Ｓ７）、電圧検出器１９，２０がそれぞれ検出したＤＣ／ＤＣコンバータ８の入力電圧値及び出力電圧値に基づく通常の（ＦＥＴ１１〜１４における低損失での）昇降圧動作を行う（Ｓ１９）。

制御回路２１は、サブバッテリ２の出力電圧Ｖｓが閾値電圧Ｖｄより高ければ（Ｓ７）、電圧検出器１９，２０がそれぞれ検出したＤＣ／ＤＣコンバータ８の入力電圧値及び出力電圧値に基づき高損失での（ＦＥＴ１１〜１４における高損失での）昇降圧動作を行う（Ｓ９）。
この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ８は、通常の昇降圧動作の場合と同様に、電圧検出器２０が検出したＤＣ／ＤＣコンバータ８の出力電圧値が、例えば１４Ｖ程度になるようなデューティ比により、ＤＣＤＣ回路２５をＰＷＭ制御し、入力電圧を昇圧又は降圧して出力する。

ＤＣＤＣ回路２５が、入力電圧を昇圧する場合、駆動回路１５は、ＦＥＴ１１を最低駆動電圧でオンに固定し、ＦＥＴ１２及びＦＥＴ１３をオフに固定して、ＦＥＴ１４を定められたデューティ比により最低駆動電圧でＰＷＭ制御する。その際、ＦＥＴ１３が同期整流すべきときは、出力電流はＦＥＴ１３のボディダイオード経由で通流する。
ＦＥＴ１１及びＦＥＴ１４がそれぞれ最低駆動電圧で駆動され、オン抵抗が増大するので、また、出力電流がＦＥＴ１３のボディダイオードを通流するので、電流による熱損失が増大し、サブバッテリ２からの放電を促進することができる。

ＤＣＤＣ回路２５が、入力電圧を降圧する場合、駆動回路１５は、ＦＥＴ１２、ＦＥＴ１３及びＦＥＴ１４をオフに固定し、ＦＥＴ１１を定められたデューティ比により最低駆動電圧でＰＷＭ制御する。ＦＥＴ１２が同期整流すべきときは、整流された電流はＦＥＴ１２のボディダイオード経由で通流し、出力電流はＦＥＴ１３のボディダイオード経由で通流する。
ＦＥＴ１１が最低駆動電圧で駆動され、オン抵抗が増大するので、また、整流された電流がＦＥＴ１２のボディダイオードを通流し、出力電流がＦＥＴ１３のボディダイオードを通流するので、電流による熱損失が増大し、サブバッテリ２からの放電を促進することができる。

制御回路２１は、次に、温度検出器３が検出したサブバッテリ２の温度Ｔｓを読込み（Ｓ１１）、サブバッテリ２の温度Ｔｓが、過熱を示す所定温度Ｔｄより低い所定温度Ｔｄ１より高いか否かを判定する（Ｓ１３）。
制御回路２１は、サブバッテリ２の温度Ｔｓが所定温度Ｔｄ１より高くなければ（Ｓ１３）、電圧検出器１９，２０がそれぞれ検出したＤＣ／ＤＣコンバータ８の入力電圧値及び出力電圧値に基づく通常の（ＦＥＴ１１〜１４における低損失での）昇降圧動作を行う（Ｓ１９）。

制御回路２１は、サブバッテリ２の温度Ｔｓが所定温度Ｔｄ１より高ければ（Ｓ１３）、サブバッテリ２の出力電圧Ｖｓを読込み（Ｓ１５）、サブバッテリ２の出力電圧Ｖｓが、過熱時にサブバッテリ２の劣化を促進する出力電圧の閾値電圧Ｖｄより低い所定電圧Ｖｄ１より高いか否かを判定する（Ｓ１７）。
制御回路２１は、サブバッテリ２の出力電圧Ｖｓが所定電圧Ｖｄ１より高くなければ（Ｓ１７）、電圧検出器１９，２０がそれぞれ検出したＤＣ／ＤＣコンバータ８の入力電圧値及び出力電圧値に基づく通常の（ＦＥＴ１１〜１４における低損失での）昇降圧動作を行う（Ｓ１９）。

制御回路２１は、サブバッテリ２の出力電圧Ｖｓが所定電圧Ｖｄ１より高ければ（Ｓ１７）、電圧検出器１９，２０がそれぞれ検出したＤＣ／ＤＣコンバータ８の入力電圧値及び出力電圧値に基づき高損失での（ＦＥＴ１１〜１４における高損失での）昇降圧動作を行う（Ｓ９）。

（実施の形態２）
図４は、本発明に係る車両用電源装置の実施の形態２のＤＣ／ＤＣコンバータ内部の要部構成例を示すブロック図である。
このＤＣ／ＤＣコンバータ８ａでは、ＤＣＤＣ回路２５ａは、ＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ１１にＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ３１が並列に接続され、ＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ１２にＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ３２が並列に接続されている。

ＤＣＤＣ回路２５ａは、また、ＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ１３にＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ３３が並列に接続され、ＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ１４にＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ３４が並列に接続されている。
ＦＥＴ１１〜１４，３１〜３４には、それぞれ、ボディ（寄生）ダイオードが形成されている。

駆動回路１５ａは、ＦＥＴ１１〜１４，３１〜３４の駆動電圧を昇降制御するチャージポンプを備えており、制御回路２１から与えられた駆動指令に基づき、ＦＥＴ１１〜１４，３１〜３４をそれぞれオン／オフ制御する。その他の構成は、上述した本発明に係る車両用電源装置の実施の形態１の構成（図１、図２）と同様であるので、説明を省略する。

以下に、このような構成の車両用電源装置の動作の例を、それを示す図３のフローチャートを参照しながら説明する。
この車両用電源装置では、制御回路２１が、通常の昇降圧動作を行う場合（Ｓ１９）、ＤＣ／ＤＣコンバータ８ａは、電圧検出器２０が検出したＤＣ／ＤＣコンバータ８ａの出力電圧値が、例えば１４Ｖ程度になるようなデューティ比により、ＤＣＤＣ回路２５ａをＰＷＭ制御し、入力電圧を昇圧又は降圧して出力する。

ＤＣＤＣ回路２５ａが、入力電圧を昇圧する場合、駆動回路１５ａは、ＦＥＴ１１及びＦＥＴ３１をオンに、ＦＥＴ１２及びＦＥＴ３２をオフにそれぞれ固定し、ＦＥＴ１４及びＦＥＴ３４を定められたデューティ比により同時的にＰＷＭ制御する。その際、ＦＥＴ１３及びＦＥＴ３３は、ＦＥＴ１４及びＦＥＴ３４とは反転したデューティ比により同時的にＰＷＭ制御され、同期整流を行う。

ＤＣＤＣ回路２５ａが、入力電圧を降圧する場合、駆動回路１５ａは、ＦＥＴ１３及びＦＥＴ３３をオンに、ＦＥＴ１４及びＦＥＴ３４をオフにそれぞれ固定し、ＦＥＴ１１及びＦＥＴ３１を定められたデューティ比により同時的にＰＷＭ制御する。その際、ＦＥＴ１２及びＦＥＴ３２は、ＦＥＴ１１及びＦＥＴ３１とは反転したデューティ比により同時的にＰＷＭ制御され、同期整流を行う。

制御回路２１が、高損失での昇降圧動作を行う場合（Ｓ９）、ＤＣ／ＤＣコンバータ８ａは、通常の昇降圧動作の場合と同様に、電圧検出器２０が検出したＤＣ／ＤＣコンバータ８ａの出力電圧値が、例えば１４Ｖ程度になるようなデューティ比により、ＤＣＤＣ回路２５ａをＰＷＭ制御し、入力電圧を昇圧又は降圧して出力する。

ＤＣＤＣ回路２５ａが、入力電圧を昇圧する場合、駆動回路１５ａは、ＦＥＴ１１又はＦＥＴ３１を最低駆動電圧でオンに固定し、ＦＥＴ１２、ＦＥＴ３２、ＦＥＴ１３及びＦＥＴ３３をオフに固定して、ＦＥＴ１４又はＦＥＴ３４を定められたデューティ比により最低駆動電圧でＰＷＭ制御する。その際、ＦＥＴ１３及びＦＥＴ３３が同期整流すべきときは、出力電流はＦＥＴ１３及びＦＥＴ３３のボディダイオード経由で通流する。

ＦＥＴ１１又はＦＥＴ３１と、ＦＥＴ１４又はＦＥＴ３４とがそれぞれ最低駆動電圧で駆動され、オン抵抗が増大するので、また、出力電流がＦＥＴ１３及びＦＥＴ３３のボディダイオードを通流するので、電流による熱損失が増大し、サブバッテリ２からの放電を促進することができる。
例えば、ＦＥＴ１１及びＦＥＴ３１の特性が等しい場合、ＦＥＴ１１又はＦＥＴ３１を最低駆動電圧で駆動すると、両方を最低駆動電圧で駆動するときに較べて、全体としてのオン抵抗は２倍になる。

ＤＣＤＣ回路２５ａが、入力電圧を降圧する場合、駆動回路１５ａは、ＦＥＴ１２，ＦＥＴ３２，ＦＥＴ１３，ＦＥＴ３３，ＦＥＴ１４及びＦＥＴ３４をオフに固定し、ＦＥＴ１１又はＦＥＴ３１を定められたデューティ比により最低駆動電圧でＰＷＭ制御する。ＦＥＴ１２及びＦＥＴ３２が同期整流すべきときは、整流された電流はＦＥＴ１２及びＦＥＴ３２のボディダイオード経由で通流し、出力電流はＦＥＴ１３及びＦＥＴ３３のボディダイオード経由で通流する。

ＦＥＴ１１又はＦＥＴ３１が最低駆動電圧で駆動され、オン抵抗が増大するので、また、整流された電流がＦＥＴ１２及びＦＥＴ３２のボディダイオードを通流し、出力電流がＦＥＴ１３及びＦＥＴ３３のボディダイオードを通流するので、電流による熱損失が増大し、サブバッテリ２からの放電を促進することができる。その他の動作は、上述した本発明に係る車両用電源装置の実施の形態１の動作（図３のフローチャート）と同様であるので、説明を省略する。

（実施の形態３）
図５は、本発明に係る車両用電源装置の実施の形態３のＤＣ／ＤＣコンバータ内部の要部構成例を示すブロック図である。
このＤＣ／ＤＣコンバータ８ｂは、降圧専用であり、実施の形態１のＤＣ／ＤＣコンバータ８の構成（図２）において、ＤＣＤＣ回路２５のＦＥＴ１４が削除されている。

駆動回路１５ｂは、ＦＥＴ１１〜１３の駆動電圧を昇降制御するチャージポンプを備えており、制御回路２１から与えられた駆動指令に基づき、ＦＥＴ１１〜１３をそれぞれオン／オフ制御する。その他の構成は、上述した本発明に係る車両用電源装置の実施の形態１の構成（図１、図２）と同様であるので、説明を省略する。

以下に、このような構成の車両用電源装置の動作の例を、それを示す図３のフローチャートを参照しながら説明する。
この車両用電源装置では、制御回路２１が、通常の昇降圧動作を行う場合（Ｓ１９）に代えて、通常の降圧動作を行い、高損失での昇降圧動作を行う場合（Ｓ９）に代えて、高損失での降圧動作を行う。

制御回路２１が、通常の降圧動作を行う場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ８ｂは、電圧検出器２０が検出したＤＣ／ＤＣコンバータ８ｂの出力電圧値が、例えば１４Ｖ程度になるようなデューティ比により、ＤＣＤＣ回路２５ｂをＰＷＭ制御し、入力電圧を降圧して出力する。
この場合、駆動回路１５ｂは、ＦＥＴ（逆流防止用素子）１３をオンに固定し、ＦＥＴ１１を定められたデューティ比によりＰＷＭ制御する。その際、ＦＥＴ（整流用素子）１２は、ＦＥＴ１１とは反転したデューティ比によりＰＷＭ制御され、同期整流を行う。

制御回路２１が、高損失での降圧動作を行う場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ８ｂは、通常の降圧動作の場合と同様に、電圧検出器２０が検出したＤＣ／ＤＣコンバータ８ｂの出力電圧値が、例えば１４Ｖ程度になるようなデューティ比により、ＤＣＤＣ回路２５ｂをＰＷＭ制御し、入力電圧を降圧して出力する。
この場合、駆動回路１５ｂは、ＦＥＴ１２及びＦＥＴ１３をオフに固定し、ＦＥＴ１１を定められたデューティ比により最低駆動電圧でＰＷＭ制御する。ＦＥＴ１２が同期整流すべきときは、整流された電流はＦＥＴ１２のボディダイオード経由で通流し、出力電流はＦＥＴ１３のボディダイオード経由で通流する。

ＦＥＴ１１は、最低駆動電圧で駆動され、オン抵抗が増大するので、また、整流された電流がＦＥＴ１２のボディダイオードを通流し、出力電流がＦＥＴ１３のボディダイオードを通流するので、電流による熱損失が増大し、サブバッテリ２からの放電を促進することができる。その他の動作は、上述した本発明に係る車両用電源装置の実施の形態１の動作（図３のフローチャート）と同様であるので、説明を省略する。
尚、ＦＥＴ（整流用素子）１２及びＦＥＴ（逆流防止用素子）１３をそれぞれダイオードに置換えることも、また、ＦＥＴ１３については省略することも可能であるが、ＦＥＴを高損失で作動させる効果は低減される。

（実施の形態４）
図６は、本発明に係る車両用電源装置の実施の形態４のＤＣ／ＤＣコンバータ内部の要部構成例を示すブロック図である。
このＤＣ／ＤＣコンバータ８ｃは、降圧専用であり、ＤＣＤＣ回路２５ｃは、実施の形態３のＤＣ／ＤＣコンバータ８ｂの構成（図５）に加えて、ＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ１１にＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ３１が並列に接続され、ＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ１２にＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ３２が並列に接続されている。

ＤＣＤＣ回路２５ｃは、また、ＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ１３にＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ３３が並列に接続されている。
ＦＥＴ１１〜１３，３１〜３３には、それぞれ、ボディ（寄生）ダイオードが形成されている。

駆動回路１５ｃは、ＦＥＴ１１〜１３，３１〜３３の駆動電圧を昇降制御するチャージポンプを備えており、制御回路２１から与えられた駆動指令に基づき、ＦＥＴ１１〜１３，３１〜３３をそれぞれオン／オフ制御する。その他の構成は、上述した本発明に係る車両用電源装置の実施の形態３の構成（図１、図２、図５）と同様であるので、説明を省略する。

以下に、このような構成の車両用電源装置の動作の例を、それを示す図３のフローチャートを参照しながら説明する。
この車両用電源装置では、制御回路２１が、通常の昇降圧動作を行う場合（Ｓ１９）に代えて、通常の降圧動作を行い、高損失での昇降圧動作を行う場合（Ｓ９）に代えて、高損失での降圧動作を行う。

制御回路２１が、通常の降圧動作を行う場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ８ｃは、電圧検出器２０が検出したＤＣ／ＤＣコンバータ８ｃの出力電圧値が、例えば１４Ｖ程度になるようなデューティ比により、ＤＣＤＣ回路２５ｃをＰＷＭ制御し、入力電圧を降圧して出力する。

この場合、駆動回路１５ｃは、ＦＥＴ１３及びＦＥＴ３３をオンにそれぞれ固定し、ＦＥＴ１１及びＦＥＴ３１を定められたデューティ比により同時的にＰＷＭ制御する。その際、ＦＥＴ１２及びＦＥＴ３２は、ＦＥＴ１１及びＦＥＴ３１とは反転したデューティ比により同時的にＰＷＭ制御され、同期整流を行う。

制御回路２１が、高損失での降圧動作を行う場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ８ｃは、通常の降圧動作の場合と同様に、電圧検出器２０が検出したＤＣ／ＤＣコンバータ８ｃの出力電圧値が、例えば１４Ｖ程度になるようなデューティ比により、ＤＣＤＣ回路２５ｃをＰＷＭ制御し、入力電圧を降圧して出力する。

この場合、駆動回路１５ｃは、ＦＥＴ１２，ＦＥＴ３２，ＦＥＴ１３及びＦＥＴ３３をオフに固定し、ＦＥＴ１１又はＦＥＴ３１を定められたデューティ比により最低駆動電圧でＰＷＭ制御する。ＦＥＴ１２及びＦＥＴ３２が同期整流すべきときは、整流された電流はＦＥＴ１２及びＦＥＴ３２のボディダイオード経由で通流し、出力電流はＦＥＴ１３及びＦＥＴ３３のボディダイオード経由で通流する。

ＦＥＴ１１又はＦＥＴ３１が最低駆動電圧で駆動され、オン抵抗が増大するので、また、整流された電流がＦＥＴ１２及びＦＥＴ３２のボディダイオードを通流し、出力電流がＦＥＴ１３及びＦＥＴ３３のボディダイオードを通流するので、電流による熱損失が増大し、サブバッテリ２からの放電を促進することができる。

例えば、ＦＥＴ１１及びＦＥＴ３１の特性が等しい場合、ＦＥＴ１１又はＦＥＴ３１を最低駆動電圧で駆動すると、両方を最低駆動電圧で駆動するときに較べて、全体としてのオン抵抗は２倍に増大する。その他の動作は、上述した本発明に係る車両用電源装置の実施の形態１の動作（図３のフローチャート）と同様であるので、説明を省略する。

１ オルタネータ（発電機、交流発電機）
２ サブバッテリ（補助蓄電器）
３ 温度検出器
５ メインバッテリ（主蓄電器）
６ ＥＣＵ
６ａ，１９，２０ 電圧検出器
７ 負荷群
８，８ａ ＤＣ／ＤＣコンバータ（昇降圧回路）
８ｂ，８ｃ ＤＣ／ＤＣコンバータ（降圧回路）
９ エンジン
１１，３１ ＦＥＴ（第１ＦＥＴ）
１２，３２ ＦＥＴ（第２ＦＥＴ、整流用素子）
１３，３３ ＦＥＴ（第３ＦＥＴ、逆流防止用素子）
１４，３４ ＦＥＴ（第４ＦＥＴ）
１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ 駆動回路
２１ 制御回路
２３，２４ 平滑コンデンサ
２５，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ ＤＣＤＣ回路
Ｌ コイル

Claims (9)

1. エンジンに連動する発電機が発電して補助蓄電器へ充電すると共に、主蓄電器へ昇降圧回路を通じて充電し、該主蓄電器から複数の負荷へ給電すると共に、前記発電機及び補助蓄電器から前記昇降圧回路を通じて前記複数の負荷へ給電し、前記昇降圧回路は、コイルと、該コイルの入力側端子及び前記補助蓄電器間を接続する第１ＦＥＴと、前記入力側端子及び固定電位端子間を接続する第２ＦＥＴと、前記コイルの出力側端子及び前記主蓄電器間を接続する第３ＦＥＴと、前記出力側端子及び固定電位端子間を接続する第４ＦＥＴとを備える車両用電源装置において、
   前記補助蓄電器の温度を検出する温度検出器と、前記補助蓄電器の出力電圧値を検出する電圧検出器と、前記温度検出器が検出した温度が所定温度より高いか否かを判定する温度判定手段と、前記電圧検出器が検出した電圧値が所定電圧値より高いか否かを判定する電圧判定手段とを備え、前記温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときは、前記第２ＦＥＴ及び第３ＦＥＴをオフに固定し、前記第１ＦＥＴ又は第４ＦＥＴをＰＷＭ制御することにより、前記補助蓄電器を放電させるように構成してあることを特徴とする車両用電源装置。
2. エンジンに連動する発電機が発電して補助蓄電器へ充電すると共に、主蓄電器へ昇降圧回路を通じて充電し、該主蓄電器から複数の負荷へ給電すると共に、前記発電機及び補助蓄電器から前記昇降圧回路を通じて前記複数の負荷へ給電し、前記昇降圧回路は、コイルと、該コイルの入力側端子及び前記補助蓄電器間を接続する第１ＦＥＴと、前記入力側端子及び固定電位端子間を接続する整流用素子と、前記コイルの出力側端子及び前記主蓄電器間を接続する逆流防止用素子と、前記出力側端子及び固定電位端子間を接続する第４ＦＥＴとを備える車両用電源装置において、
   前記補助蓄電器の温度を検出する温度検出器と、前記補助蓄電器の出力電圧値を検出する電圧検出器と、前記温度検出器が検出した温度が所定温度より高いか否かを判定する温度判定手段と、前記電圧検出器が検出した電圧値が所定電圧値より高いか否かを判定する電圧判定手段とを備え、前記温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときは、前記第１ＦＥＴ又は第４ＦＥＴを最低駆動電圧でＰＷＭ制御することにより、前記補助蓄電器を放電させるように構成してあることを特徴とする車両用電源装置。
3. 前記整流用素子及び逆流防止用素子はＦＥＴであり、前記温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときは、前記整流用素子及び逆流防止用素子をオフに固定するように構成してある請求項２に記載の車両用電源装置。
4. 前記温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときに、前記第４ＦＥＴをＰＷＭ制御するときは、前記第１ＦＥＴを最低駆動電圧でオンに固定するように構成してある請求項１から３の何れか１項に記載の車両用電源装置。
5. 前記第１ＦＥＴ、第２ＦＥＴ、第３ＦＥＴ及び第４ＦＥＴの何れかが、並列に接続され同時的に駆動される複数のＦＥＴで構成されており、前記温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときは、前記並列に接続されたＦＥＴのうち、同時的に駆動されるＦＥＴの個数を減らすように構成してある請求項１から４の何れか１項に記載の車両用電源装置。
6. エンジンに連動する発電機が発電して補助蓄電器へ充電すると共に、主蓄電器へ降圧回路を通じて充電し、該主蓄電器から複数の負荷へ給電すると共に、前記発電機及び補助蓄電器から前記降圧回路を通じて前記複数の負荷へ給電し、前記降圧回路は、コイルと、該コイルの入力側端子及び前記補助蓄電器間を接続するＦＥＴと、前記入力側端子及び固定電位端子間を接続する整流用素子とを備え、前記コイルの出力側端子及び主蓄電器間を接続している車両用電源装置において、
   前記補助蓄電器の温度を検出する温度検出器と、前記補助蓄電器の出力電圧値を検出する電圧検出器と、前記温度検出器が検出した温度が所定温度より高いか否かを判定する温度判定手段と、前記電圧検出器が検出した電圧値が所定電圧値より高いか否かを判定する電圧判定手段とを備え、前記温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときは、前記ＦＥＴを最低駆動電圧でＰＷＭ制御することにより、前記補助蓄電器を放電させるように構成してあることを特徴とする車両用電源装置。
7. 前記整流用素子はＦＥＴであり、前記温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときは、前記整流用素子をオフに固定するように構成してある請求項６に記載の車両用電源装置。
8. 前記コイルの出力側端子及び主蓄電器間に接続された逆流防止用のＦＥＴを更に備え、前記温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときは、前記逆流防止用のＦＥＴをオフに固定するように構成してある請求項６又は７に記載の車両用電源装置。
9. 前記ＦＥＴの何れかが、並列に接続され同時的に駆動される複数のＦＥＴで構成されており、前記温度判定手段及び電圧判定手段が何れも高いと判定したときは、前記並列に接続されたＦＥＴのうち、同時的に駆動されるＦＥＴの個数を減らすように構成してある請求項６から８の何れか１項に記載の車両用電源装置。

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