CN102549876B - 车辆用电源*** - Google Patents

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Abstract

本发明得到一种车辆用电源***，抑制第1蓄电装置的寿命降低而使发电机的发电电力能够大幅变化，由此增加第1蓄电装置的充电量，能够实现车辆的制动能量的再生和在车辆的燃料消耗上得到提高。第一DC/DC转换器(12)经由发电机侧布线(18a)而与整流器(7)的高压侧输出端子(7a)连接，对车载负载(15)供给电力的蓄电池(14)与第一DC/DC转换器(12)连接。第二DC/DC转换器(13)经由发电机侧布线(18a)而与整流器(7)的高压侧输出端子(7a)连接，电双层电容器(16)与第二DC/DC转换器(12)连接。

Description

车辆用电源***
技术领域
本发明涉及车辆用电源***，特别涉及能够实现车辆的制动能量的再生和在车辆的燃料消耗上得到提高的车辆用电源***。
背景技术
以往的车辆用电源***构成为在车辆的减速时，使通过被引擎驱动而对蓄电池供电的发电机的发电电压比车辆的非减速时更高，在车辆的减速时积极地进行制动能量的再生，在车辆的非减速时使向引擎的负载降低来在燃料消耗上得到提高(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2008-67504号公报
发明内容
在以往的车辆用电源***中，构成为对蓄电池直接供给发电机的发电电力而对蓄电池进行充电，所以如果使发电机的发电电力大幅变化，则导致蓄电池的寿命缩短。其结果，存在无法增大提高发电机的发电电力的幅度，无法大幅增加蓄电池的充电量这样的问题。
本发明是为了解决这样的课题而完成的，其目的在于得到一种车辆用电源***，能够抑制第1蓄电装置的寿命降低，使发电机的发电电力大幅变化来增加第1蓄电装置的充电量，实现车辆的制动能量的再生和在车辆的燃料消耗上得到提高。
本发明提供一种车辆用电源***，其特征在于，具备：发电机，被引擎驱动而产生交流电力；整流器，将由所述发电机产生的交流电力整流为直流电力而输出；第一DC/DC转换器，经由发电机侧布线而与所述整流器的高压侧输出端子连接，将该整流器的输出电压的电压值变换为不同的直流电压而输出；第1蓄电装置，经由负载侧布线而与所述第一DC/DC转换器连接，对车载负载供给电力；第二DC/DC转换器，经由发电机侧布线而与所述整流器的高压侧输出端子连接，将该整流器的输出电压的电压值变换为不同的直流电压而输出；第2蓄电装置，具有比所述第1蓄电装置小的蓄电容量，并与所述第二DC/DC转换器连接；调节器电路，与所述发电机侧布线或者所述负载侧布线连接，对发电机的励磁绕组供给励磁电流；以及控制电路，对所述第一DC/DC转换器以及所述第二DC/DC转换器进行驱动控制，将所述发电机的发电电力蓄电到所述第1蓄电装置以及所述第2蓄电装置。
根据本发明，第1蓄电装置经由第一DC/DC转换器而与整流器的高压侧输出端子连接，所以发电机的发电电力不会直接供给到第1蓄电装置。因此，即使使发电机的发电电力大幅变化，也不会缩短第1蓄电装置的寿命。其结果，能够增大提高发电机的发电电力的幅度，能够大幅增加第1蓄电装置以及第2蓄电装置的充电量。由此，能够高效地回收车辆的制动能量，减轻非减速时的引擎的负载来在燃料消耗上得到提高。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的车辆用电源***的电路结构图。
图2是本发明的实施方式2的车辆用电源***的电路结构图。
图3是示出本发明的实施方式3的车辆用电源***中使用的DC/DC转换器的结构的电路图。
图4是示出本发明的实施方式3的车辆用电源***中使用的DC/DC转换器的结构的电路图。
图5是示出本发明的实施方式3的车辆用电源***中使用的发电机的输出特性的图。
图6是示出本发明的实施方式4的车辆用电源***中使用的DC/DC转换器的结构的电路图。
图7是示出本发明的实施方式4的车辆用电源***中使用的发电机的输出特性的图。
图8是本发明的实施方式5的车辆用电源***的电路结构图。
图9是说明本发明的实施方式7的车辆用电源***中的车辆的加速时的动作的图。
图10是说明本发明的实施方式7的车辆用电源***中的车辆的减速时的动作的图。
图11是说明本发明的实施方式7的车辆用电源***中的车辆的空转时的动作的图。
图12是说明本发明的实施方式8的车辆用电源***中的车辆的加速时的动作的图。
图13是说明本发明的实施方式8的车辆用电源***中的车辆的减速时的动作的图。
图14是本发明的实施方式9的车辆用电源***的电路结构图。
图15是说明本发明的实施方式9的车辆用电源***中的***保护动作的图。
图16是本发明的实施方式10的车辆用电源***的电路结构图。
图17是说明本发明的实施方式10的车辆用电源***中的***保护动作的图。
具体实施方式
实施方式1.
图1是本发明的实施方式1的车辆用电源***的电路结构图。
在图1中，车辆用电源***具备：发电机2，通过引擎1驱动而产生交流电力；整流器7，将由发电机2产生的交流电力整流为直流电力而输出；第一DC/DC转换器12，将整流器7的输出电压变换为不同的电压值的直流电压而输出；第二DC/DC转换器13，将整流器7的输出电压变换为不同的电压值的直流电压而输出；作为第1蓄电装置的蓄电池14，通过由第一DC/DC转换器12变换了的直流电力而充电，对车载负载15供给电力；作为第2蓄电装置的电双层电容器16，具有比蓄电池14小的蓄电容量，积蓄由第二DC/DC转换器13变换了的直流电力；调节器电路9，控制向发电机2的励磁绕组4的通电量；和控制电路17，根据引擎1的转速f、电双层电容器16的端子电压Vc、负载侧布线18b的电压Vb等，控制第一以及第二DC/DC转换器12、13、以及调节器电路9的驱动。
发电机2是具备具有励磁绕组4的爪极型转子3、具有3相交流绕组6的定子5、整流器7、以及调节器电路9的伦德尔式(Lundell)交流发电机。另外，此处，设为整流器7和调节器电路9内置于发电机2，但也可以与发电机2独立地构成。
整流器7构成为由并联地连接了3个将2个二极管8串联连接而成的二极管对的二极管桥电路构成的三相全波整流电路，将3相交流绕组6中感应的交流电力整流为直流电力。
调节器电路9具有MOSFET10和二极管11。另外，MOSFET10的漏极端子与二极管11的阳极端子连接，源极端子被接地，栅极端子与控制电路17连接。另外，二极管11的阴极端子与连接整流器7的高压侧输出端子7a和第一DC/DC转换器12的输入电压端子的发电机侧布线18a连接。进而，励磁绕组4的两端和二极管11的阴极端子、以及二极管11的阳极端子与MOSFET10的漏极端子的连接点分别连接。
蓄电池14是铅蓄电池、镍镉蓄电池等二次电池，构成例如14V(额定电压)的低电压系的车载电源。另外，蓄电池14与连接第一DC/DC转换器12的输出电压端子和车载负载15的负载侧布线18b连接。车载负载15是车辆中搭载的空调装置、音响装置等电气设备，由蓄电池14驱动。
电双层电容器16经由第二DC/DC转换器13而与连接整流器7的高压侧输出端子7a和第一DC/DC转换器12的输入电压端子的发电机侧布线18a连接。
接下来，说明这样构成的发电机2的动作。
对转子3的励磁绕组4供给电流而产生磁通。由此，在转子3的外周部，在周方向上交替形成N极和S极。于是，对转子3的轴传递引擎1的旋转转矩，转子3被旋转驱动。因此，对定子5的3相交流绕组6提供旋转磁场，在3相交流绕组6中产生电动势。该交流的电动势通过整流器7被整流为直流电力而输出。
此处，如果对励磁绕组4供给的电流恒定，则发电机2的输出电压随着转子3的旋转速度的上升而上升。通过该输出电压的上升，3相交流绕组6中流过的电流增大，3相交流绕组6中的发热增大。根据安全性以及可靠性的观点，优选将3相交流绕组6中的发热量维持为某值以下。为此，通过调节器电路9调整对励磁绕组4供给的励磁电流，而调整输出电压(输出电流)。另外，3相交流绕组6中的发热量依赖于3相交流绕组6中流过的电流值，所以为了得到大的电力，优选原样地保持输出电流，而增大输出电压。或者，通过增大输出电压并减小电流，能够减小3相交流绕组6中的铜损、整流器7中的整流元件损，还能够减小整体的损失并提高发电效率，而得到大的电力。
在该实施方式1的车辆用电源***中，构成14V系的车载电源的蓄电池14经由负载侧布线18b、第一DC/DC转换器12以及发电机侧布线18a而与整流器7的高压侧输出端子7a连接，电双层电容器16经由第二DC/DC转换器13而与连接整流器7的高压侧输出端子7a和第一DC/DC转换器12的输入电压端子的发电机侧布线18a连接。
因此，在车辆的减速时使发电机2发电，控制电路17对第一以及第二DC/DC转换器12、13进行驱动控制，而能够将发电机2的发电电力蓄电到蓄电池14以及电双层电容器16。
由此，发电机2的发电电力经由第一DC/DC转换器12被供给到蓄电池14，所以即使使发电机2的发电电力大幅变化，也不会降低蓄电池14的寿命。因此，在引擎1的转速高的情况下，能够提高发电机2的输出电压来增大发电电力，所以能够缩短向蓄电池14以及电双层电容器16的充电时间，并且能够使充电量大幅增加。其结果，能够高效地再生车辆的制动能量。因此，能够减少在非减速时使发电机2发电而使蓄电池14以及电双层电容器16充电的动作，所以非减速时的引擎1的负载降低，在车辆的燃料消耗上得到提高。
此处，通过在第一以及第二DC/DC转换器12、13的一方中使用DC/DC转换器(电压型)，能够通过决定发电机2的输出电压来控制输出电力。另外，通过在第一以及第二DC/DC转换器12、13的另一方中使用带电流控制功能的DC/DC转换器，能够对蓄电池14和电双层电容器16任意地分配发电机2的输出电力。
实施方式2.
图2是本发明的实施方式2的车辆用电源***的电路结构图。
在图2中，调节器电路9具有的二极管11的阴极端子与连接第一DC/DC转换器12的输出电压端子和车载负载15的负载侧布线18b连接。
另外，该实施方式2的车辆用电源***除了二极管11的阴极端子与负载侧布线18b连接的点以外，与上述实施方式1同样地构成。
因此，即使在该实施方式2中，也起到与上述实施方式1同样的效果。
电双层电容器16由于易于自放电，所以如果长时间停车，则存在端子电压Vc小于14V的危险。在二极管11的阴极端子与发电机侧布线18a连接的情况下，如果端子电压Vc小于14V，则产生即使引擎1再起动，也不会进行第二DC/DC转换器13的动作，而无法对发电机2供给励磁电流的情况。蓄电池14相比于电双层电容器16不易自放电，所以电压的降低被长期抑制。根据该实施方式2，二极管11的阴极端子与负载侧布线18b连接，所以即使长时间停车，蓄电池14的电压降低也被抑制，而未然地避免产生无法对发电机2供给励磁电流的情况。
实施方式3.
图3是示出本发明的实施方式3的车辆用电源***中使用的DC/DC转换器(电压型)的结构的电路图、图4是示出本发明的实施方式3的车辆用电源***中使用的带电流控制功能的DC/DC转换器的结构的电路图。
在该实施方式3的车辆用电源***中，除了将图3所示的DC/DC转换器100(DC/DC转换器(电压型))作为第一DC/DC转换器，将图4所示的带电流控制功能的DC/DC转换器101作为第二DC/DC转换器的点以外，与上述实施方式1的车辆用电源***同样地构成。
另外，带电流控制功能的DC/DC转换器101是在斩波式DC/DC转换器中设置了能够进行电流控制的功能的结构，此处，如图4所示，使用一般的斩波式双方向DC/DC转换器，所以省略关于电压变换的说明。
在图3中，DC/DC转换器100具备2级的电路A1、A2，该2级的电路A1、A2具有：在输入电压端子VaH、VaL与输出电压端子VbH、VbL之间串联连接作为低压侧以及高压侧的开关元件的2个MOSFET51～54而成的2个串联体、和与各串联体并联地连接的平滑电容器Cs1、Cs2。另外，电路A1、A2串联地连接，电路A1成为整流电路、电路A2成为驱动用逆变器电路。进而，能量转移用的电容器Cr1与电感器Lr1的LC串联体LC1连接在电路A1的2个MOSFET51、52的连接点与电路A2的2个MOSFET53、54的连接点之间。
另外，MOSFET51～54是在源极、漏极之间形成了寄生二极管的功率MOSFET。另外，从控制电路17对MOSFET51～54的栅极端子，分别输出栅极信号Gate(栅极)1H、Gate1L、Gate2H、Gate2L。
接下来，说明DC/DC转换器100的动作。
此处，栅极信号Gate1H、Gate1L、Gate2H、Gate2L是占空比为50％的ON(导通)/OFF(断开)信号，栅极信号Gate1H、Gate2H是同一信号，栅极信号Gate1L、Gate2L是使栅极信号Gate1H、Gate2H反转了的信号。
首先，如果高压侧的MOSFET52、54通过栅极信号Gate1H、Gate2H而成为ON状态，则由于存在电位差，所以平滑电容器Cs2中积蓄的能量的一部分转移到电容器Cr1。
接下来，如果高压侧的MOSFET52、54通过栅极信号Gate1H、Gate2H而成为OFF状态，低压侧的MOSFET51、53通过栅极信号Gate1L、Gate2L而成为ON状态，则由于存在电位差，所以电容器Cr1中积蓄的能量转移到平滑电容器Cs1。
这样，通过电容器Cr1的充放电，平滑电容器Cs2中积蓄的能量转移到平滑电容器Cs1。于是，使输入到输入电压端子VaH、VaL间的电压V1成为被降压为约1/2倍的电压V2，输出到输出电压端子VbH、VbL间。另外，使输入的电压V1的电力成为被降压为电压V2的电力而转移，所以电压V1成为比电压V2的2倍的电压大的值。
另外，如果使栅极信号Gate2H、Gate2L成为ON信号，使栅极信号Gate1H、Gate1L成为OFF信号，则MOSFET53、54成为ON状态，MOSFET51、52成为OFF状态。由此，输入电压端子VaH和输出电压端子VbH成为导通状态，使输入到输入电压端子VaH、VaL间的电压V1成为被降压为约1倍的电压V2，输出到输出电压端子VbH、VbL间。
这样，DC/DC转换器100能够以1或者1/2的电压变换比(V2/V1)对输入电压V1进行变换而输出。
另外，由于对电容器Cr1串联连接电感器Lr1而构成了LC串联体LC1，所以在能量的转移中，利用了共振现象，没有MOSFET51～54状态变化时的过渡性的损失，能够高效地转移大量的能量。这样，在效率的方面优选，所以能够减小用于对电路进行冷却的散热器。另外，由于没有MOSFET51～54的开关时的过渡性的损失，所以能够将开关频率设定得较高。能够增大LC串联体LC1的共振频率，能够将能量转移用的电感器Lr1的电感值和电容器Cr1的电容值设定得较小，实现电路元件的小型化。由此，能够使DC/DC转换器100的整体非常小型。
此处，说明实施方式3的车辆用电源***中使用的发电机的输出特性。图5是示出本发明的实施方式3的车辆用电源***中使用的发电机的输出特性的图，纵轴是输出电力、横轴是转子的旋转速度。另外，在图5中，实线表示14V的输出特性线，单点划线表示28V的输出特性线。另外，在图5中，将14V的输出特性线与28V的输出特性线的交点处的转子的旋转速度设为α。
如从图5可知，在小于旋转速度α的区域中，在将输出电压设定为14V的情况下，能够输出大的发电电力，在旋转速度α以上的区域中，在将输出电压设定为28V的情况下，能够输出大的发电电力。
在汽车中，通常，引擎1的旋转速度是1000rpm～3000rpm的范围。因此，在引擎1的旋转速度是1000rpm～3000rpm的范围内，调整引擎1与发电机2的转子3之间的动力传递机构的动力传递比，使得得到图5所示的输出特性。
在该实施方式3的车辆用电源***中，控制电路17监视转子3的旋转速度，根据发电机2的发电时的转子3的旋转速度，将输出电压设定为14V或者28V。此处，转子3的旋转速度既可以根据引擎1的转速f和滑轮比(pulley ratio)(动力传递比)来计算，也可以将旋转传感器安装到发电机2而直接检测。
首先，如果转子3的旋转速度小于旋转速度α，则输出电压被设定为14V。因此，控制电路17使MOSFET53、54成为ON状态，使MOSFET51、52成为OFF状态，使发电机2的输出和DC/DC转换器100的输出成为短路状态。然后，通过调节器电路9调整励磁绕组4的励磁电流，将DC/DC转换器100的输出电压(V2)调整为14V，蓄电池14被充电。在该动作状态下，在DC/DC转换器100内不流过高频的电流，所以能够实现电力损失小的能量转移。
另外，如果转子3的旋转速度是旋转速度α以上，则输出电压被设定为28V。因此，控制电路17如上所述，反复MOSFET51～54的ON/OFF动作，以使DC/DC转换器100的输出电压V2与发电机2的输出电压V1的关系成为V1＝2·V2的方式维持。接下来，通过调节器电路9调整励磁绕组4的励磁电流，以使DC/DC转换器100的输出电压(V2)成为14V的方式调整，蓄电池14被充电。此时，发电机2的输出电压成为比14V的2倍的28V稍大的值。
此处，在变更DC/DC转换器100的电压变换比(1/n)的n时，控制电路17以使励磁绕组4中流过的励磁电流成为零的方式控制调节器电路9，在发电机2成为不发电的状态之后，变更变压变换比。
另外，发电机2的发电电力被充电到蓄电池14，并且通过控制电路17对带电流控制功能的DC/DC转换器101的开关元件进行驱动控制，发电机2的发电电力的输出电压被降压而将发电机2的发电电力蓄电到电双层电容器16。
这样，根据该实施方式3，发电机2以能够输出大的发电电力的输出电压进行发电，所以能够缩短向蓄电池14以及电双层电容器16的充电时间，并且能够使充电量大幅增加。其结果，能够高效地再生车辆的制动能量。因此，能够减少在非减速时使发电机2发电而使蓄电池14以及电双层电容器16充电的动作，所以非减速时的引擎1的负载降低，在车辆的燃料消耗上得到提高。
另外，在发电机2不发电的状态下，变更DC/DC转换器100的电压变换比，所以不会产生浪涌，而能够避免内部电路损伤那样的情况。
实施方式4.
图6是示出本发明的实施方式4的车辆用电源***中使用的DC/DC转换器的结构的电路图。
在该实施方式4的车辆用电源***中，除了将图6所示的DC/DC转换器102(DC/DC转换器(电压型))作为第一DC/DC转换器，将图4所示的带电流控制功能的DC/DC转换器101作为第二DC/DC转换器的点以外，与上述实施方式1的车辆用电源***同样地构成。
在图6中，DC/DC转换器102具备3级的电路A1、A2、A3，该3级的电路A1、A2、A3具备：在输入电压端子VaH、VaL与输出电压端子VbH、VbL之间串联连接作为低压侧以及高压侧的开关元件的2个MOSFET51～56而成的3个串联体、和与各串联体并联地连接的平滑电容器Cs1、Cs2、Cs3。另外，电路A1、A2、A3被串联连接，电路A1成为整流电路、电路A2、A3成为驱动用逆变器电路。进而，能量转移用的电容器Cr2与电感器Lr2的LC串联体LC2连接于电路A1的2个MOSFET51、52的连接点与电路A2的2个MOSFET53、54的连接点之间。进而另外，能量转移用的电容器Cr3与电感器Lr3的LC串联体LC3连接于电路A1的2个MOSFET51、52的连接点与电路A3的2个MOSFET55、56的连接点之间。
另外，MOSFET51～56是在源极、漏极间形成了寄生二极管的功率MOSFET。另外，从控制电路17对MOSFET51～56的栅极端子，分别输出栅极信号Gate1H、Gate1L、Gate2H、Gate2L、Gate3H、Gate3L。
接下来，说明DC/DC转换器102的动作。
首先，说明DC/DC转换器102的电压变换比是1/3倍的情况。
栅极信号Gate1H、Gate1L、Gate2H、Gate2L、Gate3H、Gate3L是占空比为50％的ON/OFF信号，栅极信号Gate1H、Gate2H、Gate3H是同一信号，栅极信号Gate1L、Gate2L、Gate3L是使栅极信号Gate1H、Gate2H、Gate3H反转了的信号。
首先，如果高压侧的MOSFET52、54、56通过栅极信号Gate1H、Gate2H、Gate3H而成为ON状态，则由于存在电位差，所以平滑电容器Cs2、Cs3中积蓄的能量的一部分分别转移到电容器Cr2、Cr3。
接下来，如果高压侧的MOSFET52、54、56通过栅极信号Gate1H、Gate2H、Gate3H而成为OFF状态，低压侧的MOSFET51、53、55通过栅极信号Gate1L、Gate2L、Gate3L而成为ON状态，则由于存在电位差，所以电容器Cr2、Cr3中积蓄的能量分别转移到平滑电容器Cs1、Cs2。
这样，通过电容器Cr2、Cr3的充放电，平滑电容器Cs2、Cs3中积蓄的能量转移到平滑电容器Cs2、Cs1。
于是，使输入到输入电压端子VaH、VaL间的电压V1成为被降压为约1/3倍的电压V2，而输出到输出电压端子VbH、VbL间。另外，所输入的电压V1的电力作为降压为电压V2的电力而转移，所以电压V1成为比电压V2的3倍的电压大的值。
接下来，说明DC/DC转换器102的电压变换比是1/2倍的情况。
栅极信号Gate1H、Gate1L、Gate2H、Gate2L是占空比为50％的ON/OFF信号，栅极信号Gate1L、Gate2L是使栅极信号Gate1H、Gate2H反转了的信号。
首先，高压侧的MOSFET52、54通过栅极信号Gate1H、2H而成为ON状态，低压侧MOSFET51、53通过栅极信号Gate1L、2L而成为OFF状态。因此，存在电位差，所以平滑电容器Cs2中积蓄的能量的一部分转移到电容器Cr2。
接下来，如果高压侧的MOSFET52、54通过栅极信号Gate1H、2H而成为OFF状态，低压侧的MOSFET51、53通过栅极信号Gate1L、2L而成为ON状态，则由于存在电位差，所以电容器Cr2中积蓄的能量转移到平滑电容器Cs1。
这样，通过电容器Cr2的充放电，平滑电容器Cs2中积蓄的能量转移到平滑电容器Cs1。
于是，使输入到输入电压端子VaH、VaL间的电压V1成为被降压为约1/2倍的电压V2，而输出到输出电压端子VbH、VbL间。另外，使所输入的电压V1的电力成为被降压为电压V2的电力而转移，所以电压V1成为比电压V2的2倍的电压大的值。
接下来，说明DC/DC转换器102的电压变换比是1倍的情况。
使高压侧MOSFET54、56以及低压侧MOSFET53、55维持为ON状态，使高压侧MOSFET52以及低压侧MOSFET51维持为OFF状态。由此，输入电压端子VaH和输出电压端子VbH成为导通状态，使输入到输入电压端子VaH、VaL间的电压V1成为被降压为约1倍的电压V2，而输出到输出电压端子VbH、VbL间。
这样，DC/DC转换器102能够以1、1/2、或者1/3的电压变换比(V2/V1)对输入电压V1进行变换而输出。
在该实施方式4中，也对电容器Cr2、Cr3串联地连接电感器Lr2、Lr3而构成了LC串联体LC2、LC3，所以在能量的转移中，利用了共振现象，没有MOSFET51～56状态变化时的过渡性的损失，能够高效地转移大量的能量。这样，在效率的方面优良，能够减小用于冷却电路的散热器。另外，由于没有MOSFET51～56的开关时的过渡性的损失，所以能够将开关频率设定得较高。能够增大LC串联体LC2、LC3的共振频率，能够将能量转移用的电感器Lr2、Lr3的电感值和电容器Cr2、Cr3的电容值设定得较小，实现电路元件的小型化。由此，能够使DC/DC转换器102的整体非常小型。
此处，说明实施方式4的车辆用电源***中使用的发电机的输出特性。图7是示出本发明的实施方式4的车辆用电源***中使用的发电机的输出特性的图，纵轴是输出电力、横轴是转子的旋转速度。另外，在图7中，实线表示14V的输出特性线，单点划线表示28V的输出特性线，虚线表示42V的输出特性线。另外，在图7中，将14V的输出特性线与28V的输出特性线的交点处的转子的旋转速度设为α、将28V的输出特性线与42V的输出特性线的交点处的转子的旋转速度设为β。
如从图7可知，在小于旋转速度α的区域中，在将输出电压设定为14V的情况下，能够输出大的发电电力，在旋转速度α以上小于β的区域中，在将输出电压设定为28V的情况下，能够输出大的发电电力，在旋转速度β以上的区域中，在将输出电压设定为42V的情况下，能够输出大的发电电力。
在汽车中，通常使用的引擎1的旋转速度是1000rpm～3000rpm的范围。因此，在引擎1的旋转速度是1000rpm～3000rpm的范围内，调整引擎1与发电机2的转子3之间的动力传递机构的动力传递比，使得得到图7所示的输出特性。
在该实施方式4的车辆用电源***中，控制电路17监视转子3的旋转速度，根据发电机2的发电时的转子3的旋转速度，将输出电压设定为14V、28V或者42V。此处，也可以根据引擎1的转速f和滑轮比(动力传递比)计算转子3的旋转速度。
首先，如果转子3的旋转速度小于旋转速度α，则输出电压被设定为14V。因此，控制电路17使MOSFET53～56成为ON状态，使MOSFET51～52成为ON状态，使发电机2的输出和DC/DC转换器102的输出成为短路状态。然后，通过调节器电路9调整励磁绕组4的励磁电流，DC/DC转换器102的输出电压(V2)被调整为14V，蓄电池14被充电。此时，发电机2的输出电压成为比14V稍大的值。在该动作状态下，在DC/DC转换器102内不流过高频的电流，所以能够实现电力损失小的能量转移。
另外，如果转子3的旋转速度是旋转速度α以上小于β，则输出电压被设定为28V。因此，控制电路17如上所述，设为MOSFET55、56的ON状态，反复MOSFET51～54的ON/OFF动作，以使DC/DC转换器102的输出电压V2与发电机2的输出电压V1的关系成为V1＝2·V2的方式维持。接下来，通过调节器电路9调整励磁绕组4的励磁电流，以使DC/DC转换器102的输出电压(V2)成为14V的方式调整，蓄电池14被充电。此时，发电机2的输出电压成为比14V的2倍的28V稍大的值。
进而，如果转子3的旋转速度是旋转速度β以上，则输出电压被设定为42V。因此，控制电路17如上所述，反复MOSFET51～56的ON/OFF动作，以使DC/DC转换器102的输出电压V2与发电机2的输出电压V1的关系成为V1＝3·V2的方式维持。接下来，通过调节器电路9调整励磁绕组4的励磁电流，以使DC/DC转换器102的输出电压(V2)成为14V的方式调整，蓄电池14被充电。此时，发电机2的输出电压成为比14V的3倍的42V稍大的值。
此处，在变更DC/DC转换器102的电压变换比(1/n)的n时，控制电路17以使励磁绕组4中流过的励磁电流成为零的方式，控制调节器电路9，在使发电机2成为不发电的状态之后，操作切换开关60，而变更变压变换比。
另外，发电机2的发电电力被充电到蓄电池14，并且通过控制电路17对带电流控制功能的DC/DC转换器101的开关元件进行驱动控制，发电机2的发电电力的输出电压被降压而发电机2的发电电力被蓄电到电双层电容器16。
这样，根据该实施方式4，发电机2以能够输出大的发电电力的输出电压进行发电，所以能够缩短向蓄电池14以及电双层电容器16的充电时间，并且能够使充电量大幅增加。其结果，能够高效地再生车辆的制动能量。因此，能够减少在非减速时使发电机2发电而使蓄电池14以及电双层电容器16充电的动作，所以非减速时的引擎1的负载降低，在车辆的燃料消耗上得到提高。
另外，在发电机2不发电的状态下，变更DC/DC转换器102的电压变换比，所以不产生浪涌，而能够避免内部电路损伤那样的情况。
另外，在上述实施方式3、4中，将电压变换比被设定为1/n(其中，n是整数)的DC/DC转换器100、102(DC/DC转换器(电压型))用作第一DC/DC转换器，将一般的斩波式双方向DC/DC转换器(带电流控制功能的DC/DC转换器)用作第二DC/DC转换器，但也可以将DC/DC转换器100、102(DC/DC转换器(电压型))用作第二DC/DC转换器，将一般的斩波式双方向DC/DC转换器(带电流控制功能的DC/DC转换器)用作第一DC/DC转换器。
实施方式5.
图8是本发明的实施方式5的车辆用电源***的电路结构图。
在图8中，电双层电容器16经由第二DC/DC转换器13而与大容量电气负载19连接。此处，大容量电气负载19相比于车载负载15是大电容的负载，例如是使引擎1起动的起动电动机、电动增压器、吸尘器等外部电气设备。
另外，其他结构与上述实施方式1同样地构成。
针对大容量电气负载19是起动电动机的情况，说明该实施方式5的车辆用电源***的动作。
首先，如果接通键开关，则控制电路17使第二DC/DC转换器13的开关元件成为ON。由此，电双层电容器16中蓄电的电力被供给到起动电动机(大容量电气负载19)，起动电动机被驱动。控制电路17监视引擎1的起动，如果确认了引擎1的起动，则使第二DC/DC转换器13的开关元件成为OFF。
根据该实施方式5，构成为电双层电容器16中蓄电的电力被供给到起动电动机，所以不需要蓄电池14的大电容化，高成本化被抑制。另外，电双层电容器16相比于铅蓄电池等蓄电池14，放电性能更优良，所以迅速地向起动电动机供给电力，而能够迅速地起动引擎1。另外，不会在伴随在引擎1的起动动作时的大电流放电而降低蓄电池14的寿命。
实施方式6.
在上述实施方式1中，使发电机2的发电电力蓄电到蓄电池14和电双层电容器16，但在该实施方式6中，使发电机2的发电电力优先蓄电到电双层电容器16，在发电机2的发电电力大的情况下特别有效。
在该实施方式6中，预先使第一DC/DC转换器12成为OFF而切断整流器7的高压侧输出端子7a和蓄电池14的连接，如果电双层电容器16的电位低于规定值，则使发电机2发电，并且使第二DC/DC转换器13的开关元件成为ON，使发电机2的发电电力仅回收到电双层电容器16。另外，也可以使第一DC/DC转换器12预先成为ON，通过第二DC/DC转换器13中的电流控制，以使发电机2的发电电力进入电双层电容器16的方式，进行控制，使发电机2的发电电力回收到电双层电容器16。然后，控制电路17监视蓄电池14的电位，在蓄电池14的电位低于规定值时，对第一以及第二DC/DC转换器12、13进行驱动控制，而通过电双层电容器16的蓄电电力对蓄电池14进行充电。
在该实施方式6中，针对蓄电池14不进行再生时的瞬时大电流充电，所以能够防止再生所致的蓄电池14的寿命降低。
另外，第一以及第二DC/DC转换器12、13的开关元件不进行开关动作，所以电力损失被降低，能够高效地回收发电机2的发电电力。
另外，也可以在将发电机2的发电电力蓄电到电双层电容器16时，对第二DC/DC转换器13进行驱动控制，使发电机2的输出电压降压为规定的电压，而蓄电到电双层电容器16。
实施方式7.
图9是说明本发明的实施方式7的车辆用电源***中的车辆的加速时的动作的图，图10是说明本发明的实施方式7的车辆用电源***中的车辆的减速时的动作的图，图11是说明本发明的实施方式7的车辆用电源***中的车辆的空转时的动作的图。
另外，在该实施方式7中，使用图1所示的车辆用电源***来说明车辆的加速时、减速时、空转时的车辆用电源***的动作控制。
首先，通过电压传感器(未图示)检测蓄电池14(负载侧布线18b)的电压Vb、以及电双层电容器16的端子电压Vc，通过旋转传感器(未图示)检测引擎1的转速f。然后，检测传感器、旋转传感器的检测信号被输入到控制电路17。控制电路17根据车辆的行驶状态、蓄电池14的电压Vb、以及电双层电容器16的端子电压Vc，控制发电机2、第一DC/DC转换器12、以及第二DC/DC转换器13的动作。另外，能够根据ECU信号、引擎转速f的增减、油门踏板、刹车踏板的状态等，判断加速、减速、定速行驶(巡行)、停止等车辆的行驶状态。
接下来，对于第二DC/DC转换器13的充放电电流，以使电压Vb恒定为规定的第1电压值、例如14V(控制目标值)的方式，进行反馈控制。即，如果电压Vb低于14V，则以使来自电双层电容器16的放电量增加的方式，对第二DC/DC转换器13进行动作控制，进行向蓄电池14的充电和向车载负载15的电力供给。另外，如果电压Vb高于14V，则以使来自电双层电容器16的放电量降低、或者以使电双层电容器16充电的方式，对第二DC/DC转换器13进行动作控制。但是，仅在端子电压Vc是规定的范围内，经由第二DC/DC转换器13进行电双层电容器16的充放电动作，在其范围外，第二DC/DC转换器13停止。例如，以在端子电压Vc是28V～14V的范围内，使电双层电容器16充放电的方式，对第二DC/DC转换器13进行动作控制。另外，如果端子电压Vc成为28V以上，则判断为电双层电容器16是过充电状态，如果端子电压Vc小于14V，则判断为电双层电容器16是过放电状态，第二DC/DC转换器13的动作停止。
进而，发电机2在加速时、定速行驶时、以及空转时，以使电压Vb成为比14V(第1电压值)低的第2电压值、例如13.5V(控制目标值)的方式，在减速时，以使电压Vb成为比14V(第1电压值)高的第3电压值、例如14.5V(控制目标值)的方式，调整励磁电流而进行驱动。即，如果电压Vb低于控制目标值，则增加励磁电流而增加发电机2的发电量，如果电压Vb高于控制目标值，则减少励磁电流而降低发电机2的发电量。
此处，对于控制对象量，由于经由第一DC/DC转换器12进行，所以例如在第一DC/DC转换器12进行着2∶1电压变换的情况下，在以使电压Vb恒定为14V的方式进行控制意味着如下情况，即以使发电机侧布线18a的电压成为28V的方式，对第二DC/DC转换器13进行动作控制。另外，在第一DC/DC转换器12进行着1∶1电压变换的情况下，在以使电压Vb恒定为14V的方式进行控制意味着如下情况，即以使发电机侧布线18a的电压成为14V的方式，对第二DC/DC转换器13进行动作控制。
另外，对第一DC/DC转换器12进行动作控制，以使改变低压侧与高压侧的变压比，使得如果引擎转速f是例如为空转域即小于1000rpm，则进行1∶1电压变换，如果是1000rpm以上，则进行2∶1电压变换。
接下来，参照图9，说明车辆加速时的发电机2、第一DC/DC转换器12、以及第二DC/DC转换器13的动作。
控制电路17如果判断为车辆是加速状态，则将发电机2的控制目标值设定为13.5V，将第二DC/DC转换器13的控制目标值设定为14V。于是，在车辆的加速状态下，引擎转速f是1000rpm以上，所以以进行2∶1电压变换的方式，对第一DC/DC转换器12进行动作控制。
然后，如果判断为端子电压Vc是14V以上，则以使电压Vb成为14V的方式，对第二DC/DC转换器13进行动作控制。即，以使发电机侧布线18a的电压成为28V的方式，对第二DC/DC转换器13进行动作控制。由此，电双层电容器16中蓄电的电力被放电，对车载负载15供给必要的电力，或者蓄电池14被充电。因此，电压Vb高于作为发电机2的控制目标值的13.5V，所以不会向发电机2通电励磁电流，发电机2成为非发电状态。
另外，电双层电容器16中蓄电的电力被放电，如果端子电压Vc低于14V，则第二DC/DC转换器13的动作停止。然后，如果电压Vb低于13.5V，则发电机2进行发电动作，对车载负载15供给电力。此时，以使电压Vb成为13.5V的方式，调整对发电机2通电的励磁电流，发电机2的输出电压、即发电机侧布线18a的电压成为27V。
接下来，参照图10，说明车辆减速时的发电机2、第一DC/DC转换器12、以及第二DC/DC转换器13的动作。
控制电路17如果判断为车辆是减速状态，则将发电机2的控制目标值设定为14.5V，将第二DC/DC转换器13的控制目标值设定为14V。然后，在车辆的减速状态下，引擎转速f是1000rpm以上，所以以进行2∶1电压变换的方式，对第一DC/DC转换器12进行动作控制。
然后，以使电压Vb成为14.5V的方式，调整对发电机2通电的励磁电流，发电机2进行发电动作。由此，发电机2的输出电压、即发电机侧布线18a的电压成为29V。然后，通过第一DC/DC转换器12对发电机侧布线18a的电压进行2∶1电压变换，负载侧布线18b的电压成为14.5V。因此，电压Vb高于作为第二DC/DC转换器13的控制目标值的14V。
然后，如果判断为端子电压Vc小于28V，则对第二DC/DC转换器13进行动作控制，对车载负载15供给必要的电力，剩余电力被蓄电到电双层电容器16。即，如果电压Vb被维持为14V，则对车载负载15供给必要的电力，发电机2的控制目标值是14.5V，所以超过14V的电力成为剩余电力，被蓄电到电双层电容器16。
另外，减速状态继续，电双层电容器16成为满充电状态，如果端子电压Vc成为28V以上，则第二DC/DC转换器13的动作停止。发电机2的发电电力被供给到车载负载15以及蓄电池14。
接下来，参照图11，说明车辆空转时的发电机2、第一DC/DC转换器12、以及第二DC/DC转换器13的动作。
控制电路17如果判断为车辆是空转状态，则将发电机2的控制目标值设定为13.5V，将第二DC/DC转换器13的控制目标值设定为14V。然后，在车辆的空转状态下，引擎转速f小于1000rpm，所以以进行1∶1电压变换的方式，对第一DC/DC转换器12进行动作控制。
然后，如果判断为端子电压Vc是14V以上，则以使电压Vb成为14V的方式，对第二DC/DC转换器13进行动作控制。即，以使发电机侧布线18a的电压成为14V的方式，对第二DC/DC转换器13进行动作控制。由此，电双层电容器16中蓄电的电力被放电，对车载负载15供给必要的电力，或者蓄电池14被充电。因此，电压Vb高于作为发电机2的控制目标值的13.5V，所以不会向发电机2通电励磁电流，发电机2成为非发电状态。
另外，电双层电容器16中蓄电的电力被放电，如果端子电压Vc低于14V，则第二DC/DC转换器13的动作停止。然后，如果电压Vb低于13.5V，则发电机2进行发电动作，对车载负载15供给电力。此时，以使电压Vb成为13.5V的方式，调整对发电机2通电的励磁电流，发电机2的输出电压、即发电机侧布线18a的电压成为13.5V。
此处，在车辆是定速行驶(巡行)状态的情况下，引擎转速f是1000rpm以上，所以以进行2∶1电压变换的方式，对第一DC/DC转换器12进行动作控制。因此，在车辆是定速行驶状态的情况下，在图11中，如果端子电压Vc是14V以上，则以使发电机侧布线18a的电压成为28V的方式，对第二DC/DC转换器13进行动作控制，发电机2成为非发电状态。另外，如果端子电压Vc小于14V，则第二DC/DC转换器13的动作停止，以使发电机侧布线18a的电压成为27V的方式，调整对发电机2通电的励磁电流。
另外，在车辆停止了的情况下，在图11中，如果端子电压Vc小于14V，则发电机2成为非发电状态。另外，其他动作与空转状态下的动作相同。
此处，在以往的电源***中，需要***控制用ECU(ElectronicControl Unit，电子控制单元)，ECU判别各设备的独立的信息而决定发电状态。因此，ECU中的运算量、ECU与各设备之间的通信量庞大。如果采用本电源***，则通过针对每个设备设定独立的控制目标值并针对每个设备根据控制目标值进行控制，能够被动地最佳地进行减速时的能量再生控制。由此，从ECU向各设备的控制简化，或者变得不需要。
实施方式8.
图12是说明本发明的实施方式8的车辆用电源***中的车辆的加速时的动作的图，图13是说明本发明的实施方式8的车辆用电源***中的车辆的减速时的动作的图。
在上述实施方式7中，以在引擎转速f小于1000rpm的情况下，进行1∶1电压变换，在是1000rpm以上的情况下，进行2∶1电压变换的方式，对第一DC/DC转换器12进行动作控制，但在该实施方式8中，对第一DC/DC转换器12进行动作控制，使得在转子3的旋转速度小于旋转速度α的情况下，进行1∶1电压变换，在是旋转速度α以上的情况下，进行2∶1电压变换。另外，对于其他动作条件，与上述实施方式7相同。
首先，参照图12，说明车辆加速时的发电机2、第一DC/DC转换器12、以及第二DC/DC转换器13的动作。
控制电路17如果判断为车辆是加速状态，则将发电机2的控制目标值设定为13.5V，将第二DC/DC转换器13的控制目标值设定为14V。另外，在图12中，以进行2∶1电压变换的方式，对第一DC/DC转换器12进行动作控制，但在转子3的旋转速度小于旋转速度α的情况下，以进行1∶1电压变换的方式，对第一DC/DC转换器12进行动作控制。
然后，如果判断为端子电压Vc是14V以上，则以使电压Vb成为14V的方式，对第二DC/DC转换器13进行动作控制。由此，电双层电容器16中蓄电的电力被放电，对车载负载15供给必要的电力，或者蓄电池14被充电。因此，电压Vb高于作为发电机2的控制目标值的13.5V，所以不会向发电机2通电励磁电流，发电机2成为非发电状态。
另外，电双层电容器16中蓄电的电力被放电，如果端子电压Vc低于14V，则第二DC/DC转换器13的动作停止。然后，如果电压Vb低于13.5V，则发电机2进行发电动作，对车载负载15供给电力。此时，以使电压Vb成为13.5V的方式，调整对发电机2通电的励磁电流。
接下来，参照图13，说明车辆减速时的发电机2、第一DC/DC转换器12、以及第二DC/DC转换器13的动作。
控制电路17如果判断为车辆是减速状态，则将发电机2的控制目标值设定为14.5V，将第二DC/DC转换器13的控制目标值设定为14V。
然后，如果判断为端子电压Vc是28V以上，则第二DC/DC转换器13的动作停止，以使电压Vb成为14.5V的方式，调整对发电机2通电的励磁电流，发电机2进行发电动作。此时，对第一DC/DC转换器12进行动作控制，使得在转子3的旋转速度小于旋转速度α的情况下，进行1∶1电压变换，在是旋转速度α以上的情况下，进行2∶1电压变换。
另外，如果判断为端子电压Vc小于28V，则判断转子3的旋转速度是否为旋转速度α以上。
然后，如果转子3的旋转速度是旋转速度α以上，则以进行2∶1电压变换的方式，对第一DC/DC转换器12进行动作控制，以使电压Vb成为14.5V的方式，调整对发电机2通电的励磁电流，发电机2进行发电动作。进而，对第二DC/DC转换器13进行动作控制，对车载负载15供给必要的电力，超过14V的电力被蓄电到电双层电容器16。另外，减速状态继续，电双层电容器16成为满充电状态，如果端子电压Vc成为28V以上，则第二DC/DC转换器13的动作停止。发电机2的发电电力被供给到车载负载15以及蓄电池14。
另外，如果转子3的旋转速度小于旋转速度α，则以进行1∶1电压变换的方式，对第一DC/DC转换器12进行动作控制，以使电压Vb成为14.5V的方式，调整对发电机2通电的励磁电流，发电机2进行发电动作。
对第二DC/DC转换器13进行动作控制，对车载负载15供给必要的电力，超过14V的电力被蓄电到电双层电容器16。
另外，减速状态继续，电双层电容器16成为满充电状态，如果端子电压Vc成为28V以上，则第二DC/DC转换器13的动作停止。对车载负载15以及蓄电池14供给发电机2的发电电力。
另外，空转时、巡行时、停止时的控制与上述实施方式7相同，所以此处省略其说明。
根据该实施方式8，考虑图5所示的发电机2的输出特性，如果转子3的旋转速度成为旋转速度α以上，则以能够按照能够输出大的发电电力的输出电压进行发电的方式，对发电机2进行驱动控制，所以能够缩短向蓄电池14以及电双层电容器16的充电时间，并且能够使充电量大幅增加。其结果，能够高效地再生车辆的制动能量。因此，能够减少非减速时的使发电机2发电而使蓄电池14以及电双层电容器16充电的动作，所以非减速时的引擎1的负载降低，在车辆的燃料消耗上得到提高。
实施方式9.
图14是本发明的实施方式9的车辆用电源***的电路结构图，图15是说明本发明的实施方式9的车辆用电源***中的***保护动作的图。
在图14中，作为报告单元的警告灯20设置于例如车辆的仪表盘，由控制电路17进行ON/OFF控制，通过点亮而对驾驶员报告电双层电容器16的状态异常。第二DC/DC转换器13由图4所示的带电流控制机构的DC/DC转换器101构成。
另外，其他结构与上述实施方式1同样地构成。
接下来，根据图15，说明由控制电路17进行的车辆用电源***的***保护动作。另外，在图15中，S100～S104表示步骤100～步骤104。
首先，控制电路17判定第二DC/DC转换器13是否开始了放电动作(步骤100)。然后，如果判定为第二DC/DC转换器13开始了放电动作，则取入第二DC/DC转换器13中流过的电流、即电双层电容器16的放电电流Ic和电双层电容器16的端子电压Vc，计算放电初始状态的电双层电容器16的内部电阻值(步骤101)。
接下来，判定所计算出的内部电阻值是否为判定值以上(步骤102)。在步骤102中，如果所计算出的内部电阻值是判定值以上，则判断为电双层电容器16处于状态异常(温度异常、或者劣化)，转移到步骤103而使警告灯20点亮。进而，转移到步骤104，停止利用第二DC/DC转换器13的放电动作，结束***保护动作。另外，在判断为电双层电容器16是状态异常(温度异常、或者劣化)的情况下，使充电动作也停止。另外，在步骤102中，在所计算出的内部电阻值小于判定值的情况下，判断为电双层电容器16正常，结束***保护动作。
此处，判定值是成为判定电双层电容器16的状态异常(温度异常、或者劣化)的指标的内部电阻值，能够根据电阻值推测电双层电容器的温度，如果温度变高，则电双层电容器的寿命变短，并且，根据温度以外的主要原因、例如由于电解液泄漏而电阻变高等理由，设定为电双层电容器的初始内部电阻值的1.4倍。
如果仅考虑温度，电阻值成为1.4倍相当于约120℃的温度上升。温度上升120℃意味着，根据电双层电容器的温度与寿命的关系(如果温度上升10℃，则寿命成为1/2倍)，寿命成为约1/1000倍，成为寿命被大幅缩短的状态。
根据该实施方式9，控制电路17在第二DC/DC转换器13的放电开始时，根据放电开始时的内部电阻值，判定电双层电容器16的状态，如果判定为电双层电容器16不正常、即温度异常或者劣化，则使警告灯20点亮。因此，驾驶员能够通过警告灯20的点亮来识别电双层电容器16的状态异常，知道到了电双层电容器16的更换时期。
另外，控制电路17如果判断为电双层电容器16处于状态异常(温度异常、或者劣化)，则停止第二DC/DC转换器13的放电动作，所以能够未然地防止第二DC/DC转换器13持续放电动作所致的***故障。另外，充电动作也停止，所以能够未然地避免持续充电所致的***故障。另外，即使第二DC/DC转换器13的放电动作停止，仍对车载负载15供给发电机2的发电电力或者蓄电池14的电力，所以不会对车载负载15的运转造成障碍。
实施方式10.
图16是本发明的实施方式10的车辆用电源***的电路结构图，图17是说明本发明的实施方式10的车辆用电源***中的***保护动作的图。
在图16中，作为报告单元的警告灯21设置于例如车辆的仪表盘，由控制电路17进行ON/OFF控制，通过点亮而对驾驶员报告第一DC/DC转换器12的动作异常。
另外，其他结构与上述实施方式1同样地构成。
接下来，根据图17，说明由控制电路17进行的车辆用电源***的***保护动作。另外，在图17中，S110～S115表示步骤110～步骤115。
首先，控制电路17判定第一DC/DC转换器12是否开始了动作(步骤110)。然后，如果判定为第一DC/DC转换器12开始了动作，则取入发电机侧布线18a的电压Va和负载侧布线18b的电压Vb(步骤111)。接下来，求出第一DC/DC转换器12动作的电压变换比(1/n倍)，判定Vb/Va是否与1/n一致(步骤112)。例如，在第一DC/DC转换器12以1/2倍的电压变换比动作的情况下，判定Vb/Va是否与1/2一致。另外，在第一DC/DC转换器12以1倍的电压变换比动作的情况下，判定Vb/Va是否与1一致。
接下来，在步骤112中，如果Vb/Va与1/n一致，则判断为第一DC/DC转换器12正常地动作，返回步骤111。另外，在步骤112中，如果Vb/Va与1/n不一致，则判断为第一DC/DC转换器12没有正常地动作，转移到步骤113而使警告灯21点亮。接下来，转移到步骤114，停止第二DC/DC转换器13的动作，转移到步骤115。在步骤115中，以使励磁绕组4中流过的励磁电流成为零的方式，控制调节器电路9，停止发电机2的发电，结束***保护动作。
另外，以使电压变换比成为1/n(n：整数)的方式，对第一DC/DC转换器进行控制，但由于内部电路中的电压下降，有时偏离整数倍，该电压下降是1～2V，输入侧电压变高。具体而言，电压变换比在1/2动作时，成为14/(28+2)～14/(28+0)、即0.933×(1/2)～1×(1/2)的范围，在1/3动作时，成为14/(42+2)～14/(42+0)、即0.955×(1/3)～1×(1/3)的范围。因此，考虑上述现象，将步骤112中的第一DC/DC转换器12的动作是否正常的指标设定为0.9×(1/n)～1.0×(1/n)。即，在步骤112中，在0.9×(1/n)≤(Vb/Va)≤1.0×(1/n)的情况下，判定为第一DC/DC转换器12的动作正常。
此处，第一DC/DC转换器12的动作异常的情况是指，不仅包括由于第一DC/DC转换器12自身的故障而未成为所设定的1/n倍的电压变换比的情况，而且还包括例如发电机侧布线18a的一部分脱落而成为不流过电流的状态的情况。因此，在第一DC/DC转换器12的动作异常的情况下，发电机2发电的电压Va成为与第一DC/DC转换器12的1/n倍无关的高压。然后，如果发电机2发电的电压Va超过第二DC/DC转换器13的耐压，则导致第二DC/DC转换器13被破坏。
根据该实施方式10，控制电路17根据第一DC/DC转换器12的前后的电压，判定第一DC/DC转换器12的动作是否正常，如果判定为第一DC/DC转换器12的动作异常，则使警告灯21点亮。因此，驾驶员能够通过警告灯21的点亮识别第一DC/DC转换器12的动作异常，使车辆停止，而委托修理，并且能够未然地防止第二DC/DC转换器13被破坏。
另外，控制电路17如果判定为第一DC/DC转换器12的动作异常，则停止第二DC/DC转换器13的动作，并且停止发电机2的发电，所以能够可靠地防止第二DC/DC转换器13被破坏。
另外，控制电路17根据第一DC/DC转换器12的前后的电压Va、Vb，判定第一DC/DC转换器12的动作是否正常，所以能够通过简易的结构判定第一DC/DC转换器12的动作异常。
此处，在上述实施方式7～10中，以图1所示的车辆用电源***进行了说明，但也可以使用图2所示的车辆用电源***。
另外，在上述实施方式7～10中，使用电压变换比是1倍和1/2倍的第一DC/DC转换器12而进行了说明，但当然也可以使用电压变换比是1倍、1/2倍、1/3倍的第一DC/DC转换器。
另外，在上述各实施方式中，设为作为发电机使用车辆用交流发电机，但本发明不限于车辆用交流发电机，即使应用于车辆用发电电动机，也得到同样的效果。
另外，在上述各实施方式中，说明为通过1个控制电路控制第1以及第2蓄电装置和发电机的调节器电路的驱动，但控制电路也可以被分割为控制第1以及第2蓄电装置的驱动的控制电路、和控制发电机的调节器电路的驱动的控制电路。
另外，在上述各实施方式中，将电双层电容器用作第2蓄电装置，但第2蓄电装置不限于电双层电容器，第2蓄电装置只要具有比第1蓄电装置小的蓄电容量即可，而能够使用例如锂离子电容器、锂离子电池、锂离子电池/电双层电容器的复合电源。
另外，在上述各实施方式中，设为整流器构成为使用了二极管桥的三相全波整流电路，但整流器也可以具有进行同步整流的MOSFET、利用寄生二极管进行整流的MOSFET等多相逆变器。
另外，在上述各实施方式中，对于发电机的定子，设为使用3相交流绕组，但定子绕组不限于3相交流绕组，而也可以是使3相交流绕组多重化的结构、多相交流绕组(例如，5相、7相)。在该情况下，整流器通过与相数对应的全波整流电路，将交流电力整流为直流。

Claims (18)

1.一种车辆用电源***，其特征在于，具备：
发电机，被引擎驱动而产生交流电力；
整流器，将由所述发电机产生的交流电力整流为直流电力而输出；
第一DC/DC转换器，经由发电机侧布线而与所述整流器的高压侧输出端子连接，将该整流器的输出电压的电压值变换为不同的直流电压而输出；
第1蓄电装置，经由负载侧布线而与所述第一DC/DC转换器连接，对车载负载供给电力；
第二DC/DC转换器，经由发电机侧布线而与所述整流器的高压侧输出端子连接，将该整流器的输出电压的电压值变换为不同的直流电压而输出；
第2蓄电装置，具有比所述第1蓄电装置小的蓄电容量，并与所述第二DC/DC转换器连接；
调节器电路，与所述发电机侧布线或者所述负载侧布线连接，对发电机的励磁绕组供给励磁电流；以及
控制电路，对所述第一DC/DC转换器以及所述第二DC/DC转换器进行驱动控制，将所述发电机的发电电力蓄电到所述第1蓄电装置以及所述第2蓄电装置，
所述第二DC/DC转换器由双方向DC/DC转换器构成，
所述第一DC/DC转换器以及所述第二DC/DC转换器中的一方决定所述发电机的输出电压，
第一DC/DC转换器(12)和第1蓄电装置(14)相对于整流器的高压侧输出端子和整流器的低压侧输出端子串联连接，第二DC/DC转换器(13)和第2蓄电装置(16)相对于整流器的高压侧输出端子和整流器的低压侧输出端子串联连接。
2.根据权利要求1所述的车辆用电源***，其特征在于，
能够从所述第2蓄电装置经由所述第二DC/DC转换器，对比所述车载负载大容量的大容量电气负载进行供电。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用电源***，其特征在于，
所述控制电路对经由所述第二DC/DC转换器的所述第2蓄电装置的充放电电流进行反馈控制，使得所述负载侧布线的电压成为第1电压值，并且针对对所述发电机通电的励磁电流进行反馈控制，使得在车辆的加速时以及定速行驶时，所述负载侧布线的电压成为比所述第1电压值低的第2电压值，并且在车辆的减速时，所述负载侧布线的电压成为比所述第1电压值高的第3电压值。
4.根据权利要求1或2所述的车辆用电源***，其特征在于，
所述控制电路对所述第二DC/DC转换器进行动作控制，使得在车辆的加速时，如果所述第2蓄电装置是非过放电状态，则使所述发电机成为非发电状态，对所述车载负载供给所述第2蓄电装置中蓄电的电力，在车辆的减速时，如果所述第2蓄电装置是非过充电状态，则使所述发电机成为发电状态，对所述车载负载供给该发电机的发电电力，并且对所述第2蓄电装置进行充电。
5.根据权利要求1或2所述的车辆用电源***，其特征在于，
具有报告第2蓄电装置的状态异常的报告单元，
所述控制电路在所述第2蓄电装置的放电开始时判定该第2蓄电装置的状态，如果该第2蓄电装置为状态异常，则使所述报告单元动作，对驾驶员报告该第2蓄电装置的状态异常。
6.根据权利要求1或2所述的车辆用电源***，其特征在于，
所述控制电路在所述第2蓄电装置的放电开始时判定该第2蓄电装置的状态，如果所述第2蓄电装置为状态异常，则停止所述第2蓄电装置的放电动作。
7.根据权利要求1或2所述的车辆用电源***，其特征在于，
具有报告所述第一DC/DC转换器的动作异常的报告单元，
所述控制电路判定所述第一DC/DC转换器的动作是否正常，如果该第一DC/DC转换器的动作异常，则使所述报告单元动作，对驾驶员报告该第一DC/DC转换器的动作异常。
8.根据权利要求1或2所述的车辆用电源***，其特征在于，
所述控制电路判定所述第一DC/DC转换器的动作是否正常，如果所述第一DC/DC转换器的动作异常，则停止所述第二DC/DC转换器的动作，并且停止所述发电机的发电。
9.一种车辆用电源***，其特征在于，具备：
发电机，被引擎驱动而产生交流电力；
整流器，将由所述发电机产生的交流电力整流为直流电力而输出；
第一DC/DC转换器，经由发电机侧布线而与所述整流器的高压侧输出端子连接，将该整流器的输出电压的电压值变换为不同的直流电压而输出；
第1蓄电装置，经由负载侧布线而与所述第一DC/DC转换器连接，对车载负载供给电力；
第二DC/DC转换器，经由发电机侧布线而与所述整流器的高压侧输出端子连接，将该整流器的输出电压的电压值变换为不同的直流电压而输出；
第2蓄电装置，具有比所述第1蓄电装置小的蓄电容量，并与所述第二DC/DC转换器连接；
调节器电路，与所述发电机侧布线或者所述负载侧布线连接，对发电机的励磁绕组供给励磁电流；以及
控制电路，对所述第一DC/DC转换器以及所述第二DC/DC转换器进行驱动控制，将所述发电机的发电电力蓄电到所述第1蓄电装置以及所述第2蓄电装置，
所述第一DC/DC转换器以及所述第二DC/DC转换器的一方由电压变换比为大致1/n倍的DC/DC转换器构成，其中n是整数，
所述控制电路对所述DC/DC转换器进行驱动控制而变更电压变换比的n，
所述第一DC/DC转换器以及所述第二DC/DC转换器中的一方决定所述发电机的输出电压，
第一DC/DC转换器(12)和第1蓄电装置(14)相对于整流器的高压侧输出端子和整流器的低压侧输出端子串联连接，第二DC/DC转换器(13)和第2蓄电装置(16)相对于整流器的高压侧输出端子和整流器的低压侧输出端子串联连接。
10.根据权利要求9所述的车辆用电源***，其特征在于，
所述控制电路在变更所述DC/DC转换器的电压变换比的n时，控制所述调节器电路，以使停止向所述励磁绕组供给电力，使所述发电机的发电停止。
11.根据权利要求9或者10所述的车辆用电源***，其特征在于，
具备旋转传感器，该旋转传感器检测所述引擎或者所述发电机的转子的旋转速度，
所述控制电路根据由所述旋转传感器检测出的所述旋转速度，变更所述DC/DC转换器的电压变换比的n。
12.根据权利要求9或10所述的车辆用电源***，其特征在于，
能够从所述第2蓄电装置经由所述第二DC/DC转换器，对比所述车载负载大容量的大容量电气负载进行供电。
13.根据权利要求9或10所述的车辆用电源***，其特征在于，
所述控制电路对经由所述第二DC/DC转换器的所述第2蓄电装置的充放电电流进行反馈控制，使得所述负载侧布线的电压成为第1电压值，并且针对对所述发电机通电的励磁电流进行反馈控制，使得在车辆的加速时以及定速行驶时，所述负载侧布线的电压成为比所述第1电压值低的第2电压值，并且在车辆的减速时，所述负载侧布线的电压成为比所述第1电压值高的第3电压值。
14.根据权利要求9或10所述的车辆用电源***，其特征在于，
所述控制电路对所述第二DC/DC转换器进行动作控制，使得在车辆的加速时，如果所述第2蓄电装置是非过放电状态，则使所述发电机成为非发电状态，对所述车载负载供给所述第2蓄电装置中蓄电的电力，在车辆的减速时，如果所述第2蓄电装置是非过充电状态，则使所述发电机成为发电状态，对所述车载负载供给该发电机的发电电力，并且对所述第2蓄电装置进行充电。
15.根据权利要求9或10所述的车辆用电源***，其特征在于，
具有报告第2蓄电装置的状态异常的报告单元，
所述控制电路在所述第2蓄电装置的放电开始时判定该第2蓄电装置的状态，如果该第2蓄电装置为状态异常，则使所述报告单元动作，对驾驶员报告该第2蓄电装置的状态异常。
16.根据权利要求9或10所述的车辆用电源***，其特征在于，
所述控制电路在所述第2蓄电装置的放电开始时判定该第2蓄电装置的状态，如果所述第2蓄电装置为状态异常，则停止所述第2蓄电装置的放电动作。
17.根据权利要求9或10所述的车辆用电源***，其特征在于，
具有报告所述第一DC/DC转换器的动作异常的报告单元，
所述控制电路判定所述第一DC/DC转换器的动作是否正常，如果该第一DC/DC转换器的动作异常，则使所述报告单元动作，对驾驶员报告该第一DC/DC转换器的动作异常。
18.根据权利要求9或10所述的车辆用电源***，其特征在于，
所述控制电路判定所述第一DC/DC转换器的动作是否正常，如果所述第一DC/DC转换器的动作异常，则停止所述第二DC/DC转换器的动作，并且停止所述发电机的发电。
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