JP2015104277A - 変圧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作動中の負荷を増やさず、更には、放電回路を設けることなく、第１蓄電器が蓄えることが可能な最大蓄電量の低下を抑制することができる変圧装置の提供。
【解決手段】変圧装置として機能するＤＣ／ＤＣコンバータ１２は第１蓄電器１１の出力電圧を目標電圧に変圧し、変圧した電圧を第２蓄電器１４に印加する。制御部２２は、温度検出部１６から第１蓄電器１１の温度を示す温度情報を取得する。制御部２２は、取得した温度情報が示す第１蓄電器１１の温度が基準温度以上であると判定した場合に、目標電圧を上昇させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、２つの蓄電器中の一方の蓄電器の出力電圧を変圧し、変圧した電圧を他方の蓄電器に印加する変圧装置に関する。

現在、運動エネルギーを回生電力に変換する発電機を備える車両が普及しており、この発電機は、車両が減速する場合に回生電力を発生し、燃費を向上させている。このような車両の多くには、発電機の他に、発電機が発生した電力を蓄える２つの蓄電器が搭載されており、発電機及び２つの蓄電器を含む電源システム（例えば特許文献１を参照）が車両内で構成されている。

発電機及び２つの蓄電器を含む電源システムとして、一方の蓄電器の出力電圧を変圧し、変圧した電圧を他方の蓄電器に印加する変圧装置を更に含む電源システムがある。このような従来の電源システムでは、発電機が発生した電力は一方の蓄電器に供給され、他方の蓄電器は、変圧装置が変圧した電圧の印加によって給電される。負荷、即ち、車載機器には一方の蓄電器が蓄えた電力が主に供給され、他方の蓄電器が蓄えた電力は、主に、エンジンを始動するためのスタータを作動させるために用いられる。

特開２００４−２８２８４４号公報

以上のような電源システムでは、一方の蓄電器として、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。このような蓄電器では、蓄電器の温度が高ければ高い程、及び、蓄えている電力が多量であればある程、蓄えることが可能な最大蓄電量が低くなり、最大蓄電量が低下した蓄電器は、負荷に長期間給電し続けることができない。

このため、一方の蓄電器の温度が高い場合、この蓄電器が蓄えている電力を少量にして、一方の蓄電器における最大蓄電量の低下を抑制する必要がある。
最大蓄電量の低下を抑える１つの構成として、一方の蓄電器の温度が高い場合に、停止中の負荷を作動させて、一方の蓄電器によって給電される作動中の負荷を増やす構成が考えられる。しかしながら、この構成は、不必要な負荷が作動する虞があるので、現実的ではない。

また、最大蓄電量の低下を抑える他の構成として、一方の蓄電器の両端間に放電回路を接続し、一方の蓄電器の温度が高い場合に放電回路に、一方の蓄電器が蓄えた電力を放出させる構成が考えられる。しかしながら、この場合、放電回路を設ける必要があるため、空間が限定されている車両に大型の電源システムを搭載しなければならいという問題がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、作動中の負荷を増やさず、更には、放電回路を設けることなく、一方の蓄電器（第１蓄電器）が蓄えることが可能な最大蓄電量の低下を抑制することができる変圧装置を提供することにある。

本発明に係る変圧装置は、第１蓄電器の出力電圧を目標電圧に変圧し、変圧した電圧を第２蓄電器に印加する変圧装置において、前記第１蓄電器の温度を示す温度情報を取得する温度取得手段と、該温度取得手段が取得した温度情報が示す温度が所定温度以上であるか否かを判定する判定手段を備え、該判定手段によって、前記第１蓄電器の温度が前記所定温度以上であると判定された場合に、前記目標電圧を上昇させるように構成してあることを特徴とする。

本発明にあっては、第１蓄電器の出力電圧を目標電圧に変圧し、変圧した電圧を第２蓄電器に印加する。また、第１蓄電器の温度を示す温度情報を取得する。取得した温度情報が示す第１蓄電器の温度が所定温度以上であると判定した場合、第２蓄電器に印加される目標電圧を上昇させる。

これにより、第１蓄電器の温度が高い場合、第１蓄電器が蓄えている電力は第２蓄電器へ素早く供給され、少量となるので、第１蓄電器が蓄えることが可能な最大蓄電量の低下が抑制される。以上の構成では、第１蓄電器から給電されている作動中の負荷を増やす必要はなく、更には、第１蓄電器が蓄えた電力を放出する放電回路も不要である。

第１蓄電器はコンデンサ又は蓄電池等である。第１蓄電器がコンデンサである場合、第１蓄電器の最大蓄電量は、例えば、耐圧の一定率の電圧が印加されたときに第１蓄電器が蓄える電力であると定義される。コンデンサは例えば電気二重層キャパシタであり、一定率は例えば８０％である。第２蓄電器もコンデンサ又は蓄電池等であり、最大蓄電量は第１蓄電器の最大蓄電量と同様に定義される。

本発明に係る変圧装置は、前記第１蓄電器には、発電機が発生した電力が供給されており、前記判定手段によって、前記第１蓄電器の温度が前記所定温度以上であると判定された場合に前記発電機の発電を停止する発電停止手段を備えることを特徴とする。

本発明にあっては、第１蓄電器には発電機が発生した電力、例えば回生電力が供給されている。取得した温度情報が示す第１蓄電器の温度が所定温度以上であると判定した場合、発電機の発電を停止する。
これにより、第１蓄電器の温度が所定温度以上である場合に第１蓄電器が蓄えている電力がより素早く低下し、第１蓄電器の最大蓄電量の低下がより効果的に抑えられる。

本発明に係る変圧装置は、前記目標電圧を上昇させた後、所定時間が経過する都度、前記目標電圧を更に上昇させるように構成してあることを特徴とする。

本発明にあっては、第１蓄電器の温度が所定温度以上であると判定して目標電圧を上昇させた後、所定時間が経過する都度、目標電圧を更に上昇させるので、多量の電流が第１蓄電器から第２蓄電器に流れ続け、第１蓄電器が蓄えている電力が更に素早く低下し、第１蓄電器の最大蓄電量の低下が更に効果的に抑えられる。

本発明に係る変圧装置は、前記第２蓄電器へ流れる電流を検出する検出手段を備え、前記目標電圧を上昇させた後、前記検出手段が検出した電流が所定電流未満となる都度、前記目標電圧を更に上昇させるように構成してあることを特徴とする。

本発明にあっては、第２蓄電器へ流れる電流を検出している。第２蓄電器に一定の電圧を印加した直後においては、第２蓄電器に流れる電流は上昇する。そして、一定の電圧が印加し続けられた場合、第２蓄電器に流れる電流は徐々に低下する。
第１蓄電器の温度が所定温度以上であると判定して目標電圧を上昇させた後、検出した電流が所定電流未満となる都度、目標電圧を更に上昇させることによって、多量の電流が第１蓄電器から第２蓄電器へ流れ続け、第１蓄電器が蓄えている電力がより素早く低下し、第１蓄電器の最大蓄電量の低下が更に効果的に抑えられる。

本発明に係る変圧装置は、前記第２蓄電器の蓄電率を示す蓄電率情報を取得する蓄電率取得手段と、該蓄電率取得手段が取得した蓄電率情報が示す蓄電率が閾値以上である場合に、前記出力電圧の変圧を停止する変圧停止手段とを備え、前記判定手段によって、前記第１蓄電器の温度が前記所定温度以上であると判定された場合に前記閾値を上昇させるように構成してあることを特徴とする。

本発明にあっては、第２蓄電器の蓄電率を示す蓄電率情報を取得している。取得した蓄電率情報が示す蓄電率が、１００％未満の閾値、例えば９０％以上である場合に、第１蓄電器の出力電圧の変圧を停止するように構成しておく。そして、第１蓄電器の温度が所定温度以上となった場合に、閾値を例えば１００％に上昇させる。
従って、第１蓄電器の温度が所定温度以上である場合、第１蓄電器の電力が必ず第２蓄電器に供給されるので、第１蓄電器が蓄えている電力が確実に低下する。

本発明によれば、作動中の負荷を増やさず、更には、放電回路を設けることなく、第１蓄電器が蓄えることが可能な最大蓄電量の低下を抑制することができる。

実施の形態１における電源システムの要部構成を示す回路図である。 制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。 制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。 ＤＣ／ＤＣコンバータの効果の説明図である。 実施の形態２における電源システムの要部構成を示す回路図である。 制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。 制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。 ＤＣ／ＤＣコンバータの効果の説明図である。 実施の形態３における電源システムの要部構成を示す回路図である。 制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。 ＤＣ／ＤＣコンバータの効果の説明図である。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は実施の形態１における電源システムの要部構成を示す回路図である。この電源システム１は、車両に好適に搭載され、オルタネータ１０、第１蓄電器１１、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２、スタータ１３、第２蓄電器１４、負荷１５、温度検出部１６及び制御装置１７を備える。オルタネータ１０の一端と、第１蓄電器１１の正極とはＤＣ／ＤＣコンバータ１２の一端に接続されており、該一端とは異なるＤＣ／ＤＣコンバータ１２の一端に、スタータ１３及び負荷１５夫々の一端と、第２蓄電器１４の正極とが接続されている。オルタネータ１０、スタータ１３及び負荷１５夫々の他端と、第１蓄電器１１及び第２蓄電器１４夫々の負極とは接地されている。前述した２つの一端とは異なるＤＣ／ＤＣコンバータ１２の一端に温度検出部１６が接続されている。

オルタネータ１０は発電機として機能し、オルタネータ１０には、発電を指示する発電指示が制御装置１７から入力される。オルタネータ１０は、発電指示が入力されている場合、車両の運動エネルギーを交流の回生電力に変換する。オルタネータ１０は、交流の回生電力を直流の回生電力に整流し、整流した直流の回生電力に係る直流電圧を、出力電圧として、第１蓄電器１１及びＤＣ／ＤＣコンバータ１２に印加する。オルタネータ１０は、発電指示が入力されていない場合、発電を行わない。

第１蓄電器１１には、オルタネータ１０の出力電圧の印加によって、オルタネータ１０が発生した電力が供給され、蓄電する。第１蓄電器１１は出力電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ１２に印加する。オルタネータ１０の出力電圧は第１蓄電器１１の出力電圧よりも高い。このため、オルタネータ１０が発電している場合においては、オルタネータ１０の出力電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ１２に印加され、オルタネータ１０が発電を停止している場合においては、第１蓄電器１１の出力電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ１２に印加される。

第１蓄電器１１はコンデンサ又は蓄電池等である。コンデンサは例えば電気二重層キャパシタであり、蓄電池は例えばリチウムイオン電池である。第１蓄電器１１がコンデンサである場合において、第１蓄電器１１が蓄えることが可能な最大蓄電量は、例えば、耐圧の一定率の電圧が印加されたときに第１蓄電器１１が蓄える電力であると定義される。即ち、第１蓄電器１１の両端間の電圧が耐圧の一定率の電圧である場合、第１蓄電器１１の充電率は１００％である。一定率は例えば８０％である。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、降圧又は昇圧を行うことによって、オルタネータ１０及び第１蓄電器１１の出力電圧を一定の目標電圧に変圧し、変圧した電圧を第２蓄電器１４及び負荷１５に印加する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２は変圧装置として機能する。

第２蓄電器１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２によって電圧が印加された場合、蓄電する。第２蓄電器１４は、出力電圧をスタータ１３及び負荷１５に印加する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２が第２蓄電器１４及び負荷１５に印加する電圧は、第２蓄電器１４の出力電圧よりも高い。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２が変圧を行っている場合、負荷１５には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２が電圧を印加し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２が変圧を停止している場合、負荷１５には第２蓄電器１４の出力電圧が印加されて、負荷１５は給電される。

第２蓄電器１４は蓄電池又はコンデンサ等である。蓄電池は例えば鉛蓄電池であり、コンデンサは例えば電気二重層キャパシタである。第２蓄電器１４がコンデンサである場合における最大蓄電量は、第１蓄電器と同様に定義される。
第１蓄電器１１及び第２蓄電器１４は、車両内において、環境温度が低い場所に配置されることが好ましく、第２蓄電器１４については、環境温度が第１蓄電器１１の配置場所における環境温度以下である場所に配置することが好ましい。

スタータ１３は、図示しないエンジンを始動するためのモータである。スタータ１３が作動する直前には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の変圧が停止され、スタータ１３は、第２蓄電器１４が蓄えた電力を用いて作動する。
温度検出部１６は、例えば、サーミスタを用いて構成され、第１蓄電器１１の温度を検出し、検出した温度を示す温度情報をＤＣ／ＤＣコンバータ１２に出力する。
前述した第１蓄電器１１の温度は、第１蓄電器１１の内部若しくは表面の温度、又は、第１蓄電器１１の周辺温度である。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、温度検出部１６から温度情報を取得すると共に、第１蓄電率情報及び第２蓄電率情報を外部から取得する。第１蓄電率情報は第１蓄電器１１の蓄電率である第１蓄電率を示し、第２蓄電率情報は第２蓄電器１４の蓄電率である第２蓄電率を示す。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、取得した温度情報、第１蓄電率情報及び第２蓄電率情報夫々が示す温度、第１蓄電率及び第２蓄電率中の少なくとも１つに基づいて、目標電圧の変更及び変圧の停止等を行う。

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２には、スタータ１３が作動することが外部から事前に通知される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、スタータ１３の作動が事前に通知された場合、変圧を停止し、変圧を停止してから、スタータ１３が作動するために必要な十分な時間が経過した後、変圧を再開する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、取得した温度情報、第１蓄電率情報及び第２蓄電率情報夫々が示す温度、第１蓄電率及び第２蓄電率中の少なくとも１つに基づいて、オルタネータ１０の発電の停止、又は、該停止の解除を示す停止／解除信号を制御装置１７に出力する。

制御装置１７には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２から停止／解除信号が入力されると共に、第１蓄電率情報と、車両の走行に関する走行情報とが外部から入力されている。走行情報には、アクセルペダル及びブレーキペダルの踏み込み量、並びに、車両の速度の中の少なくとも１つを示す情報が含まれている。

制御装置１７は、入力された停止／解除信号、第１蓄電率情報及び走行情報に基づいて発電指示をオルタネータ１０に出力する。具体的には、制御装置１７は、走行情報によって回生電力が発生可能な状態が示され、入力された第１蓄電率情報が示す第１蓄電率が所定率、例えば１００％未満であり、かつ、停止／解除信号が発電の停止の解除を示している間、発電指示をオルタネータ１０に出力する。
回生電力が発生可能であるか否かについては、例えば、走行情報がブレーキペダルの踏み込みと、車両の速度の減速とを示している場合に、制御装置１７は、走行情報によって回生電力が発生可能な状態が示されていると判断する。

制御装置１７は、第１蓄電率情報が示す第１蓄電率が所定率、例えば１００％以上である場合、又は、入力されている停止／解除信号が発電の停止を示す場合、発電指示をオルタネータ１０に発電指示を出力することはなく、オルタネータ１０が発電することはない。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、変圧部２０、電圧検出部２１、制御部２２、記憶部２３及びタイマ２４を有する。変圧部２０は、第１端、第２端、第３端及び第４端を有し、変圧部２０において、第１端にはオルタネータ１０の一端及び第１蓄電器の正極が接続されており、第２端にはスタータ１３及び負荷１５夫々の一端と、第２蓄電器１４の正極とが接続されている。更に、変圧部２０において、第３端は制御部２２に接続され、第４端は接地されている。電圧検出部２１は、変圧部２０の第２端と、制御部２２との間に接続され、更に、接地もされている。制御部２２は、変圧部２０及び電圧検出部２１の他に、記憶部２３、タイマ２４及び温度検出部１６に各別に接続されている。

変圧部２０は、図示しないコイルと一又は複数のスイッチを有し、制御部２２が一又は複数のスイッチ夫々を各別にオン／オフすることによって、オルタネータ１０及び第１蓄電器１１の出力電圧を目標電圧に変圧する。変圧部２０は、変圧した電圧を第２蓄電器１４及び負荷１５夫々に印加する。制御部２２が一又は複数のスイッチ夫々におけるオン／オフの繰り返しを停止した場合、変圧部２０は変圧を停止する。変圧部２０が行う降圧又は昇圧の幅は、一又は複数のスイッチ夫々におけるオン／オフのデューティによって決まる。

電圧検出部２１は、変圧部２０が第２蓄電器１４及び負荷１５に印加する電圧を検出しており、検出した電圧を制御部２２に通知する。
記憶部２３には、目標電圧が記憶されており、更に、目標電圧として設定される第１電圧と、第１電圧よりも高い第２電圧とが記憶されている。また、記憶部２３には、目標電圧の上限値である上限電圧が記憶されている。記憶部２３に記憶されている内容の読み出し及び書き込みは制御部２２によって行われる。

タイマ２４は、制御部２２の指示に従って計時の開始及び終了を行う。タイマ２４が計時している計時時間は制御部２２によって読み込まれる。

制御部２２は、電圧検出部２１が検出した電圧が目標電圧になるように、変圧部２０が有する一又は複数のスイッチ夫々におけるオン／オフのデューティを調整する。これにより、制御部２２は、変圧部２０に、オルタネータ１０又は第１蓄電器１１の出力電圧を目標電圧に変圧させる。また、制御部２２は、変圧部２０が有する一又は複数のスイッチ夫々におけるオン／オフの繰り返しを停止することによって、変圧部２０の変圧を停止する。

制御部２２は、温度検出部１６から、第１蓄電器１１の温度を示す温度情報を取得し、外部から第１蓄電率情報及び第２蓄電率情報を取得する。制御部２２は温度取得手段及び蓄電率取得手段として機能する。制御部２２は、温度検出部１６から取得した温度情報、外部から取得した第１蓄電率情報及び第２蓄電率情報、並びに、タイマ２４が計時している計時時間中の少なくとも１つに基づいて、変圧の開始及び終了と、目標電圧の変更と、停止／解除信号を用いた発電の停止及び該停止の解除とを行う。

図２及び図３は制御部２２が実行する動作の手順を示すフローチャートである。制御部２２は、発電の停止の解除を示す停止／解除信号を制御装置１７に出力している状態で図２及び図３に示す処理を開始する。
制御部２２は、まず、目標電圧を第１電圧、例えば、１４ボルトに設定し（ステップＳ１）、変圧部２０に変圧を開始させる（ステップＳ２）。これにより、変圧部２０は第１電圧を第２蓄電器１４及び負荷１５に印加する。

次に、制御部２２は、外部から取得した第１蓄電率情報が示す第１蓄電率が、記憶部２３に予め記憶されている下限閾値、例えば３０％以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。制御部２２は、第１蓄電率が下限閾値以上であると判定した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、温度検出部１６から取得した温度情報が示す第１蓄電器１１の温度が基準温度以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。基準温度も、下限閾値と同様に記憶部２３に予め記憶されている。制御部２２は判定手段としても機能し、基準温度は所定温度に該当する。

制御部２２は、第１蓄電率が下限閾値未満であると判定した場合（Ｓ３：ＮＯ）、又は、第１蓄電器１１の温度が基準温度未満であると判定した場合（Ｓ４：ＮＯ）、外部から取得した第２蓄電率情報が示す第２蓄電率が第１上限閾値、例えば９０％以上であるか否かを判定する（ステップＳ５）。第１上限閾値と、第１上限閾値よりも高い第２上限閾値、例えば１００％とも記憶部２３に予め記憶されている。

制御部２２は、第２蓄電率が第１上限閾値未満であると判定した場合（Ｓ５：ＮＯ）、処理をステップＳ３に戻す。制御部２２は、第１蓄電率が下限閾値以上であることと、第１蓄電器１１の温度が基準温度以上であることの両方を満たすか、又は、第２蓄電率が第１上限閾値以上となるまで待機する。この間、変圧部２０は、第２蓄電器１４及び負荷１５に第１電圧を印加し続けている。

制御部２２は、第１蓄電器１１の温度が基準温度以上であると判定した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、制御装置１７に出力している停止／解除信号が示す内容を発電の停止に切り替えることによって、制御装置１７にオルタネータ１０の発電を停止させる（ステップＳ６）。制御部２２は発電停止手段としても機能する。
制御部２２は、後述のステップＳ１５で、制御装置１７に出力している停止／解除信号が示す内容を発電の停止の解除に切り替えるまで、制御装置１７は発電指示をオルタネータ１０に出力することはないため、オルタネータ１０は発電の停止状態を維持する。オルタネータ１０が発電を停止している間、変圧部２０は第１蓄電器１１の出力電圧を変圧している。

制御部２２は、ステップＳ６を実行した後、目標電圧を第１電圧から第２電圧に変更する（ステップＳ７）。このように、制御部２２は、第１蓄電器１１の第１蓄電率が下限閾値以上である場合において、第１蓄電器１１の温度が基準温度以上であると判定したとき、目標電圧を第１電圧から第２電圧に上昇させる。

従って、第１蓄電器１１の温度が高い場合、第１蓄電器１１が蓄えている電力は、第２蓄電器１４へ素早く供給され、少量となるので、第１蓄電器１１が蓄えることが可能な最大蓄電量の低下が抑制される。また、以上のように構成された電源システム１では、第１蓄電器１１が蓄えている電力を低下させるために、例えば停止中の負荷１５を作動させ、第１蓄電器１１から給電されている作動中の負荷を増やす必要はない。更に、電源システム１は、最大蓄電量の低下を防止するために、第１蓄電器１１が蓄えた電力を放出する放電回路を備える必要もない。

更に、制御部２２は、ステップＳ６において、オルタネータ１０の発電を停止した状態で目標電圧を上昇させているので、第１蓄電率が下限閾値以上である状態で第１蓄電器１１の温度が基準温度以上となった場合、第１蓄電器１１が蓄えている電力をより素早く低下させることができる。これにより、第１蓄電器１１の最大蓄電量の低下をより効果的に抑えることができる。

制御部２２は、ステップＳ７を実行した後、タイマ２４に指示して計時を開始させ（ステップＳ８）、タイマ２４が計時している計時時間が基準時間以上であるか否かを判定する（ステップＳ９）。基準時間は記憶部２３に予め記憶してある時間であり、所定時間に該当する。制御部２２は、計時時間が基準時間以上であると判定した場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、タイマ２４に指示して計時を終了させ（ステップＳ１０）、記憶部２３に記憶してある目標電圧が上限電圧以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。

制御部２２は、目標電圧が上限電圧未満であると判定した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、記憶部２３に記憶してある目標電圧を現状の目標電圧よりも高い電圧に設定し（ステップＳ１２）、処理をステップＳ８に戻し、再びタイマ２４に計時を開始させる。以上のように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２では、制御部２２は、ステップＳ７で目標電圧を上昇させた後、基準時間が経過する都度、ステップＳ１２を実行し、上限電圧未満である目標電圧を更に上昇させる。このため、変圧部２０の第２端と第２蓄電器１４の正極との電圧差が常に高く保たれるので、多量の電流が第１蓄電器１１から第２蓄電器１４へ流れ続け、第１蓄電器１１が蓄えている電力を更に素早く低下させることができ、更に効果的に第１蓄電器１１の最大蓄電量の低下を抑えることができる。

なお、ステップＳ１２における目標電圧の上昇幅は、例えば、ステップＳ１２の実行回数と共に大きくしてもよく、更には、ステップＳ１２の実行回数に無関係に一定であってもよい。

制御部２２は、計時時間が基準時間未満であると判定した場合（Ｓ９：ＮＯ）、又は、目標電圧が上限電圧以上であると判定した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、外部から取得した第１蓄電率情報が示す第１蓄電率が下限閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。これにより、制御部２２は、第１蓄電器１１に蓄えられている電力は十分に少なくなったか否かを判定する。制御部２２は、第１蓄電率が下限閾値以上であると判定した場合（Ｓ１３：ＮＯ）、外部から取得した第２蓄電率情報が示す第２蓄電率が第１上限閾値よりも高い第２上限閾値、例えば１００％以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。

制御部２２は、第２蓄電率が第２上限閾値未満であると判定した場合（Ｓ１４：ＮＯ）、処理をステップＳ９に戻す。制御部２２は、第１蓄電率が下限閾値未満であると判定した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、又は、第２蓄電率が第２上限閾値以上であると判定した場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、制御装置１７に出力している停止／解除信号の内容を発電の停止の解除に切り替えることによって、制御装置１７にオルタネータ１０の発電の停止を解除させる（ステップＳ１５）。この後、制御装置１７は、走行情報によって回生電力が発生可能な状態が示され、かつ、第１蓄電率情報が示す第１蓄電率が一定率未満である場合、発電指示をオルタネータ１０に出力する。

制御部２２は、ステップＳ１５を実行した後、タイマ２４に指示して計時を終了させる（ステップＳ１６）。制御部２２は、第２蓄電率が第１上限閾値以上であると判定した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、又は、ステップＳ１６を実行した後、変圧部２０に変圧を停止させる（ステップＳ１７）。その後、制御部２２は、外部から取得した第２蓄電率情報が示す第２蓄電率が第１上限閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。制御部２２は、第２蓄電率が第１上限閾値以上であると判定した場合（Ｓ１８：ＮＯ）、処理をステップＳ１８に戻し、第２蓄電率が第１上限閾値未満となるまで待機する。制御部２２は、第２蓄電率が第１上限閾値未満であると判定した場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、処理を終了し、ステップＳ１から処理を再開する。

以上のように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２においては、制御部２２は、外部から取得した第２蓄電率情報が示す第２蓄電率が第１上限閾値又は第２上限閾値以上である場合に、変圧部２０に指示して変圧を停止させる。そして、制御部２２は、温度検出部１６から取得した温度情報が示す第１蓄電器１１の温度が基準温度以上であると判定した場合、変圧部２０に変圧を停止させるか否かを判定するための基準率を第１上限閾値から第２上限閾値に上昇させる。
これにより、第１蓄電器１１の温度が基準温度以上である場合、第２蓄電器１４に第１蓄電器１１の電力を必ず供給することができ、第１蓄電器１１が蓄えている電力を確実に低下させることができる。
制御部２２は変圧停止手段としても機能する。

なお、図２及び図３を用いた制御部２２の動作の説明では、スタータ１３が作動することが外部から事前に通知された場合に制御部２２が行う処理は記載していない。制御部２２は、例えば、図２及び図３に示す処理を行っている間にスタータ１３の作動が事前に通知された場合、変圧部２０に変圧を停止させ、スタータ１３が作動するために必要な十分な時間が経過した後、ステップＳ１から処理を再開する。

図４はＤＣ／ＤＣコンバータ１２の効果の説明図である。図４には、第１蓄電器１１の正極の電圧、目標電圧、及び、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２からの出力電流夫々の推移が示されている。以下の説明では、負荷１５が作動し続けているか、又は停止し続けているとする。

第１蓄電器の温度が基準温度未満である場合、制御部２２から制御装置１７に出力されている停止／解除信号は発電の停止の解除を示しているため、制御装置１７は、入力されている走行情報と第１蓄電率情報とに基づいて、オルタネータ１０を発電させたり、オルタネータ１０の発電を停止させたりしている。このため、第１蓄電器１１の正極の電圧は図４に示すように変動している。

また、第１蓄電器１１の温度が基準温度未満である間、目標電圧として第１電圧が設定されているため、変圧部２０は、第２蓄電器１４及び負荷１５に一定の第１電圧を印加しており、変圧部２０から第２蓄電器１４及び負荷１５に向けて流れる出力電流は一定である。

第１蓄電率が下限閾値、例えば３０％以上である状態で第１蓄電器１１の温度が基準温度以上となった場合、制御部２２は、オルタネータ１０の発電を停止させ、目標電圧を第１電圧よりも高い第２電圧に変更する。これにより、変圧部２０を介して、第１蓄電器１１から第２蓄電器１４へ多量の電流が流れ、図４に示すように、第１蓄電器１１の正極の電圧が急速に低下し、第２蓄電器１４が蓄えている電力が低下する。変圧部２０からの出力電流は、目標電圧が第１電圧から第２電圧に変更された直後、急速に上昇する。その後、変圧部２０からの出力電流は、第２蓄電器１４が蓄えている電力の上昇と共に徐々に低下する。これに伴って、第１蓄電器１１から出力される電流も徐々に低下する。

制御部２２は、目標電圧を第１電圧から第２電圧に変更してから基準時間が経過した場合、目標電圧を現状の目標電圧、即ち、第２電圧から更に高い電圧に変更する。この目標電圧の変更により、変圧部２０からの出力電流が増加し、第１蓄電器１１から出力される出力電流も増加する。そして、再び、変圧部２０からの出力電流は、第２蓄電器１４が蓄えている電力の増加と共に徐々に低下する。

目標電圧を現状の目標電圧よりも高い電圧に変更してから、再び基準時間が経過した場合、目標電圧を更に上昇させる。変圧部２０からの出力電流は、前回、目標電圧を上昇させた場合と同様に増加して低下する。
以上のように、目標電圧を第１電圧から第２電圧に変更してから、基準時間が経過する都度、目標電圧は上昇するので、第１蓄電器１１から多量の電流が流れ続ける。これにより、第１蓄電器１１の正極の電圧が図４に示すように低下し続け、第１蓄電器１１が蓄えている電力は短時間で少量となり、第１蓄電率は下限閾値未満となる。このため、第１蓄電器１１の最大蓄電量の低下が抑えられる。

（実施の形態２）
実施の形態１におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１２においては、目標電圧を第１電圧から第２電圧に上昇させた後、タイマ２４が計時している計時時間が基準時間を経過する都度、制御部２２は目標電圧を更に上昇させている。しかし、目標電圧を第１電圧から第２電圧に上昇させた後、基準時間が経過する都度、制御部２２は目標電圧を上昇させなくてもよく、変圧部２０から第２蓄電器１４及び負荷１５に向けて流れる出力電流が閾値電流未満になる都度、目標電圧を更に上昇させてもよい。
以下では、実施の形態２について、実施の形態１と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成については、実施の形態１と同様であるため、同様の符号を付してその説明を省略する。

図５は実施の形態２における電源システムの要部構成を示す回路図である。この電源システム３も、実施の形態１における電源システム１と同様に、車両に好適に搭載されている。電源システム３は、電源システム１が備える構成部の中で、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２を除く他の構成部を備え、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の代わりに、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を備えている。電源システム３の構成部は、電源システム１の構成部と同様に接続される。ここで、実施の形態２におけるＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、実施の形態１におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１２に対応し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２と同様に作用する。

実施の形態２におけるＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、実施の形態１におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１２が備える構成部の中で、タイマ２４を除く他の構成部を備え、これらの構成部は、実施の形態１と同様に接続されている。
ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、タイマ２４の代わりに、電流検出部４０を備える。電流検出部４０は、温度検出部１６、電圧検出部２１及び記憶部２３とは別に制御部２２に接続されている。電流検出部４０は、電流センサ４１を用いて変圧部２０から第２蓄電器１４及び負荷１５へ流れる出力電流を検出し、検出した出力電流を制御部２２に通知する。電流検出部４０は検出手段として機能する。制御部２２は、電流検出部４０から、電流検出部４０が検出した出力電流を読み込む。

制御部２２は、実施の形態１と同様に、電圧検出部２１が検出した電圧が目標電圧になるように、変圧部２０が有する一又は複数のスイッチ夫々におけるオン／オフのデューティを調整する。これにより、制御部２２は、変圧部２０に、オルタネータ１０又は第１蓄電器１１の出力電圧を目標電圧に変圧させる。また、制御部２２は、変圧部２０が有する一又は複数のスイッチ夫々におけるオン／オフの繰り返しを停止することによって、変圧部２０の変圧を停止する。

更に、制御部２２は、温度検出部１６から取得した温度情報、外部から取得した第１蓄電率情報及び第２蓄電率情報、並びに、電流検出部４０が検出した電流中の少なくとも１つに基づいて、変圧の開始及び終了と、目標電圧の変更と、停止／解除信号を用いた発電の停止及び該停止の解除とを行う。

図６及び図７は制御部２２が実行する動作の手順を示すフローチャートである。実施の形態２における制御部２２が実行するステップＳ２１〜Ｓ３６の中で、ステップＳ２１〜Ｓ２７，Ｓ３０〜Ｓ３４，Ｓ３５，Ｓ３６夫々は、実施の形態１における制御部２２が実行するステップＳ１〜Ｓ７，Ｓ１１〜Ｓ１５，Ｓ１７，Ｓ１８と同様であるため、その詳細な説明を省略する。

制御部２２は、ステップＳ２７で目標電圧を第１電圧から第２電圧に変更した後、電流検出部４０が検出した出力電流を読み込む（ステップＳ２８）。そして、制御部２２は、ステップＳ２７，Ｓ３１のいずれか１つを実行した後、電流検出部４０が検出した出力電流が、閾値電流以上である状態から閾値電流未満となったか否かを判定する（ステップＳ２９）。ステップＳ２９では、制御部２２は、ステップＳ２７，Ｓ３１を実行してから、電流検出部４０が閾値電流よりも低い出力電流を検出している場合、出力電流が閾値電流未満となったと判定しない。閾値電流は記憶部２３に予め記憶されている。

制御部２２は、出力電流が閾値電流未満となったと判定した場合（Ｓ２９：ＹＥＳ）、ステップＳ３０を実行する。制御部２２はステップＳ３１を実行した後、処理をステップＳ２８に戻す。制御部２２は、出力電流が閾値電流未満となっていないと判定した場合（Ｓ２９：ＮＯ）、又は、目標電圧が上限電圧以上であると判定した場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）、ステップＳ３２を実行する。制御部２２は、第２蓄電率が第２上限閾値未満であると判定した場合（Ｓ３３：ＮＯ）、処理をステップＳ２８に戻す。制御部２２は、第２蓄電率が第１上限閾値以上であると判定した場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、又は、ステップＳ３４を実行した後、ステップＳ３５を実行する。

以上のように構成されたＤＣ／ＤＣコンバータ３０では、制御部２２は、ステップＳ２７で目標電圧を上昇させた後、電流検出部４０が検出している出力電流が閾値電流未満になる都度、ステップＳ３１が実行され、上限電圧未満である目標電圧を更に上昇させる。閾値電流は所定電流に該当する。

図８はＤＣ／ＤＣコンバータ３０の効果を説明するための説明図である。図８には、図４と同様に、第１蓄電器１１の正極の電圧、目標電圧、及び、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２からの出力電流夫々の推移が示されている。以下の説明では、負荷１５が作動し続けているか、又は停止し続けているとする。また、閾値電流は、変圧部２０がオルタネータ１０又は第１蓄電器１１の出力電圧を第１電圧に変圧している場合に変圧部２０から第２蓄電器１４及び負荷１５に向かって流れる出力電流よりも高い電流に設定されているとする。

第１蓄電器１１の正極の電圧、目標電圧、及び、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２からの出力電流夫々は、以下の点を除き、実施の形態１と同様の傾向を有する。実施の形態２におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１２においては、目標電圧が第１電圧から第２電圧に変更された後、変圧部２０からの出力電流が閾値電流未満となる都度、目標電圧が更に高い電圧に変更される。この点が、基準時間が経過する都度、目標電圧が更に高い電圧に変更される実施の形態１と異なる。目標電圧が上昇した場合における第１蓄電器１１の正極の電圧と、変圧部２０からの出力電流とは、実施の形態１と同様に推移する。

このため、変圧部２０を介して多量の電流が第１蓄電器１１から第２蓄電器１４へ流れ続け、第１蓄電器１１が蓄えている電力を更に素早く低下させることができ、更に効果的に第１蓄電器１１の最大蓄電量の低下を抑えることができる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３０において、電流検出部４０が検出した出力電流に基づいて目標電圧を上昇させる構成以外の他の構成は、実施の形態１におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１２と同様である。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、タイマ２４が計時した計時時間に基づいて目標電圧を上昇させる構成以外の構成で得られる効果を、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２と同様に奏する。

なお、実施の形態２において、閾値電流は、変圧部２０がオルタネータ１０又は第１蓄電器１１の出力電圧を第１電圧に変圧している場合に変圧部２０から流れる出力電流よりも高い電流に限定されず、該出力電流以下の電流であってもよい。
また、電流検出部４０が出力電流を検出する構成は、電流センサ４１を用いた構成に限定されず、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０内で変圧部２０と第２蓄電器１４との間に抵抗を介装し、電流検出部４０が抵抗の両端間の電圧を検出する構成であってもよい。ここで、電流検出部４０が検出した電圧は、オームの法則により、変圧部２０から第２蓄電器１４及び負荷１５に向けて流れる出力電流に比例する。

（実施の形態３）
実施の形態１におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１２において、目標電圧を第１電圧から第２電圧を上昇させた後、タイマ２４が計時している計時時間が基準時間を経過する都度、制御部２２は目標電圧を更に上昇させている。しかし、目標電圧を第１電圧から第２電圧に上昇させた後、目標電圧を更に上昇させなくてもよい。
以下では、実施の形態３について、実施の形態１と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成については、実施の形態１と同様であるため、同様の符号を付してその説明を省略する。

図９は実施の形態３における電源システムの要部構成を示す回路図である。この電源システム５も、実施の形態１における電源システム１と同様に、車両に好適に搭載されている。電源システム５は、電源システム１が備える構成部の中で、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２を除く他の構成部を備え、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の代わりに、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０を備えている。電源システム５の構成部は、電源システム１の構成部と同様に接続される。ここで、実施の形態３におけるＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、実施の形態１におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１２に対応し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２と同様に作用する。

実施の形態３におけるＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、実施の形態１におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１２が備える構成部の中で、タイマ２４を除く他の構成部を備え、これらの構成部は、実施の形態１と同様に接続されている。

制御部２２は、実施の形態１と同様に、電圧検出部２１が検出した電圧が記憶部２３に記憶してある目標電圧になるように、変圧部２０が有する一又は複数のスイッチ夫々におけるオン／オフのデューティを調整する。これにより、制御部２２は、変圧部２０に、オルタネータ１０又は第１蓄電器１１の出力電圧を目標電圧に変圧させる。また、制御部２２は、変圧部２０が有する一又は複数のスイッチ夫々におけるオン／オフの繰り返しを停止することによって、変圧部２０の変圧を停止する。

更に、制御部２２は、温度検出部１６から取得した温度情報、並びに、外部から取得した第１蓄電率情報及び第２蓄電率情報中の少なくとも１つに基づいて、変圧の開始及び終了と、目標電圧の変更と、停止／解除信号を用いた発電の停止及び該停止の解除とを行う。

図１０は制御部２２が実行する動作の手順を示すフローチャートである。実施の形態３における制御部２２が実行するステップＳ４１〜Ｓ５２の中で、ステップＳ４１〜Ｓ４７，Ｓ４８〜Ｓ５０，Ｓ５１，Ｓ５２は、実施の形態１における制御部２２が実行するステップＳ１〜Ｓ７，Ｓ１３〜Ｓ１５，Ｓ１７，Ｓ１８と同様であるため、その詳細な説明を省略する。

制御部２２は、ステップＳ４７を実行した後、ステップＳ４８を実行する。また、制御部２２は、第２蓄電率が第１上限閾値以上であると判定した場合（Ｓ４５：ＹＥＳ）、又は、ステップＳ５０を実行した後、ステップＳ５１を実行する。

図１１はＤＣ／ＤＣコンバータ５０の効果を説明するための説明図である。図１１には、第１蓄電器１１の正極の電圧及び目標電圧夫々の推移が示されている。
第１蓄電器１１の温度が基準温度未満である場合、第１蓄電器１１の正極の電圧及び目標電圧夫々は実施の形態１と同様に推移する。第１蓄電率が下限閾値以上である状態で第１蓄電器１１の温度が基準温度以上となった場合、制御部２２は、実施の形態１と同様に、オルタネータ１０の発電を停止させ、目標電圧を第１電圧よりも高い第２電圧に変更する。

これにより、変圧部２０を介して、第１蓄電器１１から第２蓄電器１４へ多量の電流が流れ、図１１に示すように、第１蓄電器１１の正極の電圧が急速に低下し、第２蓄電器１４が蓄えている電力が低下する。このため、第１蓄電器１１の最大蓄電量の低下が抑えられる。
以上のように構成されたＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、タイマ２４を備える必要がないため、安価で小型である。

ＤＣ／ＤＣコンバータ５０において、タイマ２４が計時した計時時間に基づいて目標電圧を上昇させる構成以外の他の構成は、実施の形態１におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１２と同様である。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、タイマ２４が計時した計時時間に基づいて目標電圧を上昇させる構成以外の構成で得られる効果をＤＣ／ＤＣコンバータ１２と同様に奏する。

なお、実施の形態１〜３において、第１蓄電器１１の温度が基準温度以上である場合に、変圧部２０に変圧を停止させるか否かを判定するための基準率を第１上限閾値から第２上限閾値に上昇させているが、該基準率は１つの上限閾値であってもよい。この場合であっても、第１蓄電率が下限閾値以上であり、かつ、第２蓄電率が前述の上限閾値未満である状態で、第１蓄電器１１の温度が基準温度以上となったとき、目標電圧が第１電圧から第２電圧に上昇し、第１蓄電器１１が蓄えている電力を素早く低下させることができる。

開示された実施の形態１〜３は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１，３，５ 電源システム
１１ 第１蓄電器
１２，３０，５０ ＤＣ／ＤＣコンバータ（変圧装置）
１４ 第２蓄電器
２０ 変圧部
２２ 制御部（温度取得手段、蓄電率取得手段、判定手段、発電停止手段及び変圧停止手段）
４０ 電流検出部（検出手段）

Claims (5)

1. 第１蓄電器の出力電圧を目標電圧に変圧し、変圧した電圧を第２蓄電器に印加する変圧装置において、
   前記第１蓄電器の温度を示す温度情報を取得する温度取得手段と、
   該温度取得手段が取得した温度情報が示す温度が所定温度以上であるか否かを判定する判定手段を備え、
   該判定手段によって、前記第１蓄電器の温度が前記所定温度以上であると判定された場合に、前記目標電圧を上昇させるように構成してあること
   を特徴とする変圧装置。
2. 前記第１蓄電器には、発電機が発生した電力が供給されており、
   前記判定手段によって、前記第１蓄電器の温度が前記所定温度以上であると判定された場合に前記発電機の発電を停止する発電停止手段を備えること
   を特徴とする請求項１に記載の変圧装置。
3. 前記目標電圧を上昇させた後、所定時間が経過する都度、前記目標電圧を更に上昇させるように構成してあること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の変圧装置。
4. 前記第２蓄電器へ流れる電流を検出する検出手段を備え、
   前記目標電圧を上昇させた後、前記検出手段が検出した電流が所定電流未満となる都度、前記目標電圧を更に上昇させるように構成してあること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の変圧装置。
5. 前記第２蓄電器の蓄電率を示す蓄電率情報を取得する蓄電率取得手段と、
   該蓄電率取得手段が取得した蓄電率情報が示す蓄電率が閾値以上である場合に、前記出力電圧の変圧を停止する変圧停止手段と
   を備え、
   前記判定手段によって、前記第１蓄電器の温度が前記所定温度以上であると判定された場合に前記閾値を上昇させるように構成してあること
   を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の変圧装置。

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