(57)【要約】【課題】装置の大型化を防止しつつ安定した電源電圧を発生することができる電源システムを提供すること。【解決手段】バッテリ１４とＤＣ／ＤＣコンバータ１８とを備えて電源システムが構成されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１８は、バッテリ１４の端子電圧を昇圧する昇圧回路と、バッテリ１４の端子と昇圧回路の出力端子との間に接続されたキャパシタ５８とを備えている。バッテリ１４の端子電圧にキャパシタ５８の両端電圧が重畳されて車載電気機器１６に印加される。【選択図】        図２
2005020824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリとＤＣ／ＤＣコンバータとを備える電源システムにおいて、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記バッテリの端子電圧を昇圧する昇圧回路と、前記バッテリの端子と前記昇圧回路の出力端子との間に接続されたキャパシタとを備えることを特徴とする電源システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記キャパシタの両端電圧を可変することを特徴とする電源システム。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、出力電圧を制御する第１のスイッチング素子を有しており、前記第１のスイッチング素子をオンオフ制御することにより前記出力電圧を所定値に設定することを特徴とする電源システム。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、出力電圧を制御する第１のスイッチング素子を有しており、前記第１のスイッチング素子をオンオフ制御することにより、前記キャパシタの両端電圧を所定値に設定することを特徴とする電源システム。
【請求項５】
請求項４において、
前記キャパシタの制御指令値として、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧と前記バッテリの端子電圧との電圧差を設定することを特徴とする電源システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記バッテリの端子電圧が所定範囲を超えて低下したときに正常動作が困難になる電気機器を、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力側に接続することを特徴とする電源システム。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記バッテリの端子が所定範囲を超えて低下した場合であっても動作可能な電気機器を前記ＤＣ／ＤＣコンバータの入力側に接続することを特徴とする電源システム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかにおいて、
前記バッテリの端子電圧が所定値よりも低いときに、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの動作状態を制限することを特徴とする電源システム。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかにおいて、
前記バッテリの残存容量が所定値よりも小さいときに、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの動作状態を制限することを特徴とする電源システム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかにおいて、
前記バッテリに接続された所定の電気機器が動作中であることを検出したときに、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を開始することを特徴とする電源システム。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかにおいて、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、絶縁トランスを備えた絶縁型コンバータであり、前記絶縁トランスの入力正極側と出力負極側を接続することを特徴とする電源システム。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれかにおいて、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、反転型コンバータであることを特徴とする電源システム。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかにおいて、
前記バッテリと前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端との間に、ダイオードが並列接続された第２のスイッチング素子が接続され、前記ＤＣ／ＤＣコンバータによる電力変換が行われない場合に、前記第２のスイッチング素子をオンすることを特徴とする電源システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載された各種の電気機器に電力を供給する電源システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の車両では、搭載される電気機器の種類が増加するとともに負荷容量が増大する傾向にあり、大容量負荷に対して電力が供給されると、バッテリの端子電圧が低下し、ナビゲーション装置等の電気機器の動作不良の原因となっている。また、車両の走行状態に応じて発電量を制御することにより燃費向上等を図る手法が知られており（例えば、特許文献１参照。）、加速時等に発電を停止あるいは発電量を低減したときにバッテリの端子電圧が低下する場合もある。
【０００３】
電気負荷が接続された電源の電圧変動を防止する従来技術としては、２つ目のバッテリを搭載し、車両用交流発電機に接続されたバッテリと２つ目のバッテリとをＤＣ／ＤＣコンバータで切り離す手法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。一方のバッテリの端子電圧が大きく低下した場合であっても２つ目のバッテリの端子電圧の低下を防止して、電気機器に印加する電源電圧を維持することが可能になる。
【０００４】
また、電気負荷が接続された電源の電圧変動を防止する他の従来技術として、電気負荷に対してＤＣ／ＤＣコンバータによって直接電力を供給する手法が知られている（例えば、特許文献３参照。）。この手法を用いることにより、バッテリの端子電圧が低下した場合であっても、ＤＣ／ＤＣコンバータによってほぼ一定の電源電圧を生成することができるため、電気機器に印加する電源電圧を維持することが可能になる。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２５７６０７２号公報（第３−４頁、図１）
【特許文献２】
特表平１１−５１３２４０号公報（第４−１４頁、図１−８）
【特許文献３】
特開２００１−２０４１３７号公報（第３−６頁、図１−５）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した特許文献２に開示された従来技術では、２つ目のバッテリを車両に搭載する必要があり、実際にエンジンルームやトランクルームにバッテリを設置することは実用上は難しい場合が多い。また、上述した特許文献３に開示された従来技術では、ＤＣ／ＤＣコンバータによって大電力負荷としての電気機器に所定の要求タイミングで電力を供給することになるため、ＤＣ／ＤＣコンバータの電力供給能力を高める必要があり、装置が大型化するという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、装置の大型化を防止しつつ安定した電源電圧を発生することができる電源システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の電源システムは、バッテリとＤＣ／ＤＣコンバータとを備えており、ＤＣ／ＤＣコンバータは、バッテリの端子電圧を昇圧する昇圧回路と、バッテリの端子と昇圧回路の出力端子との間に接続されたキャパシタとを備えている。バッテリとキャパシタとを直列接続することにより電源電圧を発生するため、ＤＣ／ＤＣコンバータはこのキャパシタに対する充電を行うことによってバッテリの端子電圧の低下分を補うことができるため、電力変換容量の小さなＤＣ／ＤＣコンバータを用いることができ、装置の大型化を防止しつつ安定した電源電圧を発生することができる。
【０００９】
また、上述したキャパシタの両端電圧を可変することが望ましい。これにより、バッテリの電圧変動に対する補償応答性がよくなるとともに、バッテリの端子電圧が正常範囲に回復したときの過電圧を防止することができる。
【００１０】
また、上述したＤＣ／ＤＣコンバータは、出力電圧を制御する第１のスイッチング素子を有しており、第１のスイッチング素子をオンオフ制御することにより出力電圧を所定値に設定することが望ましい。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力側に接続された電気機器に対して安定した電源電圧を供給することが可能になる。
【００１１】
また、上述したＤＣ／ＤＣコンバータは、出力電圧を制御する第１のスイッチング素子を有しており、第１のスイッチング素子をオンオフ制御することにより、キャパシタの両端電圧を所定値に設定することが望ましい。このようにすることで、バッテリの端子電圧の変動が制御対象の外乱にならないようにすることができ、安定的な制御を行うことが可能になる。
【００１２】
また、上述したキャパシタの制御指令値として、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧とバッテリの端子電圧との電圧差を設定することが望ましい。これにより、バッテリの端子電圧の過渡的な電圧低下分を補償することができる。
【００１３】
また、上述したバッテリの端子電圧が所定範囲を超えて低下したときに正常動作が困難になる電気機器を、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力側に接続することが望ましい。これにより、電源電圧の低下が許容できない電圧変動に敏感な電気機器の正常動作を確保することが可能になる。
【００１４】
また、上述したバッテリの端子電圧が所定範囲を超えて低下した場合であっても動作可能な電気機器をＤＣ／ＤＣコンバータの入力側に接続することが望ましい。これにより、電源電圧の低下が許容される電気機器をＤＣ／ＤＣコンバータの入力側に接続し、電源電圧の低下が許容できない電圧変動に敏感な電気機器をＤＣ／ＤＣコンバータの出力側に接続することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータの電力変換容量をさらに小さくすることができ、装置の小型化を図ることが可能になる。
【００１５】
また、上述したバッテリの端子電圧が所定値よりも低いときに、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作状態を制限することが望ましい。また、上述したバッテリの残存容量が所定値よりも小さいときに、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作状態を制限することが望ましい。これにより、バッテリの過放電を防止することが可能になる。
【００１６】
また、上述したバッテリに接続された所定の電気機器が動作中であることを検出したときに、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を開始することが望ましい。電動アシスト付きのターボチャージャに備わった回転電機等の大電力負荷としての電気機器が動作するときにバッテリの端子電圧が低下しやすいため、このような電気機器の動作状態を検出してキャパシタの充電を開始することにより、キャパシタの充電遅れによる応答性の悪化を防止することができる。
【００１７】
また、上述したＤＣ／ＤＣコンバータは、絶縁トランスを備えた絶縁型コンバータであり、絶縁トランスの入力正極側と出力負極側を接続することが望ましい。絶縁トランスの出力側（二次側）で発生した電圧をキャパシタに印加して充電することが可能になり、容易にバッテリの端子電圧の低下分を補償することができる。
【００１８】
また、上述したＤＣ／ＤＣコンバータは、反転型コンバータであることが望ましい。これにより、バッテリの端子電圧を昇圧してキャパシタを充電することができ、容易にバッテリの端子電圧の低下分を補償することができる。
【００１９】
また、上述したバッテリとＤＣ／ＤＣコンバータの出力端とのに、ダイオードが並列接続された第２のスイッチング素子が接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータによる電力変換が行われない場合に、第２のスイッチング素子をオンすることが望ましい。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作が不要な場合に、ダイオードでの損失を低減することができ、電気機器に対する電力供給を効率的に行うことが可能になる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態の電源システムについて、図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明を適用した一実施形態の電源システムを含む車載システムの構成を示す図である。図１に示す車載システムは、エンジン３１に対して圧縮空気を供給するターボチャージャ１の他に、バッテリ１４とＤＣ／ＤＣコンバータ１８からなる電源システムと、この電源システムとの間で電力の授受を行うオルタネータ（車両用交流発電機）５、車載電気機器１６、１７等を含んで構成されている。
【００２２】
ターボチャージャ１は、エンジン３１の排気エネルギーによって回転駆動されるタービン４と、このタービン４と同軸に取り付けられたコンプレッサ２および回転電機３とを有している。回転電機３は、ターボチャージャ１を電動アシストするためのものであり、必要に応じて電動機あるいは発電機として動作する。
【００２３】
回転電機コントローラ１２は、タービン４の回転を検出する回転センサ１５と、回転電機３の給電線に取り付けられた電流センサ１３の出力に基づいてこの給電線に流れる電流値を検出する検出回路９とが接続されており、これらの検出結果やエンジン３１の稼働状況に応じて、回転電機３を電動機あるいは発電機として制御する。回転電機コントローラ１２は、バッテリ１４の正極側端子から延びる電源ライン１９に接続されており、回転電機３を電動機として動作させる場合には電源ライン１９から回転電機３に駆動用電力が供給され、反対に、回転電機３を発電機として動作させる場合には回転電機３から出力される発電電力を電源ライン１９側に供給する。また、この電源ライン１９には、シートヒータ等の車載電気機器１７が接続されている。
【００２４】
オルタネータ５は、エンジン３１のクランク軸にベルトを介して機械的に接続されており、レギュレータ７によって励磁電流を供給することにより、エンジン回転に応じた交流電力を発生する。この交流電力は整流装置６によって直流電力に変換され、変換後の直流電力が電源ライン１９に供給される。また、レギュレータ７は、通信回路および制御回路を有しており、外部からの指令に応じてオルタネータ５の出力電圧（整流装置６の出力電圧）の制御や、発電量の制御を行っている。
【００２５】
また、上述した電源ライン１９とは別に、この電源ライン１９とＤＣ／ＤＣコンバータ１８を介して接続された電源ライン２０が備わっている。この電源ライン２０には、ヘッドライト等の車載電気機器１６が接続されている。
【００２６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１８は、バッテリ１４の端子電圧が印加されており、この端子電圧が低下したときに、一定の出力電圧を生成する動作を行う。電源ライン２０には、バッテリ１４から印加されるバッテリ端子電圧に、このＤＣ／ＤＣコンバータ１８の出力電圧が重畳された電圧が印加されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の詳細については後述する。
【００２７】
エンジン３１の排気エネルギーによりターボチャージャ１のタービン４が回転すると、同軸に取り付けられたコンプレッサ２によりエアクリーナ３４を通して吸気される空気が圧縮され、さらにクーラー３５を通すことにより除熱された空気がエンジン３１に導入される。エンジン３１で発生するパワーは、変速機３２を通すことで回転数とトルクが変換され、最終減速ギアおよびタイヤ（ともに図示せず）を通して車両の駆動力に利用される。
【００２８】
動力伝達系コントローラ３３は、変速機３２とエンジン３１を制御しており、必要なデータを電源コントローラ８との間で送受信している。
【００２９】
本実施形態の車載システムはこのような概略構成を有しており、次に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の詳細について説明する。
【００３０】
図２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の詳細構成を示す図である。図２に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８は、絶縁型コンバータと称されるものであり、絶縁トランス５０、ダイオード５２、５６、パワートランジスタ５４、キャパシタ５８を含んで構成されている。絶縁トランス５０、ダイオード５２、５６、パワートランジスタ５４によって昇圧回路が構成されている。
【００３１】
絶縁トランス５０は、入力側（一次側）の一方の端子がバッテリ１４の正極側端子に接続されており、入力側の他方の端子がダイオード５２とパワートランジスタ５４の並列回路を介して接地されている。また、絶縁トランス５０は、出力側（二次側）の負側の端子がバッテリ１４に接続された入力側の一方の端子に接続されており、出力側の正側の端子がダイオード５６を介して車載電気機器１６に接続されている。また、絶縁トランス５０の入力側の一方の端子と、ダイオード５６の出力端（カソード側）の間にはキャパシタ５８が挿入されている。
【００３２】
通常、車両では、バッテリ１４の端子電圧が１３〜１４Ｖになるようにオルタネータ５の出力電圧が調整されているが、大電力負荷としての車載電気機器１７が接続され、しかもその消費電力をオルタネータ５が発電できない場合には、バッテリ１４の端子電圧が低下する。さらに車載電気機器１７に大電流が流れると、バッテリ１４の内部抵抗による端子電圧の低下が一層顕著になり、電圧変動に敏感な車載電気機器１６は、動作不良を起こす。そこで、本実施形態では、バッテリ１４の端子電圧が低下したときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８で不足分の電圧を発生し、この電圧をバッテリ１４の端子電圧に重畳することで、車載電気機器１６に印加される電圧が所定範囲を超えて低下しないようにしている。
【００３３】
図３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を駆動する制御動作の流れ図であり、電源コントローラ８による制御手順が示されている。
【００３４】
電源コントローラ８は、大電力負荷としての車載電気機器１７が動作中か否かを判定しており（ステップ１００）、動作中でない場合には否定判断を行って、バッテリ１４の端子電圧Ｖｂａｔ  と残存容量Ｓを測定する（ステップ１０１）。これらの測定は、実際にバッテリ１４の端子電圧Ｖｂａｔ  が低下する前に、キャパシタ５８の充電準備を行うためのものである。
【００３５】
次に、電力コントローラ８は、測定したバッテリ１４の端子電圧Ｖｂａｔ  が通常の電圧下限値Ｖ１よりも低いか否かを判定する（ステップ１０２）。低くない場合には否定判断が行われる。車載電気機器１７が動作中でなく、しかも、バッテリ１４の端子電圧Ｖｂａｔ  が十分高い場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を動作させる必要はなく、そのまま制御動作が終了する。
【００３６】
車載電気機器１７が動作中であってステップ１００の判定において肯定判断された場合や、バッテリ１４の端子電圧Ｖｂａｔ  が所定値Ｖ１以下であってステップ１０２の判定において肯定判断された場合には、次に、電源コントローラ８は、バッテリ１４の端子電圧Ｖｂａｔ  が最低電圧Ｖ２よりも高いか否かを判定する（ステップ１０３）。高くない場合には否定判断が行われる。バッテリ１４の端子電圧Ｖｂａｔ  がかなり低い場合には、このバッテリ１４からさらに電力を取り出すことはバッテリ１４を保護する上で不適切であるため、この場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を動作させずに、そのまま制御動作が終了する。
【００３７】
バッテリ１４の端子電圧Ｖｂａｔ  が最低電圧Ｖ２よりも高い場合にはステップ１０３の判定において肯定判断が行われ、次に、電源コントローラ８は、バッテリ１４の残存容量Ｓが所定値Ｓ０よりも大きいか否かを判定する（ステップ１０４）。大きくない場合には否定判断が行われる。バッテリ１４の残存容量Ｓが極端に小さい場合には、端子電圧Ｖｂａｔ  が極端に低い場合と同様に、このバッテリ１４からさらに電力を取り出すことはバッテリ１４を保護する上で不適切であるため、この場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を動作させずに、そのまま制御動作が終了する。
【００３８】
バッテリ１４の残存容量Ｓが所定値Ｓ０よりも大きい場合にはステップ１０４の判定において肯定判断が行われ、次に、電源コントローラ８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を駆動する（ステップ１０５）。
【００３９】
図４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を駆動する制御手順を示す流れ図である。まず、電源コントローラ８は、バッテリ１４の端子電圧とキャパシタ５８の両端電圧が重畳された全電圧が印加される全電圧印加部としての電源ライン２０の電圧指令値（例えば１３Ｖ）を設定する（ステップ２００）。次に、電源コントローラ８は、全電圧印加部（電源ライン２０）の電圧を測定し（ステップ２０１）、この測定電圧が上述した電圧指令値に一致するようにパワートランジスタ５４のスイッチング制御を行う（ステップ２０２）。
【００４０】
このように、バッテリ１４とＤＣ／ＤＣコンバータ１８を組み合わせた本実施形態の電源システムでは、バッテリ１４の端子電圧の低下分に相当する電圧のみをＤＣ／ＤＣコンバータ１８で補うようにすることで、車載電気機器１６が接続された電源ライン２０の電圧を安定させつつ、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を小型化することが可能になる。
【００４１】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を絶縁型コンバータとし、絶縁トランス５０の入力正極側と出力負極側を接続することにより、絶縁トランス５０の出力側（二次側）で発生した電圧をキャパシタ５８に印加して充電することが可能になり、容易にバッテリ１４の端子電圧の低下分を補償することができる。
【００４２】
また、バッテリ１４の端子電圧が所定範囲を超えて低下したときに正常動作が困難になる車載電気機器１６を、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の出力側に接続することにより、電圧変動に敏感な車載電気機器１６の正常動作を確保することが可能になる。
【００４３】
また、電源電圧の低下が許容される車載電気機器１７をＤＣ／ＤＣコンバータ１８の入力側に接続し、電圧変動に敏感な車載電気機器１６をＤＣ／ＤＣコンバータ１８の出力側に接続することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の電力変換容量をさらに小さくすることができ、装置の小型化を図ることが可能になる。
【００４４】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８は、出力電圧を制御するスイッチング素子としてのパワートランジスタ５４を有しており、このパワートランジスタ５４をオンオフ制御することにより出力電圧を所定値に設定している。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の出力側に接続された車載電気機器１６に対して安定した電源電圧を供給することが可能になる。
【００４５】
また、バッテリ１４の端子電圧が所定値よりも低いときに、あるいは、バッテリ１４の残存容量が所定値よりも小さいときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の動作状態を制限（停止）することにより、バッテリ１４の過放電を防止することが可能になる。
【００４６】
また、バッテリ１４に接続された所定の車載電気機器（例えば大電力負荷）が動作中であることを検出したときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の動作を開始している。例えば、電動アシスト付きのターボチャージャ１に備わった回転電機３等の大電力負荷が動作するときにバッテリ１４の端子電圧が低下しやすいため、このような車載電気機器の動作状態を検出してキャパシタ５８の充電を開始することにより、キャパシタ５８の充電遅れによる応答性の悪化を防止することができる。
【００４７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。
【００４８】
図５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を駆動する制御手順の他の例を示す流れ図である。まず、電源コントローラ８は、バッテリ１４の端子電圧とキャパシタ５８の両端電圧が重畳された全電圧が印加される全電圧印加部としての電源ライン２０の電圧指令値を設定するとともに（ステップ３００）、キャパシタ５８の両端電圧の目標電圧を設定する（ステップ３０１）。この目標電圧は、全電圧印加部の電圧からバッテリ１４の端子電圧を差し引いた値の目標値である。次に、電源コントローラ８は、キャパシタ５８の両端電圧（実電圧）を測定し（ステップ３０２）、この測定電圧が上述した目標電圧に一致するようにパワートランジスタ５４のスイッチング制御を行う（ステップ３０３）。キャパシタ５８の両端電圧が所定値になるようにパワートランジスタ５４をオンオフ制御する場合には、バッテリ１４の端子電圧の変動が制御対象の外乱にならないようにすることができ、安定的な制御を行うことが可能になる。
【００４９】
図６は、ＤＣ／ＤＣコンバータの変形例を示す図である。図６に示すＤＣ／ＤＣコンバータ１８Ａは、ダイオード５２、５６、パワートランジスタ５４、キャパシタ５８、インダクタ６４を含んで構成されている。このＤＣ／ＤＣコンバータ１８Ａは、図２に示したＤＣ／ＤＣコンバータ１８に比べて、絶縁トランス５０をインダクタ６４に置き換えるとともに、ダイオード５２とパワートランジスタ５４の並列回路の接続状態を変更した点が異なっており、一般には反転型コンバータと称される構成を有している。インダクタ６４の一方の端子がバッテリ１４の正極端子側に接続されており、他方の端子がダイオード５２とパワートランジスタ５４からなる並列回路を介して接地されているとともにダイオード５６を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１８Ａの出力端子に接続されている。パワートランジスタ５４を所定のタイミングでオンオフ制御することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８Ａの出力端子の電圧をバッテリ１４の端子電圧よりも高くすることができる。バッテリ１４の端子電圧が低下したときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８Ａで不足分の電圧を発生し、この電圧をバッテリ１４の端子電圧に重畳することで、車載電気機器１６に印加される電圧が所定範囲を超えて低下しないようにすることができる。このように、反転型コンバータを用いることによっても、バッテリ１４の端子電圧を昇圧してキャパシタ５８を充電することができ、容易にバッテリ１４の端子電圧の低下分を補償することができる。
【００５０】
図７は、ＤＣ／ＤＣコンバータの他の変形例を示す図である。図７に示すＤＣ／ＤＣコンバータ１８Ｂは、絶縁型コンバータの変形例を示すものであり、図２に示したＤＣ／ＤＣコンバータ１８のダイオード５６を、寄生ダイオードを有するスイッチング素子としてのＭＯＳ−ＦＥＴ６６に置き換えた構成を有している。図８は、図７に示したＤＣ／ＤＣコンバータ１８Ｂの制御手順を示す流れ図である。電源コントローラ８は、パワートランジスタ５４のオンオフ制御によるコンバータ動作（電力変換動作）が行われているか否かを判定し（ステップ４００）、動作中の場合（ステップ４００で肯定判断）にはＭＯＳ−ＦＥＴ６６をオフし（ステップ４０１）、動作中でない場合（ステップ４００で否定判断）にはＭＯＳ−ＦＥＴ６６をオンする（ステップ４０２）。ＤＣ／ＤＣコンバータ１８Ｂによるコンバータ動作中は、ＭＯＳ−ＦＥＴ６６がオフされるため、絶縁トランス５０の一方の端子から流れる電流は、ＭＯＳ−ＦＥＴ６６の寄生ダイオードを介して流れることになり、キャパシタ５８に充電を行うことが可能になる。また、コンバータ動作停止時は、ＭＯＳ−ＦＥＴ６６がオンされるため、車載電気機器１６に絶縁トランス５０の出力側から負荷電流が流れる際の損失を低減することが可能になる。これにより、動作停止時は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８Ｂを通して流れる電流の損失を低減することができ、車載電気機器１６に対する電力供給を効率的に行うことが可能になる。
【００５１】
また、図９は図７に示した構成を反転型コンバータで実現した変形例を示す図である。図９に示すＤＣ／ＤＣコンバータ１８Ｃは、図６に示したＤＣ／ＤＣコンバータ１８Ａに対して、ダイオード５６に並列接続されたスイッチング素子としてのパワートランジスタ６２を追加した構成を有している。これらのダイオード５６とパワートランジスタ６２の並列回路が、図７に示したＭＯＳ−ＦＥＴ６６と同じ動作を行う。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８Ｃが動作中はパワートランジスタ６２がオフされ、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８Ｃが動作停止中はパワートランジスタ６２がオンされる。これにより、動作停止時は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８Ｃを通して流れる電流の損失を低減することができ、車載電気機器１６に対する電力供給を効率的に行うことが可能になる。なお、図７に示したＤＣ／ＤＣコンバータ１８Ｂにおいて、ＭＯＳ−ＦＥＴ６６の代わりに、図９に示したようなダイオード５６とパワートランジスタ６２の並列回路を用いるようにしてもよい。
【００５２】
また、上述した実施形態では、バッテリ１４の正極側端子にキャパシタ５８を直列接続したが、負極側端子にキャパシタを直列接続するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の電源システムを含む車載システムの構成を示す図である。
【図２】ＤＣ／ＤＣコンバータの詳細構成を示す図である。
【図３】ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動する制御動作の流れ図である。
【図４】ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動する制御手順を示す流れ図である。
【図５】ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動する制御手順の他の例を示す流れ図である。
【図６】ＤＣ／ＤＣコンバータの変形例を示す図である。
【図７】ＤＣ／ＤＣコンバータの他の変形例を示す図である。
【図８】図７に示したＤＣ／ＤＣコンバータの制御手順を示す流れ図である。
【図９】図７に示した構成を反転型コンバータで実現した変形例を示す図である。
【符号の説明】
１  ターボチャージャ
２  コンプレッサ
３  回転電機
４  タービン
５  オルタネータ（ＡＬＴ）
６  整流装置
７  レギュレータ（ＲＥＧ）
８  電源コントローラ
９  検出回路
１２  回転電機コントローラ
１４  バッテリ
１６、１７  車載電気機器
１８、１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ  ＤＣ／ＤＣコンバータ
１９、２０  電源ライン
３１  エンジン
３２  変速機
３３  動力伝達系コントローラ
３４  エアクリーナ
３５  クーラー
５０  絶縁トランス
５２、５６  ダイオード
５４、６２  パワートランジスタ
５８  キャパシタ
６４  インダクタ
６６  ＭＯＳ−ＦＥＴ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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