車輛用電源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】第一DC/DC轉(zhuǎn)換器（5）是被控制為將發(fā)電母線（A）的電壓保持為規(guī)定的目標值的恒壓控制型，第二DC/DC轉(zhuǎn)換器（7）是被控制為將輸入或者輸出電流保持為規(guī)定的目標電流的恒流控制型，控制電路（8）與以第二蓄電設備（6）的充放電狀況區(qū)分的各模式A～C的全部或者一部分相對應地，根據(jù)不同的算法決定發(fā)電母線電壓的最佳的目標值Va*，對第一DC/DC轉(zhuǎn)換器（5）進行控制以使發(fā)電母線電壓Va成為該決定的目標值Va*。
【專利說明】車輛用電源系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛用電源系統(tǒng)，特別涉及能夠?qū)崿F(xiàn)車輛的制動能量的再生和車輛的燃料效率的提高的車輛用電源系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在以往的這種車輛用電源系統(tǒng)中，提出了如下技術:在車輛減速時，通過將由發(fā)動機驅(qū)動而對電池進行供電的發(fā)電機的發(fā)電電壓設定為比非減速時高，從而積極地進行制動能量的再生，另一方面，在車輛非減速時，通過將發(fā)電機的發(fā)電電壓設定為比減速時低，從而降低向發(fā)動機的負荷而實現(xiàn)燃料效率的提高(例如，參照下述專利文獻I)。
[0003]【專利文獻I】日本特開2008-67504號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]但是，上述專利文獻I中記載的以往的車輛用電源系統(tǒng)被構(gòu)成為將發(fā)電機的發(fā)電電力直接提供給電池來對電池進行充電，所以如果在車輛減速時將發(fā)電機的發(fā)電電壓設為過于大，則會導致縮短電池的壽命。因此，不能使減速時的發(fā)電機的發(fā)電電力變大而積極地再生制動能量，向電池的蓄電量也會減少，所以燃料效率的改善效果被抑制為較低。
[0005]本發(fā)明是為了解決這樣的課題而作成的，其目的在于得到能夠抑制電池的壽命降低、并且能夠通過在車輛減速時能使發(fā)電機的發(fā)電電力變大、而且在車輛非減速時抑制發(fā)電機的發(fā)電電能而實現(xiàn)車輛的燃料效率的提高的車輛用電源系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的車輛用電源系統(tǒng)具備:
[0007]發(fā)電機，由發(fā)動機驅(qū)動而產(chǎn)生交流電力；
[0008]整流器，將在所述發(fā)電機中發(fā)電的交流電力整流為直流電力而向發(fā)電母線輸出；
[0009]第一蓄電設備，經(jīng)由負載供電母線向車載負載提供電力；
[0010]第二蓄電設備，吸收來自所述發(fā)電機的發(fā)電電力而吸收電力波動；
[0011]恒壓控制型的第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器，被連接于所述發(fā)電母線，被控制為將作為所述發(fā)電母線的電壓的發(fā)電母線電壓保持為規(guī)定的目標值；
[0012]恒流控制型的第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器，被連接于所述第二蓄電設備，被控制為將輸入或者輸出電流保持為規(guī)定的目標電流；以及
[0013]控制電路，對所述發(fā)電機、第一、第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器一起進行驅(qū)動控制而將所述發(fā)電機的發(fā)電電力充電到所述第一蓄電設備以及所述第二蓄電設備，并且使充電到第二蓄電設備的能量放電，
[0014]所述控制電路與根據(jù)所述第二蓄電設備的充放電狀況而區(qū)分的各模式的全部或者一部分相對應地，根據(jù)不同的算法決定所述發(fā)電母線電壓的最佳的目標值，并對所述第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器進行控制以使所述發(fā)電母線電壓成為該決定的所述最佳的目標值。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的車輛用電源系統(tǒng)，發(fā)電機的發(fā)電電力不被直接提供到第一蓄電設備，所以能夠抑制第一蓄電設備的壽命降低，另外，在以第二蓄電設備的充放電狀況分類的各模式下根據(jù)不同的算法分別選擇用于改善燃料效率的發(fā)電機的發(fā)電母線電壓的最佳的目標值，并對第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器進行控制以使發(fā)電母線電壓成為該目標值，所以能夠與以往相比更進一步地改善燃料效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是表示本發(fā)明的實施方式I的車輛用電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0017]圖2是表不實施方式I的車輛用電源系統(tǒng)的第二蓄電設備充電模式(A模式)時的能量流向的說明圖。
[0018]圖3是表不實施方式I的車輛用電源系統(tǒng)的第二蓄電設備放電模式(B模式)時的能量流向的說明圖。
[0019]圖4是表示實施方式I的車輛用電源系統(tǒng)的第二蓄電設備非充放電模式(C模式)時的能量流向的說明圖。
[0020]圖5是表示在本發(fā)明的車輛用電源系統(tǒng)中車速的變化和與其相伴的發(fā)電機的發(fā)電電力、第二蓄電設備的充放電電力以及向負載供電母線的供給電力的關系的說明圖。
[0021 ] 圖6是表示在本發(fā)明的車輛用電源系統(tǒng)中使用的相對發(fā)電機的轉(zhuǎn)速的發(fā)電電力的關系的特性圖。
[0022]圖7是表示在本發(fā)明的車輛用電源系統(tǒng)中使用的相對發(fā)電機的勵磁電流的發(fā)電電力和發(fā)電效率的特性圖。
[0023]圖8是表示在本發(fā)明的車輛用電源系統(tǒng)中使用的根據(jù)第二蓄電設備的充放電狀況(模式A?C)決定的相對發(fā)電機的轉(zhuǎn)速的各最佳的發(fā)電母線電壓的關系的特性圖。
[0024]圖9是表示在本發(fā)明的車輛用電源系統(tǒng)中使用的與第二蓄電設備的充放電狀況(模式A?C)相應的第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器的控制處理的控制流向。
[0025]圖10是表示本發(fā)明的實施方式2的車輛用電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0026]圖11是表不實施方式2的車輛用電源系統(tǒng)的第二蓄電設備充電模式(A模式)時的能量流向的說明圖。
[0027]圖12是表不實施方式2的車輛用電源系統(tǒng)的第二蓄電設備放電模式(B模式)時的能量流向的說明圖。
[0028]圖13是表不實施方式2的車輛用電源系統(tǒng)的第二蓄電設備非充放電模式(C模式)時的能量流向的說明圖。
[0029]圖14是表示本發(fā)明的實施方式3的車輛用電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0030]圖15是表不實施方式3的車輛用電源系統(tǒng)的第二蓄電設備充電模式(A模式)時的能量流向的說明圖。
[0031]圖16是表不實施方式3的車輛用電源系統(tǒng)的第二蓄電設備放電模式(B模式)時的能量流向的說明圖。
[0032]圖17是表不實施方式3的車輛用電源系統(tǒng)的第二蓄電設備非充放電模式(C模式)時的能量流向的說明圖。
【具體實施方式】
[0033]實施方式1.[0034]圖1是表示本發(fā)明的實施方式I的車輛用電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0035]本實施方式I的車輛用電源系統(tǒng)具備:發(fā)電機1，由發(fā)動機(未圖不)驅(qū)動而產(chǎn)生交流電力；整流器2，將在該發(fā)電機I中產(chǎn)生的交流電力整流為直流電力而輸出到發(fā)電母線A ；第一蓄電設備4，經(jīng)由負載供電母線B向車載負載3供給電力；第二蓄電設備6，對來自發(fā)電機I的發(fā)電電力進行蓄電而吸收電力波動；第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5,第一端(輸入端)被連接于發(fā)電母線A，并且第二端(輸出端)被連接于負載供電母線B ;第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7，第一端(輸入端)被連接于發(fā)電母線A，并且第二端(輸出端)被連接于第二蓄電設備6 ;控制電路8，對發(fā)電機1、第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5以及第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7進行控制。
[0036]發(fā)電機I例如是具備了具有勵磁繞組的爪極式轉(zhuǎn)子、具有三相交流繞組的定子以及調(diào)節(jié)器電路的倫德爾(Lundell)型交流發(fā)電機。另外，整流器2由三相全波整流電路構(gòu)成，將在發(fā)電機I的三相交流繞組中感應的交流電力整流為直流電力。
[0037]第一蓄電設備4適用鉛蓄電池、鎳鎘蓄電池、鋰離子電池等能夠按每體積進行充電的能量大的二次電池，其額定電壓例如是14V。
[0038]第二蓄電設備6吸收來自發(fā)電機I的發(fā)電電力的波動而蓄積向第一蓄電設備4側(cè)的供給電力、或者補充第一蓄電設備4的電力不足量等，由此實現(xiàn)將向第一蓄電設備4側(cè)的供給電力進行平均化的作用。第二蓄電設備6適用能夠進行大電力的充放電的電雙層電容器等大容量電容器、鋰離子電池等2次電池。另外，在將電雙層電容器用作第二蓄電設備6的情況下，其額定電壓例如是28V。
[0039]第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5適用能夠?qū)⒌谝欢?輸入端)保持為規(guī)定的電壓的恒壓控制型的DC/DC轉(zhuǎn)換器。作為這樣的DC/DC轉(zhuǎn)換器可以使用一般的DC/DC轉(zhuǎn)換器電路，例如，被反饋控制為將第一端(輸入端)的電壓保持為目標電壓的降壓斬波電路等。
[0040]在此，當將(輸入電壓的變化)/ (輸入電流的變化)考慮為第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5的輸入阻抗時，該第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5無論電流多少都將輸入電壓保持為恒定，所以能夠視為低輸入阻抗的DC/DC轉(zhuǎn)換器。
[0041]另一方面，第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7適用將流向第二蓄電設備6的電流保持為規(guī)定的目標值的恒流型的DC/DC轉(zhuǎn)換器。而且，該第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7需要對第二蓄電設備6進行充電和放電這兩個方向的動作，所以必須是輸入輸出方向能夠相反的雙方向的DC/DC轉(zhuǎn)換器。作為這樣的雙方向的恒流型的DC/DC轉(zhuǎn)換器，可以使用被反饋控制為將第二蓄電設備6的電流保持為目標電流的升降壓斬波電路等一般的DC/DC轉(zhuǎn)換器電路。
[0042]而且，該第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7作用為無論電壓多少都將輸入電流保持為恒定，所以能夠視為高輸入阻抗的DC/DC轉(zhuǎn)換器。
[0043]另外，在此為了方便說明，將第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7的輸入輸出端的一方、即連接于發(fā)電母線A的一側(cè)稱為“輸入端”，將第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7的輸入輸出端的另一方、即連接于第二蓄電設備6的一側(cè)稱為“輸出端”,未必表不電力的轉(zhuǎn)移方向。例如,在經(jīng)由第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7使第二蓄電設備6進行放電的情況下，電流從“輸出端”側(cè)流入而從“輸入端”側(cè)流出，電力從“輸出端”側(cè)向“輸入端”側(cè)轉(zhuǎn)移。
[0044]在此，當對發(fā)電母線A連接了發(fā)電機1、整流器2、第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5以及第二DC/DC轉(zhuǎn)換器7時，發(fā)電機I以及整流器2的內(nèi)部阻抗比第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5充分高。而且，第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7也如前所述具有高輸入輸出阻抗，所以能夠僅通過輸入阻抗最低的第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5的控制來將發(fā)電母線電壓Va設定為規(guī)定的值。即，能夠通過由控制電路8控制第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5來將發(fā)電母線電壓Va保持為規(guī)定的電壓。
[0045]如上那樣，能夠唯一地決定發(fā)電母線電壓Va是因為對作為一個電路連接點的發(fā)電母線A連接了低阻抗的第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5。
[0046]控制電路8分別檢測并取入發(fā)電機I的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速、施加到發(fā)電母線A的發(fā)電母線電壓Va、施加到負載供電母線B的負載供電電壓Vb、第二蓄電設備6的電壓Vedlc、對第二蓄電設備6進行充放電時的第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7的電流Ic，并根據(jù)這些檢測值，控制發(fā)電機1、第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5以及第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7。
[0047]特別是，作為本實施方式I的特征，如在后面詳細描述那樣，根據(jù)伴隨車輛行駛的第二蓄電設備6的充放電狀況(模式A?C)而發(fā)電機I的最佳的發(fā)電母線電壓Va不同，所以對第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5進行控制以使能穩(wěn)定地得到與第二蓄電設備6的充放電狀況(模式A?C)相應的最佳的發(fā)電母線電壓Va。
[0048]在上述結(jié)構(gòu)的車輛電源系統(tǒng)中，根據(jù)伴隨車輛行駛的第二蓄電設備6的充放電狀況而發(fā)生如下三種狀態(tài)(模式A?C)。以下，關于這些各模式A?C的特性，參照圖2?圖5進行說明。
[0049]圖2?圖4是表示本車輛用電源系統(tǒng)的各模式A?C下的能量的流向的圖。另外，圖5分別表示車速的變化和與其相伴的發(fā)電機I的發(fā)電電力Pa、第二蓄電設備6的充放電電力Pc、向負載供電母線B的供給電力Pb。另外，發(fā)電機I的發(fā)電電力Pa是將向負載供電母線B的供給電力Pb和第二蓄電設備6的充放電電力Pc進行相加而得到的電力。
[0050]1.模式A (第二蓄電設備充電模式)
[0051]該模式A主要在車輛減速時產(chǎn)生(例如圖5的時刻tl?t2的期間)。
[0052]即，當車輛減速時，控制電路8對第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7進行控制以對第二蓄電設備6進行充電。其結(jié)果，如圖2所示，發(fā)電機I所發(fā)電出的能量經(jīng)由第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5轉(zhuǎn)移到負載供電母線B，并且還轉(zhuǎn)移到第二蓄電設備6。此時，發(fā)電機I發(fā)電的再生能量的源是基于車體的質(zhì)量和速度產(chǎn)生的運動能量，所以不消耗汽油的能量。在以短時間、大電力再生該減速時的向第二蓄電設備6的能量時，能夠增大再生電能，更能改善燃料效率。
[0053]因此，在該模式A中，在使發(fā)電機I的發(fā)電電力轉(zhuǎn)移到第二蓄電設備6以及負載供電母線B時，發(fā)電機I優(yōu)選以能產(chǎn)生盡可能大的發(fā)電電力的狀態(tài)進行。
[0054]此外，依賴于其他狀態(tài)而有時即使在減速過程中也不成為模式A。例如有，第二蓄電設備6 (例如電雙層電容器)的電壓達到上限電壓而不能再進一步進行充電的情況、發(fā)電機I的最大發(fā)電電力和應向負載供電母線B提供的電力相等而不能對第二蓄電設備6分配電力的情況等。
[0055]2.模式B (第二蓄電設備放電模式)
[0056]該模式B主要是在車輛減速時以外、且在第二蓄電設備6中有放電能力的情況下成立(例如圖5的時刻t2?t3的期間)。
[0057]即，當車輛的減速結(jié)束時，控制電路8對第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7進行控制以使第二蓄電設備6的能量放電。如果第二蓄電設備6能夠?qū)Πl(fā)電母線A側(cè)提供電力，則控制電路8停止向發(fā)電機I的勵磁繞組提供電流，所以發(fā)電機I停止發(fā)電，如圖3所示，能量從第二蓄電設備6向負載供電母線B側(cè)轉(zhuǎn)移。這樣，在該模式B中，通過第二蓄電設備6的蓄電能量來進行向包含車載負載3的負載供電母線B側(cè)的電力供給，所以不會為了向負載供電母線B側(cè)提供電力而消耗汽油的能量。
[0058]因此，在該模式B中，在使能量高效地從第二蓄電設備6向負載供電母線B側(cè)轉(zhuǎn)移時，優(yōu)選以第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5以及第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7的電力轉(zhuǎn)換效率成為最大的狀態(tài)進行。
[0059]此外，當?shù)诙铍娫O備6的電壓達到下限電壓(圖5的時刻t3)而變得不能再進一步進行放電時，該模式B結(jié)束。
[0060]3.模式C (第二蓄電設備非充放電模式)
[0061]該模式C主要是在車輛減速時以外、且第二蓄電設備6的放電能力消失了的情況下成立(例如圖5的時刻t3?t4的期間)。
[0062]S卩，當?shù)诙铍娫O備6的電壓達到下限電壓(圖5的時刻t3)而變得不能再進一步進行放電時，控制電路8使第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7的動作停止。而且，在該情況下，電流不被提供到發(fā)電機I的勵磁繞組，所以發(fā)電機I發(fā)電出與向負載供電母線B提供所需的量相應的電力，如圖4所示能量移動。此時，如果車輛不減速，則與需要向負載供電母線B側(cè)的電力供給的量相應地，消耗汽油的能量。因此，在該模式C中，在盡可能抑制汽油的能量消耗的方面上，優(yōu)選以發(fā)電機I的發(fā)電效率成為最大的狀態(tài)進行。
[0063]而且，如果通過對上述模式A、B的分配進行最佳化來盡可能減少消耗汽油的能量的模式C的時間比例，則能夠謀求作為系統(tǒng)整體的燃料效率的改善。這是本實施方式的系統(tǒng)的燃料效率改善的基本原理。
[0064]接著，說明如何與在各模式A?C中要求的上述各特性相應地具體地設定發(fā)電母線電壓Va則為最佳的條件。
[0065]1.模式A (第二蓄電設備充電模式)的情況
[0066]在該模式A中，如圖2所示，利用車輛減速時的發(fā)電機I的再生電力，所以要求發(fā)電機I以大電力進行發(fā)電。
[0067]圖6是表示發(fā)電母線電壓Va分別為IIV、14V、17V、20V、23V、26V時的發(fā)電機I的轉(zhuǎn)速與發(fā)電電力Pa的關系的特性圖。
[0068]從圖6可知，在發(fā)電母線電壓Va為一定的情況下，具有如下特性:當發(fā)電機I的轉(zhuǎn)速為規(guī)定的最小值以下時，發(fā)電電力Pa為零,當超過規(guī)定的最小值時，伴隨著轉(zhuǎn)速上升，發(fā)電電力Pa逐漸增大而最終收斂為一定值。而且可知,相對發(fā)電機的各個轉(zhuǎn)速,取得最大發(fā)電電力Pa的發(fā)電母線電壓Va不同。
[0069]此外，在圖6中，示出了發(fā)電機I的勵磁電流為一定的條件的情況，但即使勵磁電流變化，取得最大的發(fā)電電力Pa的發(fā)電母線電壓Va相對轉(zhuǎn)速的關系是不變化的。因此可知，在模式A中，相對發(fā)電機I的轉(zhuǎn)速，最好將能夠以最大電力進行發(fā)電的發(fā)電母線電壓Va設為目標值。
[0070]2.模式B (第二蓄電設備放電模式)的情況
[0071]在該模式B中，如圖3所示，能量從第二蓄電設備6經(jīng)由第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7以及第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5向負載供電母線B轉(zhuǎn)移。如果在車輛減速時以外能夠盡可能長地維持該模式B的狀態(tài)，則能夠減少模式C的時間比例，所以能夠使燃料效率提高。因此，在該模式B中，優(yōu)選使第二蓄電設備6的能量以低損耗向負載供電母線B移動?？芍瑸榇藢⒌谝籇C/DC轉(zhuǎn)換器5和第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7的組合的電力轉(zhuǎn)換效率成為最大的發(fā)電母線電壓Va設為目標則較好。此時，發(fā)電機I停止發(fā)電，所以應作為目標的最佳的發(fā)電母線電壓Va不依賴于發(fā)電機I的轉(zhuǎn)速。
[0072]3.模式C (第二蓄電設備非充放電模式)的情況
[0073]在該模式C中，如圖4所示，第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器6停止動作，發(fā)電機I發(fā)電出與向負載供電母線B側(cè)提供所需的量相應的電力，所以在該模式C中為了使燃料效率提高，優(yōu)選發(fā)電機I的發(fā)電效率和第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5的電力轉(zhuǎn)換效率高。在該情況下，一般與DC/DC轉(zhuǎn)換器的電力轉(zhuǎn)換效率相比較，發(fā)電機I的發(fā)電效率低，所以當改善發(fā)電機I的發(fā)電效率時燃料效率提高的效果大。
[0074]圖7是表不在使發(fā)電機I發(fā)電時發(fā)電母線電壓Va為14V和28V時的相對于勵磁電流的發(fā)電電力(圖中左側(cè)縱軸)與發(fā)電效率(圖中右側(cè)縱軸)的關系的特性圖。此外，此情況下的發(fā)電機I的轉(zhuǎn)速是固定的。
[0075]從圖7可知，在要求大電力發(fā)電的模式A中，發(fā)電電力最高的條件是在最大勵磁電流下將發(fā)電母線電壓Va設為28V即可。
[0076]另一方面，在模式C中，只要發(fā)電出僅僅向負載供電母線B提供的電力就可以，與在模式A中所需的電力相比小。例如將在模式C中所需的發(fā)電機I的發(fā)電電力設為300W的情況下可知，此時將發(fā)電母線電壓Va設為14V、將發(fā)電機I的勵磁電流設為1.2A時與將發(fā)電母線電壓Va設為28V、將發(fā)電機I的勵磁電流設為2A的情況相比發(fā)電效率高。在此應關注的點是，最佳的發(fā)電母線電壓Va在將發(fā)電機I的最大發(fā)電電力作為目標的模式A和將發(fā)電機I的最大發(fā)電效率作為目標的模式C中是不同的。
[0077]圖8是表示與各模式A?C相符合地設定用于得到相對發(fā)電機I的轉(zhuǎn)速最佳的發(fā)電母線電壓Va的目標值(以下稱為發(fā)電母線電壓目標值Va*)的做法的特性圖。
[0078]在模式A和模式C中，依賴于發(fā)電機I的轉(zhuǎn)速而決定發(fā)電母線電壓目標值Va*。特別是，在模式A中，根據(jù)發(fā)電機I的轉(zhuǎn)速而設定能得到最大的發(fā)電電力Pa這樣的發(fā)電母線電壓目標值Va*即可。另外，在模式C中，如圖7所示，由于根據(jù)向負載供電母線B提供的發(fā)電電力和發(fā)電機I的勵磁電流而發(fā)電機I的發(fā)電效率不同，所以與發(fā)電機I的轉(zhuǎn)速一起將向負載供電母線B提供的發(fā)電電力以及勵磁電流加到參數(shù)中來設定能得到最大的發(fā)電效率的發(fā)電母線電壓目標值Va*即可。另外，在模式B中，由于不依賴于發(fā)電機I的轉(zhuǎn)速，所以考慮第一、第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器5、7的電力轉(zhuǎn)換效率而設定發(fā)電母線電壓目標值Va*即可。
[0079]如上那樣，為了設定與各模式A?C相符合的最佳的發(fā)電母線電壓目標值Va*，最簡單的方法是:預先在控制電路8的存儲器內(nèi)準備與各模式A?C相應地針對發(fā)電機I的轉(zhuǎn)速、發(fā)電電力、勵磁電流等參數(shù)預先設定登記了最佳的發(fā)電母線電壓目標值Va*的表，并與各模式A?C相應地，根據(jù)所檢測出的參數(shù)決定最佳的發(fā)電母線電壓目標值Va*。
[0080]而且，如果能夠與各模式A?C相對應地設定最佳的發(fā)電母線電壓目標值Va*，則能夠通過如前述那樣控制第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5來將發(fā)電母線電壓Va唯一地保持為規(guī)定的發(fā)電母線電壓目標值Va*。
[0081]接著，參照圖9所示的控制流程來說明為了將發(fā)電母線電壓Va保持為規(guī)定的發(fā)電母線電壓目標值Va*而控制電路8進行的第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5的控制。此外，以下說明的符號S意味著各處理步驟。
[0082]針對每個控制周執(zhí)行從開始到結(jié)束為止的控制程序(routine)。當控制程序開始時，控制電路8檢測控制所需的發(fā)電機I的轉(zhuǎn)速、發(fā)電母線電壓Va等各種參數(shù)(SI)。接著，判定是上述的模式A?C中的哪一狀態(tài)(S2)，如果是模式A，則根據(jù)模式A用的表設定發(fā)電母線電壓目標值Va* (S3)。另外，如果是模式B，則根據(jù)模式B用的表設定發(fā)電母線電壓目標值Va* (S4)。進而，如果是模式C，則根據(jù)模式C用的表設定發(fā)電母線電壓目標值Va*(S5 )。如果這樣設定了發(fā)電母線電壓目標值Va*，則控制電路8對第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5進行基于比例積分控制等的反饋控制，以使發(fā)電母線電壓目標值Va*與被檢測的發(fā)電母線電壓Va的偏差消失(S6)。
[0083]此外，針對每個控制周期，分別執(zhí)行用于判定是模式A?C中的哪一個的控制程序、用于進行發(fā)電機I的發(fā)電控制的控制程序、控制第二蓄電設備6的充放電的第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7的控制程序。這些控制程序考慮各種方法，但本發(fā)明的主要著眼點是，從車輛的燃料效率改善觀點來看，針對各模式A?C，如何通過第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5的控制來設定最佳的發(fā)電母線電壓的目標值Va*，所以在此省略詳細的說明。
[0084]另外，在此，在以第二蓄電設備6的充放電狀態(tài)來區(qū)分的各模式A?C中，根據(jù)相互不同的算法來決定發(fā)電母線電壓目標值Va*。即，例如，在圖8示出的情況中，由于根據(jù)各模式A?C而設定發(fā)電母線電壓目標值Va*的算法不同，所以用3條線標記。但是，不限于此，例如，模式A和模式C也可以根據(jù)相同算法設定發(fā)電母線電壓目標值Va* (在該情況下，算法為兩個，所以圖8的情況將用2條線標記)。
[0085]如以上那樣，根據(jù)本實施方式，能夠與以第二蓄電設備6的充放電狀態(tài)區(qū)分的各模式A?C相應地設定最佳的發(fā)電母線電壓的目標值Va*，在模式A中能夠增大再生電能，在模式B中能夠使在第二蓄電設備6中蓄電的能量以少的損耗向車載負載3移動，在模式C中能夠以汽油的能量的損耗少地使電力向車載負載3移動，所以能夠作為整體改善車輛的燃料效率。
[0086]此外，在上述說明中，控制電路8檢測發(fā)電機I的轉(zhuǎn)速來設定發(fā)電母線電壓目標值，但也可以設為發(fā)電機I的轉(zhuǎn)速與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速成比例，并檢測發(fā)動機的轉(zhuǎn)速來設定發(fā)電母線電壓目標值。
[0087]實施方式2.[0088]圖10是表示本發(fā)明的實施方式2的車輛用電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。車輛用電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要素基本上與實施方式I相同，但第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器以及第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器與其他結(jié)構(gòu)要素的連接關系與實施方式I不同。
[0089]本實施方式2的車輛用電源系統(tǒng)具備:發(fā)電機1，由發(fā)動機(未圖示)驅(qū)動而產(chǎn)生交流電力；整流器2，將在該發(fā)電機I中產(chǎn)生的交流電力整流為直流電力而向發(fā)電母線A輸出；第一蓄電設備4，經(jīng)由負載供電母線B向車載負載3提供電力；第二蓄電設備6，對來自發(fā)電機I的發(fā)電電力進行蓄電而吸收電力波動；第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5,第一端(輸入端)被連接于發(fā)電母線A,并且第二端(輸出端)被連接于第二蓄電設備6 ;第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7，第一端(輸入端)被連接于第二蓄電設備6,并且第二端(輸出端)被連接于負載提供母線B ;控制電路8，控制發(fā)電機1、第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5以及第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7。
[0090]發(fā)電機1、第一蓄電設備4、第二蓄電設備6以及第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5的內(nèi)容與在實施方式I中說明的內(nèi)容相同。
[0091]第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7適用將負載所要求的流向負載供給母線電壓B的電流保持為規(guī)定的目標值的恒流型的DC/DC轉(zhuǎn)換器。作為這樣的恒流型的DC/DC轉(zhuǎn)換器，可以使用被反饋控制為將負載供給母線電壓B的電流保持為目標電流的升降壓斬波電路等一般的DC/DC轉(zhuǎn)換器電路。而且，該第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7作用為不論電壓為多少都將輸入電流保持為一定，所以能夠視為高輸入阻抗的DC/DC轉(zhuǎn)換器。
[0092]在此，如果對于發(fā)電母線A連接發(fā)電機1、整流器2以及第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5，則發(fā)電機I以及整流器2的內(nèi)部阻抗比第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5充分高，所以發(fā)電母線電壓Va能夠僅通過輸入阻抗最低的第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5的控制來設定為規(guī)定的值。即，能夠通過由控制電路8控制第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5來將發(fā)電母線電壓Va保持為規(guī)定的電壓。
[0093]控制電路8分別檢測并取入發(fā)電機I的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速、施加到發(fā)電母線A的發(fā)電母線電壓Va、施加到負載供電母線B的負載供電電壓Vb、第二蓄電設備6的電壓Vedlc以及第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7的輸出電流，并根據(jù)這些檢測值控制發(fā)電機1、第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5以及第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7。特別是，作為本實施方式2的特征，如后詳細描述那樣，由于根據(jù)伴隨車輛行駛的第二蓄電設備6的充放電狀況(模式A?C)而發(fā)電機I的最佳的發(fā)電母線電壓Va不同，所以控制第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5以使能穩(wěn)定地得到與第二蓄電設備6的充放電狀況(模式A?C)相應的最佳的發(fā)電母線電壓Va。
[0094]在上述結(jié)構(gòu)的車輛電源系統(tǒng)中，根據(jù)伴隨車輛行駛的第二蓄電設備6的充放電狀況而產(chǎn)生如下三種狀態(tài)(模式A?C)。以下，關于這些各模式A?C的特性，參照圖5、圖11?圖13進行說明。
[0095]圖11?圖13是表不本實施方式的車輛用電源系統(tǒng)的各模式A?C下的能量的流向的圖。另外，圖5分別表示了車速的變化和與其相伴的發(fā)電機I的發(fā)電電力Pa、第二蓄電設備6的充放電電力Pc、向負載供電母線B的供給電力Pb。另外，發(fā)電機I的發(fā)電電力Pa是將向負載供電母線B的供給電力Pb和第二蓄電設備6的充放電電力Pc進行相加而得到的電力。
[0096]1.模式A (第二蓄電設備充電模式)
[0097]該模式A主要是在車輛減速時產(chǎn)生(例如圖5的時刻tl?t2的期間)。即，當車輛減速時，控制電路8向發(fā)電機I和第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7發(fā)出指示，并進行控制以使以發(fā)電機I的發(fā)電電力Pa與向負載提供母線B的供給電力Pb的差分的電力對第二蓄電設備6進行充電。其結(jié)果，如圖11所示，發(fā)電機I發(fā)電出的能量經(jīng)由第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5以及第二DC/DC轉(zhuǎn)換器7向負載供電母線B轉(zhuǎn)移，經(jīng)由第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5還向第二蓄電設備6轉(zhuǎn)移。此時，發(fā)電機I發(fā)電的再生能量的源是基于車體的質(zhì)量和速度產(chǎn)生的運動能量，所以不消耗作為燃料的汽油的能量。在以短時間、且大電力再生車輛減速時的向第二蓄電設備6的能量時，能夠增大再生電能，能夠進一步改善燃料效率。因此，在該模式A中，在使發(fā)電機I的發(fā)電電力向第二蓄電設備6以及負載供電母線B轉(zhuǎn)移時，發(fā)電機I優(yōu)選以能產(chǎn)生盡可能大的發(fā)電電力的狀態(tài)進行。
[0098]此外，依賴于其他狀態(tài)而有時在減速過程中也不成為模式A。例如有，第二蓄電設備6 (例如電雙層電容器)的電壓達到上限電壓而不能再進一步進行充電的情況、發(fā)電機I的最大發(fā)電電力和應向負載供電母線B提供的電力相等而無法向第二蓄電設備6分配電力的情況等。
[0099]2.模式B (第二蓄電設備放電模式)
[0100]該模式B主要是在車輛的減速時以外、且第二蓄電設備6有放電能力的情況下成立(例如圖5的時刻t2?t3的期間)。即，當車輛的減速結(jié)束時，控制電路8對第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7進行控制以使第二蓄電設備6的能量放電。如果第二蓄電設備6能夠向第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7側(cè)提供電力，則控制電路8停止向發(fā)電機I的勵磁繞組的電流供給，所以發(fā)電機I停止發(fā)電，如圖12所示，能量從第二蓄電設備6向負載供電母線B側(cè)轉(zhuǎn)移。如此，在該模式B中，通過第二蓄電設備6的蓄電能量來進行向包含車載負載3的負載供電母線B側(cè)的電力供給，所以不會為了向負載供電母線B側(cè)提供電力而消耗汽油的能量。在該模式B中，發(fā)電母線電壓A不參與，所以不需要特別考慮。此外，該模式B在第二蓄電設備6的電壓達到下限電壓(圖5的時刻t3)而變得無法再進一步進行放電時結(jié)束。
[0101]3.模式C (第二蓄電設備非充放電模式)
[0102]該模式C主要是在車輛減速時以外、且第二蓄電設備6的放電能力消失了的情況下成立(例如圖5的時刻t3?t4的期間)。即，當?shù)诙铍娫O備6的電壓達到下限電壓(圖5的時刻t3)而變得無法再進一步進行放電時，控制電路8通過將發(fā)電機I的發(fā)電電力Pa與第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7向負載提供母線B提供的電力Pb的差分設為零來使第二蓄電設備6的充放電停止，如圖13所示那樣使能量移動。此時，如果車輛不減速，則與需要向負載供電母線B側(cè)的電力提供的量相應地消耗汽油的能量。因此，在該模式C中，在盡可能抑制汽油的能量消耗的方面上，優(yōu)選以發(fā)電機I的發(fā)電效率成為最大的狀態(tài)進行。
[0103]而且，通過對上述模式A，B的分配進行最佳化來盡可能減少消耗汽油的能量的模式C的時間比例，則能夠謀求作為系統(tǒng)整體改善燃料效率。這是本實施方式2的系統(tǒng)的燃料效率改善的基本原理。
[0104]在此，說明考慮能量的轉(zhuǎn)移路徑和DC/DC轉(zhuǎn)換器的損耗時的實施方式I與實施方式2的差異。
[0105]在模式A中，從發(fā)電機I向第二蓄電設備6轉(zhuǎn)移的能量在實施方式I中通過第二DC/DC轉(zhuǎn)換器7,在實施方式2中通過第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5。S卩,在哪個實施方式中向第二蓄電設備6轉(zhuǎn)移的能量都分別通過一次DC/DC轉(zhuǎn)換器，所以DC/DC轉(zhuǎn)換器導致的能量的損耗是相同的。從發(fā)電機I向車載負載3轉(zhuǎn)移的能量通過DC/DC轉(zhuǎn)換器的次數(shù)在實施方式I中是第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5這一次，在實施方式2中是第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5和第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7這2次，所以在實施方式I中DC/DC轉(zhuǎn)換器導致的能量的損耗小。
[0106]在模式B中，從第二蓄電設備6向車載負載3轉(zhuǎn)移的能量通過DC/DC轉(zhuǎn)換器的次數(shù)在實施方式I中是第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5和第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7這2次，在實施方式2中是第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7這I次，所以在實施方式2中DC/DC轉(zhuǎn)換器導致的能量的損耗小。
[0107]在模式C中，從發(fā)電機I向車載負載3轉(zhuǎn)移的能量通過DC/DC轉(zhuǎn)換器的次數(shù)在實施方式I中是第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5這I次，在實施方式2是第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5以及第二DC/DC轉(zhuǎn)換器7這2次，所以在實施方式I中DC/DC轉(zhuǎn)換器導致的能量的損耗小。
[0108]如此，通過DC/DC轉(zhuǎn)換器的能量的損耗在兩個實施方式中一長一短，在系統(tǒng)設計時與使用方法相配地選擇某一個即可。即，在從成本的觀點考慮使用了容量小的第二蓄電設備6的情況下，模式C的時間比例變大。在該情況下，在能量從發(fā)電機I直接向車載負載3轉(zhuǎn)移時的損耗變小的實施方式I中，作為燃料效率改善效果是有利的。另一方面，在能夠使第二蓄電設備6的容量充分變大的情況下，模式C的時間比例變小。在該情況下，在能抑制在模式A以及模式B下對第二蓄電設備6進行充放電時的損耗的實施方式2中，作為燃料效率改善效果是有利的。
[0109]關于如何與在各模式A?C中要求的上述各特性相應地具體地設定發(fā)電母線電壓Va為最佳、以及如何控制發(fā)電母線電壓Va，與上述實施方式I相同，所以省略說明。
[0110]實施方式3.[0111]圖14是表示本發(fā)明的實施方式3的車輛用電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。車輛用電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要素基本上與實施方式I相同，但第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器以及第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器與其他結(jié)構(gòu)要素的連接關系與實施方式I不同。
[0112]本實施方式3的車輛用電源系統(tǒng)具備:發(fā)電機1，由發(fā)動機(未圖示)驅(qū)動而產(chǎn)生交流電力；整流器2，將在該發(fā)電機I中產(chǎn)生的交流電力整流為直流電力而向發(fā)電母線A輸出；第一蓄電設備4，經(jīng)由負載供電母線B向車載負載3提供電力；第二蓄電設備6，對來自發(fā)電機I的發(fā)電電力進行蓄電而吸收電力波動；第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5,第一端(輸入端)被連接于發(fā)電母線A，并 且第二端(輸出端)被連接于負載提供母線B ;第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7，第一端(輸入端)被連接于第二蓄電設備6,并且第二端(輸出端)被連接于負載提供母線B ;控制電路8，控制發(fā)電機1、第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5以及第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7。
[0113]發(fā)電機1、第一蓄電設備4、第二蓄電設備6、第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5以及第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7的內(nèi)容與在實施方式I中說明的內(nèi)容相同。
[0114]在此，如果對于發(fā)電母線A連接發(fā)電機1、整流器2、第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5，則發(fā)電機I以及整流器2的內(nèi)部阻抗比第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5充分高，所以可以僅通過輸入阻抗最低的第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5的控制就能夠?qū)l(fā)電母線電壓Va設定為規(guī)定的值。S卩，能夠通過由控制電路8控制第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5來將發(fā)電母線電壓Va保持為規(guī)定的電壓。
[0115]控制電路8分別檢測并取入發(fā)電機I的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速、施加到發(fā)電母線A的發(fā)電母線電壓Va、施加到負載供電母線B的負載供電電壓Vb、第二蓄電設備6的電壓Vedlc、對第二蓄電設備6進行充放電時的第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7的電流Ic，并根據(jù)這些檢測值控制發(fā)電機1、第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5以及第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7。特別是，作為本實施方式3的特征，如在后面詳細描述那樣，由于根據(jù)伴隨車輛行駛的第二蓄電設備6的充放電狀況(模式A?C)而發(fā)電機I的最佳的發(fā)電母線電壓Va不同，所以控制第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5以能穩(wěn)定地得到與第二蓄電設備6的充放電狀況(模式A?C)相應的最佳的發(fā)電母線電壓Va。
[0116]在上述結(jié)構(gòu)的車輛電源系統(tǒng)中，根據(jù)伴隨車輛行駛的第二蓄電設備6的充放電狀況，產(chǎn)生如下三種狀態(tài)(模式A?C)。以下，關于這些各模式A?C的特性，參照圖5、圖15?圖17進行說明。
[0117]圖15?圖17是表不本實施方式3的車輛用電源系統(tǒng)的各模式A?C下的能量的流向的圖。另外，圖5分別表示了車速的變化和與其相伴的發(fā)電機I的發(fā)電電力Pa、第二蓄電設備6的充放電電力Pc、向負載供電母線B的供給電力Pb。此外，發(fā)電機I的發(fā)電電力Pa是將向負載供電母線B的供給電力Pb和第二蓄電設備6的充放電電力Pc進行相加而得到的電力。
[0118]1.模式A (第二蓄電設備充電模式)[0119]該模式A主要是在車輛減速時產(chǎn)生(例如圖5的時刻tl?t2的期間)。S卩，當車輛減速時，控制電路8對第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7進行控制以對第二蓄電設備6進行充電。其結(jié)果，如圖15所示，發(fā)電機I發(fā)電出的能量經(jīng)由第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5向負載供電母線B轉(zhuǎn)移，還經(jīng)由第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7向第二蓄電設備6轉(zhuǎn)移。此時，發(fā)電機I發(fā)電的再生能量的源是基于車體的質(zhì)量和速度產(chǎn)生的運動能量，所以不消耗汽油的能量。在以短時間、且大電力再生該減速時的向第二蓄電設備6的能量時，能夠增大再生電能，能夠進一步改善燃料效率。因此，在該模式A中，在使發(fā)電機I的發(fā)電電力向第二蓄電設備6以及負載供電母線B轉(zhuǎn)移時，發(fā)電機I優(yōu)選以能產(chǎn)生盡可能大的發(fā)電電力的狀態(tài)進行。
[0120]此外，依賴于其他狀態(tài)，有時即使在減速過程中也不成為模式A。例如有，第二蓄電設備6 (例如電雙層電容器)的電壓達到上限電壓而無法再進一步進行充電的情況、由于發(fā)電機I的最大發(fā)電電力和應向負載供電母線B提供的電力相等而無法向第二蓄電設備6分配電力的情況等。
[0121]2.模式B (第二蓄電設備放電模式)
[0122]該模式B主要是在車輛的減速時以外、且第二蓄電設備6有放電能力的情況下成立(例如圖5的時刻t2?t3的期間)。即，當車輛的減速結(jié)束時，控制電路8對第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7進行控制以使第二蓄電設備6的能量放電。在該情況下，控制電路8停止向發(fā)電機I的勵磁繞組提供電流，所以發(fā)電機I停止發(fā)電，如圖16所示，能量從第二蓄電設備6向負載供電母線B側(cè)轉(zhuǎn)移。如此，在該模式B中，通過第二蓄電設備6的蓄電能量來向包含車載負載3的負載供電母線B側(cè)提供電力，所以不會為了向負載供電母線B側(cè)提供電力而消耗汽油的能量。在該模式B中，發(fā)電母線A不參與，所以不需要特別考慮。此外，在第二蓄電設備6的電壓達到下限電壓(圖5的時刻t3)而變得無法再進一步進行放電時，該模式B結(jié)束。
[0123]3.模式C (第二蓄電設備非充放電模式)
[0124]該模式C主要是在車輛減速時以外、且第二蓄電設備6的放電能力消失了的情況下成立(例如圖5的時刻t3?t4的期間)。即，在第二蓄電設備6的電壓達到下限電壓(圖5的時刻t3)而變得無法再進一步進行放電時，控制電路8使第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7的動作停止。而且，在該情況下，電流被提供到發(fā)電機I的勵磁繞組，所以發(fā)電機I發(fā)電出與向負載供電母線B提供所需的量相應的電力，如圖17所示能量移動。此時，如果車輛不減速，則與向負載供電母線B側(cè)提供電力所需的量相應地消耗汽油的能量。因此，在該模式C中，在盡可能抑制汽油的能量消耗的方面上，優(yōu)選以發(fā)電機I的發(fā)電效率成為最大的狀態(tài)進行。
[0125]而且，如果通過對上述模式A、B的分配進行最佳化來盡可能減少汽油的能量被消耗的模式C的時間比例，則能夠謀求作為系統(tǒng)整體改善燃料效率。這是本實施方式3的系統(tǒng)的燃料效率改善的基本原理。
[0126]在此，說明在考慮能量的轉(zhuǎn)移路徑和DC/DC轉(zhuǎn)換器的損耗時的實施方式I和實施方式3的差異。
[0127]在模式A中，從發(fā)電機I向第二蓄電設備6轉(zhuǎn)移的能量通過DC/DC轉(zhuǎn)換器的次數(shù)在實施方式I中是第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7這I次，在實施方式3中是第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5以及第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7這2次，所以在實施方式I中DC/DC轉(zhuǎn)換器導致的能量的損耗小。從發(fā)電機I向車載負載3轉(zhuǎn)移的能量在哪個實施方式中都通過一次DC/DC轉(zhuǎn)換器，所以DC/DC轉(zhuǎn)換器導致的能量的損耗相同。
[0128]在模式B中，從第二蓄電設備6向車載負載3轉(zhuǎn)移的能量通過DC/DC轉(zhuǎn)換器的次數(shù)在實施方式I中是第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7以及第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5這2次，在實施方式3中是第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器7這I次，所以在實施方式3中DC/DC轉(zhuǎn)換器導致的能量的損耗小。
[0129]在模式C中，從發(fā)電機I向車載負載3轉(zhuǎn)移的能量通過DC/DC轉(zhuǎn)換器的次數(shù)在實施方式I以及3中都是第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器5這I次，所以DC/DC轉(zhuǎn)換器導致的能量的損耗是相同的。
[0130]如此，通過DC/DC轉(zhuǎn)換器的能量的損耗在兩個實施方式中一長一短，所以在系統(tǒng)設計時與使用方法相配地選擇某一個即可。即，在車體的重量大且能得到充分大的減速能量的情況下，在即便在模式A中第二蓄電設備6的充電時的損耗大但在模式B中放電時的損耗小的實施方式3中，作為燃料效率改善效果是有利的。另一方面，在車體的重量小且不能得到充分大的減速能量的情況下，在模式A中通過使第二蓄電設備6的充電時的損耗減小來更多地回收了減速能量的實施方式I中，作為燃料效率改善效果是有利的。
[0131 ] 關于如何與在各模式A?C中要求的上述各特性相應地具體地設定發(fā)電母線電壓Va為最佳、如何控制發(fā)電母線電壓Va，與實施方式I相同，所以省略說明。
【權(quán)利要求】
1.一種車輛用電源系統(tǒng)，具備: 發(fā)電機，由發(fā)動機驅(qū)動而產(chǎn)生交流電力； 整流器，將在所述發(fā)電機中發(fā)電的交流電力整流為直流電力而向發(fā)電母線輸出； 第一蓄電設備，經(jīng)由負載供電母線向車載負載提供電力； 第二蓄電設備，吸收來自所述發(fā)電機的發(fā)電電力而吸收電力波動； 恒壓控制型的第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器，被連接于所述發(fā)電母線，被控制為將作為所述發(fā)電母線的電壓的發(fā)電母線電壓保持為規(guī)定的目標值； 恒流控制型的第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器，被連接于所述第二蓄電設備，被控制為將輸入或者輸出電流保持為規(guī)定的目標電流；以及 控制電路，對所述發(fā)電機、第一、第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器一起進行驅(qū)動控制而將所述發(fā)電機的發(fā)電電力充電到所述第一蓄電設備以及所述第二蓄電設備，并且使充電到第二蓄電設備的能量放電， 所述控制電路與根據(jù)所述第二蓄電設備的充放電狀況而區(qū)分的各模式的全部或者一部分相對應地，根據(jù)不同的算法決定所述發(fā)電母線電壓的最佳的目標值，并對所述第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器進行控制以使所述發(fā)電母線電壓成為該決定的所述最佳的目標值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用電源系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器的第一端被連接于所述發(fā)電母線，并且第二端被連接于所述負載供電母線， 所述第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器的第一端被連接于所述發(fā)電母線，并且第二端被連接于所述第二蓄電設備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用電源系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器的第一端被連接于所述發(fā)電母線，并且第二端被連接于所述第二蓄電設備， 所述第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器的第一端被連接于所述第二蓄電設備，并且第二端被連接于所述負載供電母線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用電源系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一 DC/DC轉(zhuǎn)換器的第一端被連接于所述發(fā)電母線，并且第二端被連接于所述負載供電母線， 所述第二 DC/DC轉(zhuǎn)換器的第一端被連接于所述第二蓄電設備，并且第二端被連接于所述負載供電母線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用電源系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制電路與根據(jù)所述第二蓄電設備的充放電狀況而區(qū)分的各模式的全部或者一部分相對應地，參照預先登記了所述發(fā)電母線電壓的目標值的表來進行決定所述發(fā)電母線電壓的最佳的目標值的情況下的所述算法。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用電源系統(tǒng)，其特征在于， 在所述第二蓄電設備的充放電狀況是對所述第二蓄電設備進行充電的模式的情況下，所述控制電路參照發(fā)動機或者發(fā)電機的轉(zhuǎn)速來決定所述發(fā)電母線電壓的目標值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用電源系統(tǒng)，其特征在于， 在所述第二蓄電設備的充放電狀況是使第二蓄電設備放電的模式的情況下，所述控制電路不參照發(fā)動機或者發(fā)電機的轉(zhuǎn)速而決定所述發(fā)電母線電壓的目標值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用電源系統(tǒng)，其特征在于， 在所述第二蓄電設備的充放電狀況既不是對第二蓄電設備進行充電也不是使第二蓄電設備放電的模式的情況下，所述控制電路參照發(fā)動機或者發(fā)電機的轉(zhuǎn)速來決定所述發(fā)電母線電壓的.目標值。
【文檔編號】H02M3/00GK103444048SQ201180069563
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月8日
【發(fā)明者】原田茂樹, 檜垣優(yōu)介, 田中優(yōu)矢, 堀保義, 山田正樹, 吉澤敏行 申請人:三菱電機株式會社