電力供給装置
【課題】車両に搭載された各種電子装置に電力を供給する低電圧バッテリを用いることなく、しかも、新たに設ける回路を極力抑えることができる電力供給装置を提供する。
【解決手段】電力供給装置１は、充電装置１０とヒータ接続スイッチ１１とを備えている。充電装置１０は、家庭用交流電源ＡＣ１によって走行用のモータに供給する電力を蓄える高電圧バッテリＢ１を充電する装置である。電力供給装置１は、充電装置１０を利用してヒータＨ１に電力を供給する。そのため、従来のように、車両に搭載された各種電子装置に電力を供給する低電圧バッテリを用いることはない。しかも、ヒータ接続スイッチ１１を追加するともに、制御回路１０３の動作を若干変更するだけでよい。従って、新たに設ける回路を極力抑えて電力供給装置を構成することができる。
【解決手段】電力供給装置１は、充電装置１０とヒータ接続スイッチ１１とを備えている。充電装置１０は、家庭用交流電源ＡＣ１によって走行用のモータに供給する電力を蓄える高電圧バッテリＢ１を充電する装置である。電力供給装置１は、充電装置１０を利用してヒータＨ１に電力を供給する。そのため、従来のように、車両に搭載された各種電子装置に電力を供給する低電圧バッテリを用いることはない。しかも、ヒータ接続スイッチ１１を追加するともに、制御回路１０３の動作を若干変更するだけでよい。従って、新たに設ける回路を極力抑えて電力供給装置を構成することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関及び走行用の電動機を備えたハイブリッド車で、内燃機関や触媒装置を加熱するためのヒータに電力を供給する電力供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関及び走行用の電動機を備えたハイブリッド車で、内燃機関や触媒装置を加熱するためのヒータに電力を供給する電力供給装置として、例えば特許文献１に開示されているヒータ付触媒の電源装置がある。
【０００３】
このヒータ付触媒の電源装置は、内燃機関の排気ガスを浄化する触媒を加熱するためのヒータに電力を供給する装置である。ここで、触媒は、所定温度に達しないと活性化せず充分な浄化機能を発揮できない。そのため、触媒の温度が低いときであっても、短時間で充分な浄化機能が得られるように、ヒータによって加熱する構成がとられている。
【０００４】
ヒータ付触媒の電源装置は、バッテリと、ＤＣ−ＤＣコンバータと、コンデンサと、スイッチとを備えている。バッテリは、ＤＣ−ＤＣコンバータの入力端に接続されている。コンデンサは、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力端に接続されている。スイッチは、コンデンサとヒータの間に接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータは、バッテリの出力する直流電圧１２Ｖを１２０Ｖに昇圧してコンデンサを充電する。そして、内燃機関始動時の所定時間だけスイッチがオンし、コンデンサからヒータに電力を供給する。これにより、ヒータを発熱させ触媒を加熱することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−０１１９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前述したヒータ付触媒の電源装置を車両に適用する場合、車両に搭載された各種電子装置に電力を供給する１２Ｖの低電圧バッテリを用いることになる。低電圧バッテリの出力する直流電圧を昇圧してコンデンサを充電する際、低電圧バッテリの電圧が大きく低下する。そのため、低電圧バッテリだけでなく車両に搭載されている各種電子装置にも大きなストレスが加わる。その結果、低電圧バッテリや各種電子装置の寿命を縮めてしまうという問題があった。また、前述したヒータ付触媒の電源装置を車両に適用する場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路やスイッチを新たに設けなければならない。そのため、車両が大型化するとともにコストアップしてしまうという問題もあった。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、車両に搭載された各種電子装置に電力を供給する低電圧バッテリを用いることなく、しかも、新たに設ける回路を極力抑えることができる電力供給装置を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明は、この課題を解決すべく、内燃機関及び走行用の電動機を備えたハイブリッド車において、走行用の電動機に供給する電力を蓄える蓄電装置を外部電源によって充電するための充電装置を利用することで、車両に搭載された各種電子装置に電力を供給する低電圧バッテリを用いることなく、しかも、新たに設ける回路を極力抑えられることを見出すことができる。
【０００９】
すなわち、請求項１に記載の電力供給装置は、内燃機関及び走行用の電動機を備えたハイブリッド車で、内燃機関、及び、内燃機関の排気ガスを浄化する触媒装置の少なくともいずれかを加熱するためのヒータに電力を供給する電力供給装置において、外部電源に接続され、外部電源の出力する交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路と、整流回路に接続され、整流回路の出力する直流電圧を昇圧し出力する昇圧回路と、昇圧回路に接続され、昇圧回路の出力する昇圧した直流電圧を、トランスを介して絶縁した状態で異なる電圧に変換し出力する直流電圧変換回路と、昇圧回路及び直流電圧変換回路に接続され、昇圧回路及び直流電圧変換回路を制御する制御回路と、を備え、外部電源によって走行用の電動機に供給する電力を蓄える蓄電装置を充電するための充電装置と、昇圧回路と直流電圧変換回路の接続点にヒータを接続する接続回路と、を有することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、走行用の電動機に供給する電力を蓄える蓄電装置を外部電源によって充電するための充電装置を利用することで、車両に搭載された各種電子装置に電力を供給する低電圧バッテリを用いることなく、しかも、新たに設ける回路を極力抑えることができる。
【００１１】
請求項２に記載の電力供給装置は、制御回路は、昇圧回路を制御して整流回路の出力する直流電圧を昇圧させるとともに、接続回路を制御して昇圧回路と直流電圧変換回路の接続点にヒータを接続し、昇圧回路からヒータに電力を供給することを特徴とする。この構成によれば、外部電源から昇圧回路を介してヒータに電力を供給することできる。
【００１２】
請求項３に記載の電力供給装置は、制御回路は、直流電圧変換回路を制御して動作を停止させるとともに、昇圧回路を制御して整流回路の出力する直流電圧を蓄電装置の充電時よりも高い電圧に昇圧させることを特徴とする。この構成によれば、蓄電装置の充電時よりも高い電圧で、外部電源から昇圧回路を介してヒータに電力を供給することができる。そのため、ヒータに流れる電流を抑えることができる。従って、ヒータに接続される配線を細くすることができる。
【００１３】
請求項４に記載の電力供給装置は、直流電圧変換回路は、蓄電装置の出力する直流電圧を、トランスを介して絶縁した状態で異なる電圧に変換し出力でき、制御回路は、昇圧回路を制御して昇圧回路の動作を停止させるとともに、直流電圧変換回路を制御して、蓄電装置の出力する直流電圧を、トランスを介して絶縁した状態で異なる電圧に変換させ、接続回路を制御して昇圧回路と直流電圧変換回路の接続点にヒータを接続し、直流電圧変換回路からヒータに電力を供給することを特徴とする。この構成によれば、外部電源からの電力供給が停止した場合であっても、蓄電装置から直流電圧変換回路を介してヒータに電力を供給することができる。
【００１４】
請求項５に記載の電力供給装置は、直流電圧変換回路は、トランスの巻数を切替える巻数切替え回路を有し、制御回路は、直流電圧変換回路からヒータに電力を供給する際、巻数切替え回路を制御してトランスの巻数を切替えることを特徴とする。この構成によれば、トランスの巻数を切替えることで、直流電圧変換回路の出力電圧を変えることができる。そのため、外部電源からの電力供給が停止した場合であっても、適切な電圧で、蓄電装置から直流電圧変換回路を介してヒータに電力を供給することができる。
【００１５】
請求項６に記載の電力供給装置は、制御回路は、巻数切替え後の直流電圧変換回路の出力電圧が巻数切替え前の直流電圧変換回路の出力電圧より高くなるように巻数切替え回路を制御することを特徴とする。この構成によれば、より高い電圧で、蓄電装置から直流電圧変換回路を介してヒータに電力を供給することができる。そのため、ヒータに流れる電流を抑えることができる。従って、ヒータに接続される配線を細くすることができる。
【００１６】
請求項７に記載の電力供給装置は、制御回路は、外部電源から整流回路に交流電圧が供給されている状態でハイブリッド車の始動が予告されたとき又はハイブリッド車が始動したとき、昇圧回路からヒータに電力を供給することを特徴とする。この構成によれば、ハイブリッド車の始動予告時又は始動時に、昇圧回路からヒータに確実に電力を供給することができる。
【００１７】
請求項８に記載の電力供給装置は、制御回路は、外部電源から整流回路に交流電圧が供給されていない状態でハイブリッド車の始動が予告されたとき又はハイブリッド車が始動したとき、直流電圧変換回路からヒータに電力を供給することを特徴とする。この構成によれば、外部電源から電力供給が停止した場合であっても、蓄電装置から直流電圧変換回路を介してヒータに確実に電力を供給することができる。
【００１８】
請求項９に記載の電力供給装置は、昇圧回路は、昇圧した直流電圧を平滑化するコンデンサを有し、制御回路は、コンデンサに蓄えられた電荷を放電することでヒータに電力を供給することを特徴とする。感電防止の観点から、コンデンサに蓄積された電荷は、放電しなければならない。従来、コンデンサに蓄積された電荷は、直流電圧変換回路を動作させて放電していた。この場合、直流電圧変換回路に大電流が流れ、温度が上昇することになる。そのため、直流電圧変換回路の電流容量や放熱性を上げる必要があった。しかし、この構成によれば、コンデンサに蓄えられた電荷をヒータに電力供給することで放電する。そのため、直流電圧変換回路を動作させ放電する必要がない。従って、電流容量や放熱性を上げることなく直流電圧変換回路を構成することができる。
【００１９】
請求項１０に記載の電力供給装置は、制御回路は、電力供給終了時の所定時間前から電力供給終了時までの間、又は、ヒータが所定温度に達してから電力供給終了時までの間、コンデンサに蓄えられた電荷を放電することでヒータに電力を供給することを特徴とする。この構成によれば、コンデンサに蓄えられた電荷を確実に放電させることができる。そのため、感電を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態の電力供給装置の回路図である。
【図２】図１の電力供給装置において高電圧バッテリを充電しているときの回路図である。
【図３】図１の電力供給装置においてヒータに電力を供給しているときの回路図である。
【図４】第１実施形態の電力供給装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】第２実施形態の電力供給装置の回路図である。
【図６】図４の電力供給装置において高電圧バッテリを充電しているときの回路図である。
【図７】図４の電力供給装置においてヒータに電力を供給しているときの回路図である。
【図８】第２実施形態の電力供給装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】第２実施形態に対する変形形態の電力供給装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】第２実施形態に対する変形形態の電力供給装置の回路図である。
【図１１】第２実施形態に対する別の変形形態の電力供給装置の回路図である。
【図１２】第２実施形態に対するさらに別の変形形態の電力供給装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。
（第１実施形態）
次に、第１実施形態の電力供給装置について説明する。まず、図１を参照して第１実施形態の電力供給装置の構成について説明する。ここで、図１は、第１実施形態の電力供給装置の回路図である。
【００２２】
図１に示す電力供給装置１は、エンジン（内燃機関）及び走行用のモータ（電動機）を備えたハイブリッド車において、エンジンの排気ガスを浄化する触媒装置を加熱するためのヒータに電力を供給する装置である。電力供給装置１は、充電装置１０と、ヒータ接続スイッチ１１（接続回路）とを備えている。
【００２３】
充電装置１０は、走行用のモータに供給する電力を蓄える高電圧バッテリＢ１（蓄電装置）を、家庭用交流電源ＡＣ１（外部電源）によって充電するための装置である。充電装置１０及び高電圧バッテリＢ１は、ハイブリッド車に搭載されている。充電装置１０は、整流回路１００と、昇圧回路１０１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２（直流電圧変換回路）と、制御回路１０３とを備えている。
【００２４】
整流回路１００は、ケーブルを介して家庭用交流電源ＡＣ１に接続され、家庭用交流電源ＡＣ１の出力する交流電圧を整流して直流電圧に変換する回路である。整流回路１００は、ダイオード１００ａ〜１００ｄを備えている。ダイオード１００ａ〜１００ｄは、交流電圧を整流する素子である。ダイオード１００ａ、１００ｂ及びダイオード１００ｃ、１００ｄは、それぞれ直列接続されている。具体的には、ダイオード１００ａ、１００ｃのアノードが、ダイオード１００ｂ、１００ｄのカソードにそれぞれ接続されている。直列接続された２組のダイオード１００ａ、１００ｂ及びダイオード １００ｃ、１００ｄは、並列接続されている。ダイオード１００ａ、１００ｂ及びダイオード１００ｃ、１００ｄの直列接続点は、ケーブルを介して家庭用交流電源ＡＣ１に接続されている。また、ダイオード１００ａ、１００ｃのカソードとダイオード１００ｂ、１００ｄのアノードは、昇圧回路１０２にそれぞれ接続されている。
【００２５】
昇圧回路１０１は、整流回路１００に接続され、整流回路１００の出力する直流電圧を昇圧し出力する回路である。昇圧回路１０１は、コイル１０１ａと、ＩＧＢＴ１０１ｂと、ダイオード１０１ｃと、コンデンサ１０１ｄとを備えている。
【００２６】
コイル１０１ａは、電流が流れることでエネルギーを蓄積、放出するとともに電圧を誘起する素子である。コイル１０１ａの一端はダイオード１００ａ、１００ｃのカソードに、他端はＩＧＢＴ１０１ｂ及びダイオード１０１ｃにそれぞれ接続されている。
【００２７】
ＩＧＢＴ１０１ｂは、オン、オフすることでコイル１０１ａにエネルギーを蓄積、放出させるためのスイッチング素子である。ＩＧＢＴ１０１ｂのコレクタはコイル１０１ａの他端に、ＩＧＢＴ１０１ｂのエミッタはダイオード１００ｂ、１００ｄのアノードにそれぞれ接続されている。また、ゲートは、制御回路１０３に接続されている。
【００２８】
ダイオード１０１ｃは、ＩＧＢＴ１０１ｂがオフし、コイル１０１ａに蓄積されたエネルギーが放出されるときに発生する電流を流すための素子である。ダイオード１０１ｃのアノードはコイル１０１ａの他端とＩＧＢＴ１０１ｂのエミッタに、カソードはコンデンサ１０１ｄにそれぞれ接続されている。
【００２９】
コンデンサ１０１ｄは、昇圧した直流電圧を平滑化するための素子である。コンデンサ１０１ｄの一端はダイオード１０１ｃのカソードに、他端はＩＧＢＴ１０１ｂのエミッタに接続されている。さらに、コンデンサ１０１ｄの両端は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２に接続されている。
【００３０】
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２は、昇圧回路１０１に接続され、昇圧回路１０１の出力する昇圧した直流電圧を、後述するトランス１０２ａを介して絶縁した状態で、高電圧バッテリＢ１の充電に適した、わずかに低い直流電圧に変換し出力する回路である。ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２は、トランス１０２ａと、ＩＧＢＴ１０２ｂ〜１０２ｅと、ダイオード１０２ｆ〜１０２ｉと、コイル１０２ｊと、コンデンサ１０２ｋとを備えている。
【００３１】
トランス１０２ａは、１次側に入力される交流電圧を絶縁した状態で降圧し、２次側から出力する素子である。トランス１０２ａは、１次巻線Ｗ１と、２次巻線Ｗ２とを備えている。１次巻線Ｗ１と２次巻線Ｗ２の巻数比はｎ１：ｎ２（ｎ１≧ｎ２）に設定されている。
【００３２】
ＩＧＢＴ１０２ｂ〜１０２ｅは、昇圧回路１０１に接続され、スイッチングすることで、昇圧回路１０１の出力する昇圧した直流電圧を交流電圧に変換してトランス１０２ａの１次巻線Ｗ１に印加するスイッチング素子である。ＩＧＢＴ１０２ｂ、１０２ｃ及びＩＧＢＴ１０２ｄ、１０２ｅは、それぞれ直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ１０２ｂ、１０２ｄのエミッタが、ＩＧＢＴ１０２ｃ、１０２ｅのコレクタにそれぞれ接続されている。直列接続された２組のＩＧＢＴ１０２ｂ、１０２ｃ及びＩＧＢＴ１０２ｄ、１０２ｅは、コンデンサ１０１ｄに並列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ１０２ｂ、１０２ｄのコレクタがコンデンサ１０１ｄの一端に、ＩＧＢＴ１０２ｃ、１０２ｅのエミッタがコンデンサ１０１ｄの他端にそれぞれ接続されている。ＩＧＢＴ１０２ｂ、１０２ｃの直列接続点は１次巻線Ｗ１の一端に、ＩＧＢＴ１０２ｄ、１０２ｅの直列接続点は１次巻線Ｗ１の他端にそれぞれ接続されている。また、ＩＧＢＴ１０２ｂ〜１０２ｅのゲートは、制御回路１０３にそれぞれ接続されている。
【００３３】
ダイオード１０２ｆ〜１０２ｉは、トランス１０２ａの２次巻線Ｗ２に接続され、２次巻線Ｗ２の出力する交流電圧を整流する素子である。ダイオード１０２ｆ、１０２ｇ及びダイオード１０２ｈ、１０２ｉは、それぞれ直列接続されている。具体的には、ダイオード１０２ｆ、１０２ｈのアノードが、ダイオード１０２ｇ、１０２ｉのカソードにそれぞれ接続されている。直列接続された２組のダイオード１０２ｆ、１０２ｇ及びダイオード１０２ｈ、１０２ｉは、並列接続されている。ダイオード１０２ｆ、１０２ｇの直列接続点は２次巻線Ｗ２の一端に、ダイオード１０２ｈ、１０２ｉの直列接続点は２次巻線Ｗ２の他端にそれぞれ接続されている。また、ダイオード１０２ｆ、１０２ｈのカソードはコイル１０２ｊに、ダイオード１０２ｇ、１０２ｉのアノードはコンデンサ１０２ｋにそれぞれ接続されている。
【００３４】
コイル１０２ｊ及びコンデンサ１０２ｋは、ダイオード１０２ｆ〜１０２ｉに接続され、ダイオード１０２ｆ〜１０２ｉによって整流された直流電圧を平滑化する素子である。コイル１０２ｊの一端は、ダイオード１０２ｆ、１０２ｈのカソードに接続されている。コンデンサ１０２ｋの一端はコイル１０２ｊの他端に、他端はダイオード１０２ｇ、１０２ｉのアノードにそれぞれ接続されている。また、コンデンサ１０２ｋの一端は高電圧バッテリＢ１の正極端に、他端は高電圧バッテリＢ１の負極端にそれぞれ接続されている。
【００３５】
制御回路１０３は、昇圧回路１０１、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２及びヒータ接続スイッチ１１に接続され、外部から入力される交流電源接続信号及び車両始動信号に基づいて、昇圧回路１０１、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２及びヒータ接続スイッチ１１を制御する制御する回路である。ここで、交流電源接続信号は、家庭用交流電源ＡＣ１がケーブルを介して充電装置１０に接続され、家庭用交流電源ＡＣ１から整流回路１００に交流電圧が供給されるとオン状態となり、家庭用交流電源ＡＣ１が充電装置１０から外され、家庭用交流電源ＡＣ１から整流回路１００に交流電圧が供給されなくなるとオフ状態になる。つまり、家庭用交流電源ＡＣ１と充電装置１０の接続状態を示す信号である。車両始動信号は、ハイブリッド車の始動が予告されたとき、又は、ハイブリッド車が始動したときオン状態になる。具体的には、ハイブリッド車を始動するためにイグニッションスイッチを押したとき、高電圧バッテリＢ１をモータの駆動装置（図略）に接続するためのリレーをオンしたとき、又は、数分後に車両に乗り込むため事前にエアコンを動作させたとき等にオン状態になる。つまり、車両始動信号は、ハイブリッド車の始動予告時又は始動時を示す信号である。制御回路１０３は、ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０２ｂ〜１０２ｅのゲートにそれぞれ接続されている。また、ヒータ接続スイッチ１１に接続されている。
【００３６】
ヒータ接続スイッチ１１は、制御回路１０３に接続され、制御回路１０３によって制御され、昇圧回路１０１とＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２の接続点にヒータＨ１を接続する素子である。ヒータ接続スイッチ１１の一端は、コンデンサ１０１ｄとＩＧＢＴ１０２ｂ、１０２ｄの接続点に接続されている。また、他端は、ヒータＨ１の一端に接続され、ヒータＨ１の他端はコンデンサ１０１ｄとＩＧＢＴ１０２ｃ、１０２ｅの接続点に接続されている。さらに、制御端は、制御回路１０３に接続されている。
【００３７】
次に、図２〜図４を参照して電力供給装置の動作について説明する。ここで、図２は、図１の電力供給装置において高電圧バッテリを充電しているときの回路図である。図３は、図１の電力供給装置においてヒータに電力を供給しているときの回路図である。図４は、第１実施形態の電力供給装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【００３８】
図２に示す制御回路１０３は、図４に示すように、交流電源接続信号がオン状態か否かを判断する（Ｓ１００）。交流電源接続信号がオン状態のとき、制御回路１０３は、整流回路１００の出力する直流電圧を昇圧して直流電圧Ｖ１１を出力するように昇圧回路１０１を制御する（Ｓ１０１）。具体的には、ＩＧＢＴ１０１ｂのスイッチングを制御する。また、昇圧回路１０２の出力する直流電圧Ｖ１１を、トランス１０２ａを介して絶縁した状態で、高電圧バッテリＢ１の充電に適した、Ｖ１１よりもわずかに低い直流電圧Ｖ１２に変換して出力するようにＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２を制御する（Ｓ１０２）。具体的には、ＩＧＢＴ１０２ｂ〜１０２ｅのスイッチングを制御する。これにより、家庭用交流電源ＡＣ１から高電圧バッテリＢ１を充電することができる。
【００３９】
その後、制御回路１０３は、車両始動信号がオン状態か否かを判断する（Ｓ１０３）。車両始動信号がオン状態のとき、図３に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０１の動作を停止する（Ｓ１０４）。具体的には、ＩＧＢＴ１０２ｂ〜１０２ｅのスイッチングを停止する。また、ヒータ接続スイッチ１１をオンし、昇圧回路１０１とＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２の接続点にヒータＨ１を接続する（Ｓ１０５）。そして、整流回路１００の出力する直流電圧を昇圧して、高電圧バッテリＢ１の充電時の電圧Ｖ１１よりも高い電圧Ｖ１３を出力するように昇圧回路１０１を制御する（Ｓ１０６）。具体的には、ＩＧＢＴ１０１ｂをスイッチングする際のオンデューティ比を制御する。その後、制御回路１０３は、ヒータＨ１が目標温度に達する電力供給終了時の所定時間前、又は、ヒータＨ１が目標温度より低い所定温度に達したときに、昇圧回路１０１の動作を停止する（Ｓ１０７）。具体的には、ＩＧＢＴ１０１ｂのスイッチングを停止する。以降、電力供給終了時の所定時間前から電力供給終了時までの間、又は、ヒータＨ１が所定温度に達してから電力供給終了時までの間、コンデンサ１０１ｄに蓄積された電荷の放電によってヒータＨ１に電力を供給する（Ｓ１０８）。これにより、ヒータＨ１の温度が目標温度に達する。なお、所定時間及び所定温度は、コンデンサに１０１ｄに蓄積された電荷の放電によってヒータＨ１の温度が目標温度に達するように予め設定されているものである。
【００４０】
次に、効果について説明する。第１実施形態によれば、電力供給装置１は、走行用のモータに供給する電力を蓄える高電圧バッテリＢ１を、家庭用交流電源ＡＣ１によって充電するための充電装置１０を利用してヒータＨ１に電力を供給する。そのため、従来のように、車両に搭載された各種電子装置に電力を供給する低電圧バッテリを用いることはない。しかも、ヒータ接続スイッチ１１を追加するともに、制御回路１０３の動作を若干変更するだけでよい。従って、新たに設ける回路を極力抑えて電力供給装置を構成することができる。
【００４１】
また、第１実施形態によれば、制御回路１０３は、昇圧回路１０１を制御して整流回路１００の出力する直流電圧を昇圧させるとともに、ヒータ接続スイッチ１１を制御して昇圧回路１０１とＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２の接続点にヒータＨ１を接続する。そのため、家庭用交流電源ＡＣ１から昇圧回路１０１を介してヒータＨ１に電力を供給することできる。
【００４２】
また、第１実施形態によれば、制御回路１０３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２を制御して動作を停止させるとともに、昇圧回路１０１を制御して整流回路１００の出力する直流電圧を高電圧バッテリＢ１の充電時よりも高い電圧に昇圧させる。そのため、高電圧バッテリＢ１の充電時よりも高い電圧でヒータＨ１に電力を供給することができる。従って、ヒータＨ１に流れる電流を抑えることができる。その結果、ヒータＨ１に接続されるケーブルを細くすることができる。
【００４３】
また、第１実施形態によれば、制御回路１０３は、家庭用交流電源ＡＣ１から整流回路１００に交流電圧が供給されている状態でハイブリッド車の始動が予告されたとき又はハイブリッド車が始動したとき、昇圧回路１０２からヒータＨ１に電力を供給する。そのため、ハイブリッド車の始動予告時又は始動時に、昇圧回路１０１からヒータＨ１に確実に電力を供給することができる。従って、ハイブリッド車の始動直後であっても、触媒装置を加熱でき排気ガスを確実に浄化することができる。
【００４４】
さらに、第１実施形態によれば、制御回路１０３は、コンデンサ１０１ｄに蓄えられた電荷を放電することでヒータＨ１に電力を供給する。感電防止の観点から、コンデンサ１０１ｄに蓄積された電荷は、放電しなければならない。従来、コンデンサ１０１ｄに蓄積された電荷は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２を動作させて放電していた。この場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２に大電流が流れ、温度が上昇することになる。そのため、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２の電流容量や放熱性を上げる必要があった。しかし、制御回路１０３は、コンデンサ１０１ｄに蓄えられた電荷をヒータＨ１に電力供給することで放電する。そのため、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２を動作させ放電する必要がない。従って、電流容量や放熱性を上げることなくＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２を構成することができる。
【００４５】
加えて、第１実施形態によれば、制御回路１０３は、電力供給終了時の所定時間前から電力供給終了時までの間、又は、ヒータＨ１が所定温度に達してから電力供給終了時までの間、コンデンサ１０１ｄに蓄えられた電荷を放電することでヒータＨ１に電力を供給する。そのため、コンデンサ１０１ｄに蓄えられた電荷を確実に放電させることができる。従って、感電事故を確実に防止することができる。
【００４６】
なお、第１実施形態では、昇圧回路１０１を制御して整流回路１００の出力する直流電圧を高電圧バッテリＢ１の充電時のＶ１１よりも高い直流電圧Ｖ１３に昇圧させ、ヒータＨ１に電力を供給する例を挙げているが、これに限られるものではない。高電圧バッテリＢ１の充電時と同一の直流電圧Ｖ１１でヒータＨ１に電力を供給するようにしてもよい。この場合、ヒータＨ１に流れる電流が増加することとなるが、それ以外では同様の効果を得ることができる。
【００４７】
また、第１実施形態では、エンジンの排気ガスを浄化する触媒装置を加熱するためのヒータに電力を供給する例を挙げているが、これに限られるものではない。冷えたエンジンを加熱するためのヒータに電力を供給する場合にも適用することができる。冷えたエンジン及び触媒装置の少なくともいずれかを加熱するためのヒータに電力を供給する場合に適用することができる。
【００４８】
さらに、第１実施形態では、昇圧回路１０１及びＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２がＩＧＢＴによって構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。ＦＥＴによって構成されていてもよい。スイッチング素子によって構成されていればよい。
【００４９】
加えて、第１実施形態では、充電装置１０の制御回路１０３がヒータ接続スイッチ１１を制御する例を挙げているが、これに限られるものではない。制御回路１０３以外の別の回路がヒータ接続スイッチ１１を制御するようにしてもよい。
【００５０】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の電力供給装置について説明する。第２実施形態の電力供給装置は、第１実施形態の電力供給装置が、家庭用交流電源からヒータに電力を供給するのに対して、高電圧バッテリからヒータに電力を供給するようにしたものである。第２実施形態の電力供給装置は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の構成、及び、制御回路の動作を除いて第１実施形態の電力供給装置と同一である。
【００５１】
まず、図５を参照して電力供給装置の構成について説明する。ここで、図５は、第２実施形態における電力供給装置の回路図である。
【００５２】
図５に示すように、電力供給装置２は、充電装置２０と、ヒータ接続スイッチ２１（接続回路）とを備えている。
【００５３】
充電装置２０は、整流回路２００と、昇圧回路２０１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２（直流電圧変換回路）と、制御回路２０３とを備えている。
【００５４】
整流回路２００は、ダイオード２００ａ〜２００ｄを備えている。昇圧回路２０１は、コイル２０１ａと、ＩＧＢＴ２０１ｂと、ダイオード２０１ｃと、コンデンサ２０１ｄとを備えている。整流回路２００及び昇圧回路２０１は、第１実施形態の整流回路１００及び昇圧回路１０１と同一構成である。
【００５５】
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２は、昇圧回路２０１に接続され、昇圧回路２０１の出力する昇圧した直流電圧を、後述するトランス２０２ａを介して絶縁した状態で、高電圧バッテリＢ２（蓄電装置）の充電に適した、わずかに低い直流電圧に変換し出力する回路である。また、逆に、高電圧バッテリＢ２の出力する直流電圧を、トランス２０２ａを介して絶縁した状態で、より高い直流電圧に変換し出力する回路でもある。つまり、双方向に電力を変換する回路である。ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２は、トランス２０２ａと、ＩＧＢＴ２０２ｂ〜２０２ｅと、ダイオード２０２ｆ〜２０２ｉと、巻数切替えスイッチ２０２ｊと、ＩＧＢＴ２０２ｋ〜２０２ｎと、ダイオード２０２ｏ〜２０２ｒと、コイル２０２ｓと、コンデンサ２０２ｔとを備えている。
【００５６】
トランス２０２ａは、１次側に入力される交流電圧を絶縁した状態で降圧し、２次側から出力する素子である。また、逆に、２次側に入力された交流電圧を絶縁した状態で昇圧し、１次側から出力する素子でもある。トランス２０２ａは、１次巻線Ｗ１１、Ｗ１２と、２次巻線Ｗ２とを備えている。１次巻線Ｗ１２は、１次巻線Ｗ１１を共用して構成されている。１次巻線Ｗ１１と２次巻線Ｗ２の巻数比はｎ１１：ｎ２（ｎ１１≧ｎ２）に設定されている。１次巻線Ｗ１２と２次巻線Ｗ２の巻数比はｎ１２：ｎ２（ｎ１２＞ｎ１１）に設定されている。
【００５７】
ＩＧＢＴ２０２ｂ〜２０２ｅは、昇圧回路２０１に接続され、高電圧バッテリＢ２を充電するときに、スイッチングすることで、昇圧回路２０１の出力する昇圧した直流電圧を交流電圧に変換し、巻線切替えスイッチ２０２ｊを介してトランス２０２ａの１次巻線Ｗ１１に印加するスイッチング素子である。ＩＧＢＴ２０２ｂ、２０２ｃ及びＩＧＢＴ２０２ｄ、２０２ｅは、それぞれ直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ２０２ｂ、２０２ｄのエミッタがＩＧＢＴ２０２ｃ、２０２ｅのコレクタにそれぞれ接続されている。直列接続された２組のＩＧＢＴ２０２ｂ、２０２ｃ及びＩＧＢＴ２０２ｄ、２０２ｅは、コンデンサ１０１ｄに並列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ２０２ｂ、２０２ｄのコレクタがコンデンサ２０１ｄの一端に、ＩＧＢＴ２０２ｃ、２０２ｅのエミッタがコンデンサ２０１ｄの他端にそれぞれ接続されている。ＩＧＢＴ２０２ｂ、２０２ｃの直列接続点は、１次巻線Ｗ１１、Ｗ１２の一端に、ＩＧＢＴ２０２ｄ、２０２ｅの直列接続点は、巻数切替え回路２０２ｊにそれぞれ接続されている。また、ＩＧＢＴ２０２ｂ〜２０２ｅのゲートは、制御回路１０３にそれぞれ接続されている。
【００５８】
ダイオード２０２ｆ〜２０２ｉは、ヒータＨ２に電力を供給するときに、巻線切替えスイッチ２０２ｊを介してトランス２０２ａの１次巻線Ｗ１２に接続され、１次巻線Ｗ１２の出力する交流電圧を整流する素子である。ダイオード２０２ｆ〜２０２ｉは、ＩＧＢＴ２０２ｂ〜２０２ｅにそれぞれ並列接続されている。具体的には、ダイオード２０２ｆ〜２０２ｉのアノードがＩＧＢＴ２０２ｂ〜２０２ｅのエミッタに、カソードがＩＧＢＴ２０２ｂ〜２０２ｅのコレクタにそれぞれ接続されている。
【００５９】
巻数切替えスイッチ２０２ｊは、高電圧バッテリＢ２を充電するときと、ヒータＨ２に電力を供給するときとでトランス２０２ａの巻数を切替える素子である。具体的には、高電圧バッテリＢ２を充電するときに、ＩＧＢＴ２０２ｂ〜２０２ｅを１次巻線Ｗ１１に接続し、ヒータＨ２に電力を供給するときに、１次巻線Ｗ１２をダイオード２０２ｆ〜２０２ｉに接続する。巻数切替えスイッチ２０２の一端はＩＧＢＴ２０２ｄ、２０２ｅの直列接続点に、他端は１次巻線Ｗ１１、Ｗ１２の他端にそれぞれ接続されている。また、制御端は、制御回路２０３に接続されている。
【００６０】
ＩＧＢＴ２０２ｋ〜２０２ｎは、コイル２０２ｓ及びコンデンサ２０２ｔに接続され、ヒータＨ２に電力を供給するときに、スイッチングすることで、コイル２０２ｓ及びコンデンサ２０２ｔによって平滑化された高電圧バッテリＢ２の出力する直流電圧を交流電圧に変換してトランス２０２ａの２次巻線Ｗ２に印加するスイッチング素子である。ＩＧＢＴ２０２ｋ、２０２ｌ及びＩＧＢＴ２０２ｍ、２０２ｎは、それぞれ直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ２０２ｋ、２０２ｍのエミッタが、ＩＧＢＴ２０２ｌ、２０２ｎのコレクタにそれぞれ接続されている。直列接続された２組のＩＧＢＴ２０２ｋ、２０２ｌ及びＩＧＢＴ２０２ｍ、２０２ｎは、並列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ２０２ｋ、２０２ｍのコレクタがコイル２０２ｓに、ＩＧＢＴ２０２ｌ、２０２ｎのエミッタがコンデンサ２０２ｔにそれぞれ接続されている。ＩＧＢＴ２０２ｋ、２０２ｌの直列接続点は２次巻線Ｗ２の一端に、ＩＧＢＴ２０２ｍ、２０２ｎの直列接続点は２次巻線Ｗ２の他端にそれぞれ接続されている。また、ＩＧＢＴ２０２ｋ〜２０２ｎのゲートは、制御回路２０３にそれぞれ接続されている。
【００６１】
ダイオード２０２ｏ〜２０２ｒは、トランス２０２ａの２次巻線Ｗ２に接続され、高電圧バッテリＢ２を充電するときに、２次巻線Ｗ２の出力する交流電圧を整流する素子である。ダイオード２０２ｏ〜２０２ｒは、ＩＧＢＴ２０２ｋ〜２０２ｎにそれぞれ並列接続されている。具体的には、ダイオード２０２ｏ〜２０２ｒのアノードがＩＧＢＴ２０２ｋ〜２０２ｎのエミッタに、カソードがＩＧＢＴ２０２ｋ〜２０２ｎのコレクタにそれぞれ接続されている。
【００６２】
コイル２０２ｓ及びコンデンサ２０２ｔは、ダイオード２０２ｏ〜２０２ｒによって整流された直流電圧を平滑化する素子である。また、逆に、高電圧バッテリＢ２の出力する直流電圧を平滑化する素子でもある。コイル２０２ｓの一端は、ダイオード２０２ｏ、２０２ｑのカソードに接続されている。コンデンサ２０２ｔの一端はコイル２０２ｓの他端に、他端はダイオード２０２ｐ、２０２ｒのアノードにそれぞれ接続されている。また、コンデンサ２０２ｔの一端は高電圧バッテリＢ２の正極端に、他端は高電圧バッテリＢ２の負極端にそれぞれ接続されている。
【００６３】
次に、動作について説明する。図６〜図８を参照して電力供給装置の動作について説明する。ここで、図６は、図４の電力供給装置において高電圧バッテリを充電しているときの回路図である。図７は、図４の電力供給装置においてヒータに電力を供給しているときの回路図である。図８は、第２実施形態の電力供給装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【００６４】
図６に示す制御回路２０３は、図８に示すように、交流電源接続信号がオン状態か否かを判断する（Ｓ２００）。交流電源接続信号がオン状態のとき、制御回路２０３は、ＩＧＢＴ２０２ｂ〜２０２ｅを１次巻線Ｗ１１に接続するように巻数切替えスイッチ２０２ｊを制御する（Ｓ２０１）。そして、整流回路２００の出力する直流電圧を昇圧して直流電圧Ｖ２１を出力するように昇圧回路２０１を制御する（Ｓ２０２）。具体的には、ＩＧＢＴ２０１ｂのスイッチングを制御する。また、昇圧回路２０２の出力する直流電圧Ｖ２１を、トランス２０２ａを介して絶縁した状態で、高電圧バッテリＢ２の充電に適した、Ｖ２１よりもわずかに低い直流電圧Ｖ２２に変換して出力するようにＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２を制御する（Ｓ２０３）。具体的には、ＩＧＢＴ２０２ｂ〜２０２ｅのスイッチングを制御する。これにより、家庭用交流電源ＡＣ２から高電圧バッテリＢ２を充電することができる。
【００６５】
その後、制御回路２０３は、交流電源接続信号がオフ状態か否かを判断する（Ｓ２０４）。そして、交流電源接続信号がオフ状態のとき、さらに車両始動信号がオン状態か否かを判断する（Ｓ２０５）。車両始動信号がオン状態のとき、図７に示すように、昇圧回路２０１の動作を停止する（Ｓ２０６）。具体的には、ＩＧＢＴ２０１ｂのスイッチングを停止する。また、ヒータ接続スイッチ２１をオンし、昇圧回路２０１とＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２の接続点にヒータＨ２を接続する（Ｓ２０７）。さらに、１次巻線Ｗ１２にダイオード２０２ｆ〜２０２ｉを接続するように巻数切替えスイッチ２０２ｊを制御する（Ｓ２０８）。そして、高電圧バッテリＢ２の直流電圧Ｖｄｃを、トランス２０２ａを介して絶縁した状態で、直流電圧Ｖ２３に変換して出力するようにＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２を制御する（Ｓ２０９）。具体的には、ＩＧＢＴ２０２ｋ〜２０２ｎのスイッチングを制御する。１次巻線が巻数比の大きいＷ１２に切替ったことから、高電圧バッテリＢ２の充電時の電圧Ｖ２１よりも高い電圧Ｖ２３を出力することができる。その後、制御回路２０３は、ヒータＨ２が目標温度に達する電力供給終了時の所定時間前、又は、ヒータＨ１が目標温度より低い所定温度に達したときに、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２の動作を停止する（Ｓ２１０）。具体的には、ＩＧＢＴ２０２ｋ〜２０２ｎのスイッチングを停止する。以降、電力供給終了時の所定時間前から電力供給終了時までの間、又は、ヒータＨ２が所定温度に達してから電力供給終了時までの間、コンデンサ２０１ｄに蓄積された電荷の放電によってヒータＨ２に電力を供給する（Ｓ２１１）。これにより、ヒータＨ２の温度が目標温度に達する。なお、所定時間及び所定温度は、コンデンサに２０１ｄに蓄積された電荷の放電によってヒータＨ２の温度が目標温度に達するように予め設定されているものである。
【００６６】
次に、効果について説明する。第２実施形態によれば、制御回路２０３は、昇圧回路２０１を制御して動作を停止させるとともに、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２を制御して、高電圧バッテリＢ２の出力する直流電圧を、トランス２０２ａを介して絶縁した状態で異なる電圧に変換させ、ヒータ接続スイッチ２１を制御して昇圧回路２０１とＤＣ−ＤＣコンバータ回２０２路の接続点にヒータＨ２を接続する。そのため、家庭用交流電源ＡＣ２からの電力供給が停止した場合であっても、高電圧バッテリＢ２からＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２を介してヒータＨ２に電力を供給することができる。
【００６７】
また、第２実施形態によれば、制御回路２０３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２からヒータＨ２に電力を供給する際、巻数切替えスイッチ２０２ｊを制御してトランス２０２ａの巻数を切替える。トランス２０２ａの巻数を切替えることで、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２の出力電圧を変えることができる。そのため、家庭用交流電源ＡＣ２からの電力供給が停止した場合であっても、適切な電圧で、高電圧バッテリＢ２からＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２を介してヒータＨ２に電力を供給することができる。
【００６８】
また、第２実施形態によれば、制御回路２０３は、巻数切替え後のＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２の出力電圧が、巻数切替え前のＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２の出力電圧より高くなるように巻数切替えスイッチ２０２ｊを制御する。より高い電圧で、ヒータＨ２に電力を供給することができる。そのため、ヒータＨ２に流れる電流を抑えることができる。従って、ヒータＨ２に接続されるケーブルを細くすることができる。
【００６９】
また、第２実施形態によれば、制御回路２０３は、家庭用交流電源ＡＣ２から整流回路２００に交流電圧が供給されていない状態でハイブリッド車の始動が予告されたとき又はハイブリッド車が始動したとき、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２からヒータＨ２に電力を供給する。そのため、家庭用交流電源ＡＣ２から電力供給が停止した場合であっても、ハイブリッド車の始動時に、高電圧バッテリＢ２からＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２を介してヒータＨ２に確実に電力を供給することができる。従って、ハイブリッド車の始動直後であっても、触媒装置を加熱でき排気ガスを確実に浄化することができる。
【００７０】
さらに、第２実施形態によれば、制御回路２０３は、コンデンサ２０１ｄに蓄えられた電荷を放電することでヒータＨ２に電力を供給する。感電防止の観点から、コンデンサ２０１ｄに蓄積された電荷は、放電しなければならない。従来、コンデンサ２０１ｄに蓄積された電荷は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２を動作させて放電していた。この場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２に大電流が流れ、温度が上昇することになる。そのため、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２の電流容量や放熱性を上げる必要があった。しかし、制御回路２０３は、コンデンサ２０１ｄに蓄えられた電荷をヒータＨ２に電力供給することで放電する。そのため、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２を動作させ放電する必要がない。従って、電流容量や放熱性を上げることなくＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２を構成することができる。
【００７１】
加えて、第２実施形態によれば、制御回路２０３は、電力供給終了時の所定時間前から電力供給終了時までの間、又は、ヒータＨ２が所定温度に達してから電力供給終了時までの間、コンデンサ２０１ｄに蓄えられた電荷を放電することでヒータＨ２に電力を供給する。そのため、コンデンサ２０１ｄに蓄えられた電荷を確実に放電させることができる。従って、感電事故を確実に防止することができる。
【００７２】
なお、第２実施形態では、ヒータＨ２への電力供給終了時の所定時間前にＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２の動作を停止し、以降、コンデンサ２０１ｄに蓄積された電荷の放電によってヒータＨ２に電力を供給する例を挙げているが、これに限られるものではない。図９に示すように、コンデンサ２０１ｄに蓄積された電荷の放電によってヒータＨ２に電力を供給した後に、高電圧バッテリＢ２からヒータＨ２に電力を供給するようにしてもよい。図９を参照して説明する。図９に示すステップＳ２２０〜Ｓ２２３は、第２実施形態におけるステップＳ２００〜Ｓ２０３と同一である。制御回路２０３は、交流電源接続信号がオフ状態か否かを判断する（Ｓ２２４）。そして、交流電源接続信号がオフ状態のとき、ヒータ接続スイッチ２１をオンし、昇圧回路２０１とＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２の接続点にヒータＨ２を接続する（Ｓ２２５）。その結果、コンデンサ２０１ｄに蓄積された電荷の放電によってヒータＨ２に電力を供給する（Ｓ２２６）。その後、車両始動信号がオン状態か否かを判断する（Ｓ２２７）。車両始動信号がオン状態のとき、昇圧回路２０１の動作を停止する（Ｓ２２８）。また、１次巻線Ｗ１２にダイオード２０２ｆ〜２０２ｉを接続するように巻数切替えスイッチ２０２ｊを制御する（Ｓ２２９）。そして、高電圧バッテリＢ２の直流電圧Ｖｄｃを、トランス２０２ａを介して絶縁した状態で、直流電圧Ｖ２３に変換して出力するようにＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２を制御する（Ｓ２３０）。
【００７３】
また、第２実施形態では、トランス２０２ａの１次巻線Ｗ１２が、１次巻線Ｗ１１を
共用して構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。図１０に示すように、トランス２０２ｕの１次巻線Ｗ１１と１次巻線Ｗ１２をそれぞれ別々に独立して設けてもよい。この場合、高電圧バッテリＢ２を充電するときには、１次巻線Ｗ１１の両端をＩＧＢＴ２０２ｂ〜２０２ｅに、ヒータＨ２に電力を供給するときには、１次巻線Ｗ１２の両端をダイオード２０２ｆ〜２０２ｉに接続するように巻数切替えスイッチ２０２ｖの構成を変更すればよい。
【００７４】
また、第２実施形態では、高電圧バッテリＢ２の充電時と、ヒータＨ２への電力供給時で、トランス２０２ａの１次巻線の巻数を切替える例を挙げているが、これに限られるものではない。図１１に示すように、２次巻線の巻数を切替えるようにしてもよい。この場合、トランス２０２ｘの１次巻線Ｗ１と２次巻線Ｗ２１の巻数比をｎ１：ｎ２１（ｎ１≧ｎ２）に、１次巻線Ｗ１と２次巻線Ｗ２２の巻数比をｎ１：ｎ２２（ｎ２２＜ｎ２１）に設定し、高電圧バッテリＢ２を充電するときには、２次巻線Ｗ２１をダイオード２０２ｏ〜２０２ｒに、ヒータＨ２に電力を供給するときには、２次巻線Ｗ２２をＩＧＢＴ２０２ｋ〜２０２ｎに接続するように巻数切替えスイッチ２０２ｙの構成を変更すればよい。なお、前述した１次巻線の場合と同様に、２次巻線Ｗ２１と２次巻線Ｗ２２をそれぞれ別々に独立して設けてもよい。
【００７５】
また、第２実施形態では、トランス２０２ａの２次巻線Ｗ２にＩＧＢＴ２０２ｋ〜２０２ｎと、ダイオード２０２ｏ〜２０２ｒとが接続される例を挙げているが、これに限られるものではない。図１２に示すように、ＩＧＢＴ２０２ｋ〜２０２ｎのうち、対角状に配置される例えばＩＧＢＴ２０２ｌ、２０２ｍを省略してもよい。この場合でも、高電圧バッテリＢ２からＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２を介してヒータＨ２に電力を供給することができる。これにより、回路を簡素化してコストを抑えることができる。
【００７６】
さらに、第２実施形態では、昇圧回路２０１及びＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２がＩＧＢＴによって構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。ＦＥＴによって構成されていてもよい。スイッチング素子によって構成されていればよい。
【００７７】
加えて、第２実施形態では、充電装置２０の制御回路２０３がヒータ接続スイッチ２１を制御する例を挙げているが、これに限られるものではない。制御回路２０３以外の別の回路がヒータ接続スイッチ２１を制御するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１、２・・・電力供給装置、１０、２０・・・充電装置、１００、２００・・・整流回路、１００ａ〜１００ｄ、２００ａ〜２００ｄ・・・ダイオード、１０１、２０１・・・昇圧回路、１０１ａ、２０１ａ・・・コイル、１０１ｂ、２０１ｂ・・・ＩＧＢＴ、１０１ｃ、２０１ｃ・・・ダイオード、１０１ｄ、２０１ｄ・・・コンデンサ、１０２、２０２・・・ＤＣ−ＤＣコンバータ回路（直流電圧変換回路）、１０２ａ、２０２ａ・・・トランス、Ｗ１、Ｗ１１、Ｗ１２・・・１次巻線、Ｗ２、Ｗ２１、Ｗ２２・・・２次巻線、１０２ｂ〜１０２ｅ、２０２ｂ〜２０２ｅ、２０２ｋ〜２０２ｎ・・・ＩＧＢＴ、１０２ｆ〜１０２ｉ、２０２ｆ〜２０２ｉ、２０２ｏ〜２０２ｒ・・・ダイオード、１０２ｊ、２０２ｓ・・・コイル、１０２ｋ、２０２ｔ・・・コンデンサ、２０２ｊ・・・巻数切替えスイッチ（巻数切替え回路）、１０３、２０３・・・制御回路、１１、２１・・・ヒータ接続スイッチ（接続回路）、ＡＣ１、ＡＣ２・・・家庭用交流電源（外部電源）、Ｂ１、Ｂ２・・・高電圧バッテリ（蓄電装置）、Ｈ１、Ｈ２・・・ヒータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関及び走行用の電動機を備えたハイブリッド車で、内燃機関や触媒装置を加熱するためのヒータに電力を供給する電力供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関及び走行用の電動機を備えたハイブリッド車で、内燃機関や触媒装置を加熱するためのヒータに電力を供給する電力供給装置として、例えば特許文献１に開示されているヒータ付触媒の電源装置がある。
【０００３】
このヒータ付触媒の電源装置は、内燃機関の排気ガスを浄化する触媒を加熱するためのヒータに電力を供給する装置である。ここで、触媒は、所定温度に達しないと活性化せず充分な浄化機能を発揮できない。そのため、触媒の温度が低いときであっても、短時間で充分な浄化機能が得られるように、ヒータによって加熱する構成がとられている。
【０００４】
ヒータ付触媒の電源装置は、バッテリと、ＤＣ−ＤＣコンバータと、コンデンサと、スイッチとを備えている。バッテリは、ＤＣ−ＤＣコンバータの入力端に接続されている。コンデンサは、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力端に接続されている。スイッチは、コンデンサとヒータの間に接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータは、バッテリの出力する直流電圧１２Ｖを１２０Ｖに昇圧してコンデンサを充電する。そして、内燃機関始動時の所定時間だけスイッチがオンし、コンデンサからヒータに電力を供給する。これにより、ヒータを発熱させ触媒を加熱することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−０１１９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前述したヒータ付触媒の電源装置を車両に適用する場合、車両に搭載された各種電子装置に電力を供給する１２Ｖの低電圧バッテリを用いることになる。低電圧バッテリの出力する直流電圧を昇圧してコンデンサを充電する際、低電圧バッテリの電圧が大きく低下する。そのため、低電圧バッテリだけでなく車両に搭載されている各種電子装置にも大きなストレスが加わる。その結果、低電圧バッテリや各種電子装置の寿命を縮めてしまうという問題があった。また、前述したヒータ付触媒の電源装置を車両に適用する場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路やスイッチを新たに設けなければならない。そのため、車両が大型化するとともにコストアップしてしまうという問題もあった。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、車両に搭載された各種電子装置に電力を供給する低電圧バッテリを用いることなく、しかも、新たに設ける回路を極力抑えることができる電力供給装置を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明は、この課題を解決すべく、内燃機関及び走行用の電動機を備えたハイブリッド車において、走行用の電動機に供給する電力を蓄える蓄電装置を外部電源によって充電するための充電装置を利用することで、車両に搭載された各種電子装置に電力を供給する低電圧バッテリを用いることなく、しかも、新たに設ける回路を極力抑えられることを見出すことができる。
【０００９】
すなわち、請求項１に記載の電力供給装置は、内燃機関及び走行用の電動機を備えたハイブリッド車で、内燃機関、及び、内燃機関の排気ガスを浄化する触媒装置の少なくともいずれかを加熱するためのヒータに電力を供給する電力供給装置において、外部電源に接続され、外部電源の出力する交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路と、整流回路に接続され、整流回路の出力する直流電圧を昇圧し出力する昇圧回路と、昇圧回路に接続され、昇圧回路の出力する昇圧した直流電圧を、トランスを介して絶縁した状態で異なる電圧に変換し出力する直流電圧変換回路と、昇圧回路及び直流電圧変換回路に接続され、昇圧回路及び直流電圧変換回路を制御する制御回路と、を備え、外部電源によって走行用の電動機に供給する電力を蓄える蓄電装置を充電するための充電装置と、昇圧回路と直流電圧変換回路の接続点にヒータを接続する接続回路と、を有することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、走行用の電動機に供給する電力を蓄える蓄電装置を外部電源によって充電するための充電装置を利用することで、車両に搭載された各種電子装置に電力を供給する低電圧バッテリを用いることなく、しかも、新たに設ける回路を極力抑えることができる。
【００１１】
請求項２に記載の電力供給装置は、制御回路は、昇圧回路を制御して整流回路の出力する直流電圧を昇圧させるとともに、接続回路を制御して昇圧回路と直流電圧変換回路の接続点にヒータを接続し、昇圧回路からヒータに電力を供給することを特徴とする。この構成によれば、外部電源から昇圧回路を介してヒータに電力を供給することできる。
【００１２】
請求項３に記載の電力供給装置は、制御回路は、直流電圧変換回路を制御して動作を停止させるとともに、昇圧回路を制御して整流回路の出力する直流電圧を蓄電装置の充電時よりも高い電圧に昇圧させることを特徴とする。この構成によれば、蓄電装置の充電時よりも高い電圧で、外部電源から昇圧回路を介してヒータに電力を供給することができる。そのため、ヒータに流れる電流を抑えることができる。従って、ヒータに接続される配線を細くすることができる。
【００１３】
請求項４に記載の電力供給装置は、直流電圧変換回路は、蓄電装置の出力する直流電圧を、トランスを介して絶縁した状態で異なる電圧に変換し出力でき、制御回路は、昇圧回路を制御して昇圧回路の動作を停止させるとともに、直流電圧変換回路を制御して、蓄電装置の出力する直流電圧を、トランスを介して絶縁した状態で異なる電圧に変換させ、接続回路を制御して昇圧回路と直流電圧変換回路の接続点にヒータを接続し、直流電圧変換回路からヒータに電力を供給することを特徴とする。この構成によれば、外部電源からの電力供給が停止した場合であっても、蓄電装置から直流電圧変換回路を介してヒータに電力を供給することができる。
【００１４】
請求項５に記載の電力供給装置は、直流電圧変換回路は、トランスの巻数を切替える巻数切替え回路を有し、制御回路は、直流電圧変換回路からヒータに電力を供給する際、巻数切替え回路を制御してトランスの巻数を切替えることを特徴とする。この構成によれば、トランスの巻数を切替えることで、直流電圧変換回路の出力電圧を変えることができる。そのため、外部電源からの電力供給が停止した場合であっても、適切な電圧で、蓄電装置から直流電圧変換回路を介してヒータに電力を供給することができる。
【００１５】
請求項６に記載の電力供給装置は、制御回路は、巻数切替え後の直流電圧変換回路の出力電圧が巻数切替え前の直流電圧変換回路の出力電圧より高くなるように巻数切替え回路を制御することを特徴とする。この構成によれば、より高い電圧で、蓄電装置から直流電圧変換回路を介してヒータに電力を供給することができる。そのため、ヒータに流れる電流を抑えることができる。従って、ヒータに接続される配線を細くすることができる。
【００１６】
請求項７に記載の電力供給装置は、制御回路は、外部電源から整流回路に交流電圧が供給されている状態でハイブリッド車の始動が予告されたとき又はハイブリッド車が始動したとき、昇圧回路からヒータに電力を供給することを特徴とする。この構成によれば、ハイブリッド車の始動予告時又は始動時に、昇圧回路からヒータに確実に電力を供給することができる。
【００１７】
請求項８に記載の電力供給装置は、制御回路は、外部電源から整流回路に交流電圧が供給されていない状態でハイブリッド車の始動が予告されたとき又はハイブリッド車が始動したとき、直流電圧変換回路からヒータに電力を供給することを特徴とする。この構成によれば、外部電源から電力供給が停止した場合であっても、蓄電装置から直流電圧変換回路を介してヒータに確実に電力を供給することができる。
【００１８】
請求項９に記載の電力供給装置は、昇圧回路は、昇圧した直流電圧を平滑化するコンデンサを有し、制御回路は、コンデンサに蓄えられた電荷を放電することでヒータに電力を供給することを特徴とする。感電防止の観点から、コンデンサに蓄積された電荷は、放電しなければならない。従来、コンデンサに蓄積された電荷は、直流電圧変換回路を動作させて放電していた。この場合、直流電圧変換回路に大電流が流れ、温度が上昇することになる。そのため、直流電圧変換回路の電流容量や放熱性を上げる必要があった。しかし、この構成によれば、コンデンサに蓄えられた電荷をヒータに電力供給することで放電する。そのため、直流電圧変換回路を動作させ放電する必要がない。従って、電流容量や放熱性を上げることなく直流電圧変換回路を構成することができる。
【００１９】
請求項１０に記載の電力供給装置は、制御回路は、電力供給終了時の所定時間前から電力供給終了時までの間、又は、ヒータが所定温度に達してから電力供給終了時までの間、コンデンサに蓄えられた電荷を放電することでヒータに電力を供給することを特徴とする。この構成によれば、コンデンサに蓄えられた電荷を確実に放電させることができる。そのため、感電を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態の電力供給装置の回路図である。
【図２】図１の電力供給装置において高電圧バッテリを充電しているときの回路図である。
【図３】図１の電力供給装置においてヒータに電力を供給しているときの回路図である。
【図４】第１実施形態の電力供給装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】第２実施形態の電力供給装置の回路図である。
【図６】図４の電力供給装置において高電圧バッテリを充電しているときの回路図である。
【図７】図４の電力供給装置においてヒータに電力を供給しているときの回路図である。
【図８】第２実施形態の電力供給装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】第２実施形態に対する変形形態の電力供給装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】第２実施形態に対する変形形態の電力供給装置の回路図である。
【図１１】第２実施形態に対する別の変形形態の電力供給装置の回路図である。
【図１２】第２実施形態に対するさらに別の変形形態の電力供給装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。
（第１実施形態）
次に、第１実施形態の電力供給装置について説明する。まず、図１を参照して第１実施形態の電力供給装置の構成について説明する。ここで、図１は、第１実施形態の電力供給装置の回路図である。
【００２２】
図１に示す電力供給装置１は、エンジン（内燃機関）及び走行用のモータ（電動機）を備えたハイブリッド車において、エンジンの排気ガスを浄化する触媒装置を加熱するためのヒータに電力を供給する装置である。電力供給装置１は、充電装置１０と、ヒータ接続スイッチ１１（接続回路）とを備えている。
【００２３】
充電装置１０は、走行用のモータに供給する電力を蓄える高電圧バッテリＢ１（蓄電装置）を、家庭用交流電源ＡＣ１（外部電源）によって充電するための装置である。充電装置１０及び高電圧バッテリＢ１は、ハイブリッド車に搭載されている。充電装置１０は、整流回路１００と、昇圧回路１０１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２（直流電圧変換回路）と、制御回路１０３とを備えている。
【００２４】
整流回路１００は、ケーブルを介して家庭用交流電源ＡＣ１に接続され、家庭用交流電源ＡＣ１の出力する交流電圧を整流して直流電圧に変換する回路である。整流回路１００は、ダイオード１００ａ〜１００ｄを備えている。ダイオード１００ａ〜１００ｄは、交流電圧を整流する素子である。ダイオード１００ａ、１００ｂ及びダイオード１００ｃ、１００ｄは、それぞれ直列接続されている。具体的には、ダイオード１００ａ、１００ｃのアノードが、ダイオード１００ｂ、１００ｄのカソードにそれぞれ接続されている。直列接続された２組のダイオード１００ａ、１００ｂ及びダイオード １００ｃ、１００ｄは、並列接続されている。ダイオード１００ａ、１００ｂ及びダイオード１００ｃ、１００ｄの直列接続点は、ケーブルを介して家庭用交流電源ＡＣ１に接続されている。また、ダイオード１００ａ、１００ｃのカソードとダイオード１００ｂ、１００ｄのアノードは、昇圧回路１０２にそれぞれ接続されている。
【００２５】
昇圧回路１０１は、整流回路１００に接続され、整流回路１００の出力する直流電圧を昇圧し出力する回路である。昇圧回路１０１は、コイル１０１ａと、ＩＧＢＴ１０１ｂと、ダイオード１０１ｃと、コンデンサ１０１ｄとを備えている。
【００２６】
コイル１０１ａは、電流が流れることでエネルギーを蓄積、放出するとともに電圧を誘起する素子である。コイル１０１ａの一端はダイオード１００ａ、１００ｃのカソードに、他端はＩＧＢＴ１０１ｂ及びダイオード１０１ｃにそれぞれ接続されている。
【００２７】
ＩＧＢＴ１０１ｂは、オン、オフすることでコイル１０１ａにエネルギーを蓄積、放出させるためのスイッチング素子である。ＩＧＢＴ１０１ｂのコレクタはコイル１０１ａの他端に、ＩＧＢＴ１０１ｂのエミッタはダイオード１００ｂ、１００ｄのアノードにそれぞれ接続されている。また、ゲートは、制御回路１０３に接続されている。
【００２８】
ダイオード１０１ｃは、ＩＧＢＴ１０１ｂがオフし、コイル１０１ａに蓄積されたエネルギーが放出されるときに発生する電流を流すための素子である。ダイオード１０１ｃのアノードはコイル１０１ａの他端とＩＧＢＴ１０１ｂのエミッタに、カソードはコンデンサ１０１ｄにそれぞれ接続されている。
【００２９】
コンデンサ１０１ｄは、昇圧した直流電圧を平滑化するための素子である。コンデンサ１０１ｄの一端はダイオード１０１ｃのカソードに、他端はＩＧＢＴ１０１ｂのエミッタに接続されている。さらに、コンデンサ１０１ｄの両端は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２に接続されている。
【００３０】
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２は、昇圧回路１０１に接続され、昇圧回路１０１の出力する昇圧した直流電圧を、後述するトランス１０２ａを介して絶縁した状態で、高電圧バッテリＢ１の充電に適した、わずかに低い直流電圧に変換し出力する回路である。ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２は、トランス１０２ａと、ＩＧＢＴ１０２ｂ〜１０２ｅと、ダイオード１０２ｆ〜１０２ｉと、コイル１０２ｊと、コンデンサ１０２ｋとを備えている。
【００３１】
トランス１０２ａは、１次側に入力される交流電圧を絶縁した状態で降圧し、２次側から出力する素子である。トランス１０２ａは、１次巻線Ｗ１と、２次巻線Ｗ２とを備えている。１次巻線Ｗ１と２次巻線Ｗ２の巻数比はｎ１：ｎ２（ｎ１≧ｎ２）に設定されている。
【００３２】
ＩＧＢＴ１０２ｂ〜１０２ｅは、昇圧回路１０１に接続され、スイッチングすることで、昇圧回路１０１の出力する昇圧した直流電圧を交流電圧に変換してトランス１０２ａの１次巻線Ｗ１に印加するスイッチング素子である。ＩＧＢＴ１０２ｂ、１０２ｃ及びＩＧＢＴ１０２ｄ、１０２ｅは、それぞれ直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ１０２ｂ、１０２ｄのエミッタが、ＩＧＢＴ１０２ｃ、１０２ｅのコレクタにそれぞれ接続されている。直列接続された２組のＩＧＢＴ１０２ｂ、１０２ｃ及びＩＧＢＴ１０２ｄ、１０２ｅは、コンデンサ１０１ｄに並列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ１０２ｂ、１０２ｄのコレクタがコンデンサ１０１ｄの一端に、ＩＧＢＴ１０２ｃ、１０２ｅのエミッタがコンデンサ１０１ｄの他端にそれぞれ接続されている。ＩＧＢＴ１０２ｂ、１０２ｃの直列接続点は１次巻線Ｗ１の一端に、ＩＧＢＴ１０２ｄ、１０２ｅの直列接続点は１次巻線Ｗ１の他端にそれぞれ接続されている。また、ＩＧＢＴ１０２ｂ〜１０２ｅのゲートは、制御回路１０３にそれぞれ接続されている。
【００３３】
ダイオード１０２ｆ〜１０２ｉは、トランス１０２ａの２次巻線Ｗ２に接続され、２次巻線Ｗ２の出力する交流電圧を整流する素子である。ダイオード１０２ｆ、１０２ｇ及びダイオード１０２ｈ、１０２ｉは、それぞれ直列接続されている。具体的には、ダイオード１０２ｆ、１０２ｈのアノードが、ダイオード１０２ｇ、１０２ｉのカソードにそれぞれ接続されている。直列接続された２組のダイオード１０２ｆ、１０２ｇ及びダイオード１０２ｈ、１０２ｉは、並列接続されている。ダイオード１０２ｆ、１０２ｇの直列接続点は２次巻線Ｗ２の一端に、ダイオード１０２ｈ、１０２ｉの直列接続点は２次巻線Ｗ２の他端にそれぞれ接続されている。また、ダイオード１０２ｆ、１０２ｈのカソードはコイル１０２ｊに、ダイオード１０２ｇ、１０２ｉのアノードはコンデンサ１０２ｋにそれぞれ接続されている。
【００３４】
コイル１０２ｊ及びコンデンサ１０２ｋは、ダイオード１０２ｆ〜１０２ｉに接続され、ダイオード１０２ｆ〜１０２ｉによって整流された直流電圧を平滑化する素子である。コイル１０２ｊの一端は、ダイオード１０２ｆ、１０２ｈのカソードに接続されている。コンデンサ１０２ｋの一端はコイル１０２ｊの他端に、他端はダイオード１０２ｇ、１０２ｉのアノードにそれぞれ接続されている。また、コンデンサ１０２ｋの一端は高電圧バッテリＢ１の正極端に、他端は高電圧バッテリＢ１の負極端にそれぞれ接続されている。
【００３５】
制御回路１０３は、昇圧回路１０１、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２及びヒータ接続スイッチ１１に接続され、外部から入力される交流電源接続信号及び車両始動信号に基づいて、昇圧回路１０１、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２及びヒータ接続スイッチ１１を制御する制御する回路である。ここで、交流電源接続信号は、家庭用交流電源ＡＣ１がケーブルを介して充電装置１０に接続され、家庭用交流電源ＡＣ１から整流回路１００に交流電圧が供給されるとオン状態となり、家庭用交流電源ＡＣ１が充電装置１０から外され、家庭用交流電源ＡＣ１から整流回路１００に交流電圧が供給されなくなるとオフ状態になる。つまり、家庭用交流電源ＡＣ１と充電装置１０の接続状態を示す信号である。車両始動信号は、ハイブリッド車の始動が予告されたとき、又は、ハイブリッド車が始動したときオン状態になる。具体的には、ハイブリッド車を始動するためにイグニッションスイッチを押したとき、高電圧バッテリＢ１をモータの駆動装置（図略）に接続するためのリレーをオンしたとき、又は、数分後に車両に乗り込むため事前にエアコンを動作させたとき等にオン状態になる。つまり、車両始動信号は、ハイブリッド車の始動予告時又は始動時を示す信号である。制御回路１０３は、ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０２ｂ〜１０２ｅのゲートにそれぞれ接続されている。また、ヒータ接続スイッチ１１に接続されている。
【００３６】
ヒータ接続スイッチ１１は、制御回路１０３に接続され、制御回路１０３によって制御され、昇圧回路１０１とＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２の接続点にヒータＨ１を接続する素子である。ヒータ接続スイッチ１１の一端は、コンデンサ１０１ｄとＩＧＢＴ１０２ｂ、１０２ｄの接続点に接続されている。また、他端は、ヒータＨ１の一端に接続され、ヒータＨ１の他端はコンデンサ１０１ｄとＩＧＢＴ１０２ｃ、１０２ｅの接続点に接続されている。さらに、制御端は、制御回路１０３に接続されている。
【００３７】
次に、図２〜図４を参照して電力供給装置の動作について説明する。ここで、図２は、図１の電力供給装置において高電圧バッテリを充電しているときの回路図である。図３は、図１の電力供給装置においてヒータに電力を供給しているときの回路図である。図４は、第１実施形態の電力供給装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【００３８】
図２に示す制御回路１０３は、図４に示すように、交流電源接続信号がオン状態か否かを判断する（Ｓ１００）。交流電源接続信号がオン状態のとき、制御回路１０３は、整流回路１００の出力する直流電圧を昇圧して直流電圧Ｖ１１を出力するように昇圧回路１０１を制御する（Ｓ１０１）。具体的には、ＩＧＢＴ１０１ｂのスイッチングを制御する。また、昇圧回路１０２の出力する直流電圧Ｖ１１を、トランス１０２ａを介して絶縁した状態で、高電圧バッテリＢ１の充電に適した、Ｖ１１よりもわずかに低い直流電圧Ｖ１２に変換して出力するようにＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２を制御する（Ｓ１０２）。具体的には、ＩＧＢＴ１０２ｂ〜１０２ｅのスイッチングを制御する。これにより、家庭用交流電源ＡＣ１から高電圧バッテリＢ１を充電することができる。
【００３９】
その後、制御回路１０３は、車両始動信号がオン状態か否かを判断する（Ｓ１０３）。車両始動信号がオン状態のとき、図３に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０１の動作を停止する（Ｓ１０４）。具体的には、ＩＧＢＴ１０２ｂ〜１０２ｅのスイッチングを停止する。また、ヒータ接続スイッチ１１をオンし、昇圧回路１０１とＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２の接続点にヒータＨ１を接続する（Ｓ１０５）。そして、整流回路１００の出力する直流電圧を昇圧して、高電圧バッテリＢ１の充電時の電圧Ｖ１１よりも高い電圧Ｖ１３を出力するように昇圧回路１０１を制御する（Ｓ１０６）。具体的には、ＩＧＢＴ１０１ｂをスイッチングする際のオンデューティ比を制御する。その後、制御回路１０３は、ヒータＨ１が目標温度に達する電力供給終了時の所定時間前、又は、ヒータＨ１が目標温度より低い所定温度に達したときに、昇圧回路１０１の動作を停止する（Ｓ１０７）。具体的には、ＩＧＢＴ１０１ｂのスイッチングを停止する。以降、電力供給終了時の所定時間前から電力供給終了時までの間、又は、ヒータＨ１が所定温度に達してから電力供給終了時までの間、コンデンサ１０１ｄに蓄積された電荷の放電によってヒータＨ１に電力を供給する（Ｓ１０８）。これにより、ヒータＨ１の温度が目標温度に達する。なお、所定時間及び所定温度は、コンデンサに１０１ｄに蓄積された電荷の放電によってヒータＨ１の温度が目標温度に達するように予め設定されているものである。
【００４０】
次に、効果について説明する。第１実施形態によれば、電力供給装置１は、走行用のモータに供給する電力を蓄える高電圧バッテリＢ１を、家庭用交流電源ＡＣ１によって充電するための充電装置１０を利用してヒータＨ１に電力を供給する。そのため、従来のように、車両に搭載された各種電子装置に電力を供給する低電圧バッテリを用いることはない。しかも、ヒータ接続スイッチ１１を追加するともに、制御回路１０３の動作を若干変更するだけでよい。従って、新たに設ける回路を極力抑えて電力供給装置を構成することができる。
【００４１】
また、第１実施形態によれば、制御回路１０３は、昇圧回路１０１を制御して整流回路１００の出力する直流電圧を昇圧させるとともに、ヒータ接続スイッチ１１を制御して昇圧回路１０１とＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２の接続点にヒータＨ１を接続する。そのため、家庭用交流電源ＡＣ１から昇圧回路１０１を介してヒータＨ１に電力を供給することできる。
【００４２】
また、第１実施形態によれば、制御回路１０３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２を制御して動作を停止させるとともに、昇圧回路１０１を制御して整流回路１００の出力する直流電圧を高電圧バッテリＢ１の充電時よりも高い電圧に昇圧させる。そのため、高電圧バッテリＢ１の充電時よりも高い電圧でヒータＨ１に電力を供給することができる。従って、ヒータＨ１に流れる電流を抑えることができる。その結果、ヒータＨ１に接続されるケーブルを細くすることができる。
【００４３】
また、第１実施形態によれば、制御回路１０３は、家庭用交流電源ＡＣ１から整流回路１００に交流電圧が供給されている状態でハイブリッド車の始動が予告されたとき又はハイブリッド車が始動したとき、昇圧回路１０２からヒータＨ１に電力を供給する。そのため、ハイブリッド車の始動予告時又は始動時に、昇圧回路１０１からヒータＨ１に確実に電力を供給することができる。従って、ハイブリッド車の始動直後であっても、触媒装置を加熱でき排気ガスを確実に浄化することができる。
【００４４】
さらに、第１実施形態によれば、制御回路１０３は、コンデンサ１０１ｄに蓄えられた電荷を放電することでヒータＨ１に電力を供給する。感電防止の観点から、コンデンサ１０１ｄに蓄積された電荷は、放電しなければならない。従来、コンデンサ１０１ｄに蓄積された電荷は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２を動作させて放電していた。この場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２に大電流が流れ、温度が上昇することになる。そのため、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２の電流容量や放熱性を上げる必要があった。しかし、制御回路１０３は、コンデンサ１０１ｄに蓄えられた電荷をヒータＨ１に電力供給することで放電する。そのため、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２を動作させ放電する必要がない。従って、電流容量や放熱性を上げることなくＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２を構成することができる。
【００４５】
加えて、第１実施形態によれば、制御回路１０３は、電力供給終了時の所定時間前から電力供給終了時までの間、又は、ヒータＨ１が所定温度に達してから電力供給終了時までの間、コンデンサ１０１ｄに蓄えられた電荷を放電することでヒータＨ１に電力を供給する。そのため、コンデンサ１０１ｄに蓄えられた電荷を確実に放電させることができる。従って、感電事故を確実に防止することができる。
【００４６】
なお、第１実施形態では、昇圧回路１０１を制御して整流回路１００の出力する直流電圧を高電圧バッテリＢ１の充電時のＶ１１よりも高い直流電圧Ｖ１３に昇圧させ、ヒータＨ１に電力を供給する例を挙げているが、これに限られるものではない。高電圧バッテリＢ１の充電時と同一の直流電圧Ｖ１１でヒータＨ１に電力を供給するようにしてもよい。この場合、ヒータＨ１に流れる電流が増加することとなるが、それ以外では同様の効果を得ることができる。
【００４７】
また、第１実施形態では、エンジンの排気ガスを浄化する触媒装置を加熱するためのヒータに電力を供給する例を挙げているが、これに限られるものではない。冷えたエンジンを加熱するためのヒータに電力を供給する場合にも適用することができる。冷えたエンジン及び触媒装置の少なくともいずれかを加熱するためのヒータに電力を供給する場合に適用することができる。
【００４８】
さらに、第１実施形態では、昇圧回路１０１及びＤＣ−ＤＣコンバータ回路１０２がＩＧＢＴによって構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。ＦＥＴによって構成されていてもよい。スイッチング素子によって構成されていればよい。
【００４９】
加えて、第１実施形態では、充電装置１０の制御回路１０３がヒータ接続スイッチ１１を制御する例を挙げているが、これに限られるものではない。制御回路１０３以外の別の回路がヒータ接続スイッチ１１を制御するようにしてもよい。
【００５０】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の電力供給装置について説明する。第２実施形態の電力供給装置は、第１実施形態の電力供給装置が、家庭用交流電源からヒータに電力を供給するのに対して、高電圧バッテリからヒータに電力を供給するようにしたものである。第２実施形態の電力供給装置は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の構成、及び、制御回路の動作を除いて第１実施形態の電力供給装置と同一である。
【００５１】
まず、図５を参照して電力供給装置の構成について説明する。ここで、図５は、第２実施形態における電力供給装置の回路図である。
【００５２】
図５に示すように、電力供給装置２は、充電装置２０と、ヒータ接続スイッチ２１（接続回路）とを備えている。
【００５３】
充電装置２０は、整流回路２００と、昇圧回路２０１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２（直流電圧変換回路）と、制御回路２０３とを備えている。
【００５４】
整流回路２００は、ダイオード２００ａ〜２００ｄを備えている。昇圧回路２０１は、コイル２０１ａと、ＩＧＢＴ２０１ｂと、ダイオード２０１ｃと、コンデンサ２０１ｄとを備えている。整流回路２００及び昇圧回路２０１は、第１実施形態の整流回路１００及び昇圧回路１０１と同一構成である。
【００５５】
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２は、昇圧回路２０１に接続され、昇圧回路２０１の出力する昇圧した直流電圧を、後述するトランス２０２ａを介して絶縁した状態で、高電圧バッテリＢ２（蓄電装置）の充電に適した、わずかに低い直流電圧に変換し出力する回路である。また、逆に、高電圧バッテリＢ２の出力する直流電圧を、トランス２０２ａを介して絶縁した状態で、より高い直流電圧に変換し出力する回路でもある。つまり、双方向に電力を変換する回路である。ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２は、トランス２０２ａと、ＩＧＢＴ２０２ｂ〜２０２ｅと、ダイオード２０２ｆ〜２０２ｉと、巻数切替えスイッチ２０２ｊと、ＩＧＢＴ２０２ｋ〜２０２ｎと、ダイオード２０２ｏ〜２０２ｒと、コイル２０２ｓと、コンデンサ２０２ｔとを備えている。
【００５６】
トランス２０２ａは、１次側に入力される交流電圧を絶縁した状態で降圧し、２次側から出力する素子である。また、逆に、２次側に入力された交流電圧を絶縁した状態で昇圧し、１次側から出力する素子でもある。トランス２０２ａは、１次巻線Ｗ１１、Ｗ１２と、２次巻線Ｗ２とを備えている。１次巻線Ｗ１２は、１次巻線Ｗ１１を共用して構成されている。１次巻線Ｗ１１と２次巻線Ｗ２の巻数比はｎ１１：ｎ２（ｎ１１≧ｎ２）に設定されている。１次巻線Ｗ１２と２次巻線Ｗ２の巻数比はｎ１２：ｎ２（ｎ１２＞ｎ１１）に設定されている。
【００５７】
ＩＧＢＴ２０２ｂ〜２０２ｅは、昇圧回路２０１に接続され、高電圧バッテリＢ２を充電するときに、スイッチングすることで、昇圧回路２０１の出力する昇圧した直流電圧を交流電圧に変換し、巻線切替えスイッチ２０２ｊを介してトランス２０２ａの１次巻線Ｗ１１に印加するスイッチング素子である。ＩＧＢＴ２０２ｂ、２０２ｃ及びＩＧＢＴ２０２ｄ、２０２ｅは、それぞれ直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ２０２ｂ、２０２ｄのエミッタがＩＧＢＴ２０２ｃ、２０２ｅのコレクタにそれぞれ接続されている。直列接続された２組のＩＧＢＴ２０２ｂ、２０２ｃ及びＩＧＢＴ２０２ｄ、２０２ｅは、コンデンサ１０１ｄに並列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ２０２ｂ、２０２ｄのコレクタがコンデンサ２０１ｄの一端に、ＩＧＢＴ２０２ｃ、２０２ｅのエミッタがコンデンサ２０１ｄの他端にそれぞれ接続されている。ＩＧＢＴ２０２ｂ、２０２ｃの直列接続点は、１次巻線Ｗ１１、Ｗ１２の一端に、ＩＧＢＴ２０２ｄ、２０２ｅの直列接続点は、巻数切替え回路２０２ｊにそれぞれ接続されている。また、ＩＧＢＴ２０２ｂ〜２０２ｅのゲートは、制御回路１０３にそれぞれ接続されている。
【００５８】
ダイオード２０２ｆ〜２０２ｉは、ヒータＨ２に電力を供給するときに、巻線切替えスイッチ２０２ｊを介してトランス２０２ａの１次巻線Ｗ１２に接続され、１次巻線Ｗ１２の出力する交流電圧を整流する素子である。ダイオード２０２ｆ〜２０２ｉは、ＩＧＢＴ２０２ｂ〜２０２ｅにそれぞれ並列接続されている。具体的には、ダイオード２０２ｆ〜２０２ｉのアノードがＩＧＢＴ２０２ｂ〜２０２ｅのエミッタに、カソードがＩＧＢＴ２０２ｂ〜２０２ｅのコレクタにそれぞれ接続されている。
【００５９】
巻数切替えスイッチ２０２ｊは、高電圧バッテリＢ２を充電するときと、ヒータＨ２に電力を供給するときとでトランス２０２ａの巻数を切替える素子である。具体的には、高電圧バッテリＢ２を充電するときに、ＩＧＢＴ２０２ｂ〜２０２ｅを１次巻線Ｗ１１に接続し、ヒータＨ２に電力を供給するときに、１次巻線Ｗ１２をダイオード２０２ｆ〜２０２ｉに接続する。巻数切替えスイッチ２０２の一端はＩＧＢＴ２０２ｄ、２０２ｅの直列接続点に、他端は１次巻線Ｗ１１、Ｗ１２の他端にそれぞれ接続されている。また、制御端は、制御回路２０３に接続されている。
【００６０】
ＩＧＢＴ２０２ｋ〜２０２ｎは、コイル２０２ｓ及びコンデンサ２０２ｔに接続され、ヒータＨ２に電力を供給するときに、スイッチングすることで、コイル２０２ｓ及びコンデンサ２０２ｔによって平滑化された高電圧バッテリＢ２の出力する直流電圧を交流電圧に変換してトランス２０２ａの２次巻線Ｗ２に印加するスイッチング素子である。ＩＧＢＴ２０２ｋ、２０２ｌ及びＩＧＢＴ２０２ｍ、２０２ｎは、それぞれ直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ２０２ｋ、２０２ｍのエミッタが、ＩＧＢＴ２０２ｌ、２０２ｎのコレクタにそれぞれ接続されている。直列接続された２組のＩＧＢＴ２０２ｋ、２０２ｌ及びＩＧＢＴ２０２ｍ、２０２ｎは、並列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ２０２ｋ、２０２ｍのコレクタがコイル２０２ｓに、ＩＧＢＴ２０２ｌ、２０２ｎのエミッタがコンデンサ２０２ｔにそれぞれ接続されている。ＩＧＢＴ２０２ｋ、２０２ｌの直列接続点は２次巻線Ｗ２の一端に、ＩＧＢＴ２０２ｍ、２０２ｎの直列接続点は２次巻線Ｗ２の他端にそれぞれ接続されている。また、ＩＧＢＴ２０２ｋ〜２０２ｎのゲートは、制御回路２０３にそれぞれ接続されている。
【００６１】
ダイオード２０２ｏ〜２０２ｒは、トランス２０２ａの２次巻線Ｗ２に接続され、高電圧バッテリＢ２を充電するときに、２次巻線Ｗ２の出力する交流電圧を整流する素子である。ダイオード２０２ｏ〜２０２ｒは、ＩＧＢＴ２０２ｋ〜２０２ｎにそれぞれ並列接続されている。具体的には、ダイオード２０２ｏ〜２０２ｒのアノードがＩＧＢＴ２０２ｋ〜２０２ｎのエミッタに、カソードがＩＧＢＴ２０２ｋ〜２０２ｎのコレクタにそれぞれ接続されている。
【００６２】
コイル２０２ｓ及びコンデンサ２０２ｔは、ダイオード２０２ｏ〜２０２ｒによって整流された直流電圧を平滑化する素子である。また、逆に、高電圧バッテリＢ２の出力する直流電圧を平滑化する素子でもある。コイル２０２ｓの一端は、ダイオード２０２ｏ、２０２ｑのカソードに接続されている。コンデンサ２０２ｔの一端はコイル２０２ｓの他端に、他端はダイオード２０２ｐ、２０２ｒのアノードにそれぞれ接続されている。また、コンデンサ２０２ｔの一端は高電圧バッテリＢ２の正極端に、他端は高電圧バッテリＢ２の負極端にそれぞれ接続されている。
【００６３】
次に、動作について説明する。図６〜図８を参照して電力供給装置の動作について説明する。ここで、図６は、図４の電力供給装置において高電圧バッテリを充電しているときの回路図である。図７は、図４の電力供給装置においてヒータに電力を供給しているときの回路図である。図８は、第２実施形態の電力供給装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【００６４】
図６に示す制御回路２０３は、図８に示すように、交流電源接続信号がオン状態か否かを判断する（Ｓ２００）。交流電源接続信号がオン状態のとき、制御回路２０３は、ＩＧＢＴ２０２ｂ〜２０２ｅを１次巻線Ｗ１１に接続するように巻数切替えスイッチ２０２ｊを制御する（Ｓ２０１）。そして、整流回路２００の出力する直流電圧を昇圧して直流電圧Ｖ２１を出力するように昇圧回路２０１を制御する（Ｓ２０２）。具体的には、ＩＧＢＴ２０１ｂのスイッチングを制御する。また、昇圧回路２０２の出力する直流電圧Ｖ２１を、トランス２０２ａを介して絶縁した状態で、高電圧バッテリＢ２の充電に適した、Ｖ２１よりもわずかに低い直流電圧Ｖ２２に変換して出力するようにＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２を制御する（Ｓ２０３）。具体的には、ＩＧＢＴ２０２ｂ〜２０２ｅのスイッチングを制御する。これにより、家庭用交流電源ＡＣ２から高電圧バッテリＢ２を充電することができる。
【００６５】
その後、制御回路２０３は、交流電源接続信号がオフ状態か否かを判断する（Ｓ２０４）。そして、交流電源接続信号がオフ状態のとき、さらに車両始動信号がオン状態か否かを判断する（Ｓ２０５）。車両始動信号がオン状態のとき、図７に示すように、昇圧回路２０１の動作を停止する（Ｓ２０６）。具体的には、ＩＧＢＴ２０１ｂのスイッチングを停止する。また、ヒータ接続スイッチ２１をオンし、昇圧回路２０１とＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２の接続点にヒータＨ２を接続する（Ｓ２０７）。さらに、１次巻線Ｗ１２にダイオード２０２ｆ〜２０２ｉを接続するように巻数切替えスイッチ２０２ｊを制御する（Ｓ２０８）。そして、高電圧バッテリＢ２の直流電圧Ｖｄｃを、トランス２０２ａを介して絶縁した状態で、直流電圧Ｖ２３に変換して出力するようにＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２を制御する（Ｓ２０９）。具体的には、ＩＧＢＴ２０２ｋ〜２０２ｎのスイッチングを制御する。１次巻線が巻数比の大きいＷ１２に切替ったことから、高電圧バッテリＢ２の充電時の電圧Ｖ２１よりも高い電圧Ｖ２３を出力することができる。その後、制御回路２０３は、ヒータＨ２が目標温度に達する電力供給終了時の所定時間前、又は、ヒータＨ１が目標温度より低い所定温度に達したときに、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２の動作を停止する（Ｓ２１０）。具体的には、ＩＧＢＴ２０２ｋ〜２０２ｎのスイッチングを停止する。以降、電力供給終了時の所定時間前から電力供給終了時までの間、又は、ヒータＨ２が所定温度に達してから電力供給終了時までの間、コンデンサ２０１ｄに蓄積された電荷の放電によってヒータＨ２に電力を供給する（Ｓ２１１）。これにより、ヒータＨ２の温度が目標温度に達する。なお、所定時間及び所定温度は、コンデンサに２０１ｄに蓄積された電荷の放電によってヒータＨ２の温度が目標温度に達するように予め設定されているものである。
【００６６】
次に、効果について説明する。第２実施形態によれば、制御回路２０３は、昇圧回路２０１を制御して動作を停止させるとともに、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２を制御して、高電圧バッテリＢ２の出力する直流電圧を、トランス２０２ａを介して絶縁した状態で異なる電圧に変換させ、ヒータ接続スイッチ２１を制御して昇圧回路２０１とＤＣ−ＤＣコンバータ回２０２路の接続点にヒータＨ２を接続する。そのため、家庭用交流電源ＡＣ２からの電力供給が停止した場合であっても、高電圧バッテリＢ２からＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２を介してヒータＨ２に電力を供給することができる。
【００６７】
また、第２実施形態によれば、制御回路２０３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２からヒータＨ２に電力を供給する際、巻数切替えスイッチ２０２ｊを制御してトランス２０２ａの巻数を切替える。トランス２０２ａの巻数を切替えることで、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２の出力電圧を変えることができる。そのため、家庭用交流電源ＡＣ２からの電力供給が停止した場合であっても、適切な電圧で、高電圧バッテリＢ２からＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２を介してヒータＨ２に電力を供給することができる。
【００６８】
また、第２実施形態によれば、制御回路２０３は、巻数切替え後のＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２の出力電圧が、巻数切替え前のＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２の出力電圧より高くなるように巻数切替えスイッチ２０２ｊを制御する。より高い電圧で、ヒータＨ２に電力を供給することができる。そのため、ヒータＨ２に流れる電流を抑えることができる。従って、ヒータＨ２に接続されるケーブルを細くすることができる。
【００６９】
また、第２実施形態によれば、制御回路２０３は、家庭用交流電源ＡＣ２から整流回路２００に交流電圧が供給されていない状態でハイブリッド車の始動が予告されたとき又はハイブリッド車が始動したとき、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２からヒータＨ２に電力を供給する。そのため、家庭用交流電源ＡＣ２から電力供給が停止した場合であっても、ハイブリッド車の始動時に、高電圧バッテリＢ２からＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２を介してヒータＨ２に確実に電力を供給することができる。従って、ハイブリッド車の始動直後であっても、触媒装置を加熱でき排気ガスを確実に浄化することができる。
【００７０】
さらに、第２実施形態によれば、制御回路２０３は、コンデンサ２０１ｄに蓄えられた電荷を放電することでヒータＨ２に電力を供給する。感電防止の観点から、コンデンサ２０１ｄに蓄積された電荷は、放電しなければならない。従来、コンデンサ２０１ｄに蓄積された電荷は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２を動作させて放電していた。この場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２に大電流が流れ、温度が上昇することになる。そのため、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２の電流容量や放熱性を上げる必要があった。しかし、制御回路２０３は、コンデンサ２０１ｄに蓄えられた電荷をヒータＨ２に電力供給することで放電する。そのため、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２を動作させ放電する必要がない。従って、電流容量や放熱性を上げることなくＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２を構成することができる。
【００７１】
加えて、第２実施形態によれば、制御回路２０３は、電力供給終了時の所定時間前から電力供給終了時までの間、又は、ヒータＨ２が所定温度に達してから電力供給終了時までの間、コンデンサ２０１ｄに蓄えられた電荷を放電することでヒータＨ２に電力を供給する。そのため、コンデンサ２０１ｄに蓄えられた電荷を確実に放電させることができる。従って、感電事故を確実に防止することができる。
【００７２】
なお、第２実施形態では、ヒータＨ２への電力供給終了時の所定時間前にＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２の動作を停止し、以降、コンデンサ２０１ｄに蓄積された電荷の放電によってヒータＨ２に電力を供給する例を挙げているが、これに限られるものではない。図９に示すように、コンデンサ２０１ｄに蓄積された電荷の放電によってヒータＨ２に電力を供給した後に、高電圧バッテリＢ２からヒータＨ２に電力を供給するようにしてもよい。図９を参照して説明する。図９に示すステップＳ２２０〜Ｓ２２３は、第２実施形態におけるステップＳ２００〜Ｓ２０３と同一である。制御回路２０３は、交流電源接続信号がオフ状態か否かを判断する（Ｓ２２４）。そして、交流電源接続信号がオフ状態のとき、ヒータ接続スイッチ２１をオンし、昇圧回路２０１とＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２の接続点にヒータＨ２を接続する（Ｓ２２５）。その結果、コンデンサ２０１ｄに蓄積された電荷の放電によってヒータＨ２に電力を供給する（Ｓ２２６）。その後、車両始動信号がオン状態か否かを判断する（Ｓ２２７）。車両始動信号がオン状態のとき、昇圧回路２０１の動作を停止する（Ｓ２２８）。また、１次巻線Ｗ１２にダイオード２０２ｆ〜２０２ｉを接続するように巻数切替えスイッチ２０２ｊを制御する（Ｓ２２９）。そして、高電圧バッテリＢ２の直流電圧Ｖｄｃを、トランス２０２ａを介して絶縁した状態で、直流電圧Ｖ２３に変換して出力するようにＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２を制御する（Ｓ２３０）。
【００７３】
また、第２実施形態では、トランス２０２ａの１次巻線Ｗ１２が、１次巻線Ｗ１１を
共用して構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。図１０に示すように、トランス２０２ｕの１次巻線Ｗ１１と１次巻線Ｗ１２をそれぞれ別々に独立して設けてもよい。この場合、高電圧バッテリＢ２を充電するときには、１次巻線Ｗ１１の両端をＩＧＢＴ２０２ｂ〜２０２ｅに、ヒータＨ２に電力を供給するときには、１次巻線Ｗ１２の両端をダイオード２０２ｆ〜２０２ｉに接続するように巻数切替えスイッチ２０２ｖの構成を変更すればよい。
【００７４】
また、第２実施形態では、高電圧バッテリＢ２の充電時と、ヒータＨ２への電力供給時で、トランス２０２ａの１次巻線の巻数を切替える例を挙げているが、これに限られるものではない。図１１に示すように、２次巻線の巻数を切替えるようにしてもよい。この場合、トランス２０２ｘの１次巻線Ｗ１と２次巻線Ｗ２１の巻数比をｎ１：ｎ２１（ｎ１≧ｎ２）に、１次巻線Ｗ１と２次巻線Ｗ２２の巻数比をｎ１：ｎ２２（ｎ２２＜ｎ２１）に設定し、高電圧バッテリＢ２を充電するときには、２次巻線Ｗ２１をダイオード２０２ｏ〜２０２ｒに、ヒータＨ２に電力を供給するときには、２次巻線Ｗ２２をＩＧＢＴ２０２ｋ〜２０２ｎに接続するように巻数切替えスイッチ２０２ｙの構成を変更すればよい。なお、前述した１次巻線の場合と同様に、２次巻線Ｗ２１と２次巻線Ｗ２２をそれぞれ別々に独立して設けてもよい。
【００７５】
また、第２実施形態では、トランス２０２ａの２次巻線Ｗ２にＩＧＢＴ２０２ｋ〜２０２ｎと、ダイオード２０２ｏ〜２０２ｒとが接続される例を挙げているが、これに限られるものではない。図１２に示すように、ＩＧＢＴ２０２ｋ〜２０２ｎのうち、対角状に配置される例えばＩＧＢＴ２０２ｌ、２０２ｍを省略してもよい。この場合でも、高電圧バッテリＢ２からＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２を介してヒータＨ２に電力を供給することができる。これにより、回路を簡素化してコストを抑えることができる。
【００７６】
さらに、第２実施形態では、昇圧回路２０１及びＤＣ−ＤＣコンバータ回路２０２がＩＧＢＴによって構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。ＦＥＴによって構成されていてもよい。スイッチング素子によって構成されていればよい。
【００７７】
加えて、第２実施形態では、充電装置２０の制御回路２０３がヒータ接続スイッチ２１を制御する例を挙げているが、これに限られるものではない。制御回路２０３以外の別の回路がヒータ接続スイッチ２１を制御するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１、２・・・電力供給装置、１０、２０・・・充電装置、１００、２００・・・整流回路、１００ａ〜１００ｄ、２００ａ〜２００ｄ・・・ダイオード、１０１、２０１・・・昇圧回路、１０１ａ、２０１ａ・・・コイル、１０１ｂ、２０１ｂ・・・ＩＧＢＴ、１０１ｃ、２０１ｃ・・・ダイオード、１０１ｄ、２０１ｄ・・・コンデンサ、１０２、２０２・・・ＤＣ−ＤＣコンバータ回路（直流電圧変換回路）、１０２ａ、２０２ａ・・・トランス、Ｗ１、Ｗ１１、Ｗ１２・・・１次巻線、Ｗ２、Ｗ２１、Ｗ２２・・・２次巻線、１０２ｂ〜１０２ｅ、２０２ｂ〜２０２ｅ、２０２ｋ〜２０２ｎ・・・ＩＧＢＴ、１０２ｆ〜１０２ｉ、２０２ｆ〜２０２ｉ、２０２ｏ〜２０２ｒ・・・ダイオード、１０２ｊ、２０２ｓ・・・コイル、１０２ｋ、２０２ｔ・・・コンデンサ、２０２ｊ・・・巻数切替えスイッチ（巻数切替え回路）、１０３、２０３・・・制御回路、１１、２１・・・ヒータ接続スイッチ（接続回路）、ＡＣ１、ＡＣ２・・・家庭用交流電源（外部電源）、Ｂ１、Ｂ２・・・高電圧バッテリ（蓄電装置）、Ｈ１、Ｈ２・・・ヒータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関及び走行用の電動機を備えたハイブリッド車で、前記内燃機関、及び、前記内燃機関の排気ガスを浄化する触媒装置の少なくともいずれかを加熱するためのヒータに電力を供給する電力供給装置において、
外部電源に接続され、前記外部電源の出力する交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路と、前記整流回路に接続され、前記整流回路の出力する直流電圧を昇圧し出力する昇圧回路と、前記昇圧回路に接続され、前記昇圧回路の出力する昇圧した直流電圧を、トランスを介して絶縁した状態で異なる電圧に変換し出力する直流電圧変換回路と、前記昇圧回路及び前記直流電圧変換回路に接続され、前記昇圧回路及び前記直流電圧変換回路を制御する制御回路と、を備え、前記外部電源によって走行用の前記電動機に供給する電力を蓄える蓄電装置を充電するための充電装置と、
前記昇圧回路と前記直流電圧変換回路の接続点に前記ヒータを接続する接続回路と、
を有することを特徴とする電力供給装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記昇圧回路を制御して前記整流回路の出力する直流電圧を昇圧させるとともに、前記接続回路を制御して前記昇圧回路と前記直流電圧変換回路の接続点に前記ヒータを接続し、前記昇圧回路から前記ヒータに電力を供給することを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記直流電圧変換回路を制御して動作を停止させるとともに、前記昇圧回路を制御して前記整流回路の出力する直流電圧を前記蓄電装置の充電時よりも高い電圧に昇圧させることを特徴とする請求項２に記載の電力供給装置。
【請求項４】
前記直流電圧変換回路は、前記蓄電装置の出力する直流電圧を、前記トランスを介して絶縁した状態で異なる電圧に変換し出力でき、
前記制御回路は、前記昇圧回路を制御して前記昇圧回路の動作を停止させるとともに、前記直流電圧変換回路を制御して、前記蓄電装置の出力する直流電圧を、前記トランスを介して絶縁した状態で異なる電圧に変換させ、前記接続回路を制御して前記昇圧回路と前記直流電圧変換回路の接続点に前記ヒータを接続し、前記直流電圧変換回路から前記ヒータに電力を供給することを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項５】
前記直流電圧変換回路は、前記トランスの巻数を切替える巻数切替え回路を有し、
前記制御回路は、前記直流電圧変換回路から前記ヒータに電力を供給する際、前記巻数切替え回路を制御して前記トランスの巻数を切替えることを特徴とする請求項４に記載の電力供給装置。
【請求項６】
前記制御回路は、巻数切替え後の前記直流電圧変換回路の出力電圧が巻数切替え前の前記直流電圧変換回路の出力電圧より高くなるように前記巻数切替え回路を制御することを特徴とする請求項５に記載の電力供給装置。
【請求項７】
前記制御回路は、前記外部電源から前記整流回路に交流電圧が供給されている状態で前記ハイブリッド車の始動が予告されたとき又は前記ハイブリッド車が始動したとき、前記昇圧回路から前記ヒータに電力を供給することを特徴とする請求項２又は３に記載の電力供給装置。
【請求項８】
前記制御回路は、前記外部電源から前記整流回路に交流電圧が供給されていない状態で前記ハイブリッド車の始動が予告されたとき又は前記ハイブリッド車が始動したとき、前記直流電圧変換回路から前記ヒータに電力を供給することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の電力供給装置。
【請求項９】
前記昇圧回路は、昇圧した直流電圧を平滑化するコンデンサを有し、
前記制御回路は、前記コンデンサに蓄えられた電荷を放電することで前記ヒータに電力を供給することを特徴とする請求項２〜８のいずれか１項に記載の電力供給装置。
【請求項１０】
前記制御回路は、電力供給終了時の所定時間前から電力供給終了時までの間、又は、前記ヒータが所定温度に達してから電力供給終了時までの間、前記コンデンサに蓄えられた電荷を放電することで前記ヒータに電力を供給することを特徴とする請求項９に記載の電力供給装置。
【請求項１】
内燃機関及び走行用の電動機を備えたハイブリッド車で、前記内燃機関、及び、前記内燃機関の排気ガスを浄化する触媒装置の少なくともいずれかを加熱するためのヒータに電力を供給する電力供給装置において、
外部電源に接続され、前記外部電源の出力する交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路と、前記整流回路に接続され、前記整流回路の出力する直流電圧を昇圧し出力する昇圧回路と、前記昇圧回路に接続され、前記昇圧回路の出力する昇圧した直流電圧を、トランスを介して絶縁した状態で異なる電圧に変換し出力する直流電圧変換回路と、前記昇圧回路及び前記直流電圧変換回路に接続され、前記昇圧回路及び前記直流電圧変換回路を制御する制御回路と、を備え、前記外部電源によって走行用の前記電動機に供給する電力を蓄える蓄電装置を充電するための充電装置と、
前記昇圧回路と前記直流電圧変換回路の接続点に前記ヒータを接続する接続回路と、
を有することを特徴とする電力供給装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記昇圧回路を制御して前記整流回路の出力する直流電圧を昇圧させるとともに、前記接続回路を制御して前記昇圧回路と前記直流電圧変換回路の接続点に前記ヒータを接続し、前記昇圧回路から前記ヒータに電力を供給することを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記直流電圧変換回路を制御して動作を停止させるとともに、前記昇圧回路を制御して前記整流回路の出力する直流電圧を前記蓄電装置の充電時よりも高い電圧に昇圧させることを特徴とする請求項２に記載の電力供給装置。
【請求項４】
前記直流電圧変換回路は、前記蓄電装置の出力する直流電圧を、前記トランスを介して絶縁した状態で異なる電圧に変換し出力でき、
前記制御回路は、前記昇圧回路を制御して前記昇圧回路の動作を停止させるとともに、前記直流電圧変換回路を制御して、前記蓄電装置の出力する直流電圧を、前記トランスを介して絶縁した状態で異なる電圧に変換させ、前記接続回路を制御して前記昇圧回路と前記直流電圧変換回路の接続点に前記ヒータを接続し、前記直流電圧変換回路から前記ヒータに電力を供給することを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項５】
前記直流電圧変換回路は、前記トランスの巻数を切替える巻数切替え回路を有し、
前記制御回路は、前記直流電圧変換回路から前記ヒータに電力を供給する際、前記巻数切替え回路を制御して前記トランスの巻数を切替えることを特徴とする請求項４に記載の電力供給装置。
【請求項６】
前記制御回路は、巻数切替え後の前記直流電圧変換回路の出力電圧が巻数切替え前の前記直流電圧変換回路の出力電圧より高くなるように前記巻数切替え回路を制御することを特徴とする請求項５に記載の電力供給装置。
【請求項７】
前記制御回路は、前記外部電源から前記整流回路に交流電圧が供給されている状態で前記ハイブリッド車の始動が予告されたとき又は前記ハイブリッド車が始動したとき、前記昇圧回路から前記ヒータに電力を供給することを特徴とする請求項２又は３に記載の電力供給装置。
【請求項８】
前記制御回路は、前記外部電源から前記整流回路に交流電圧が供給されていない状態で前記ハイブリッド車の始動が予告されたとき又は前記ハイブリッド車が始動したとき、前記直流電圧変換回路から前記ヒータに電力を供給することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の電力供給装置。
【請求項９】
前記昇圧回路は、昇圧した直流電圧を平滑化するコンデンサを有し、
前記制御回路は、前記コンデンサに蓄えられた電荷を放電することで前記ヒータに電力を供給することを特徴とする請求項２〜８のいずれか１項に記載の電力供給装置。
【請求項１０】
前記制御回路は、電力供給終了時の所定時間前から電力供給終了時までの間、又は、前記ヒータが所定温度に達してから電力供給終了時までの間、前記コンデンサに蓄えられた電荷を放電することで前記ヒータに電力を供給することを特徴とする請求項９に記載の電力供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−９５３７７（Ｐ２０１３−９５３７７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４２６３４（Ｐ２０１１−２４２６３４）
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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