JP2010124581A - 車両用電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】主電源の過放電を低減し、かつ蓄電部の効率を向上する車両用電源装置を提供する。
【解決手段】ＤＣ／ＤＣコンバータ１３と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の低電圧側端子１７に電気的に接続された、主電源１９と発電機２１の並列回路と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の高電圧側端子２７に電気的に接続された蓄電部３１と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３、蓄電部３１、及び主電源１９に電気的に接続された制御回路３３を備え、前記制御回路３３は、前記蓄電部３１の電圧Ｖｃを検出し、前記蓄電部電圧Ｖｃが、所定の第１の閾値Ｖ１よりも低く、かつ車速が０の時に、前記低電圧側端子１７が所定の電圧になるように前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３を制御して、前記主電源１９と前記発電機２１の電力により前記第１の閾値Ｖ１まで前記蓄電部３１を充電する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電圧を変換するＤＣ／ＤＣコンバータと蓄電部を用いた車両用電源装置に関するものである。

近年、停車時にエンジンを停止し、再走行時にエンジンを始動することにより、停車中の燃料消費を抑制し、省燃費を達成するアイドリングストップ機能付きの車両が開発されている。このような車両では、アイドリングストップ後のエンジン始動時に、バッテリの電力でスタータを駆動すると、バッテリの内部抵抗による電圧降下が発生し、バッテリに接続された他の車載機器（負荷）に悪影響を及ぼす可能性がある。そこで、これを避けるために、急速充放電特性に優れる電気二重層キャパシタに蓄えた電力でスタータを駆動する車両用電源装置が提案されている。

しかし、このような車両用電源装置では、電気二重層キャパシタの過放電によりエンジン再始動に必要なエネルギーが不足し、アイドリングストップ後のエンジン再始動ができなくなる可能性があるという問題点があった。

そこで、電気二重層キャパシタの過放電によりエンジン再始動に必要なエネルギーが不足した場合でも、エンジン再始動時のスタータへの供給電力の低下を防止し、所定のエンジン回転数を得るための車両用電源装置としてのバッテリ用電力回路が下記特許文献１に提案されている。図３はこのようなバッテリ用電力回路のブロック回路図を示す。

図３において、車両の主電源であるバッテリ１０３には、蓄電部としてのコンデンサ群１０５が直列に接続されている。前記バッテリ１０３と前記コンデンサ群１０５には、両者の間で電力を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ１０７が接続されている。前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１０７は制御装置１０９により制御される。また、前記バッテリ１０３と前記コンデンサ群１０５の直列回路は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１０７、および電力変換回路１１１を介して、スタータの役目を担う電動機１１３に電気的に接続されている。前記電動機１１３はエンジン１１５と機械的に接続されている。

次に、このようなバッテリ用電力回路の動作を説明する。前記制御装置１０９は、前記コンデンサ群１０５の電圧を検知し、検知した電圧が所定の閾値より小さい場合は前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１０７により、前記バッテリ１０３から前記コンデンサ群１０５への充電を行う。これにより、前記エンジン１１５の再始動時の前記電動機１１３への供給電力の低下を防止し、前記エンジン１１５の始動が可能になる。
特許第３９７７８４１号公報

上記のバッテリ用電力回路によると、確かにコンデンサ群１０５の充電電圧が不足した場合でも、バッテリ１０３から充電することで、エンジン１１５を再始動することができるのであるが、前記バッテリ１０３から前記コンデンサ群１０５の電圧不足分を充電することで、前記バッテリ１０３が過放電に至る可能性があるという課題があった。また、前記コンデンサ群１０５の電圧が所定の閾値を下回ると、常に前記コンデンサ群１０５の電圧不足分を充電してしまうため、前記コンデンサ群１０５の放電電圧範囲が狭くなり効率が悪くなるという課題もあった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、主電源の過放電を低減し、かつ蓄電部の効率を向上する車両用電源装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の車両用電源装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの低電圧側端子に電気的に接続された、主電源と発電機の並列回路と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの高電圧側端子に電気的に接続された蓄電部と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ、蓄電部、及び主電源に電気的に接続された制御回路を備え、前記制御回路は、前記蓄電部の電圧（Ｖｃ）を検出し、前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が、所定の第１の閾値（Ｖ１）よりも低く、かつ車速が０の時に、前記低電圧側端子が所定の電圧（Ｖｂｓｔ）になるように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御して、前記主電源と前記発電機の電力により前記第１の閾値（Ｖ１）まで前記蓄電部を充電するようにしたものである。

本発明の車両用電源装置によれば、車速が０の時に、蓄電部電圧（Ｖｃ）が不足していれば主電源と発電機により蓄電部を充電するので、従来のように主電源（バッテリ１０３）からのみ蓄電部（コンデンサ群１０５）を充電する場合に比べ、前記主電源が過放電に至る可能性を低減することができる。また、車速が０で、かつ前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が第１の閾値（Ｖ１）より低い場合にのみ前記蓄電部を充電するので、従来のように常に前記蓄電部を充電することがない。従って、前記蓄電部の放電電圧範囲を広くすることができ、その分の電力を有効に活用できる。ゆえに、前記蓄電部の効率を向上することができるという効果を奏する。

以下、本発明を実施するための最適の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における車両用電源装置のブロック回路図である。図２は同実施の形態における車両用電源装置の各種特性の経時変化図であり、（ａ）は車速ｖの経時変化図を、（ｂ）は発電機の発電状態の経時変化図を、（ｃ）は発電機の制動力回生状態の経時変化図を、（ｄ）は蓄電部電圧Ｖｃの経時変化図を、（ｅ）はエンジンのオンオフ状態の経時変化図を、それぞれ示す。なお、図１において太線は電力系配線を、細線は信号系配線をそれぞれ示す。

図１において、車両用電源装置１０は次の構成を有する。まず、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の低電圧側端子１７には、低電圧側接続点１８を介して主電源１９と発電機２１が電気的に並列接続されている。ここで、前記主電源１９は車両用バッテリである。また、前記発電機２１はエンジン（図示せず）の回転により電力を発生するもので、前記車両の制動時には回生電力を発生する。

さらに、低電圧側接続点１８には負荷２３とスタータ２５も接続されている。ここで、前記負荷２３は前記車両に搭載された電装品である。また、前記スタータ２５は、前記車両の使用開始時やアイドリングストップ終了時に前記エンジンを始動する際に用いられる。

一方、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の高電圧側端子２７には高電圧側接続点２９を介して、前記回生電力を充電するための蓄電部３１が接続されている。ここで、前記蓄電部３１は急峻に発生する前記回生電力を効率よく充電するために、急速充放電特性に優れる大容量の電気二重層キャパシタを用いた。

また、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３、低電圧側接続点１８、および高電圧側接続点２９は、それぞれ前記信号系配線で制御回路３３に接続されている。ここで、前記低電圧側接続点１８は前記主電源１９と接続されているので、前記制御回路３３は前記主電源１９と電気的に接続されていることになる。同様に、高電圧側接続点２９は前記蓄電部３１と接続されているので、前記制御回路３３は前記蓄電部３１と電気的に接続されていることになる。

前記制御回路３３は、マイクロコンピュータと周辺機器で構成され、前記低電圧側接続点１８の電圧Ｖｂと前記高電圧側接続点２９の電圧、すなわち前記蓄電部３１の電圧（以下、蓄電部電圧Ｖｃという）を検出するとともに、制御信号ｃｏｎｔを送信することで前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３を制御している。さらに、前記制御回路３３は図示しない車両側制御回路とも信号系配線で接続されており、種々のデータ信号ｄａｔａの送受信を行っている。

以上の構成により、前記発電機２１で前記回生電力が発電されれば、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は昇圧して前記蓄電部３１を充電し、非回生時になると、前記蓄電部３１が蓄えた前記回生電力を前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３が降圧して前記主電源１９や前記負荷２３に放電する。これにより、前記回生電力を有効に利用することができ、前記車両の高効率化、低燃費化が可能となる。さらに前記蓄電部３１が蓄えた電力を前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３により降圧して、前記スタータ２５に電力供給することで、前記スタータ２５の駆動時における前記主電源１９からの持ち出し電流を低減することができ、その結果、前記主電源１９の電圧降下を抑制することができる。

次に、このような車両用電源装置１０の特徴となる動作について、図２を参照しながら説明する。

まず、時刻ｔ０から時刻ｔ１において、図２（ａ）に示すように、車速ｖが加速後に定速状態となり、かつ図２（ｄ）に示すように、前記蓄電部電圧Ｖｃが前記低電圧側接続点１８の電圧Ｖｂと等しい状態であるとする。すなわち、時刻ｔ０から時刻ｔ１では前記車速ｖが０でないため、前記エンジンが動作している。従って、前記発電機２１が前記エンジンの回転により発電を行っている。ゆえに、前記低電圧側接続点１８の電圧Ｖｂは前記発電機２１の発電電圧（例えば１４Ｖ）と等しいことになる。ここで、この発電電圧を第２の閾値Ｖ２と定義する。

以上より、前記低電圧側端子１７の電圧値と前記高電圧側端子２７の電圧値が等しいため、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３による前記蓄電部３１から前記負荷２３への放電はできない。従って、前記蓄電部電圧Ｖｃは、前記第２の閾値Ｖ２の電圧値を維持することとなる。この場合、前記負荷２３への電力供給は、図２（ｂ）に示すように、前記発電機２１の発電電力から行われる。

次に、時刻ｔ１から時刻ｔ２で車両が減速すると、図２（ｃ）に示すように、前記発電機２１が前記回生電力を発電する。この減速している期間では、前記制御回路３３は、前記車両側制御回路から減速信号を前記データ信号ｄａｔａとして受信することで、上記したように前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３に対し前記発電機２１による前記回生電力を昇圧して、前記蓄電部３１に充電するよう制御する。なお、前記制御回路３３による前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の制御は、前記制御回路３３が前記制御信号ｃｏｎｔを前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３に対して出力することにより行われる。以下、前記制御回路３３が前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３を制御する際は、同様の動作を行うものとする。

時刻ｔ２で、図２（ａ）に示すように、前記車両の減速状態が終了し定速状態になると、図２（ｃ）に示すように、もはや前記回生電力が発生しないので、前記制御回路３３は、前記蓄電部電圧Ｖｃと前記低電圧側接続点１８の電圧Ｖｂを検出し、前者が後者より高ければ、前記蓄電部３１から前記負荷２３へ放電するよう前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３を制御する。これにより、前記回生電力を有効に活用でき、効率が向上する。

その後、図２（ａ）に示すように、時刻ｔ３から時刻ｔ４まで再び前記車両が加速しても、図２（ｄ）に示すように、前記蓄電部電圧Ｖｃが前記低電圧側接続点１８の電圧Ｖｂ（図２（ｄ）では前記第２の閾値Ｖ２に相当）より高いので、前記負荷２３への放電を継続する。これにより、前記蓄電部電圧Ｖｃは経時的に低下する。

次に、時刻ｔ４にて再度減速が始まると、時刻ｔ１から時刻ｔ２と同様に、前記制御回路３３は、前記発電機２１による前記回生電力を前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３により昇圧して、前記蓄電部３１に充電する。その後、時刻ｔ５において、図２（ｄ）に示すように、減速中に前記蓄電部電圧Ｖｃが定格電圧Ｖｃｍａｘに達すると、前記制御回路３３は前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３により前記蓄電部３１への充電を停止し、前記蓄電部電圧Ｖｃが前記定格電圧Ｖｃｍａｘを超えないように制御する。ここで、前記定格電圧Ｖｃｍａｘは次のようにして決定する。例えば前記蓄電部３１として、１個当たりの定格電圧が２．５Ｖの電気二重層キャパシタを１４本直列に接続した場合、３５Ｖが前記定格電圧Ｖｃｍａｘとなる。しかし、前記電気二重層キャパシタを直列に接続すると、各電気二重層キャパシタ間で電圧バラツキが存在するため、ここではその分のマージンを考慮して、３５Ｖ×０．９＝３１．５Ｖを前記定格電圧Ｖｃｍａｘとする。

次に、時刻ｔ６で前記車速ｖが０になったときの動作を説明する。前記制御回路３３は、前記車両側制御回路より前記車速ｖが０であることを検出すると、前記蓄電部電圧Ｖｃを検出し、その値が第１の閾値Ｖ１よりも高ければ、図２（ｅ）に示すように、直ちに前記エンジンを切り、アイドリングストップを行う。ここで、前記第１の閾値Ｖ１とは、前記蓄電部３１のみを用いて前記エンジンを始動する際に必要な前記蓄電部３１の最低電圧のことであり、次の（１）式で求めることができる。

Ｖ１＝√｛(２×Ｖｂａｔ×Ｉｓｔａｒｔ×Ｔｓｔａｒｔ)／Ｃ＋Ｖｂａｔ｝ （１）
ここで、Ｖｂａｔは前記主電源１９の電圧、Ｉｓｔａｒｔは前記スタータ２５への供給電流、Ｔｓｔａｒｔは前記スタータ２５への電流供給時間、Ｃは前記蓄電部３１の容量値をそれぞれ示す。本実施の形態では、これらのパラメータを（１）式に代入することにより、前記第１の閾値Ｖ１を１７Ｖと決定した。

従って、図２（ｄ）に示すように、時刻ｔ６では前記蓄電部電圧Ｖｃは前記定格電圧Ｖｃｍａｘに至っており、前記第１の閾値Ｖ１より高いので、前記蓄電部３１により前記スタータ２５を十分に駆動することができる。ゆえに、図２（ｅ）に示すように、制御回路３３は時刻ｔ６で前記エンジンをオフにしている。

時刻ｔ６から時刻ｔ７の間は、アイドリングストップ中であるため、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３により、前記蓄電部３１が蓄えた電力を前記負荷２３へ放電することで、前記主電源１９からの電力の持ち出しを低減することができ、前記主電源１９の過放電の可能性を低減できる。

次に、時刻ｔ７で、ドライバーがブレーキペダル（図示せず）から足を離して走行を開始しようとすると、前記制御回路３３は前記車両側制御回路から前記ブレーキペダルの状態信号を前記データ信号ｄａｔａとして受信することにより、前記スタータ２５を駆動する。この時、図２（ｄ）に示すように、前記蓄電部電圧Ｖｃは、前記第１の閾値Ｖ１よりも高いため、前記蓄電部３１の電力を前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３により降圧して前記スタータ２５へ放電する。これにより、前記主電源１９の電力を使用することなく前記エンジンを始動することが可能となる。その結果、前記主電源１９の電圧落ち込みを抑制し、前記負荷２３へ安定な電力を供給することが可能となると同時に、前記主電源１９の過放電の可能性も低減することができる。なお、図２（ｄ）において、前記蓄電部電圧Ｖｃが時刻ｔ７で急峻に低下しているのは、前記スタータ２５の駆動により、大電力が短期間に消費されたためである。

時刻ｔ７から時刻ｔ８は、図２（ａ）に示すように、前記車速ｖが加速から定速に至る状態であるが、この間は図２（ｄ）に示すように、前記蓄電部電圧Ｖｃが十分に高いので、引き続き前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３により前記蓄電部３１の電力を降圧して、前記負荷２３に供給する。このような動作により、前記回生電力を有効に活用でき、前記蓄電部３１の利用効率を向上することができる。

次に、時刻ｔ８で、図２（ａ）に示すように、前記車両が減速すると、前記回生電力を回収するために、前記発電機２１は図２（ｂ）に示すように発電状態となり、図２（ｃ）に示すように制動力を回生する状態となる。その結果、前記車両が定速になる時刻ｔ９までの間に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３により前記蓄電部３１が充電される。従って、図２（ｄ）に示すように、前記蓄電部電圧Ｖｃは上昇する。

次に、時刻ｔ９で、図２（ａ）に示すように、前記車速ｖが定速になると、時刻ｔ７から時刻ｔ８と同様に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３により前記蓄電部３１の電力を前記負荷２３に供給する。この間は、図２（ｂ）に示すように、前記発電機２１の発電状態を停止するよう、前記制御回路３３は前記車両側制御回路に前記データ信号ｄａｔａを送信する。これにより、前記エンジンの負担が軽減されるので、省燃費が可能になる。なお、この動作は時刻ｔ２から時刻ｔ４と、時刻ｔ７から時刻ｔ８においても同様に行われている。

次に、時刻ｔ１０で、図２（ｄ）に示すように、前記蓄電部電圧Ｖｃが前記第２の閾値Ｖ２まで下がる。ここで、前記第２の閾値Ｖ２は、上記したように前記発電機２１の発電電圧であるので、前記第１の閾値Ｖ１より低い。また、前記発電機２１が停止している時の前記主電源１９の下限電圧（以下、所定の電圧Ｖｂｓｔという）は約１１Ｖであるので、前記第２の閾値Ｖ２は前記所定の電圧Ｖｂｓｔよりも高い電圧となる。従って、時刻ｔ１０に至ると、前記制御回路３３は前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３による前記蓄電部３１の放電を停止し、前記第２の閾値Ｖ２を維持するように制御する。それと同時に、図２（ｂ）に示すように、前記発電機２１の発電を開始する。これにより、前記負荷２３への電力供給は、前記蓄電部３１から前記発電機２１に替わる。また、前記発電機２１の動作により、前記蓄電部電圧Ｖｃと前記低電圧側接続点１８の電圧Ｖｂがほぼ等しくなるので、自動的に前記蓄電部電圧Ｖｃは前記発電機２１の電圧値に保持される。これは時刻ｔ０から時刻ｔ１と同じ状態である。ゆえに、前記蓄電部３１は放電可能な最低電圧である前記第２の閾値Ｖ２まで放電するように前記制御回路３３により制御されている。

ここまでで説明したことから、前記制御回路３３は、前記エンジンの駆動中（図２の時刻ｔ０から時刻ｔ６と時刻ｔ７から時刻ｔ１２）に、前記蓄電部電圧Ｖｃが放電可能な最低電圧である前記第２の閾値Ｖ２から前記定格電圧Ｖｃｍａｘまでの範囲になるように、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３を制御している。これにより、図２（ｄ）に示すように、前記蓄電部電圧Ｖｃは充放電の電圧範囲が広いため、前記蓄電部３１の電力を有効に活用でき、効率が向上する。

次に、時刻ｔ１１で、図２（ａ）に示すように、前記車両が減速する。これにより、図２（ｃ）に示すように、制動力が回生された状態になる。この情報を前記車両側制御回路から受信すると、前記制御回路３３は、前記蓄電部３１を充電するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３を制御する。その結果、図２（ｄ）に示すように、前記蓄電部電圧Ｖｃは上昇する。

次に、時刻ｔ１２で前記車速が０になるが、図２（ｄ）に示すように、前記蓄電部電圧Ｖｃは前記第１の閾値Ｖ１よりも低い。この場合、上記したように、即座にアイドリングストップを行うと、次に前記エンジンを始動するために必要な電力を前記蓄電部３１から前記スタータ２５に供給することができない。そこで、前記制御回路３３は、前記車両側制御回路に対し、アイドリングストップを行わないよう前記データ信号ｄａｔａを送信する。これにより、前記発電機２１は、図２（ｂ）に示すように、前記車速ｖが０でも引き続き発電状態となるので、前記蓄電部３１を前記発電機２１の電力によっても充電することができる。

その後、図２（ｄ）に示すように、時刻ｔ１３で、前記蓄電部電圧Ｖｃが前記第１の閾値Ｖ１に達すると、前記制御回路３３は、前記車両側制御回路に対し、前記エンジンをオフにし、アイドリングストップを開始するよう前記データ信号ｄａｔａを送信する。これにより、図２（ｅ）に示すように、前記エンジンはオフ状態となる。ここまでの時刻ｔ１２から時刻ｔ１３の間、前記主電源１９と前記発電機２１の両方から前記蓄電部３１を充電するので、前記蓄電部電圧Ｖｃが前記第１の閾値Ｖ１に達するまでの期間を短縮でき、その分、アイドリングストップ期間を長くすることができる。

しかし、前記主電源１９からの持ち出し電流が大きければ、前記主電源１９の電圧の予期せぬ低下による前記負荷２３に対する電力供給の不安定や、前記主電源１９の劣化を招く恐れがある。そこで、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３で前記蓄電部３１を充電する際に、前記制御回路３３は前記主電源１９の電圧、すなわち前記低電圧側端子１７の電圧が、前記所定の電圧Ｖｂｓｔになるように前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３を制御して、前記蓄電部３１を前記第１の閾値Ｖ１まで充電する。具体的には、例えば前記所定の電圧Ｖｂｓｔを１１Ｖ、前記主電源１９の開放電圧を１３Ｖ、前記主電源１９の内部抵抗値を１０ｍΩとした場合、（１３−１１）／０．０１＝２００Ａを最大電流として、前記主電源１９の電圧が前記所定の電圧Ｖｂｓｔを下回らないように、前記蓄電部３１を充電している。これにより、前記主電源１９が過放電に至る可能性を低減しながら前記蓄電部３１を充電することができる。

時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までのアイドリングストップによる前記エンジンの停止時は、前記制御回路３３により、前記蓄電部電圧Ｖｃが前記第１の閾値Ｖ１を下回らないように前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３を制御する。これにより次の前記エンジンの再始動を前記蓄電部３１の電力により行うことができる。なお、この期間は、前記負荷２３への電力供給は前記主電源１９から行われる。

その後、時刻ｔ１４にて、ドライバーが前記ブレーキペダルから足を離して走行を開始しようとすると、前記制御回路３３は前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３に対し、前記蓄電部電圧Ｖｃにおける前記第１の閾値電圧Ｖ１の保持を解除し、前記蓄電部３１から前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３を介して前記スタータ２５に電力を供給するよう制御する。これにより、前記主電源１９を使用することなく、図２（ｅ）に示すように、前記エンジンをオンにすることができる。なお、時刻ｔ１４における前記蓄電部電圧Ｖｃの落ち込みは、時刻ｔ７と同じ理由による。

その後、図２（ａ）に示すように、前記車両の加速中に、引き続き前記蓄電部３１から前記負荷２３へ前記回生電力が放電され、図２（ｄ）に示すように、前記蓄電部電圧Ｖｃが前記第２の閾値Ｖ２に達する時刻ｔ１５まで継続される。

時刻ｔ１５では、図２（ｄ）に示すように、前記蓄電部３１の放電が停止するので、前記制御回路３３は時刻ｔ１５以降で、前記負荷２３に電力を供給するために、図２（ｂ）に示すように、前記発電機２１を発電状態とするよう前記車両側制御回路に前記データ信号ｄａｔａを送信する。

時刻ｔ１５以降の状態は、時刻ｔ０と同じであるので、以降の説明を省略する。

以上の構成、動作により、前記車速ｖが０の時に、前記蓄電部電圧Ｖｃが不足していれば、前記主電源１９と前記発電機２１により前記蓄電部３１を充電するので、前記主電源１９が過放電に至る可能性を低減することができるとともに、前記車速ｖが０でなければ、前記蓄電部電圧Ｖｃが前記第１の閾値Ｖ１より低い電圧範囲でも放電を行うので、電力を有効に活用でき、前記蓄電部３１の効率を向上することが可能な車両用電源装置１０を実現できる。

なお、本実施の形態において、前記蓄電部３１には前記電気二重層キャパシタを用いたが、これは電気化学キャパシタ等の他の大容量キャパシタでもよい。

本発明の車両用電源装置は、主電源の過放電を低減し、かつ蓄電部の効率を向上することができるという効果を有し、特に制動力回生システムに用いられる車両用電源装置等として利用できる。

本発明の実施の形態における車両用電源装置のブロック図 同実施の形態における車両用電源装置の各種特性の経時変化図であり、（ａ）は車速ｖの経時変化図、（ｂ）は発電機の発電状態の経時変化図、（ｃ）は発電機の制動力回生状態の経時変化図、（ｄ）は蓄電部電圧Ｖｃの経時変化図、（ｅ）はエンジンのオンオフ状態の経時変化図 従来のバッテリ用電力回路のブロック回路図

符号の説明

１０ 車両用電源装置
１３ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１７ 低電圧側端子
１９ 主電源
２１ 発電機
２３ 負荷
２７ 高電圧側端子
３１ 蓄電部
３３ 制御回路

Claims (4)

1. ＤＣ／ＤＣコンバータと、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータの低電圧側端子に電気的に接続された、主電源と発電機の並列回路と、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータの高電圧側端子に電気的に接続された蓄電部と、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータ、蓄電部、及び主電源に電気的に接続された制御回路を備え、
   前記制御回路は、前記蓄電部の電圧（Ｖｃ）を検出し、前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が、第１の閾値（Ｖ１）よりも低く、かつ車速が０の時に、前記低電圧側端子が所定の電圧（Ｖｂｓｔ）になるように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御して、前記主電源と前記発電機の電力により前記第１の閾値（Ｖ１）まで前記蓄電部を充電するようにした車両用電源装置。
2. 前記制御回路は、エンジン停止時に、前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が前記第１の閾値（Ｖ１）を下回らないように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用電源装置。
3. 前記制御回路は、エンジン駆動中に前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が前記所定の電圧（Ｖｂｓｔ）よりも高く、かつ前記第１の閾値（Ｖ１）よりも低い第２の閾値（Ｖ２）から、前記蓄電部の定格電圧（Ｖｃｍａｘ）までの範囲になるように、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用電源装置。
4. 前記蓄電部は、大容量キャパシタからなることを特徴とする請求項１に記載の車両用電源装置。

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