JP5471767B2 - 電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、回生電力の回収機能を有するとともに、バッテリの電圧低下時に蓄電部の電力を負荷に供給可能な電源装置に関するものである。

近年、省燃費のためにアイドリングストップ機能や減速時の回生機能を有する車両が開発されている。この車両において、前記アイドリングストップ機能は停車時にエンジンを止め、発進時に前記エンジンを再始動するので、前記エンジンを止めている期間の燃料を節約できる。また、前記回生機能については、例えば特許文献１に示される車両用電力制御装置が提案されている。この概略構成図を図１０に示す。車両のエンジン１３１はタイヤ１３３と発電機１３５に機械的に接続されている。発電機１３５にはバッテリ１３７と車両電気負荷１３９が電気的に接続される。なお、車両電気負荷１３９にはスタータが含まれる。さらに、発電機１３５にはＤＣ／ＤＣコンバータ１４１を介して電気二重層コンデンサ１４３が電気的に接続される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４１は電子演算装置１４５により制御される。

次に、このような車両用電力制御装置における動作について説明する。車両の減速期間に発電機１３５を発電させることで回生電力が発生する。それにより、電子演算装置１４５はＤＣ／ＤＣコンバータ１４１に対して電気二重層コンデンサ１４３を充電するように制御する。その結果、前記回生電力が電気二重層コンデンサ１４３に蓄えられる。その後、車両が減速を終了すると、電子演算装置１４５はＤＣ／ＤＣコンバータ１４１に対して電気二重層コンデンサ１４３をバッテリ１３７に優先して放電するように制御する。その結果、電気二重層コンデンサ１４３に蓄えた前記回生電力がバッテリ１３７や車両電気負荷１３９に供給され、その有効活用が可能となる。従って、前記車両の省燃費化を図ることができる。

特許第３４６５２９３号公報

上記した図１０の車両用電力制御装置によると、確かに回生電力の有効活用ができるのであるが、これをアイドリングストップ車に適用すると、スタータを含む車両電気負荷１３９がバッテリ１３７と電気二重層コンデンサ１４３の並列回路と電気的に接続される構成であるので、エンジン再始動のために前記スタータを駆動すると大電流が流れ、車両電気負荷１３９への印加電圧の一時的な低下（以下、瞬時低下という）が発生する。これに対し、図１０の構成では車両電気負荷１３９への電力はバッテリ１３７と電気二重層コンデンサ１４３の両方から供給される。従って、回生機能を持たずバッテリ１３７のみから前記スタータに電力が供給されるアイドリングストップ車の場合に比べて、図１０の構成における電気二重層コンデンサ１４３から車両電気負荷１３９へ供給される電力の分、瞬時低下による電圧低下幅は低減される。しかし、前記スタータ以外の車両電気負荷１３９への印加電圧においては依然として電圧変動の可能性が残るという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、瞬時低下可能性を低減する回生電力回収機能付き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、本発明の電源装置は、車両に搭載されるバッテリに一端が電気的に接続されたスイッチと、前記スイッチの他端に電気的に接続された負荷と、前記スイッチの前記他端に電気的に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータに電気的に接続された蓄電部と、前記蓄電部に電気的に接続され、蓄電部電圧（Ｖｃ）を検出する蓄電部電圧検出回路と、前記スイッチに並列に、カソードが前記ＤＣ／ＤＣコンバータ側になるように接続されたダイオードと、前記スイッチ、ＤＣ／ＤＣコンバータおよび蓄電部電圧検出回路に電気的に接続された制御回路と、を備え、前記車両が回生電力を発生する際に、前記制御回路は前記スイッチをオンにするとともに、前記回生電力は前記蓄電部に充電され、前記車両が前記回生電力を発生しない際に、前記制御回路は前記スイッチをオンにするとともに、前記ＤＣ／ＤＣコンバータが動作でき、かつ前記車両のエンジンの再始動により前記バッテリの電圧が瞬時低下する既定期間（ｔｓ）に亘り前記蓄電部が前記負荷を駆動し続けられる蓄電部最低電圧（Ｖｃｋ２）に前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が至るまでの範囲で前記ＤＣ／ＤＣコンバータにより前記蓄電部を放電し、前記車両がアイドリングストップ状態となれば、前記制御回路は前記スイッチをオフにするとともに、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの前記蓄電部電圧（Ｖｃ）に対する下限電圧設定値（Ｖｃｓ）を前記蓄電部最低電圧（Ｖｃｋ２）から、それより既定電圧幅（ΔＶｃ）だけ低い蓄電部下限電圧（Ｖｃｋ）に切り替えて前記ＤＣ／ＤＣコンバータにより前記蓄電部の電力を放電して前記負荷に供給し、前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が前記蓄電部最低電圧（Ｖｃｋ２）に至った場合は、前記制御回路は前記蓄電部への充電電流上限設定値（Ｉｃｓ）を既定上限電流値（Ｉｃｕ）から０に設定して前記蓄電部を充電するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記瞬時低下の前記既定期間（ｔｓ）に亘り前記蓄電部の電力が前記負荷に供給され、前記エンジンの再始動完了後、前記制御回路は前記充電電流上限設定値（Ｉｃｓ）を前記既定上限電流値（Ｉｃｕ）に戻す動作、前記下限電圧設定値（Ｖｃｓ）を前記蓄電部最低電圧（Ｖｃｋ２）に戻す動作、前記蓄電部を放電するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する動作、および前記スイッチをオンにする動作を行ない、前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が前記蓄電部最低電圧（Ｖｃｋ２）に至る前の時点で前記エンジンの再始動が完了した場合は、前記制御回路は前記下限電圧設定値（Ｖｃｓ）を前記蓄電部最低電圧（Ｖｃｋ２）に戻す動作、前記蓄電部を放電するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する動作、および前記スイッチをオンにする動作を行なうようにしたものである。

本発明の電源装置によれば、車両がアイドリングストップ状態になれば、スイッチをオフにして、瞬時低下の既定期間（ｔｓ）に亘り蓄電部から負荷に供給できる電力を残して前記蓄電部から回生電力を前記負荷へ放電した後、いつ前記瞬時低下が発生しても前記蓄電部に残した前記電力を前記負荷に放電できるよう待機し、エンジンの再始動に伴う前記瞬時低下の発生とともに、前記エンジンの再始動信号を受信することなく速やかに前記電力を前記負荷に放電することができる。従って、前記瞬時低下の発生時に前記蓄電部から前記負荷へ遅延することなく安定して前記電力を供給できるので、前記負荷に対する電圧の瞬時低下可能性を低減する回生電力回収機能付き電源装置を実現できるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１における電源装置のブロック回路図 本発明の実施の形態１における電源装置のアイドリングストップ時の動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態１における電源装置の各種特性の経時変化図であり、（ａ）は車速の経時変化図、（ｂ）はスイッチのタイミングチャート、（ｃ）は発電機電圧Ｖｇの経時変化図、（ｄ）は出力電圧設定値Ｖｏｓのタイミングチャート、（ｅ）は蓄電部電圧Ｖｃの経時変化図、（ｆ）は蓄電部下限電圧設定値Ｖｃｓのタイミングチャート、（ｇ）は充電電流上限設定値Ｉｃｓのタイミングチャート、（ｈ）はＤＣ／ＤＣコンバータに流れる電流Ｉの経時変化図 本発明の実施の形態２における電源装置のアイドリングストップ時の動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態３における電源装置のブロック回路図 本発明の実施の形態４における電源装置のブロック回路図 本発明の実施の形態５における電源装置のブロック回路図 本発明の実施の形態５における電源装置の他の構成のブロック回路図 本発明の実施の形態６における電源装置のブロック回路図 従来の車両用電力制御装置の概略構成図

以下、本発明を実施するため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１）
図１は、本発明の実施の形態１における電源装置のブロック回路図である。図２は、本発明の実施の形態１における電源装置のアイドリングストップ時の動作を示すフローチャートである。図３は、本発明の実施の形態１における電源装置の各種特性の経時変化図であり、（ａ）は車速の経時変化図、（ｂ）はスイッチのタイミングチャート、（ｃ）は発電機電圧Ｖｇの経時変化図、（ｄ）は出力電圧設定値Ｖｏｓのタイミングチャート、（ｅ）は蓄電部電圧Ｖｃの経時変化図、（ｆ）は蓄電部下限電圧設定値Ｖｃｓのタイミングチャート、（ｇ）は充電電流上限設定値Ｉｃｓのタイミングチャート、（ｈ）はＤＣ／ＤＣコンバータに流れる電流Ｉ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。また、図３の（ａ）〜（ｈ）の横軸は時刻ｔを示す。

図１において、車両のバッテリ１１にはエンジン（図示せず）を始動するためのスタータ１３と前記エンジンによって電力を発生する発電機１５が電気的に並列接続されている。また、バッテリ１１にはスイッチ１７の一端が電気的に接続されている。なお、スイッチ１７として外部信号によりオンオフ制御が可能な構成のものであればよい。

スイッチ１７の他端には負荷１９が電気的に接続される。この負荷１９は前記車両の電装品であるが、特に瞬時低下による動作停止を回避する必要のある安全装備や灯火類、ナビゲーション等が含まれる。さらに、スイッチ１７の前記他端にはＤＣ／ＤＣコンバータ２１が電気的に接続されている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１には蓄電部２３が電気的に接続されている。このように、スイッチ１７がオンの場合、蓄電部２３がＤＣ／ＤＣコンバータ２１を介してバッテリ１１や発電機１５に電気的に接続される構成は、図１０の構成と同様である。

蓄電部２３は前記車両の減速時に発電機１５が発生する回生電力を蓄えるもので、急峻に発生する前記回生電力を十分に蓄えるために、充電受入性の良好な電気二重層キャパシタを用いた。なお、本実施の形態１では定格電圧２．５Ｖの電気二重層キャパシタを４本直列に接続する構成とした。従って、蓄電部２３は１０Ｖ（＝２．５Ｖ×４本）の満充電電圧Ｖｍまで前記回生電力を充電することができる。このような構成としたことにより、発電機１５で発生した電圧（以下、発電機電圧Ｖｇと呼び、Ｖｇは約１４．５Ｖである）がＤＣ／ＤＣコンバータ２１により降圧されて蓄電部２３に充電される。また、充電した前記回生電力を負荷１９やバッテリ１１に放電する際に、蓄電部２３の蓄電部電圧ＶｃはＤＣ／ＤＣコンバータ２１で昇圧される。ゆえに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ構成となる。

また、蓄電部２３には蓄電部電圧Ｖｃを検出して出力する蓄電部電圧検出回路２５が電気的に接続されている。

また、スイッチ１７には並列にダイオード２６が電気的に接続される。ここで、ダイオード２６はカソードがＤＣ／ＤＣコンバータ２１側に、アノードがバッテリ１１側になるように接続されている。なお、本実施の形態１では、スイッチ１７とダイオード２６の並列構成を電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴという）により一体化した。この場合、ＦＥＴの寄生ダイオードがダイオード２６となる。これにより、高信頼性と小型化が可能となる。なお、このＦＥＴはノーマリーオフ、すなわち前記ＦＥＴのゲート端子に電圧が印加されていない状態（前記車両の非使用時）にはオフになる構成のものを用いた。

スイッチ１７、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１および蓄電部電圧検出回路２５には制御回路２７が信号系配線で電気的に接続されている。制御回路２７はマイクロコンピュータと周辺回路（いずれも図示せず）で構成され、蓄電部電圧検出回路２５から蓄電部電圧Ｖｃを読み込むとともに、スイッチ１７に対してスイッチ信号ＳＷを送信することでスイッチ１７のオンオフ制御を、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１に対して制御信号ｃｏｎｔを送信することでＤＣ／ＤＣコンバータ２１の制御を、それぞれ行なう。さらに、制御回路２７は車両用制御回路２９とも信号系配線で電気的に接続されており、車内通信規格に則って蓄電部電圧Ｖｃ等の種々のデータをデータ信号ｄａｔａにより送受信している。

次に、このような電源装置の動作について説明する。

まず、前記車両が制動せずに通常走行している場合は、制御回路２７はスイッチ１７をオンにしている。これにより、前記エンジンにより発電機１５で発電された電力がバッテリ１１に充電されるとともに、スイッチ１７を経由して負荷１９に供給される。この時、前記回生電力は発生していないので、制御回路２７は蓄電部２３への充電を行なわないようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御している。

ここで、この場合のＤＣ／ＤＣコンバータ２１の制御の詳細を説明する。制御回路２７は、前記回生電力が発生していない場合、前記車両の制動時にできるだけ多くの前記回生電力を蓄電部２３に充電できるように、蓄電部電圧Ｖｃが下限電圧設定値Ｖｃｓで設定される電圧を維持するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御する。この下限電圧設定値Ｖｃｓは変更可能であり、本実施の形態１では蓄電部下限電圧Ｖｃｋ、または蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２のいずれか一方に設定される。

蓄電部下限電圧Ｖｃｋと蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２は次のようにして決定される。

まず、蓄電部下限電圧ＶｃｋはＤＣ／ＤＣコンバータ２１を駆動して蓄電部２３の電力を放電することができる下限の蓄電部電圧Ｖｃのことであり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の能力や蓄電部２３の特性に依存して決まる。本実施の形態１では蓄電部下限電圧Ｖｃｋを３Ｖとしている。従って、蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部下限電圧Ｖｃｋ（＝３Ｖ）に至るまではＤＣ／ＤＣコンバータ２１を駆動することができる。

次に、蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２について述べる。アイドリングストップ後に前記車両を走行させるには、前記エンジンを再始動する必要があるが、バッテリ１１によりスタータ１３を駆動することで前記エンジンが始動する時、バッテリ１１の電圧は大きく低下する。この瞬時低下により、従来構成では負荷１９への印加電圧が変動し、場合によってはその動作が中断、停止してしまう。そこで、これを回避するために本実施の形態１ではスタータ１３の駆動中に蓄電部２３の電力を負荷１９に供給するようにしている。従って、スタータ１３の駆動前に蓄電部２３には少なくともスタータ１３の駆動により瞬時低下を起こす既定期間ｔｓ（ここではｔｓ＝２秒とする）に亘って負荷１９を駆動できる電力が蓄えられていなければならない。そして、既定期間ｔｓが経過後の蓄電部電圧Ｖｃは最低でもＤＣ／ＤＣコンバータ２１が動作できる蓄電部下限電圧Ｖｃｋ（＝３Ｖ）でなければならない。

これらのことから、前記エンジンの再始動直前に必要な蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２を決定する。まず、負荷１９の最大消費電力を５００Ｗとする。従って、スタータ１３の駆動前に蓄えられていなければならない負荷供給エネルギＥｆは５００Ｗ×２秒（既定期間ｔｓ）＝１０００Ｗ秒となる。一方、前記電気二重層キャパシタに蓄えられるエネルギＥｃは、Ｅｃ＝Ｃ・Ｖ²／２で表される。なお、式中のＣは容量値を、Ｖは電圧を表す。ここで、本実施の形態１で用いた電気二重層キャパシタ１個の容量値を５００Ｆとすると、蓄電部２３の容量値Ｃは４本直列のため５００Ｆ／４本＝１２５Ｆとなる。また、電圧Ｖは放電前（スタータ１３の駆動前）が蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２であり、放電後（既定期間ｔｓ経過後）が蓄電部下限電圧Ｖｃｋ（３Ｖ）である。従って、放電前の蓄電部２３のエネルギＥｃｂはＥｃｂ＝Ｃ・Ｖｃｋ２²／２となり、放電後の蓄電部２３のエネルギＥｃａはＥｃａ＝Ｃ・Ｖｃｋ²／２となる。このエネルギ差Ｅｃｂ−Ｅｃａが負荷供給エネルギＥｆとなる。これらのことから、各数値を代入して整理すると、Ｅｆ＝１０００Ｗ秒＝１２５／２・（Ｖｃｋ２²−３²）となる。これを解くと、Ｖｃｋ２＝５Ｖとなる。ゆえに、蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２は５Ｖと決定される。なお、蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）と蓄電部下限電圧Ｖｃｋ（＝３Ｖ）の差を既定電圧幅ΔＶｃ（＝２Ｖ）という。従って、蓄電部下限電圧Ｖｃｋは蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２より既定電圧幅ΔＶｃだけ低い関係を有する。

今、前記車両は通常走行中であり前記瞬時低下は発生しないので、制御回路２７はＤＣ／ＤＣコンバータ２１の下限電圧設定値Ｖｃｓを蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）に設定している。このように設定することで、制動時にたとえ十分な前記回生電力を回収できなかったとしても、蓄電部２３には前記瞬時低下の発生中に負荷１９へ供給できるだけの電力が蓄えられているので、前記瞬時低下による負荷１９への電圧変動の影響を低減できる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は蓄電部電圧Ｖｃに対して下限電圧設定値Ｖｃｓ以外にも上記した満充電電圧Ｖｍにより上限が設定されている。さらに、蓄電部２３の充電電流上限設定値Ｉｃｓと放電電流上限設定値Ｉｄｓも設定されている。従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は蓄電部電圧Ｖｃが下限電圧設定値Ｖｃｓ（３Ｖまたは５Ｖ）から満充電電圧Ｖｍ（１０Ｖ）までの範囲で、充電電流上限設定値Ｉｃｓ以下の電流での充電、および放電電流上限設定値Ｉｄｓ以下の電流での放電を行なうことにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電圧Ｖｏ（＝負荷１９の印加電圧）が出力電圧設定値Ｖｏｓになるように制御する。従って、蓄電部電圧Ｖｃが下限電圧設定値Ｖｃｓ、または満充電電圧Ｖｍに至れば、その電圧を維持するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１は制御する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１に流れる電流Ｉが充電電流上限設定値Ｉｃｓ、または放電電流上限設定値Ｉｄｓに至れば、その電流を維持するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１は制御する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１に流れる電流Ｉは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１に内蔵された図示しない電流検出回路によって検出される。

ここで、充電電流上限設定値Ｉｃｓは、本実施の形態１では既定上限電流値Ｉｃｕ（できるだけ多くの前記回生電力を充電するために１００Ａとした）、または０Ａの２種類を切り替える構成とした。具体的な切替動作は後述する。また、放電電流上限設定値Ｉｄｓは、負荷１９やバッテリ１１への放電時の最大電流値としてあらかじめ求めた値とした。本実施の形態１では、上記した通り負荷１９の前記最大消費電力が５００Ｗであり、後述するように前記瞬時低下発生時の出力電圧Ｖｏは負荷駆動最低電圧Ｖｄ（＝１０．５Ｖ）に設定されるので、この時ＤＣ／ＤＣコンバータ２１に流れる電流Ｉは４７．６Ａとなる。従って、ここではマージンを加味して放電電流上限設定値Ｉｄｓを５０Ａの固定値とした。

また、出力電圧設定値Ｖｏｓは通常電圧Ｖｎ、アイドリングストップ中電圧Ｖｉ、および負荷駆動最低電圧Ｖｄの３種類を切り替える構成とした。ここで、上記した３種類の電圧について説明する。まず、通常電圧Ｖｎはアイドリングストップを行なっていない通常時の出力電圧設定値Ｖｏｓであり、本実施の形態１では発電機電圧Ｖｇ（＝１４．５Ｖ）よりも高い１５Ｖとした。これにより、通常時で蓄電部２３に十分な前記回生電力が蓄えられている場合は、発電機１５やバッテリ１１よりも優先的に負荷１９に前記回生電力が供給され、有効活用が図れる。また、前記回生電力の供給中は発電機１５が発電を行なわないので、前記エンジンの機械的負担が軽減され、省燃費化が図れる。次に、アイドリングストップ中電圧Ｖｉはアイドリングストップ中で前記瞬時低下が発生していない時の出力電圧設定値Ｖｏｓであり、本実施の形態１ではバッテリ１１の開放電圧ＯＣＶ（無負荷時のバッテリ１１の端子電圧で約１２Ｖ）よりも高い１３Ｖとした。これにより、アイドリングストップ中で前記瞬時低下が発生しておらず蓄電部２３に十分な前記回生電力が蓄えられている場合は、バッテリ１１よりも優先的に負荷１９に前記回生電力が供給され、有効活用が図れる。次に、負荷駆動最低電圧Ｖｄは負荷１９を駆動するために必要な最低電圧のことで、本実施の形態１では１０．５Ｖとした。なお、通常電圧Ｖｎ、アイドリングストップ中電圧Ｖｉ、および負荷駆動最低電圧Ｖｄの具体的な切替動作は後述する。

このようなＤＣ／ＤＣコンバータ２１の設定や動作から、前記車両の通常走行時において蓄電部２３への充電を行なわないようにするためには、制御回路２７はＤＣ／ＤＣコンバータ２１へ出力電圧設定値Ｖｏｓを通常電圧Ｖｎ（＝１５Ｖ）に、下限電圧設定値Ｖｃｓを蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）に、それぞれ設定するよう制御信号ｃｏｎｔを送信する。これにより、蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）より高ければ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は蓄電部２３に蓄えられた電力を放電することで出力電圧Ｖｏが通常電圧Ｖｎ（＝１５Ｖ）になるように動作する。そして、放電により蓄電部電圧Ｖｃが低下し蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）に至れば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）を維持するように動作する。

なお、放電電流上限設定値Ｉｄｓは上記したように５０Ａの固定値であるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は５０Ａまでの範囲で負荷１９が必要とする消費電流に応じた放電を行なう。一方、通常走行時では、制御回路２７は充電電流上限設定値Ｉｃｓを既定上限電流値Ｉｃｕ（＝１００Ａ）に設定している。これは、通常走行の段階では既定上限電流値Ｉｃｕ（＝１００Ａ）と０Ａのいずれに設定してもよいが、０Ａに設定すれば前記回生電力の発生とともに充電電流上限設定値Ｉｃｓを既定上限電流値Ｉｃｕ（＝１００Ａ）に切り替える必要がありロスタイムが発生するため、いつ発生するかわからない前記回生電力を速やかに、少しでも多く蓄電部２３へ充電できるようにするためには、あらかじめ充電電流上限設定値Ｉｃｓを既定上限電流値Ｉｃｕ（＝１００Ａ）に設定しておく方が望ましい。

次に、運転者がブレーキを踏むなどにより車両が制動され減速すると、その事実が車両用制御回路２９からデータ信号ｄａｔａにより制御回路２７に送信される。その結果、制御回路２７は発電機１５が発生している前記回生電力を蓄電部２３に充電するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御する。具体的には、制御回路２７は出力電圧設定値Ｖｏｓをアイドリングストップ中電圧Ｖｉ（＝１３Ｖ）に切り替えるよう制御信号ｃｏｎｔをＤＣ／ＤＣコンバータ２１に送信する。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は出力電圧Ｖｏがアイドリングストップ中電圧Ｖｉ（＝１３Ｖ）になるように動作するので、発電機電圧Ｖｇ（＝１４．５Ｖ）をアイドリングストップ中電圧Ｖｉ（＝１３Ｖ）に下げるように蓄電部２３を充電する動作を行なう。この時、上記したように充電電流上限設定値Ｉｃｓは既定上限電流値Ｉｃｕ（＝１００Ａ）に設定されているので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１に流れる電流Ｉが１００Ａまでの範囲で前記回生電力を充電することができる。なお、この時も制御回路２７はスイッチ１７をオンのままとする。これにより、前記回生電力は負荷１９に供給されるとともに、バッテリ１１の状態によっては一部の前記回生電力がバッテリ１１に充電されるが、急峻に発生する初期の前記回生電力の大部分は上記したようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１により蓄電部２３に充電される。これにより、充電受入性のよい蓄電部２３に優先して前記回生電力を回収することで、回収効率を向上することができる。

制御回路２７は蓄電部電圧検出回路２５から蓄電部電圧Ｖｃを読み込むことにより、蓄電部２３の満充電を判断する。上記したように蓄電部２３の満充電電圧Ｖｍは１０Ｖであるので、制御回路２７は前記回生電力の充電により上昇する蓄電部電圧Ｖｃが満充電電圧Ｖｍに至れば、その電圧を維持するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御する。

制動後、前記車両が停止すると、車両用制御回路２９は前記エンジンを停止する。これによりアイドリングストップ状態となる。この時、発電機１５も止まるので、制御回路２７は負荷１９への電力が蓄電部２３から供給されるようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御する。この動作を図２のフローチャートにより説明する。なお、図２のフローチャートは図示しないメインルーチンから実行されるサブルーチンとして記載している。

車両用制御回路２９からアイドリングストップ状態になったことをデータ信号ｄａｔａで受信すると、制御回路２７は図２のサブルーチンを実行する。その結果、制御回路２７はスイッチ１７をオフにするようスイッチ信号ＳＷを出力する（ステップ番号Ｓ１１）。これにより、蓄電部２３が蓄えた前記回生電力がバッテリ１１に逆流して充電されることがないようにしている。すなわち、もし蓄電部２３からバッテリ１１に前記回生電力が充電され、その後、充電された前記回生電力がバッテリ１１から再び放電されると、バッテリ１１において上記した充放電に伴う損失が発生する。従って、せっかく回収した前記回生電力の一部が熱として失われるため、できるだけ蓄電部２３からバッテリ１１を充電しないようにスイッチ１７をオフにしている。

次に、制御回路２７は蓄電部電圧Ｖｃに対する下限電圧設定値Ｖｃｓを蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）から蓄電部下限電圧Ｖｃｋ（＝３Ｖ）に切り替える（Ｓ１３）。なお、出力電圧設定値Ｖｏｓはアイドリングストップ中電圧Ｖｉ（＝１３Ｖ）のままであり、充電電流上限設定値Ｉｃｓは既定上限電流値Ｉｃｕ（＝１００Ａ）のままである。また、発電機１５が停止しているので、ダイオード２６のアノード側電圧はバッテリ１１の開放電圧ＯＣＶ（＝１２Ｖ）となり、出力電圧設定値Ｖｏｓ（ここでは１３Ｖ）よりも低くなる。従って、ダイオード２６はオフであり、蓄電部２３からＤＣ／ＤＣコンバータ２１を介して出力される電力は負荷１９のみに供給される。この時、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は出力電圧Ｖｏがアイドリングストップ中電圧Ｖｉ（＝１３Ｖ）になるように蓄電部２３の前記回生電力を放電するので、前記回生電力を有効活用することができる。なお、これに伴って蓄電部電圧Ｖｃは経時的に低下していく。

この蓄電部電圧Ｖｃは蓄電部電圧検出回路２５により読み込まれることにより制御回路２７により監視される（Ｓ１５）。そして、蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２に至ったか否かを判断する（Ｓ１７）。もし、蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２より大きければ（Ｓ１７のＮｏ）、蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２に至っていないので、次に制御回路２７は現時点でアイドリングストップが完了し前記エンジンが再始動を完了したか否かを判断する（Ｓ１９）。これは、蓄電部２３が回収した前記回生電力を負荷１９に供給し終わる前にアイドリングストップが完了し前記エンジンを再始動したか否かを判断することに相当する。なお、前記エンジンの再始動完了は車両用制御回路２９からのデータ信号ｄａｔａにより知ることができる。

もし、Ｓ１９の時点で前記エンジンの再始動が完了していなければ（Ｓ１９のＮｏ）、まだアイドリングストップ中であるので、Ｓ１５に戻り蓄電部電圧Ｖｃの監視動作を継続する。

一方、前記エンジンの再始動が完了している場合は（Ｓ１９のＹｅｓ）、前記車両が通常状態に戻っているため、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の動作を前記通常走行時と同じ状態に戻すため、後述するＳ３１にジャンプする。なお、Ｓ１９でＹｅｓの場合は蓄電部２３が蓄えた前記回生電力のみが負荷１９に供給されている間に前記エンジンの再始動が完了したことになる。この際、スイッチ１７とダイオード２６はオフであるので、バッテリ１１の電力でスタータ１３を駆動した際に発生するバッテリ１１の電圧の前記瞬時低下は負荷１９に影響しない。従って、負荷１９はＳ１９でＹｅｓの場合でも安定した動作を継続することができる。

なお、Ｓ１７でＮｏであっても、蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２より僅かに大きい場合がある。この状態でスタータ１３を駆動しても蓄電部２３から負荷１９に電力を供給し続けることができるように、Ｓ１３の時点であらかじめ下限電圧設定値Ｖｃｓを蓄電部下限電圧Ｖｃｋ（＝３Ｖ）に切り替えている。

ここでＳ１７に戻り、前記エンジンが再始動する前に蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２以下となれば（Ｓ１７のＹｅｓ）、蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２に至ったことになる。しかし、Ｓ１３により下限電圧設定値Ｖｃｓは蓄電部下限電圧Ｖｃｋ（＝３Ｖ）に切り替えられているので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部下限電圧Ｖｃｋ（＝３Ｖ）に至るまでは放電を継続しようとする。これをこのまま継続すると前記瞬時低下中の蓄電部２３から負荷１９への電力供給が不十分となり、負荷１９の動作が中断する可能性が大きくなる。そこで、制御回路２７は蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）を維持するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御する。具体的には、制御回路２７が出力電圧設定値Ｖｏｓをアイドリングストップ中電圧Ｖｉ（＝１３Ｖ）から負荷駆動最低電圧Ｖｄ（＝１０．５Ｖ）に切り替えることで、出力電圧Ｖｏが負荷駆動最低電圧ＶｄになるようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御する（Ｓ２１）とともに、充電電流上限設定値Ｉｃｓを既定上限電流値Ｉｃｕ（＝１００Ａ）から０Ａに設定する（Ｓ２３）。このような動作により、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は出力電圧Ｖｏが負荷駆動最低電圧Ｖｄ（＝１０．５Ｖ）になるように制御するので、バッテリ１１の開放電圧ＯＣＶ（＝１２Ｖ）より低くなり、ダイオード２６がオンになる。そして、バッテリ１１の電力を蓄電部２３に充電するように動作することで出力電圧Ｖｏを負荷駆動最低電圧Ｖｄ（＝１０．５Ｖ）に下げようとする。しかし、Ｓ２３の動作により、充電電流上限設定値Ｉｃｓは０Ａに設定されているので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１に流れる充電電流は実質的に流れないように動作する。この時の動作の優先度は後者の方が高いので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は０Ａで蓄電部２３を充電する動作を行ない、出力電圧Ｖｏの制御は行なわれない。ゆえに、出力電圧Ｖｏは開放電圧ＯＣＶからダイオード２６の電圧降下（約０．７Ｖ）だけ低い１１．３Ｖとなる。この電圧が負荷１９に印加されるので、蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２に至れば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１が０Ａで蓄電部２３を充電する動作を行なうことで蓄電部２３からの放電を停止し、バッテリ１１の電力で負荷１９の動作が継続される。また、このような動作により、蓄電部電圧Ｖｃは蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）を維持することになる。従って、前記瞬時低下が発生しても負荷１９を駆動し続けられる電力を蓄電部２３に残しておくことができる。

ここまで説明したＳ１７のＹｅｓからＳ２３までの動作をまとめると、次のようになる。蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２に至った場合は、制御回路２７は蓄電部２３への充電電流上限設定値Ｉｃｓを既定上限電流値Ｉｃｕから０に設定して蓄電部２３を充電するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御する。ここで、蓄電部２３を充電するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御するために出力電圧設定値Ｖｏｓをアイドリングストップ中電圧Ｖｉ（＝１３Ｖ）から負荷駆動最低電圧Ｖｄ（＝１０．５Ｖ）に切り替え、出力電圧Ｖｏを下げるようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１を動作させている。

このような動作から、Ｓ２３の実行後におけるＤＣ／ＤＣコンバータ２１の状態は、出力電圧設定値Ｖｏｓが負荷駆動最低電圧Ｖｄ（＝１０．５Ｖ）、蓄電部２３の下限電圧設定値Ｖｃｓが蓄電部下限電圧Ｖｃｋ（＝３Ｖ）、充電電流上限設定値Ｉｃｓが０Ａ、放電電流上限設定値Ｉｄｓが固定値の５０Ａとなる。この状態でアイドリングストップ中であれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１はバッテリ１１から負荷１９に印加される電圧（１１．３Ｖ）を負荷駆動最低電圧Ｖｄ（＝１０．５Ｖ）に下げるため、蓄電部２３を充電する方向に動作しようとするが、充電電流上限設定値Ｉｃｓが０Ａであるため、蓄電部電圧Ｖｃ（この時点では蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２＝５Ｖ）を維持する動作が優先して行なわれている。

その後、制御回路２７は前記エンジンの再始動が完了したか否かを判断する（Ｓ２５）。この動作は既に説明したＳ１９と同じである。もし、前記エンジンが再始動していなければ（Ｓ２５のＮｏ）、Ｓ２５に戻り、前記エンジンが再始動を完了するまで待機する。

その間に、運転者がブレーキペダルからアクセルペダルに踏みかえる等の操作を行なうと、車両用制御回路２９はアイドリングストップの完了を判断する。なお、これらの状態は制御回路２７と車両用制御回路２９とのデータ信号ｄａｔａにより交信される。

アイドリングストップが完了したと判断されると、車両用制御回路２９はバッテリ１１の電力でスタータ１３を駆動する。この時、スタータ１３に大電流が流れるので、バッテリ１１の電圧は６Ｖ程度まで瞬時低下を起こす。その結果、負荷１９に印加される電圧（＝出力電圧Ｖｏ）も低下するのであるが、出力電圧Ｖｏが負荷駆動最低電圧Ｖｄ（＝１０．５Ｖ）に至った瞬間に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は出力電圧Ｖｏがそれ以上低下しないように、負荷駆動最低電圧Ｖｄ（＝１０．５Ｖ）を維持するように蓄電部２３の電力を放電する方向に動作する。この時、上記したように放電電流上限設定値Ｉｄｓは５０Ａであるので、それまでの範囲で負荷１９に負荷駆動最低電圧Ｖｄ（＝１０．５Ｖ）を印加するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１は動作する。その結果、ダイオード２６はカソード側の電圧が高くなるためオフになる。従って、前記瞬時低下の発生時には蓄電部２３の電力のみが負荷１９に供給され、バッテリ１１の瞬時低下による電圧変動が負荷１９に影響しない。これら一連の動作は前記瞬時低下が発生してから自動的に行なわれ、その間に制御回路２７は前記エンジンの再始動が完了したか否かを判断するＳ２５の動作を繰り返しているだけである。従って、前記瞬時低下が発生したときには既に制御回路２７によるＤＣ／ＤＣコンバータ２１に対する制御は終了しており、いつ前記瞬時低下が発生してもハードウエアのみにより極めて速やかに負荷１９への電力供給を維持できる。また、蓄電部２３には前記瞬時低下の既定期間ｔｓに亘り負荷１９を駆動し続ける電力が残されているので、前記エンジンの始動完了まで負荷１９を安定動作させることができる。

なお、車両用制御回路２９がアイドリングストップの完了を判断し、その情報を制御回路２７がデータ信号ｄａｔａとして受信してから、制御回路２７がＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御して蓄電部２３の電力を負荷１９に供給するようにしてもよいが、運転者がブレーキペダルからアクセルペダルに踏みかえた後、スタータ１３を駆動するまでの期間は、運転者に対し違和感を与えないために数１０ミリ秒程度と極めて短い。これに対し、前記車内通信規格で定められる情報伝達速度や送受信タイミング、さらに制御回路２７がＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御して、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の動作が完了するまでの期間を積算すると、前記数１０ミリ秒を超える可能性がある。もし超えてしまうと、蓄電部２３から負荷１９へＤＣ／ＤＣコンバータ２１が電力を供給する前にスタータ１３が動作してしまい、前記瞬時低下が発生してしまう場合がある。従って、本実施の形態１のようにハードウエアのみにより速やかに負荷１９への電力供給を維持できるよう、あらかじめＤＣ／ＤＣコンバータ２１の制御を済ませておく構成が望ましい。

次に、Ｓ２５に戻り、前記エンジンの再始動が完了すると（Ｓ２５のＹｅｓ）、発電機１５が発電できる状態であるので、もはや前記瞬時低下は発生しない。そこで、制御回路２７はＤＣ／ＤＣコンバータ２１の動作を通常走行時の状態に戻す制御を行なう。具体的には、まず充電電流上限設定値Ｉｃｓを０Ａから既定上限電流値Ｉｃｕに戻す（Ｓ２９）。この時、発電機１５が発電を開始しているので、ダイオード２６のアノード側電圧は発電機電圧Ｖｇ（＝１４．５Ｖ）となり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電圧設定値Ｖｏｓ（ここではＳ２１の動作により１０．５Ｖ）よりも高くなるため、ダイオード２６がオンになる。従って、負荷１９には発電機電圧Ｖｇよりダイオード２６の電圧降下分低い１３．８Ｖが印加される。これに対し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は出力電圧Ｖｏが出力電圧設定値Ｖｏｓ（＝１０．５Ｖ）になるように動作するので、出力電圧Ｖｏを１３．８Ｖから１０．５Ｖに下げるために蓄電部２３を充電する。なお、Ｓ２９で充電電流上限設定値Ｉｃｓは既定上限電流値Ｉｃｕ（＝１００Ａ）に戻っているので、蓄電部２３は１００Ａの電流値を上限に充電され、前記瞬時低下時に蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）よりも下がった蓄電部電圧Ｖｃは上昇する。

その後、Ｓ１９でＹｅｓの場合とＳ２９の実行後の場合のいずれも、制御回路２７は下限電圧設定値Ｖｃｓを蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）に戻す（Ｓ３１）。次に、制御回路２７は出力電圧設定値Ｖｏｓを通常電圧Ｖｎ（＝１５Ｖ）とすることにより、出力電圧Ｖｏが通常電圧ＶｎになるようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御する（Ｓ３２）。この時の負荷１９への印加電圧は上記した通り１３．８Ｖであるので、通常電圧Ｖｎよりも低い。従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は蓄電部２３を放電する方向に動作することで、出力電圧Ｖｏを通常電圧Ｖｎに上げるよう動作する。

これらのＳ３１とＳ３２の動作により、蓄電部電圧Ｖｃは次のようになる。

まず、Ｓ２９の後の場合、すなわち蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）よりも低くなり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１により蓄電部２３が充電されている場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１はＳ３１により下限電圧設定値Ｖｃｓが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）に戻された後も蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）より低ければ、Ｓ３２でＤＣ／ＤＣコンバータ２１が放電する方向に制御されていても、それに優先して蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）に至るまでは蓄電部２３の充電を継続するハードウエア構成としている。従って、Ｓ３２の実行後に蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）に至っていなければ、蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２まで蓄電部２３を充電し、その後、蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２に至れば、蓄電部２３を放電することなく、蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２を維持するように制御される。なお、上記のハードウエア構成とすることで、蓄電部２３は自動的にプリチャージされることになる。その結果、常に前記瞬時低下の発生時に負荷１９へ十分に供給できる電力を蓄電部２３に蓄えておくことができ、低速制動時のように前記回生電力の発生が不十分な場合であっても負荷１９に対する前記瞬時低下の影響を抑制することができる。

一方、Ｓ２９の後の場合であっても、Ｓ３２を実行した後の時点で蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）を超えた場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の放電する方向への動作が行なわれ、蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２に至るまで蓄電部２３から超えた分の電力が放電される。蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２に至れば、蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２を維持するように制御される。

また、Ｓ１９でＹｅｓの場合は、Ｓ１７でＮｏであったので蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２より高い状態で前記エンジンの再始動が完了したことになる。この状態で、Ｓ３２を実行した後、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は蓄電部２３を放電する方向に動作するので、蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）に至るまで蓄電部２３は放電される。これにより、回収した前記回生電力の余剰分を負荷１９に供給でき有効活用が図れる。また、放電期間中は発電機１５の発電が不要となるため、その分前記エンジンへの機械的負担が軽減され省燃費化が図れる。蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２に至れば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２を維持するように制御する。

Ｓ３２の後は、制御回路２７はスイッチ１７をオンにする（Ｓ３３）。これにより、発電機１５やバッテリ１１から負荷１９への電力供給時にダイオード２６による損失を低減できる。

以上で図２のサブルーチンを終了し、前記メインルーチンに戻る。この時点でのＤＣ／ＤＣコンバータ２１の状態は、出力電圧設定値Ｖｏｓが通常電圧Ｖｎ（＝１５Ｖ）、蓄電部電圧Ｖｃの下限電圧設定値Ｖｃｓが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）、充電電流上限設定値Ｉｃｓが既定上限電流値Ｉｃｕ（＝１００Ａ）となり、前記車両の通常走行時と同じ状態に戻る。以後は、これまでに述べた動作を繰り返す。

なお、図２において、Ｓ１７でＹｅｓの場合は、Ｓ２９からＳ３３までの動作はどのような順番で行なってもよい。すなわち、アイドリングストップ状態で蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２に至った場合、前記エンジンの再始動完了後に制御回路２７は充電電流上限設定値Ｉｃｓを既定上限電流値Ｉｃｕに戻す動作（Ｓ２９）、下限電圧設定値Ｖｃｓを蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２に戻す動作（Ｓ３１）、蓄電部２３を放電するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御する動作（Ｓ３２に相当）、およびスイッチ１７をオンにする動作（Ｓ３３）を順不同で行なえばよい。

同様に、Ｓ１９でＹｅｓの場合は、Ｓ３１からＳ３３までの動作はどのような順番で行なってもよい。すなわち、アイドリングストップ状態で蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２に至る前の時点で前記エンジンの再始動が完了した場合、制御回路２７は下限電圧設定値Ｖｃｓを蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２に戻す動作（Ｓ３１）、蓄電部２３を放電するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御する動作（Ｓ３２に相当）、およびスイッチ１７をオンにする動作（Ｓ３３）を順不同で行なえばよい。

但し、後者の場合はＳ２９の動作が不要のため、図２のフローチャートのような順番にすることによりソフトウエアの簡易化、省メモリ化が可能となる。また、制御回路２７に内蔵される前記マイクロコンピュータの処理速度が遅い場合は、Ｓ３３の動作をできるだけ早いステップで実行することにより、ダイオード２６における損失を少しでも低減できる。

ここで、上記までに説明した動作を行なうことにより、スイッチ１７の状態やＤＣ／ＤＣコンバータ２１の各種設定値がどのように変化し、その結果、各種電圧電流がどのように変化するのかを図３（ａ）〜（ｈ）により具体的に示す。なお、図３（ａ）〜（ｈ）の横軸は時刻ｔである。

図３の時刻ｔ０において、前記車両は図３（ａ）に示すように定速走行中である。これは通常走行であるので、図３（ｂ）に示すようにスイッチ１７はオンであり、発電機１５は前記エンジンにより発電を行なっているので、図３（ｃ）に示すように発電機電圧Ｖｇは１４．５Ｖである。これにより、発電機１５の電力を負荷１９に供給することができる状態である。しかし、この時点で図３（ｅ）に示すように、蓄電部２３には前回回収した前記回生電力が残存しており、蓄電部電圧Ｖｃが図３（ｆ）で設定されている蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）よりも高い。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は蓄電部２３にできるだけ多くの前記回生電力を回収できるように、蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２を維持するように制御するので、蓄電部２３の残余の電力はＤＣ／ＤＣコンバータ２１によって放電され、負荷１９に供給される。その結果、蓄電部電圧Ｖｃは図３（ｃ）に示すように、時刻ｔ０以降で経時的に低下する。なお、この際にＤＣ／ＤＣコンバータ２１に流れる電流Ｉ（ここでは負荷１９が消費している電流）は、図３（ｈ）に示すように放電電流上限設定値Ｉｄｓ（＝５０Ａ）であるとする。なお、図３（ｈ）では、充電電流を正で、放電電流を負で示すように定義した。従って、時刻ｔ０以降ではＤＣ／ＤＣコンバータ２１に−５０Ａの電流が流れることになる。また、時刻ｔ０では通常走行中であるので、既に説明したように出力電圧設定値Ｖｏｓは図３（ｄ）に示すように通常電圧Ｖｎ（＝１５Ｖ）に、充電電流上限設定値Ｉｃｓは図３（ｇ）に示すように既定上限電流値Ｉｃｕ（＝１００Ａ）に、それぞれ設定されている。

その後、通常走行中に蓄電部２３の残余の前記回生電力を負荷１９が消費し、時刻ｔ１で図３（ｅ）に示すように蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）に至ると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は負荷１９への放電を停止し、蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２を維持するように動作する。その結果、図３（ｈ）に示すように電流Ｉは時刻ｔ１で０Ａとなる。これにより、負荷１９へは発電機１５の電力が供給される。

その後、時刻ｔ２で前記車両が制動を開始すると、図３（ａ）に示すように車速が経時的に低下する。この時、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１により発電機１５で発生する前記回生電力を蓄電部２３に充電するよう制御回路２７が制御する。すなわち、時刻ｔ２で制御回路２７は図３（ｄ）に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電圧設定値Ｖｏｓを通常電圧Ｖｎ（＝１５Ｖ）からアイドリングストップ中電圧Ｖｉ（＝１３Ｖ）に切り替える。この際、蓄電部２３へはできるだけ多くの前記回生電力を充電するために、図３（ｇ）に示すように充電電流上限設定値Ｉｃｓが既定上限電流値Ｉｃｕ（＝１００Ａ）に設定されているので、時刻ｔ２以降でＤＣ／ＤＣコンバータ２１に流れる電流Ｉは、図３（ｈ）に示すように１００Ａとなる。従って、蓄電部２３は１００Ａで充電され、蓄電部電圧Ｖｃは図３（ｅ）に示すように経時的に上昇する。

その後、制動中の時刻ｔ３で、図３（ｅ）に示すように蓄電部電圧Ｖｃが満充電電圧Ｖｍに至ると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は蓄電部２３への前記回生電力の充電よりも満充電電圧Ｖｍを維持する動作を優先する。その結果、時刻ｔ３以降では蓄電部電圧Ｖｃは満充電電圧Ｖｍ（＝１０Ｖ）のままとなり、図３（ｈ）に示すようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１に流れる電流Ｉも０Ａとなる。なお、時刻ｔ３から車速が実質的に０になる時刻ｔ４までの間に発生する前記回生電力はバッテリ１１や負荷１９に供給される。また、車速が０に近づくほど発生する前記回生電力が極めて小さくなるので、実際には車速が時速数ｋｍ以下になると前記回生電力の回収を行なわないようにしている。従って、図３（ａ）では車速が時速数ｋｍ以下の場合を実質的に車速０として示している。

時刻ｔ４で前記車両が停止すると、車両用制御回路２９は前記エンジンを停止し、アイドリングストップ状態とする。その結果、発電機１５も停止するので、図３（ｃ）に示すように発電機電圧Ｖｇは０Ｖとなる。このアイドリングストップ状態となれば、制御回路２７は図２のフローチャートに従った制御を行なう。それにより、まず図３（ｂ）に示すように、スイッチ１７をオフにして、蓄電部２３から放電される前記回生電力のバッテリ１１への逆流を防ぐ。その後、制御回路２７はあらかじめ蓄電部下限電圧設定値Ｖｃｓを図３（ｆ）に示すように蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）から蓄電部下限電圧Ｖｃｋ（＝３Ｖ）に切り替える。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電圧設定値Ｖｏｓは図３（ｄ）に示すようにアイドリングストップ中電圧Ｖｉ（＝１３Ｖ）のままであり、バッテリ１１の開放電圧ＯＣＶ（＝１２Ｖ）よりも高いので、時刻ｔ４でＤＣ／ＤＣコンバータ２１は蓄えた前記回生電力を蓄電部２３から負荷１９に放電する。その結果、図３（ｈ）に示すようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１に流れる電流Ｉは−５０Ａとなり、図３（ｅ）に示すように蓄電部電圧Ｖｃは経時的に低下する。

その後、時刻ｔ５で図３（ｅ）に示すように蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）に至ると、制御回路２７は蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２を維持するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御する。その結果、図３（ｅ）に示すように、時刻ｔ５以降は蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）のままとなる。また、この制御により、図３（ｈ）に示すようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１に流れる電流Ｉは０Ａとなる。この時、制御回路２７は図３（ｄ）に示すように、出力電圧設定値Ｖｏｓをアイドリングストップ中電圧Ｖｉ（＝１３Ｖ）から負荷駆動最低電圧Ｖｄ（＝１０．５Ｖ）に切り替えるとともに、図３（ｇ）に示すように、充電電流上限設定値Ｉｃｓを既定上限電流値Ｉｃｕ（＝１００Ａ）から０Ａに設定する。これらの動作により、いつ前記エンジンの再始動のためにスタータ１３が駆動して前記瞬時低下が発生しても、蓄電部２３の電力で負荷１９を駆動し続けることが可能となる。

すなわち、時刻ｔ６でアイドリングストップ状態が終了し、車両用制御回路２９がスタータ１３を駆動すると、バッテリ１１の電圧が大きく低下するので、その既定期間ｔｓ（時刻ｔ６から時刻ｔ７まで）に亘り蓄電部２３の電力がＤＣ／ＤＣコンバータ２１により負荷１９に供給される。従って、図３（ｈ）に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１に流れる電流Ｉは−５０Ａとなって蓄電部２３が放電され、それに伴い図３（ｅ）に示すように蓄電部電圧Ｖｃは経時的に低下する。なお、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの間は前記エンジンの始動が行われるため、発電機電圧Ｖｇは不安定となるが、図３（ｃ）では仮に直線的に発電機電圧Ｖｇが増大するものとして記載した。

時刻ｔ７で前記エンジンの再始動が完了すると、図３（ｃ）に示すように発電機電圧Ｖｇは１４．５Ｖに至り、通常状態となる。一方、蓄電部電圧Ｖｃは図３（ｅ）に示すように時刻ｔ７でちょうど蓄電部下限電圧Ｖｃｋ（＝３Ｖ）に至る。従って、蓄電部２３へは前記プリチャージを行なうために、制御回路２７は図３（ｇ）に示すように充電電流上限設定値Ｉｃｓを既定上限電流値Ｉｃｕ（＝１００Ａ）に戻すとともに、図３（ｆ）に示すように蓄電部下限電圧設定値Ｖｃｓを蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）に戻す。さらに、制御回路２７は図３（ｂ）に示すようにスイッチ１７をオンにするとともに、図３（ｄ）に示すように出力電圧設定値Ｖｏｓを通常電圧Ｖｎ（＝１５Ｖ）に戻す。その結果、図３（ａ）に示すように前記車両が走行を開始し車速が上がっていく間に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１により発電機１５の電力が蓄電部２３にプリチャージされる。この際、図３（ｅ）に示すように時刻ｔ８で蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）に至るまで、図３（ｈ）に示すようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１に流れる電流Ｉは１００Ａとなる。これにより、早急に蓄電部２３をプリチャージすることができる。

時刻ｔ８で前記プリチャージが終了すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は図３（ｅ）に示すように蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）を維持するように動作する。その結果、図３（ｈ）に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１に流れる電流Ｉは０Ａとなる。

時刻ｔ８以降の状態は時刻ｔ１から時刻ｔ２の状態と同じであるため、以後このような動作を繰り返す。なお、図３に示したアイドリングストップ中の動作（時刻ｔ４から時刻ｔ７までの動作）は、図２のＳ１９のＹｅｓ以外の動作を行なった場合について示している。また、図３（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｇ）、（ｈ）の太点線に示す時刻ｔ７から時刻ｔ９までの特性については実施の形態２で説明する。

以上の構成、動作により、前記瞬時低下の発生時に蓄電部２３から負荷１９へ遅延することなく安定して電力を供給できるので、負荷１９に対する電圧の瞬時低下可能性を低減する回生電力回収機能付き電源装置を実現できる。

なお、本実施の形態１では制御回路２７は、前記アイドリングストップ状態で蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２に至り（図２のＳ１７でＹｅｓ）、蓄電部２３を充電するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御する際に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の負荷２３に対する出力電圧Ｖｏを負荷駆動最低電圧Ｖｄに設定している（Ｓ２１）が、これは負荷駆動最低電圧Ｖｄに限定されるものではなく、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１が蓄電部２３を充電できるような電圧であればよい。すなわち、Ｓ２１の時点ではこれ以上蓄電部２３から電力を放電しないようにするとともに、バッテリ１１から負荷１９に電力を供給する必要があるので、ダイオード２６がオンになる電圧、すなわち開放電圧ＯＣＶ（＝１２Ｖ）からダイオード２６の電圧降下分（０．７Ｖ）を差し引いた１１．３Ｖより低い電圧であればよい。但し、その後のスタータ１３の駆動時に負荷１９を駆動し続けるために、最低でも負荷駆動最低電圧Ｖｄ（＝１０．５Ｖ）は必要である。ゆえに、Ｓ２１で出力電圧設定値Ｖｏｓに設定すべき電圧値は１０．５Ｖ以上１１．３Ｖ以下であればよい。なお、この電圧値の範囲においても、特に出力電圧設定値Ｖｏｓは本実施の形態１で述べた負荷駆動最低電圧Ｖｄとする方が望ましい。その理由は次の通りである。スタータ１３の駆動により前記瞬時低下が発生している間、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力は負荷１９のみに接続され、バッテリ１１との接続は切断される。従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電圧Ｖｏは負荷１９が動作できる電圧（負荷駆動最低電圧Ｖｄ）さえ確保されていればよいので、できるだけ電圧を下げてＤＣ／ＤＣコンバータ２１の昇圧比を小さくしている。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の効率を上げ、損失を抑制する効果が得られる。

また、本実施の形態１では前記プリチャージをハードウエア的に行なう構成としているが、これはソフトウエアにより行なってもよい。この場合は図２のＳ２９により蓄電部２３へのプリチャージが始まるので、Ｓ２９の後に蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２に至ったか否かを判断し、至れば次のステップ（Ｓ３１）を実行するようにすればよい。この場合、上記のソフトウエア実行時間が必要となり応答性が悪くなるが、プリチャージ用のハードウエアが不要となるので、応答性とコストのどちらに重点を置くかで、いずれかの構成を適宜選択すればよい。

また、本実施の形態１において、制御回路２７はバッテリ１１の端子電圧を検出し、バッテリ１１が正しく接続されている時にのみスイッチ１７のオン動作を許可する構成としてもよい。これにより、バッテリ１１の極性の逆接続（以下、逆接という）に対する保護機能を付加することができ、高信頼性が得られる。なお、前記車両の非使用時には前記ＦＥＴがオフになる構成であるので、非使用時にバッテリ１１を逆接してもＤＣ／ＤＣコンバータ２１や蓄電部２３、負荷１９に電流が流れず、これらの回路を保護することが可能となる。さらに、スイッチ１７とダイオード２６が並列接続される構成としているので、スイッチ１７がオフであってもダイオード２６はバッテリ１１を逆接しない限りオンとなり、前記車両の非使用時にも負荷１９が電力供給を必要とする場合、有効な構成となる。

また、本実施の形態１においてダイオード２６のみをスイッチ１７として置き換える構成としてもよい。この場合、本実施の形態１で述べたスイッチ１７のオンオフ動作が不要になるので制御が簡易化されるという効果が得られる。しかし、前記回生電力は前記車両の減速開始直後に急増するため、ダイオード２６のみの構成とすると大きな回生電流がダイオード２６に流れることになる。従って、ダイオード２６の電圧降下に起因した発熱が大きくなる。その結果、前記回生電力の損失が大きくなる上に、十分な放熱構成を有するように設計したり複数のダイオードを並列接続して熱分散を図る等の構成上の対策が必要となるので、本実施の形態１で述べた前記ＦＥＴを用いる構成の方が望ましい。

また、本実施の形態１において、図２のＳ３１で下限電圧設定値Ｖｃｓを蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２に戻しているが、この際に制御回路２７は既定速度ｖ（例えば１Ｖ／秒）で徐々に戻すようにしてもよい。これは次の理由による。Ｓ３１で下限電圧設定値Ｖｃｓを蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２に急に戻すと前記プリチャージにより大電流が流れ、負荷１９への電圧変動が発生するとともに、蓄電部２３の容量値が大きければバッテリ１１からも一部電力が持ち出されてしまう可能性がある。そこで、前記大電流を抑制するために下限電圧設定値Ｖｃｓを既定速度ｖで徐々に戻すことで、負荷１９への印加電圧の安定化を図ることができ、バッテリ１１からの電力持ち出しを抑制でき効率が向上する。但し、電圧安定化と効率を向上し、かつ次回のアイドリングストップまでに前記プリチャージが完了する既定速度ｖをあらかじめ求めておく必要がある。従って、構成によっては前記プリチャージに要する期間が長くなり、次回アイドリングストップまでに前記プリチャージが完了しなくなる可能性があるので、必要とする蓄電部２３の容量値やアイドリングストップ間隔の見積もり値などに応じて徐々に戻すか否かを適宜選択すればよい。

また、本実施の形態１ではアイドリングストップ中に蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）に至ると、その電圧を維持するように制御回路２７がＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御しているので、電圧維持の間はバッテリ１１の電力が負荷１９に供給される構成としている。しかし、車両用制御回路２９により監視されるバッテリ１１の充電状態（以下、ＳＯＣという）が低く、負荷１９への電力供給を継続することにより前記エンジンの再始動のためのスタータ１３の駆動電力が不足すると予測される場合は、アイドリングストップ中であっても車両用制御回路２９は前記エンジンの再始動を行うようにしている。この場合であっても図２の動作は同じであり、前記エンジンの再始動によりＳ２９以降の動作が行なわれる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における電源装置のアイドリングストップ時の動作を示すフローチャートである。

本実施の形態２における電源装置の構成は図１と同じであるため、詳細な説明を省略する。また、動作においてもアイドリングストップ状態の動作が異なるのみであるので、異なる点を中心に図４を用いて説明する。なお、図４において、図２と同じ動作には同じステップ番号を付して詳細な説明を省略する。

前記車両が前記アイドリングストップ状態となれば、制御回路２７は図４のサブルーチンを実行する。ここで、図４のＳ１１からＳ２５までの動作は図２と同じであるため説明を省略する。但し、Ｓ１９でＹｅｓ以降の動作は図２と異なるが、その詳細は後述する。

本実施の形態２の動作の特徴はプリチャージをソフトウエアにより行なう点であるので、その動作を以下に説明する。

Ｓ２５で前記エンジンの再始動が完了すれば（Ｓ２５のＹｅｓ）、制御回路２７は充電電流上限設定値Ｉｃｓを既定中間電流値Ｉｃｍに設定する（Ｓ５１）。この動作は図２の場合、既定上限電流値Ｉｃｕに設定していたが（図２のＳ２９）、本実施の形態２のように既定中間電流値Ｉｃｍに設定することで、前記プリチャージにおける蓄電部２３の充電電流を低減することができる。なお、本実施の形態２では既定中間電流値Ｉｃｍを１０Ａとした。これにより、蓄電部２３への前記プリチャージは図２の場合と比べ１０分の１の電流で済むことになる。ゆえに、前記プリチャージによる前記大電流が蓄電部２３に流れることによる負荷１９への印加電圧変動を抑制することができる。また、前記大電流によるバッテリ１１からの電力持ち出しによる効率低下も抑制できる。但し、前記プリチャージに必要な期間が１０倍となるので、もしその間に再度アイドリングストップ状態となる可能性がある電源装置の場合は、前記アイドリングストップ状態となる前に前記プリチャージが終了する既定中間電流値Ｉｃｍをあらかじめ決定しておけばよい。

Ｓ５１の実行により、前記プリチャージが開始されるので、その後、下限電圧設定値Ｖｃｓを蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）に戻す（Ｓ５３）。この動作は図２のＳ３１と同じである。

その後、制御回路２７は蓄電部電圧検出回路２５から蓄電部電圧Ｖｃを読み込み（Ｓ５５）、蓄電部電圧Ｖｃと蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２とを比較する（Ｓ５７）。もし、蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２未満であれば（Ｓ５７のＮｏ）、蓄電部２３の前記プリチャージがまだ終わっていないので、Ｓ５５に戻り、以後の動作を繰り返す。

一方、蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２以上であれば（Ｓ５７のＹｅｓ）、蓄電部２３の前記プリチャージが終了し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２になるように制御する動作を優先する。従って、前記プリチャージによる電流は流れないので、制御回路２７は充電電流上限設定値Ｉｃｓを既定中間電流値Ｉｃｍから既定上限電流値Ｉｃｕに戻す（Ｓ５９）。これにより、前記プリチャージによる負荷１９への印加電圧変動と、バッテリ１１からの電力持ち出しの影響を低減できる。

次に、制御回路２７は出力電圧設定値Ｖｏｓに通常電圧Ｖｎを設定することで、出力電圧Ｖｏが通常電圧Ｖｎ（＝１５Ｖ）になるようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御する（Ｓ６０）。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は蓄電部２３を放電する方向に動作しようとするが、蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２に至っているので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２を維持する動作を継続する。その結果、蓄電部２３にいつでも前記回生電力を回収できるように待機することができる。

その後、スイッチ１７をオンにして（Ｓ６１）、図４のサブルーチンを終了し、前記メインルーチンに戻る。なお、Ｓ６０とＳ６１の動作はそれぞれ図２のＳ３２、Ｓ３３の動作と同じである。

次に、Ｓ１９でＹｅｓの場合、すなわち蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２より大きい状態で前記エンジンの再始動が完了した場合、制御回路２７は再び蓄電部電圧検出回路２５から蓄電部電圧Ｖｃを読み込む（Ｓ６３）。これは、Ｓ１５からＳ６３に至るまでの間に蓄電部電圧Ｖｃが低下するため、Ｓ６３で最新の蓄電部電圧Ｖｃを検出している。次に、制御回路２７は蓄電部電圧Ｖｃと蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２とを比較する（Ｓ６５）。もし、蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２未満となっていれば（Ｓ６５のＹｅｓ）、蓄電部２３に対し前記プリチャージが必要となるので、上記したＳ５１にジャンプする。

一方、蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２以上であれば（Ｓ６５のＮｏ）、前記エンジンが再始動しても、まだ回収した前記回生電力が蓄電部２３に蓄えられている状態である。この場合は、下限電圧設定値Ｖｃｓを蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）に戻し（Ｓ６７）、上記したＳ６０にジャンプする。Ｓ６０では制御回路２７はＤＣ／ＤＣコンバータ２１が蓄電部２３を放電する方向に制御し、この時点では蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２以上であるので、蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２に至るまで、剰余の前記回生電力が蓄電部２３から負荷１９に放電され、有効活用される。

ここで、本実施の形態２における特徴となる動作は図３（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｇ）、（ｈ）の太点線に示される。すなわち、時刻ｔ７で前記エンジンの再始動が完了すれば、制御回路２７は図３（ｇ）の太点線に示すように充電電流上限設定値Ｉｃｓを既定中間電流値Ｉｃｍ（＝１０Ａ）に設定する。その結果、蓄電部２３の前記プリチャージにおけるＤＣ／ＤＣコンバータ２１に流れる電流Ｉは図３（ｈ）に示すように１０Ａとなり、図３（ｅ）に示すように蓄電部２３を徐々に充電し、蓄電部２３への突入電流発生を抑制している。

その後、時刻ｔ９で図３（ｅ）に示すように蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝５Ｖ）に至ると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２を維持するように動作し、図３（ｈ）に示すようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１に流れる電流Ｉは０Ａとなる。これに伴い、制御回路２７は図３（ｇ）に示すように充電電流上限設定値Ｉｃｓを既定上限電流値Ｉｃｕ（＝１００Ａ）に戻すとともに、図３（ｄ）に示すように出力電圧設定値Ｖｏｓを通常電圧Ｖｎ（＝１５Ｖ）に設定し、図３（ｂ）に示すようにスイッチ１７をオンにする。

以上の構成、動作により、前記瞬時低下の発生時に蓄電部２３から負荷１９へ遅延することなく安定して電力を供給できる上、前記プリチャージの際の負荷１９への印加電圧変動も抑制できるので、負荷１９に対する電圧の瞬時低下可能性をさらに低減する回生電力回収機能付き電源装置を実現できる。

なお、本実施の形態２では充電電流上限設定値Ｉｃｓを段階的に既定上限電流値Ｉｃｕへ戻しており、実施の形態１で述べた下限電圧設定値Ｖｃｓを蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２に既定速度ｖで徐々に戻す動作とは別の方法で、前記プリチャージによる前記大電流が蓄電部２３に流れることによる負荷１９への印加電圧変動と、バッテリ１１からの電力持ち出しを抑制している。これは、どちらの動作でも得られる効果は同じであるので、適宜いずれかの動作を選択すればよい。但し、本実施の形態２で述べた動作の場合、蓄電部２３に充電される電流値そのものを制御できるので、前記大電流の中でも特に前記プリチャージ開始時の突入電流の抑制精度が高まるという効果が得られる。従って、前記突入電流の影響が大きい場合は、本実施の形態２の構成、動作が望ましい。

また、本実施の形態２では充電電流上限設定値Ｉｃｓを既定上限電流値Ｉｃｕに戻す際に、制御回路２７は、まず既定中間電流値Ｉｃｍ（＝１０Ａ）に設定し、蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２に至ると、充電電流上限設定値Ｉｃｓを既定上限電流値Ｉｃｕ（＝１００Ａ）に戻しているが、このような１段階の段階的な戻し方に限定されるものではなく、既定中間電流値Ｉｃｍを複数設定し多段階で戻すようにしてもよいし、段階数を多くすることにより、実質的に連続して徐々に戻すようにしてもよい。なお、ここでは段階数を多くして実質的に連続して徐々に戻す動作も含めて段階的に戻す動作であると以下定義する。これにより、制御が複雑になるものの、前記突入電流の抑制精度を向上することができ、さらなる負荷１９への電圧安定化が図れる。

また、充電電流上限設定値Ｉｃｓを既定上限電流値Ｉｃｕへ戻す際に、本実施の形態２のようにソフトウエアにより戻すものに限定されず、ハードウエアにより戻す構成としてもよい。すなわち、例えば制御回路２７にタイマ回路を内蔵し、前記タイマ回路からの出力に応じて、あらかじめ定めた期間内に段階的に充電電流上限設定値Ｉｃｓを大きくするような構成とする。これにより、制御回路２７は図４のＳ５１の段階で前記タイマ回路による制御を開始させれば、後はハードウエアにより自動的に定めた期間内に段階的に充電電流上限設定値Ｉｃｓが既定上限電流値Ｉｃｕまで大きくなる。このような構成とすれば図４のＳ５１とＳ５５からＳ５９までの動作を行なう必要がなくなる。その結果、蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２に至った際に、充電電流上限設定値Ｉｃｓを既定上限電流値Ｉｃｕとする動作が不要となりソフトウエアを簡略化できる。

（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３における電源装置のブロック回路図である。なお、図５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。

本実施の形態３の電源装置の構成において、図１と同じ部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。すなわち、図５における特徴となる構成はバッテリ１１にバッテリ電圧検出回路３１を電気的に接続した点である。バッテリ電圧検出回路３１は制御回路２７とも信号系配線で電気的に接続され、バッテリ電圧Ｖｂを検出して制御回路２７に出力する構成を有する。

次に、このような電源装置の特徴となる動作について説明する。本実施の形態３ではバッテリ電圧Ｖｂを検出することができる構成であるので、制御回路２７によりＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御することで、バッテリ電圧Ｖｂを制御対象とすることができる。その具体的な動作は以下の通りである。

制御回路２７は、前記アイドリングストップ状態の場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１が出力電圧設定値Ｖｏｓに制御する対象を、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の負荷１９に対する出力電圧Ｖｏとする。この動作は実施の形態１と同じである。

一方、前記アイドリングストップ状態以外では、制御回路２７はＤＣ／ＤＣコンバータ２１が出力電圧設定値Ｖｏｓに制御する対象を、バッテリ電圧検出回路３１で検出されるバッテリ電圧Ｖｂとする。具体的には、実施の形態１で説明したように前記アイドリングストップ状態以外では出力電圧設定値Ｖｏｓには通常電圧Ｖｎ（＝１５Ｖ）が設定されるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１はバッテリ電圧Ｖｂが出力電圧設定値Ｖｏｓ（＝１５Ｖ）になるように制御する。これにより、バッテリ電圧Ｖｂがより正確に１５Ｖに制御されるので、バッテリ１１の開放電圧ＯＣＶ（＝１２Ｖ）や発電機電圧Ｖｇ（＝１４．５Ｖ）よりも高い電圧に制御する確実性が増す。その結果、蓄電部２３に蓄えられた前記回生電力をバッテリ１１や発電機１５からの電力に優先して、かつ安定に負荷１９に供給できる上、前記回生電力のバッテリ１１への充電が行なえるため、前記回生電力を有効活用する確度が向上する。さらに、発電機１５の発電をより確実に抑制することができるので、前記エンジンの負担を軽減することによる省燃費化も図ることができる。

なお、実施の形態１では前記アイドリングストップ状態以外であってもＤＣ／ＤＣコンバータ２１は出力電圧Ｖｏが出力電圧設定値Ｖｏｓ（＝１５Ｖ）になるように制御しているが、この構成はＤＣ／ＤＣコンバータ２１からバッテリ１１や発電機１５までの電力系配線の抵抗値が極めて小さい場合であれば前記回生電力の有効活用が可能である。しかし、前記電力系配線が長い車両構成などの場合のように、前記抵抗値（スイッチ１７の内部抵抗値も含む）がある程度の大きさを有すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１からバッテリ１１や発電機１５までに電圧降下が発生する。その結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１から出力される出力電圧Ｖｏが１５Ｖであっても、前記電力系配線やスイッチ１７による前記電圧降下により、例えば発電機１５におけるＤＣ／ＤＣコンバータ２１からの電圧が発電機電圧Ｖｇ（＝１４．５Ｖ）を下回る可能性がある。そうすると、発電機電圧Ｖｇの方が高電圧となるので、蓄電部２３から前記回生電力を放電しているにもかかわらず、発電機１５からの電力もバッテリ１１などに供給されてしまい、前記回生電力の有効活用が不十分となる。さらに、前記電圧降下によりＤＣ／ＤＣコンバータ２１からの電圧がバッテリ１１の開放電圧ＯＣＶ（＝１２Ｖ）よりも下回ると、前記回生電力のバッテリ１１への充電もできなくなる。

このような理由から、前記車両における車種やグレード毎にそれぞれ異なる前記抵抗値がどのような値であっても前記回生電力の有効活用を図ることができ、かつ負荷１９を安定駆動することができる電源装置を構築する場合は、本実施の形態３の構成が望ましい。

なお、本実施の形態３の構成ではバッテリ電圧検出回路３１が必要になるが、これは例えば制御回路２７や蓄電部電圧検出回路２５とともにＤＣ／ＤＣコンバータ２１に内蔵する構成とすることで、実施の形態１に比べ回路規模をそれほど大きくすることなく実現することができる。

上記までに説明した以外の動作（アイドリングストップ時の詳細動作など）は実施の形態１と同じである。

以上の構成、動作により、前記瞬時低下の発生時に蓄電部２３から負荷１９へ遅延することなく安定して電力を供給できる上、前記回生電力を有効利用する確実性が高い電源装置を実現できる。

（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４における電源装置のブロック回路図である。なお、図６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。

本実施の形態４の電源装置の構成において、図１と同じ部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。すなわち、図６における特徴となる構成は発電機１５として発電電圧の制御対象となる回路部分に設けられる調整端子３３を有するものを用いた点である。すなわち、発電機１５は調整端子３３の電圧を検出し、その電圧が既定の発電機電圧Ｖｇ（＝１４．５Ｖ）になるように制御する機能を有する。そして、本実施の形態４では、調整端子３３を図６に示すようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１の負荷１９に対する出力電圧Ｖｏを検出するように接続している。

次に、このような電源装置の動作について説明する。

まず、前記アイドリングストップ状態の場合は発電機１５が停止しているので、調整端子３３による発電機電圧Ｖｇの制御は行なわれない。従って、実施の形態１と同じ動作を行なう。

次に、前記アイドリングストップ状態以外の場合、発電機１５は調整端子３３の電圧が発電機電圧Ｖｇ（＝１４．５Ｖ）になるように制御する。しかし、蓄電部２３に前記回生電力が蓄えられている場合は、実施の形態１で述べたようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１は出力電圧Ｖｏが通常電圧Ｖｎ（＝１５Ｖ）になるように制御する。その結果、調整端子３３の電圧が発電機電圧Ｖｇより高くなるため、発電機１５は発電を行なわない。従って、前記エンジンへの負担が軽減され省燃費化が可能となる。同時に、発電機１５に優先して前記回生電力を負荷１９に安定供給できるので、前記回生電力の有効活用も可能となる。このように発電機１５の発電電圧の制御対象をＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力付近とする構成により、実施の形態３で述べた前記電力系配線による前記電圧降下の影響を低減することができる。従って、実施の形態３と同様の理由から、前記車両における車種やグレード毎にそれぞれ異なる前記抵抗値がどのような値であっても前記回生電力の有効活用を図ることができ、かつ負荷１９を安定駆動することができる電源装置を構築する場合は、本実施の形態４の構成も有効である。なお、本実施の形態４の場合、発電機１５が調整端子３３を備える構成のものを使用する必要があるが、バッテリ電圧検出回路３１は不要となり、実施の形態３よりは回路構成が簡略化できる。

上記までに説明した以外の動作（アイドリングストップ時の詳細動作など）は実施の形態１と同じである。

以上の構成、動作により、前記瞬時低下の発生時に蓄電部２３から負荷１９へ遅延することなく安定して電力を供給できる上、前記回生電力を有効利用する確実性が高い電源装置を実現できる。

なお、実施の形態１の構成では、発電機１５はその出力端子が既定の発電機電圧Ｖｇ（＝１４．５Ｖ）になるように制御する構成のものを使用している。これは、調整端子３３が発電機１５の出力端子に直接接続されている構成に相当する。従って、前記電圧降下の影響が小さい場合は、本実施の形態４に比べ構成が簡単な実施の形態１の構成が望ましい。

（実施の形態５）
図７は、本発明の実施の形態５における電源装置のブロック回路図である。図８は、本発明の実施の形態５における電源装置の他の構成のブロック回路図である。なお、図７、図８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７、図８において、図６と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。すなわち、実施の形態４に対する本実施の形態５の特徴となる構成は、調整端子３３、および制御回路２７と電気的に接続される調整端子電圧検出回路３５を備えた点である。従って、調整端子電圧検出回路３５は調整端子３３における調整端子電圧Ｖｔを検出して制御回路２７に出力する。

また、本実施の形態５では、実施の形態４と異なり、調整端子３３を図７の構成ではバッテリ１１の正極側に、図８の構成では発電機１５の前記出力端子に、それぞれ接続している。従って、図７の構成では発電機１５はバッテリ１１の正極側で調整端子３３を接続した部分が、図８の構成では発電機１５の前記出力端子が、それぞれ既定の発電機電圧Ｖｇ（＝１４．５Ｖ）になるように発電する。

次に、このような電源装置の動作について説明する。

制御回路２７は、前記アイドリングストップ状態の場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１が出力電圧設定値Ｖｏｓに制御する対象を、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の負荷１９に対する出力電圧Ｖｏとする。この動作は実施の形態１と同じである。なお、発電機１５は停止しているので、調整端子３３による発電機電圧Ｖｇの制御は行なわれない。

一方、前記アイドリングストップ状態以外では、制御回路２７はＤＣ／ＤＣコンバータ２１が出力電圧設定値Ｖｏｓに制御する対象を、調整端子電圧検出回路３５で検出される調整端子電圧Ｖｔとする。その具体例を図７の構成で説明する。

実施の形態１で説明したように前記アイドリングストップ状態以外では出力電圧設定値Ｖｏｓには通常電圧Ｖｎ（＝１５Ｖ）が設定されるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は調整端子電圧Ｖｔが出力電圧設定値Ｖｏｓ（＝１５Ｖ）になるように制御する。ここで、図７の構成では調整端子３３がバッテリ１１の正極側に設けられているので、実質的には実施の形態３と同様にバッテリ電圧Ｖｂが出力電圧設定値Ｖｏｓ（＝１５Ｖ）になるように制御されることになる。従って、前記電力系配線の抵抗値による前記電圧降下の影響をほとんど受けない状態でバッテリ電圧Ｖｂがより正確に１５Ｖに制御されるので、バッテリ１１の開放電圧ＯＣＶ（＝１２Ｖ）や発電機電圧Ｖｇ（＝１４．５Ｖ）よりも高い電圧に制御する確実性がさらに増す。その結果、実施の形態１〜３に比べ前記電力系配線の抵抗値による損失が最も抑制され高効率化が図れる。なお、蓄電部２３に蓄えられた前記回生電力をバッテリ１１や発電機１５からの電力に優先して、かつ安定に負荷１９に供給でき、前記回生電力のバッテリ１１への充電も行なえることから、前記回生電力を有効活用する確度が向上するという効果も実施の形態２、３と同様に得られる。加えて、調整端子電圧Ｖｔが発電機電圧Ｖｇより高くなるため発電機１５は発電を行なわず、省燃費化が可能となるという効果も得られる。

なお、図８の構成では発電機１５の前記出力端子に調整端子３３が設けられるので、前記アイドリングストップ状態以外では前記出力端子における調整端子電圧Ｖｔが出力電圧設定値Ｖｏｓ（＝１５Ｖ）になるように制御されることになる。従って、発電機１５から調整端子３３までの前記電力系配線が最短となり、その抵抗値による前記電圧降下の影響も最小に抑制できる。ゆえに、調整端子電圧Ｖｔが発電機電圧Ｖｇより高くなる確実性が増し、発電機１５の発電を停止させる可能性が高まる。その結果、前記エンジンへの負担を軽減し省燃費化を図る点で最も効果が得られる構成となる。

このように、発電機１５の調整端子３３を設けた部分に調整端子電圧検出回路３５を備える構成とすることにより、前記アイドリングストップ状態以外の際に制御回路２７は前記電力系配線の抵抗値の影響を極力受けない状態でＤＣ／ＤＣコンバータ２１が調整端子電圧Ｖｔを出力電圧設定値Ｖｏｓ（＝１５Ｖ）とするように制御できるので、例えば前記車両の車種やグレード等に応じて調整端子３３を前記電力系配線における発電電圧の制御対象となるどの回路部分に設けたとしても、前記回生電力の高効率な有効活用と省燃費化が図れる。

上記までに説明した以外の動作（アイドリングストップ時の詳細動作など）は実施の形態１と同じである。

以上の構成、動作により、前記瞬時低下の発生時に蓄電部２３から負荷１９へ遅延することなく安定して電力を供給できる上、前記回生電力を有効利用する確実性が高く高効率で省燃費の電源装置を実現できる。

なお、本実施の形態５の構成では調整端子電圧検出回路３５が必要になるが、これは実施の形態３と同様に例えば制御回路２７や蓄電部電圧検出回路２５とともにＤＣ／ＤＣコンバータ２１に内蔵する構成とすることで、実施の形態１に比べ回路規模をそれほど大きくすることなく実現することができる。

（実施の形態６）
図９は、本発明の実施の形態６における電源装置のブロック回路図である。なお、図９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９において、図１と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。すなわち、実施の形態１に対する本実施の形態６の特徴となる構成は次の通りである。

１）発電機１５をバッテリ１１との並列接続構成から蓄電部２３との直接並列接続構成とした。

２）発電機１５の発電可能な発電機電圧Ｖｇは車両用制御回路２９からの発電信号ＡＬＴに応じて可変できる構成とした。

３）発電機１５と直接接続される蓄電部２３の充放電時における蓄電部電圧Ｖｃをバッテリ１１の電圧より高い範囲とした。ここで、蓄電部電圧Ｖｃにおける満充電電圧Ｖｍを２９Ｖとした。

４）満充電電圧Ｖｍ（２９Ｖ）に対応するために、蓄電部２３の電気二重層キャパシタの数を１２本（１本当たり最大２．４２Ｖ）とした。

上記以外の構成は実施の形態１と同じである。なお、このような構成により、発電機１５から直接蓄電部２３に電力を充電できるので、回生により発電される大きな電力を、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１を介することなく効率よく充電できるという特長を有する。また、本実施の形態６ではＤＣ／ＤＣコンバータ２１は蓄電部２３側から負荷１９側への給電のみでよいが、後述するようにアイドリングストップが開始され、制御回路２７が下限電圧設定値Ｖｃｓを蓄電部下限電圧Ｖｃｋに切り替えた後、蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２を維持する動作が必要となるため、実施の形態１と同様に双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ構成とした。但し、この構成により充電電流上限設定値Ｉｃｓを０Ａより大きい数値に設定すると、出力電圧Ｖｏが出力電圧設定値Ｖｏｓより高い場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は蓄電部２３を充電する方向に動作してしまう。これはバッテリ１１の電力を蓄電部２３に充電することになり、バッテリ１１からの不要な電力の持ち出しとなるため、本実施の形態６では既定上限電流値Ｉｃｕを０Ａとしている。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の充電電流は常に実質的に０Ａに固定されることになり、上記した不要な電力の持ち出しを抑制できる。なお、実質的に０Ａであるということは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１に内蔵された前記電流検出回路の検出精度やＤＣ／ＤＣコンバータ２１の動作精度等の誤差範囲内で０Ａであることと定義する。

次に、このような電源装置の動作について説明する。

まず、車両が制動せずに通常走行している場合は、制御回路２７はスイッチ１７をオンにするとともに、出力電圧Ｖｏが通常電圧Ｖｎ（ここでは１３Ｖとする）になるようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１を動作させる。すなわち、出力電圧設定値Ｖｏｓには通常電圧Ｖｎ（＝１３Ｖ）が設定されている。これにより、発電機電圧Ｖｇ（＝１４．５Ｖ）がＤＣ／ＤＣコンバータ２１で降圧されてバッテリ１１が充電されるとともに、発電電力が負荷１９に供給される。なお、この際に蓄電部２３は発電機１５と並列接続されているので、蓄電部電圧Ｖｃはバッテリ１１の充電電圧以上を維持する必要がある。具体的には、車両用制御回路２９は蓄電部電圧Ｖｃが十分に高い場合は発電機１５が発電を行なわないように制御し、蓄電部電圧Ｖｃがバッテリ１１の充電電圧より高い値（ここでは発電機電圧Ｖｇと等しい１４．５Ｖとする）に至るまで蓄電部２３が放電すると発電機１５を動作させて蓄電部電圧Ｖｃがバッテリ１１の充電電圧以上を維持するよう制御すればよい。その結果、回生が行われていない通常走行時の蓄電部電圧Ｖｃは発電機電圧Ｖｇ（＝１４．５Ｖ）以上となる。

ここで、蓄電部電圧Ｖｃの制御対象とする電圧値は上記した発電機電圧Ｖｇ（＝１４．５Ｖ）に限定されるものではなく、蓄電部２３の放電により蓄電部電圧Ｖｃが低下し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１が出力電圧Ｖｏを維持できなくなるまでの範囲で設定すればよい。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１に内蔵されるハイサイドスイッチング素子（図示せず）をデューティーが１になるまで動作できるような構成とする。これにより、蓄電部電圧Ｖｃが十分に高く発電機１５が発電を行なわない場合であれば、出力電圧Ｖｏ＝１３Ｖを得る際に、蓄電部電圧Ｖｃ＝１３ＶまでＤＣ／ＤＣコンバータ２１を動作させることができるので、蓄電部２３に蓄電された電力を有効利用できる。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１が出力電圧Ｖｏを維持できなくなった場合、すなわち蓄電部電圧Ｖｃが１３Ｖに至った場合は、車両用制御回路２９が発電機１５を動作させるように制御するが、バッテリ１１のＳＯＣが十分高い場合は、引き続きバッテリ１１から放電するように制御してもよい。

これらのことから、本実施の形態６では蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２を１３Ｖとし、通常走行時には下限電圧設定値Ｖｃｓを蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝１３Ｖ）に設定している。ここで、蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２を１３Ｖとすることにより、アイドリングストップ後の前記エンジン再始動時に負荷１９へ供給するために必要な電力が得られるかを実施の形態１と同様にして検証する。

まず、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１が動作できる電圧（蓄電部下限電圧Ｖｃｋ）であるが、本実施の形態６では実施の形態１と異なり蓄電部電圧Ｖｃがバッテリ１１の電圧よりも高い構成であるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は蓄電部電圧Ｖｃを降圧することにより放電する。この時、蓄電部電圧Ｖｃが下がってきてもＤＣ／ＤＣコンバータ２１の前記ハイサイドスイッチング素子（図示せず）をデューティーが１（ほぼオン状態）になるよう制御することで、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１から蓄電部電圧Ｖｃをほぼそのまま出力することができる。このことから、瞬時低下が発生する既定期間ｔｓが経過後の蓄電部電圧Ｖｃは最低でも負荷駆動最低電圧Ｖｄ（＝１０．５Ｖ）であれば十分である。従って、蓄電部下限電圧Ｖｃｋは負荷駆動最低電圧Ｖｄとなる。

他のパラメータである負荷１９の消費電力（５００Ｗ）、既定期間ｔｓ（２秒）、電気二重層キャパシタ１個の容量値（５００Ｆ）は実施の形態１と同じであるとすると、蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２は実施の形態１で述べたエネルギ式を用いて、Ｖｃｋ２＝１２．６Ｖと求められる。従って、マージンを考慮して蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２を１３Ｖと決定してもよいことがわかる。なお、これらの数値から、既定電圧幅ΔＶｃは１３Ｖ−１０．５Ｖ＝２．５Ｖとなる。

次に、前記車両が制動され減速すると、車両用制御回路２９は例えばブレーキの踏み込み速度や車両減速度等からブレーキフィーリングや回生効率が最適となるような発電機１５の発電電力指令を求め、発電信号ＡＬＴとして発電機１５へ送信する。これを受け、発電機１５は求められた発電電力を出力する。なお、車両制動状態は刻々と変化するので、車両用制御回路２９はリアルタイムに前記発電電力指令を求めて発電機１５に送信する。また、車両制動の事実は実施の形態１と同様に車両用制御回路２９からデータ信号ｄａｔａにより制御回路２７にも送信される。

これらの動作により、制御回路２７は次のように制御する。まず、スイッチ１７をオンのままとする。次に、蓄電部電圧Ｖｃの監視を行なう。その理由は以下の通りである。

前記車両の制動、減速が起こると発電機電圧Ｖｇが上昇するため、それに応じて発生した初期の急峻な回生電力は充電受入性の良好な蓄電部２３に直接充電される。従って、蓄電部２３への充電が低損失に行なわれ、効率よく回生電力を回収することができる。この充電により、蓄電部電圧Ｖｃは発電機１５の発電とともに上昇する。このような蓄電部電圧Ｖｃの上昇は蓄電部電圧検出回路２５を介して制御回路２７により監視されている。そして、制御回路２７と交信している車両用制御回路２９により蓄電部２３の満充電電圧Ｖｍ（＝２９Ｖ）以内で充電が行なわれるように発電機１５が制御される。

一方、前記回生電力が発生している場合も、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は通常走行時と同様に出力電圧Ｖｏが通常電圧Ｖｎ（＝１３Ｖ）になるように制御する。この際、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の入力電圧に相当する発電機電圧Ｖｇは減速状態に応じて変化するが、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１により出力電圧Ｖｏが安定化されるので、バッテリ１１の充電や負荷１９への電力供給は減速時にも継続される。ゆえに、前記回生電力の一部はバッテリ１１や負荷１９にも供給される。

制動後、前記車両が停止すると、前記車両はアイドリングストップ状態となる。この際に、制御回路２７は車両用制御回路２９からの前記エンジンの再始動に関するデータ信号ｄａｔａを受信してからＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御することによる応答遅れを発生させないようにするために、データ信号ｄａｔａの受信を行なわなくてもスタータ１３の駆動による前記瞬時低下の発生期間ｔｓに亘って蓄電部２３の前記回生電力を負荷１９に供給するための準備動作を行なう。具体的には、制御回路２７はスイッチ１７をオフにするとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の下限電圧設定値Ｖｃｓを蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝１３Ｖ）から、それより既定電圧幅ΔＶｃ（＝２．５Ｖ）だけ低い蓄電部下限電圧Ｖｃｋ（＝１０．５Ｖ）に切り替える。但し、この時点では出力電圧設定値Ｖｏｓは通常電圧Ｖｎ（＝１３Ｖ）のままである。すなわち、本実施の形態６では通常電圧Ｖｎとアイドリングストップ時電圧Ｖｉが等しい値として設定されている。これは、本実施の形態６において発電機１５と蓄電部２３が直接並列接続され、実施の形態１のように出力電圧Ｖｏを発電機電圧Ｖｇ（＝１４．５Ｖ）より高くする必要がないからである。

これらにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は蓄電部２３の前記回生電力を放電して負荷１９に供給する。なお、スイッチ１７はオフであり、出力電圧Ｖｏは通常電圧Ｖｎ（＝１３Ｖ）になるようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１が放電するので、出力電圧Ｖｏはバッテリ１１の開放電圧ＯＣＶより高くなりダイオード２６はオフになる。ゆえに、前記回生電力は負荷１９にのみ供給される。

アイドリングストップ状態が長い場合、蓄電部電圧Ｖｃが徐々に低下していく。そこで、制御回路２７は蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２に至るまでの範囲で蓄電部２３を放電するようにしている。蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２に至れば、制御回路２７は実施の形態１と同様に蓄電部２３への充電電流上限設定値Ｉｃｓを既定上限電流値Ｉｃｕから０Ａに設定して蓄電部２３を充電するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御する。但し、上記したように既定上限電流値Ｉｃｕは元々０Ａに設定されているので、充電電流上限設定値Ｉｃｓは０Ａのままである。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１を蓄電部２３の充電方向に制御するために、具体的には出力電圧設定値Ｖｏｓを通常電圧Ｖｎ（＝１３Ｖ）から負荷駆動最低電圧Ｖｄ（＝１０．５Ｖ）に切り替える。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は出力電圧Ｖｏを負荷駆動最低電圧Ｖｄ（＝１０．５Ｖ）に下げるように、すなわち蓄電部２３を充電する方向に動作する。しかし、充電電流上限設定値Ｉｃｓは０Ａであるので、これを超えない動作が優先され、蓄電部２３へは充電が行なわれず、蓄電部電圧Ｖｃは蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２を維持することになる。なお、このような動作により、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１から負荷１９への前記回生電力の供給が停止するので、ダイオード２６がオンになり、以後はバッテリ１１の電力が負荷１９に供給される。但し、バッテリ１１のＳＯＣが低く十分に負荷１９へ電力供給ができないときは、前記エンジンを再始動する。

次に、アイドリングストップが終了し、前記車両が前記エンジンの再始動を行う動作について述べる。実施の形態１と同様に、運転者のペダル踏み替えなどにより車両用制御回路２９がアイドリングストップの終了を判断すると、すぐにスタータ１３の駆動を行なう。これにより、バッテリ１１の電圧は急激に低下するので、ダイオード２６はオフになる。これに伴い、出力電圧Ｖｏも低下するが、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は出力電圧Ｖｏが負荷駆動最低電圧Ｖｄ（＝１０．５Ｖ）になるように動作するので、それにより蓄電部２３の前記回生電力が放電される。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の放電電流上限設定値Ｉｄｓは実施の形態１と同様に５０Ａの固定値としている。従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は５０Ａまでの範囲で蓄電部２３の前記回生電力を負荷１９に放電する。このような動作により、バッテリ１１がスタータ１３を駆動し、前記瞬時低下が発生している既定期間ｔｓに亘って、負荷１９は蓄電部２３から電力が供給され駆動し続けることができる。

以上のように、前記エンジンの再始動時に制御回路２７は何ら制御を行なうことなく前記瞬時低下の既定期間ｔｓに亘り蓄電部２３の電力を負荷１９に供給できるので、応答遅れがほとんど発生せずに負荷１９への前記瞬時低下の影響を抑制することができる。この際、上記したように、負荷１９を既定期間ｔｓに亘って駆動できるだけの電力が蓄電部２３に蓄えられているので、負荷１９の動作は既定期間ｔｓ内で確保できる。

既定期間ｔｓが経過してスタータ１３の駆動が終了すると、前記エンジンが再始動し発電機１５が発電する準備が整う。従って、もはや瞬時低下は発生しないので、制御回路２７は充電電流上限設定値Ｉｃｓを既定上限電流値Ｉｃｕに、下限電圧設定値Ｖｃｓを蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２（＝１３Ｖ）に、それぞれ戻すとともに、スイッチ１７をオンにする。なお、上記したように既定上限電流値Ｉｃｕは０Ａであるので、実質的には充電電流上限設定値Ｉｃｓは変更されず０Ａのままである。

その後、制御回路２７は蓄電部２３を放電するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御する。具体的には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電圧設定値Ｖｏｓを通常電圧Ｖｎ（＝１３Ｖ）に設定する。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は出力電圧Ｖｏが通常電圧Ｖｎ（＝１３Ｖ）になるように動作する。但し、この際の発電機１５の制御は蓄電部電圧Ｖｃによって以下に示すように異なる。

まず、アイドリングストップ期間が短いなどにより前記回生電力をあまり消費せず、蓄電部電圧Ｖｃが発電機電圧Ｖｇ（＝１４．５Ｖ）より高い状態である場合、その情報はデータ信号ｄａｔａにより制御回路２７から車両用制御回路２９に送信される。これを受け、車両用制御回路２９は発電機１５による発電を停止するように発電信号ＡＬＴを出力する。これにより、発電機１５は発電を行なわず空回り状態となるので、発電機１５の駆動トルクが小さくなり燃料消費低減が可能となる。その際、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１から出力される電力は蓄電部２３からのもののみとなる。従って、蓄電部２３に蓄えた前記回生電力がバッテリ１１や負荷１９に供給されるので、前記回生電力の有効活用が可能となり効率が向上する。さらに、蓄電部２３の電力がバッテリ１１と負荷１９の両方に供給されることで、蓄電部２３の電力を素早く消費することができ、次回の回生電力を効率よく蓄電部２３に充電できるよう備えておくことが可能となる。その後、蓄電部電圧Ｖｃが低下し発電機電圧Ｖｇ（＝１４．５Ｖ）に至れば、車両用制御回路２９は発電機１５の発電を開始するよう発電信号ＡＬＴを送信する。これを受け、発電機１５は通常走行時の発電機電圧Ｖｇ（＝１４．５Ｖ）になるように発電を行なう。これにより、蓄電部電圧Ｖｃは発電機電圧Ｖｇを維持する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は出力電圧Ｖｏが１３Ｖになるように制御しているので、発電機電圧Ｖｇを降圧してバッテリ１１と負荷１９に供給する。

なお、上記の動作において、スイッチ１７は蓄電部電圧Ｖｃが発電機電圧Ｖｇに至るまでオフのままとしてもよい。この場合は、蓄電部２３の電力がバッテリ１１には供給されず、負荷１９にのみ供給される。これにより、バッテリ１１に前記回生電力が一旦充電され、その後放電されることによるバッテリ１１の内部抵抗に起因した損失を低減することができる。但し、上記したように素早く蓄電部２３の電力を消費して次回に発生する回生電力に備えることが十分にできなくなる可能性がある。従って、車両用制御回路２９はバッテリ１１のＳＯＣや負荷１９の消費電流から効率を求め、前記回生電力をバッテリ１１に充電してもよい最適な時点でスイッチ１７をオンにするように制御すればよい。

次に、アイドリングストップ期間が長いなどにより前記回生電力をほとんど消費し、蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部下限電圧Ｖｃｋ（＝１０．５Ｖ）以下の状態である場合、これ以上蓄電部２３からの放電ができないので、車両用制御回路２９は直ちに発電機電圧Ｖｇ（＝１４．５Ｖ）を出力するように発電機１５を制御する。これにより、蓄電部電圧Ｖｃは発電機電圧Ｖｇに至るまで充電され、その後発電機電圧Ｖｇを維持する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は出力電圧Ｖｏが１３Ｖになるように制御しているので、発電機電圧Ｖｇを降圧してバッテリ１１と負荷１９に供給する。

以上までに説明したアイドリングストップ時の制御回路２７の動作は、各種電圧の設定値が異なるものの、実施の形態１で説明した図２の動作と同じである。従って、本実施の形態６のような発電機１５と蓄電部２３が直接並列接続される構成であっても、アイドリングストップ時の動作は同じでよい。なお、本実施の形態６では既定上限電流値Ｉｃｕが０Ａであるため、図２のＳ２３とＳ２９の動作はなくてもよい。

次に、前記車両が走行を開始した後は上記した通常走行状態であるので、その後の動作を繰り返す。

以上の構成、動作により、発電機１５と蓄電部２３を直接並列接続した構成であっても、前記瞬時低下の発生時に蓄電部２３から負荷１９へ遅延することなく安定して電力を供給できる回生電力回収機能付き電源装置を実現できる。

なお、本実施の形態６の構成では、発電機１５と蓄電部２３が直接並列接続されているため、蓄電部２３への前記プリチャージが発生してもＤＣ／ＤＣコンバータ２１が安定した出力電圧Ｖｏ（＝１３Ｖ）を出力する。従って、実施の形態１で述べたような下限電圧設定値Ｖｃｓを蓄電部下限電圧Ｖｃｋから既定速度ｖで徐々に蓄電部最低電圧Ｖｃｋ２に戻す動作は行なわなくてもよい。

また、本実施の形態６では充電電流上限設定値Ｉｃｓが０Ａであるため、実施の形態２で述べた充電電流上限設定値Ｉｃｓを段階的に戻す動作は不要である。

また、本実施の形態６において、前記車両の使用開始時に蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部下限電圧Ｖｃｋより低い場合は、前記エンジンの始動後に発電機１５により前記プリチャージが行なわれる。但し、蓄電部電圧Ｖｃが蓄電部下限電圧Ｖｃｋよりも非常に小さい場合、例えば蓄電部電圧Ｖｃが前記車両の非使用期間中に自己放電により０Ｖ近傍まで低下した場合は、発電機１５で前記プリチャージを行なうと、発電機１５から蓄電部２３に大きな突入電流が流れる可能性がある。そこで、車両用制御回路２９は前記車両の使用開始時に蓄電部電圧Ｖｃが極めて低下している場合は、発電機１５の発電電力を徐々に大きくすることで前記突入電流を低減したり、バッテリ１１からも前記プリチャージができるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の充電電流上限設定値Ｉｃｓを前記車両の使用開始時に限って一時的に例えば１０Ａ程度の値に設定するよう制御回路２７を制御すればよい。

また、本実施の形態６ではＤＣ／ＤＣコンバータ２１を双方向降圧型構成としたが、これは双方向に昇圧も降圧も可能な双方向昇降圧型構成としてもよい。この場合は蓄電部下限電圧Ｖｃｋを例えば実施の形態１と同様に３Ｖ程度まで下げることができる。その結果、より多くの前記回生電力を回収することができる。但し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の構造や制御が複雑になり損失も大きくなるので、発生する前記回生電力の大きさや負荷１９の消費電力、各方式によるＤＣ／ＤＣコンバータ２１の効率比較等を考慮し、最適構成のＤＣ／ＤＣコンバータ２１を選択すればよい。

また、実施の形態１〜６における蓄電部２３の電気二重層キャパシタの本数は一例であり、必要とされる電力仕様や用途等に応じ最適な本数とすればよい。

また、実施の形態１〜６において、蓄電部電圧検出回路２５をＤＣ／ＤＣコンバータ２１と別体構成で示したが、これは蓄電部電圧検出回路２５をＤＣ／ＤＣコンバータ２１に内蔵する構成としてもよい。この場合、蓄電部電圧ＶｃはＤＣ／ＤＣコンバータ２１から制御回路２７に出力される構成となる。また、蓄電部電圧検出回路２５と制御回路２７をＤＣ／ＤＣコンバータ２１に内蔵することで、これらを一体化する回路構成としてもよい。この場合は回路全体の小型化が図れる。

また、実施の形態１〜６において、蓄電部２３には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キャパシタでもよい。

また、実施の形態１〜６において、スイッチ１７にＦＥＴを用いたが、これはノーマリーオフ型のリレーでもよい。但し、前記リレーは機械的接点や機械的動作を伴うため、高信頼性の観点からは前記ＦＥＴを用いる方が望ましい。

本発明にかかる電源装置は、前記瞬時低下の発生時に蓄電部から負荷へ遅延することなく安定して電力を供給できるので、特にバッテリの電圧低下時に蓄電部の電力を負荷に供給可能な、回生機能付き電源装置等として有用である。

１１ バッテリ
１７ スイッチ
１９ 負荷
２１ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２３ 蓄電部
２５ 蓄電部電圧検出回路
２６ ダイオード
２７ 制御回路
３１ バッテリ電圧検出回路
３３ 調整端子

Claims (8)

1. 車両に搭載されるバッテリに一端が電気的に接続されたスイッチと、
   前記スイッチの他端に電気的に接続された負荷と、
   前記スイッチの前記他端に電気的に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータと、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータに電気的に接続された蓄電部と、
   前記蓄電部に電気的に接続され、蓄電部電圧（Ｖｃ）を検出する蓄電部電圧検出回路と、
   前記スイッチに並列に、カソードが前記ＤＣ／ＤＣコンバータ側になるように接続されたダイオードと、
   前記スイッチ、ＤＣ／ＤＣコンバータおよび蓄電部電圧検出回路に電気的に接続された制御回路と、を備え、
   前記車両が回生電力を発生する際に、前記制御回路は前記スイッチをオンにするとともに、前記回生電力は前記蓄電部に充電され、
   前記車両が前記回生電力を発生しない際に、前記制御回路は前記スイッチをオンにするとともに、前記ＤＣ／ＤＣコンバータが動作でき、かつ前記車両のエンジンの再始動により前記バッテリの電圧が瞬時低下する既定期間（ｔｓ）に亘り前記蓄電部が前記負荷を駆動し続けられる蓄電部最低電圧（Ｖｃｋ２）に前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が至るまでの範囲で前記ＤＣ／ＤＣコンバータにより前記蓄電部を放電し、
   前記車両がアイドリングストップ状態となれば、前記制御回路は前記スイッチをオフにするとともに、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの前記蓄電部電圧（Ｖｃ）に対する下限電圧設定値（Ｖｃｓ）を前記蓄電部最低電圧（Ｖｃｋ２）から、それより既定電圧幅（ΔＶｃ）だけ低い蓄電部下限電圧（Ｖｃｋ）に切り替えて前記ＤＣ／ＤＣコンバータにより前記蓄電部の電力を放電して前記負荷に供給し、
   前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が前記蓄電部最低電圧（Ｖｃｋ２）に至った場合は、前記制御回路は前記蓄電部への充電電流上限設定値（Ｉｃｓ）を既定上限電流値（Ｉｃｕ）から０に設定して前記蓄電部を充電するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記瞬時低下の前記既定期間（ｔｓ）に亘り前記蓄電部の電力が前記負荷に供給され、前記エンジンの再始動完了後、前記制御回路は前記充電電流上限設定値（Ｉｃｓ）を前記既定上限電流値（Ｉｃｕ）に戻す動作、前記下限電圧設定値（Ｖｃｓ）を前記蓄電部最低電圧（Ｖｃｋ２）に戻す動作、前記蓄電部を放電するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する動作、および前記スイッチをオンにする動作を行ない、
   前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が前記蓄電部最低電圧（Ｖｃｋ２）に至る前の時点で前記エンジンの再始動が完了した場合は、前記制御回路は前記下限電圧設定値（Ｖｃｓ）を前記蓄電部最低電圧（Ｖｃｋ２）に戻す動作、前記蓄電部を放電するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する動作、および前記スイッチをオンにする動作を行なうようにした電源装置。
2. 前記制御回路は、前記アイドリングストップ状態で前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が前記蓄電部最低電圧（Ｖｃｋ２）に至り前記蓄電部を充電するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する際に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの前記負荷に対する出力電圧（Ｖｏ）を負荷駆動最低電圧（Ｖｄ）に設定するようにした請求項１に記載の電源装置。
3. 前記充電電流上限設定値（Ｉｃｓ）を前記既定上限電流値（Ｉｃｕ）に戻す際、前記制御回路は前記充電電流上限設定値（Ｉｃｓ）を段階的に戻すようにした請求項１に記載の電源装置。
4. 前記制御回路は、前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が前記蓄電部最低電圧（Ｖｃｋ２）に至った際に、前記充電電流上限設定値（Ｉｃｓ）を前記既定上限電流値（Ｉｃｕ）とするようにした請求項３に記載の電源装置。
5. 前記下限電圧設定値（Ｖｃｓ）を前記蓄電部最低電圧（Ｖｃｋ２）に戻す際、前記制御回路は既定速度（ｖ）で徐々に戻すようにした請求項１に記載の電源装置。
6. 前記バッテリ、および前記制御回路と電気的に接続されるバッテリ電圧検出回路を備え、
   前記制御回路は、前記アイドリングストップ状態で前記ＤＣ／ＤＣコンバータが出力電圧設定値（Ｖｏｓ）に制御する対象を、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの前記負荷に対する出力電圧（Ｖｏ）とし、
   前記アイドリングストップ状態以外では前記ＤＣ／ＤＣコンバータが前記出力電圧設定値（Ｖｏｓ）に制御する対象を、前記バッテリ電圧検出回路で検出されるバッテリ電圧（Ｖｂ）とするようにした請求項１に記載の電源装置。
7. 前記バッテリと並列に接続され、発電電圧の制御対象となる回路部分に設けられる調整端子を有する発電機を備え、
   前記調整端子は前記ＤＣ／ＤＣコンバータの前記負荷に対する出力電圧（Ｖｏ）を検出するように接続される構成を有し、
   前記発電機は、検出した前記調整端子の電圧が既定の発電機電圧（Ｖｇ）になるように制御するようにした請求項１に記載の電源装置。
8. 前記バッテリと並列に接続され、発電電圧の制御対象となる回路部分に設けられる調整端子を有する発電機と、
   前記調整端子、および前記制御回路と電気的に接続される調整端子電圧検出回路と、を備え、
   前記発電機は、検出した前記調整端子の電圧が既定の発電機電圧（Ｖｇ）になるように制御するとともに、
   前記制御回路は、前記アイドリングストップ状態で前記ＤＣ／ＤＣコンバータが出力電圧設定値（Ｖｏｓ）に制御する対象を、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの前記負荷に対する出力電圧（Ｖｏ）とし、
   前記アイドリングストップ状態以外では前記ＤＣ／ＤＣコンバータが前記出力電圧設定値（Ｖｏｓ）に制御する対象を、前記調整端子電圧検出回路で検出される調整端子電圧（Ｖｔ）とするようにした請求項１に記載の電源装置。

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