WO2004071814A1

WO2004071814A1 - 車両用電源システム

Info

Publication number: WO2004071814A1
Application number: PCT/JP2004/001755
Authority: WO
Inventors: Akira Kato; Katsunori Tanaka; Masaru Kamiya; Takashi Senda
Original assignee: Denso Corporation
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2004-02-17
Publication date: 2004-08-26
Also published as: EP1595748B1; EP2154028A2; EP1595748A4; US7336002B2; EP2154028B1; US20060097577A1; EP2154028B8; EP1595748A1; EP2154028A3

Abstract

主電源2は、例えば、一般的なPbバッテリであり、12～13Vの電圧を発生し、エンジン始動時にスタータ8aへ給電すると共に、主に副電源3に優先して一般負荷8bへの電力供給を行う。副電源3は、主電源2より充電受入性に優れ、且つ状態検出が容易な高性能バッテリ(例えばLiイオンバッテリ)であり、主電源2より単位容量当りの内部抵抗が小さく、例えば9～12Vの電圧を発生する。この副電源3には、発電機1がダイレクトに接続されており、車両減速時に発電機1にて発電される回生電力を蓄電すると共に、主電源2に対する冗長電源として使用される。主電源2と副電源3は、DC/DCコンバータ4を有する第1の給電回路5と、スイッチ6を有する第2の給電回路7とで接続されている。

Description

明細書車両用電源システム技術分野

本発明は、二つのバッテリ (主電源と副電源）を備える車両用電源システムに関する'。背景技術

従来、 2つのバッテリを備える車両用電源システム ( 2バッテリシステム) に関して、例えば、特開平 6 - 2 9 6 3 3 2号公報、特開 200 1— 1 8 6 6 8 7号公報及び米国特許第 6 2 7 5 00 1号公報に記載されたシステムが知らている。

特開平 6 - 2 9 6 3 3 2号公報に記載のシステムでは、 D C/D Cコンバータを介して接続された主蓄電手段と予備蓄電手段とを備え、減速時に得られる回生エネルギ（電力）を予備蓄電手段に充電し、その充電された電力を減速時以外 (加速時、定常走行時、アイドリング時等）に、主蓄電手段に優先して車両電気負荷に供給する様に、 D C / D Cコンバータを切換制御している。

特開 200 1 - 1 86 6 8 7号公報に記載されたシステムでは、発電機に接続される搭載電源網バッテリと、スタータに接続されるスタータバッテリとを備え、両バッテリが、 DC/DCコンバータと、この D C/D Cコンバータと並列に設けられたスィツチとを介して接続されている。

また、米国特許第 6 2 7 500 1号公報に記載のシステムでは、エンジン始動時にスタータに電力を供給する第 1バッテリと、車両に搭載される電気負荷に電力を供給する第 2バッテリ、及び第 1バッテリと第 2バッテリを充電するための発電機等を備えている。この構成により、第 1バッテリからスタータへ電力を供給してエンジンを始動する際に、第 2バッテリから電気負荷へ電力供給を行うことができる。従って、スタータへの通電初期に大電流（突入電流）が流れることによる第 1バッテリの電圧降下によって電気負荷（例えばナビゲーシヨンシステム）が瞬断することはなく、第 2バッテリにより電気負荷に対する電圧保証が可能である。

ところが、特開平 6 _ 2 9 6 3 3 2号に記載されたシステムでは、以下の問題がある。まず、減速時にオルタネータによって発電される回生エネルギが D C / D Cコンバータを介して予備蓄電手段に充電されるため、 D C / D Cコンバータを介在させる分だけ回収効率が悪化して燃費低下に繋がる。また、予備蓄電手段に充電された電力を車両電気負荷に供給する際にも D C / D Cコンバータを介して行なわれるため、給電効率が悪くなる。さらに、 D C / D Cコンバータの作動電圧が主蓄電手段から印加されているので、主蓄電手段が機能しなくなる（例えばバッテリ上がりの状態）と、減速時のエネルギ回収ができなくなるだけでなく、予備蓄電手段から電気負荷への電力供給もできなくなるため、システムの信頼性が大きく損なわれる。

また、特開 2 0 0 1— 1 8 6 6 8 7公報に記載のシステムでは、以下の問題がある。まず、発電機の発電電力が D C / D Cコンバータを介してスタータバッテリに供給されるため、エネルギ効率が悪くなる。また、発電機にて大出力の発電（例えば、車両減速時の回生発電）を行う際に、搭載電源網バッテリと電気負荷とに大きな電圧変動が加わるため、ライトの明滅やワイパの速度変動等の不具合を生じる。車両に搭載される電気負荷のうち、電力を安定的に確保したい重要機器（例えば、電気ブレーキ装置、電動パワーステアリング装置等の安全機器）に対して、搭载電源網パッテリとスタータバッテリの何方か一方が故障した時の安全対策が成されていない。例えば、搭载電源網バッテリがァース側へショートした時に、その搭載電源網バッテリを分離して、スタータパッテリから重要機器へ給電することができない。

さらに、米国特許第 6 2 7 5 0 0 1号公報に記載のシステムでは、以下の問題がある。すなわち、エンジン始動時に第 1バッテリと第 2バッテリの使用目的をそれぞれ限定しており、第 1バッテリによってエンジン始動が行われるため、通常の車両用電源システムである、 1バッテリシステムと比較して、ェンジン始動性が向上しない。

例えば、アイドルストップシステム（車両停止と共にエンジンを自動停止、ブレーキ解除などの信号をもって再始動を自動制御するェコランシステム）を搭載する車両では、交差点等でエンジンを自動停止した後、青信号により再始動する際に、出来る限り短時間に再始動できることが望ましい。しかし、第 1 バッテリのみでスタータに電力供給を行う場合、始動時間を更に短縮することは困難であり、米国特許第 6 2 7 5 0 0 1号公報記載のシステムを、ェコランシステムに適用しても大きな効果は期待できない。

本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、減速時の回生エネルギを効率良く回収でき、且つ電気負荷に対し安定電圧を供給できる信頼性の高い車両用電源システムを提供することを第 1の目的とする。

また、減速時の回生エネルギの回収及び電気負荷への電力供給を効率良く行なうことができる車両用電源システムを提供することを第 2の目的とする。さらに、電圧保証を行なった上で、エンジンの始動時間を短縮できる車両用電源システムを提供することを第 3の目的とする。発明の開示

上述した第 1の目的を達成するために、本願の第 1発明による車両用電源システムは、車両に搭載される発電機と、ランプ類やオーディオ装置等の一般負荷が接続される主電源と、発電機に接続され、減速などの運動エネルギー、あるいは、排熱などの熱エネルギー等を用いて発電機にて発電される回生電力の回収、及び前記発電機の発電電力を蓄える副電源と、副電源と主電源及び一般負荷とを D C /D Cコンバータを介して接続する第 1の給電回路と、この第 1 の給電回路と並列に、副電源と主電源及び一般負荷とをスィッチを介して接続する第 2の給電回路と、 D C ZD Cコンバータ及びスィツチの作動を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、 D C ZD Cコンバータを起動し、且つスイッチを開く第 1の制御状態、または、 D C ZD Cコンバータを停止し、且つスィツチを閉じる第 2の制御状態を選択可能であることを特徴とする。

上記の構成によれば、回生エネルギを発電機から D C /D Cコンバータを介することなく、直接副電源に回収できるので、効率良くエネルギ回収を行うことができる。主電源は、第 1の給電回路または第 2の給電回路を介して副電源より充電される（つまり、主電源が直接発電機に接続されていない）ので、例 'えば、車両減速時の回生発電を発電機にて行う際に、大きな電圧変動が主電源に加わることがなく、主電源に接続された電気負荷に対し、安定した電力供給を行うことができる。

また、制御手段は、車両の走行状態や主電源及び副電源の充電状態等に応じて第 1の制御状態と第 2の制御状態とを選択できるので、副電源から主電源へ、または主電源から副電源への充電効率を高めることができる。

上記の車両用電源システムにおいて、発電機はエンジンにより駆動されるとともに、発電機に接続される副電源が、車両減速時に発電機にて発電される回生電力の回収、及びエンジン駆動により発電される発電機の発電電力を蓄えるように構成することが好ましい。

上記の構成によれば、車両減速時の回生エネルギを発電機から、 D C / D C コンバータを介することなく、直接副電源に回収できるので、効率良くェネルギ回収を行うことができる。

上記の車両用電源システムにおいて、制御手段は、 D C Z D Cコンバータを起動し、且つスィツチを閉じる第 3の制御状態を選択できるように構成しても良い。これにより、例えば、 O C / Ό Cコンバ一タの出力能力に余裕がない場合に、第 3の制御状態を選択して副電源から主電源へ、または主電源から副電源へ給電することができるので、熱影響を低減できる。

上記の車両用電源システムにおいて、主電源の方が、副電源より、公称電圧または公称容量が大きいことが好ましい。この場合、スィツチを閉じるだけで主電源から副電源へ電力を供給できる。また、副電源の電圧が低いことから、従来の発電機と主電源のみの組み合わせより、発電機と副電源との電圧差が大きくなり、発電機の発電電力を効率良く蓄えることができる。

上記の車両用電源システムにおいて、主電源の方が、副電源より、公称電圧または公称容量が小さくても良い。この場合、減速時の回生電力を副電源に蓄えると、副電源の方が主電源より電圧が高いので、スィッチを閉じるだけで、副電源から回生電力を一般負荷へ供給可能となる。

上記の車両用電源システムにおいて、主電源と副電源の公称電圧が同じであつても良い。この場合、減速時の回生電力を副電源に蓄えると、副電源の方が主電源より充電率が高くなり、電圧が高くなるため、スィッチを閉じるだけで、副電源から回生電力を一般負荷へ供給可能となる。

上記の車両用電源システムにおいて、主電源と副電源とは、使用電圧が略同一となる領域を持つことが好ましい。これにより、何方かの電源が故障した場合に、電源の冗長性を確保することが容易であり、電源システムによる車両の安全性を向上できる。また、第 2の制御状態を選択して主電源と副電源との間で電力のやりとりをする際に、スィツチ O NZ O F F時の電圧差による電圧変動を抑えることができる。加えて、使用電圧が略同一となる領域を持つ様な、電圧差が小さい 2つの電源（主電源と副電源）を組み合わせることにより、例えば、 D Cノ D Cコンバータにシリーズレギュレータを用いた場合には、そのシリーズレギユレータによる電圧昇降圧が可能（電圧差が小さく、熱損失が小さくなるため) となり、安価に電源システムを構成可能である。なお、安価にできる理由は、一般的に知られるスィツチング型の D C ZD Cコンバータに比ベて、電源ノィズ低減のためのリアクトル等対応が不要となり、構成が簡素となるためである。

上記の車両用電源システムにおいて、主電源は、副電源より低温時の放電特性に優れていることが好ましい。低温時の放電特性に優れる主電源にスタータを接続することにより、低温時のエンジン始動性を向上することができる。上記の車両用電源システムにおいて、副電源は、主電源より充電受入性に優れ、且つ状態検出が容易であることが好ましい。これにより、車両減速時のェネルギ回収を効率よく行うことができる。

上記の車両用電源システムにおいて、主電源は、鉛バッテリ、または L iィオンバッテリ、または N i水素バッテリであり、副電源は、鉛バッテリ、または L iイオンバッテリ、または N i水素バッテリ、または電気二重層キャパシタであることが好ましい。主電源と副電源とにそれぞれ鉛バッテリを使用した場合は、コストを抑えて、減速時のエネルギ回収と、一般負荷への安定した電力供給とを両立させることが可能である。また、主電源として、 L iイオンバッテリ、または N i水素バッテリを使用した場合は、電源システム全体の寿命向上を図ることが可能である。また、副電源として、 L iイオンバッテリ、または N i水素バッテリ、または電気二重層キャパシタを使用した場合は、減速時の回生能力を向上できると共に、充電受入性にも優れる。

上記の車両用電源システムにおいて、制御手段は、副電源から主電源及び一般負荷に電力供給を行う際に、副電源の電圧が一般負荷の許容定格電圧以下まで低下している場合は、第 2の制御状態を選択することが好ましい。この場合、一般負荷にストレスを掛けることなく、効率の良いスィッチ（第 2の給電回路）により給電できる。

上記の車両用電源システムにおいて、副電源から主電源及び一般負荷に供給される電力量、または主電源から副電源及び一般負荷に供給される電力量を電力供給量と呼ぶ時に、制御手段は、電力供給量に応じて、第 1の制御状態と第 2の制御状態の何方か一方を選択しても良い。 D C / D Cコンバータとスイツチとの特性が電力供給量により異なる（向き、不向きがある）ため、電力供給量に応じて第 1の制御状態と第 2の制御状態の何方か一方を選択することにより、その組み合わせを最適化できる。

上記の車両用電源システムにおいて、制御手段は、電力供給量が所定値以下の時に第 1の制御状態を選択し、電力供給量が所定値より大きい時に第 2の制御状態を選択することが好ましい。これにより、小電力時（電力供給量が所定値以下の時）のみ D C / D Cコンバータを使用することにより、スィッチより高価な D C / D Cコンバータを小容量としてコストを抑えることが可能である。また、高電力時（電力供給量が所定値より大きい時）には、スィッチを使用することにより、給電効率の向上が可能である。

上記の車両用電源システムにおいて、制御手段は、主電源と副電源との電圧差に応じて、第 1の制御状態と第 2の制御状態の何方か一方を選択しても良い。この場合、主電源及び副電源の状態を電圧のみで検出することができ、その検出された両電源の電圧差に応じて、適切な制御状態を選択できる。

上記の車両用電源システムにおいて、制御手段は、主電源と副電源との電圧差が所定値以下の時に第 2の制御状態を選択し、主電源と副電源との電圧差が所定値より大きい時に第 1の制御状態を選択することが好ましい。これにより、両電源の電圧差が大きい時は、 D C ZD Cコンバータで昇降圧して、電圧差の小さい状態で給電し、両電源の電圧差が小さい時は、効率の良いスィッチ（第 2の給電回路）にて給電することができる。

上記の車両用電源システムにおいて、副電源から主電源及び一般負荷に供給される電力量、または主電源から副電源及び一般負荷に供給される電力量を電力供給量と呼ぶ時に、制御手段は、主電源と副電源との電圧差と電力供給量とに応じて、第 1の制御状態と第 2の制御状態との何方か一方を選択することもできる。電力供給量のみ、あるいは両電源の電圧差のみでなく、電力供給量と両電源の電圧差との両方を基に制御状態を選択することで、より最適な制御状態を選択できる。

上記の車両用電源システムにおいて、制御手段は、副電源の電圧が主電源の電圧より高く、且つ副電源から主電源及び一般負荷に供給される電力量が所定値より大きい時は、最初に第 1の制御状態を選択し、副電源の電圧が一般負荷の許容定格電圧以下まで低下した後、第 1の制御状態から第 2の制御状態に切り替えることが好ましい。この場合、ライト類等の電気負荷に過電圧が印加されることがなく、電気負荷の寿命低下を抑制できる。また、スィッチにより効率の良い電力供給が可能になる。

上記の車両用電源システムにおいて、副電源から車両の基本走行や安全に係わる重要負荷に給電する第 3の給電回路と、主電源から重要負荷に給電する第 4の給電回路とをさらに設け、第 3の給電回路及び第 4の給電回路には、それぞれ通電電流の逆流を防止するダイォードが設けられることが好ましい。この構成によれば、重要負荷に対する電源の冗長性を確保できるため、主電源と副電源の何方か一方が故障した場合でも、重要負荷に対して確実に電力供給を行うことができ、車両の安全性が向上する。また、第 3の給電回路及び第 4の給電回路にそれぞれダイオードを設けることにより、通電電流の逆流を確実に防止できるので、重要負荷に対する安定した電力供給を確保できる。

上記の車両用電源システムにおいて、副電源から車両の基本走行や安全に係わる重要負荷に給電する第 3の給電回路と、主電源から重要負荷に給電する第 4の給電回路とをさらに設けた場合であって、主電源の方が副電源より公称電圧または公称容量が大きい場合には、第 3の給電回路にのみ通電電流の逆流を防止するダイオードが設けられることが好ましい。この構成によれば、重要負荷に対する電源の冗長性を確保できるため、主電源と副電源の何方か一方が故障した場合でも、重要負荷に対して確実に電力供給を行うことができ、車両の安全性が向上する。また、第 3の給電回路にダイオードを設けることで、副電源より公称電圧が高い主電源から第 3の給電回路に通電電流が逆流することを防止できるので、重要負荷に対する安定した電力供給を確保できる。更に、第 3の給電回路のみダイォードを設けているので、第 3の給電回路と第 4の給電回路の両方にダイォードを設けた場合と比較すると、ダイォードを少なくできる分、コストダウンが可能である。さらに、主電源から重要負荷に電力供給を行う際には、ダイオード分の損失を受けることがなく、効率の良い電力供給を行うことが可能である。

上記の車両用電源システムにおいて、副電源から車両の基本走行や安全に係わる重要負荷に給電する第 3の給電回路と、主電源から重要負荷に給電する第 4の給電回路とをさらに設けた場合であって、主電源の方が副電源より公称電圧または公称容量が小さい場合には、第 4の給電回路にのみ通電電流の逆流を防止するダイォードが設けられることが好ましい。この構成によれば、重要負荷に対する電源の冗長性を確保できるため、主電源と副電源の何方か一方が故障した場合でも、重要負荷に対して確実に電力供給を行うことができ、車両の安全性が向上する。また、第 4の給電回路にダイオードを設けることで、主電源より公称電圧が高い副電源から第 4の給電回路に通電電流が逆流することを防止できるので、重要負荷に対する安定した電力供給を確保できる。更に、第 4の給電回路のみダイォードを設けているので、第 3の給電回路と第 4の給電回路の両方にダイォードを設けた場合と比較すると、ダイォードを少なくできる分、コストダウンが可能である。さらに、副電源から重要負荷に電力供給を行う際には、ダイオード分の損失を受けることがなく、効率の良い電力供給を行うことが可能である。 '

上記の車両用電源システムにおいて、制御手段は、第 2の制御状態を選択している時に、主電源と副電源との何方か一方が故障した場合は、スィッチを開くことが好ましい。例えば、主電源が故障（例えばアース）した場合に、スィツチを開くことで、故障した主電源と副電源とを分離できるので、重要負荷に対し副電源から安定的に電力供給を行うことができ、重要負荷に対する電源の冗長性を確保できる。

上記の車両用電源システムにおいて、制御手段は、主電源または副電源の正極と負極との間がショートした時に、スィッチを開くことが好ましい。これにより、主電源と副電源とを分離できるので、正常に機能する電源より一般負荷への冗長給電を実現できる。

上記の車両用電源システムにおいて、制御手段は、主電源の性能が低下した時に、スィッチを開くことが好ましい。これにより、主電源と副電源とを分離できるので、副電源より一般負荷への冗長給電を実現できる。

上記の車両用電源システムにおいて、制御手段は、副電源の性能が低下した時に、スィッチを開くことが好ましい。これにより、主電源と副電源とを分離できるので、主電源より一般負荷への冗長給電を実現できる。

上記の車両用電源システムにおいて、制御手段は、第 1の制御状態を選択している時に、主電源と副電源との何方か一方が故障した場合は、 D C /D Cコンバータを停止させることが好ましい。例えば、主電源が故障（例えばアース）した場合に、 D C / D Cコンバータを停止させることで、故障した主電源と副電源とを分離できるので、重要負荷に対し副電源から安定的に電力供給を行うことができ、重要負荷に対する電源の冗長性を確保できる。

上記の車両用電源システムにおいて、制御手段は、第 2の制御状態を選択している時に、スィツチの温度が所定値を超えた場合に、第 2の制御状態から第 3の制御状態へ切り替えることが好ましい。この場合、スィツチの温度が所定値を超えると、スィツチを有する第 2の給電回路と、 D C Z D Cコンバータを有する第 1の給電回路と併用して給電するので、スィッチの発熱を抑えることができる。

上記の車両用電源システムにおいて、主電源に接続される一般負荷には、ェンジン停止後に暗電流を必要とする電気負荷が含まれていても良い。この場合、エンジン停止後、主電源より暗電流を必要とする電気負荷に対し、主電源より電力供給を行うことができる。

上記の車両用電源システムにおいて、制御手段は、第 1の制御状態から第 2 の制御状態へ切り替える際、または第 2の制御状態から第 1の制御状態へ切り替える際に、 DCZDCコンバータの出力電圧を、主電源と副電源のうち、高い方の電圧まで昇圧または低い方の電圧まで降圧させてから、制御状態の切り替えを行うことが好ましい。これにより、制御状態を切り替えた時の電圧変動を抑制できるので、ライト等の明滅を防止できる。

上記の車両用電源システムにおいて、制御手段は、第 1の制御状態を選択している時に、 DCZDCコンバータの温度または電圧等の使用状態を検出し、その検出された使用状態が規定値を超えた場合は、第 1の制御状態から第 2の制御状態に切り替えることが好ましい。この場合、 DC/DCコンバータの使用状態を規定値以内に抑えることができるので、 DC/DCコンバータの故障を防止でき、且つ D C/D Cコンバ一タの小型化が可能である。

上記の車両用電源システムにおいて、制御手段は、第 1の制御状態を選択している時に、 DCZDCコンバータの出力電圧を発電機の出力電圧と略同一に制御することが好ましい。これにより、主電源の電圧変動を抑制できるので、電気負荷へ安定した電圧供給を実現できる。また、第 2の給電回路に設けられるスィツチの接点アークが小さくでき小型化を可能にできる。

上記の車両用電源システムにおいて、制御手段は、第 1の制御状態を選択している時に、発電機の出力電圧を DC/DCコンバータの出力電圧と略同一に制御しても良い。これにより、主電源の電圧変動を抑制できるので、電気負荷へ安定した電圧供給を実現できる。また、第 2の給電回路に設けられるスィッチの接点アークが小さくでき小型化を可能にできる。

上記の車両用電源システムにおいて、制御手段は、第 1の制御状態を選択している時に、 DCZDCコンバータの出力状態により主電源の充電受入性を検出しても良い。この場合、主電源の充電受入性をセンサ類で検出する必要がないので、低コストなシステムを実現できる。

上記の車両用電源システムにおいて、制御手段は、車両の走行状態に応じて副電源の電圧及び D C/D Cコンバータの出力電圧を検出し、その検出結果に基づいて発電機の出力を制御しても良い。これにより、車両の走行状態に応じて発電機の出力を効率的に制御できる。

上記の車両用電源システムにおいて、暗電流を必要としない電気負荷に対して、副電源から給電するようにしても良い。例えば、長期駐車や半ドア状態等で発生していた主電源のバッテリ上がりを、リセット許容負荷に限り電源カツトすることで、主電源の延命、性能低下を防止することができ、暗電流を必要としない電気負荷に対しては、副電源から給電することで対応できる。

なお、暗電流を必要としない電気負荷とは、内部メモリを有しない E C U等の電気負荷、あるいは、常に内部メモリの初期定数を使用する E C U等の電気負荷などが該当する。

上記の車両用電源システムにおいて、暗電流を遮断できる暗電流遮断手段を有し、暗電流の遮断を許容する電気負荷 (例えば、 E C U等の内部メモリのリセットを許容する電気負荷 ) に対し、副電源から給電するようにしても良い。これにより、暗電流遮断手段にて暗電流が遮断された場合でも、副電源から電力供給を行うことができる。

上記の車両用電源システムにおいて、副電源と直列に副電源スィッチを接続しても良い。この場合、例えば、副電源が故障した場合に、副電源スィッチを O F Fすることにより、副電源を本システムから分離できるので、本システムの安全性を確保できる。

上記の車両用電源システムにおいて、副電源スィッチを、発電機と副電源との間で、 D C / D Cコンバータの入力側結線部よりも発電機側に配置することが好ましい。この場合、 D C / D Cコンバータの入力電圧を副電源の電圧に限ることができ、 D C / D Cコンバータの低コスト化を実現できる。

上記の車両用電源システムにおいて、 D C / D Cコンバータは、シリーズレギユレータを用いることができる。これは、主電源と副電源との電圧差が小さい (または同一である) ことを利用して、パワーデバイスのスイッチングによるノイズ等を無くすことを目的とするもので、これにより、ノイズ対応等による回路の複雑化を防止できる。

上記の車両用電源システムにおいて、車両減速時等の回生発電時に副電源が満充電であることを検出した場合に、発電機により、満充電状態の副電源電圧より低い電圧で回生発電を行うと共に、第 1の制御状態または第 2の制御状態により、一般負荷への電力供給を実施することが好ましい。副電源が満充電になつてから、更に副電源に充電すると、過充電により電池の劣化等を招く危険がある。そこで、電圧または充電量検知手段などにより副電源が満充電であることを検出した場合には、副電源に充電できない電圧（副電源より低い電圧）に発電機を制御すると共に、第 1の制御状態または第 2の制御状態により、一般負荷への電力供給を実施することが好ましい。これにより、例えば、長い下り坂のような道路において、回生電力により副電源が満充電となった後でも、一般負荷で回生電力を消費することで、効果的に回生電力を利用することができる。

なお、上記の車両用電源システムにおいて、車両減速時等の回生発電時に副電源が満充電であることを検出した場合に、発電機により、満充電状態の副電源電圧より低い電圧で回生発電を行うと共に、第 1の制御状態または第 2の制御状態または第 3の制御状態により、一般負荷への電力供給を実施するようにしても良い。

上記の車両用電源システムにおいて、第 1の制御状態により、主電源を満充電状態に維持するようにしても良い。主電源のバッテリ状態をバッテリ電圧または充放電電流などで検出し、副電源または発電機からの電力を、 D C / D C コンバータ (第 1の制御状態) を用いて一般負荷へ供給することにより、主電源を満充電状態に維持できる。これにより、主電源が、例えば、鉛等のバッテリの場合、積算放電量によってバッテリ寿命が悪化する現象が知られている力 S、これを抑えて、高寿命化を図ることが可能となる。

次に、上述した第 2の目的を達成するために、本願の第 2発明による車両用電源システムは、車両減速時に回生エネルギを発生する発電手段と、この発電手段で発生した回生エネルギを直接蓄えると共に、車両に搭載される電気負荷への電力供給を行う高性能な主蓄電手段と、この主蓄電手段から電力の供給を受けて充電されると共に、主蓄電手段より低温時の放電特性に優れる補助蓄電手段と、ェンジンを始動する時のェンジン温度またはエンジン温度に相関する温度をエンジン始動時温度と呼ぶ時に、エンジン始動時に始動装置へ電力を供給する電力源として、エンジン始動時温度に応じて主蓄電手段と捕助蓄電手段のどちらか一方を選択または併用できる始動装置電源切替手段とを備えることを特徴とする。

上記の構成によれば、車両減速時に発電手段で生み出される回生エネルギを高性能な主蓄電手段に D C Z D Cコンバータ等を介さずに直接回収するので、回収効率を向上できる。また、その主蓄電手段から D C /D Cコンバータ等を介さずに電気負荷へ電力を供給するので、効率良く電力供給を行うことができる。さらに、始動装置の電力源として、エンジン始動時温度に応じて主蓄電手段と補助蓄電手段のどちらか一方を選択または併用するので、主蓄電手段と補助蓄電手段を、それぞれの特性に応じて有効に使用できる。

本願の第 2発明による車両用電源システムにおいて、所定温度 T 1より低い温度帯を極低温域と呼び、所定温度 T 1〜T 2 ( Τ 1 < Τ 2 ) の温度帯を低温域、所定温度 Τ 2 - Τ 3 ( Τ 2 < Τ 3 ) の温度帯を常温域、及び所定温度 Τ 3 より高い温度帯を高温域と呼ぶ時に、始動装置電源切替手段は、エンジン始動時温度が常温域の時に主蓄電手段を選択し、エンジン始動時温度が極低温域および高温域の時に主蓄電手段と補助蓄電手段との併用に切り替えることが好ましい。この構成によれば、常温域での使用に適した主蓄電手段と、極低温域および高温域での始動トルクが大きい条件で、より大きな電力を供給可能な両蓄電手段の併用とを、それぞれェンジン始動時温度に応じて選択できるので、二つの蓄電手段（主蓄電手段と捕助蓄電手段）を効果的に使用できる。これにより、蓄電手段の小型化、低コスト化を図ることが可能である。

第 2発明による車両用電源システムにおいて、ェンジン始動時温度が低温域の時は、エンジン始動時に補助蓄電手段から始動装置へ電力を供給することが好ましい。この構成によれば、主蓄電手段と補助蓄電手段とを併用する場合の温度域を減らすことができるため、後述する始動用に供しない蓄電手段を使つた電力の安定供給が可能となる。

第 2発明による車両用電源システムにおいて、エンジン始動時に、主蓄電手段から始動装置へ電力を供給している場合には、電圧保証が必要な電気負荷に対し補助蓄電手段より電力の供給を行い、補助蓄電手段から始動装置へ電力を供給している場合には、電圧保証が必要な電気負荷に対し主蓄電手段より電力の供給を行うことが好ましい。主蓄電手段または補助蓄電手段から始動装置に大電流が流れると、主蓄電手段または補助蓄電手段が電圧降下を生じる。そこで、エンジン始動時温度が常温域の時は、主蓄電手段から始動装置へ電力の供給が行われるので、電圧保証が必要な電気負荷に対し補助蓄電手段から電力の供給を行うことにより、主蓄電手段の電圧降下の影響を受けることなく、電圧保証が必要な電気負荷に対し必要な電圧を確保できる。また、エンジン始動時温度が低温域（極低温域も含む）および高温域の時は、補助蓄電手段から始動装置へ電力の供給が行われるので、電圧保証が必要な電気負荷に対し主蓄電手段から電力の供給を行うことにより、補助蓄電手段の電圧降下の影響を受けることなく、電圧保証が必要な電気負荷に対し必要な電圧を確保できる。

第 2発明による車両用電源システムにおいて、エンジンの停止と再始動を自動制御するエンジン自動停止 Z始動制御装置を設け、始動装置電源切替手段は、エンジン始動時に始動装置へ電力を供給する電力源として、初回のエンジン始動時には補助蓄電手段を選択し、エンジン自動停止 Z始動制御装置によりェンジンを再始動する時には主蓄電手段を選択することが好ましい。この構成によれば、始動装置の電力源として、初回のエンジン始動時と、エンジン自動停止後の再始動時とに応じて主蓄電手段と補助蓄電手段のどちらか一方を選択するので、主蓄電手段と補助蓄電手段を、それぞれの特性に応じて有効に使用できる。

第 2発明による車両用電源システムにおいて、初回のエンジン始動時は、電圧保証が必要な電気負荷に対し主蓄電手段より電力の供給を行い、エンジン自動停止/始動制御装置によりエンジンを再始動する時は、電圧保証が必要な電気負荷に対し捕助蓄電手段より電力の供給を行うことが好ましい。主蓄電手段または補助蓄電手段から始動装置に大電流が流れると、主蓄電手段または補助蓄電手段が電圧降下を生じる。そこで、初回のエンジン始動時には、補助蓄電手段から始動装置へ電力の供給が行われるので、電圧保証が必要な電気負荷に対し主蓄電手段から電力の供給を行うことにより、補助蓄電手段の電圧降下の影響を受けることなく、電圧保証が必要な電気負荷に対し必要な電圧を確保できる。また、エンジン自動停止後の再始動時には、主蓄電手段から始動装置へ電力の供給が行われるので、電圧保証が必要な電気負荷に対し補助蓄電手段から電力の供給を行うことにより、主蓄電手段の電圧降下の影響を受けることなく、電圧保証が必要な電気負荷に対し必要な電圧を確保できる。

第 2発明による車両用電源システムにおいて、エンジン自動停止中の電気負荷に対する電力供給を主蓄電手段により行うことが好ましい。エンジンの停止と再始動を自動制御する車両では、必然的にエンジン自動停止回数が多くなるため、高性能な主蓄電手段により電気負荷への電力供給を行うことにより、補助蓄電手段の劣化を防止できる。

第 2発明による車両用電源システムにおいて、主蓄電手段の充電状態を検知する状態検知手段により、主蓄電手段単独で始動装置に始動用電力を供給できないと判断した時は、補助蓄電手段単独または主蓄電手段との併用により始動装置に始動用電力を供給することが好ましい。これにより、エンジン自動停止時後の再始動を確実に実施できる。

第 2発明による車両用電源システムにおいて、主蓄電手段から補助蓄電手段に電力を供給する充電回路に D C Z D Cコンバータが設けられ、この D C / D Cコンバータを介して微電流で主蓄電手段から補助蓄電手段に充電されるようにしても良い。この構成では、主蓄電手段から補助蓄電手段に微電流で充電するので、 D C / D Cコンバータを小型化 (小容量化) できる。

第 2発明による車両用電源システムにおいて、主蓄電手段から補助蓄電手段に電力を供給する充電回路にリレースィツチが設けられ、このリレースィツチが O Nされた時に主蓄電手段から補助饕電手段に充電されるようにしても良い。この構成では、主蓄電手段から補助蓄電手段に D C / D Cコンバータを介さずに充電できるので、充電効率を高くできる。

第 2発明による車両用電源システムにおいて、主蓄電手段と補助蓄電手段との電圧差が所定の値より小さい時に、 D C Z D Cコンバータが作動、またはリレースィツチが O Nされて、主蓄電手段から補助蓄電手段に充電されることが好ましい。これにより、微電流で主蓄電手段から補助蓄電手段に充電されるので、 D C ZD Cコンバータ、リレースィッチ、配線、両蓄電手段などの抵抗による発熱損失を低減でき、より効率的な充電が可能となる。

第 2発明による車両用電源システムにおいて、発電手段が発電を停止している時に、主蓄電手段から補助蓄電手段に充電されることが好ましい。主蓄電手段は、充電状態の検出精度が良いので、発電電力を精度良く検出することが可能となる。

第 2発明による車両用電源システムにおいて、主蓄電手段から始動装置と電気負荷に電力供給する導体部分と、主蓄電手段から補助蓄電手段に電力供給する導体部分とに別々に電流検出手段を設けると共に、主蓄電手段の電圧を検出する電圧検出手段を有し、これらの検出値と主蓄電手段の状態検知手段で求めた充電状態の値とを比較することで、消費電力量および補助蓄電手段の充電量を精度良く捉えるようにしても良い。これにより、主蓄電手段の精度の良い状態検出値を用いて消费電力を補正することが可能となり、電力エネルギの管理が容易になる。また、補助蓄電手段は、そのものの充電状態の検出精度が悪くても（補助蓄電手段の一例である鉛バッテリは検出精度が悪い）、電気負荷の消費電力を精度良く捉えることができれば、主蓄電手段の放電量との差を求めることにより、補助蓄電手段の充電状態をより正確に捉えることが可能である。第 2発明による車両用電源システムにおいて、主蓄電手段の充電状態が所定の状態から外れた状態にある場合には、電圧保証が必要な電気負荷に対し、主蓄電手段から補助蓄電手段に切り替えて電力の供給を行うことが好ましい。これにより、主蓄電手段の充電状態が所定の状態から外れた場合でも、電圧保証が必要な電気負荷に対し補助蓄電手段から電力の供給を行うことにより、必要な電圧を確保できる。

第 2発明による車両用電源システムにおいて、運転者のキー操作によりェンジン停止された後、暗電流の供給を主蓄電手段から行うことが好ましい。

次に、上述した第 3の目的を達成するために、本願の第 3発明による車両用電源システムは、エンジンに駆動されて発電する発電機と、この発電機により充電される第 1バッテリと、この第 1バッテリより発生電圧が低く、エンジン始動時にスタータへ電力供給する第 2バッテリと、発電機もしくは第 1バッテリから第 2バッテリへ充電電流を供給する充電回路と、第 2バッテリによるスタータへの電力供給に加えて、第 1バッテリからスタータへ電力アシストを行うアシスト回路とを備えている。

上記の構成によれば、エンジン始動時に第 2バッテリからスタータへ電力供給が行われる時に、第 1バッテリからアシスト回路を通じてスタータへ電力ァシストすることが可能である。この場合、第 1バッテリの方が第 2バッテリより高電圧を発生するので、スタータの出力が増加して、より早期にエンジン始動が可能になる。また、第 1バッテリと第 2バッテリとの発生電圧が異なり、第 1バッテリの方が第 2バッテリより高電圧を発生するので、両バッテリ間に設けられる充電回路を簡単な構成で実現できる。

本願の第 3発明による車両用電源システムにおいて、第 2バッテリによるスタータへの給電開始後、所定のタイミングで第 1バッテリによる電力アシストを実行することが好ましい。この場合、エンジン始動初期は、発生電圧が低い第 2バッテリ単独でスタータへの電力供給を行うため、発生電圧が高い第 1バッテリによる電力アシストを最初から行う場合よりスタータへ与える負荷を軽減できる。また、エンジン始動初期 (第 1バッテリによる電力アシストを実行する前) は、第 1バッテリから電気負荷に電力を供給できるので、スタータへの通電初期に大電流（突入電流）が流れることによる第 2バッテリの電圧降下によって電気負荷が瞬断することはなく、電気負荷に対する電圧保証が可能となる。

第 3発明による車両用電源システムにおいて、第 1バッテリによる電力ァシストを実行する所定のタイミングは、エンジン始動開始からの時間、または第 2バッテリの電圧値の推移から判断することが好ましい。この構成によれば、特に電流センサ等を使用する必要もなく、電力アシストを実行するタイミングを判断できるので、制御ロジックを簡素化でき、低コスト化が可能である。第 3発明による車両用電源システムにおいて、第 2バッテリより第 1バッテリの方が、単位容量当りの内部抵抗が小さいことが好ましい。第 1バッテリの単位容量当りの内部抵抗が小さいと、放電時の電圧降下が抑えられるので、より高電圧をスタータに印加することができ、アシスト効果を大きくできる。第 3発明による車両用電源システムにおいて、第 1バッテリの電圧が所定値より低い時は、第 1バッテリによる電力アシストを中止することが好ましい。第 1バッテリの充電状態が低い時は、電力アシストするメリット（エンジンの早期始動）が小さいため、第 1バッテリの電圧が所定値より低い時は、第 1バッテリによる電力アシストを中止する。

第 3発明による車両用電源システムにおいて、第 1バッテリより第 2バッテリの方が、低温放電特性に優れていることが好ましい。スタータに大電流が流れる始動前半を低温放電特性に優れる第 2バッテリに担当させることで、低温時のェンジン始動も保証できる。

第 3発明による車両用電源システムにおいて、充電回路は、第 2バッテリに供給される充電電力を或る時間的割合で〇N— O F Fする O N—〇F F手段を有し、アシスト回路は、リレーもしくは半導体スィッチを有していることが好ましい。これにより、充電回路は O N— O F F手段を設けるだけの簡単な構成にできる。また、アシスト回路の構成も、リレーもしくは半導体スィッチにより単純化できる。

なお、充電回路に設けられる O N— O F F手段として、半導体を用いた電子式スィツチング素子 (例えば M O S F E T ) を用いることができる。あるいは、充電回路に設けられる O N _ 0 F F手段として、 D C / D Cコンバータを用いることもできる。 O N - O F F手段として D C / D Cコンバータを用いる場合には、 D C / D Cコンバータが、発電機に内蔵されることが好ましい。この場合、第 1バッテリから発電機を経由して第 2バッテリに接続される充電回路を構成できるので、本システムの回路構成を単純化できる。

第 3発明による車両用電源システムにおいて、第 1バッテリと第 2バッテリとに接続されて、両バッテリの出力電圧を制御可能な分配器を設け、この分配器を通じて、車両の基本走行や安全に係わる重要電気負荷に対する電力供給を行うことが好ましい。この構成によれば、重要電気負荷に対して、分配器を通じて第 1バッテリと第 2バッテリの何方からも供給できるので、重要電気負荷に対する電圧保証が得られ、システムとしての信頼性及び冗長性が高くなる。第 3発明による車両用電源システムにおいて、車両減速時に発電機で得られ 9 た回生エネルギが第 1バッテリに蓄えられることが好ましい。この場合、単位容量当りの内部抵抗が小さいバッテリによって減速時の回生エネルギを蓄えることで、より効率的に回生エネルギを取り込むことができる。

第 3発明による車両用電源システムにおいて、運転者のキー操作によりェンジン停止した後、電気負荷に対する喑電流の供給を第 2バッテリから行うことが好ましい。この構成では、暗電流の供給を第 2バッテリが担当することで、第 1バッテリの負担が軽くなるので、第 1バッテリの小型化が可能になる。その結果、例えば高価な Liイオンバッテリ等を第 1バッテリとして使用した場合に、コストを低く抑えることができる。

第 3発明による車両用電源システムは、エンジンの停止と再始動を自動制御するエンジン自動停止 Z始動制御装置を搭載する車両に適用されることができる。第 3発明により、エンジン始動をより早期に行うことができるので、例えば交差点等でエンジンを自動停止した後、再始動を行う際に、優れた効果を発揮する。図面の簡単な説明

図 1は、実施例 1に係る車両用電源システムの電気回路図である。図 2は、実施例 1に係るェンジン始動時の制御手順を示すフローチヤ一トである。図 3 は、実施例 1に係るエンジン始動時の主電源の電圧波形図である。図 4は、実施例 2に係る電源システムの制御フローチャートである。図 5は、実施例 3に係る電源システムの制御フローチャートである。図 6は、実施例 3に係る減速時の回生充電に係わる説明図である。図 7は、実施例 3に係る電源システムの制御フローチャートである。図 8は、実施例 4に係る電源システムの制御フロ一チャートである。図 9は、実施例 5に係る電源システムの制御フローチヤ一トである。図 1 0は、実施例 6に係る電源システムの制御フローチャートである。図 1 1は、実施例 7に係る電源システムの電気回路図である。図 1 2は、実施例 7に係る電源システムの電気回路図である。図 1 3は、実施例 7に係る電源システムの電気回路図である。図 1 4は、実施例 8に係る電源システムの電気回路図である。図 1 5は、実施例 9に係る電源システムの電気回路図である。図 1 6は、実施例 1 0に係る電源システムの電気回路図である。図 1 7は、実施例 1 1に係る電源システムの電気回路図である。図 1 8は、実施例 1 2に係る電源システムの電気回路図である。図 1 9は、実施例 1 3に係るエンジン始動システムの全体図である。図 2 0は、実施例 1 3に係る電源システムの回路図である。図 2 1は、実施例 1 3に係るエンジン始動時のバッテリ切替制御を示すフローチャートである。図 2 2は、実施例 1 3に係るサブバッテリへの充電方法を示すフローチャートである。図 2 3は、実施例 1 4に係る電源システムの回路図である。図 2 4は、実施例 1 5に係る車両用電源システムの全体図である。図 2 5は、実施例 1 5に係るエンジン始動時の制御手順を示すフロ一チャートである。図 2 6は、実施例 1 5における、単位容量当りの内部抵抗が異なる第 1バッテリと第 2バッテリの電圧変化を示す図である。図 2 7は、実施例 1 6における車両用電源システムの全体図である。図 2 8は、実施例 1 6におけるェンジン始動時の制御手順を示すフローチャートである。図 2 9は、実施例 1 7に係る車両用電源システムの全体図である。図 3 0は、実施例 1 8 に係る車両用電源システムの全体図である。発明を実施するための最良の形態

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。 (実施例 1 )

図 1は実施例 1に係る車両用電源システム（以下、電源システム Sと呼ぶ）の電気回路図、図 2はエンジン始動時の制御手順を示すフローチヤ一トである。電源システム Sは、エンジン (図示せず) に駆動されて発電する発電機 1と、二つの電源（主電源 2と副電源 3 ) とを備え、車両に搭載される電気負荷（後述する）に電力供給を行う。

発電機 1は、 I Cレギユレータ付オルタネータであり、エンジンによりベルト駆動されて、例えば 1 3〜 1 4 Vの電圧を発生する。この発電機 1は、副電源 3にダイレクトに接続されると共に、以下に説明する給電回路を通じて主電源 2にも接続されている。

給電回路は、例えば、シリーズレギユレータを利用した D C /D Cコンバータ 4を有する第 1の給電回路 5と、スィツチ 6を有する第 2の給電回路 7とを有し、副電源 3と主電源 2との間で並列に接続されている。なお、図 1では、第 2の給電回路 7にリレータイプのスィッチ 6を示しているが、リレータイプのスィツチ 6でなくても、半導体スィツチを用いることも可能である。

主電源 2は、例えば、一般的な P b (鉛）バッテリであり、 1 2〜 1 3 Vの電圧（公称電圧 1 2 V) を発生し、主に副電源 3に優先して一般電気負荷 8への電力供給を行う。また、主電源 2には、第 3の給電回路 9を介して、車両の基本走行や安全等に係わる重要負荷（後述する）が接続され、その第 3の給電回路 9には、副電源 3側から逆流する電流を防止するダイオード 1 0、 1 1が設けられている。

副電源 3は、主電源 2より充電受入性に優れ、且つ状態検出が容易な高性能バッテリ（例えば L iイオンパッテリ）であり、主電源 2より単位容量当りの内部抵抗が小さく、例えば 9〜 1 2 Vの電圧 (公称電圧 1 0 . 8 V ) を発生する。この副電源 3は、例えば、車両減速時に発電機 1にて発電される回生電力を回収すると共に、発電機 1の発電電力を蓄電する。また、発電機 1と副電源 3には、第 4の給電回路 1 2を介して、前記重要負荷が接続され、その第 4の給電回路 1 2には、主電源 2側から逆流する電流を防止するダイォード 1 3が設けられている。

上記の一般電気負荷 8は、エンジンの始動 (クランキング) を行うスタータ 8 aと、車両に搭載される各種ランプ類、ワイパー、オーディオ機器、および空調装置などの一般負荷 8 bである。この一般負荷 8 bは、前記の様に、副電源 3に優先して主電源 2より電力の供給を受けるが、例えば、主電源 2の給電能力が低下している時等は、副電源 3または発電機 1より電力供給を受けることができる。

また、車両の基本走行や安全等に係わる重要負荷とは、車両の基本走行や安全等に係わる各種ァクチユエータ類 1 4をリレー 1 5を介して電子制御する制御装置（安全 E C U 1 6と呼ぶ）と、本電源システム S (発電機 1、 D C ZD Cコンバータ 4、スィッチ 6等）を電子制御する電子制御装置（システム E C U 1 7と呼ぶ）等であり、これらの重要負荷は、主電源 2と副電源 3の何方か一方が故障した時でも、他方の電源よりダイレクトに電力の供給を受けることができる。つまり、重要負荷に対する電源の冗長性が確保されている。

なお、システム E CU 1 7は、 D CZD Cコンバータ 4とスィッチ 6の作動状態に応じて、以下に説明する第 1の制御状態、第 2の制御状態、及び第 3の制御状態を適宜選択可能である。

第 1の制御状態は、第 1の給電回路 5を使用して電力供給を行うもので、 D C/D Cコンバータ 4を起動（ON) し、且つスィッチ 6を開制御（OF F) する。第 2の制御状態は、第 2の給電回路 7を使用して電力供給を行うもので、 D CZD Cコンバータ 4を停止（OF F) し、且つスィッチ 6を閉制御 (ON) する。第 3の制御状態は、第 1の給電回路 5と第 2の給電回路 7の両方を使用して電力供給を行うもので、 D C/D Cコンバータ 4を起動 (ON) し、且つスィッチ 6を閉制御 (ON) する。

次に、システム ECU 1 7によるエンジン始動時の制御手順について、図 2 に示すフローチヤ一トを基に説明する。

S t e p 1 0では、エンジンの始動スィツチである I Gキー (ィグニションキー）を S T位置 (スタータ 8 aに通電する位置) に投入する。 S t e p 1 1 では、主電源 2よりスタータ 8 aに通電される。 S t e p l 2では、副電源 3 の発生電圧が一定値以上か否かを判定する。なお、副電源 3の発生電圧は、例えば、図 1に示す電圧計 1 8によって検出できる。この判定結果が YE Sの時は次の S t e p 1 3へ進み、判定結果が NOの時は S t e 1 5へジャンプして、副電源 3からスタータ 8 aへの給電を中止する。

S t e p 1 3では、副電源 3よりスタータ 8 aへ給電するタイミングを判断する。具体的には、主電源 2の端子間電圧が所定値まで回復したか否か、あるいはスタータ 8 aへの通電開始から一定時間経過したか否かを判定する。主電源 2の端子間電圧は、図 3に示す様に、通電初期にスタータ 8 aに大電流が流れてから、ー且大きく落ち込み、その後、ピストンが上死点を乗り越す時に若干低下しながら次第に回復していく。従って、主電源 2の端子間電圧を監視することで、副電源 3よりスタータ 8 aへ給電するタイミングを判断できる。

S t e p 1 4では、 S t eわ 1 3の判定結果が YE Sの場合、第 2の給電回路 7に設けられているスィツチ 6を〇Nすることにより、第 2の給電回路 7を通じて副電源 3よりスタータ 8 aへ給電する（これを電力アシストと呼ぶ）。 S t e p 1 5では、エンジン始動を判定する。この始動判定は、例えばエンジン回転数や、主電源 2の端子間電圧によっても判定できる。この判定結果が N O の時は S t e 1 6へ進み、判定結果が Y E Sの時は S t e p 1 7へ進む。 S t e p 1 6では、再度、エンジン始動を実行する。一方、 S t e p 1 7では、 I Gキーを S T位置から O F Fして、本制御を終了する。

この実施例 1によれば、主電源 2によるスタータ 8 aへの通電開始後、所定のタイミングで副電源 3による電力アシストを実行することにより、スタータ 8 aの出力が増加して、より早期にェンジン始動が可能になる。特に、ェンジン自動停止/再始動装置（アイドルストップ装置）を搭載する車両においては、エンジンを自動停止した後、再始動を行う際に、始動時間を短縮できるので、乗員の始動フィーリングを向上できる。

また、重要負荷である安全 E C U 1 6への電力供給経路は、主電源 2から第 3の給電回路 9を介して安全 E C U 1 6に接続される経路と、副電源 3から第 4の給電回路 1 2を介して安全 E C U 1 6に接続される経路の 2つがあるので、どちらか一方の電源及び経路が故障した場合にも、他方の電源及び経路により冗長に供給することができる。また、第 3の給電回路 9及び第 4の給電回路 1 2には、それぞれ電流の逆流を防止するためのダイォード 1 0、 1 3が設けられているため、第 3の給電回路 9と第 4の給電回路 1 2とを通じて、 2つの電源（主電源 2と副電源 3 ) が接続されることはない。

この実施例 1では、回生発電の一例として、車両減速時の運動エネルギーを用いて発電する場合を記載したが、これ以外にも、例えば、エンジンの排気熱や冷却熱等の熱エネルギーを用いた発電、あるいは排気ガスの気流エネルギーを用いた発電形態にも適用できる。また、これらの発電形態には、熱エネルギ一から熱電素子を用いて直接発電するもの、あるいは、熱エネルギーを一旦、運動エネルギーに変換して発電するものを含む。

更に、実施例 1に記載した電源システム Sでは、主電源 2の方が副電源 3より発生電圧（公称電圧）が高い場合の一例を説明しているが、副電源 3の方が主電源 2より発生電圧（公称電圧）が高い場合にも適用できる。その一例として、主電源 2は、実施例 1と同じく、 1 2〜1 3 Vの電圧（公称電圧 1 2 V) を発生し、副電源 3は、 1 2〜 1 6. 4Vの電圧（公称電圧 1 4. 4 V) を発生する場合が考えられる。この場合、副電源 3の発生電圧が高くなるので、それに応じて、発電機 1の発電能力も高くなり、 1 3〜 1 7 Vの電圧を発生する。なお、主電源 2と副電源 3の発生電圧（公称電圧）が同じであっても良い。この場合、減速時の回生電力を副電源 3に蓄えると、副電源 3の方が主電源 2 より充電率が高くなり、電圧が高くなるため、スィッチ 6を閉じるだけで、副電源 3から回生電力を一般負荷へ供給可能となる。

(実施例 2 )

次に、実施例 2として、発電機 1または副電源 3から主電源 2への給電制御について、図 4に示すフローチャートを基に説明する。これは、副電源 3の充電量を検出して制御する方法である。

S t e p 20では、 D C D Cコンノく一タ 4の出力能力が全ての電気負荷の消費電力量（全負荷値と呼ぶ）より大きく、且つ副電源 3の一定時間当たりの充電容量が全負荷値より大きいか否かを判定する。判定結果が YE Sの時は S t e p 2 1へ進み、判定結果が N Oの時は S t e p 2 2へ進む。 S t e p 2 1 では、全負荷値に対して副電源 3の充電容量に余裕があり、且つ DC ZD Cコンバータ 4の出力能力にも余裕があるので、発電機 1による発電をカツトして、副電源 3から D C/D Cコンバータ 4を有する第 1の給電回路 5を通じて主電源 2へ給電する（第 1の制御状態）。

S t e p 2 2では、 D C/D Cコンバータ 4の出力能力が全負荷値以下で、且つ副電源 3の一定時間当たりの容量が全負荷値より大きいか、あるいは DC /DCコンバータ 4の温度が一定値より高いか否かを判定する。判定結果が Y E Sの時は S t e p 23へ進み、判定結果が NOの時は S t e p 24へ進む。 S t e p 2 3では、全負荷値に対して副電源 3の充電容量には余裕はあるが、 D C/D Cコンバータ 4の出力能力に余裕がない（または D CZD Cコンバータ 4の温度が高い）ので、発電機 1による発電をカットして、副電源 3から第 1の給電回路 5と第 2の給電回路 7 (図中にはスィッチ回路と記載）とを通じて主電源 2へ給電する（第 3の制御状態）。

S t e p 24では、 DCZDCコンバータ 4の出力能力が全負荷値以下で、且つ副電源 3の一定時間当たりの容量が全負荷値以下か否かを判定する。判定結果が YE Sの時は S t e p 2 5へ進み、判定結果が NOの時は S t e p 26 へ進む。 S t e p 2 5では、全負荷値に対して副電源 3の充電容量に余裕がなく、且つ D C//D Cコンバータ 4の出力能力にも余裕がない（伹し、 DCZD Cコンバータ 4の温度は一定値以下である）ので、発電機 1に発電（L oレべル）を行わせると共に、発電機 1から第 1の給電回路 5と第 2の給電回路 7とを通じて主電源 2へ給電する（第 3の制御状態）。

S t e p 2 6では、 D C/D Cコンバータ 4の温度が一定値より高いか、または副電源容量が一定値より高い否かを判定する。判定結果が YE Sの時は S t e p 27へ進み、判定結果が NOの時は S t e p 2 8へ進む。 S t e p 2 7 では、 D C/D Cコンバータ 4の発熱故障を防止するため、また副電源 3の過充電を防止するために、第 2の給電回路 7のみを使用して発電機 1から主電源 2へ給電する（第 2の制御状態）。この時、発電機 1の発電レベル（L o) は、副電源 3が満充電でも、一般負荷 8 bに応じた電力供給が可能なレベルとする。

S t e p 28では、副電源 3の充電容量が所定の範囲内（例えば 40%から 50%の間）にあるか否かを判定する。判定結果が YE Sの時は S t e p 2 9 へ進み、判定結果が NOの時は S t e p 30へ進む。 S t e p 29では、副電源 3の充電容量が低下しているので、発電機 1の発電能力をアップ（H i レべル）する。また、消費電力の大きい高負荷が ONされた時は、アイドル回転数を所定回転数だけ上昇させる（第 1のアイドルアップ）。

S t e p 3 0では、副電源 3の充電容量が所定の範囲内（例えば 3 0%から 40%の間）にあるか否かを判定する。判定結果が YE Sの時は S t e p 3 1 へ進み、判定結果が NOの時は S t e p 3 2へ進む。 S t e p 3 1では、吹く電源 3の充電容量が低い、又は発電機 1の発電能力をアップしているにも係わらず、副電源 3の充電容量が増加しないため、第 1のアイドルアップを行うと共に、一般負荷 8 bへの電力供給をカット（または抑制）する。また、一般負荷 8 bの中でも消費電力の大きい高負荷が ON操作された時は、アイドル回転数を更に所定回転数だけ上昇させる（第 2のアイドルアップ）。一方、 S t e p 3 2では、副電源 3の異常（故障）をドライバに警報する（例えば、安全場所への退避を促す、ナビゲーシヨン装置等でディーラまでの経路を誘導する等）。この実施例 2によれば、 DCZDCコンバータ 4の出力能力が全負荷値以下の場合は、スィッチ 6を ONして第 2の給電回路 7を使用することにより、 D CZDCコンバータ 4の給電不足時または故障時等にも、発電機 1もしくは副電源 3から主電源 2への給電が可能になる。

また、 D CZD Cコンバータ 4の温度が一定値より高くなつた場合は、 DC /DCコンバータ 4の給電能力を抑制する、あるいはスィツチ 6を ONして第 2の給電回路 7のみを使用することにより、 D C/D Cコンバータ 4の発熱故障を防止できる。この様に、副電源 3と主電源 2との間に、 D C/D Cコンバータ 4を有する第 1の給電回路 5と並列に、スィッチ 6を有する第 2の給電回路 7を設けたことにより、 DC/DCコンバータ 4の低容量化及び小型化が可能になる。

さらに、 S t e p 2 7に記載した様に、発電機 1の発電レベル（L o) は、副電源 3が満充電の時でも、一般負荷 8 bに応じた電力供給が可能なレベルとすることにより、減速時の回生を充電ではなく、一般負荷 8 bへの電力供給によって実現できる。例えば、長い下り坂で、副電源 3に回生電力を充分溜めた後（満充電の状態）でも、一般負荷 8 bで回生電力を消費することで、効果的に回生電力を利用することができる。

なお、この実施例 2は、主電源 2と副電源 3の発生電圧（公称電圧）の大小に係わり無く、どちらでも成立する制御内容である。つまり、主電源 2の方が副電源 3より発生電圧（公称電圧）が高い場合でも、副電源 3の方が主電源 2 より発生電圧（公称電圧）が高い場合でも成立する。

(実施例 3 )

次に、実施例 3として、発電機 1の制御について、図 5に示すフローチヤ一トを基に説明する。これは、 SOCの検知手段を用いることなく、電源電圧のみで制御する方法である。

S t e p 40では、副電源 3の出力電圧 V 1が一定値（例えば 1 2 V) 以上か否かを判定する。判定結果が YE Sの時は S t e p 4 1へ進み、判定結果が 1^〇の時は3 t e p 42へ進む。 S t e p 4 1では、副電源 3の充電容量に余裕があるので、発電機 1の発電をカットすると共に、第 1の給電回路 5 (DC /DCコンバータ 4) を通じて副電源 3より主電源 2へ給電する（第 1の制御状態)。

S t e p 4 2では、車両減速時であり、且つ副電源 3の出力電圧 V 1が一定値（例えば 1 2V) より小さいか否かを判定する。判定結果が YE Sの時は S t e p 43へ進み、判定結果が NOの時は S t e p 44へ進む。 S t e p 43 では、発電機 1にて発電された回生電力を副電源 3へ回収する共に、第 1の給電回路 5を通じて主電源 2にも給電する（第 1の制御状態）。

S t e p 44では、車両減速時であり、且つ副電源 3の出力電圧 V 1が一定値 (例えば 1 2 V) より大きいか否かを判定する。判定結果が Y E Sの時は S t e p 45へ進み、判定結果が NOの時は S t e p 46へ進む。 S t e p 45 では、車両減速時であっても副電源 3の出力電圧 V 1が一定値より大きいので、発電機 1にて発電された回生電力 (L o レベル）を第 1の給電回路 5と第 2の給電回路 7 (図中にはスィッチ回路と記載）を通じて主電源 2に給電する（第 3の制御状態）。あるいは、第 1の給電回路 5と第 2の給電回路 7の何方か一方を通じて主電源 2に給電する。これにより、副電源 3が満充電の状態でも、一般負荷 8 bに応じた電力供給が実施されるので、減速時の回生を、充電ではなく、一般負荷 8 bへの電力供給により実現できる。

S t e p 46では、定常走行時あるいは加速時であり、且つ D CZD Cコンバ一タ 4の出力電圧 V 2が所定の範囲内 (例えば 1 2. 5 V〜 1 3 Vの間) にあるか否かを判定する。判定結果が Y E Sの時は S t e p 4 7へ進み、判定結果が NOの時は S t e p 48へ進む。 S t e p 4 7では、 D C/D Cコンバータ 4の給電能力をアップして、発電機 1より第 1の給電回路 5を通じて主電源 2に給電する（第 1の制御状態）。これは、主電源 2の充電量が減り、 DCZD Cコンバータ 4の出力指示が足りない場合に相当するため、 DCZDCコンパータ 4の出力を上げて、主電源 2の充電量を高めに維持することにより、放電による主電源 2の劣化を防ぐために行われる。 S t e p 48では、 D C/D Cコンバータ 4の温度が一定値より大きいか否、もしくは副電源 3の出力電圧 V 1が所定の範囲内（例えば 1 1 V〜 1 2V の間）にあるか否かを判定する。判定結果が YE Sの時は S t e p 49へ進み、判定結果が NOの時は S t e p 50へ進む。 S t e p 4 9では、発電機 1に常時発電（L oレベル）を行わせると共に、発電機 1から第 2の給電回路 7を通じて主電源 2へ給電する（第 2の制御状態）。これは、 DCZDCコンバータ 4 の温度上昇を抑えるためである。

S t e p 50では、副電源 3の出力電圧 V 1が一定値（例えば 1 1 V) より小さく、且つ D C/D Cコンバータ 4の出力電圧 V 2が所定の範囲内（例えば 1 2V〜 1 2. 5Vの間）にあるか否かを判定する。判定結果が YE Sの時は S t e p 5 1へ進み、判定結果が NOの時は S t e p 5 2へ進む。 S t e p 5 1では、発電機 1が発電 (L oレベル) しているにも係わらず、副電源 3の充電容量が低く、且つ D CZD Cコンバータ 4の出力電圧 V 2も低いので、アイドル回転数を高くする第 1のアイドルアップを行うと共に、一般負荷 8 bへの電力供給をカット（または抑制）する。また、一般負荷 8 bの中でも消費電力の大きい高負荷が ONされた時は、更にアイドル回転数を高くする第 2のアイドルアップを行う。これは、発電量が低く、 DC/DCコンバータ 4の給電が追いつかない状況なので、アイドルアップにより対応する。また、 S t e p 5 2では、電源システム Sの異常をドライバに警報する (S t e p 3 2と同様）。この実施例 3によれば、副電源 3の出力電圧 V I、及び DC ZD Cコンバータ 4の出力電圧 V 2に応じて発電機 1の出力を効率的に制御できる。

また、発電機 1を高性能 (主電源 2より充電受入性に優れ、且つ状態検出が高精度で容易）な副電源 3に接続しているので、車両減速時に発電機 1にて発電された回生電力を効率良く副電源 3に回収できる。つまり、減速時という短い時間で回生エネルギを大きく回収するためには、発電機 1の電圧と電源電圧との差が大きいことが重要である。

ところが、発電機 1の電圧と電源電圧との差が小さく、且つ電源電圧の内部抵抗も大きい場合、例えば、副電源 3と比較して充電受入性が悪い主電源 2では、図 6 (b) に示す様に、所定の減速時間 A内に許容 SOCまで充電されることはなく、充分な補充電ができない。また、発電機 1の発生電圧と電源電圧との差が大き過ぎると、図 6 ( c ) に示す様に、許容 S O Cを超えるオーバーシュートが発生し、例えば、副電源 3 ( L ίイオンバッテリ）の様な高性能バッテリでは、発熱量が大きくなり、内部抵抗の増加等により性能が劣化することがある。

これに対し、本電源システム Sでは、車両減速時の回生電力を回収する副電源 3の発生電圧が主電源 2より小さく、且つ内部抵抗も小さいので、副電源 3 の充電受入性が良く、図 6 ( a ) に示す様に、所定の減速時間 A内で回生エネルギを大きく回収することが可能である。その結果、短時間の減速で発電機 1 から副電源 3へ最大の回生充電を行うことができ、定常走行時や加速時等に発電機 1での発電を力ットすることで、エンジンへの負担が軽減されて燃費向上にも繋がる。

この実施例 3では、副電源 3の方が主電源 2より発生電圧 (公称電圧) が低い場合の一例を説明しているが、副電源 3の方が主電源 2より発生電圧（公称電圧）が高い場合にも同様の制御内容を適用できる。伹し、副電源 3の発生電圧が高くなるので、それに応じて、副電源 3の出力電圧 V 1を判定する各 S t e p (図 5の S 4 0、 S 4 2、 S 4 4、 S 4 8、 S 5 0 ) の電圧判定値を変更する必要がある。例えば、副電源 3の発生電圧（公称電圧）を 1 4 . 4 Vとした場合の電圧判定値を図 7のフローチヤ一ト ( S 4 0 a、 S 4 2 a、 S 4 4 a、 S 4 8 a、 S 5 0 a ) に示す。

(実施例 4 )

次に、実施例 4として、副電源 3の方が主電源 2より発生電圧が高い時の制御について、図 8に示すフローチヤ一トを基に説明する。

S t e p 6 0では、副電源 3の方が主電源 2より発生電圧が高いか否かを判定する。判定結果が N O (副電源電圧≤主電源電圧）の時は、 S t e p 6 1へ進み、判定結果が Y E Sの時は、 S t e p 6 2へ進む。 S t e p 6 1では、発電機 1にて発電を行い、副電源 3を充電する。この処理は、副電源 3の発生電圧が主電源 2の発生電圧より高くなるまで継続される。

S t e p 6 2では、副電源 3から主電源 2及び一般負荷 8 bへの電力供給量が所定値より大きいか否かを判定する。判定結果が NOの時は、 S t e p 6 3 へ進み、判定結果が YE Sの時は、 S t e p 64へ進む。 S t e p 6 3では、第 1の制御状態を選択する。つまり、 D CZD Cコンバータ 4を起動（ON) し、且つスィッチ 6を開制御（OF F) して、第 1の給電回路 5を介して副電源 3から主電源 2及び一般負荷 8 bへの必要電力を供給する。ここでの制御は、例えば、 DCZDCコンバータ 4の出口側の電圧を一定値として制御する。この後、 S t e p 6 5へ進む。一方、 S t e p 64では、大きな電力供給を行うため、 DCZDCコンバータ 4の最大出力で電力供給する（足りない分は、主電源 2の放電で対応する）。

S t e p 6 5では、副電源 3の発生電圧が一般負荷 8 bの許容定格電圧以下まで低下したか否かを判定する。判定結果が YE Sの時は、 S t e p 66へ進み、判定結果が NOの時は、 S t e p 6 2へ戻る。 S t e p 6 6では、第 2の制御状態を選択する。つまり、 DC/DCコンバータ 4を停止（OF F) し、且つスィッチ 6を閉制御 (ON) して、第 2の給電回路 7を介して副電源 3より主電源 2及び一般負荷 8 bへの電力供給する。

この実施例 4の制御によれば、各種ライト類等の一般負荷 8 bに過電圧が印加されることがなく、一般負荷 8 bの寿命低下を抑制できる。また、副電源 3 の発生電圧が一般負荷 8 bの許容定格電圧以下まで低下した場合は、 DC/ D Cコンバータ 4からスィッチ 6に切り替えることにより、 D C/D Cコンバータ 4による降圧の際の損失がなく、効率の良い電力供給が可能になる。

(実施例 5 )

次に、実施例 5として、第 1の制御状態から第 2の制御状態へ切り替える際、または第 2の制御状態から第 1の制御状態へ切り替える時の制御について、図 9に示すフローチヤ一トを基に説明する。

S t e p 70では、制御状態の切り替え指示が行われる。具体的には、第 1 の制御状態から第 2の制御状態へ切り替える指示、または第 2の制御状態から第 1の制御状態へ切り替える指示である。 S t e p 7 1では、主電源 2と副電源 3との電圧差が所定値より大きいか否かを判定する。判定結果が YE Sの時は、 S t e ϋ 72へ進み、判定結果が NOの時は、 S t e p 7 3へジャンプする。

S t e p 7 2では、 D CZD Cコンバータ 4の出力電圧を、主電源 2と副電源 3のうち、高い方の電圧まで昇圧または低い方の電圧まで降圧制御し、その後、 S t e p 7 1へ戻る。一方、 S t e p 73では、主電源 2と副電源 3との電圧差が所定値より小さいので、第 2の制御状態（又は第 1の制御状態）を選択して、制御状態を切り替える。

この実施例 5の制御によれば、制御状態を切り替えた時（例えば、第 2の給電回路 7に設けられるスィツチ 6を ONする時）の電圧変動を抑制できるので、ライト等の明滅を防止できる。

(実施例 6 )

次に、実施例 6として、第 2の制御状態が選択されている時に、第 3の制御状態へ切り替える (つまり D C/D Cコンバータ 4とスィツチ 6の両方を利用して給電する）時の制御例について、図 1 0に示すフローチャートを基に説明する。

S t e p 80では、第 2の制御状態が選択される。つまり、スィッチ 6を閉制御（ON) して、第 2の給電回路 7を通じて電力供給が行われる。 S t e p 8 1では、スィッチ 6の温度が所定値を超えたか否かを判定する。判定結果が YE Sの時は、次の S t e p 8 2へ進み、判定結果が NOの時は、 S t e p 8 0へ戻る。

S t e p 8 2では、 D C/D Cコンバータ 4を起動（ON) して、第 3の制御状態に切り替える。つまり、第 1の給電回路 5と第 2の給電回路 7とを併用して電力供給を行う。

この実施例 6の制御によれば、スィッチ 6の温度が所定値を超えると、スィツチ 6を有する第 2の給電回路 7と、 DCZDCコンバータ 4を有する第 1の給電回路 5と併用して給電するので、スィツチ 6の発熱を抑えることができる。

(実施例 7 )

図 1 1は実施例 7に係る電源システム Sの電気回路図である。この実施例 7 に係る電源システム Sは、図 1 1に示す様に、副電源 3のマイナス側に副電源スィッチ 1 9 (例えば、リレースィッチ）を接続し、この副電源スィッチ 1 9 をシステム E C U 1 7により通電制御する。

この構成では、例えば、副電源 3が故障した場合に、安全な場所への退避またはディーラまで走行する際に、副電源スィッチ 1 9を O F Fすることで、機能上、副電源 3を電源システム Sから切り離すことができるので、電源システム Sの安全性を確保できる。

また、一般負荷 8 bの中でも消費電力量の大きい電気負荷を使用する場合に、発電機 1から第 1の給電回路 5または第 2の給電回路 7あるいは両回路 5、 7 を介して給電する際にも、副電源スィッチ 1 9を O F Fすることで、確実に主電源 2および一般負荷 8 bに給電することができる。

さらに、交差点の赤信号等でー且停止した時に、エンジンを自動停止させるアイドルストップ装置を搭載する車両では、次回の始動時（自動停止後の再始動時）に備えて、副電源スィッチ 1 9を O F Fすることにより、再始動時に確実に電気容量を確保することができる。

さらに、副電源 3の 1 0 0 %容量電圧が発電機 1の出力電圧より小さい状態で減速時に急速充電する場合には、副電源スィツチ 1 9を O F Fすることで、発電制御不良等のフェータルなモードにおいて、副電源 3への過充電を力ットすることができる。

なお、副電源スィッチ 1 9は、図 1 2または図 1 3に示す様に、副電源 3のプラス側に接続しても良い。但し、図 1 3は、発電機 1と副電源 3との間で、 D C / D Cコンバータ 4の入力側結線部 Bよりも発電機 1側に副電源スィツチ 1 9を配置した例である。

(実施例 8 )

図 1 4は実施例 8に係る電源システム Sの電気回路図である。この実施例 8 に係る電源システム Sは、図 1 4に示す様に、第 1の給電回路 5の D C Z D C コンバータ 4の出力側（主電源 2側）にキャパシタ 2 0を接続した。これにより、 D C /D Cコンバータ 4を通じて主電源 2へ安定電圧を供給できる。

(実施例 9 )

図 1 5は実施例 9に係る電源システム Sの電気回路図である。この実施例 9 に係る電源システム Sは、図 1 5に示す様に、主電源 2の出力電圧を電圧計 2 1等によりモニタすることで、主電源 2の充電受入性を検知する。これにより、主電源 2の充電受入性をセンサ類（例えば電流、電圧、温度等を検出するセンサ）で検出する必要がないので、低コストなシステムを実現できる。

(実施例 1 0 )

図 1 6は実施例 1 0に係る電源システム Sの電気回路図である。この実施例 1 0に係る電源システム Sは、図 1 6に示す様に、電圧変動を許容し、且つ暗電流を必要としない電気負荷 2 2 (例えばデフォッガ、シートヒータ等）を、主電源 2ではなく、例えば、リレー 2 3を介して副電源 3及び発電機 1に接続した。なお、リレー 2 3を開閉制御する制御器 2 4 ( E C U ) は、主電源 2に接続されて、主電源 2より電力供給を受けている。

これにより、長期駐車や半ドア状態等で発生していた主電源 2のバッテリ上がりを、リセット許容負荷に限り電源力ット (暗電流をカツト）することで、主電源 2の延命および性能低下を防止することができ、且つ暗電流を必要としない電気負荷 2 2に対しては、副電源 3または発電機 1から給電することで対応できる。なお、暗電流をカツ卜する手段（本発明の暗電流遮断手段）として、次のものが考えられる。 _a ) 一定時間後に暗電流を力ットするタイマ機能を持つもの、 b ) 副電源 3の容量を検知するもの、 c ) 外部通信信号を受信するもの、 d ) 電波発信器の発信あるいは受信がなくなつたことを検知するもの、 e ) 車両の外装部のタツチパネル等のスィツチ等である。

(実施例 1 1 )

図 1 7は実施例 1 1に係る電源システム Sの電気回路図である。この実施例 1 1に係る電源システム Sは、副電源スィツチ 1 9を有する図 1 3に示す回路図に対し、副電源スィッチ 1 9をバイパスして第 3の給電回路 9に接続されるバイパス回路 2 5を設けたものである。

これにより、副電源スィッチ 1 9を O F Fしている場合でも、主電源 2または副電源 3から安全 E C U 1 6へ給電できるので、走行安全に関与する安全 E C U 1 6に対する冗長系を確保できる。

(実施例 1 2 )

図 1 8は実施例 1 2に係る電源システム Sの電気回路図である。この実施例 1 2に係る電源システム Sは、例えば、実施例 9に記載した回路図（図 1 5参照）に対して、第 4の給電回路 1 2に電圧安定器 2 6を配置したものである。これにより、重要負荷であるシステム E C U 1 7に対し、最低保証電圧を確実に供給することができる。

(変形例）

上述した本願の第 1発明の電源システム Sに使用される二つの電源（主電源 2と副電源 3 ) は、実施例 1では、主電源 2の方が副電源 3より公称電圧または公称容量）が高い場合を記載しているが、逆に、主電源 2より副電源 3の方が公称電圧（または公称容量）が高い場合でも良い。また、主電源 2と副電源 3の使用電圧が同一となる領域を持っていても良い。

実施例 1では、主電源 2と副電源 3の一例として、それぞれ P bバッテリと L iイオンバッテリを記載したが、これに限定されるものではない。主電源 2 としては、 P bバッテリ以外に、 L iイオンバッテリ、 N i水素バッテリ等を使用することができ、副電源 3としては、 L iイオンバッテリ以外に、 P bバッテリ、 N i水素バッテリ、電気二重層キャパシタ等を使用することができる。また、実施例 1では、発電機 1 としてオルタネ一タを記載したが、オルタネータの代わりに、発電機能を有するモータジェネレータを採用することも可能である。更に、発電機 1は、ェンジンによるベルト駆動でなくても、例えば、車軸やクランク軸等にギヤまたはベルト等の伝達手段にて接続しても良い。あるいは、車軸やクランク軸等に直接連結しても良い。また、熱エネルギを運動エネルギに変換して発電可能な熱回生用発電機、熱エネルギを直接電気工ネルギに変換できる熱電素子等を用いても良い。

(実施例 1 3 )

次に、本願の第 2発明に係る実施例 1 3による、車両用電源システムについて説明する。図 1 9は実施例 1 3による車両用電源システムが適用されるェンジン始動システム（本システムと呼ぶ）の全体構成図、図 2は車両用電源システムの回路図である。

本システムは、アイドルストップ機能を備えた車両に搭載されるもので、図 1 9に示す様に、エンジン 1 0 1の始動を行う始動装置（以下に記載する）、ェンジン 1 0 1に駆動されて発電するオルタネータ 1 0 2 (本発明の発電手段）、エンジン 1 0 1の運転状態を制御するエンジン E CU 1 0 3、アイドルストップ機能を制御するアイドルストップ ECU 1 04、および二つのバッテリ 1 0 5、 1 06等を備える。

アイドルストップ機能は、例えば交差点等で車両が停止した時にエンジン 1 0 1を自動停止させ、その後、始動条件が成立した時（例えば運転者がブレーキペダルから足を離した時）にエンジン 1 0 1を自動的に再始動させる機能であ。

始動装置は、優先的に使用されるベルト式スタータ 1 0 7と、このベルト式スタータ 1 07によるエンジン始動が所定外の状態になった場合（例えばスタータ 1 07、エンジン 1 0 1、ベルト等の不調) が生じた場合に使用されるギャ式スタータ 1 08とを有している。

ベルト式スタータ 1 0 7では、モータの出力軸に取り付けられたスタ一タブーリ 1 07 a と、エンジン 1 0 1のクランク軸に取り付けられたクランクプ一リ 1 0 1 a とがベルト 1 0 9により連結され、そのベルト 1 0 9を介してクランクプーリ 1 0 1 aにモータ回転力を伝達してェンジン始動を行う。

ギヤ式スタータ 1 08は、例えばピニオンギヤ (図示せず) をエンジン 10

1のリングギヤ（図示せず）に嚙み合わせた後、モータ回転カをピユオンギヤからリングギヤに伝達してェンジン始動を行う。

オルタネ一タ 1 0 2についても、ベルト式スタータ 1 0 7と同様に、自身に取り付けられるプーリ 1 0 2 a とクランクプーリ 1 0 1 a とが上記のベルト 1

09により常時連結されている。

エンジン E CU 1 0 3は、エンジン 1 0 1に最適な空燃比が得られるように燃料噴射量と点火時期を算出し、その結果に基づいて E F I (燃料噴射装置） 1 1 0を電子制御する。なお、エンジン E CU 1 03には、エンジン 1 0 1の運転状態ゃバッテリ状態及び外気温等を検出する各種センサ（図示せず）が接続され、これらのセンサからエンジン制御に必要な各種情報（車速、エンジン回転角信号、アクセル開度、エンジン冷却水温、バッテリ状態、電圧、電流、温度、外気温等）が入力される。アイドルストップ E CU 1 04は、所定のエンジン停止条件が成立する（車速が O kmZh、ブレーキペダルが踏まれている等）と、エンジン E CU 1 0 3にエンジン停止信号（燃料カット信号及び点火カット信号）を出力し、上記のエンジン始動条件が成立すると、エンジン ECU 1 0 3にエンジン始動信号 (燃料噴射信号と点火信号）を出力する。また、ベルト式スタータ 1 0 7によるエンジン始動に何らかの不調が検出された場合には、ベルト式スタータ 1 0 7からギヤ式スタータ 108に切り替える。

二つのバッテリ 1 05、 1 06は、高性能なメインバッテリ 1 05 (例えば、 Liイオンバッテリ、ニッケル系バッテリ、電気二重層キャパシタ等）と、このメインバッテリ 1 0 5より低温時の放電特性に優れるサブバッテリ 1 06 (例えば、鉛バッテリ）である。なお、「高性能」とは、下記の項目①〜⑥の幾つかにおいて優れているものを言う。その項目は、 ①エネルギ密度、 ②出力密度、 ③サイクル寿命、 ④バッテリ状態検出（S OC, SOH等）性能、 ⑤放電深さ、 ⑥充電受入性である。

次に、車両用電源システムの回路構成と二つのバッテリ 1 0 5、 1 06の使用方法について、図 20を参照して説明する。

実施例 1 3の車両用電源システムは、車両減速時にオルタネータ 1 0 2で発生した回生エネルギをメインバッテリ 1 0 5に回収し、そのメインバッテリ 1 05から、例えば D C/D Cコンバ一タ 1 1 1を介して微電流でサブバッテリ 1 0 6を充電する。このメインバッテリ 1 0 5カゝらサブバッテリ 1 0 6への充電は、メインバッテリ 1 0 5とサブバッテリ 1 0 6との電圧差が所定の値より小さい時、またオルタネータ 1 02が発電を停止している時に行われる。なお、 D C/D Cコンバ一タ 1 1 1の代わりに、図 20に示すリレースィツチ 1 1 2 を設けて、このリレースィッチ 1 1 2を〇Nした時に充電が開始される様に構成しても良い。

メインバッテリ 1 05は、主に以下の目的（a) 〜（d) のために使用される。（_a ) 車両に搭載される一般電気負荷 1 3へ電力を供給する。（b) ェンジン始動時のエンジン温度（またはバッテリ温度）が常温域（以下に説明する）にある時、スタータ 1 07へ電力を供給する。（c) サブバッテリ 1 06によりスタータ 1 0 7へ電力供給を行う時に、電圧保証を必要とする電気負荷 1 14 (例えば、ブレーキ装置、ステアリング装置、ナビゲーシヨン装置等）へ電力を供給する。（d) I Gキーの OFF操作によるエンジン停止後の一般電気負荷 1 1 3に電力を供給する（暗電流の供給）。

また、サブバッテリ 1 06は、主に以下の目的（e)、 ( f ) のために使用される。（ e )エンジン始動時のエンジン温度が極低温域と低温域または高温域（以下に説明する）にある時、スタータ 1 0 7へ電力を供給する。（b) メインバッテリ 1 05によりスタータ 1 0 7へ電力供給を行う時に、電圧保証を必要とする電気負荷 1 14へ電力を供給する。

スタータ 1 0 7に接続されるスタータ電源回路 1 1 5には、メインバッテリ 1 0 5とサブバッテリ 1 0 6とを切り替えてスタータ 1 07に接続するスタータ電源切替スィツチ 1 1 6と、サブバッテリ 1 0 6をメインバッテリ 1 0 5と併用する時に ON作動するリレースィツチ 1 1 7とが設けられている。

また、電圧保証を必要とする電気負荷 1 14に接続される電源回路 1 1 8には、メインバッテリ 1 0 5とサブバッテリ 1 0 6とを切り替える電源切替スィツチ 1 1 9が設けられている。

さらに、メインバッテリ 1 0 5とサブバッテリ 1 0 6との切り替え時に、電圧保証を必要とする電気負荷 1 14に対し安定した電力供給を確保できる様に、メインバッテリ 1 0 5と電気負荷 1 1 4との間にリレースィツチ 1 20を有する短絡回路 1 2 1が設けられている。

続いて、ェンジン始動時のバッテリ切替制御について説明する。図 2 1はバッテリ切替制御の手順を示すフローチャートである。

S t e 1 1 0では、エンジン温度を検出する。なお、エンジン温度以外に、そのエンジン温度に相関する温度（例えばバッテリ温度）を検出しても良い。

S t e p 1 20及び S t e 1 30では、検出されたエンジン温度を所定温度と比較する。ここでは、所定温度 T l、 Τ 2、 Τ 3 (但し、 Τ 1 <Τ 2 <Τ 3) について、次のように温度域が設定されている。すなわち、 T 1より低い温度帯が極低温域となり、 Τ 1〜 Τ 2の温度帯が低温域となり、 Τ 2〜Τ 3の温度帯が常温域となり、 Τ 3より高い温度帯が高温域となる。具体的には、 S t e p 1 20では、検出されたエンジン温度が所定温度 T 1 より小さい（極低温域）か否か、または所定温度 T 3より大きい（高温域）か否かを判定する。この判定結果が YE Sの時は S t e p 1 6 0へ進み、判定結果が NOの時は S t e p 1 30へ進む。 S t e p 1 3 0では、検出されたェンジン温度が所定温度 T 2より小さい（つまり低温域）か否かを判定する。この判定結果が YE Sの時は S t e p 1 5 0へ進み、判定結果が NOの時は S t e 140へ進む。

S t e p 1 40 (エンジン温度が常温域に入ると判定された場合）では、次の S t e p l 41〜； L 44の処理を実行する。まず、 S t e p 14 1では、電源切替スィツチ 1 1 9をサブバッテリ 1 06側（図 20に示す破線位置）に切り替えて、電圧保証を必要とする電気負荷 1 14に対しサブバッテリ 1 06から電力を供給する。

次に、 S t e p 1 42では、スタータ電源切替スィツチ 1 1 6をメインバッテリ 1 05側 (図 20に示す実線位置) に切り替えて、メインバッテリ 1 0 5 からスタータ 10 7に始動用電力を供給する。この時、リレースィッチ 1 1 7 は OF F状態である。

S t e 1 43では、スタータ 1 0 7を ONする。 S t e p 144では、ェンジン始動が完了したか否かを判定する。この判定結果が YE Sの時（始動完了）は S t e p 1 70へ進み、判定結果が NOの時は S t e 1 5 2へ進む。

S t e 1 50 (エンジン温度が低温域に入ると判定された場合）では、次の S t e p l 5 1〜 1 54の処理を実行する。まず、 S t e p 1 5 1では、電源切替スイッチ 1 1 9をメインバッテリ 1 0 5側 (図 20に示す実線位置）に切り替えて、電圧保証を必要とする電気負荷 1 1 4に対しメインバッテリ 1 0 5から電力を供給する。

次に、 S t e p 1 5 2では、スタータ電源切替スィッチ 1 1 6をサブバッテリ 1 0 6側（図 20に示す破線位置）に切り替えて、サブバッテリ 1 06からスタータ 1 0 7に始動用電力を供給する。この時、リレースィッチ 1 1 7は O F F状態である。

そして、 S t e p l 5 3にて、スタータ 1 0 7を ONする。 S t e p 1 54 では、エンジン始動が完了したか否かを判定する。この判定結果が YE Sの時 (始動完了）は S t e p 1 70へ進み、判定結果が NOの時は S t e p 1 6 0 へ進む。

S t e p 1 60 (エンジン温度が極低温域または高温域に入ると判定された場合）では、次の S t e p l 6 1〜； L 6 3の処理を実行する。まず、 S t e p 1 6 1では、スタータ電源切替スィツチ 1 1 6をメインバッテリ 1 0 5側に切り替えると共に、リレースィッチ 1 1 7を ONする。これにより、メインバッテリ 1 05とサブバッテリ 1 06とを併用して始動用電力をスタータ 1 0 7に供給する。

S t e 1 6 2では、スタータ 1 0 7を ONする。 S t e p 1 6 3では、ェンジン始動が完了したか否かを判定する。この判定結果が YE Sの時 (始動完了）は S t e p 1 70へ進み、判定結果が NOの時は S t e p 1 90へ進む。

S t e p l 70では、スタータ 1 0 7への通電を O F Fする。 S t e p l 8 0では、電源切替スィッチ 1 1 9をメインバッテリ 1 0 5側に切り替えて、電圧保証を必要とする電気負荷 1 14に対しメインバッテリ 1 0 5から電力を供給して本制御を終了する。また、 S t e p 1 9 0では、スタータ 1 0 7への通電を O F Fする。そして、 S t e p 200において、異常警報を出力して本制御を終了する。

上記のバッテリ切替制御によれば、エンジン始動時のエンジン温度に応じて、メインバッテリ 1 0 5とサブバッテリ 1 06との何方か一方を選択して、または両バッテリ 1 0 5、 1 06を併用してスタータ 1 07へ電力供給を行うので、メインバッテリ 1 0 5とサブバッテリ 1 0 6とを、それぞれの特性に応じて有効に使用できる。

なお、図 20に示す回路図では、メインバッテリ 1 0 5とサブバッテリ 1 0 6とを併用してスタータ 1 07に電力供給を行う際に、そのスタータ 1 0 7に対しメインバッテリ 1 0 5とサブバッテリ 1 0 6とが並列に接続される構成であるが、メインバッテリ 1 0 5とサブバッテリ 1 06とを直列に接続する回路構成としても良い。

また、メインバッテリ 1 05からスタータ 1 0 7に始動用電力を供給する場合には、サブバッテリ 1 0 6から電圧保証を必要とする電気負荷 1 1 4に電力の供給を行い、サブバッテリ 1 0 6からスタータ 1 0 7に始動用電力を供給する場合には、メインバッテリ 1 0 5から電圧保証を必要とする電気負荷 1 1 4 に電力の供給を行う。このため、スタータ 1 0 7への通電時に生じる各バッテリ 1 0 5、 1 0 6の電圧降下の影響を受けることなく、電圧保証が必要な電気負荷 1 1 4に対し必要な電圧を安定して確保できる。

次に、メインバッテリ 1 0 5からサブバッテリ 1 0 6に充電する時の制御方法を図 2 2に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、このメインバッテリ 1 0 5からサブバッテリ 1 0 6への充電は、ェンジン停止状態で実行され. る。

S t e p 3 0 0では、充電開始を判定するための温度を検出する。ここでは、バッテリ温度、エンジン温度、外気温等を使用できる。 S t e p 3 1 0では、検出された温度が所定値 aより小さいか否かを判定する。この判定結果が Y E Sの時は S t e p 3 2 0へ進み、判定結果が N Oの時は S t e p 3 0 0へ戻る。

S t e p 3 2 0では、メィンバッテリ 1 0 5とサブバッテリ 1 0 6の充電状態が所定の状態 bより低いか否かを判定する。ここで、メインバッテリ 1 0 5 の充電状態は、 S O C , S〇Hによって検出し、サブバッテリ 1 0 6の充電状態は、電圧値によって検出する。この判定結果が Y E Sの時は S t e p 3 3 0 へ進み、判定結果が N Oの時は S t e p 3 0 0へ戻る。

S t e p 3 3 0では、メィンバッテリ 1 0 5力、らサブバッテリ 1 0 6へ充電を開始する。 S t e p 3 4 0では、メインバッテリ 1 0 5とサブバッテリ 1 0 6の充電状態が所定の状態 bより高いか否かを判定する。この判定結果が Y E Sの時は本制御を終了し、判定結果が N Oの時は S t e p 3 3 0へ戻る。

なお、上記のフローチャートに対し、温度変化の勾配をモニタして、その温度勾配より充電電流を決定するシーケンスを揷入しても良い。

また、図 2 0に示す様に、メインバッテリ 1 0 5からスタータ 1 0 7および電気負荷 1 1 3、 1 1 4に電力供給する配線と、メインバッテリ 1 ◦ 5からサプバッテリ 1 0 6に電力供給する配線とにそれぞれ電流センサ 1 2 2、 1 2 3 を設けると共に、メインバッテリ 1 0 5の電圧を検出する電圧検出手段を持ち、これらの検出値とメインバッテリ 1 0 5の充電状態の値とを比較することにより、消費電力量およびサブバッテリ 1 0 6の充電量を精度良く捉えることも可能である。これにより、メインバッテリ 1 0 5の精度の良い状態検出値を用いて消費電力を補正することが可能となり、電力エネルギの管理が容易になる。また、サブバッテリ 1 0 6は、そのものの充電状態の検出精度が悪くても（鉛バッテリは検出精度が悪い）、電気負荷 1 1 3、 1 1 4の消費電力を精度良く捉えることができれば、メインバッテリ 1 0 5の放電量との差を求めることにより、サブバッテリ 1 0 6の充電状態をより正確に捉えることが可能である。実施例 1 3による車両用電源システムでは、車両減速時にオルタネ一タ 1 0 2で生み出される回生エネルギを高性能なメインバッテリ 1 0 5に D C Z D C コンバータ 1 1 1等を介さずに直接回収するので、効率良く回収できる。また、そのメインバッテリ 1 0 5から D C Z D Cコンバータ 1 1 1等を介さずに一般電気負荷 1 1 3へ電力を供給するので、効率良く電力供給を行うことができる。更に、スタータ 1 0 7の電力源として、エンジン温度に応じてメインバッテリ ]. 0 5とサブバッテリ 1 0 6のどちらか一方を選択または併用するので、両バッテリ 1 0 5、 1 0 6を、それぞれの特性に応じて有効に使用できる。

(実施例 1 4 )

次に、実施例 1 4による車両用電源システムについて説明する。図 2 3は実施例 1 4による車両用電源システムの回路図である。

実施例 1 4では、スタータ 1 0 7への電力供給をメインバッテリ 1 0 5とサブバッテリ 1 0 6の何方か一方で行うようにしたものである。この場合、実施例 1 3に記載した極低温域、低温域、および常温域では、実施例 1 3と同様に、スタータ電源切替スィツチ 1 1 6により両バッテリ 1 0 5、 1 0 6を切り替えて、スタータ 1 0 7への電力供給に使用する。伹し、メインバッテリ 1 0 5とサブバッテリ 1 0 6とを併用してスタータ 1 0 7に電力供給を行うことがないので、実施例 1 3に示した高温域（T 3以上）では、サブバッテリ 1 0 6のみを使用する。

(変形例）

本願の第 2発明に係る実施例 1 3では、エンジン温度に応じてメインバッテリ 1 0 5とサブバッテリ 1 0 6とを切り替える例を説明したが、エンジン温度の代わりに、初回始動時とエンジン自動停止後の再始動時とで両バッテリ 1 0 5、 1 0 6を切り替えても良い。つまり、初回始動時（ I Gキーの〇N操作によるエンジン始動）は、エンジン温度が低いと判断できるので、サブバッテリ 1 0 6からスタータ 1 0 7への電力供給を行い、電圧保証を必要とする電気負荷 1 1 4に対してメインバッテリ 1 0 5から電力供給を行う。一方、エンジン自動停止後の再始動時には、エンジン温度が上昇しているので、メインバッテリ 1 0 5からスタータ 1 0 7への電力供給を行い、電圧保証を必要とする電気負荷 1 1 4に対してサブバッテリ 1 0 6から電力供給を行う。

また、実施例 1 3では、ベルト式スタ一タ 1 0 7を優先的に使用してェンジン始動を行う例を説明したが、ベルト式スタータ 1 0 7の代わりにギヤ式スタータ 1 0 8を優先的に使用しても良い。あるいは、初回始動時のみギヤ式スタータ 1 0 8を使用し、エンジン自動停止後の再始動時にベルト式スタータ 1 0 7を使用してエンジン始動を行っても良い。

また、始動装置として 2台のスタータ 1 0 7、 1 0 8を搭載する例を示したが、ベルト式スタータ 1 0 7もしくはギヤ式スタータ 1 0 8の何方か一方を搭載した構成でも同様に実施可能である。

実施例 1 3では、車両減速時に回生エネルギを発生するオルタネータ 1 0 2 について説明したが、オルタネータ 1 0 2の代わりに発電機能を有するモータジェネレータを採用しても良い。

(実施例 1 5 )

次に、本願の第 3発明に係る実施例 1 5による、車両用電源システムについて説明する。図 2 4は実施例 1 5による車両用電源システム（以下、本システム Sと呼ぶ）の全体構成図、図 2 5はエンジン始動時の制御フローチャートである。

本システム Sは、エンジン（図示せず）に駆動されて発電する発電機 2 0 1、この発電機 2 0 1により充電される第 1バッテリ 2 0 2、及び第 1バッテリ 2 0 2より発生電圧が低い第 2バッテリ 2 0 3を備え、車両に搭載される一般電気負荷（一般負荷 2 0 4と呼ぶ）と重要電気負荷（重要負荷 2 0 5と呼ぶ）、及びスタータ 20 6等に電力供給を行う。

発電機 20 1は、例えば I Cレギユレータ付オルタネータであり、エンジンによりベルト駆動される。この発電機 20 1は、第 1バッテリ 20 2の充電状態が良好な時には、車両減速時のみ発電（減速回生）して第 1バッテリ 202 を充電し、車両減速時以外（定速走行時、加速時、アイドリング時等) では発電を停止する。

第 1バッテリ 20 2は、例えば 1 6 Vの電圧を発生することができ、第 2バッテリ 20 3より単位容量当りの内部抵抗が小さく、放電深度や充電受入性等に優れている。第 2バッテリ 20 3は、例えば 1 2 Vの電圧を発生することができ、第 1バッテリ 202より低温放電特性に優れている。

第 1バッテリ 20 2と第 2バッテリ 20 3は、以下に説明する充電回路 20 7とアシスト回路 208によって接続されている。充電回路 207は、第 1バッテリ 20 2もしくは発電機 20 1から第 2バッテリ 20 3へ充電電流を供給するための回路である。この充電回路 20 7には、図示しない ON— O F F手段が設けられ、その ON— 0 F F手段の ON— O F Fサイクルに応じて充電電流が制御される。

アシスト回路 20 8は、第 2バッテリ 203によるスタータ 206への電力供給に加えて、第 1バッテリ 20 2からスタータ 206へ電力アシストを行うための回路であり、第 1バッテリ 20 2と第 2バッテリ 20 3との間で充電回路 20 7と並列に接続されている。このアシスト回路 208には、図示しない ON— OF Fスィツチが設けられ、この ON— OF Fスィッチが ONすると、第 1バッテリ 202からスタータ 206へ電力が供給される。

なお、充電回路 20 7に設けられる ON— O F F手段及びアシスト回路 20 8に設けられる ON— OF Fスィッチは、図示しない E CU (電子制御装置）によって制御される。

車両に搭載される一般的な電気負荷（一般負荷 204) は、第 1バッテリ 2 02に接続され、その第 1バッテリ 20 2から電力の供給を受ける。車両の基本走行や安全等に係わる重要負荷 20 5は、出力電圧を制御可能な分配器 20 9を介して第 1バッテリ 20 2と第 2バッテリ 203の両方に接続され、第 1 バッテリ 2 0 2と第 2バッテリ 2 0 3の何方からも電力の供給を受けることができる。

スタータ 2 0 6は、第 2バッテリ 2 0 3に接続されると共に、充電回路 2 0 7を介して第 1バッテリ 2 0 2にも接続されている。このスタータ 2 0 6への電力供給は、以下に詳述する。

次に、本システム S (エンジン始動時）の制御手順を図 2 5に示すフローチヤートに基づいて説明する。まず、 S t e p 4 1 0では、 I Gキーが投入（O N ) される。 S t e p 4 2 0では、第 2バッテリ 2 0 3からスタータ 2 0 6へ通電される。

S t e p 4 3 0では、第 1バッテリ 2 0 2の電圧が一定値以上か否かを判定する。この判定結果が Y E Sの時は S t e p 4 4 0へ進み、判定結果が N Oの時は、 S t e p 4 6 0へジャンプして、第 1バッテリ 2 0 2による電力アシストを中止する。

S t e p 4 4 0では、第 1バッテリ 2 0 2による電力アシストのタイミングを判断する。具体的には、第 2バッテリ 2 0 3の端子間電圧が所定値まで回復したか否か、あるいはスタータ 2 0 6への通電開始から一定時間経過したか否かを判定する。

第 2バッテリ 2 0 3の端子間電圧は、前述した図 3に示す様に、通電初期にスタータ 2 0 6に大電流が流れることで一旦大きく落ち込み、その後、ピストンが上死点を乗り越す時に若干低下しながら次第に回復していく。従って、第 2バッテリ 2 0 3の端子間電圧を監視することで、第 1バッテリ 2 0 2による電力アシストのタイミングを判断できる。

S t e p 4 5 0では、アシスト回路 2 0 8を通じて第 1バッテリ 2 0 2よりスタータ 2 0 6へ給電する（電力アシスト）。 S t e p 4 6 0では、エンジン始動を判定する。この始動判定は、例えばエンジン回転数や、上記の第 2バッテリ 2 0 3の端子間電圧によっても判定できる。この判定結果が Y E Sの時は次の S t e p 4 7 0へ進み、判定結果が N〇の時は S t e p 4 8 0へ進む。

S t e p 4 7 0では、 I Gキーをスタート位置から O F Fして本制御を終了する。一方、 S t e p 4 8 0では、 I Gキーをスタート位置から〇F Fした後、再度本制御を実行する。

実施例 1 5の電源システム Sによれば、第 2バッテリ 2 0 3によるスタータ 2 0 6への通電開始後、所定のタイミングで第 1バッテリ 2 0 2による電力ァシストを実行することにより、スタータ 2 0 6の出力が増加して、より早期にエンジン始動が可能になる。特に、エンジン自動停止/再始動装置（ェコランシステム）を搭載する車両においては、エンジンを自動停止した後、再始動を行う際に、エンジン始動を短時間で行うことができるので、優れた効果を発揮する。

第 1バッテリ 2 0 2は、第 2バッテリ 2 0 3より内部抵抗が小さいので、図 2 6に示す様に、放電時の電圧降下が抑えられて、より高電圧をスタータ 2 0 6に印加することができ、第 1バッテリ 2 0 2で電力アシストする効果がより间る。

また、エンジン始動初期は、発生電圧が低い第 2バッテリ 2 0 3単独でスタータ 2 0 6への電力供給を行うため、発生電圧が高い第 1バッテリ 2 0 2による電力アシストを最初から行う場合よりスタータ 2 0 6へ与える負荷を軽減でさる。

第 2バッテリ 2 0 3は、第 1バッテリ 2 0 2より低温放電特性に優れているので、スタータ 2 0 6に大電流が流れる始動前半を第 2バッテリ 2 0 3に担当させることで、低温時のェンジン始動性も向上する。また、第 2バッテリ 2 0 3は、使用目的が限定される（スタータ 2 0 6と重要負荷 2 0 5への電力供給）ので、バッテリ寿命を延ばすことができ、システムの信頼性も向上する。

実施例 1 5の電源システム Sでは、内部抵抗が小さいため充電受入性に優れる第 1バッテリ 2 0 2に発電機 2 0 1が直接接続されているので、車両減速時に発電機 2 0 1で生み出される回生エネルギを効率良く第 1バッテリ 2 0 2に回収できる。また、発電機 2 0 1は、車両減速時のみ発電して第 1バッテリ 2 0 2に充電し、第 1バッテリ 2 0 2の充電状態が良好な時には、車両減速時以外で発電を停止しているので、エンジン負荷が軽減されて、燃費向上に寄与する。

さらに、実施例 1 5の電源システム Sでは、重要負荷 2 0 5に対して、分配器 20 9を通じて第 1バッテリ 20 2と第 2バッテリ 203の何方からも電源を供給できるので、重要負荷 20 5に必要な電圧を安定して供給することができ、システムとしての信頼性及び冗長性が高くなる。

また、充電回路 207とは別にアシスト回路 208を設けているので、簡単な ON— 0 F Fスィッチでスタータ 206の出力特性を切り替えることができ回路構成や制御ロジックを簡素化して低コスト化を実現できる。

なお、実施例 1 5において、充電回路 20 7を通じて第 1バッテリ 20 2もしくは発電機 20 1から第 2バッテリ 20 3へ充電電流が供給される例を記載したが、例えばアシスト回路 20 8を通じて第 2バッテリ 20 3へ充電電流を流すことも可能である。

(実施例 1 6 )

図 2 7は実施例 1 6による車両用電源システム（本システム S) の全体構成図、図 28はエンジン始動時の制御フローチヤ一トである。

本システム Sは、基本的なシステム構成は実施例 1 5と同じであるが、第 1 バッテリ 20 2と第 2バッテリ 20 3、および充電回路 20 7、アシスト回路 208、分配器 20 9等のより具体的な一例を示すものである。

第 1バッテリ 202は、 L iイオンバッテリであり、第 2バッテリ 20 3は、一般的な P bバッテリである。なお、第 1バッテリ 20 2の方が第 2バッテリ 20 3より発生電圧が高く（図 27参照）、且つ単位容量当りの内部抵抗が小さいことは実施例 1 5と同じである。

充電回路 207には、 ON— O F F手段として MO S FET 20 7 aが設けられ、この MOS F ET 207 aが電源監視 E C U 2 1 0により、或る時間的割合で O N— O F F制御される。アシスト回路 208には、 ON—OFFスィツチとしてリレー 208 aが設けられ、第 1バッテリ 20 2による電力アシストを実行する時に、電源監視 ECU 2 1 0によりリレー 2 08 aが ONされる。分配器 20 9は、第 1バッテリ 20 2と重要負荷 20 5との間に設けられる D C ZD Cコンバータ 20 9 a と、第 2バッテリ 20 3と重要負荷 205との間に設けられるダイォード 20 9 bとで構成される。 DC/DCコンバータ 2 0 9 aは、電源監視 ECU 2 1 0により制御され、特にエンジン停止時には、第 1バッテリ 20 2から重要負荷 20 5に暗電流が流れない様に（暗電流は第 2バッテリ 20 3が担当する）、 D C/D Cコンバータ 20 9 aの作動が停止される。

電源監視 ECU 2 1 0は、第 1バッテリ 20 2と第 2バッテリ 20 3の端子間電圧をそれぞれ監視し、両バッテリの充電状態に応じて、上記の MOS FE T 20 7 a、リ I ^一 20 8 a、及び D C/D Cコンバータ 20 9 aを制御する。この電源監視 E CU 2 1 0によるエンジン始動時の制御手順（図 2 8にフロ一チャートを示す）は、実施例 1 5と同じであり、その説明は省略する。

本実施形態によれば、充電回路 20 7に MO S FET 20 7 aを設けているので、この MOS F ET 20 7 aの〇N— OF F制御によって、第 1バッテリ 202から第 2バッテリ 20 3に供給される充電電流を容易に制御できる。また、アシスト回路 20 8は、単純なリレー 2 08 aを設けているだけであり、このリレー 208 aの ON— OF F状態に応じて第 1バッテリ 2 02によるスタータ 206への電力アシストを制御できるので、スタータ 20 6の出力特性を容易に切り替えることができる。

分配器 20 9は、 DC /DCコンバータ 20 9 aとダイォード 20 9 bとを組み合わせて構成されているので、エンジン停止時に D C/D Cコンバ一タ 2 09 aを O F Fすることにより、エンジン停止時に第 1バッテリ 20 2から重要負荷 20 5へ暗電流が流れることはなく、第 1バッテリ 20 2の負担を軽減できるので、高価な L iイオンバッテリを使用する第 1バッテリ 20 2の小型化（低コスト化）を実現できる。

(実施例 1 7 )

図 2 9は実施例 1 7による車両用電源システム（本システム S) の全体構成図である。実施例 1 7は、一般の電気負荷の中で、暗電流を必要とする一般負荷 204 a と、暗電流を必要としない一般負荷 2 04 bに対する電力供給の一例を示すものである。

暗電流を必要としない一般負荷 204 bは、実施例 1 5及び実施例 1 6に記載した様に、第 1バッテリ 20 2に接続されて、第 1バッテリ 202から給電される。一方、暗電流を必要とする一般負荷 204 aは、第 2バッテリ 20 3 に接続されて、第 2バッテリ 2 0 3から暗電流の供給を受ける。

上記の様に、一般負荷 2 0 4を暗電流が必要か不要かで高電圧側と低電圧側とに振り分けたことにより、エンジン停止時に第 1バッテリ 2 0 2を休ませることができるので、容量の小さい第 1バッテリ 2 0 2を使用することができ、その分、第 1バッテリ 2 0 2に掛かるコストを抑えることができる。

(実施例 1 8 )

図 3 0は実施例 1 8による車両用電源システム（本システム S ) の全体構成図である。本システム Sは、電力変換器（例えば D C / D Cコンバータ）を内蔵する発電機 2 0 1を備え、その電力変換器によって発電機 2 0 1の出力電圧を可変するものである。

この構成によれば、第 1バッテリ 2 0 2もしくは発電機 2 0 1から電力変換器を通じて第 2バッテリ 2 0 3に充電電流を流すことができるので、実施例 1 5〜実施例 1 7に記載した充電回路 2 0 7を廃止でき、システム全体の回路構成を単純化できる。

(変形例)

上記の実施例 1 6では、充電回路 2 0 7に設けられる O N— O F F手段とし TIVI O S F E T 2 0 7 aを用いたが、リレーを使用することも可能である。同様に、アシスト回路 2 0 8に設けられる O N— O F Fスィッチとしてリレー 2 0 8 aを用いたが、リレー 2 0 8 aの代わりに半導体スィツチを用いることもできる。

また、第 1バッテリ 2 0 2と第 2バッテリ 2 0 3は、それぞれ L iイオンバッテリと P bバッテリの例を記載したが、これに限定されるものではない。更に、実施例 1 5では、発電機 2 0 1 としてオルタネ一タを用いたが、オルタネータの代わりに、発電機能を有するモータジェネレータを採用しても良い。

Claims

請求の範囲

1 . 車両に搭載される発電機と、

ランプ類やオーディオ装置等の一般負荷が接続される主電源と、

前記発電機に接続され、減速などの運動エネルギー、あるいは、排熱などの熱エネルギー等を用いて前記発電機にて発電される回生電力の回収、及び前記発電機の発電電力を蓄える副電源と、

前記副電源と前記主電源及び前記一般負荷とを D C ZD Cコンバータを介して接続する第 1の給電回路と、

この第 1の給電回路と並列に、前記副電源と前記主電源及び前記一般負荷とをスィツチを介して接続する第 2の給電回路と、

前記 D C Z D Cコンバータ及び前記スィッチの作動を制御する制御手段とを備え、

この制御手段は、

前記 D C Z D Cコンバータを起動し、且つ前記スィツチを開く第].の制御状態、または、前記 D C /D Cコンバータを停止し、且つ前記スィッチを閉じる第 2の制御状態を選択可能である車両用電源システム。

2 . エンジンに駆動されて発電する発電機と、

ランプ類やオーディォ装置等の一般負荷が接続される主電源と、

前記発電機に接続され、車両減速時に前記発電機にて発電される回生電力の回収、及び前記エンジン駆動により発電される前記発電機の発電電力を蓄える副電源と、

前記副電源と前記主電源及び前記一般負荷とを D C / D Cコンバータを介して接続する第 1の給電回路と、

この第 1の給電回路と並列に、前記副電源と前記主電源及び前記一般負荷とをスィッチを介して接続する第 2の給電回路と、

前記 D C ZD Cコンバータ及ぴ前記スィッチの作動を制御する制御手段とを備え、

この制御手段は、

前記 D C ZD Cコンバータを起動し、且つ前記スィツチを開く第 1の制御状態、または、前記 D C /D Cコンバータを停止し、且つ前記スィッチを閉じる第 2の制御状態を選択可能である車両用電源システム。

3 . 請求項 1または 2に記載した車両用電源システムにおいて、

前記制御手段は、前記 D C ZD Cコンバータを起動し、且つ前記スィッチを閉じる第 3の制御状態を選択できることを特徴とする車両用電源システム。

4 . 請求項 1〜 3のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、

前記主電源の方が、前記副電源より、公称電圧または公称容量が大きいことを特徴とする車両用電源システム。

5 . 請求項 1〜 3のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、

前記主電源の方が、前記副電源より、公称電圧または公称容量が小さいことを特徴とする車両用電源システム。

6 . 請求項 1〜 5のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、

前記主電源と前記副電源は、使用電圧が略同一となる領域を持つことを特徴とする車両用電源システム。

7 . 請求項 1〜 6のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、

前記主電源は、前記副電源より低温時の放電特性に優れていることを特徴とする車両用電源システム。

8 · 請求項 1〜 7のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、

前記副電源は、前記主電源より充電受入性に優れ、且つ状態検出が容易であることを特徴とする車両用電源システム。

9 . 請求項 1〜 8のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、

前記主電源は、鉛バッテリ、または L iイオンバッテリ、または N i水素バッテリであり、前記副電源は、鉛バッテリ、または L i イオンバッテリ、または N i水素バッテリ、または電気二重層キャパシタであることを特徴とする車両用電源システム。

1 0 . 請求項 1〜 3及び 5〜 9のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、

前記制御手段は、前記副電源から前記主電源及び前記一般負荷に電力供給を行う際に、前記副電源の電圧が前記一般負荷の許容定格電圧以下まで低下している場合は、前記第 2の制御状態を選択することを特徴とする車両用電源システム。

1 1 . 請求項 1〜1 0のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、前記副電源から前記主電源及び前記一般負荷に供給される電力量、または前記主電源から前記副電源及び前記一般負荷に供給される電力量を電力供給量と呼ぶ時に、

前記制御手段は、前記電力供給量に応じて、前記第 1の制御状態と前記第 2 の制御状態の何方か一方を選択することを特徴とする車両用電源システム。

1 2 . 請求項 1 1に記載した車両用電源システムにおいて、

前記制御手段は、前記電力供給量が所定値以下の時に前記第 1の制御状態を選択し、前記電力供給量が前記所定値より大きい時に前記第 2の制御状態を選択することを特徴とする車両用電源システム。

1 3 . 請求項 1〜 9のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、前記制御手段は、前記主電源と前記副電源との電圧差に応じて、前記第 1の制御状態と前記第 2の制御状態の何方か一方を選択することを特徴とする車両用電源システム。

1 4 . 請求項 1 3に記載した車両用電源システムにおいて、

前記制御手段は、前記主電源と前記副電源との電圧差が所定値以下の時に前記第 2の制御状態を選択し、前記主電源と前記副電源との電圧差が前記所定値より大きい時に前記第 1の制御状態を選択することを特徴とする車両用電源システム。

1 5 . 請求項 1〜 9のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、前記副電源から前記主電源及び前記一般負荷に供給される電力量、または前記主電源から前記副電源及び前記一般負荷に供給される電力量を電力供給量と呼ぶ時に、

前記制御手段は、前記主電源と前記副電源との電圧差と前記電力供給量とに応じて、前記第 1の制御状態と前記第 2の制御状態との何方か一方を選択することを特徴とする車両用電源システム。

1 6 . 請求項 1 5に記載した車両用電源システムにおいて、前記制御手段は、前記副電源の電圧が前記主電源の電圧より高く、且つ前記副電源から前記主電源及び前記一般負荷に供給される電力量が所定値より大きい時は、最初に前記第 1の制御状態を選択し、前記副電源の電圧が前記一般負荷の許容定格電圧以下まで低下した後、前記第 1の制御状態から前記第 2の制御状態に切り替えることを特徴とする車両用電源システム。

1 7 . 請求項 1〜1 6のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、前記副電源から車両の基本走行や安全に係わる重要負荷に給電する第 3の給電回路と、

前記主電源から前記重要負荷に給電する第 4の給電回路とを備え、

前記第 3の給電回路及び前記第 4の給電回路には、それぞれ通電電流の逆流を防止するダイォードが設けられていることを特徴とする車両用電源システム。

1 8 . 請求項 1〜4または 6〜 1 6のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、

前記副電源から車両の基本走行や安全に係わる重要負荷に給電する第 3の給電回路と、

前記主電源の方が前記副電源より公称電圧または公称容量が大きい場合に、前記第 3の給電回路に通電電流の逆流を防止するダイオードが設けられていることを特徴とする車両用電源システム。

1 9 . 請求項 1〜 3または 5〜 1 6のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、

前記主電源の方が前記副電源より公称電圧または公称容量が小さい場合に、前記第 4の給電回路に通電電流の逆流を防止するダイォードが設けられていることを特徴とする車両用電源システム。

2 0 . 請求項 1 7〜1 9のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、前記制御手段は、前記第 2の制御状態を選択している時に、前記主電源と前記副電源との何方か一方が故障した場合は、前記スィツチを開くことを特徴とする車両用電源システム。

2 1 . 請求項 2 0に記載した車両用電源システムにおいて、

前記制御手段は、前記主電源または前記副電源の正極と負極との間がショートした時に、前記スィッチを開くことを特徴とする車両用電源システム。

2 2 . 請求項 2 0に記載した車両用電源システムにおいて、

前記制御手段は、前記主電源の性能が低下した時に、前記スィッチを開くことを特徴とする車両用電源システム。

2 3 . 請求項 2 0に記載した車両用電源システムにおいて、

前記制御手段は、前記副電源の性能が低下した時に、前記スィッチを開くことを特徴とする車両用電源システム。

2 4 . 請求項 2 0に記載した車両用電源システムにおいて、

前記制御手段は、前記第 1の制御状態を選択している時に、前記主電源と前記副電源との何方か一方が故障した場合は、前記 D C Z D Cコンバータを停止させることを特徴とする車両用電源システム。

2 5 . 請求項 3〜 2 4のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、前記制御手段は、前記第 2の制御状態を選択している時に、前記スィッチの温度が所定値を超えた場合に、前記第 2の制御状態から前記第 3の制御状態へ切り替えることを特徴とする車両用電源システム。

2 6 . 請求項 1〜 2 5のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、 ' 前記主電源に接続される前記一般負荷には、ェンジン停止後に暗電流を必要とする電気負荷が含まれていることを特徴とする車両用電源システム。

2 7 . 請求項 1〜2 6のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、前記制御手段は、前記第 1の制御状態から前記第 2の制御状態へ切り替える際、または前記第 2の制御状態から前記第 1の制御状態へ切り替える際に、前記 D C /D Cコンバータの出力電圧を、前記主電源と前記副電源のうち、高い方の電圧まで昇圧または低い方の電圧まで降圧させてから、前記制御状態の切り替えを行うことを特徴とする車両用電源システム。

2 8 . 請求項 1〜2 7のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、前記制御手段は、前記第 1の制御状態を選択している時に、前記 DC/DC コンバータの温度または電圧等の使用状態を検出し、その検出された使用状態が規定値を超えた場合は、前記第 1の制御状態から前記第 2の制御状態に切り替えることを特徴とする車両用電源システム。

2 9. 請求項 1〜28のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、前記制御手段は、前記第 1の制御状態を選択している時に、前記 DCZDC コンバータの出力電圧を前記発電機の出力電圧と略同一に制御することを特徴とする車両用電源システム。

30. 請求項 1〜28のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、前記制御手段は、前記第 1の制御状態を選択している時に、前記発電機の出力電圧を前記 D C/D Cコンバータの出力電圧と略同一に制御することを特徴とする車両用電源システム。

3 1. 請求項 1〜 30のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、前記制御手段は、前記第 1の制御状態を選択している時に、前記 DC/DC コンバータの出力状態により前記主電源の充電受入性を検出することを特徴とする車両用電源システム。

3 2. 請求項 1〜3 1のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、前記制御手段は、車両の走行状態に応じて前記副電源の電圧及び前記 D C/

D Cコンバータの出力電圧を検出し、その検出結果に基づいて前記発電機の出力を制御することを特徴とする車両用電源システム。

3 3. 請求項 1〜3 2のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、暗電流を必要としない電気負荷に対して、前記副電源から給電することを特徴とする車両用電源システム。

34. 請求項 3 3に記載した車両用電源システムにおいて、

前記喑電流を必要としない電気負荷とは、内部メモリを有しない E CU等の電気負荷、あるいは、常に内部メモリの初期定数を使用する ECU等の電気負荷であることを特徴とする車両用電源システム。

3 5. 請求項 1〜34のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、暗電流を遮断できる暗電流遮断手段を有し、暗電流の遮断を許容する電気負荷に対し、前記副電源から給電することを特徴とする車両用電源システム。

3 6 . 請求項 1〜3 5のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、前記副電源と直列に副電源スィッチを接続したことを特徴とする車両用電源システム。

3 7 . 請求項 3 6に記載した車両用電源システムにおいて、

前記副電源スィッチを、前記発電機と前記副電源との間で、前記 D C Z D C コンバータの入力側結線部よりも前記発電機側に配置したことを特徴とする車両用電源システム。

3 8 . 請求項 1〜3 7のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、前記 D C / D Cコンバータは、シリーズレギュレータを用いたことを特徴とする車両用電源システム。

3 9 . 請求項 1〜3 8のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、回生発電時に前記副電源が満充電であることを検出した場合に、前記発電機により、前記満充電状態の副電源電圧より低い電圧で回生発電を行うと共に、前記第 1の制御状態または第 2の制御状態により、前記一般負荷への電力供給を実施することを特徴とする車両用電源システム。

4 0 . 請求項 3〜 3 8のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、回生発電時に前記副電源が満充電であることを検出した場合に、前記発電機により、前記満充電状態の副電源電圧より低い電圧で回生発電を行うと共に、前記第 1の制御状態または第 2の制御状態または第 3の制御状態により、前記一般負荷への電力供給を実施することを特徴とする車両用電源システム。

4 1 . 請求項 1〜4 0のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、前記第 1の制御状態により、前記主電源を満充電状態に維持することを特徴とする車両用電源システム。

4 2 . 車両減速時に回生エネルギを発生する発電手段と、

この発電手段で発生した回生エネルギを直接蓄えると共に、車両に搭載される電気負荷への電力供給を行う高性能な主蓄電手段と、

この主蓄電手段から電力の供給を受けて充電されると共に、前記主蓄電手段より低温時の放電特性に優れる補助蓄電手段と、エンジンを始動する時のエンジン温度またはエンジン温度に相関する温度をエンジン始動時温度と呼ぶ時に、エンジン始動時に始動装置へ電力を供給する電力源として、前記エンジン始動時温度に応じて前記主蓄電手段と前記補助蓄電手段のどちらか一方を選択または併用できる始動装置電源切替手段とを備えることを特徴とする車両用電源システム。

4 3 . 請求項 4 2に記載した車両用電源システムにおいて、

所定温度 T 1より低い温度帯を極低温域と呼び、所定温度 T 1〜T 2 ( Τ 1 < Τ 2 ) の温度帯を低温域、所定温度 Τ 2〜Τ 3 ( Τ 2 < Τ 3 ) の温度帯を常温域、及び所定温度 Τ 3より高い温度帯を高温域と呼ぶ時に、

前記始動装置電源切替手段は、前記エンジン始動時温度が常温域の時に前記主蓄電手段を選択し、前記エンジン始動時温度が極低温域おょぴ高温域の時に前記主蓄電手段と前記補助蓄電手段との併用に切り替えることを特徴とする車両用電源システム。

4 4 . 請求項 4 2または 4 3に記載した車両用電源システムにおいて、

前記エンジン始動時温度が低温域の時は、エンジン始動時に前記補助蓄電手段から前記始動装置へ電力を供給することを特徴とする車両用電源システム。

4 5 . 請求項 4 3または 4 4に記載した車両用電源システムにおいて、

前記エンジン始動時に、前記主蓄電手段から前記始動装置へ電力を供給している場合には、電圧保証が必要な電気負荷に対し前記捕助蓄電手段より電力の供給を行い、前記補助蓄電手段から前記始動装置へ電力を供給している場合には、電圧保証が必要な電気負荷に対し前記主蓄電手段より電力の供給を行うことを特徴とする車両用電源システム。

4 6 . 車両減速時に回生エネルギを発生する発電手段と、

この主蓄電手段から電力の供給を受けて充電されると共に、前記主蓄電手段より低温時の放電特性に優れる補助蓄電手段と、

エンジンの停止と再始動を自動制御するエンジン自動停止 Ζ始動制御装置と、エンジン始動時に始動装置へ電力を供給する電力源として、初回のエンジン始動時には前記補助蓄電手段を選択し、前記エンジン自動停止 Z始動制御装置により前記ェンジンを再始動する時には前記'主蓄電手段を選択する始動装置電源切替手段とを備えることを特徴とする車両用電源システム。

4 7 . 請求項 4 6に記載した車両用電源システムにおいて、

初回のエンジン始動時は、電圧保証が必要な電気負荷に対し前記主蓄電手段より電力の供給を行い、前記エンジン自動停止/始動制御装置により前記ェンジンを再始動する時は、電圧保証が必要な電気負荷に対し前記補助蓄電手段より電力の供給を行うことを特徴とする車両用電源システム。

4 8 . 請求項 4 6または 4 7に記載した車両用電源システムにおいて、

エンジン自動停止中の電気負荷に対する電力供給を前記主蓄電手段により行うことを特徴とする車両用電源システム。

4 9 . 請求項 4 8に記載した車両用電源システムにおいて、

前記主蓄電手段の充電状態を検知する状態検知手段により、前記主蓄電手段単独で前記始動装置に始動用電力を供給できないと判断した時は、前記捕助蓄電手段単独または前記主蓄電手段との併用により前記始動装置に始動用電力を供給することを特徴とする車両用電源システム。

5 0 . 請求項 4 2〜4 9のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、前記主蓄電手段から前記補助蓄電手段に電力を供給する充電回路に D C ZD

Cコンバータが設けられ、この D C /D Cコンバータを介して微電流で前記主蓄電手段から前記補助蓄電手段に充電されることを特徴とする車両用電源システム。

5 1 . 請求項 4 2〜4 9のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、前記主蓄電手段から前記補助蓄電手段に電力を供給する充電回路にリレースィツチが設けられ、このリレースィツチが O Nされた時に前記主蓄電手段から前記補助蓄電手段に充電されることを特徴とする車両用電源システム。

5 2 . 請求項 5 0または 5 1に記載した車両用電源システムにおいて、

前記主蓄電手段と前記補助蓄電手段との電圧差が所定の値より小さい時に、前記 D C ZD Cコンバータが作動、またはリレースィッチが〇Nされて、前記主蓄電手段から前記補助蓄電手段に充電されることを特徴とする車両用電源システム。

5 3 . 請求項 5 0または 5 1に記載した車両用電源システムにおいて、

前記発電手段が発電を停止している時に、前記主蓄電手段から前記補助蓄電手段に充電されることを特徴とする車両用電源システム。

5 4 . 請求項 4 2〜 5 3のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、前記主蓄電手段から前記始動装置と前記電気負荷に電力供給する導体部分と、前記主蓄電手段から前記捕助蓄電手段に電力供給する導体部分とに別々に電流検出手段を設けると共に、前記主蓄電手段の電圧を検出する電圧検出手段を有し、これらの検出値と前記主蓄電手段の状態検知手段で求めた充電状態の値とを比較することで、消費電力量および前記補助蓄電手段の充電量を精度良く捉えることを特徴とする車両用電源システム。

5 5 . 請求項 4 2〜5 4のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、前記主蓄電手段の充電状態が所定の状態から外れた状態にある場合には、電圧保証が必要な電気負荷に対し、前記主蓄電手段から前記補助蓄電手段に切り替えて電力の供給を行うことを特徴とする車両用電源システム。

5 6 . 請求項 4 2〜5 5のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、運転者のキー操作によりエンジン停止された後、暗電流の供給を前記主蓄電手段から行うことを特徴とする車両用電源システム。

5 7 . ェンジンに駆動されて発電する発電機と、

この発電機により充電される第 1バッテリと、

この第 1バッテリより発生電圧が低く、エンジン始動時にスタータへ電力供給する第 2バッテリと、

前記発電機もしくは前記第 1バッテリカゝら前記第 2バッテリへ充電電流を供給する充電回路と、

前記第 2バッテリによる前記スタータへの電力供給に加えて、前記第 1バッテリから前記スタータへ電力アシストを行うアシスト回路とを備えた車両用電源システム。

5 8 . 請求項 5 7に記載した車両用電源システムにおいて、

前記第 2バッテリによる前記スタータへの給電開始後、所定のタイミングで前記第 1バッテリによる電力アシストを実行することを特徴とする車両用電源システム。

5 9. 請求項 5 8に記載した車両用電源システムにおいて、

前記第 1バッテリによる電力アシストを実行する所定のタイミングは、ェンジン始動開始からの時間、または前記第 2バッテリの電圧値の推移から判断されることを特徴とする車両用電源システム。

60. 請求項 5 7〜5 9のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、前記第 2バッテリより前記第 1バッテリの方が、単位容量当りの内部抵抗が小さいことを特徴とする車両用電源システム。

6 1. 請求項 5 8〜60のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、前記第 1バッテリの電圧が所定値より低い時は、前記第 1バッテリによる電力アシストを中止することを特徴とする車両用電源システム。

6 2. 請求項 5 7〜6 1のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、前記第 1バッテリより前記第 2バッテリの方が、低温放電特性に優れていることを特徴とする車両用電源システム。

6 3. 請求項 5 7〜6 2のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、前記充電回路は、前記第 2バッテリに供給される充電電力を或る時間的割合で ON— OFFする ON— OF F手段を有し、

前記アシスト回路は、リレーもしくは半導体スィツチを有していることを特徴とする車両用電源システム。

64. 請求項 6 3に記載した車両用電源システムにおいて、

前記充電回路に設けられる前記 ON— OF F手段は、半導体を用いた電子式スィツチング素子であることを特徴とする車両用電源システム。

65. 請求項 6 3に記載した車両用電源システムにおいて、

前記充電回路に設けられる前記 ON— O F F手段は、 DCZDCコンバータであることを特徴とする車両用電源システム。

66. 請求項 6 5に記載した車両用電源システムにおいて、

前記 DC /DCコンバータは、前記発電機に内蔵されていることを特徴とする車両用電源システム。

6 7 . 請求項 5 7〜6 6のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、前記第 1バッテリと前記第 2バッテリとに接続されて、両バッテリの出力電圧を制御可能な分配器を有し、この分配器を通じて、車両の基本走行や安全に係わる重要電気負荷に対する電力供給を行うことを特徴とする車両用電源システム。

6 8 . 請求項 5 7〜6 7のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、車両減速時に前記発電機で得られた回生エネルギが前記第 1バッテリに蓄えられることを特徴とする車両用電源システム。

6 9 . 請求項 5 7〜6 8のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、運転者のキー操作によりエンジン停止した後、電気負荷に対する暗電流の供給を前記第 2バッテリから行うことを特徴とする車両用電源システム。

7 0 . 請求項 5 7〜6 9のいずれかに記載した車両用電源システムにおいて、ェンジンの停止と再始動を自動制御するエンジン自動停止 Z始動制御装置を搭載する車両に適用されることを特徴とする車両用電源システム。