(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタートストップシステムが装備された車両のための車載電源網（１０）であって、
制御装置（ＳＧ）によって制御されるスイッチング素子（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）を有する中央モジュール（１０．１）が設けられており、
前記中央モジュール（１０．１）は、当該車載電源網の別の構成要素に接続するための接続点（ポートＡ，ポートＢ，ポートＣ，ポートＤ，ポートＥ，ポートＦ）を有し、
前記接続点のうち第１の接続点（ポートＡ）に、当該車載電源網のジェネレータ（Ｇ）が接続されており、
前記接続点のうち第２の接続点（ポートＢ）にスタータ（Ｓ）が接続されており、
前記接続点のうち第３の接続点（ポートＣ）に少なくとも１つのエネルギー蓄積器（キャパシタＤＬＣ）が接続されており、
前記接続点のうち第４の接続点（ポートＤ）に別のエネルギー蓄積器（バッテリーＢ）が接続されており、
前記接続点のうち第５の接続点（ポートＥ）に当該車載電源網の電気的負荷（抵抗Ｒ１）が接続されており、
前記接続点（Ａ，Ｃ）と前記接続点（Ｄ，Ｅ）との間に電圧変換回路が設けられている、車載電源網（１０）において、
前記電圧変換回路の一方の端子は前記第１の接続点（ポートＡ）を介して前記ジェネレータ（Ｇ）に接続されており、当該電圧変換回路の他方の端子は前記スイッチング素子のうち１つのスイッチング素子（Ｓ１）の第１の端子に接続されており、
前記電気的負荷（抵抗Ｒ１）が前記第５の接続点（ポートＥ）を介して前記１つのスイッチング素子（Ｓ１）の第２の端子に接続されており、かつ、前記別のエネルギー蓄積器（バッテリーＢ）も前記第４の接続点（ポートＤ）を介して当該１つのスイッチング素子（Ｓ１）の第２の端子に接続されている
ことを特徴とする、車載電源網。
【請求項２】
前記電圧変換回路は昇圧コンバータとして切り換えられ得る、請求項１記載の車載電源網。
【請求項３】
前記電圧変換回路は降圧コンバータとして切り換えられ得る、請求項１または２記載の車載電源網。
【請求項４】
前記エネルギー蓄積器（ＤＬＣ）の蓄積容量は、該エネルギー蓄積器（ＤＬＣ）に蓄積されるエネルギーが前記スタータ（Ｓ）の始動過程を少なくとも１回、有利には複数回行うのに十分になるように決定される、請求項１から３までのいずれか１項記載の車載電源網。
【請求項５】
前記エネルギー蓄積器（ＤＬＣ）における電圧を測定するための測定装置（ＶＤＬＣ）が設けられている、請求項１から４までのいずれか１項記載の車載電源網。
【請求項６】
前記スイッチング素子（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）として、電流測定装置が組み込まれた半導体スイッチング素子が設けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の車載電源網。
【請求項７】
前記制御装置（ＳＧ）は、前記車両のスタートストップ運転および／または回生運転を行うための機能モジュールである、請求項１から６までのいずれか１項記載の車載電源網。
【請求項８】
マルチチャネル構成を特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の車載電源網。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項記載の車載電源網の制御方法であって、
前記エネルギー蓄積器（ＤＬＣ）における電圧の閾値（ＳＣＨＷＥＬＬＥＣ）を設定し、
前記エネルギー蓄積器（ＤＬＣ）において測定された電圧が前記閾値（ＳＣＨＷＥＬＬＥＣ）を超えた場合にのみ、該エネルギー蓄積器（ＤＬＣ）からのエネルギーの供給による前記スタータの始動過程を行うことを許可することを特徴とする、制御方法。
【請求項１０】
前記閾値（ＳＣＨＷＥＬＬＥＣ）の大きさを、周辺温度および／またはエンジン温度に依存して決定する、請求項９記載の制御方法。
【請求項１１】
前記エネルギー蓄積器（ＤＬＣ）における電圧を検出し、
前記エネルギー蓄積器（ＤＬＣ）において測定された電圧と、前記閾値（ＳＣＨＷＥＬＬＥＣ）とを比較し、
前記閾値（ＳＣＨＷＥＬＬＥＣ）を下回る場合、前記車載電源網によって該エネルギー蓄積器（ＤＬＣ）の充電を行う、請求項９または１０記載の制御方法。
【請求項１２】
前記エネルギー蓄積器（ＤＬＣ）からのエネルギーの供給による前記スタータ（Ｓ）の始動過程が行われている間、該エネルギー蓄積器（ＤＬＣ）における電圧を測定し、
前記エネルギー蓄積器（ＤＬＣ）における電圧が前記車載電源網の電圧の値まで降下した場合、前記スイッチング素子（Ｓ１）の制御によって、前記エネルギー蓄積器（バッテリーＢ）と前記エネルギー蓄積器（ＤＬＣ）とを接続する、請求項９から１１までのいずれか１項記載の制御方法。
【請求項１３】
前記スタータ（Ｓ）の始動過程の開始前に、前記エネルギー蓄積器（ＤＬＣ）における電圧（ＶＤＬＣ）を測定し、
前記エネルギー蓄積器（ＤＬＣ）において測定された電圧値と、前記閾値（ＳＣＨＷＥＬＬＥＣ）とを比較し、
前記閾値（ＳＣＨＷＥＬＬＥＣ）を下回る場合、前記スイッチング素子（Ｓ２）を開放し、
前記エネルギー蓄積器（バッテリーＢ）と前記スタータ（Ｓ）とが接続され、前記スタータ（Ｓ）の始動過程に必要なエネルギーを該エネルギー蓄積器（バッテリーＢ）から取り出せるように、スイッチング素子（Ｓ１）を閉成する、請求項９から１２までのいずれか１項記載の制御方法。
【請求項１４】
前記スタータ（Ｓ）の始動過程の開始前に、前記エネルギー蓄積器（ＤＬＣ）における電圧（ＶＤＬＣ）を測定し、
前記エネルギー蓄積器（ＤＬＣ）における電圧（ＶＤＬＣ）が前記エネルギー蓄積器（バッテリーＢ）における電圧（ＶＢ）より高い場合、前記エネルギー蓄積器（ＤＬＣ）から少なくとも、前記スタータ（Ｓ）の始動電流を取り出し、
前記エネルギー蓄積器（ＤＬＣ）における電圧が前記エネルギー蓄積器（バッテリーＢ）の電圧まで低下した場合、前記エネルギー蓄積器（バッテリーＢ）がそれに接続される、請求項９から１３までのいずれか１項記載の制御方法。
【請求項１５】
寿命を長くするために、前記スタータ（Ｓ）の始動過程時に該スタータ（Ｓ）に流れる電流を制限する、請求項９から１４までのいずれか１項記載の制御方法。
【請求項１６】
前記スタータの電流の限流を２値制御によって行う、請求項９から１５までのいずれか１項記載の制御方法。
【請求項１７】
前記スタータの電流の電流制御を、前記スイッチング素子（２）のクロック制御によって行う、請求項９から１６までのいずれか１項記載の制御方法。
【請求項１８】
前記ジェネレータ（Ｇ）によって前記車載電源網の公称電圧で前記エネルギー蓄積器（バッテリーＢ）の充電が行われ、回生運転中には、該車載電源網の公称電圧を上回る電圧で前記エネルギー蓄積器（ＤＬＣ）の充電が行われるように、前記スイッチング素子（Ｓ１，Ｓ２）を制御する、請求項９から１７までのいずれか１項記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
先行技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載の、スタートストップシステムを備えた車両用の車載電源網に関する。さらに本発明は、前記車載電源網を制御する方法にも関する。消費燃料を削減し自動車のエミッションを低減するために、新規の技術的ソリューションがますます開発され、大量導入されている。１つの技術的なアプローチに、いわゆるスタートストップシステムがある。このスタートストップシステムでは、車両がたとえば赤信号または渋滞で一時停止した場合には常に、所定の前提条件で、車両のエンジンを一時的に止める。消費燃料を削減するための別のアプローチに、車両の減速フェーズ中または制動フェーズ中に電気エネルギーの回生を行うアプローチがある。その際にはたとえば、減速フェーズまたは制動フェーズ中にジェネレータ電圧を上昇させ、ジェネレータは、上昇した電力を車載電源網へ出力する。この電力は、車両のエネルギー蓄積器に蓄積することができる。また、回生フェーズ中にさらに高い電圧により、回収される電気エネルギーを増加させるアプローチもすでに存在する。こうするためにはたとえば、出力電圧が可変であるジェネレータを使用する。このようなジェネレータは、たとえばＤＥ１０２００４０４３１２９Ａ１から公知である。このようなシステムではとりわけ、キャパシタを充電蓄積器として使用することが多い。全体的に、このような新たな技術的ソリューションは、車載電源網に新たな要求および期待が寄せられることにも繋がる。この新たな要求および期待について、以下で簡単に説明する。とりわけ冬期に低温で内燃機関を始動させる場合、高いパワーひいては高電流が必要とされる。車両の内燃機関の出力に応じて、必要なピーク電流は数百Ａ〜約１０００Ａの間になる。このような高い電流は、従来は車載電源網のバッテリーから供給されていたが、このようなシステム構成は以下のような欠点を有する。この欠点は、最近のスタートストップシステムでも従来の始動装置でも留意しなければならない。車両の始動時の高いピーク電流により、車両の車載電源網に瞬時電圧降下が発生し、この瞬時電圧降下により、車載電源網の電気的構成要素や電子的構成要素に悪影響が及ぼされる。このことにより、甚大な電圧降下をしのぐためのバッファ装置を内蔵していない、たとえばインフォテインメント機器等の機器に不具合が少なくとも短時間生じることが多い。特にスタートストップシステムのスタートストップ過程が比較的高頻度で行われる場合には、上記のような機器に不具合が生じると、走行快適性が大きく低下することになる。さらに、車載電源網に搭載されたバッテリーは、非常に低い温度においてエンジン始動を行うための要件に対して設計されている。しかしこのような設計により、実際の走行における大抵の運転状態には、バッテリーの寸法は過大に設計されていることになる。現在は未だなお、標準的に鉛酸バッテリーを車両バッテリーとして使用するのが普通であるため、バッテリーの過大な寸法は車両の重量に悪影響を及ぼす。車両重量が大きいと、燃料消費にも悪影響が及ぼされる。車両におけるバッテリーの空間的配置では、該バッテリーと車両のスタータとの間の接続部における電圧降下が特に重要な意義を持つ。過度に大きな電圧降下を回避するためには、この接続部の接続線路の電気抵抗を可能な限り小さくしなければならない。それゆえ、接続線路の断面を大きくしなければならないが、断面を大きくすると、接続線路の重量は増大し、可撓性が小さくなり、コストが高くなってしまう。銅の原料価格が高いと、車両の価格も高くなってしまう。所要スペース上の理由と、重量の最適化という目的のために、車両の後部領域にバッテリーが配置され、かつ車両の前部領域にエンジンとスタータとが配置される場合にはさらに、電磁波妨害が発生するリスクが高くなってしまう。スタートストップシステムが装備された車両の場合、始動フェーズおよび停止フェーズを行う頻度が高くなると、従来の車載電源網と比較してバッテリーにかかる負荷が高くなってしまう。このことは、車載電源網の設計では完全に補償することができない。それゆえ、スタートストップシステムでは通常、バッテリーの寿命が比較的短いことを考慮しなければならない。電気エネルギーをたとえば制動フェーズ中および減速フェーズ中に回生するために従来の鉛酸バッテリーを使用できるのは非常に限られている。上述の影響に対して少なくとも部分的に対応できるようにするためには、得られた電気エネルギーを適切な電力蓄積器に一時蓄積する。この電力蓄積器から、始動のために電流を取り出したり、車載電源網の他の負荷に電流を供給することができる。しかし、車載電源網にバッテリーおよび／またはキャパシタとして形成されたエネルギー蓄積器が複数設けられており、これらのエネルギー蓄積器がスイッチング素子やリレーを介して相互に結合可能に設けられている場合、特に充電状態や電圧レベルが異なると、これらのエネルギー蓄積器が相互に接続された場合に高い補償電流が流れる危険性があり、エネルギー蓄積器の内部抵抗が比較的低いことにより、流れる補償電流の電流強度が数百Ａになることがある。この高い電流は、エネルギー蓄積器および開閉接点の寿命を阻害し、車載電源網の安定性に対してリスクとなる。
【０００２】
発明の開示
本発明の基礎となる課題は、スタートストップシステムを備えた車両のための車載電源網を改善し、その制御方法を改善することである。前記課題は、請求項１の特徴を有する車載電源網によって解決される。請求項８と後続の従属請求項とに、車載電源網を制御するための本発明の方法が記載されている。本発明の基礎となる認識は、１つは従来のバッテリーであり１つは高容量のキャパシタである少なくとも２つのエネルギー蓄積器を使用し、選択的に降圧コンバータまたは昇圧コンバータとして動作する電圧変換回路によって前記少なくとも２つのエネルギー蓄積器を結合することにより、特に高い信頼性かつ特に高い動作確実性の車載電源網を実現することができる。
【０００３】
有利な効果
本発明の構成によって実現される車載電源網は、当該車載電源網に設けられた複数のエネルギー蓄積器を目的に応じて制御することにより、エンジン温度および／または周辺温度に依存して、始動過程を少なくとも１回、有利には複数回行うのに十分に大きな始動エネルギーが常に得られることを特徴とする。さらにスタータ電流を監視し、場合によっては制限することによって、始動過程の回数が増加しても、スタートストップシステムが装備された車両において、高負荷がかかるスタータの寿命を十分に長くすることができる。複数電圧方式ジェネレータを使用したり、ジェネレータと昇圧コンバータとを組み合わせて使用することにより、回生運転時に車両の制動エネルギーを特に高効率で回収することができる。
【０００４】
明細書、従属請求項および図面から、本発明の他の利点を導き出すことができる。
【０００５】
以下で図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】車載電源網の簡単なブロック図である。
【図２】車載電源網の別の実施例を示す。
【図３】車載電源網の別の実施例を示す。
【図４】始動過程を説明するための車載電源網のブロック図である。
【図５】回生運転を説明するための車載電源網のブロック図である。
【図６】コールドスタートを説明するための車載電源網のブロック図である。
【図７】エネルギー蓄積器の充電過程を説明するためのブロック図である。
【図８】マルチチャネル構成の実施形態を示すブロック図である。
【図９】図８のマルチチャネル構成の場合の、時間に対する電圧特性経過を示す。
【０００７】
本発明の実施形態
図１は、スタートストップシステムを備えた車両のための車載電源網１０を示す簡単なブロック図である。同図では、本発明を理解するために重要な車載電源網１０の構成要素を示す。車載電源網１０はジェネレータＧとスタータＳとを含む。電荷を蓄積するためのエネルギー蓄積器として、少なくとも１つのバッテリーＢと少なくとも１つのキャパシタＤＬＣとが設けられている。前記キャパシタＤＬＣは有利には高容量のキャパシタであり、とりわけ２重層コンデンサである。抵抗Ｒ１は、車載電源網の電気的負荷を表す。従来の車載電源網で慣用されているように、ジェネレータＧ、スタータＳ、バッテリーＢ、キャパシタＤＬＣ、および、抵抗Ｒ１は、それぞれの接続線路を介して車載電源網の接地端子に接続されている。ジェネレータＧの自由端子は、ポートＡを介してスイッチング素子Ｓ２の第１の端子に接続され、かつ、ポートＣにあるキャパシタＤＬＣの自由端子に接続される。スタータＳの自由端子はポートＢを介して、スイッチング素子Ｓ２の第２の端子とインダクタンスＬ１の第１の端子とに接続されている。前記インダクタンスＬ１の第２の端子はスイッチング素子Ｓ１の第１の端子に接続されている。前記抵抗Ｒ１の自由端子はポートＥを介して、前記スイッチング素子Ｓ１の第２の端子に接続される。前記バッテリーＢの自由端子も、ポートＤを介して前記スイッチング素子Ｓ１の第２の端子に接続される。前記インダクタンスＬ１の第１の端子と接地との間に整流素子ＧＬ１が設けられており、有利には半導体ダイオードが設けられる。さらに、前記インダクタンスＬ１の第１の端子と接地との間にスイッチング素子Ｓ３が設けられている。スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は制御装置ＳＧによって制御され、該制御装置ＳＧの制御信号はポートＦを介して供給される。上述の構成要素Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，ＧＬ１，Ｌ１は中央モジュール１０．１にまとめられている。前記制御装置ＳＧは有利には、車両のスタートストップ運転および／または該車両の回生運転を制御する機能モジュールである。前記ジェネレータＧは有利には、車載電源網の動作状態に応じて異なる電圧レベルの出力電圧を生成するいわゆる多電圧ジェネレータである。通常動作時にはジェネレータＧはたとえば、車載電源網１０の公称電圧に相当する約１４Ｖの出力電圧を出力することができる。車両の回生運転中には、ジェネレータ１０はより高い出力電圧を出力し、約１４Ｖ〜３２Ｖの電圧を出力する。より高い出力電圧を選択することにより、ジェネレータＧの構成サイズがほぼ等しい場合には、回生によるエネルギー発生をより高効率で行うことができる。すなわち、回生できる制動エネルギーが大きくなる。ジェネレータＧを介して得られた回生エネルギーは、有利には第１のエネルギー蓄積器ＤＬＣに蓄積される。この第１のエネルギー蓄積器ＤＬＣは、車載電源網１０の公称電圧であるより高い動作電圧のために構成されている。中央モジュール１０．１内に設けられた構成要素が電圧変換回路を構成する。この電圧変換回路は有利には、第１の動作状態では昇圧コンバータとして機能し、第２の動作状態では降圧コンバータとして機能するように構成される。降圧コンバータとして使用される場合には、エネルギー蓄積器ＤＬＣの比較的高い電圧レベルが車載電源網の公称電圧に変換され、第２のエネルギー蓄積器であるバッテリーＢにチャージされる。昇圧コンバータとして使用される場合には、車載電源網の公称電圧がより高い電圧レベルまで昇圧され、この昇圧後の高い電圧がとりわけ、第２のエネルギー蓄積器であるバッテリーＢから第１のエネルギー蓄積器ＤＬＣにチャージされる。このようにして常に、スタータＳを操作し、車両のエンジンの始動を成功させるのに十分であるように第１のエネルギー蓄積器のチャージを行うことができる。エネルギー蓄積器の容量は好適には、該エネルギー蓄積器に蓄積されるエネルギーが少なくとも１回の始動過程を行うのに十分になるように、有利には複数回の始動過程を行うのに十分になるように選択される。電圧変換回路の動作態様の制御は、制御装置ＳＧによって行われる。車載電源網１０はさらに、第１のエネルギー蓄積器ＤＣＬにおける電圧を測定するための測定装置ＶＤＣＬを含む。この測定された電圧は、有利には制御装置ＳＧによって評価される。別の実施形態では、電荷蓄積器Ｂを中央モジュール１０．１の外部において、車載電源網に接続することもできる。この構成では、ポートＤは省略される。さらに、エネルギー蓄積器ＤＬＣを中央モジュール１０．１の外部において、ジェネレータＧに接続することもできる。この場合には、ポートＣが省略される。
【０００８】
図２に、付加的にスイッチング素子Ｓ４を有する車載電源網２０を示す。スイッチング素子Ｓ４の一端子は、ポートＢを介してスタータＳに接続されている。スイッチング素子Ｓ４は２つのスイッチング位置をとることができ、第１のスイッチング位置では、スイッチング素子の切換片はインダクタンスＬ１の第１の端子に接続される。したがってスイッチング素子Ｓ４によって、インダクタンスＬ１の第１の端子からポートＢを介してスタータＳの接地から遠い端子まで接続部が形成される。第２のスイッチング位置では、スイッチング素子Ｓ４の切換片はポートＤを介してバッテリーＢに接続される。したがってこのスイッチング位置では、スタータＳの接地から遠い端子とバッテリーＢとが電気的に接続される。図２に示された車載電源網２０はさらに、インダクタンスＬ１の第２の端子と接地との間に接続された整流素子ＧＬ３を含む。最後に、車載電源網２０はさらに、スイッチング素子Ｓ２に並列接続された整流素子ＧＬ２と、スイッチング素子Ｓ１に並列接続された整流素子ＧＬ４とを含む。
【０００９】
図３に別の実施形態を示す。この実施形態では、車載電源網の電気的負荷を表す抵抗Ｒ２がポートＣに接続されており、このことによって電気的負荷はエネルギーをキャパシタＤＬＣから取り出すことができる。
【００１０】
従来の車両とは対照的に、スタートストップシステムが装備された最新の車両の始動回数は格段に多くなってしまう。エネルギー削減および環境保護の理由から、スタートストップシステムが装備された車両の駆動動力源は、停車するごとに停止し、その後に確実に再始動しなければならない。このことをより高い動作確実性で常に実現できるようにするためには、車載電源網を高度に完璧に制御しなければならない。本発明では、エネルギー蓄積器ＤＬＣに蓄積されたエネルギーが駆動動力源を確実に再始動させるのに十分になることを保証するために有利には、該エネルギー蓄積器ＤＬＣにおける電圧の閾値ＳＣＨＷＥＬＬＥＣを設定する。エネルギー蓄積器ＤＬＣにおいて測定された電圧が閾値ＳＣＨＷＥＬＬＥＣを超えた場合にのみ、エネルギー蓄積器ＤＬＣからエネルギーを受け取ってスタータＳの始動過程を行うことが許可される。その際に有利なのは、たとえばエンジンの温度および／または周辺温度を考慮するために、閾値ＳＣＨＷＥＬＬＥＣを可変にすることである。このことによってたとえば、コールドスタートで使用可能なエネルギーを、ウォームスタートで使用可能なエネルギーより多くすることができる。第一にスタータＳに給電するためのエネルギー蓄積器ＤＬＣにおける電圧が過度に低いことが検出された場合、第２のエネルギー蓄積器（バッテリーＢ）からエネルギーを受け取って該エネルギー蓄積器ＤＬＣに再充電することができる。その際には、エネルギー蓄積器ＤＬＣに充電できるようにするためには、通常は約１４Ｖの車載電源網の公称電圧を中央モジュール１０．１内の電圧変換器によって昇圧することにより、より高い値まで引き上げ、たとえば約３２Ｖまで引き上げる。エネルギー蓄積器ＤＬＣからスタータＳに給電することによって始動過程を行う際に、電圧測定によって、該エネルギー蓄積器における電圧が車載電源網の公称電圧のレベルまで降下したことが検出された場合、有利には、スタータＳを始動するのに十分な始動エネルギーを生成するために、エネルギー蓄積器ＤＬＣとエネルギー蓄積器であるバッテリーＢとを接続することができる。そのために必要な、上記複数の異なるスイッチング素子の制御は、制御装置ＳＧによって行われる。始動過程が行われる回数が多いにもかかわらずスタータの寿命を可能な限り長くするために、本発明では、スタータＳに過負荷がかからないように、スタータ電流の電流制限を実施する。電流制限は有利には、２値制御によって行われる。こうするためには、スイッチング素子Ｓ２を制御装置ＳＧによって適切にクロック制御する。本発明の構成の車載電源網では、スイッチング素子として有利には、半導体スイッチング素子が使用される。有利にはこれに、電流強度を検出するための測定装置を組み込むことができる。この測定装置はたとえば、電流が流れると前記電流強度に相当する電圧降下が発生する低抵抗値の測定抵抗とすることができる。この電圧降下は、測定装置によって比較的簡単に検出することができる。
【００１１】
以下で、図４〜７を参照しながら、車両の複数の異なる運転状態を説明する。図４〜７の各図も、スタートストップ装置を備えた車両の車載電源網を簡略的に示す。
【００１２】
以下、図４を参照して、エネルギー蓄積器ＤＬＣからエネルギーを受け取って行われるウォームスタートを説明する。開始時には、ジェネレータＧは作動していない。スイッチング素子Ｓ２はクロック制御されて、エネルギー蓄積器ＤＬＣからスタータＳに電流を供給する。スイッチング素子Ｓ３はフライホイールとして使用することができる。択一的に、ダイオードＧＬ１がフライホイール機能を果たすことができる。始動過程中、スイッチング素子Ｓ１は開放している。
【００１３】
図５を参照して、回生運転および通常運転を簡単に説明する。回生運転時は、スイッチング素子１は閉成している。ジェネレータＧはより高い出力電圧に調整され、ジェネレータＧの出力電圧がエネルギー蓄積器ＤＬＣに印加され、該エネルギー蓄積器ＤＬＣの充電が行われる。スイッチング素子２はクロック制御されて、ジェネレータＧから出力された高い電圧を、エネルギー蓄積器Ｂにたとえば約１４Ｖの電圧まで充電するための、より低い電圧レベルに降圧する。通常運転中は、スイッチング素子Ｓ１は閉成しており、スイッチング素子Ｓ２も閉成している。このようにしてエネルギー蓄積器ＤＬＣは、エネルギー蓄積器Ｂによって給電される車載電源網（負荷Ｒ１）に対してバッファとして機能することができる。
【００１４】
図６を参照しながら、いわゆるコールドスタートを説明する。エネルギー蓄積器ＤＬＣの充電が完了すると、まず最初にスタータＳの始動電流を該エネルギー蓄積器ＤＬＣから取り出せるように、スイッチング素子Ｓ２が制御される。エネルギー蓄積器ＤＬＣにおける電圧がエネルギー蓄積器Ｂの電圧を下回る場合、前記スイッチング素子は閉成し、エネルギー蓄積器ＢからスタータＳへの給電が加わる。ジェネレータＧは、この始動過程中には作動していない。
【００１５】
以下、図７を参照して、エネルギー蓄積器ＤＬＣの充電を説明する。スイッチング素子Ｓ１が閉成すると、エネルギー蓄積器Ｂを含む車載電源網からエネルギー蓄積器ＤＬＣに、約１４Ｖの目標電圧まで充電が行われる。それに対し、エネルギー蓄積器ＤＬＣがより高い電圧まで充電されると、昇圧を行わなければならない。こうするためには、スイッチング素子Ｓ３がクロック制御される。その際には、同期整流を行うようにスイッチング素子Ｓ２を制御することができる。一実施形態においてスイッチング素子Ｓ２にＭＯＳＦＥＴトランジスタが使用される場合、該ＭＯＳＦＥＴトランジスタのサブストレートダイオードを整流に使用することができる。
【００１６】
特に有利な実施形態（図８）では、回路構成をマルチチャネル構成とすることができる。同図中の実施例では、２チャネル構成を示している。第１のチャネルでは、ジェネレータＧとエネルギー蓄積器Ｂとの間にスイッチング素子Ｓ２．１と整流素子ＧＬ１．１とインダクタンスＬ１．１とスイッチング素子Ｓ１．１とが設けられている。第２のチャネルでは、ジェネレータＧとエネルギー蓄積器Ｂとの間にスイッチング素子Ｓ２．２と整流素子ＧＬ１．２とインダクタンスＬ１．２とスイッチング素子Ｓ１．２とが設けられている。上記のスイッチング素子は、図８には示されていない制御装置ＳＧによって制御されるように設けられている。図９に示された電圧特性が示すように、マルチチャネル構成で、個々のチャネルを時間的にずらしてクロック制御することにより、電圧特性ないしは電流特性のリプルを有利には低減することができる。図９には一例として、エネルギー蓄積器Ｂにおける充電電圧Ｕの特性を、時間ｔの関数として示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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