(57)【要約】本発明は、１つのスタータージェネレーター（１）と、１つのパワーエレクトロニクス装置（ＬＥ）と、少なくとも１つのバッテリー（Ｂ）と、少なくとも１つのダイナミック型エネルギー蓄積器（３）と、１つのＤＣ／ＤＣ変換器（２）とを備えた車両電装システム用電源回路に関する。この電源回路は、ＤＣ／ＤＣ変換器（２）に接続されかつダイナミック型エネルギー蓄積器（３）の接続端に接続される第１の接続分枝と、さらに、バッテリー（Ｂ）の接続端に接続される第２の接続分枝とを有している。２つの接続分枝は、制御可能なスイッチ（Ｓ１、Ｓ２）によってスタータージェネレーター（１）から切り離すことができる。制御器（５）が、バッテリー（Ｂ）及びエネルギー蓄積器（３）の充電状態並びに自動車の運転状態に従って、第１及び第２接続分枝におけるスイッチ（Ｓ１、Ｓ２）を制御し、またＤＣ／ＤＣ変換器（２）をも制御し、それによって、回収されたエネルギーがエネルギー蓄積器（３）の中に備蓄され、駆動力の補助が、エネルギー蓄積器（３）が充電されていればエネルギー蓄積器（３）からの電力によって供給され、それまではバッテリー（Ｂ）から供給され、エネルギー蓄積器（３）からの電力が急速始動用に用いられ、それによって、バッテリーがその充電状態に従って充電され、回収後は、電装システムがバッテリー（Ｂ）によって給電されるようになっている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのスタータージェネレーター（１）と、１つのパワーエレクトロニクス装置（ＬＥ）と、少なくとも１つのバッテリー（Ｂ）と、少なくとも１つのダイナミック型エネルギー蓄積器（３）と、１つのＤＣ／ＤＣ変換器（２）を有し、前記スタータージェネレーター（１）は、前記ＤＣ／ＤＣ変換器（２）が配置される第１の接続分枝を経由して前記車両電装システムに接続することができる車両電装システム用電源回路において、
前記スタータージェネレーター（１）は、第２の接続分枝を経由して前記車両電装システムに接続することが可能であり、
前記第１及び第２の接続分枝は、それぞれ、前記スタータージェネレーター（１）に接続される側に、前記接続を切り離すことができるスイッチ（Ｓ１、Ｓ２）を有し、
前記バッテリー（Ｂ）は、前記車両電装システム側で、前記第２接続分枝とアースとの間に接続されており、
前記エネルギー蓄積器（３）は、前記第１接続分枝のスイッチ（Ｓ２）と前記ＤＣ／ＤＣ変換器（２）との間において、アースと前記第１接続分枝との間に接続されており、
前記第１及び第２接続分枝におけるスイッチ（Ｓ１、Ｓ２）と前記ＤＣ／ＤＣ変換器（２）とを作動させる制御器（５）が設けられ、この制御器（５）は、前記バッテリー（Ｂ）及び前記エネルギー蓄積器（３）の充電状態と前記自動車の運転状態とに応じて、前記スイッチ（Ｓ１、Ｓ２）と前記ＤＣ／ＤＣ変換器（２）とを下記
−  前記エネルギー蓄積器（３）の中に発生する回生エネルギーが備蓄され、前記エネルギー蓄積器（３）が完全に充電されていれば、発生する回生エネルギーを前記バッテリー（Ｂ）の充電に任意選択的に使用する、
−  駆動力の補助が、前記エネルギー蓄積器（３）が始動直後に充電されると直ちに前記エネルギー蓄積器（３）からのエネルギーによって供給され、その時点までは、駆動力の補助は前記バッテリー（Ｂ）から供給する、
−  急速始動用には、前記エネルギー蓄積器（３）からのエネルギーを使用する、
−  前記バッテリーはその充電状態に従って必要に応じて充電する、
−  回生後は、前記車両電装システムは前記バッテリー（Ｂ）から給電する、
のように作動させることを特徴とする車両電装システム用電源回路。
【請求項２】
前記バッテリー（Ｂ）及び前記エネルギー蓄積器（３）の充電状態を監視し、その監視結果を前記制御器（５）に転送する監視機器（４）がさらに設けられることを特徴とする請求項１に記載の車両電装システム用電源回路。
【請求項３】
前記スイッチ（Ｓ１、Ｓ２）が制御可能な半導体スイッチであることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の車両電装システム用電源回路。
【請求項４】
前記ダイナミック型エネルギー蓄積器（３）がキャパシターであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両電装システム用電源回路。
【請求項５】
前記キャパシターが、スーパーキャパシター又はウルトラキャパシターであることを特徴とする請求項４に記載の車両電装システム用電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段に記載の車両電装システム用電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
停止／始動及び回生用のスタータージェネレーターシステムを備えた車両用の電装システム用電源回路においては、始動、停止あるいは回生による車両電装システムに対する対応負荷は、過剰なエネルギーが貯蔵され、あるいはエネルギーがそこから引き出されるキャパシターによって補填される。キャパシターを構成に加えることによって、バッテリーの負担を軽減し、その有効寿命を延長することができる。特に、バッテリーのそれとは異なるキャパシターの充放電特性を利用して、消費燃料の潜在力を回生によって最大限活用することができる。１２Ｖ車両電装システムにおいて許容される電圧レベルよりも高い電圧レベルのキャパシター、例えば２０Ｖのキャパシターを使用することによって、回生の際に貯蔵エネルギーを増大させることが可能になり、停止／始動操作モードにおけるエンジンの始動時間を低減することができる。
【０００３】
特許文献１は、少なくとも１つのバッテリーと、１つのジェネレーターと、複数の電気機器とを備えた自動車用の車両電装システムを開示している。バッテリーとジェネレーターとは互いに並列に接続される。バッテリーとジェネレーターとの間に、ダイナミック型エネルギー蓄積器が並列に接続され、バッテリーとダイナミック型エネルギー蓄積器との間に、バッテリーの充電状態及び／又は運転温度に応じて作動させることができる制御可能なスイッチが設けられる。運転温度が限界値を超える場合、あるいは、バッテリーが完全充電のすぐ近くまで充電されると、バッテリーの破損を避けるために、制御可能なスイッチが開とされる。
【０００４】
さらに、特許文献２は、異なる電圧レベルにおける２つの電圧供給分枝を有する車両電装システム用電源回路を開示している。本発明においては、第１の電圧供給分枝は、直流電圧変換器を通して、第２の電圧供給分枝によって給電され、２つの電圧供給分枝はジェネレーターから給電される。少なくとも１つの電圧供給分枝は、割り当てられたエネルギー蓄積器によって緩衝作用を受ける。３つの電圧レベルを有する多重変換器が構成に加えられ、その１つの入出力端は第２の電圧供給分枝に接続される。多重変換器のもう１つの入出力端は第１の電圧供給分枝に接続され、その第３の入出力端は、第１の電圧供給分枝に割り当てられるエネルギー蓄積器に接続される。多重変換器は、電流を、必要に応じて異なる入出力端間にさまざまに分割することを可能にする。
【０００５】
またさらに、特許文献３は、バッテリーと、スーパーキャパシターのような高性能のエネルギー蓄積器とが、特にブレーキエネルギーによって交互に充電される自動車用車両電装システムを開示している。貯蔵されたエネルギーは、特に車両の加速に用いられる。さらに、バッテリーは、高性能エネルギー蓄積器からの余剰エネルギーによって再充電することができる。
【０００６】
最後に、特許文献４は、スタータージェネレーターを備えた車両電装システムを開示している。
【０００７】
ＩＳＡＤ（Integrated Starter Alternator Damper）システム、すなわち統合されたスタータージェネレーター用の車両電装システムが、例えばコンチネンタル（Continental）社から販売されているが、これを図３に示す。ＩＳＡＤシステムは１２Ｖ及び４２Ｖ用の２電圧車両電装システムを含んでおり、以下のように設計される。ＩＳＡＤ装置３０は、周波数変換器３１を介して、４２Ｖの車両電装システムに接続される。この４２Ｖの電装システムは、例えば、電子式Ａ／Ｃコンプレッサー、電子式かじ取り装置、電子式バルブコントローラー、電子式触媒転換ヒーター等に用いられる。さらに、周波数変換器３１は、ＤＣ／ＤＣ変換器３２を介して、照明、ラジオ、ＥＣＵ等に用いられる１２Ｖの車両電装システムに接続される。周波数変換器３１は、ＤＣ／ＤＣ変換器３２と同様に、制御ユニット３３によって監視される。さらにまた、１２Ｖ車両電装システムに接続される１２Ｖバッテリー３４と、４２Ｖスターターバッテリー３５とが共に、４２Ｖ車両電装システムに接続される。この２つのバッテリー３４、３５は、それぞれ、バッテリー状態監視装置３６に接続される。内部抵抗の低いエネルギー蓄積器として、例えばウルトラキャパシターが用いられる。エネルギー蓄積器は、双方向のＤＣ／ＤＣ変換器を介して、車両電装システムの中に組み込まれる。
【０００８】
しかしながら、上記のような従来型のシステム又は車両電装システム用電源回路については、ＤＣ／ＤＣ変換器を、エネルギー蓄積器の最大出力に対して構成しなければならないという問題点がある。これは、特に大型のバッテリーも必要となるので、相対的に多額の経費と高コストを招く結果をもたらす。
【０００９】
【特許文献１】独国特許出願公開第１９９  １７  ２９４  Ａ１号明細書
【特許文献２】独国特許発明第１９８  ４６  ３１９  Ｃ１号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１９６  ２８  ８７７  Ａ１号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１００  ６３  ７５１  Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このため、本発明の目的は、車両電装システム用電源回路を、エネルギー蓄積器の最大出力に対してＤＣ／ＤＣ変換器を構成する必要がないように、また、車両電装システムの信頼性及び／又は始動の信頼性を損なうことなしにバッテリーを小型化することができるように、開発することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、本発明によれば、請求項１の特徴を備えた車両電装システム用電源回路を用いることによって達成される。本発明の有利な発展形態が従属請求項に規定される。
【００１２】
エネルギー蓄積器をスタータージェネレーターに直接連結することによって、損失が小さくなる。さらに、スタータージェネレーターによって、放電したエネルギー蓄積器に電圧制御された充電を行うことが可能となる。その結果、ＤＣ／ＤＣ変換器による場合よりも良好な効率が得られる。さらにまた、この方式の場合は、エネルギー蓄積器を車両電装システムに組み込むのに、エネルギー蓄積器の平均出力に対して構成されたＤＣ／ＤＣ変換器で十分である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明による車両電装システム用電源回路を、以下に、好ましい例示的実施形態に基づいて、また図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
図１は、１２Ｖ車両電装システムを備えた自動車の例を用いて、本発明に関わる車両電装システム用電源回路を示している。もちろん、本発明による電源回路は、異なる電圧レベルを有する車両電装システムにおいても、あるいは複数電圧の車両電装システムにおいても用いることができる。複数電圧の車両電装システムの場合には、１つ以上の各電圧分枝を、本発明に従って変更することが可能である。
【００１５】
図１において、Ｍはエンジンを示し、１は、ベルト駆動のスタータージェネレーターか、あるいはエンジンＭに連結される統合されたスタータージェネレーターのいずれでもよいスタータージェネレーターを表している。このスタータージェネレーター１は、パワーエレクトロニクス装置ＬＥを介して、本発明による電源回路Ｅに接続される。
【００１６】
この電源回路は２つの異なる電圧供給分枝を有している。第１の電圧供給分枝はスイッチＳ１を備えており、このスイッチＳ１を介して、下流側にパワーエレクトロニクス装置ＬＥを有するスタータージェネレーター１を、図示された例示的実施形態では７０Ａｈの１２ＶバッテリーであるバッテリーＢと、この場合は１２Ｖの車両電装システムである車両電装システムとに直接接続することができる。第２の電圧供給分枝はスイッチＳ２を備えており、このスイッチＳ２を介して、下流側にパワーエレクトロニクス装置ＬＥを有するスタータージェネレーター１を、エネルギー蓄積器３例えば１４Ｖ／５５０Ｆ用のウルトラキャパシターに直接接続することができ、かつ、ＤＣ／ＤＣ変換器２を経由して、ここでは１２Ｖ車両電装システムとなっている車両電装システムに直接接続することができる。さらに、この電源回路Ｅは、バッテリーＢ及びエネルギー蓄積器３の充電状態を監視する監視機器４を備えている。この監視機器４の監視結果は制御器５に送られる。制御器５は、この監視結果つまりバッテリーＢ及びエネルギー蓄積器３の充電状態と、（図示されていない機器によって検知される）エンジンの運転状態すなわち次の図２に規定される状態０〜４のいずれか、つまり、初期始動、加速（出力増大）、一定速度、制動（回生）、又は始動／停止のいずれかに応答して、スイッチＳ１及びＳ２の切り換え操作とＤＣ／ＤＣ変換器とを、常にエネルギー消費が可能最小限度となり、エネルギー貯蔵量が可能最大限度となる結果を得るように制御する。
【００１７】
制御器を正確に機能させる方法、すなわち、バッテリーＢ及びエネルギー蓄積器３の検知された充電状態並びに車両の運転状態に応じたスイッチＳ１及びＳ２の作動は、図２との関連において明らかになる。スイッチＳ１及びＳ２としては、制御可能な半導体スイッチを使用するのが好ましい。
【００１８】
図２においては、スタータージェネレーター１を備えた車両の種々の運転状態と、エネルギー蓄積器３の種々の充電状態とが互いに並べて表の形に示されており、また、エネルギー蓄積器３及びバッテリーＢの対応する電力供給状態が規定されている。さらに、バッテリーＢの充電状態ＳＯＣが＜７０％の場合と、バッテリーＢの充電状態ＳＯＣが＞７０％の場合とが区別されている。
【００１９】
５つの異なる状態、すなわち、状態０＝初期始動、状態１＝加速（出力増大）、状態２＝一定速度（ｖ＝一定）、状態３＝回生（制動過程）、及び状態４＝停止／始動の間を明確に区別することが必要である。これらに関して、エネルギー蓄積器３及び／又はバッテリーＢからどのようにエネルギーを引き出し、それらにどのようにエネルギーを供給するかについて以下に詳述する。また、以下の説明においては、制御器５によるスイッチＳ１及びＳ２の制御状態をも付加的に規定する。
【００２０】
状態０＝初期始動：
図２に状態０として示される初期始動の場合は、エネルギー蓄積器３が、空である、すなわちＵｃ＝０Ｖであるか、あるいは、ＤＣ／ＤＣ変換器２の電圧レベルにある、すなわち例えばＵｃ＝９Ｖである限り、エネルギー蓄積器３は放電されず、バッテリーＢが始動過程用及び車両電装システム用両者のエネルギーを供給する。これは、バッテリーＢの充電状態ＳＯＣには無関係である。この場合は、スイッチＳ１は閉とされ、スイッチＳ２は開とされる。
もし、エネルギー蓄積器３が、所定の運転点に合致する充電状態、例えばＵｃ＝１２Ｖであるか、あるいは完全に充電されている、例えばＵｃ＝１５Ｖであれば、始動に必要なエネルギーは、バッテリーＢの充電状態ＳＯＣには関係なくエネルギー蓄積器３から引き出され、車両電装システムはバッテリーＢからエネルギー供給される。この場合、スイッチＳ１は開とされ、スイッチＳ２は閉とされる。
【００２１】
状態１＝加速：
車両の加速の場合には、エネルギー蓄積器３が、空の状態、すなわちＵｃ＝０Ｖであるか、あるいは、ＤＣ／ＤＣ変換器２の電圧レベルにある、例えばＵｃ＝９Ｖであって、バッテリーＢの充電状態ＳＯＣが＜７０％の場合には、車両電装システムのみがバッテリーＢからエネルギーの供給を受け、この場合、スイッチＳ１及びＳ２は開とされる。一方、バッテリーＢの充電状態ＳＯＣが良好である場合には、バッテリーＢも付加的に加速のエネルギーを供給し、この場合、スイッチＳ１は閉とされ、スイッチＳ２は開とされる。
一方、もし、エネルギー蓄積器３が、所定の運転点にある、すなわちＵｃ＝１２Ｖであるか、あるいは、エネルギー蓄積器３が完全に充電されている、すなわちＵｃ＝１５Ｖであれば、バッテリーＢの充電状態ＳＯＣが＜７０％の場合には、車両電装システムはエネルギー蓄積器３からエネルギーの供給を受け、バッテリーＢは充電される。この状態においては、スイッチＳ１は閉とされ、スイッチＳ２は開とされる。また一方、バッテリーＢの充電状態ＳＯＣが＞７０％の場合には、エネルギー蓄積器３は加速のためのエネルギーを供給し、バッテリーＢが車両電装システムのエネルギーを供給する。この場合、スイッチＳ１は開とされ、スイッチＳ２は閉とされる。
【００２２】
状態２＝一定速度：
車両一定速度の場合は、エネルギー蓄積器３が空である、すなわちＵｃ＝０Ｖで、バッテリーＢの充電状態ＳＯＣが＜７０％であれば、車両電装システムはバッテリーＢによってエネルギー供給され、かつ、バッテリーＢは充電される。このため、スイッチＳ１は閉とされ、スイッチＳ２は開とされる。一方、もし、バッテリーＢの充電状態ＳＯＣが＞７０％であれば、エネルギー蓄積器３がジェネレーター１からの回生によって充電され、車両電装システムはバッテリーＢによってエネルギー供給される。この場合、スイッチＳ１は開とされ、スイッチＳ２は閉とされる。
エネルギー蓄積器３の電圧レベルがＤＣ／ＤＣ変換器２の電圧レベルに合致する場合、すなわち例えば９Ｖである場合は、バッテリーＢの充電状態ＳＯＣが＜７０％であれば、車両電装システムはバッテリーＢによってエネルギー供給され、かつ、バッテリーＢは充電される。この場合、スイッチＳ１は閉とされ、スイッチＳ２は開とされる。一方、もし、バッテリーＢの充電状態ＳＯＣが＞７０％であれば、車両電装システムのみがバッテリーＢによってエネルギー供給される。この場合、スイッチＳ１及びＳ２は開とされる。
エネルギー蓄積器３の電圧レベルが所定の運転点に合致している場合、すなわち例えば１２Ｖである場合は、バッテリーＢの充電状態ＳＯＣが＜７０％であれば、車両電装システムはエネルギー蓄積器３によってエネルギー供給され、バッテリーＢは充電される。この場合、スイッチＳ１は閉とされ、スイッチＳ２は開とされる。一方、もし、バッテリーＢの充電状態ＳＯＣが＞７０％であれば、車両電装システムはバッテリーＢによってエネルギー供給される。この場合、スイッチＳ１及びＳ２は開とされる。
もし、エネルギー蓄積器３が完全に充電されている、すなわち例えばＵｃ＝１５Ｖであれば、バッテリーＢの充電状態ＳＯＣが＜７０％である場合には、車両電装システムはエネルギー蓄積器３からエネルギー供給され、バッテリーＢは充電される。この場合、スイッチＳ１は閉とされ、スイッチＳ２は開とされる。一方、バッテリーＢの充電状態ＳＯＣが＞７０％であれば、車両電装システムはエネルギー蓄積器３からエネルギー供給される。この場合、スイッチＳ１及びＳ２は開とされる。
【００２３】
状態３＝回生（制動過程）：
制動過程の場合は、エネルギー蓄積器３が空であれば、バッテリーＢの充電状態ＳＯＣには関係なく、エネルギー蓄積器３はジェネレーター１からの回生によって充電され、車両電装システムはバッテリーＢによってエネルギー供給される。この場合、スイッチＳ１は開とされ、スイッチＳ２は閉とされる。
もし、エネルギー蓄積器３がＤＣ／ＤＣ変換器２の電圧レベルにある、すなわち例えばＵｃ＝９Ｖであれば、バッテリーＢの充電状態ＳＯＣには関係なく、エネルギー蓄積器３はジェネレーター１からの回生によって充電され、車両電装システムはバッテリーＢによってエネルギー供給される。また、代替例として、バッテリーＢの充電状態ＳＯＣが＜７０％である場合には、バッテリーＢをジェネレーター１からの回生によって充電することも可能である。最初の場合は、スイッチＳ１は開とされ、スイッチＳ２は閉とされるのに対して、代替例の場合は全く逆になる。
もし、エネルギー蓄積器３が所定の運転点にある、すなわち例えばＵｃ＝１２Ｖであれば、バッテリーＢの充電状態ＳＯＣが＜７０％である場合には、エネルギー蓄積器３はジェネレーター１からの回生によって充電され、バッテリーＢが車両電装システムにエネルギー供給する。この場合、スイッチＳ１は開とされ、スイッチＳ２は閉とされる。また、代替例として、バッテリーＢをジェネレーター１からの回生によって充電することも可能である。この場合は、スイッチＳ１は閉とされ、スイッチＳ２は開とされる。もし、バッテリーＢの充電状態ＳＯＣが＞７０％であれば、エネルギー蓄積器３は、ジェネレーター１からの回生によって充電され、かつ、車両電装システムにエネルギー供給する。このため、スイッチＳ１は開とされ、スイッチＳ２は閉とされる。
最後に、もし、エネルギー蓄積器が完全に充電されている、すなわち例えばＵｃ＝１５Ｖであれば、バッテリーＢの充電状態ＳＯＣが＜７０％である場合には、車両電装システムはエネルギー蓄積器３からエネルギー供給され、バッテリーＢはジェネレーター１からの回生によって充電される。この場合、スイッチＳ１は閉とされ、スイッチＳ２は開とされる。一方、もし、バッテリーＢの充電状態ＳＯＣが＞７０％であれば、車両電装システムはバッテリーＢからエネルギー供給される。このため、スイッチＳ１及びＳ２は開とされる。
【００２４】
状態４＝停止／始動：
車両が始動又は停止される際に、エネルギー蓄積器３が、空であるか、あるいはＤＣ／ＤＣ変換器２に合致する電圧レベルを有している、例えばＵｃ＝９Ｖであれば、始動に必要なエネルギー及び車両電装システム供給用のエネルギーは、バッテリーＢの充電状態ＳＯＣには関係なく、バッテリーＢから供給される。この場合、スイッチＳ１は閉とされ、スイッチＳ２は開とされる。
もし、エネルギー蓄積器が所定の運転点にある、すなわち例えばＵｃ＝１２Ｖであれば、始動に必要なエネルギーは、バッテリーＢの充電状態には関係なく、エネルギー蓄積器３から引き出され、車両電装システムはバッテリーＢによってエネルギー供給される。この状態においては、スイッチＳ１は開とされ、スイッチＳ２は閉とされる。
最後に、もし、エネルギー蓄積器３が完全に充電されている、すなわち例えばＵｃ＝１５Ｖであれば、始動用並びに車両電装システム供給用のエネルギーは、エネルギー蓄積器３から引き出される。このため、スイッチＳ２は閉とされ、スイッチＳ１は開とされる。
【００２５】
エネルギー蓄積器３の電圧は、その容量と、パワーエレクトロニクス装置（例えば３０Ｖ）、統合されたスタータージェネレーター１及びＤＣ／ＤＣ変換器２とによって変わってくる。１５Ｖを超える電圧の場合は、すべての状態に対して、さらなる回生モードが可能である。正確に言えば、組み合わせ回生を行うことが可能になる。すなわち、ジェネレーターの電圧ＵＧｅｎが＞１５Ｖであれば、回生はエネルギー蓄積器３に行われ、そうでなければ、回生はバッテリーＢに行われる。
【００２６】
この結果、本発明による車両電装システムの構成によれば、初期始動に対してのみ、エネルギーがバッテリーＢから供給され、その後の始動又は停止操作に対しては、エネルギーは、例えばウルトラキャパシターであるエネルギー蓄積器３によって供給される。
【００２７】
回生は基本的にエネルギー蓄積器３によって行われる。その結果、バッテリーＢは９５〜１００％のレベルまで充電することができ、また、バッテリーの状態とは無関係な一定の回生エネルギーを備蓄することができる。
【００２８】
車両電装システムは、回生の期間中はＤＣ／ＤＣ変換器２を経由してエネルギー供給される。回生後は、車両電装システムは、駆動力の補助が不可能であるかあるいは必要でなければ、バッテリーＢからエネルギー供給される。
【００２９】
もし過剰な回生エネルギーがあれば、エネルギーをバッテリーＢに戻すことができ、その場合は、充電状態の限界値として７０％の代わりに８５％が設定される。
【００３０】
本発明による車両電装システムの構成によれば、エネルギー蓄積器３からのエネルギーを用いて、統合されたスタータージェネレーターによる駆動力の補助を提供することが可能となる。
【００３１】
初期始動後、エネルギー蓄積器３が充電されるまでは、駆動力の補助はバッテリーＢから供給される。
【００３２】
エネルギー蓄積器３に回生が行われる間、車両電装システムは、ＤＣ／ＤＣ変換器２を経由して及び／又はバッテリーＢからエネルギー供給される。このようにして、ＤＣ／ＤＣ変換器２を、エネルギー蓄積器３の平均出力に対してのみ構成することが可能となる。
【００３３】
始動過程、すなわち、例えば、Ｕ＞＞１２Ｖによる急速始動過程は、基本的に、エネルギー蓄積器３からＤＣ／ＤＣ連結なしに行われる。
【００３４】
本発明による車両電装システムによってバッテリーの小型化が可能となる。これは、重量、収納及びコストの点で有利である。
【００３５】
さらに、バッテリーＢの有効寿命が、負荷が低減するので増大する。
【００３６】
最後に、バッテリーＢを、必要に応じて、ＤＣ／ＤＣ変換器２を用いて充電することができるが、これは、車両電装システムの信頼性と始動の信頼性とを大きく増進する。
【００３７】
最後に、始動の信頼性は、部分放電されるバッテリーＢによっても顕著に増進される。
【００３８】
総括するに、本発明は、１つのスタータージェネレーターと、１つのパワーエレクトロニクス装置と、少なくとも１つのバッテリーと、少なくとも１つのダイナミック型エネルギー蓄積器と、１つのＤＣ／ＤＣ変換器とを備えた車両電装システム用電源回路を開示している。この電源回路は、バッテリーの端子に接続された第１の接続分枝と、ＤＣ／ＤＣ変換器が設けられダイナミック型エネルギー蓄積器の端子に接続された第２の接続分枝とを有している。両接続分枝は、制御可能なスイッチによって、スタータージェネレーターから切り離すことができる。制御器が、第１及び第２接続分枝におけるスイッチとＤＣ／ＤＣ変換器とを、バッテリー及びエネルギー蓄積器の充電状態と自動車の運転状態とに応じて作動させ、それによって、エネルギー蓄積器の中に存在する回生エネルギーが備蓄され、駆動力の補助が、エネルギー蓄積器が充電されると直ちにエネルギー蓄積器からのエネルギーによって供給され、かつその時点まではバッテリーによって供給され、急速始動用にはエネルギー蓄積器からのエネルギーが使用され、バッテリーはその充電状態に従って必要に応じて充電され、回生後は、車両電装システムがバッテリーから給電されるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明による車両電装システム用電源回路のブロック回路図である。
【図２】種々の運転状態及び関係するエネルギー蓄積器の充電段階と、対応して用いられる車両電装システム用の電源とを表の形で表現した図である。
【図３】１２Ｖ／４２Ｖ車両電装システム用の従来型のＩＳＡＤシステムの構成を示す図である。
【図１】
2006515242.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006515242.tif 000005
【国際調査報告】
2006515242.tif 000006
2006515242.tif 000007
2006515242.tif 000008
2006515242.tif 000009