(57)【要約】【課題】車両が低速状態から減速した回生電力の少ない場合でも十分なアイドリングストップ期間が得られる回生電力回収機能付きの車両用電源装置の提供。【解決手段】発電機１１、負荷１９とＤＣ／ＤＣコンバータ２５を介して接続される蓄電部２７と、制御回路３７と、を備え、制御回路３７は、発電機１１が発電する回生電力を蓄電部２７に充電するようＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御するとともに、前記車両が停止した際に蓄電部電圧Ｖｃが既定の満充電電圧Ｖｃｕに至っていなければ、満充電電圧Ｖｃｕに至るまで前記エンジンの燃料消費を伴って発電機１１が発電する電力を蓄電部２７に充電するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御し、蓄電部電圧Ｖｃが満充電電圧Ｖｃｕに至れば、前記エンジンを停止してアイドリングストップを開始するように制御するとともに、主電源１３と負荷１９に蓄電部２７の電力を供給するようＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御する。【選択図】図１
2012070581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンにより発電する発電機と、
前記発電機とＤＣ／ＤＣコンバータを介して電気的に接続される蓄電部と、
前記発電機と電気的に接続される主電源、および負荷と、
前記蓄電部と電気的に接続され、蓄電部電圧（Ｖｃ）を検出する蓄電部電圧検出回路と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ、および前記蓄電部電圧検出回路と電気的に接続される制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記発電機が発電する回生電力を前記蓄電部に充電するよう前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するとともに、
前記車両が停止した際に前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が既定の満充電電圧（Ｖｃｕ）に至っていなければ、前記満充電電圧（Ｖｃｕ）に至るまで前記エンジンの燃料消費を伴って前記発電機が発電する電力を前記蓄電部に充電するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が満充電電圧（Ｖｃｕ）に至れば、前記エンジンを停止してアイドリングストップを開始するように制御するとともに、前記主電源、および前記負荷に前記蓄電部の電力を供給するよう前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するようにした車両用電源装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記アイドリングストップが行われている間に前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が既定の下限電圧（Ｖｃｋ）に至ると、前記エンジンを前記主電源の電力で始動し、これにより発生した前記発電機の電力を前記蓄電部に充電するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、
前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が前記満充電電圧（Ｖｃｕ）に至れば前記アイドリングストップを再開するように制御するとともに、前記主電源、および前記負荷に前記蓄電部の電力を供給するよう前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する動作を、前記車両が使用中で停止している間、繰り返すようにした請求項１に記載の車両用電源装置。
【請求項３】
車両のエンジンにより発電する発電機と、
前記発電機とＤＣ／ＤＣコンバータを介して電気的に接続される蓄電部と、
前記発電機と電気的に接続される主電源、および負荷と、
前記蓄電部と電気的に接続され、蓄電部電圧（Ｖｃ）を検出する蓄電部電圧検出回路と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ、および前記蓄電部電圧検出回路と電気的に接続される制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記発電機が発電する回生電力を前記蓄電部に充電するよう前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するとともに、
前記車両が減速中に前記エンジンが停止する際に前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が既定の満充電電圧（Ｖｃｕ）に至っていなければ、前記満充電電圧（Ｖｃｕ）に至るまで前記エンジンの燃料消費を伴って前記発電機が発電する電力を前記蓄電部に充電するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が満充電電圧（Ｖｃｕ）に至れば、前記エンジンを停止するように制御するとともに、前記主電源、および前記負荷に前記蓄電部の電力を供給するよう前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するようにした車両用電源装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記車両の車速（ｖ）が既定車速（ｖｋ）以上であれば、前記蓄電部の電力を前記主電源、および前記負荷に放電するよう前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するようにした請求項１、または３に記載の車両用電源装置。
【請求項５】
前記制御回路は、前記蓄電部電圧（Ｖｃ）に基いて前記既定車速（ｖｋ）を可変するようにした請求項４に記載の車両用電源装置。
【請求項６】
前記蓄電部はキャパシタで構成される請求項１、または３に記載の車両用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回生電力を回収することが可能でアイドリングストップ機能付きの車両用電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、回生電力を回収するとともに、アイドリングストップ機能を備えた車両が提案されている。このような車両における車両用発電装置のシステム構成概略図を図４に示す。前記車両のエンジン（図示せず）には発電機１０１と始動装置１０３が機械的に接続されている。これにより、発電機１０１は前記エンジンの燃料消費を伴う電力と、減速時に発生する燃料消費を伴わない回生電力を発電する。また、始動装置１０３はアイドリングストップ後を含む前記エンジンの始動を行うスタータである。
【０００３】
発電機１０１と始動装置１０３は鉛電池からなる主電源１０５、および車両機器１０７と電気的に接続される。さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０９を介して補助電源１１１とも電気的に接続される。なお、補助電源はリチウム電池やキャパシタ等で構成される。
【０００４】
主電源１０５と補助電源１１１には、それぞれ充電量センサ１１３が接続される。これら充電量センサ１１３の出力は自動停止始動ＥＣＵ１１５に入力される。自動停止始動ＥＣＵ１１５は前記エンジンのアイドリングストップ可否を制御するもので、そのために充電量センサ１１３の出力に加え、車速センサ１１７やナビゲーション装置１１９からの信号に基いて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０９や、発電機１０１に接続された発電制御ＥＣＵ１２１の動作を制御するとともに、前記エンジンへ停止信号や始動信号を送信する。
【０００５】
このような車両用発電装置において、自動停止始動ＥＣＵ１１５は、内蔵した回生電力予測手段１２３により予測される前記回生電力を補助電源１１１に充電し、アイドリングストップ中で補助電源１１１の充電量が所定量以上であれば、補助電源１１１より車両機器１０７へ電力供給が行われるようにＤＣ／ＤＣコンバータ１０９を制御する。そして、補助電源１１１の放電量が閾値以上となったときは、前記エンジンの燃料消費を伴う発電が行われ、車両機器１０７へ電力供給が継続される。
【０００６】
以上のような動作により、前記車両は補助電源１１１に蓄えた前記回生電力をアイドリングストップ中に車両機器１０７へ放電することで、前記回生電力の有効活用とアイドリングストップによる前記エンジンの燃料消費抑制により省燃費化が図れる。
【０００７】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−３１６６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記した車両用発電装置によると、確かに車両の省燃費化が図れるのであるが、例えば前記車両が低速状態から減速した場合のように発電機１０１が発生した回生電力量が少なければ、補助電源１１１に十分に回生電力を充電することができない。この場合は、アイドリングストップ状態となって、補助電源１１１に蓄えた前記回生電力が車両機器１０７に放電されても、その放電量がすぐに閾値に達しエンジンの燃料消費を伴う発電が行われてしまう。従って、アイドリングストップ期間が短くなる上に、短い前記アイドリングストップ期間で節約できた燃料エネルギよりも、前記エンジンの始動を行うために始動装置１０３が消費する主電源１０５の電力エネルギの方が大きくなり、省燃費効果が低減する場合があるという課題があった。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、前記車両が低速状態から減速した前記回生電力の少ない場合でも十分なアイドリングストップ期間を得ることが可能な車両用電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記従来の課題を解決するために、本発明の車両用電源装置は、車両のエンジンにより発電する発電機と、前記発電機とＤＣ／ＤＣコンバータを介して電気的に接続される蓄電部と、前記発電機と電気的に接続される主電源、および負荷と、前記蓄電部と電気的に接続され、蓄電部電圧（Ｖｃ）を検出する蓄電部電圧検出回路と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ、および前記蓄電部電圧検出回路と電気的に接続される制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記発電機が発電する回生電力を前記蓄電部に充電するよう前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するとともに、前記車両が停止した際に前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が既定の満充電電圧（Ｖｃｕ）に至っていなければ、前記満充電電圧（Ｖｃｕ）に至るまで前記エンジンの燃料消費を伴って前記発電機が発電する電力を前記蓄電部に充電するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が満充電電圧（Ｖｃｕ）に至れば、前記エンジンを停止してアイドリングストップを開始するように制御するとともに、前記主電源、および前記負荷に前記蓄電部の電力を供給するよう前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するようにしたものである。
【００１２】
また、本発明の車両用電源装置は、車両のエンジンにより発電する発電機と、前記発電機とＤＣ／ＤＣコンバータを介して電気的に接続される蓄電部と、前記発電機と電気的に接続される主電源、および負荷と、前記蓄電部と電気的に接続され、蓄電部電圧（Ｖｃ）を検出する蓄電部電圧検出回路と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ、および前記蓄電部電圧検出回路と電気的に接続される制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記発電機が発電する回生電力を前記蓄電部に充電するよう前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するとともに、前記車両が減速中に前記エンジンが停止する際に前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が既定の満充電電圧（Ｖｃｕ）に至っていなければ、前記満充電電圧（Ｖｃｕ）に至るまで前記エンジンの燃料消費を伴って前記発電機が発電する電力を前記蓄電部に充電するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が満充電電圧（Ｖｃｕ）に至れば、前記エンジンを停止するように制御するとともに、前記主電源、および前記負荷に前記蓄電部の電力を供給するよう前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の車両用電源装置によれば、車両が停止した後、アイドリングストップを開始する前に、蓄電部電圧（Ｖｃ）が既定の満充電電圧（Ｖｃｕ）に至るまでエンジンの燃料消費を伴って発電機が発電する電力を蓄電部に充電するので、前記アイドリングストップが開始される際には前記蓄電部は満充電となっている。従って、前記車両が低速状態から減速し、回生電力を前記蓄電部に十分に充電できなかったとしても、前記蓄電部を満充電にしてから前記アイドリングストップを開始するので、十分なアイドリングストップ期間を得ることが可能となり省燃費化が図れるという効果を奏する。
【００１４】
また、本発明の車両用電源装置によれば、前記車両が減速中に前記エンジンが停止する機能を有する場合、前記エンジンが停止する際に蓄電部電圧（Ｖｃ）が既定の満充電電圧（Ｖｃｕ）に至るまで前記エンジンの燃料消費を伴って発電機が発電する電力を蓄電部に充電するので、前記エンジンが停止した際には前記蓄電部は満充電となっている。従って、前記車両が低速状態から減速し、回生電力を前記蓄電部に十分に充電できなかったとしても、前記蓄電部を満充電にしてから前記エンジンを停止するので、十分なアイドリングストップ期間を得ることが可能となり省燃費化が図れるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１における車両用電源装置のブロック回路図
【図２】本発明の実施の形態１における車両用電源装置の各種特性の経時変化図で、（ａ）は車速ｖの経時変化図、（ｂ）は蓄電部電圧Ｖｃの経時変化図、（ｃ）は発電機状態の経時変化図
【図３】本発明の実施の形態２における車両用電源装置の各種特性の経時変化図で、（ａ）は車速ｖの経時変化図、（ｂ）は蓄電部電圧Ｖｃの経時変化図、（ｃ）は発電機状態の経時変化図
【図４】従来の車両用発電装置のシステム構成概略図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における車両用電源装置のブロック回路図である。図２は、本発明の実施の形態１における車両用電源装置の各種特性の経時変化図で、（ａ）は車速ｖの経時変化図を、（ｂ）は蓄電部電圧Ｖｃの経時変化図を、（ｃ）は発電機状態の経時変化図を、それぞれ示す。なお、図１において太線は電力系配線を、細線は信号系配線をそれぞれ示す。また、本実施の形態１ではアイドリングストップ機能と回生電力回収機能を備えた車両に車両用電源装置を適用した場合について述べる。
【００１８】
図１において、車両のエンジン（図示せず）によって発電する発電機１１は、主電源１３とスタータ１５と電気的に接続される。ここで、発電機１１は１４．５Ｖの出力電圧が得られる構成としている。また、主電源１３は鉛バッテリで構成され、その開放電圧は１２Ｖのものを用いている。また、スタータ１５は前記エンジンと機械的に接続され、前記エンジンの始動を行う。
【００１９】
発電機１１には負荷１９と電気的に接続される。ここで、負荷１９は前記車両に搭載された電装品である。また、負荷１９には蓄電装置２１が電気的に接続される。従って、図１に示すように、発電機１１、主電源１３、スタータ１５、および負荷１９はいずれも蓄電装置２１と電気的に接続される構成となる。
【００２０】
次に、蓄電装置２１の詳細構成について説明する。
【００２１】
負荷１９と電気的に接続される蓄電装置２１の入出力端子２３には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５を介して蓄電部２７と電気的に接続される。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は蓄電部２７に発電機１１で発生した回生電力を充電したり、前記回生電力が発生していない時に蓄電部２７に蓄えた前記回生電力を主電源１３や負荷１９等に放電する動作を行うもので、本実施の形態１では双方向型のものを用いた。なお、前記回生電力とは、減速時やブレーキ時など前記エンジンが燃料を消費しないで発電機１１を駆動することにより得られた電力のことであると以下定義する。また、蓄電部２７から放電された前記回生電力が主電源１３に供給される場合は、前記回生電力を有効活用することができるので、蓄電部２７の前記回生電力が充電される状態の主電源１３は負荷１９の一部であるとして扱う。
【００２２】
蓄電部２７は定格電圧２．５Ｖの電気二重層キャパシタを４本直列接続した構成を有する。従って、蓄電部２７の満充電電圧Ｖｃｕは１０Ｖとなる。また、蓄電部２７は前記電気二重層キャパシタの過放電を抑制するために、下限電圧Ｖｃｋを５Ｖとあらかじめ決定している。ゆえに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は蓄電部電圧Ｖｃが下限電圧Ｖｃｋ（＝５Ｖ）から満充電電圧Ｖｃｕ（＝１０Ｖ）までの範囲で蓄電部２７の充放電を制御している。
【００２３】
なお、上記した蓄電部２７の構成は一例であり、必要な電力仕様に応じて、前記電気二重層キャパシタの本数を変えたり直並列接続や並列接続としてもよい。  また、満充電電圧Ｖｃｕは１０Ｖに限定されるものではなく、例えば前記定格電圧に対し所定のマージンを考慮した電圧値に前記電気二重層キャパシタの直列接続数（本実施の形態１では４本）を乗じた値を満充電電圧Ｖｃｕとして定義してもよい。同様に、下限電圧Ｖｃｋも５Ｖに限定されるものではなく、使用する前記電気二重層キャパシタの特性に応じて、例えばマージンを大きめに取り、５．５Ｖや６Ｖ等の値に決定してもよい。
【００２４】
なお、蓄電部２７の負極はグランド端子２９を介して前記車両のグランドと電気的に接続される。
【００２５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の負荷１９側となる入出力端子２３には入出力電圧検出回路３１、および入出力電流検出回路３３が接続される。ここで、入出力電圧検出回路３１は前記グランドを基準とした入出力端子２３における入出力電圧Ｖｂを検出して出力する機能を有する。具体的には、２個の抵抗器（図示せず）の直列回路を入出力端子２３と前記グランドとの間に接続した構成を有し、前記２個の抵抗器の接続点から入出力電圧Ｖｂに比例した電圧を出力する構成としている。なお、入出力電圧検出回路３１は上記した構成に限定されるものではなく、例えば入力許容電圧が２０ＶのＡ／Ｄコンバータを直接入出力端子２３に接続する構成としてもよい。
【００２６】
入出力電流検出回路３３はＤＣ／ＤＣコンバータ２５により蓄電部２７が充放電される際の入出力端子２３に流れる入出力電流Ｉを検出し出力するもので、本実施の形態１では入出力端子２３とＤＣ／ＤＣコンバータ２５との間に設けたシャント抵抗器（図示せず）の両端電圧を検出する構成とした。なお、入出力電流検出回路３３は上記した構成に限定されるものではなく、例えばホール素子等で磁気的に検出する構成としてもよい。
【００２７】
一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５と蓄電部２７との間には、蓄電部電圧検出回路３５が電気的に接続されている。蓄電部電圧検出回路３５により、蓄電部電圧Ｖｃを検出し出力することができる。なお、蓄電部電圧検出回路３５は入出力電圧検出回路３１と同等の構成としている。
【００２８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２５、入出力電圧検出回路３１、入出力電流検出回路３３、および蓄電部電圧検出回路３５は信号系配線で制御回路３７と電気的に接続される。制御回路３７はマイクロコンピュータとメモリ等の周辺回路で構成され、入出力電圧検出回路３１から入出力電圧Ｖｂを、入出力電流検出回路３３から入出力電流Ｉを、蓄電部電圧検出回路３５から蓄電部電圧Ｖｃを、それぞれ読み込む。従って、制御回路３７は過電流防止のために入出力電流Ｉが既定の上限値までの範囲で、入出力電圧Ｖｂや蓄電部電圧Ｖｃが所望の設定値になるように制御信号ｃｏｎｔをＤＣ／ＤＣコンバータ２５に出力することにより、蓄電部２７の充放電を制御する。さらに、制御回路３７は外部端子３９を介して車両用制御回路４１と電気的に接続されており、データ信号ｄａｔａにより車両用制御回路４１との間で、各種電圧電流値等の蓄電装置２１のデータや、前記車両の状態を示すデータ等の様々なデータを送受信している。従って、制御回路３７は車両用制御回路４１のデータ信号ｄａｔａに基くＤＣ／ＤＣコンバータ２５の制御（例えばＤＣ／ＤＣコンバータ２５の起動停止や充放電切替など）も可能となる。なお、データ信号ｄａｔａは車両用通信規格に則って生成される。また、発電機１１やスタータ１５の制御は車両用制御回路４１により行われるが、信号系配線の記載が煩雑になるため図１ではこれらの信号系配線を省略している。
【００２９】
次に、このような車両用電源装置の動作について図２を用いて説明する。なお、図２において横軸は時刻ｔを示す。また、図２（ａ）の縦軸は車速ｖを、図２（ｂ）の縦軸は蓄電部電圧Ｖｃを、図２（ｃ）の縦軸は発電機１１の状態を、それぞれ示す。
【００３０】
まず、図２（ａ）に示すように、時刻ｔ０で前記車両が既定車速ｖｋ以上の車速ｖで定速走行している。ここで、既定車速ｖｋとは前記車両が減速する際に発電機１１が発生する前記回生電力のみで、下限電圧Ｖｃｋまで放電された状態の蓄電部２７を満充電することができる車速ｖのことで、本実施の形態１では既定車速ｖｋを４０ｋｍ／ｈとあらかじめ決定した。従って、時刻ｔ０では前記車両は４０ｋｍ／ｈ以上の車速ｖで走行している。
【００３１】
この際に、制御回路３７は蓄電部電圧検出回路３５から蓄電部電圧Ｖｃを読み込み、下限電圧Ｖｃｋに至るまで蓄電部２７の電力を主電源１３、および負荷１９に放電するようＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御する。これは、車速ｖが既定車速ｖｋ以上であるので、蓄電部２７に残った電力を下限電圧Ｖｃｋに至るまで放電しても、次回の減速時に発生する前記回生電力で蓄電部２７を満充電にできることから、蓄電部２７の残余の電力を有効活用するために放電している。
【００３２】
このような動作により、図２（ｂ）に示すように蓄電部電圧Ｖｃは時刻ｔ０から時刻ｔ１までで経時的に低下する。また、この際に主電源１３や負荷１９には蓄電部２７から電力が供給されるので、発電機１１は発電する必要がない。そこで、蓄電部２７が放電している間、制御回路３７から蓄電部２７の放電中を示すデータ信号ｄａｔａが車両用制御回路４１に出力される。これを受け、車両用制御回路４１は発電機１１の発電を停止するように制御する。その結果、図２（ｃ）に示すように、発電機１１の状態は時刻ｔ０から時刻ｔ１までで発電停止となる。これにより、発電機１１は前記エンジンにより機械的に駆動されているものの発電を行っていないので、前記エンジンに掛かる機械的負担が軽減され、省燃費化が可能となる。
【００３３】
時刻ｔ１で図２（ｂ）に示すように蓄電部電圧Ｖｃが下限電圧Ｖｃｋに至ると、制御回路３７は蓄電部２７をこれ以上放電しないようにＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御する。具体的には、蓄電部電圧Ｖｃが下限電圧Ｖｃｋを維持するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御する。これにより、蓄電部２７の過放電を抑制できる。このような動作により、主電源１３や負荷１９への蓄電部２７からの電力供給が停止するので、車両用制御回路４１は制御回路３７から蓄電部電圧Ｖｃが下限電圧Ｖｃｋに至った情報をデータ信号ｄａｔａで受信すると、直ちに図２（ｃ）に示すように発電機１１を燃料消費発電の状態に切り替える。なお、前記燃料消費発電とは、前記エンジンが燃料を消費することにより発電機１１を駆動し発電を行う状態であると定義する。このような動作により、時刻ｔ１で主電源１３や負荷１９には発電機１１の電力が供給されるので、負荷１９の動作を継続することができる。
【００３４】
その後、時刻ｔ２で前記車両が減速を開始する。従って、図２（ａ）に示すように車速ｖは経時的に減少する。これにより、前記エンジンは車両用制御回路４１によりフューエルカット状態となり前記車両は慣性走行を行うので、この時の発電機１１は図２（ｃ）に示すように燃料消費を伴わない回生発電状態となる。そこで、制御回路３７は発電機１１が発電する前記回生電力を蓄電部２７に充電するようＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御する。その結果、図２（ｂ）に示すように蓄電部電圧Ｖｃは時刻ｔ２から時刻ｔ３までで経時的に上昇する。
【００３５】
時刻ｔ３で図２（ｂ）に示すように蓄電部電圧Ｖｃが満充電電圧Ｖｃｕに至ると、制御回路３７はこれ以上蓄電部２７に充電を行わないように制御する。具体的には、蓄電部電圧Ｖｃが満充電電圧Ｖｃｕを維持するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御する。その結果、図２（ｂ）に示すように、蓄電部電圧Ｖｃは時刻ｔ３以降で満充電電圧Ｖｃｕとなる。しかし、時刻ｔ３の時点では図２（ａ）に示すように前記車両は減速中であり、図２（ｃ）に示すように発電機１１は前記回生発電状態であるので、時刻ｔ３から時刻ｔ４までで発生する前記回生電力は主電源１３や負荷１９に供給される。ゆえに、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの前記回生電力も有効活用される。
【００３６】
時刻ｔ４で図２（ａ）に示すように車速ｖはフューエルカット終了車速ｖｆに至る。ここで、フューエルカット終了車速ｖｆとは前記エンジンのアイドリング回転数を維持するためにフューエルカットを終了し燃料を再噴射する際の車速のことで、前記エンジンの種類や車種などによって決定される。本実施の形態１ではフューエルカット終了車速ｖｆを１０ｋｍ／ｈとあらかじめ決定した。従って、時刻ｔ４で車両用制御回路４１は前記エンジンの燃料噴射を再開する。その結果、図２（ｃ）に示すように時刻ｔ４から時刻ｔ５までで発電機１１は前記燃料消費発電の状態となる。なお、この時点では前記車両の減速が継続しているので、図２（ｂ）に示すように蓄電部電圧Ｖｃは満充電電圧Ｖｃｕを維持した状態を継続する。
【００３７】
時刻ｔ５で図２（ａ）に示すように車速ｖは０ｋｍ／ｈとなり前記車両は停止する。この時点で図２（ｂ）に示すように、蓄電部電圧Ｖｃは満充電電圧Ｖｃｕに至っているので、制御回路３７は車両用制御回路４１に対して前記エンジンを停止してアイドリングストップを開始するように制御する。これにより、発電機１１の駆動も停止するので、図２（ｃ）に示すように発電機１１は発電停止の状態となる。また、制御回路３７は前記アイドリングストップを開始するとともに、主電源１３、および負荷１９に蓄電部２７の電力を供給するようＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御する。これにより、前記アイドリングストップ中に前記回生電力を主電源１３や負荷１９に供給できるので、前記回生電力の有効活用を図ることができる上に、前記アイドリングストップによる燃料節約が可能となるので、全体的に前記車両の省燃費化が可能となる。
【００３８】
時刻ｔ５で前記アイドリングストップが開始され、蓄電部２７の電力が放電されるため、図２（ｂ）に示すように蓄電部電圧Ｖｃは時刻ｔ６まで経時的に低下する。この時刻ｔ５から時刻ｔ６までが図２（ｃ）に示すようにアイドリングストップ期間となる。
【００３９】
時刻ｔ６で図２（ｂ）に示すように蓄電部電圧Ｖｃが下限電圧Ｖｃｋに至ると、制御回路３７は時刻ｔ１の場合と同様に放電を停止し、蓄電部電圧Ｖｃが下限電圧Ｖｃｋを維持するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御する。しかし、この時点では図２（ａ）に示すように車速ｖは０ｋｍ／ｈのままで停止中のため、時刻ｔ６の時点で負荷１９への電力供給を継続するために、制御回路３７は前記エンジンを再始動するよう車両用制御回路４１にデータ信号ｄａｔａを送信する。これを受け、車両用制御回路４１が前記エンジンを再始動するので、図２（ｃ）に示すように発電機１１は前記燃料消費発電の状態となる。その結果、主電源１３や負荷１９へは発電機１１の電力が供給される。
【００４０】
なお、時刻ｔ６から前記車両が再び走行を開始する時刻ｔ７までの間、本実施の形態１では前記エンジンを再始動しているが、これは前記エンジンを停止したままとし、負荷１９へは主電源１３の電力を供給する構成としてもよい。この場合は図２（ｃ）の太点線で示したように時刻ｔ６から時刻ｔ７までの間も発電機１１は発電停止状態となる。このように制御することによって、前記アイドリングストップ期間をより長くすることができるので、その分の燃料節約が可能となる。但し、主電源１３は前記アイドリングストップの終了時にスタータ１５を駆動するための電力を供給するので、前記アイドリングストップ期間が長引き、かつ負荷１９の消費電力が大きいと、主電源１３の負担が増しスタータ１５の駆動が困難になる可能性がある。また、主電源１３の耐久性も低下することになる。さらに、スタータ１５の駆動時における急峻な電圧低下が発生しても負荷１９の動作を継続するために、負荷１９に電圧安定化回路（図示せず）を設ける必要がある。そこで、本実施の形態１では蓄電部電圧Ｖｃが下限電圧Ｖｃｋに至れば前記車両が停車中であっても前記アイドリングストップを終了し前記エンジンを再始動するようにしている。なお、主電源１３の容量が大きく充電量に余裕が持て、耐久性も確保され、かつ負荷１９に前記電圧安定化回路を設ける構成の場合は、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの間も前記アイドリングストップを継続する方が望ましい。
【００４１】
時刻ｔ７で前記車両が再び走行を開始し、図２（ａ）に示すように車速ｖが上昇する。そして、時刻ｔ８でフューエルカット終了車速ｖｆより大きく、かつ既定車速ｖｋより小さい車速ｖで定速走行を行う。この時刻ｔ７から時刻ｔ９までは前記車両が加速、または定速走行であるので、図２（ｂ）に示すように蓄電部電圧Ｖｃは下限電圧Ｖｃｋを維持し続け、図２（ｃ）に示すように発電機１１は前記燃料消費発電の状態のままである。
【００４２】
時刻ｔ９で前記車両が減速し、図２（ａ）に示すように車速ｖが経時的に低下する。これにより、図２（ｃ）に示すように発電機１１は前記回生発電の状態となるので、制御回路３７は前記回生電力を蓄電部２７に充電するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御する。これらの動作は時刻ｔ２と同じである。その結果、蓄電部電圧Ｖｃは図２（ｂ）に示すように時刻ｔ９から経時的に上昇する。
【００４３】
その後、時刻ｔ１０で図２（ａ）に示すように車速ｖがフューエルカット終了車速ｖｆに至る。これにより、時刻ｔ４と同様に前記エンジンが燃料消費を伴って駆動するので、図２（ｃ）に示すように発電機１１は前記燃料消費発電の状態となる。しかし、時刻ｔ１０の時点で蓄電部電圧Ｖｃは満充電電圧Ｖｃｕに至っていない。そこで、制御回路３７は発電機１１が前記燃料消費発電の状態であっても蓄電部２７への充電を継続する。
【００４４】
時刻ｔ１１に至ると、図２（ａ）に示すように車速ｖは０ｋｍ／ｈとなり前記車両が停止するが、この時点でも図２（ｂ）に示すように蓄電部電圧Ｖｃは満充電電圧Ｖｃｕに至っていない。よって、制御回路３７は、本来ならば時刻ｔ１１で前記アイドリングストップを開始するところであるが、ここでは前記アイドリングストップを行わずに、発電機１１が前記燃料消費発電の状態のまま蓄電部電圧Ｖｃが満充電電圧Ｖｃｕに至るまで蓄電部２７の発電機１１による充電を継続する。
【００４５】
時刻ｔ１２で図２（ｂ）に示すように蓄電部電圧Ｖｃが満充電電圧Ｖｃｕに至ると、制御回路３７は前記エンジンを停止して前記アイドリングストップを開始するように車両用制御回路４１に対して制御するとともに、主電源１３、および負荷１９に蓄電部２７の電力を供給するようＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御する。この動作は時刻ｔ５と同じである。
【００４６】
これらのことから、時刻ｔ１１で前記車両が停止してから時刻ｔ１２で蓄電部電圧Ｖｃが満充電電圧Ｖｃｕに至るまでの期間は、前記エンジンが燃料消費を伴ってでも蓄電部２７を満充電する動作を行っていることになる。このような動作を行う理由は以下の通りである。
【００４７】
時刻ｔ８から時刻ｔ９のように、車速ｖが低速であった場合、それにより実際に蓄電部２７に回収できる前記回生電力は時刻ｔ９から時刻ｔ１０までの期間に限られる。この時刻ｔ１０における蓄電部電圧Ｖｃは図２（ｂ）より満充電電圧Ｖｃｕに対して極めて低いことがわかる。この状態で前記アイドリングストップを開始すると、蓄電部２７の電力はすぐに負荷１９で消費されてしまい、短期間しか前記アイドリングストップができないことになる。
【００４８】
一方、本実施の形態１のように蓄電部２７を満充電にしてから前記アイドリングストップを開始すると、前記アイドリングストップを最大期間継続できる。ここで、蓄電部２７は前記電気二重層キャパシタで構成されており急速充電が可能であるため短期間で満充電に至ることから、時刻ｔ１０から時刻ｔ１２までで燃料消費を伴う蓄電部２７の満充電に要する燃料の量は、本実施の形態１の場合、前記アイドリングストップを５秒間行うことにより節約できる燃料の量とほぼ等しかった。ゆえに、一般に信号待ちなどの場合で前記車両が５秒以内しか停車しない頻度は少ないので、燃料消費を伴ってでも蓄電部２７を満充電にして前記アイドリングストップ期間を延ばす方が省燃費化できる。なお、上記した５秒間という期間は一例であり、前記車両の種類や負荷１９の消費電力などによって変化する。
【００４９】
以上に述べた効果をまとめると、前記車両が低速状態から減速し、前記回生電力を蓄電部２７に十分に充電できなかったとしても、蓄電部２７を満充電にしてから前記アイドリングストップを開始するので、十分な前記アイドリングストップ期間を得ることが可能となり省燃費化が図れることになる。
【００５０】
次に、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３まで、図２（ｂ）に示すように蓄電部電圧Ｖｃは経時的に低下し、時刻ｔ１３で下限電圧Ｖｃｋに至ると、制御回路３７は車両用制御回路４１に対し前記エンジンの再始動を行うよう制御する。その結果、前記アイドリングストップが終了する。この動作は時刻ｔ６と同じである。
【００５１】
時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までは、図２（ａ）に示すように車速ｖが０ｋｍ／ｈであるが、図２（ｃ）に示すように発電機１１は前記燃料消費発電の状態であるので、発電機１１から主電源１３や負荷１９に電力が供給される。しかし、この期間は、主電源１３が大容量で耐久性を有するものであれば、時刻ｔ６から時刻ｔ７までで説明したように前記エンジンを停止したままとし、負荷１９へは主電源１３の電力を供給する構成としてもよい。この場合は図２（ｃ）の太点線で示したように時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの期間も発電機１１は発電停止状態となる。
【００５２】
時刻ｔ１４で前記車両が再び走行を開始すると、図２（ａ）に示すように車速ｖが上昇する。この際、発電機１１は図２（ｃ）に示すように前記燃料消費発電の状態であり、かつ前記車両は加速中であるので、蓄電部電圧Ｖｃは図２（ｂ）に示すように下限電圧Ｖｃｋを維持したままとなる。
【００５３】
時刻ｔ１５で図２（ａ）に示すように車速ｖが既定車速ｖｋに至る。これにより、その後の減速時に発生する前記回生電力で蓄電部２７を十分に満充電とすることができるので、制御回路３７は、前記車両の車速ｖが既定車速ｖｋ以上であれば、蓄電部２７の電力を主電源１３、および負荷１９に放電するようＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御するのであるが、図２（ｂ）に示すように蓄電部電圧Ｖｃは時刻ｔ１５で下限電圧Ｖｃｋのままであるので、この場合は過放電を抑制するために車速ｖが既定車速ｖｋ以上であっても蓄電部２７の放電は行われない。
【００５４】
その後、時刻ｔ１６で図２（ａ）に示すように車速ｖは既定車速ｖｋより大きな値で一定となり定速走行を行う。この時の蓄電部電圧Ｖｃや発電機状態は時刻ｔ１５時点の状態のまま維持される。
【００５５】
時刻ｔ１７で図２（ａ）に示すように車速ｖが低下し、前記車両が減速を開始すると、車両用制御回路４１は前記フューエルカットを行う。その結果、図２（ｃ）に示すように発電機１１は前記回生発電の状態となる。従って、制御回路３７は前記回生電力を蓄電部２７に充電するようＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御する。
【００５６】
その後、時刻ｔ１８で図２（ｂ）に示すように蓄電部電圧Ｖｃが満充電電圧Ｖｃｕに至る。そして、時刻ｔ１９で図２（ａ）に示すように車速ｖがフューエルカット終了車速ｖｆに至ることで図２（ｃ）に示すように発電機１１が前記燃料消費発電の状態に変わる。そして、時刻ｔ２０で図２（ａ）に示すように車速ｖが０ｋｍ／ｈとなり前記アイドリングストップが開始される。これにより、図２（ｃ）に示すように発電機１１が前記発電停止の状態となり、蓄電部２７の電力が主電源１３や負荷１９に供給され、図２（ｂ）に示すように蓄電部電圧Ｖｃが低下していく。これら一連の時刻ｔ１７から時刻ｔ２０までの動作は、それぞれ時刻ｔ２から時刻ｔ５までの動作と同一であるので、動作の詳細についての説明を省略する。
【００５７】
次に、時刻ｔ２１で図２（ａ）に示すように車速ｖが上昇し、前記車両が加速を始める。従って、前記エンジンが時刻ｔ２１で再始動するため、図２（ｃ）に示すように発電機１１は前記燃料消費発電の状態となる。ゆえに、発電機１１からは燃料消費を伴う電力が発生する。一方、図２（ｂ）に示すように時刻ｔ２１の時点で蓄電部電圧Ｖｃは下限電圧Ｖｃｋと満充電電圧Ｖｃｕとの間の電圧値である。従って、蓄電部２７に蓄えた前記回生電力を主電源１３や負荷１９へ供給することができるのであるが、時刻ｔ２１直後の車速ｖは小さいので、その後すぐに減速したとしても、十分な前記回生電力が得られなくなる可能性がある。その結果、蓄電部２７の電力を供給し続ければ、時刻ｔ１０から時刻ｔ１２までのように、発電機１１の燃料消費を伴う発電により蓄電部２７を満充電することになる。従って、その間は前記アイドリングストップができないので、できるだけ省燃費を図るためには、時刻ｔ１０から時刻ｔ１２までのような期間を短くする必要がある。
【００５８】
このようなことから、本実施の形態１では制御回路３７は、前記車両の車速ｖが既定車速ｖｋ未満であれば、蓄電部２７の電力を主電源１３、および負荷１９に放電せずに、蓄電部電圧Ｖｃを時刻ｔ１２の時点の電圧値に維持するようＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御する。そして、車速ｖが既定車速ｖｋ未満の間は発電機１１の電力を主電源１３、および負荷１９に供給する。このように制御することにより、蓄電部電圧Ｖｃは前記車両が加速し始めた時点（ここでは時刻ｔ２１）の電圧値を維持するので、その後前記車両が減速して前記回生電力を蓄電部２７に充電した場合、短期間で満充電に至る。従って、発電機１１の燃料消費を伴う発電により蓄電部２７を満充電する期間を最小限に抑制することができるので、その分、前記アイドリングストップを行う期間を長くできる。
【００５９】
その後、時刻ｔ２２で図２（ａ）に示すように、車速ｖが既定車速ｖｋ以上となると、制御回路３７は蓄電部２７の電力を放電するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御する。これは、既定車速ｖｋ以上であれば、蓄電部電圧Ｖｃが下限電圧Ｖｃｋであっても、前記車両の減速時に発生する前記回生電力だけで蓄電部２７を満充電にすることができることから、蓄電部２７の電力を放電して主電源１３や負荷１９に供給することで有効活用するためである。このような制御の結果、図２（ｂ）に示すように蓄電部電圧Ｖｃは時刻ｔ２２以降で経時的に低下する。また、蓄電部２７からの電力が得られるので、発電機１１は図２（ｃ）に示すように発電停止状態となる。これにより、発電機１１の前記エンジンに対する機械的負担が軽減されるので、この点からも省燃費化が図れる。
【００６０】
時刻ｔ２３で、図２（ａ）に示すように車速ｖが既定車速ｖｋ以上で一定になる。この時、図２（ｂ）に示すように蓄電部電圧Ｖｃは下限電圧Ｖｃｋに至っていないので、蓄電部２７は放電を継続する。それにより、図２（ｃ）に示すように発電機１１は前記発電停止状態を維持する。この時刻ｔ２３の状態は時刻ｔ０と同じである。以後、このような動作を適宜繰り返すことにより、前記回生電力を有効活用しつつ前記アイドリングストップ期間をできるだけ長くすることができるので、前記車両全体の省燃費化が図れる。
【００６１】
以上の構成、動作により、前記車両が低速状態から減速し、前記回生電力を蓄電部２７に十分に充電できなかったとしても、蓄電部２７を満充電にしてから前記アイドリングストップを開始するので、十分な前記アイドリングストップ期間を得ることが可能となり省燃費化が図れる車両用電源装置が実現できる。
【００６２】
なお、本実施の形態１では既定車速ｖｋを４０ｋｍ／ｈ、フューエルカット終了車速ｖｆを１０ｋｍ／ｈとしているが、これらの数値に限定されるものではなく、既定車速ｖｋについては蓄電部２７の容量や前記回生電力の発電量などに応じて、フューエルカット終了車速ｖｆは前記エンジンの種類や車種などに応じて、それぞれ最適値を決定すればよい。
【００６３】
さらに、既定車速ｖｋは一定値に限定されるものではなく、蓄電部電圧Ｖｃに基いて既定車速ｖｋを可変するようにしてもよい。すなわち、蓄電部電圧Ｖｃが高ければ前記回生電力が少なくても減速時の前記回生電力により蓄電部２７を満充電にすることができるので、既定車速ｖｋを下げてもよい。従って、蓄電部２７を満充電にできるような蓄電部電圧Ｖｃと既定車速ｖｋの相関関係をあらかじめ求めて制御回路３７に内蔵された前記メモリに記憶しておくことにより、蓄電部電圧Ｖｃに基いて既定車速ｖｋを可変する構成とすることができる。その結果、本実施の形態１では図２（ｂ）の時刻ｔ２１から時刻ｔ２２に示すように、車速ｖが４０ｋｍ／ｈに至るまでは蓄電部２７を放電しないように制御しているが、既定車速ｖｋを可変することで、蓄電部２７を放電する期間を長くすることが可能となる。ゆえに、既定車速ｖｋを可変すると、制御回路３７の制御が複雑になるため前記マイクロコンピュータの種類によっては高速処理が可能なものが必要になるが、前記回生電力のさらなる有効活用が可能となる。
【００６４】
また、既定車速ｖｋを設けず、蓄電部２７に蓄えた前記回生電力を前記アイドリングストップ期間中にのみ主電源１３や負荷１９へ放電するように制御してもよい。この場合、蓄電部電圧Ｖｃが高い期間が増えるので、図２（ａ）、（ｃ）の時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までのように前記車両が停止しているのに燃料消費を伴い蓄電部２７を充電する期間を短縮することができる。但し、前記回生電力を前記車両の加速、定速走行中に利用しないので、長期間走行し続ける場合には前記回生電力の有効活用が本実施の形態１ほど図れない。従って、前記車両の走行状態に応じて既定車速ｖｋの設定、不設定を適宜決定するようにしてもよい。
【００６５】
また、本実施の形態１では図２（ｂ）、（ｃ）の時刻ｔ６や時刻ｔ１３に示すように、前記アイドリングストップ中に蓄電部電圧Ｖｃが下限電圧Ｖｃｋに至れば、前記エンジンを再始動して燃料消費を伴う発電機１１の発電を行い、蓄電部電圧Ｖｃは下限電圧Ｖｃｋを維持するように制御しているが、これは次に述べる動作としてもよい。
【００６６】
すなわち、制御回路３７は前記アイドリングストップが行われている間に蓄電部電圧Ｖｃが既定の下限電圧Ｖｃｋに至ると、前記エンジンを主電源１３の電力で始動し、これにより発生した発電機１１の電力を蓄電部２７に充電するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御する。その後、蓄電部電圧Ｖｃが満充電電圧Ｖｃｕに至れば前記アイドリングストップを再開するように制御するとともに、主電源１３、および負荷１９に蓄電部２７の電力を供給するようＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御する。これらの動作を、前記車両が使用中で停止している間、繰り返す。なお、前記車両の使用中とは、前記車両のイグニション（図示せず）がオンの状態であると定義する。このように制御することで、前記車両が使用中に長期間停止している場合、省燃費化が図れる。すなわち、本実施の形態１の蓄電部２７は上記したように５秒で下限電圧Ｖｃｋから満充電電圧Ｖｃｕまで充電できる。さらに、満充電の状態で主電源１３や負荷１９に約１分間（消費電力１００Ｗの場合）電力を供給できる。これらのことから、蓄電部電圧Ｖｃが下限電圧Ｖｃｋに至ると、前記エンジンを再始動して燃料消費を伴ってでも発電機１１により蓄電部２７を改めて満充電にし、その後前記エンジンを停止して再度蓄電部２７の電力を放電するように制御した方が、本実施の形態１のように前記車両の使用中で停止中に一度しか蓄電部２７の電力を放電しない構成に比べて前記エンジンを停止している期間をより長くすることができるので、さらなる省燃費化が図れる。なお、このような制御とするのは、上記したように、５秒以上前記エンジンを停止できるのであれば燃料消費を伴ってでも蓄電部２７を満充電にして前記アイドリングストップ期間を延ばす方が燃料消費量を削減できる点に基く。
【００６７】
但し、前記消費電力が大きい場合や蓄電部２７の容量が小さい場合などでは前記車両の使用中で停止時に蓄電部２７の充放電を繰り返しても省燃費効果が得られなくなる場合がある。従って、制御回路３７が前記消費電力や蓄電部２７の劣化に伴う容量低下などを把握して蓄電部２７の繰り返し充放電を行うか否かを判断するようにしてもよい。また、蓄電部２７の繰り返し充放電を行うと、スタータ１５に負担がかかるため、スタータ１５の耐久性によっては繰り返し充放電を行わない方が望ましい場合もある。
【００６８】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における車両用電源装置の各種特性の経時変化図で、（ａ）は車速ｖの経時変化図を、（ｂ）は蓄電部電圧Ｖｃの経時変化図を、（ｃ）は発電機状態の経時変化図を、それぞれ示す。
【００６９】
本実施の形態２において、車両は実施の形態１で述べた停車中のアイドリングストップ機能と回生電力回収機能に加え、前記車両が減速中に前記エンジンが停止する機能を有する。この付加機能は次のような動作を行う。
【００７０】
まず、実施の形態１の構成では、前記車両の減速時に車速ｖがフューエルカット終了車速ｖｆに至ると、前記車両は前記エンジンのアイドリング回転数を維持するため前記エンジンに燃料を再噴射する。これにより、エンジンストールを回避している。
【００７１】
一方、本実施の形態２の構成では、前記車両の減速時に車速ｖがフューエルカット終了車速ｖｆに至ると、前記車両はクラッチ（図示せず）をニュートラルとして前記エンジンを停止する。これにより、実施の形態１では前記車両が停止した状態からアイドリングストップを開始しているが、本実施の形態２では車速ｖがフューエルカット終了車速ｖｆに至ると減速走行中であっても前記エンジンを停止するので、その時点から前記アイドリングストップを開始する。従って、前記エンジンが停止している期間が実施の形態１よりも長くなるので、さらに燃費向上を図ることができる。なお、走行している最中に前記エンジンを運転停止する前記車両は、例えば特開平１１−２５７１２１号公報や特開２００７−１７７８７０号公報に記載されている。
【００７２】
本実施の形態２では、上記した車両に車両用電源装置を適用した場合について説明する。
【００７３】
まず、前記車両用電源装置の構成は図１と同じであるので、詳細な説明を省略する。
【００７４】
次に、本実施の形態２の車両用電源装置における特徴となる動作について図３を参照しながら説明する。なお、図３（ａ）に示す車速ｖの経時変化図は図２（ａ）と同じとした。また、図３における横軸の時刻ｔは図２と同じ状態を示すものは図２と同じ符号を付した。
【００７５】
図３において、時刻ｔ０から時刻ｔ３までの動作は図２と同じであるので、詳細な説明を省略する。
【００７６】
時刻ｔ３１で図３（ａ）に示すように、車速ｖがフューエルカット終了車速ｖｆに至ると、制御回路３７は蓄電部電圧Ｖｃを検出し、満充電電圧Ｖｃｕと比較する。ここで、図３（ｂ）に示すように、時刻ｔ３１の時点で蓄電部電圧Ｖｃは満充電電圧Ｖｃｕに至っているので、制御回路３７は前記エンジンを停止するようにデータ信号ｄａｔａを車両用制御回路４１に送信する。これを受け、車両用制御回路４１は前記クラッチをニュートラルにして前記エンジンを停止する動作を行う。これにより発電機１１も停止するので、図３（ｃ）に示すように発電機１１は時刻ｔ３１で発電停止状態となる。しかし、制御回路３７は前記エンジンを停止するようにデータ信号ｄａｔａを送信すると同時に、蓄電部２７に蓄えた回生電力を主電源１３や負荷１９に放電するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御するので、負荷１９を継続して動作させることができる。このような動作により、図３（ｂ）に示すように、時刻ｔ３１以降で蓄電部電圧Ｖｃは経時的に低下する。
【００７７】
時刻ｔ３２で図３（ａ）に示すように車速ｖは０ｋｍ／ｈとなる。しかし、時刻ｔ３１で既に前記エンジンは停止しているため、制御回路３７は時刻ｔ３２においても引き続き前記エンジンを停止したままとする。
【００７８】
時刻ｔ３３で図３（ｂ）に示すように蓄電部電圧Ｖｃが下限電圧Ｖｃｋに至る。これにより、制御回路３７は前記エンジンを再始動するようにデータ信号ｄａｔａを車両用制御回路４１に送信する。この動作は図２の時刻ｔ６と同じである。これにより、時刻ｔ３３以降の主電源１３や負荷１９への電力供給を発電機１１から行うことができる。なお、実施の形態１で述べたように、時刻ｔ３３の時点で前記エンジンを再始動せず、主電源１３の電力を負荷１９に供給するように制御してもよい。この場合、発電機１１の状態は図３（ｃ）の太点線に示す動作となる。
【００７９】
以上に説明した時刻ｔ３１から時刻ｔ３３の動作により、アイドリングストップ期間は、前記車両が減速中に前記エンジンが停止する時刻ｔ３１から前記エンジンが再始動する時刻ｔ３３までの期間となる。この期間を実施の形態１の時刻ｔ５から時刻ｔ６までの前記アイドリングストップ期間と比較すると、本実施の形態２ではアイドリングストップ期間が図２における時刻ｔ４から開始されることに相当するので、実施の形態１に比べ早くから前記アイドリングストップが始まる。しかし、蓄電部電圧Ｖｃが満充電電圧Ｖｃｕから下限電圧Ｖｃｋに至るまでの期間よりも長く前記車両が停止しているので、蓄電部２７からの放電は主電源１３や負荷１９への電流が同じであれば放電期間も実施の形態１と同じになる。従って、ここでは実施の形態１と本実施の形態２との前記電流が同じであるとの前提で説明しているので、本実施の形態２では実施の形態１に比べて前記アイドリングストップが早く始まり早く終了するのみで、前記放電期間、すなわち前記アイドリングストップ期間は同じである。
【００８０】
なお、本実施の形態２の前記車両における前記アイドリングストップ期間の延長が行われ省燃費が可能となる例は、後述する時刻ｔ３７から時刻ｔ３９で説明する。
【００８１】
次に、図３における時刻ｔ７から時刻ｔ９までの動作は実施の形態１と同じであるので説明を省略する。
【００８２】
時刻ｔ９で前記回生電力を蓄電部２７に充電している状態で、時刻ｔ３４に至ると図３（ａ）に示すように車速ｖがフューエルカット終了車速ｖｆに至る。ここで、制御回路３７は蓄電部電圧Ｖｃが満充電電圧Ｖｃｕに至っているか否かを判断するが、図３（ｂ）に示すように時刻ｔ３４で蓄電部電圧Ｖｃは満充電電圧Ｖｃｕに至っていない。そこで、本来であれば時刻ｔ３１で説明したように前記車両の減速中に前記エンジンを停止する動作を行い、前記アイドリングストップを開始するところであるが、制御回路３７は、蓄電部電圧Ｖｃが満充電電圧Ｖｃｕに至るようにするために、前記エンジンに燃料を再噴射するようデータ信号ｄａｔａを車両用制御回路４１に送信する。これにより、前記エンジンが燃料を消費して駆動し、図３（ｃ）に示すように発電機１１が前記燃料消費発電の状態となる。従って、制御回路３７は蓄電部電圧Ｖｃが満充電電圧Ｖｃｕに至るまで前記エンジンの燃料消費を伴って発電機１１が発電する電力を蓄電部２７に充電するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御する。
【００８３】
その後、時刻ｔ３５で図３（ａ）に示すように車速ｖが０ｋｍ／ｈとなり前記車両が停止する。しかし、図３（ｂ）に示すように、この時点でも蓄電部電圧Ｖｃは満充電電圧Ｖｃｕに至っていない。そこで、制御回路３７は車速ｖが０ｋｍ／ｈになったとしても、引き続き前記エンジンを駆動し続け、発電機１１が発生する燃料消費を伴う電力を蓄電部２７に充電する。この動作は実施の形態１の時刻ｔ１１と同じである。
【００８４】
これらの動作により、図３（ｂ）に示すように、時刻ｔ３４から時刻ｔ３６まで蓄電部電圧Ｖｃは上昇する。そして、時刻ｔ３６で蓄電部電圧Ｖｃが満充電電圧Ｖｃｕに至ると、制御回路３７は前記エンジンを停止するように車両用制御回路４１にデータ信号ｄａｔａを送信するとともに、主電源１３、および負荷１９に蓄電部２７の電力を供給するようＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御する。これらの動作により、図３（ｃ）に示すように発電機１１は発電停止の状態となり時刻ｔ３６から前記アイドリングストップが開始される。また、図３（ｂ）に示すように蓄電部電圧Ｖｃは時刻ｔ３６以降で経時的に低下する。なお、時刻ｔ３６の動作は図２の時刻ｔ１２と同じである。
【００８５】
このような動作により、本来なら前記エンジンを停止する時刻ｔ３４から時刻ｔ３５までの期間（前記車両が減速中に前記エンジンを停止する期間）、および時刻ｔ３５から時刻ｔ３６までの期間（前記車両が停車中に前記エンジンを停止する期間）であっても、蓄電部電圧Ｖｃが満充電電圧Ｖｃｕに至っていなければ前記エンジンを停止せずに蓄電部２７を充電する動作を行うことで、実施の形態１と同様に、低速減速時で前記回生電力を十分に回収できない場合でも十分な前記アイドリングストップ期間を得ることが可能となる。
【００８６】
なお、本実施の形態２では、本来なら前記エンジンを停止する時刻ｔ３４から時刻ｔ３５までの期間内に、発電機１１による燃料消費を伴う発電電力を蓄電部２７に充電しても蓄電部電圧Ｖｃが満充電電圧Ｖｃｕに至らず、引き続き前記車両が停車中の時刻ｔ３５から時刻ｔ３６までの期間にも燃料消費を伴う前記発電電力を蓄電部２７に充電する場合について説明したが、時刻ｔ３４から時刻ｔ３５までの期間内に蓄電部電圧Ｖｃが満充電電圧Ｖｃｕに至った場合は、制御回路３７はその時点で前記エンジンを停止し前記アイドリングストップを開始するとともに蓄電部２７から主電源１３や負荷１９への放電を行うように制御する。
【００８７】
次に、図３における時刻ｔ１３から時刻ｔ１８までの動作は実施の形態１と同じであるので説明を省略する。
【００８８】
時刻ｔ３７で図３（ａ）に示すように車速ｖがフューエルカット終了車速ｖｆに至れば、制御回路３７は蓄電部電圧Ｖｃが満充電電圧Ｖｃｕに至っているので、減速中であるが前記エンジンを停止して前記アイドリングストップを開始するとともに、時刻ｔ３７から時刻ｔ３８までで蓄電部２７に蓄えた前記回生電力を主電源１３や負荷１９に放電するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御する。これに伴い、蓄電部電圧Ｖｃは図３（ｂ）に示すように経時的に低下する。この動作は時刻ｔ３１と同じである。
【００８９】
その後、図３（ａ）に示すように、時刻ｔ３８で車速ｖが０ｋｍ／ｈとなるが、前記エンジンは時刻ｔ３７で既に停止しているので、そのまま停止状態を維持する。この動作も時刻ｔ３２と同じである。
【００９０】
時刻ｔ３９で前記車両が走行を開始する。これにより、図３（ａ）に示すように車速ｖが経時的に増大する。この時、車両用制御回路４１はスタータ１５により前記エンジンを再始動するので、図３（ｃ）に示すように発電機１１は前記燃料消費発電を行う。この際、車速ｖは既定車速ｖｋより小さいので、主電源１３や負荷１９への電力は発電機１１から行われ、制御回路３７は蓄電部２７の放電が停止するように、すなわち蓄電部電圧Ｖｃが時刻ｔ３９の時点の値を維持するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御する。その結果、図３（ｂ）に示すように、蓄電部電圧Ｖｃは時刻ｔ３９以降で一定値となる。
【００９１】
この時刻ｔ３８から時刻ｔ３９までのように前記車両の停止期間が短い場合、実施の形態１に比べて本実施の形態２の方が前記アイドリングストップ期間を長くすることができる。すなわち、実施の形態１では図２の時刻ｔ２０から時刻ｔ２１までの、前記車両が停止している期間のみ前記アイドリングストップが行われるが、本実施の形態２では車速ｖがフューエルカット終了車速ｖｆに至った時点（時刻ｔ３７）から前記エンジンを停止するので、実施の形態１に比べ時刻ｔ３７から時刻ｔ３８までの期間分、長く前記アイドリングストップを行うことができる。従って、その分の燃料消費が抑制されるので、省燃費化を図ることができる。
【００９２】
時刻ｔ２２以降の動作については実施の形態１と同じであるので説明を省略する。
【００９３】
以上の構成、動作により、前記車両が減速中に前記エンジンを停止する構成であっても、前記車両が低速状態から減速し前記回生電力を蓄電部２７に十分に充電できなかった場合、蓄電部２７を満充電にしてから前記アイドリングストップを開始するので、十分な前記アイドリングストップ期間を得ることが可能となり省燃費化が図れる車両用電源装置が実現できる。
【００９４】
なお、本実施の形態２においても実施の形態１と同様に、前記車両が停止し、かつ前記アイドリングストップを継続している場合、蓄電部２７の繰り返し充放電を行ってもよい。
【００９５】
また、図３（ａ）に示した既定車速ｖｋやフューエルカット終了車速ｖｆの値は、それらに限定されるものではなく、実施の形態１で述べた種々の条件に応じて適宜設定すればよい。
【００９６】
また、実施の形態１で述べたように、既定車速ｖｋを蓄電部電圧Ｖｃに基いて可変する構成や、既定車速ｖｋを設けない構成、既定車速ｖｋの設定と不設定を適宜決定する構成を本実施の形態２に適用してもよい。
【００９７】
また、本実施の形態２では、停車中にも前記アイドリングストップを行う構成について説明したが、これは停車中に前記アイドリングストップを行わず、減速中にのみ前記エンジンが停止する車両に前記車両用電源装置を適用してもよい。この場合でも、フューエルカット終了時点から停車時点までは前記エンジンを停止するので、その分、省燃費化が図れる。
【００９８】
また、実施の形態１、２ではフューエルカット終了を車速ｖにより判断しているが、これに限定されるものではなく、例えばエンジン回転数、ブレーキペダルやアクセルペダルの状態、前記車両の加速度、ハンドル舵角等の様々なパラメータ、あるいはこれらのパラメータの任意の組合せに基いて前記フューエルカット終了を判断するようにしてもよい。
【００９９】
また、実施の形態１、２では蓄電部２７に前記電気二重層キャパシタを用いたが、これは電気化学キャパシタ等の他のキャパシタでもよい。また、蓄電部２７として二次電池を用いる構成としてもよいが、前記二次電池は満充電するために時間がかかるので、より省燃費化を図るためには急速充電が可能な前記キャパシタを用いる方がよい。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明にかかる車両用電源装置は、前記車両が低速状態から減速した回生電力の少ない場合でも十分なアイドリングストップ期間を得ることができるので、特にアイドリングストップ機能と回生電力回収機能付き車両用電源装置等として有用である。
【符号の説明】
【０１０１】
１１  発電機
１３  主電源
１９  負荷
２５  ＤＣ／ＤＣコンバータ
２７  蓄電部
３５  蓄電部電圧検出回路
３７  制御回路
【図１】
2012070581.tif 000003
【図２】
2012070581.tif 000004
【図３】
2012070581.tif 000005
【図４】
2012070581.tif 000006