(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両にこの車両を駆動するためのエンジンとこのエンジンによって駆動される発電機とを搭載して設け、この発電機の発電状態を制御する車両用発電制御装置において、前記車両の減速状態を検出する減速検出手段を設け、前記発電機に常時接続される車両用主電源である第１の電源を設け、電源接続条件を満たした場合にのみ前記発電機と接続可能な車両用副電源である第２の電源を設け、前記電源接続条件を満たした場合にのみ前記発電機と前記第２の電源とを接続可能にする第１切替部を設け、前記電源接続条件を満たした場合にのみ前記第１の電源と前記第２の電源とを接続可能にする第２切替部を設け、前記第２の電源の充電状態に応じて前記第１切替部と前記第２切替部とを切替制御する切替手段を設け、この切替手段は、前記第２切替部により前記第１の電源と前記第２の電源とを接続しているときには、前記発電機と前記第２の電源とが接続できないように前記第１切替部を切替制御していることを特徴とする車両用発電制御装置。
【請求項２】
前記第１の電源は１２Ｖ系蓄電池のバッテリであり、前記第２の電源はキャパシタであることを特徴とする請求項１に記載の車両用発電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用発電制御装置に係り、特に燃料を必要としない減速時の減速エネルギを回収する車両用発電制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両においては、一般に、燃料噴射システム等のエンジン制御システムのシステム維持や、ランプ、ウインカ、ブロワ、ワイパー、空調装置等の電気負荷の消費電力は、エンジンによって駆動される発電機であるオルタネータで発電して供給している。また、このオルタネータは、エンジンによって駆動されて、例えば、１２Ｖの蓄電池であるバッテリへの充電も、同時に行っている。
【０００３】
また、車両においては、燃料の燃焼によって駆動するエンジンに、電気エネルギで駆動して発電機能を有する発電機である電動発電機（モータ）を設けた、いわゆるハイブリッド車両がある。このハイブリッド車両は、エンジンと、このエンジンの出力軸に直結した電動発電機（モータ）とを搭載して設け、そして、エンジン及び電動発電機の運転状態を制御するエンジン制御装置のエンジン制御手段及びモータ制御手段を備え、運転時にエンジン及び電動発電機の運転状態を夫々のエンジン制御手段及びモータ制御手段が検出し、エンジン及び電動発電機の運転状態を関連して制御することにより、要求される性能（燃費や排気有害成分値、動力性能等）を高次元で達成している。この場合に、電動発電機に駆動電力を供給するとともに電動発電機の発電電力により充電されるバッテリを連絡して設けて、このバッテリによって電動発電機を所要に駆動発電・駆動禁止するために、所要の残存容量が必要であり、このため、バッテリを管理するとともに、オルタネータ又は電動発電機の発電状態を制御する車両用発電制御装置を備えている。
【０００４】
更に、車両においては、エンジンのアイドル運転時に、所定の自動停止条件が成立すると、エンジンを自動停止制御するとともに、エンジンの停止中に所定の自動始動条件が成立すると、エンジンを自動始動制御する自動停止始動システム（アイドルストップシステム）を備え、エンジンのアイドル運転状態における停車時に、エンジンを強制的に停止して、燃費の向上や排ガスの低減等を図っているものがある。
【０００５】
また、車両用発電制御装置としては、例えば、特開平９−６５５０４号公報、特開平９−２５８６４号公報、特開平９−８４２１０号公報に開示されている。特開平９−６５５０４号公報に記載のものは、エンジンと変速機との間に電動発電機であるモータ／ジェネレータを設け、このモータ／ジェネレータにキャパシタ（コンデンサバッテリ）を接続したハイブリッド車両において、減速時の回生制動に先立って、車両の停止時に満充電状態とするために必要な端子間電圧を算出して予め充電させ、制動途中での満充電状態や車両の停止時の充電不足を防止するものである。特開平９−２５８６４号公報に記載のものは、車両の駐車に際して、エンジンの停止操作以前に主充電手段によってキャパシタを充電し、エンジンの停止操作が検出された後には、所定時間だけキャパシタをその定格電圧で充電することで、エンジンの停止操作が検出された時点で、キャパシタの充電が不十分であっても、キャパシタを満充電状態に近づけるものである。特開平９−８４２１０号公報に記載のものは、エンジンと変速機との間に電動発電機であるモータ／ジェネレータを設け、このモータ／ジェネレータにキャパシタを接続したハイブリッド車両において、キャパシタの充電量が多い程、低いエンジン負荷によってモータ／ジェネレータのアスシト動作を行わせるようにし、最適な充電と最適なアスシトとを行わせるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来、車両にあっては、エンジンによって駆動される発電機であるオルタネータの駆動がエンジン負荷なので、燃料の消費を伴うことから、燃費が増加し、経済的に不利になるという不都合があった。一方、燃料を必要としない車両の減速時の減速エネルギが積極的に利用されていない状況にあり、改善が望まれていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述の不都合を除去するために、車両にこの車両を駆動するためのエンジンとこのエンジンによって駆動される発電機とを搭載して設け、この発電機の発電状態を制御する車両用発電制御装置において、前記車両の減速状態を検出する減速検出手段を設け、前記発電機に常時接続される車両用主電源である第１の電源を設け、電源接続条件を満たした場合にのみ前記発電機と接続可能な車両用副電源である第２の電源を設け、前記電源接続条件を満たした場合にのみ前記発電機と前記第２の電源とを接続可能にする第１切替部を設け、前記電源接続条件を満たした場合にのみ前記第１の電源と前記第２の電源とを接続可能にする第２切替部を設け、前記第２の電源の充電状態に応じて前記第１切替部と前記第２切替部とを切替制御する切替手段を設け、この切替手段は、前記第２切替部により前記第１の電源と前記第２の電源とを接続しているときには、前記発電機と前記第２の電源とが接続できないように前記第１切替部を切替制御していることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明は、電源接続条件を満たせば、常に充電可能となるように、キャパシタに予備充電するので、オルタネータとキャパシタとが接続している時には、直ぐにキャパシタに充電可能とすることができ、また、二つの第１、第２切替部によって制御することから、切り替え動作の信頼性を向上することができる。
【０００９】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。図１〜７は、この発明の第１実施例を示すものである。図７において、２は車両、４はエンジン、６は変速機、８はエンジン４と変速機６との間に介設されたクラッチ、１０はエンジン２の駆動によって発電する発電機である１２Ｖ（ボルト）系のオルタネータ（ＡＬＴ）、１２はエンジン４の運転状態を制御するエンジン制御装置である。このエンジン制御装置１２には、エンジン４に連絡したエンジン制御手段１４と、自動停止始動システム（アイドルストップシステム）１６と、燃料カット（Ｆ／Ｃ）システム１８とが備えられている。
【００１０】
エンジン制御手段１４は、自動停止始動システム１６の制御として、エンジン４のアイドル運転時に、所定の自動停止条件が成立すると、エンジン４を自動停止制御するとともに、このエンジン４の停止中に所定の自動始動条件が成立すると、エンジン４を自動始動制御し、また、燃料カット（Ｆ／Ｃ）システム１８の制御として、車両２の減速時に、燃料消費量を減少等をするために、燃料の供給を停止（カット）するものである。
【００１１】
車両２には、オルタネータ１０の発電状態を制御する発電制御装置２０が設けられている。この発電制御装置２０には、車両２の減速状態を検出する減速検出手段としてアイドルスイッチ２２が設けられ、また、オルタネータ１０に常時接続される車両用主電源（エンジン用主電源）である第１の電源としてのバッテリ２４が設けられ、更に、所定の電源接続条件を満たした場合にのみオルタネータ１０に接続可能な副電源（エンジン用補助電源）である第２の電源としてのキャパシタ２６が設けられ、更にまた、車両２の減速時あるいはキャパシタ２６の容量が所定値よりも大きいときには、オルタネータ１０とキャパシタ２６とを接続する切替手段２８が設けられている。第１の電源であるバッテリ２４は、通常の１２Ｖ（ボルト）の蓄電池からなり、常時オルタネータ１０に接続されるものである。第２の電源であるキャパシタ２６は、コンデンサバッテリからなり、所定の電源接続条件を満たしたときにのみオルタネータ１０と接続可能となるものである。切替手段２８は、燃料噴射システム等のエンジン制御システムのシステム維持や、ランプ等の作動のための電気負荷（ＬＯＲＤ）３０に連絡している。アイドルスイッチ２２は、エンジン４がアイドル運転になるとオン状態になり、また、オフ状態からオン状態への切替動作によって、車両２の減速状態を検出させるものである。
【００１２】
また、エンジン制御装置１２には、イグニションスイッチ３２、車速センサ３４、エンジン回転数センサ３６等の各センサ類が連絡している。また、このエンジン制御装置１２は、オルタネータ１０の出力電力と、バッテリ２４の電圧（ＶＢ）と、キャパシタ２６の電圧（ＶＣ）とを取り込むものである。
【００１３】
オルタネータ１０においては、図６に示す如く、第１端子３８−１（ＩＧ）にはバッテリ２４に連絡する第１連絡線４０−１が接続され、この第１連絡線４０−１の途中にイグニションスイッチ３２が設けられ、また、第２端子３８−２（Ｌ）にはチャージランプ４２の一側に連絡する第２連絡線４０−２が接続され、このチャージランプ４２の他側には第１端子３８−１とイグニションスイッチ３２との間の第１連絡線４０−１の第１接続部４４−１に接続した第３連絡線４０−３が連絡し、更に、キャパシタ２６の充電時に電圧が印加（プレチャージ）される第３端子３８−３（Ｂ）にはイグニションスイッチ３２とバッテリ２４との間の第１連絡線４０−１の第２接続部４４−２に接続した第４連絡線４０−４が接続され、更にまた、この第２接続部４４−２には電気負荷３０に連絡した第５連絡線４０−５が接続され、また、発電／非発電あるいは発電量可変等の制御を行う第４端子３８−４（Ｃ）には設定電圧制御スイッチ４６に連絡した第６連絡線４０−６が接続している。
【００１４】
切替手段２８においては、図７に示す如く、第１、第２切替部４８−１、４８−２を有し、また、図４に示す如く、バッテリ２４と電気負荷３０とが切断されない充電回路５０が備えられている。つまり、図４に示す如く、充電回路５０においては、オルタネータ１０と電気負荷３０とを連絡する第１信号線５２−１が設けられ、この第１信号線５２−１の途中にはダイオード５４が設けられ、また、オルタネータ１０とダイオード５４との間の第１信号線５２−１の第１結線部５６−１に第２信号線５２−２の一端側が接続され、この第２信号線５２−２の他端側がダイオード５４と電気負荷３０との間の第１信号線５２−１の第２結線部５６−２に接続され、この第２信号線５２−２の途中に第１切替スイッチ（ＳＷ１）５８−１が設けられている。
【００１５】
また、第１信号線５２−１の第１結線部５２−１にはキャパシタ２６に連絡する第３信号線５２−３が接続され、この第３信号線５２−３の途中には、第１切替部４８−１を構成する第２切替スイッチ（ＳＷ２）５８−２が設けられ、また、第１信号線５２−１の第２結線部５６−２にはバッテリ２４に連絡する第４信号線５２−４が接続され、この第４信号線５２−４の途中にヒューズ（ＦＵＳＥ）６０が設けられている。
【００１６】
更に、第２切替スイッチ５８−２とキャパシタ２６との間の第３信号線５２−３の第３結線部５６−３に第５信号線５２−５の一端側が接続され、この第５信号５２−５の他端側がヒューズ６０とバッテリ２４との間の第４結線部５６−４に接続され、この第５信号線５２−５の途中に第３結線部５６−３側から順次に抵抗（０．２５Ω）６２と第２切替部４８−２を構成する第３切替スイッチ（ＳＷ３）５８−３とが設けられている。第１切替スイッチ５８−１と第２切替スイッチ５８−２とは、第１連動線６４−１で連絡している。また、第２切替スイッチ５８−２と第３切替スイッチ５８−３とは、第２連動線６４−２で連絡している。
【００１７】
第１切替スイッチ５８−１と第２切替スイッチ５８−２と第３切替スイッチ５８−３とは、図５に示す如く、夫々連動するものであり、第１切替スイッチ５８−１がオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）のときに、第２切替スイッチ５８−２がオフ／オンの関係にあり、第３切替スイッチ５８−３がオンのときに、第２切替スイッチ５８−２がオフの関係にある。そして、キャパシタ２６の充電時に、オルタネータ１０の第３端子３８−３（Ｂ）に電圧が印加（プレチャージ）されるプレチャージ動作中の時には、第１切替スイッチ５８−１がオンで、第２切替スイッチ５８−２がオフで、そして、第３切替スイッチ５８−３がオンとなり、また、通常動作中の時には、第１切替スイッチ５８−１がオンで、第２切替スイッチ５８−２がオフで、そして、第３切替スイッチ５８−３がオフとなり、更に、減速時の充電（回生）中及びキャパシタ２６から電力供給可能状態の時には、第１切替スイッチ５８−１がオフで、第２切替スイッチ５８−２がオンで、そして、第３切替スイッチ５８−３がオフとなるものである。
【００１８】
また、発電制御装置２０の切替手段２８は、車両２の減速後の停止によるエンジン４の停止状態からエンジン４が再始動されたときには、キャパシタ２６の容量が所定値よりも大きいときに、オルタネータ１０を発電停止状態にするものである。
【００１９】
更に、発電制御装置２０の切替手段２８は、キャパシタ２６の容量が所定値よりも大きいときには、オルタネータ１０を発電停止状態にするものである。
【００２０】
更にまた、発電制御装置２０の切替手段２８においては、エンジン４の始動時に、バッテリ２４を電源として使用するものである。
【００２１】
また、キャパシタ２６は、所定電圧よりも高い場合にのみ、車両２の電気負荷３０の電源として利用されるものである。
【００２２】
更に、発電制御装置２０の切替手段２８においては、所定の電源接続条件を満たした場合にのみ、第１切替部４８−１によってオルタネータ１０とキャパシタ２６とを接続可能にするとともに、所定の電源接続条件を満たした場合にのみ、第２切替部４８−２によってバッテリ２４とキャパシタ２６とを接続可能とし、そして、バッテリ２４とキャパシタ２６とを接続しているときは、オルタネータ１０とキャパシタ２６とが接続できないように、第１切替部４８−１と第２切替部４８−２とを切り替え制御する。
【００２３】
次に、この第１実施例の作用を、図１のフローチャート、図２のタイムチャート及び図３の第１〜３切替スイッチ５６−１〜５６−３の切替タイミングのタイムチャートに基づいて説明する。
【００２４】
先ず、図１のフローチャートに基づいて説明する。
【００２５】
発電制御装置２０のプログラムがスタートすると（ステップ１０２）、車両２が、燃料カットシステム１８において燃料の供給を停止しつつ、減速状態であるか否か、つまり、アイドルスイッチ２２がオフ状態からオン状態に切り替わったか否かを判断する（ステップ１０４）。このとき、オルタネータ１０には、バッテリ２４が接続しているが、キャパシタ２６が接続されていない。
【００２６】
この燃料カットシステム１８において燃料の供給を停止しつつ、アイドルスイッチ２２がオフ状態からオン状態に切り替わって車両２の減速開始が判断されて、ステップ１０４がＹＥＳの場合には、オルタネータ１０の接続切替、つまり、バッテリ２４に接続していたオルタネータ１０を、バッテリ２４とは非接続にする一方、キャパシタ２６に接続切り替えをする（ステップ１０６）。
【００２７】
これにより、この車両２の減速中には、燃料を不要とするオルタネータ１０の減速時の１２Ｖによる充電（回生）の利用によってキャパシタ２６を瞬時に充電することができる（ステップ１０８）。
【００２８】
そして、車両２の減速状態が終了したか否か、つまり、車両２が停止した後に、自動停止始動システム１６において所定の自動停止条件が成立して、エンジン４が自動停止したか否か、または、車両２が走行維持できる状態になったか否かを判断する（ステップ１１０）。このステップ１１０がＮＯの場合には、ステップ１０８に戻す。
【００２９】
このステップ１１０がＹＥＳの場合には、オルタネータ１０の減速時の１２Ｖによる充電（回生）の利用によってキャバシタ２６の充電量が十分になったか否かを判断する（ステップ１１２）。
【００３０】
キャバシタ２６の充電量が十分で、このステップ１１２がＹＥＳの場合には、オルタネータ１０の発電を禁止し（ステップ１１４）、エンジン制御システム等のシステム維持や、ランプ等の電気負荷３０の動作電力を、バッテリ２４に代わって、満充電のキャパシタ２６から直接供給する。
【００３１】
そして、自動停止始動システム１６において所定の自動始動条件が成立し、エンジン４が自動始動した後に、キャパシタ２６の電圧が所定値以下になったか否かを判断する（ステップ１１６）。このステップ１１６がＮＯの場合には、ステップ１１４に戻す。
【００３２】
キャパシタ２６の電圧が所定値以下になって、このステップ１１６がＹＥＳの場合には、キャパシタ２６の供給電力が電気負荷３０の消費電力以下になったか否かを判断する（ステップ１１８）。このステップ１１８がＮＯの場合には、この判断を継続する。
【００３３】
キャパシタ２６の供給電力が電気負荷３０の消費電力以下になって、このステップ１１８がＹＥＳの場合には、キャパシタ２６とオルタネータ１０とを切り離し（ステップ１２０）、それまでキャバシタ２６からの放電で浮いた分の電力を消費するまでの間（エンジン４の始動時、車両２の加速時、車両２の定常走行時にかかわらず）、オルタネータ１０の発電禁止を解除、つまりオルタネータ１０の発電を行わせる（ステップ１２２）。
【００３４】
そして、キャバシタ２６からの放電で浮いた分の電力を消費したら、オルタネータ１０を動作（発電）させて、従来通り電気負荷３０のための電力を供給するとともに、バッテリ２４に充電を行う。
【００３５】
そして、上述の処理後は、プログラムをリターンする（ステップ１２４）。一方、前記ステップ１０４、ステップ１１２がＮＯの場合には、プログラムを直ぐにリターンする（ステップ１２４）。
【００３６】
次いで、図２のタイムチャートに基づいて説明する。
【００３７】
車両２の燃料カットシステム１８において燃料の供給を停止しつつ、アイドルスイッチ２２がオフ状態からオン状態に切り替わると、車両２の減速開始となり（図２のＳ１で示す）、オルタネータ１０の接続切替、つまり、バッテリ２４に接続していたオルタネータ１０を、バッテリ２４とは非接続とする一方、キャパシタ２６に接続切り替えする。この減速開始までは、キャパシタ２６の容量が所定値であるプレチャージ目標値に保持されている。
【００３８】
これにより、この燃料を必要としない車両２の減速中には、車速の減少に伴って、エンジン回転数も低下するが、バッテリ２４の電圧が１４〜１５Ｖに一定に保持され、このとき、減速時の充電（回生）の利用により、燃料カット復帰時（図２のＳ２で示す）までオルタネータ１０を最大出力にするとともに、オルタネータ１０の最大発電能力によってキャパシタ２６を充電し、このキャパシタ２６を瞬時に満充電にする（図２のＳ１〜Ｓ２で示す）。キャパシタ２６には、システム初期状態において、プレチャージを行っているため、キャパシタ２６の充電時のオルタネータ１０の第３端子３８−３（Ｂ）への印加電圧として６〜８Ｖを蓄えている。
【００３９】
そして、この車両２の減速中には、燃料カット復帰の後に（図２のＳ２で示す）、変速機６がニュートラルになる（図２のＳ３で示す）。このとき、この燃料カット復帰時に（図２のＳ２で示す）、エンジン負荷が軽減されることから、エンジン回転数が、一時的に少し高くなり、その後、漸次減少する。
【００４０】
次いで、車両２が停止して車速が零になり（図２のＳ４で示す）、そして、自動停止始動システム１６において所定の自動停止条件が成立して、そのままイグニションスイッチ３２がオフとなってエンジン４が自動停止すると（図２のＳ５で示す）、エンジン回転数が零になるとともに、オルタネータ１０の出力電力も漸次減少して零となり、また、キャパシタ２６が放電状態になって発電が停止し、また、キャパシタ２６が、バッテリ２４に代わって、エンジン制御システムのシステム維持や、ランプ等の電気負荷３０の動作電力を供給する。このとき、キャパシタ２６の電圧に引き下げられて、オルタネータ１０の動作が停止しても、バッテリ２４の電圧が下がらなく、むしろ、充電傾向にある。あるいは、システム維持や、ランプ等の作動への電力の供給は、そのままバッテリ２４で行うシステムとしてもよい。この場合、キャパシタ２６からバッテリ２４にも補助充電しながら、バッテリ２４の消耗を防止している。
【００４１】
そして、自動停止始動システム１６において所定の自動始動条件が成立してエンジン４が再始動した時には（図２のＳ６で示す）、エンジン回転数が増加し、このとき、キャパシタ２６に容量が残っていれば、このキャパシタ２６によって電力を供給し、オルタネータ１０の駆動を停止してエンジン負荷を軽減する。
【００４２】
そして、エンジン４の始動後に、アイドルスイッチ２２がオンからオフに切り替わると（図２のＳ７で示す）、車速が増加するとともに、エンジン回転数も増加する。このとき、バッテリ２４では電圧降下が生じ、また、キャパシタ２６の容量も漸次に減少するが、キャパシタ２６の電圧が所定値になるまでは、キャパシタ２６に蓄えられていた電力を供給し続けるため、オルタネータ１０の発電を停止してエンジン４のエンジン負荷を軽減することができる。
【００４３】
そして、キャパシタ２６の容量が所定値（容量）になると（図２のＳ８で示す）、オルタネータ１０が駆動されるとともに、バッテリ２４の電圧が増加し、通常に戻る。
【００４４】
更に、図３の第１〜３切替スイッチ５８−１〜５８−３の切替タイミングのタイムチャートに基づいて説明する。
【００４５】
イグニションスイッチ３２がオンになると（図３のＴ１で示す）、第１切替スイッチ５８−１がオフからオンに切り替わり、第２切替スイッチ５８−２がオフのままであり、第３切替スイッチ５８−３がオフからオンに切り替わる。このとき、バッテリ２４の電圧が少しだけ低下するとともに、キャパシタ２６の容量がプレチャージによって増加し始める。
【００４６】
そして、エンジン４が始動すると（図３のＴ２で示す）、バッテリ２４の電圧が上限電圧となる。
【００４７】
そして、キャパシタ２６の容量が所定値であるプレチャージ目標値に達すると、第３切替スイッチ５８−３がオンからオフに切り替わる（図３のＴ３で示す）。
【００４８】
その後、第１切替スイッチ５８−１がオンからオフに切り替わるとともに、第２切替スイッチ５８−２がオフからオンに切り替わった減速時の充電（回生）時には（図３のＴ４で示す）、バッテリ２４の電圧が一定に低下するとともに、キャパシタ２６の容量が漸次増加してフルチャージ（満量）となる（図３のＴ５で示す）。
【００４９】
そして、第１切替スイッチ５８−１がオフからオンに切り替わってキャパシタ２２から電力を供給開始したときには（図３のＴ６で示す）、キャパシタ２６の容量が放電によって漸次減少する一方、バッテリ２４の電圧が一旦上限電圧まで増加してから漸次減少する。
【００５０】
そして、キャパシタ２６の容量が所定値である放電閾値に達して、第２切替スイッチ５８−２がオンからオフに切り替わると（図３のＴ７で示す）、キャパシタ２６からの電力の供給が停止し、一方、バッテリ２４の電圧が上限に保持される。上述の放電閾値は、図３に示す如く、プレチャージ目標値よりも容量Ｇで少しだけ高く設定されている。
【００５１】
即ち、この第１実施例においては、自動停止始動システム１６を備えた車両２にあって、車両２の減速状態を検出したならば、オルタネータ１０の充電回路５０で、バッテリ２４に接続していたオルタネータ１０を、キャパシタ２６に接続切り替えして、このキャパシタ２６をオルタネータ１０の最大発電能力で瞬時に充電する。
【００５２】
その後、車両２が停止した後で、自動停止始動システム１６において所定の自動停止条件が成立してエンジン４が自動停止した際に、エンジン制御システムのシステム維持や、ランプ等の電気負荷３０の動作電力を、充電が十分なキャパシタ２６から直接供給する。あるいは、電気負荷３０の動作電力を、そのままバッテリ２４で行い、キャパシタ２６からバッテリ２４にも補助充電しながら、バッテリ２４の消耗を防止して温存する。このとき、キャパシタ２６の電圧が低下して所定値以下になると、キャパシタ２６からバッテリ２４への電力の供給が停止される。
【００５３】
そして、自動停止始動システム１６において所定の自動始動条件が成立してエンジン４が自動始動して再始動した時に、キャパシタ２６の電圧が低下して所定値以下になっていたら、キャパシタ２６とオルタネータ１０とを分離する。
【００５４】
このエンジン４の始動後に、キャパシタ２６の電圧が所定値以上の場合には、オルタネータ１０の発電を禁止し、エンジン制御システムのシステム維持や、ランプ等の電気負荷３０の動作を、そのままキャパシタ２６に蓄えられた電力の供給によって行う。また、このエンジン４の始動後に、キャパシタ２６の電圧が低下して所定値以下になったら、キャパシタ２６をオルタネータ１０から分離し、それまでキャパシタ２６からの放電で浮いた分の電力を消費するまでの間、オルタネータ１０の動作を禁止する。このオルタネータ１０の動作を禁止は、エンジン４の始動時、車両２の加速時、車両２の定常走行時のいずれでもかまわないものである。
【００５５】
そして、キャパシタ２６からの放電で浮いた分の電力を消費したならば、オルタネータ１０を動作させて、このオルタネータ１０の発電によって電気負荷３０への電力やバッテリ２４への充電を行わせる。
【００５６】
一方、車両２の停止後に、イグニションスイッチ３２がオフになり、エンジン４が停止されたら、キャパシタ２６をバッテリ２４に接続したままとし、この車両２の停止中に、キャパシタ２６によってバッテリ２４を充電する。
【００５７】
そして、車両２の減速時の充電（回生）中には、車両２が再加速等で走行状態に変わった場合には、それまでキャパシタ２６に蓄えられていた電力が十分なときには、キャパシタ２６の電圧が低下して所定値に達するまで、オルタネータ１０の動作を禁止し、キャパシタ２６の電圧が低下して所定電圧に達したならば、キャパシタ２６をオルタネータ１０から分離し、オルタネータ１０で発電を開始する。
【００５８】
従って、従来では捨てていた車両２の減速時の減速エネルギの回収を、キャパシタ２６で行うことにより、オルタネータ１０の動作によるエンジン負荷を軽減させ、つまり、オルタネータ１０の回生運転を積極的に行い、また、１２Ｖ系電源であるバッテリ２４に余裕が生まれるので、従来、自動停止始動システムにおいて電気負荷３０の状態によってエンジン４を停止することができない場合があったが、この実施例においては、自動停止始動システム１６の実行頻度（停止頻度）を向上させ、燃料消費量を低減することができる。
【００５９】
この場合に、消費電流を、例えば、エンジン４のアイドル運転時のエンジン４の停止時の自動停止始動システム１６の維持が５Ａで、ブレーキペダル（図示せず）を踏み込んで点灯するストップランプが５Ａで、ウィンカランプの点灯が３Ａで、ラジオのオン状態が３Ａで、ブロワ（Ｌｏｗ）の作動が６Ａで、そして、オルタネータ１０の動作が１０〜２０Ａで賄う必要がある。一方、オルタネータ１０の能力は、１４Ｖ（ボルト）前後の電圧で、５０〜６０Ａを出力できるものである。従って、バッテリ２４が通常状態であれば、オルタネータ１０には、３０〜４０Ａの余裕がある。そして、このオルタネータ１０の余裕の３０〜４０Ａを、車両２の減速時の充電（回生）時に、キャパシタ２６に蓄えさせる。また、オルタネータ１０の発電／非発電あるいは発電量可変等の制御を、第４端子３６−４（Ｃ）によって行わせる。
【００６０】
この結果、車両２の減速時あるいは第２の電源であるキャパシタ２６の容量が所定値よりも大きいときには、発電機であるオルタネータ１０と第２の電源であるキャパシタ２６とを接続するので、車両２の減速時に、キャパシタ２６に十分な充電をすることが可能となり、車両２の停止後におけるエンジン４の停止時（自動停止始動システム１６を備えた車両）、あるいは、キャパシタ２６の充電量が所定値よりも大きい場合における電気負荷（エンジン制御システムのシステム、ランプ等）３０用の電源として、キャパシタ２６を使用可能となる。これにより、エンジン４の始動時、あるいは、車両２の走行中に使用する第１の電源であるバッテリ２４の電力を温存することができ、バッテリ２４に対する充電量が減少して、オルタネータ１０の動作によるエンジン負荷を軽減することから、燃費を低減することができ、また、従来では利用していなかった減速エネルギをキャパシタ２６に回収させるので、燃料を必要としない車両２の減速時の発電（回生）を利用してオルタネータ１０の回生運転の効率を向上することができる。
【００６１】
また、発電制御装置２０の切替手段２８は、車両２の減速後の停止によるエンジン４の停止状態からエンジン４が再始動されたときに、キャパシタ２６の容量が所定値よりも大きいときは、オルタネータ１０を発電停止状態にすることから、キャパシタ２６が十分充電された状態では、バッテリ２４の補助電源として、常にアシスト可能であるので、バッテリ２４の放電・劣化を防止し、システムの安定と商品性を向上することができる。
【００６２】
更に、発電制御装置２０の切替手段２８は、キャパシタ２６の容量が所定値よりも大きいときには、オルタネータ１０を発電停止状態にすることから、キャパシタ２６が十分充電された状態では、オルタネータ１０の発電停止が可能となり、オルタネータ１０が発電するときに、エンジン４に与える発電負荷を低減し、燃費を向上することができる。
【００６３】
更にまた、発電制御装置２０の切替手段２８においては、エンジン４の始動時に、バッテリ２４を電源として使用することから、エンジン４の始動時に、エンジン４の停止時においては温存されていたバッテリ２４を使用し、これにより、エンジン４の始動性を向上し、エンジン制御システムの安定と、商品性を向上することができる。
【００６４】
また、キャパシタ２６は、所定電圧よりも高い場合にのみ、車両２の電気負荷３０の電源として利用されることから、エンジン４の始動時等で通常用いるバッテリ２４に容量の大きな蓄電池を使用し、車両２の減速時という短時間に充電が終了する必要のあるキャパシタ２６には、内部抵抗の小さなものを利用することが可能となり、夫々電源の特徴を十分に生かすことが可能とする。
【００６５】
更に、車両２は自動停止始動システム１６を備えているので、信号機待ち等の運転中の停止時にも、エンジン４を停止するので、電源が一つの場合には、電源に対する使用条件が厳しくなるが、この実施例においては、キャパシタ２６のように、エンジン４の停止時に、あるいは、電源として活用可能な電源を別に持っているので、エンジン４の始動性を向上することができる。
【００６６】
更にまた、キャパシタ２６の電圧が所定値以上の場合にのみ、電気負荷３０の電源として利用されるので、キャパシタ２６の電圧が所定値以下では（十分に充電されていない状態）、電源として利用されることがなく、電気負荷３０が動作不良を生ずることもなく、電装品の動作の安定と、商品性を向上することができる。
【００６７】
また、発電制御装置２０の切替手段２８においては、所定の電源接続条件を満たした場合にのみ、第１切替部４８−１によってオルタネータ１０とキャパシタ２６とを接続可能にするとともに、所定の電源接続条件を満たした場合にのみ、第２切替部４８−２によってバッテリ２４とキャパシタ２６とを接続可能とし、そして、バッテリ２４とキャパシタ２６とを接続しているときは、オルタネータ１０とキャパシタ２６とが接続できないように、第１切替部４８−１と第２切替部４８−２とを切り替え制御することから、電源接続条件を満たせば、常に充電可能となるように、キャパシタ２６に予備充電するので、切替手段２８により、オルタネータ１０とキャパシタ２６とが接続している時には、直ぐにキャパシタ２６に充電可能とすることができ、また、二つの第１、第２切替部４８−１、４８−２によって制御することから、切り替え動作の信頼性を向上することができる。
【００６８】
図８〜１０は、この発明の第２実施例を示すものである。
【００６９】
以下の実施例においては、上述の第１実施例と同一機能を果たす箇所には、同一符号を付して説明する。
【００７０】
この第２実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、オルタネータ１０の充電回路５０において、図８に示す如く、バッテリ２４と電気負荷３０とが切断されない構成であり、第２切替スイッチ５８−２と第３結線部５６−３との間の第３信号線５２−３には、昇圧チョッパ７２を設けた。
【００７１】
また、第１切替スイッチ５８−１と第２切替スイッチ５８−２と第３切替スイッチ５８−３とは、第１実施例の図５の場合と同様に、図９に示す如く、夫々連動するものであり、第１切替スイッチ５８−１がオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）のときに、第２切替スイッチ５８−２がオフ／オンの関係にあり、第３切替スイッチ５８−３がオンのときに、第２切替スイッチ５８−２がオフの関係にある。そして、キャパシタ２６の充電時に、オルタネータ１０の第３端子３８−３（Ｂ）に電圧が印加（プレチャージ）されるプレチャージ動作中の時には、第１切替スイッチ５８−１がオンで、第２切替スイッチ５８−２がオフで、そして、第３切替スイッチ５８−３がオンとなり、また、通常動作中の時には、第１切替スイッチ５８−１がオンで、第２切替スイッチ５８−２がオフで、そして、第３切替スイッチ５８−３がオフとなり、更に、減速時の充電（回生）中及びキャパシタ２２から電力供給可能状態の時には、第１切替スイッチ５８−１がオフで、第２切替スイッチ５８−２がオンで、そして、第３切替スイッチ５８−３がオフとなるものである。
【００７２】
この第２実施例の構成によれば、図１０に示す如く、昇圧チョッパ７２によって、キャパシタ２６の放電停止閾値をプレチャージ目標値（プレチャージレベル）と一致させるまで設定し、キャパシタ２６を放電することができ、キャパシタ２６の放電を効率良く行わせることができる。
【００７３】
図１１は、この発明の第３実施例を示すものである。
【００７４】
この第３実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、車両は、ハイブリッド車両２Ａからなる。このハイブリッド車両２Ａにおいては、エンジン４には一の発電機としてオルタネータ１０が備えられているとともに、エンジン４とクラッチ８との間に他の発電機としての電動発電機（モータ）８２を設けた。この電動発電機８２は、エンジン４の出力軸（図示せず）に直結され、駆動機能及び発電機能を有し、エンジン制御装置１２のモータ制御手段８４によって駆動制御されるものである。
【００７５】
この第３実施例の構成によれば、上述の第１実施例と同様に、車両２の減速時あるいは第２の電源であるキャパシタ２６の容量が所定値よりも大きいときには、発電機であるオルタネータ１０及び／又は電動発電機８２と第２の電源であるキャパシタ２６とを接続するので、車両２の減速時に、キャパシタ２６に十分な充電をすることが可能となり、車両２の停止後におけるエンジン４の停止時（自動停止始動システム１６を備えた車両）、あるいは、キャパシタ２６の充電量が所定値よりも大きい場合における電気負荷（エンジン制御システムのシステム維持や、ランプ等）３０用の電源として、キャパシタ２６を使用可能となる。これにより、エンジン４の始動時、あるいは、車両２の走行中に使用する第１の電源であるバッテリ２４の電力を温存することができ、バッテリ２４に対する充電量が減少して、オルタネータ１０及び／又は電動発電機８２による発電負荷を低減することから、エンジン負荷を軽減して燃費を低減することができ、また、従来では利用していなかった減速エネルギをキャパシタ２６に回収させるので、燃料を必要としない車両２の減速時の発電（回生）を利用してオルタネータ１０及び／又は電動発電機８２の回生運転の効率を向上することができる。
【００７６】
なお、この発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、種々応用改変が可能であることは勿論である。
【００７７】
例えば、上述の実施例においては、１２Ｖ系の蓄電池を対象とした自動停止始動システム（アイドルストップシステム）を備えた車両やハイブリッド車両において説明したが、これらの車両に限定されず、他の車両にも応用して、燃費の改善を図ることができる。
【００７８】
また、１２Ｖ電池のみでなく、高電圧化によって、例えば２４Ｖ系あるいは３６Ｖ（４２Ｖ）系の蓄電池が実現された際には、これら電圧の異なる蓄電池にも対処させることができる。
【００７９】
更に、上述の実施例においては、切替手段を、エンジン制御装置に対して、別途設ける構成としたが、例えば、エンジン制御装置に切替手段の切替機能を付加し、エンジン制御装置と切替手段とを一体的に設けることも可能である。
【００８０】
更にまた、市街地走行や高速走行等の各モード、車速、ブレーキ量等によってキャパシタの放電停止閾値を変化させ、キャパシタに所定の電力を常に保存させ、所要時期にこの電力を使用させたり、また、いつでもキャパシタを充電可能な状態にしておく。
【００８１】
【発明の効果】
以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、電源接続条件を満たせば、常に充電可能となるように、キャパシタに予備充電するので、オルタネータとキャパシタとが接続している時には、直ぐにキャパシタに充電可能とすることができ、また、二つの第１、第２切替部によって制御することから、切り替え動作の信頼性を向上し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】発電制御のフローチャートである。
【図２】発電制御のタイムチャートである。
【図３】各切替スイッチの切替タイミングのタイムチャートである。
【図４】キャパシタの接続構成図である。
【図５】各切替スイッチのオン／オフ動作の説明図である。
【図６】オルタネータの充電回路図である。
【図７】車両と発電制御装置との構成図である。
【図８】第２実施例におけるキャパシタの接続構成図である。
【図９】第２実施例における各切替スイッチのオン／オフ動作の説明図である。
【図１０】第２実施例における各切替スイッチの切替タイミングのタイムチャートである。
【図１１】第３実施例における各切替スイッチの切替タイミングのタイムチャートである。
【符号の説明】
２  車両
４  エンジン
１０  オルタネータ
１２  エンジン制御装置
１４  エンジン制御手段
１６  自動停止始動システム
１８  燃料カットシステム
２０  発電制御装置
２２  アイドルスイッチ
２４  バッテリ
２６  キャパシタ
２８  切替手段
３０  電気負荷
５０  充電回路
５８  切替スイッチ
【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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【図１０】
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【図１１】
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