(57)【要約】【課題】蓄電部を高速充電できる車両用蓄電装置を提供すること。【解決手段】主電源１５の出力は常時通電系統２１と、イグニションスイッチ２３を介したイグニションスイッチ系統２７に分岐され、車両用蓄電装置１１は、常時通電系統２１に接続された選択スイッチ３１と、イグニションスイッチ系統２７、および選択スイッチ３１に接続された充電回路３５と、充電回路３５と負荷１７の間に接続された蓄電部３９と、充電回路３５と選択スイッチ３１が接続された制御回路４７とを備え、制御回路４７は車両起動前信号を受信してからイグニションスイッチ２３がオンになるまで常時通電系統２１から大電流で蓄電部３９を充電し、イグニションスイッチ２３がオンになるとイグニションスイッチ系統２７から大電流充電を行うとともに、車両使用中の再充電時もイグニションスイッチ系統２７から大電流充電を行う。【選択図】図１
2009005508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主電源と負荷の間に接続され、前記主電源の電圧（Ｖｂ）が既定下限値以下になった時に、あらかじめ蓄えた電力を前記負荷に供給する車両用蓄電装置であって、
前記主電源の出力は第１ヒューズを介した常時通電系統と、イグニションスイッチと第２ヒューズの直列回路を介したイグニションスイッチ系統に分岐するとともに、
前記車両用蓄電装置は、前記常時通電系統に接続された選択スイッチと、
前記イグニションスイッチ系統、および前記選択スイッチに接続された充電回路と、
前記充電回路と前記負荷の間に接続された蓄電部と、
前記充電回路と前記選択スイッチが接続された制御回路とを備え、
前記制御回路は、車両起動前信号を受信すると前記選択スイッチをオンにして、前記常時通電系統からの前記主電源の電力を前記充電回路により前記蓄電部に充電し、
前記イグニションスイッチがオンになれば、前記選択スイッチをオフにして、前記イグニションスイッチ系統からの前記主電源の電力を前記充電回路により前記蓄電部に充電するようにした車両用蓄電装置。
【請求項２】
前記車両起動前信号は、開扉信号、または開錠信号の少なくともいずれかである請求項１に記載の車両用蓄電装置。
【請求項３】
車両使用時は、前記選択スイッチを常にオフにするようにした請求項１に記載の車両用蓄電装置。
【請求項４】
前記蓄電部と前記負荷の間に、前記制御回路と接続された放電回路を設けた構成を有し、
前記制御回路は、車両使用終了時に前記蓄電部を前記放電回路により放電するようにした請求項１に記載の車両用蓄電装置。
【請求項５】
車両非使用時は前記制御回路が待機状態になるようにした請求項１に記載の車両用蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主電源の電圧低下時に蓄電部から電力を供給する補助電源としての車両用蓄電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境への配慮や燃費向上のために停車時にエンジン駆動を停止するアイドリングストップ機能を搭載した自動車（以下、車両という）が市販されている。このような車両は使用中に断続的に大電流を消費するスタータが駆動すると一時的にバッテリの電圧が下がる。その結果、オーディオやカーナビゲーション等の他の負荷への供給電圧も下がり、その動作が不安定になる可能性があった。
【０００３】
また、車両の制動についても、従来の機械的な油圧制御から電気的な油圧制御への各種車両制動システムの提案がなされてきているが、バッテリが異常になった時、車両制動システムが動作しなくなる等の可能性があった。
【０００４】
これらに対し、一時的なバッテリの電圧低下時に負荷に十分な電力を供給したり、バッテリ異常時に車両制動システムに電力を供給するための補助電源としての車両用蓄電装置が、例えば下記特許文献１に提案されている。なお、特許文献１は車両用蓄電装置の内、特にバッテリ異常時に車両制動システムの電子制御部へ電力を供給する電源バックアップユニットとして示されている。
【０００５】
図５はこのような車両用蓄電装置のブロック回路図である。電力を蓄える蓄電素子には例えば大容量の電気二重層キャパシタが用いられ、これを複数個接続して蓄電部としてのキャパシタユニット１０１が構成されている。キャパシタユニット１０１には、その充放電を制御する充電回路１０３、および放電回路１０５が接続されている。充電回路１０３と放電回路１０５はマイコン１０７によって制御されている。マイコン１０７にはバッテリ異常を検出するための電圧検出手段１０９が接続され、電圧検出手段１０９には異常時にキャパシタユニット１０１の電力を供給するＦＥＴスイッチ１１１が接続されている。
【０００６】
このようにして構成された電源バックアップユニットとしての車両用蓄電装置１１３はバッテリ１１５と電子制御部１１７の間に接続されており、イグニションスイッチ１１９によって起動、停止するように制御されている。
【０００７】
次に、このような車両用蓄電装置の動作を説明する。
【０００８】
電子制御部１１７は車両制動システムであるので、安全確保のためにバッテリ１１５が異常になっても電子制御部１１７を駆動させ続けなければならない。そこで、バッテリ１１５の異常を電圧検出手段１０９が検出すれば、ＦＥＴスイッチ１１１をオンにしてキャパシタユニット１０１の電力を電子制御部１１７に供給することで、バッテリ１１５の異常に対応している。また、車両の使用終了時には、キャパシタユニット１０１の寿命を延ばすために、放電回路１０５によってキャパシタユニット１０１に蓄えられた電力を放電している。
【０００９】
なお、このような車両用蓄電装置は、負荷として車両制動システムの電子制御部１１７だけでなく、アイドリングストップ車のオーディオやカーナビゲーションに適用してもよい。この場合は、アイドリングストップ後のスタータ駆動による主電源（バッテリ１１５）の一時的な電圧低下時に、キャパシタユニット１０１の電力を負荷に供給することで、負荷の動作を継続することができる。
【特許文献１】特開２００５−２８９０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の車両用蓄電装置によると、確かにバッテリ１１５の異常時に電子制御部１１７を駆動させ続けたり、バッテリ１１５の一時的な電圧低下時にオーディオ等の負荷を駆動させ続けることができるのであるが、そのためにはあらかじめキャパシタユニット１０１を満充電状態にしておく必要がある。しかし、前記のようにキャパシタユニット１０１の電力は車両使用終了時に放電されているので、特に車両起動時においてはキャパシタユニット１０１を満充電するために時間がかかり、その間はキャパシタユニット１０１から負荷への電力供給ができない。
【００１１】
そこで、キャパシタユニット１０１の充電時間を短縮するためには、簡単には充電電流を増やせばよい。この場合、図５の構成ではキャパシタユニット１０１を充電するための充電回路１０３がバッテリ１１５と直接接続された状態となっているが、実際の車両においては両者の配線系にヒューズが配される（ヒューズは図５では省略している。）。このヒューズは車両に搭載された他の大電流消費負荷とも接続されているので、車両起動時でキャパシタユニット１０１を充電する際に、大電流消費負荷の駆動電流も前記ヒューズを経由して流れる。そのため、キャパシタユニット１０１の充電電流を増やすと、前記ヒューズの許容電流容量に近づき、大電流消費負荷の使用状態によっては前記ヒューズが切れる可能性がある。そこで、例えば図５の構成では許容電流容量の７０％を超えない電流範囲でキャパシタユニット１０１を充電するようにしている。ゆえに、充電電流を増やすことができず、車両起動時におけるキャパシタユニット１０１の充電に時間がかかるという課題があった。
【００１２】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、高速にキャパシタユニット１０１を充電することができる車両用蓄電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】
【００１３】
前記従来の課題を解決するために、本発明の車両用蓄電装置は、主電源と負荷の間に接続され、前記主電源の電圧（Ｖｂ）が既定下限値以下になった時に、あらかじめ蓄えた電力を前記負荷に供給する車両用蓄電装置であって、前記主電源の出力は第１ヒューズを介した常時通電系統と、イグニションスイッチと第２ヒューズの直列回路を介したイグニションスイッチ系統に分岐するとともに、前記車両用蓄電装置は、前記常時通電系統に接続された選択スイッチと、前記イグニションスイッチ系統、および前記選択スイッチに接続された充電回路と、前記充電回路と前記負荷の間に接続された蓄電部と、前記充電回路と前記選択スイッチが接続された制御回路とを備え、前記制御回路は、車両起動前信号を受信すると前記選択スイッチをオンにして、前記常時通電系統からの前記主電源の電力を前記充電回路により前記蓄電部に充電し、前記イグニションスイッチがオンになれば、前記選択スイッチをオフにして、前記イグニションスイッチ系統からの前記主電源の電力を前記充電回路により前記蓄電部に充電するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の車両用蓄電装置によれば、車両起動前信号を受信してからイグニションスイッチがオンになるまでの大電流消費負荷が使用されていない間は、ヒューズの許容電流容量まで余裕があるので、常時通電系統から大電流で蓄電部を充電し、イグニションスイッチがオンになると、元々ヒューズの許容電流容量まで余裕があるイグニションスイッチ系統から引き続き大電流で充電を行うとともに、車両使用中に蓄電部の電力が消費された後の再充電においてもイグニションスイッチ系統から大電流充電ができるので、蓄電部の高速充電が可能になるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における車両用蓄電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における車両用蓄電装置の起動時のフローチャートである。図３は、本発明の実施の形態における車両用蓄電装置の主電源電圧低下時のフローチャートである。図４は、本発明の実施の形態における車両用蓄電装置の使用終了時のフローチャートである。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、本実施の形態では車両用蓄電装置をアイドリングストップ車に適用した場合について述べる。
【００１７】
図１において、車両用蓄電装置１１は主電源１５と負荷１７との間に接続されている。主電源１５はバッテリであり、図示していないが大電流を断続的に消費するスタータも接続されている。また、負荷１７はオーディオやナビゲーション等の補機である。
【００１８】
主電源１５の出力は第１ヒューズ１９を介した常時通電系統２１と、車両のイグニションスイッチ２３と第２ヒューズ２５の直列回路を介したイグニションスイッチ系統２７に分岐している。なお、常時通電系統２１は車両における図示しない大電流消費負荷（例えば窓、ワイパ等のモータや、ヘッドライト等の照明）を駆動する電力を供給する系統であり、イグニションスイッチ系統２７は負荷１７（補機類）や、前記大電流消費負荷の制御系回路（図示せず）に電力を供給する系統である。従って、車両の起動時や使用時には常時通電系統２１には大電流が流れるが、イグニションスイッチ系統２７にはそれほど大きな電流が流れないことになる。ゆえに、第２ヒューズ２５は許容電流容量まで余裕があることになる。
【００１９】
次に、車両用蓄電装置１１の構成について説明する。まず、常時通電系統２１には第１ダイオード２９を介してＦＥＴからなる選択スイッチ３１の一端が接続されるとともに、主電源１５の電圧Ｖｂを検出する主電源電圧検出回路３３が接続されている。なお、主電源電圧検出回路３３は電力系配線（太線）の電圧を検出して外部へ出力する機能を有する。
【００２０】
イグニションスイッチ系統２７と、選択スイッチ３１の他端には充電回路３５が接続されている。なお、イグニションスイッチ系統２７と充電回路３５の間には、第２ダイオード３７が接続されている。これら第１ダイオード２９と第２ダイオード３７により、常時通電系統２１とイグニションスイッチ系統２７の電力の逆流を相互に防止している。また、充電回路３５は後述する蓄電部の電圧Ｖｃを検出しながら、定電流、または定電圧で設定電圧まで充電する機能を有する。さらに、検出した電圧Ｖｃを出力する機能も有する。
【００２１】
充電回路３５の出力と負荷１７の間には、蓄電部３９が接続されている。蓄電部３９は、例えば蓄電素子として電気二重層キャパシタを複数個（本実施の形態では６個）直列接続して必要な電力を賄う構成としている。ここで、電気二重層キャパシタの定格電圧は２．２Ｖであったので、蓄電部３９の満充電電圧は１３．２Ｖ（＝２．２Ｖ×６個）となる。なお、負荷１７の要求電力仕様によっては、電気二重層キャパシタの個数を増減したり直並列接続としてもよい。
【００２２】
蓄電部３９と負荷１７の間には、さらに切替スイッチ４１と第３ダイオード４３が直列に接続されている。切替スイッチ４１は外部からオンオフ制御できる構成のもので、ここでは選択スイッチ３１と同様にＦＥＴを用いた。また、第３ダイオード４３はアノードが切替スイッチ４１に、カソードが負荷１７にそれぞれ接続されている。
【００２３】
なお、車両側の常時通電系統２１においても、第１ヒューズ１９と負荷１７の間に第４ダイオード４５が接続されている。第４ダイオード４５はアノードが第１ヒューズ１９に、カソードが負荷１７にそれぞれ接続されている。従って、第３ダイオード４３と第４ダイオード４５により主電源１５からの電力と蓄電部３９からの電力が互いに逆流することを防止している。
【００２４】
充電回路３５、主電源電圧検出回路３３、選択スイッチ３１、および切替スイッチ４１は信号系配線で制御回路４７にも接続されている。制御回路４７はマイクロコンピュータと周辺回路から構成されており、車両用蓄電装置１１の全体の動作を制御している。すなわち、制御回路４７は充電回路３５の出力から蓄電部３９の電圧Ｖｃを、また主電源電圧検出回路３３の出力から主電源１５の電圧Ｖｂを、それぞれ読み込む。また、制御回路４７は充電回路３５に充電制御信号Ｃｃｏｎｔを送信することで充電回路３５の制御を行うとともに、選択スイッチ３１に選択スイッチオンオフ信号ＳＦを送信することで選択スイッチ３１のオンオフ制御を、切替スイッチ４１に切替スイッチオンオフ信号Ｓｏｆを送信することで切替スイッチ４１のオンオフ制御を、それぞれ行う。また、制御回路４７は車両側制御回路（図示せず）とデータ信号ｄａｔａの送受信を行うことで互いに交信する機能を有している。
【００２５】
次に、このような車両用蓄電装置１１の動作について、まず起動時における動作を図２のフローチャートを用いて説明する。なお、制御回路４７はメインルーチンから必要に応じて様々なサブルーチンを実行することにより全体の動作を行うソフトウエア構成としているので、図２に示すフローチャートをサブルーチンの形態で示した。以後同様に、全てのフローチャートをサブルーチンの形態で示す。
【００２６】
車両の起動前（車両非使用時）は制御回路４７が、いわゆるスリープモードと呼ばれる待機状態になっている。これにより、制御回路４７を完全にオフにする場合に比べ車両用蓄電装置１１の起動時間を早めることができる。
【００２７】
この状態で、車両を使用するために運転者が開錠操作を行ったり、ドアを開けると、開錠信号や開扉信号（以下、これらをまとめて車両起動前信号という）が車両側制御回路から制御回路４７にデータ信号ｄａｔａとして送信される。これにより、制御回路４７は直ちに起動し、メインルーチンを実行する。メインルーチンは現在が起動時であるので、図２の起動時サブルーチンを実行する。なお、開扉信号、または開錠信号については少なくともいずれかの信号が得られた時に制御回路４７にデータ信号ｄａｔａとして送信されるようにしている。これにより、車両起動前のいずれか早い方の信号が制御回路４７に送信されるので、高速な起動が可能となる。また、開錠信号は無線手段によりキーから車両に送信される信号をそのまま用いてもよい。これにより、運転者が車両に近づいた状態で制御回路４７が起動するので、さらに高速起動が可能となる。
【００２８】
図２のサブルーチンが実行されると、制御回路４７は選択スイッチ３１をオンにするよう選択スイッチオンオフ信号ＳＦを選択スイッチ３１に送信する（ステップ番号Ｓ１１）。これを受け、選択スイッチ３１がオンになる。これは、Ｓ１１の時点ではイグニションスイッチ２３がまだオフの状態であるので、主電源１５の電力を蓄電部３９に充電する電力系統を確保するために選択スイッチ３１をオンにしている。
【００２９】
次に、制御回路４７は充電回路３５により蓄電部３９の電圧Ｖｃを読み込み（Ｓ１３）、電圧Ｖｃと設定電圧を比較する（Ｓ１５）。ここで、設定電圧は蓄電部３９の満充電電圧（＝１３．２Ｖ）である。もし、電圧Ｖｃが設定電圧より小さければ（Ｓ１５のＹｅｓ）、車両非使用時に蓄電部３９が自己放電等を起こしていると想定されるので、充電回路３５により主電源１５の電力を蓄電部３９に充電する（Ｓ１７）。その後、イグニションスイッチ２３がオンになったか否かを判断する（Ｓ１９）。イグニションスイッチ２３のオンオフ状態は車両側制御回路からデータ信号ｄａｔａによって制御回路４７に送信されている。もし、イグニションスイッチ２３がオフであれば（Ｓ１９のＮｏ）、Ｓ１３に戻り、設定電圧に至るまで充電する動作を繰り返す。
【００３０】
一方、イグニションスイッチ２３がオンになっていれば（Ｓ１９のＹｅｓ）、選択スイッチ３１をオフにする（Ｓ２１）。このように動作することで、蓄電部３９への突入電流を回避している。すなわち、もしイグニションスイッチ２３がオンになる前に選択スイッチ３１をオフにすると、イグニションスイッチ２３がオンになった瞬間にイグニションスイッチ系統２７から蓄電部３９に突入電流が流れ、充電回路３５や周辺回路部品、配線系に劣化等の影響を与える可能性がある。そこで、本実施の形態では必ずイグニションスイッチ２３がオンになってから選択スイッチ３１をオフにするように制御し、高信頼性を得ている。
【００３１】
Ｓ２１の後はＳ１３に戻り、設定電圧に至るまで充電する動作を繰り返す。
【００３２】
以上までで説明したＳ１１からＳ２１までの動作が本実施の形態の特徴となる動作である。すなわち、制御回路４７は、車両起動前信号を受信すると直ちに待機状態から起動状態となり、選択スイッチ３１をオンにして常時通電系統２１からの主電源１５の電力を充電回路３５により蓄電部３９に充電し、イグニションスイッチ２３がオンになれば、選択スイッチ３１をオフにしてイグニションスイッチ系統２７からの主電源１５の電力を充電回路３５により蓄電部３９に充電する。このような動作により、車両起動時における蓄電部３９の高速充電が可能になるのであるが、その理由は以下の通りである。
【００３３】
車両起動前信号を受信してからイグニションスイッチ２３がオンになるまでの間は、車両としてはまだ非使用状態であるので、常時通電系統２１に接続された大電流消費負荷は駆動していない。ゆえに、第１ヒューズ１９に流れる電流は小さく、その許容電流容量までは十分な余裕がある。そこで、常時通電系統２１から大電流で蓄電部３９を充電することが可能となる。その後、イグニションスイッチ２３がオンになると、前記大電流消費負荷が駆動を開始する。その結果、イグニションスイッチ２３がオフの時の蓄電部３９への充電電流をそのまま流し続けると第１ヒューズ１９の許容電流容量を超える可能性がある。そこで、イグニションスイッチ２３がオンになると、元々第２ヒューズ２５の許容電流容量が大きいイグニションスイッチ系統２７から引き続き大電流で蓄電部３９の充電を行っている。従って、車両起動前信号を受信してから蓄電部３９の充電が完了するまで常に大電流充電ができるので、車両起動時における蓄電部３９の高速充電が可能となる。
【００３４】
なお、起動時に最初からイグニションスイッチ系統２７によってのみ蓄電部３９を充電する構成も考えられるが、大電流充電は可能であるものの、イグニションスイッチ２３がオンになるまでは蓄電部３９を充電することができず、その分、充電完了まで時間がかかる。よって、上記の構成、動作とする必要がある。
【００３５】
ここでＳ１５に戻り、蓄電部３９の電圧Ｖｃが設定電圧以上になれば（Ｓ１５のＮｏ）、制御回路４７は選択スイッチ３１をオフにする（Ｓ２３）。この動作はＳ２１と同じであるが、ここで再度選択スイッチ３１をオフにする動作を行う理由は以下の通りである。
【００３６】
制御回路４７は車両起動前信号を受信してからイグニションスイッチ２３がオンになるまでは常時通電系統２１の電力を蓄電部３９に充電するように制御しているが、例えば運転者が開錠や開扉を行った後、イグニションスイッチ２３をオンにするまでの時間が長かった場合、常時通電系統２１の電力で蓄電部３９の満充電が完了する可能性がある。この場合、Ｓ２１の動作が行われないので、Ｓ１１で選択スイッチ３１がオンになったままとなってしまう。この状態で放置すると、アイドリングストップ後に負荷１７へ蓄電部３９の電力を供給した後の再充電時に常時充電系統２１とイグニションスイッチ系統２７の両方から蓄電部３９に電力が供給されることになる。その結果、第２ヒューズ２５は前記したように許容電流容量までに余裕があるので問題はないが、第１ヒューズ１９は例えば大電流消費負荷が複数同時に動作している場合では蓄電部３９の充電により電流が増え、許容電流容量を超える可能性がある。そこで、本実施の形態では、車両使用中は必ずイグニションスイッチ系統２７から蓄電部３９を充電するようにしている。これにより、再充電時も大電流消費負荷の動作状態に関わらず蓄電部３９を高速充電することができる。
【００３７】
以上のことから、選択スイッチ３１のオンオフ状態に関わらずＳ２３で選択スイッチ３１をオフにすることで、車両使用時は選択スイッチ３１を常にオフにするようにしている。
【００３８】
Ｓ２３の後は、制御回路４７は蓄電部３９の設定電圧を維持するように充電回路３５を制御する（Ｓ２５）。これにより、車両用蓄電装置１１の起動が終了したので、図２のサブルーチンを終了し、メインルーチンに戻る。
【００３９】
次に、車両使用中に、アイドリングストップ後のスタータ動作により主電源１５の電圧Ｖｂが低下した時の動作を図３のフローチャートにより説明する。なお、制御回路４７のメインルーチンは車両使用時に適宜（例えば既定時間毎に）図３のサブルーチンを実行している。
【００４０】
これにより、まず制御回路４７は主電源１５の電圧Ｖｂを主電源電圧検出回路３３から読み込む（Ｓ３１）。次に、電圧Ｖｂと既定下限値を比較する（Ｓ３３）。ここで、既定下限値は負荷１７を動作させるための最低電圧（本実施の形態では１０．５Ｖ）とした。もし、電圧Ｖｂが既定下限値より大きければ（Ｓ３３のＮｏ）、車両が通常走行時等の状態であり、主電源１５は正常な電圧を出力しているので、そのまま図３のサブルーチンを終了し、メインルーチンに戻る。
【００４１】
一方、電圧Ｖｂが既定下限値以下であれば（Ｓ３３のＹｅｓ）、アイドリングストップが終了し、主電源１５がスタータを駆動している状態であるため、負荷１７を動作させられないほど電圧低下を起こしていることになる。この場合は、制御回路４７が切替スイッチ４１をオンにする（Ｓ３５）。具体的には切替スイッチオンオフ信号Ｓｏｆをオン信号として制御回路４７から切替スイッチ４１に送信する。これにより、蓄電部３９の電力が図１の放電経路と書かれた矢印の方向に流れ、負荷１７に供給される。この時、第４ダイオード４５のアノード電圧（＝主電源１５の電圧）はカソード電圧（＝蓄電部３９により負荷１７に印加される電圧）より小さくなるので、第４ダイオード４５はオフになり、蓄電部３９の電力が主電源１５に供給されることはない。このことから、蓄電部３９の電力は負荷１７にのみ供給され、負荷１７は動作し続けられる。
【００４２】
次に、制御回路４７は主電源１５の電圧Ｖｂと蓄電部３９の電圧Ｖｃを読み込む（Ｓ３７）。その後、まず電圧Ｖｂと既定下限値を比較し（Ｓ３９）、もし電圧Ｖｂが既定下限値以下のままであれば（Ｓ３９のＮｏ）、スタータの駆動中であると想定されるので、次に電圧Ｖｃと既定下限値（Ｓ３９と同様に１０．５Ｖ）を比較する（Ｓ４１）。もし、電圧Ｖｃが既定下限値より大きければ（Ｓ４１のＮｏ）、蓄電部３９から負荷１７に正常な電圧が印加されていることになるので、引き続き蓄電部３９が負荷１７に電力を供給しつつＳ３７に戻り、電圧Ｖｂと電圧Ｖｃの監視を続ける。
【００４３】
一方、電圧Ｖｃが既定下限値以下であれば（Ｓ４１のＹｅｓ）、主電源１５の電圧Ｖｂが既定下限値以下であり、かつ電圧Ｖｃが既定下限値以下であることになるので、負荷１７を駆動し続けることができない。この場合は、主電源１５やスタータ等の何らかの異常により電圧Ｖｂが回復しないまま、蓄電部３９の電力を使ってしまった状態であるので、制御回路４７は車両側制御回路に主電源異常信号を出力する（Ｓ４３）。これを受け、車両側制御回路は運転者に主電源１５の電力系統の異常を警告し、修理を促す。その後、図３のサブルーチンを終了する。
【００４４】
ここでＳ３９に戻って、スタータの駆動が完了し、電圧Ｖｂが既定下限値より大きい電圧に戻れば（Ｓ３９のＹｅｓ）、再び主電源１５の電力で負荷１７を動作させることができるので、切替スイッチ４１をオフにする（Ｓ４５）。これにより、蓄電部３９からの電力供給が停止するので、第３ダイオード４３のカソード側電圧が低下するが、主電源１５の電圧Ｖｂは既定下限値以上に回復しているので、第４ダイオード４５のアノード電圧がカソード電圧より高くなり、第４ダイオード４５がオンになる。その結果、主電源１５の電力が再び負荷１７に供給される。
【００４５】
次に、制御回路４７は次回のアイドリングストップに備えるために、蓄電部３９から負荷１７に放電した電力を再び主電源１５から充電する。具体的には、まず充電回路３５から蓄電部３９の電圧Ｖｃを読み込み（Ｓ３７）、電圧Ｖｃと設定電圧（＝１３．２Ｖ）を比較する（Ｓ４９）。もし、電圧Ｖｃが設定電圧より小さければ（Ｓ４９のＹｅｓ）、蓄電部３９が満充電されていないので、充電回路３５により主電源１５の電力を蓄電部３９に充電する（Ｓ５１）。なお、この時は前記したように選択スイッチ３１がオフなので、イグニションスイッチ系統２７の電力が蓄電部３９に充電される。その後、Ｓ４７に戻り、設定電圧に至るまで充電する動作を繰り返す。
【００４６】
一方、電圧Ｖｃが設定電圧以上であれば（Ｓ４９のＮｏ）、制御回路４７は蓄電部３９の設定電圧を維持するように充電回路３５を制御する（Ｓ５３）。その後、図３のサブルーチンを終了し、メインルーチンに戻る。
【００４７】
このように、車両使用中に蓄電部３９を再充電する際もイグニションスイッチ系統２７の電力から充電を行うので、大電流消費負荷の駆動状態に影響されずに高速充電を行うことができ、次のアイドリングストップに素早く対応することが可能となる。
【００４８】
次に、車両の使用を終了した時の車両用蓄電装置１１の動作について図４を用いて説明する。車両の使用が終了し、イグニションスイッチ２３が運転者によりオフにされると、制御回路４７は図４のサブルーチンを実行する。これにより、制御回路４７は充電回路３５に対し、その動作を停止するように充電制御信号Ｃｃｏｎｔを送信する（Ｓ６１）。これにより、充電回路３５は蓄電部３９の電圧Ｖｃを維持するように動作していたが、これを停止する。その後、図４のサブルーチンを終了してメインルーチンに戻り、制御回路４７を待機状態にする。これにより、次の車両使用時の車両用蓄電装置１１の起動を早めるとともに、車両非使用時の消費電力を低減している。
【００４９】
以上の構成、動作により、車両起動前信号を受信してからイグニションスイッチ２３がオンになるまでの間は常時通電系統２７から大電流で蓄電部３９を充電し、イグニションスイッチ２３がオンになるとイグニションスイッチ系統２７から引き続き大電流で充電を行うとともに、車両使用中に蓄電部３９の電力が消費された後の再充電においてもイグニションスイッチ系統２７から大電流充電ができるので、蓄電部３９の高速充電が可能な車両用蓄電装置を実現できる。
【００５０】
なお、本実施の形態では車両使用終了時に蓄電部３９の電力を積極的に放電しないようにしている。これにより、次回の車両起動時には蓄電部３９の自己放電により蓄電電力が減少しているものの、ある程度の電力があらかじめ蓄えられている状態であるので、高速起動が可能となる。しかし、蓄電部３９に電力を蓄えたまま放置すると、環境条件等によっては蓄電部３９を構成する電気二重層キャパシタの劣化が進行し寿命が短くなる可能性がある。そこで、従来のように蓄電部３９と負荷１７の間に、制御回路４７と接続された放電回路を設け、制御回路４７が車両使用終了時に蓄電部３９を放電回路により放電するようにしてもよい。これにより、蓄電部３９の劣化を低減することができる。また、起動時に蓄電部３９を満充電するための時間が放電回路を用いない場合に比べ遅くなるものの、従来のように充電電流を抑制する必要がないので、従来の構成よりは早く蓄電部３９を満充電することが可能となる。従って、放電回路を用いるか否かは、車両用蓄電装置１１の環境条件や、必要とする充電時間等を考慮して適宜決定すればよい。
【００５１】
また、本実施の形態では主電源１５の電圧Ｖｂと蓄電部３９の電圧Ｖｃの両方が既定下限値以下になると、主電源１５の異常信号を車両側制御回路に出力するようにしているが（図３のＳ４３）、これは車両側制御回路が主電源１５の電圧Ｖｂを検出する構成の場合は、主電源１５の異常がわかるのでＳ４３の動作は特になくてもよい。この場合、制御回路４７は車両側制御回路からの車両起動前信号を受信するだけでよく、車両側制御回路への送信機能が不要となるため、制御回路４７の低コスト化が図れる。
【００５２】
また、本実施の形態において蓄電部３９には蓄電素子として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蓄電素子でもよい。
【００５３】
また、車両用蓄電装置１１をアイドリングストップ車に適用した場合について述べたが、それらに限らず、ハイブリッド車や、車両制動システム、電動パワーステアリング、電動過給器等の各システムにおける補助電源等にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明にかかる車両用蓄電装置は、高速に蓄電部の充電が可能となるので、特に主電源の電圧低下時に蓄電部から電力を供給する補助電源としての車両用蓄電装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態における車両用蓄電装置のブロック回路図
【図２】本発明の実施の形態における車両用蓄電装置の起動時のフローチャート
【図３】本発明の実施の形態における車両用蓄電装置の主電源電圧低下時のフローチャート
【図４】本発明の実施の形態における車両用蓄電装置の使用終了時のフローチャート
【図５】従来の車両用蓄電装置のブロック回路図
【符号の説明】
【００５６】
１１  車両用蓄電装置
１５  主電源
１７  負荷
１９  第１ヒューズ
２１  常時通電系統
２３  イグニションスイッチ
２５  第２ヒューズ
２７  イグニションスイッチ系統
３１  選択スイッチ
３５  充電回路
３９  蓄電部
４７  制御回路
【図１】
2009005508.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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