特許 6572621 電気回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6572621

(24)【登録日】2019年8月23日

(45)【発行日】2019年9月11日

(54)【発明の名称】電気回路

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/16 20060101AFI20190902BHJP

   H02P 9/04 20060101ALI20190902BHJP

   F02D 29/02 20060101ALN20190902BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/16 H

   H02P9/04 M

   !F02D29/02 321B

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-96670(P2015-96670)

(22)【出願日】2015年5月11日

(65)【公開番号】特開2016-213986(P2016-213986A)

(43)【公開日】2016年12月15日

【審査請求日】2018年1月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】特許業務法人後藤特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100075513

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 政喜

(74)【代理人】

【識別番号】100120260

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅昭

(74)【代理人】

【識別番号】100148231

【弁理士】

【氏名又は名称】村瀬 謙治

(74)【代理人】

【識別番号】100194940

【弁理士】

【氏名又は名称】高山 昇一

(72)【発明者】

【氏名】田原 雅彦

(72)【発明者】

【氏名】手塚 淳

(72)【発明者】

【氏名】小池 智之

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 崇光

(72)【発明者】

【氏名】小石 瑛文

(72)【発明者】

【氏名】土屋 輝昌

【審査官】 永井 啓司

(56)【参考文献】

【文献】 独国特許出願公開第１０２００８０５４８８５（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−０３３８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０１８０１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第６０５６９８８（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１４−１８４７５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−００９７９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０２６４８６９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｌ１／００−３／１２

７／００−１３／００

１５／００−１５／４２

５０／００−５８／４０

Ｂ６０Ｒ１６／００−１７／０２

Ｆ０２Ｄ２９／００−２９／０６

Ｈ０２Ｊ７／００−７／３６

Ｈ０２Ｐ９／００−９／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンを自動停止及び自動再始動するアイドリングストップ機能を有する車両に適用される電気回路において、
発電機と、
前記発電機の発電電力を充放電可能な第１蓄電手段と、前記第１蓄電手段と並列接続され、前記発電電力を充放電可能であって前記第１蓄電手段よりも充放電の繰り返しに対する耐久性が高い第２蓄電手段と、
前記第１蓄電手段および前記第２蓄電手段に接続され、前記自動再始動時に前記エンジンをクランキングさせるエンジン再始動手段と、
前記エンジン再始動手段と前記第１蓄電手段との間に接続され、前記エンジン再始動手段と前記第１蓄電手段との通電を遮断可能な切り替え手段と、
前記切り替え手段に対して前記第１蓄電手段側に接続された全電装負荷と、を備え、
前記切り替え手段は、前記第２蓄電手段側から前記第１蓄電手段側へ向かう方向のダイオード及び前記ダイオードと並列に接続された第１のリレーのみにより構成され、
前記自動再始動時には、前記第１のリレーを遮断することで、前記エンジン再始動手段と前記第１蓄電手段との通電を遮断するとともに、前記エンジン再始動手段が前記第２蓄電手段から供給された電力により駆動される電気回路。

【請求項2】

エンジンを自動停止及び自動再始動するアイドリングストップ機能を有する車両に適用される電気回路において、
発電機と、
前記発電機の発電電力を充放電可能な第１蓄電手段と、前記第１蓄電手段と並列接続され、前記発電電力を充放電可能であって前記第１蓄電手段よりも充放電の繰り返しに対する耐久性が高い第２蓄電手段と、
前記第１蓄電手段および前記第２蓄電手段に接続され、前記自動再始動時及び初回始動時に前記エンジンをクランキングさせるエンジン再始動手段と、
前記エンジン再始動手段と前記第１蓄電手段との間に接続され、前記エンジン再始動手段と前記第１蓄電手段との通電を遮断可能な切り替え手段と、
前記切り替え手段に対して前記第１蓄電手段側に接続され、前記自動再始動時の瞬低電圧での作動を許容し得ない第１負荷グループと、
前記切り替え手段に対して前記第２蓄電手段側に接続され、前記自動再始動時の瞬低電圧での作動を許容し得る第２負荷グループと、を備え、
前記エンジン再始動手段は、前記切り替え手段に対して前記第２蓄電手段側に接続され、
前記切り替え手段は、前記第２蓄電手段側から前記第１蓄電手段側へ向かう方向のダイオードと、前記ダイオードと並列に接続された第１のリレーを含んで構成され、
前記自動再始動時には、前記第１のリレーを遮断することで、前記エンジン再始動手段と前記第１蓄電手段との通電を遮断するとともに、前記エンジン再始動手段が前記第２蓄電手段から供給された電力により駆動され、
前記初回始動時には、前記第１のリレーを接続状態として、前記エンジン再始動手段が前記第１蓄電手段から供給された電力により駆動される電気回路。

【請求項3】

請求項１に記載の電気回路において、
前記発電機が前記切り替え手段に対して前記第２蓄電手段側に接続され、
前記第２蓄電手段と前記エンジン再始動手段との間に、前記エンジン再始動手段と前記第２蓄電手段との通電を遮断可能な第２のリレーが接続され、
前記第１のリレーはコイルへの通電が遮断されると閉状態になるノーマルクローズタイプであり、
前記第２のリレーはコイルへの通電が遮断されると開状態になるノーマルオープンタイプであり、
前記自動再始動時には、前記第１のリレーを開き、前記第２のリレーを閉じる電気回路。

【請求項4】

請求項１に記載の電気回路において、
前記エンジン再始動手段は、駆動モータとしての機能を併せ持つ前記発電機であって、前記切り替え手段に対して前記第２蓄電手段側に接続され、
運転者の始動操作によるエンジン始動時に前記エンジンをクランキングするスタータモータ及び前記全電装負荷が前記切り替え手段に対して前記第１蓄電手段側に接続され、
前記第２蓄電手段と前記エンジン再始動手段との間には、前記エンジン再始動手段と前記第２蓄電手段との通電を遮断可能な第２のリレーが接続され、
前記第１のリレーはコイルへの通電が遮断されると閉状態になるノーマルクローズタイプであり、
前記第２のリレーはコイルへの通電が遮断されると開状態になるノーマルオープンタイプであり、
前記自動再始動時には、前記第１のリレーを開き、前記第２のリレーを閉じる電気回路。

【請求項5】

請求項１に記載の電気回路において、
前記全電装負荷が前記切り替え手段に対して前記第１蓄電手段側に接続され、
前記発電機が前記切り替え手段に対して前記第２蓄電手段側に接続され、
前記第２蓄電手段と前記エンジン再始動手段との間に、前記エンジン再始動手段と前記第２蓄電手段との通電を遮断可能な第２のリレーが接続され、
前記第１のリレーはコイルへの通電が遮断されると開状態になるノーマルオープンタイプであり、
前記第２のリレーはコイルへの通電が遮断されると開状態になるノーマルオープンタイプであり、
前記自動再始動時には、前記第１のリレーを開き、前記第２のリレーを閉じる電気回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、充放電の繰り返しに対する耐久性の異なる二つの二次電池を備える電気回路に関する。

【背景技術】

【0002】

特開２０１１−２３４４７９号公報には、鉛酸電池とリチウムイオン電池とを備える車両の電気回路が開示されている。上記文献の電気回路は、アイドリングストップからのエンジン再始動の場合、スタータモータに流れる大電流により車両の電源電圧が瞬時低下するために、リチウムイオン二次電池側に設けられている一部の車両電装負荷の保護の観点から、リチウムイオン電池とスタータモータとの通電を遮断し、鉛酸電池のみからスタータモータへ電力を供給する構成となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−２３４４７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記文献の構成では、エンジン再始動時に放電した鉛酸電池は、エンジン再始動後の運転中に充電されることとなる。しかし、鉛酸電池はリチウムイオン電池やニッケル水素電池といった高性能蓄電池に比べて、充放電の繰り返しに対する耐久性が低い。したがって、アイドリングストップから再始動する度に鉛酸電池が充放電を行なう上記文献の構成では、アイドリングストップ専用の高性能な鉛酸電池を用いても劣化が促進されることとなる。

【0005】

本発明の目的は、例えば鉛酸電池のような第１蓄電手段と、例えばリチウムイオン電池のように第１蓄電手段よりも充放電の繰り返しに対する耐久性が高い第２蓄電手段と、アイドリングストップを実行する車両の電気回路において、第１蓄電手段の劣化を抑制し得る電気回路を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある態様によれば、エンジンを自動停止及び自動再始動するアイドリングストップ機能を有する車両に適用される電気回路が提供される。電気回路は、発電機と、発電機の発電電力を充放電可能な第１蓄電手段と、第１蓄電手段と並列接続され、発電電力を充放電可能であって第１蓄電手段よりも充放電の繰り返しに対する耐久性が高い第２蓄電手段と、第１蓄電手段および第２蓄電手段に接続され、自動再始動時にエンジンをクランキングさせるエンジン再始動手段と、エンジン再始動手段と第１蓄電手段との間に接続され、エンジン再始動手段と第１蓄電手段との通電を遮断可能な切り替え手段と、切り替え手段に対して第１蓄電手段側に接続された全電装負荷と、を備える。そして、切り替え手段は、第２蓄電手段側から第１蓄電手段側へ向かう方向のダイオード及びダイオードと並列に接続された第１のみにより構成され、自動再始動時には、第１のリレーを遮断することで、エンジン再始動手段と前記第１蓄電手段との通電を遮断するとともに、エンジン再始動手段が第２蓄電手段から供給された電力により駆動される。

【発明の効果】

【0007】

上記態様によれば、アイドリングストップ機能による自動再始動時にエンジン再始動手段を駆動するために第２蓄電手段の電力を用いるので、アイドリングストップの実行による第１蓄電手段の劣化を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明の前提となるシステムの概略図である。

【図2】図２は、第１実施形態の電気回路図である。

【図3】図３は、第２実施形態の電気回路図である。

【図4】図４は、第３実施形態の電気回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

【0010】

（第１実施形態）
図１は、本発明の前提となるアイドリングストップ機能付きエンジンのシステム概略図である。

【0011】

図１に示すように、エンジン１は一方の側面に発電機２を、他方の側面にエアコンコンプレッサ４を、それぞれ図示しないブラケット等を介して備えている。エンジン１のクランクシャフト先端に装着したクランクプーリ５と、発電機２の回転軸先端に装着した発電機プーリ６と、エアコンコンプレッサ４の回転軸先端に装着したコンプレッサプーリ７とが、ベルト８に巻掛けられ、これらが機械的に連結されている。

【0012】

なお、図１ではクランクプーリ５、発電機プーリ６、及びコンプレッサプーリ７の３つのプーリが一本のベルト８で機械的に連結されているが、発電機プーリ６とコンプレッサプーリ７をそれぞれ別のベルト８でクランクプーリ５と機械的に連結してもよい。また、ベルトに代えてチェーンを用いてもよい。

【0013】

エンジン１は自動変速機１１との連結部付近にスタータ９を備える。スタータ９は、一般的な始動用のスタータと同様に進退動するピニオンギヤを備える。そして、スタータ９の作動時にはピニオンギヤがクランクシャフト基端部に装着されたドライブプレートの外周に設けたギヤに係合することで、クランキングが行なわれる。スタータ９への電力供給については後述する。

【0014】

自動変速機１１は、アイドリングストップ中の制御油圧を確保するための電動オイルポンプ１０を備える。電動オイルポンプ１０は自動変速機コントローラ２０の指令に応じて作動し、アイドリングストップからの発進時の応答性を向上している。

【0015】

発電機２は、エンジン１の駆動力により駆動して発電し、発電する際に発電電圧をＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信またはハードワイヤーにより可変制御することが可能である。また、発電機２は、車両の減速時に車両の運動エネルギを電力として回生することもできる。これら発電や回生の制御はエンジンコントロールモジュール（以下、ＥＣＭと称する。）１９が行う。

【0016】

ＥＣＭ１９は、クランク角センサ１２、バッテリセンサ、大気圧センサ等の各種センサの検出信号や、ブレーキスイッチ等の各種スイッチ類の信号を読み込み、燃料噴射量や点火時期等の制御の他、アイドリングストップ制御を実行する。また、ＥＣＭ１９は、ＡＢＳ・ＶＤＣユニット２１、エアコンアンプ２２、電動パワーステアリングユニット２５、車両制御コントローラ２６、電源分配コントローラ２３、メータユニット２４、及び運転支援システム（ＡＤＡＳ）ユニット２７と、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して相互通信を行い、車両に最適な制御を行っている。なお、ＥＣＭ１９は中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。ＥＣＭ１９を複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。

【0017】

図１に示すシステムは、第１蓄電手段としての鉛蓄電池及び第２蓄電手段としての非水電解質二次電池の２つの二次電池を備える。以下、鉛蓄電池は鉛酸電池１５、非水電解質二次電池はリチウムイオン二次電池１６とする。なお、鉛酸電池１５の満充電状態での開放電圧は１２．７Ｖ、リチウムイオン二次電池１６の満充電状態での開放電圧は１３．１Ｖとする。

【0018】

鉛酸電池１５とリチウムイオン二次電池１６とは並列接続されており、両者の間には後述する第１リレー５１が接続されている。第１リレー５１はＥＣＭ１９により制御される。

【0019】

鉛酸電池１５は全電装負荷３０へ電力を供給する。アイドリングストップからのエンジン自動再始動時にスタータ９を駆動することによる瞬間的な電圧降下（以下、瞬低ともいう。）の影響を防止するため、第１リレー５１を遮断（オフ状態）することで、全電装負荷３０の作動電圧を保証する。

【0020】

発電機２の発電電力（回生による電力も含む。以下同様。）は、鉛酸電池１５及びリチウムイオン二次電池１６のいずれにも充電される。

【0021】

なお、鉛酸電池１５及びリチウムイオン二次電池１６から全電装負荷３０へ電力を供給する際や、発電機２の発電電力を鉛酸電池１５又はリチウムイオン二次電池１６に充電する際には、発電機２の界磁電流制御によって電圧の調整が行われる。

【0022】

次に、アイドリングストップからのエンジン自動再始動について説明する。本実施形態のアイドリングストップ制御は一般的なものと同様である。例えば、アクセルペダルが全閉、ブレーキペダルが踏み込まれた状態、及び車速が所定車速以下等の諸条件を満たす場合はエンジン１を自動停止し、ブレーキペダルの踏み込み量が所定量以下になった場合等にエンジン１を自動再始動する。

【0023】

図２は、図１に示したシステムの、エンジン自動再始動に関連する部分の電気回路図である。

【0024】

図２に示すように、鉛酸電池１５とリチウムイオン二次電池１６とは並列接続されている。また、本システムには、ダイオード５０に並列接続された第１リレー５１とリチウムイオン二次電池１６に付属した第２リレー５２が接続されている。すなわち、第２リレー５２のオン・オフにより、リチウムイオン二次電池１６と発電機２やスタータ９等の他の要素と導通・非導通状態が切り替えられることとなる。

【0025】

ダイオード５０は、その順方向とリチウムイオン二次電池１６側から鉛酸電池１５側へ向かう方向が一致するように接続されている。すなわち、本実施形態における電気回路では、リチウムイオン二次電池１６側から鉛酸電池１５側へ向かう向きの電流は流れるが、この逆向きの電流は遮断されることとなる。第１リレー５１は、コイルに通電されていない状態で閉状態となる、いわゆるノーマルクローズタイプのリレーである。第２リレー５２は、コイルに通電されていない状態で開状態となる、いわゆるノーマルオープンタイプである。ここでいう開状態とは通電が遮断された状態（オフ状態）をいい、閉状態とは通電状態（オン状態）をいう。なお、第１リレー５１としてコイルに通電されていない状態で開状態となるノーマルオープンタイプのリレーを用いても良い。さらに、第２リレー５２としてコイルに通電されていない状態で閉状態となるノーマルクローズタイプのリレーを用いても良い。さらに、第１リレー５１及び第２リレー５２をともにノーマルオープンタイプ又はノーマルクローズタイプのリレーで構成することも可能である。ただし、第２リレー５２としてノーマルクローズタイプのリレーを用いる場合には、車両停止時の暗電流による放電が発生するため、長期放置時に過放電の可能性がある。また、リチウム電池パックＰの単独での取り扱い時にＰの端子部から放電や充電が可能な状態（活電状態）のため、いたずら防止などの特別な対応が必要となる。このような事情を考慮すれば、第２リレー５２としてはノーマルオープンタイプのリレーを用いることが好ましい。

【0026】

本実施形態ではリチウムイオン二次電池１６、第２リレー５２、ダイオード５０、及びバッテリーコントローラ６０が一つにまとめられ、リチウム電池パックＰとして構成されている。ここでバッテリーコントローラ６０は、ＥＣＭ１９から、エンジン１の運転状態に応じたスタータ９や全電装負荷３０への放電指令又は充電指令に係る信号を受信し、この信号に基づいて第２リレー５２のオン・オフ制御を行う。なお、本実施形態では、ダイオード５０と第１リレー５１により、スタータ９と鉛酸電池１５との通電を遮断可能な切り替え手段が構成されている。

【0027】

全電装負荷３０は、第１リレー５１に対して鉛酸電池１５側に接続されている。スタータ９及び発電機２は、第１リレー５１に対してリチウムイオン二次電池１６側に接続されている。

【0028】

なお、本実施形態では、第１リレー５１の瞬時最大電流容量は１２００Ａ、第２リレー５２の瞬時最大電流容量は８００Ａとする。

【0029】

上記の電気回路では、車両走行中は、ＥＣＭ１９が第１リレー５１をオン状態、バッテリーコントローラ６０が第２リレー５２をオン状態にする。これにより、発電機２の発電電力が鉛酸電池１５及びリチウムイオン二次電池１６に充電され得る状態となる。ただし、リチウムイオン二次電池１６は鉛酸電池１５に比べて発電機２の発電電力が充電され易く、鉛酸電池１５は満充電時では充電電圧が１３Ｖを超えるとほとんど充電されなくなる、という特性があるため、発電機２の発電電力は主にリチウムイオン二次電池１６に充電されることとなる。

【0030】

アイドリングストップ制御による自動停止後（以下、アイドリングストップ中ともいう。）においても、ＥＣＭ１９は第１リレー５１をオン状態に維持し、バッテリーコントローラ６０が第２リレー５２をオン状態に維持する。これにより、第１リレー５１を介してリチウムイオン二次電池１６と全電装負荷３０との通電が確保されるので、アイドリングストップ中に、鉛酸電池１５及びリチウムイオン二次電池１６のいずれからも全電装負荷３０へ電力供給が可能となる。

【0031】

なお、発電機２の制御が不能になり発電電圧が過剰に高くなった場合には、バッテリーコントローラ６０が第２リレー５２をオフ状態にする。これにより、リチウムイオン二次電池１６に過電圧がかかることを防止する。

【0032】

また、リチウムイオン二次電池１６及び鉛酸電池１５の特性上、全電装負荷３０への電力供給は主にリチウムイオン二次電池１６から行われる。この特性、及び上述したように発電電力はリチウムイオン二次電池１６に充電され易いという特性から、後述するリチウムイオン二次電池１６の電力でスタータ９を駆動する自動再始動時を除き、リチウムイオン二次電池１６の電圧は鉛酸電池１５の電圧以上の値に維持される。

【0033】

ところで、リチウムイオン二次電池１６は鉛酸電池１５に比べてエネルギ密度及び充放電エネルギ効率が高いという特徴がある。また、リチウムイオン二次電池１６は充放電時に電極材料の溶解析出反応を伴わないので、長寿命が期待できるという特徴も有する。これに対し鉛酸電池１５は、同じ容量であればリチウムイオン二次電池１６に比べて低コストであるが、放電することによって電極が劣化するため、繰り返しの充放電に対する耐久性ではリチウムイオン二次電池１６に劣る。

【0034】

そこで本実施形態では、アイドリングストップからのエンジン再始動時には、ＥＣＭ１９は第１リレー５１をオフ状態とし、及びバッテリーコントローラ６０は第２リレー５２をオン状態に維持する。これにより、リチウムイオン二次電池１６のみからスタータ９へ電力供給される。

【0035】

なお、リチウムイオン二次電池１６とスタータ９の間に、所定の抵抗とこれに並列接続されたバイパスリレーを介在させても良い。この構成の下、リチウムイオン二次電池１６からの電力供給によりスタータ９を駆動して１００〜１５０ｍｓ程度経過した後に、バイパスリレーを非導通状態から導通状態とすることにより、スタータ９の始動時のスパイク電流を大幅に低減させることができ、始動性能が確保される。この場合、エンジン完爆後に所定時間が経過したら、通常の走行時の状態へと戻す制御を行う。

【0036】

一方、例えばキー操作やスタートボタン操作といった運転者の始動操作に応じてエンジン１を始動する場合（以下、初回始動時ともいう。）は、ＥＣＭ１９は第１リレー５１をオン状態に維持し、バッテリーコントローラ６０が第２リレー５２をオフ状態のまま維持し、鉛酸電池１５のみからスタータ９に電力供給する。

【0037】

なお、初回始動時に、第２リレー５２をオン状態として、鉛酸電池１５及びリチウムイオン二次電池１６の２つの電池からスタータ９に電力供給するようにしてもよい。

【0038】

次に、上記のように構成した電気回路の作用効果について説明する。

【0039】

仮にエンジン１の自動再始動に鉛酸電池１５の電力を用いるとすると、上述したようにリチウムイオン二次電池１６に比べて繰り返しの充放電に対する耐久性が低い鉛酸電池１５は、アイドリングストップを実行する度に劣化が促進されるので、交換サイクルが短くなる。

【0040】

これに対し本実施形態では、エンジン１の自動再始動時に、第１リレー５１をオフ状態として（開いて）鉛酸電池１５からスタータ９への電力供給通路を遮断し、第２リレー５２をオン状態として（閉じて）リチウムイオン二次電池１６の電力を用いて自動再始動するので、鉛酸電池１５の交換サイクルを長期化することができる。

【0041】

本実施形態の電気回路では、自動再始動時を除き、リチウムイオン二次電池１６の電圧が鉛酸電池１５の電圧以上の値になる。そして、リチウムイオン二次電池１６側から鉛酸電池１５側へ向かう方向を順方向とするダイオード５０が、スタータ９と鉛酸電池１５との間に配置されている。したがって、第１リレー５１をオフ状態にすれば、鉛酸電池１５側からリチウムイオン二次電池１６側へ電流が流れることを防止できる。つまり、従来のように、寄生ダイオードの順方向が相互に逆向きのＭＯＳＦＥＴを２つ配置に比べてより低コストに鉛酸電池１５側からリチウムイオン二次電池１６側へ電流が流れることを防止できる。

【0042】

さらに、本実施形態では、ダイオード５０を介してリチウムイオン二次電池１６から全電装負荷３０への通電が確保されているので、例えば鉛酸電池１５が端子外れ等に原因で故障した場合であっても、全電装負荷３０への電力供給を維持することができ、ブラックアウト状態に陥ることが防止される。特に、エンジン停止中から再始動の過程で電源の冗長性が確保されつつも、再始動を実行することができる。

【0043】

また、本実施形態の電気回路は、鉛酸電池１５と全電装負荷３０とを接続する部分（図２の枠Ａで囲った部分）については、バッテリを１つだけ備える一般的な車両の電装回路と同様の構成になる。さらに、鉛酸電池１５を自動再始動に用いないので、鉛酸電池１５の容量を、アイドリングストップ機能を有しない車両に比べて大きくする必要がなく、同じ仕様を用いることができる。したがって、アイドリングストップシステムのコスト低減が可能となる。

【0044】

さらに、本実施形態によれば、例えばリチウムイオン二次電池１６のマイナス端子が外れる等の原因によってリチウムイオン二次電池１６からスタータ９への電力供給が不可能な状態になっても、第１リレー５１を閉じれば鉛酸電池１５からスタータ９へ電力供給が確保されるので、自動再始動が可能である。

【0045】

（第２実施形態）
図３は本発明の第２実施形態の電気回路図である。図２との相違点は、第１電装負荷群３１と第２電装負荷群３２とに分割され、第２電装負荷群３２が第１リレー５１に対してリチウムイオン二次電池１６側に接続されている点である。第１電装負荷群３１は、アイドリングストップ機能によるエンジン自動再始動時に瞬低を許容し得ない電装品群であり、例えば、ナビゲーションシステムやオーディオ等がこれに該当する。第２電装負荷群３２は、瞬低を許容し得る電装品群であり、例えば、ワイパー、ヘッドライト、エアバッグ等がこれに該当する。

【0046】

上記の構成の相違点はあるが、第１リレー５１、及び第２リレー５２の開閉制御については第１実施形態と同様である。

【0047】

したがって、本実施形態によれば、アイドリングストップからのエンジン１の自動再始動はリチウムイオン二次電池１６の電力によって行われるので、アイドリングストップを実行することによる鉛酸電池１５の劣化を防止できる。

【0048】

また、本実施形態によれば、電装負荷を第１電装負荷群３１と第２電装負荷群３２とに分割しているので、全電装負荷群を一体にする構成に比べて車載レイアウトの自由度が高まる。

【0049】

（第３実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態の電気回路図である。図２との相違点は、発電機２の代わりに電動機７０が用いられている点、及び、スタータ９が、第１リレー５１に対して鉛酸電池１５側に接続されている点である。電動機７０は発電機プーリ６に相当するプーリを備え、当該プーリとクランクプーリ５とがベルト等により機械的に連結されている。

【0050】

電動機７０はインバータを備え、リチウムイオン二次電池１６から供給される電力により駆動するモータ機能と、エンジン１の駆動力により駆動して発電する発電機能を有する。また、電動機７０の発電機能を使用する際に、発電電圧を可変に制御することが可能である。

【0051】

モータ機能と発電機能の切り換えは、ＥＣＭ１９が行う。モータ機能を使用するのは、主にアイドリングストップからの自動再始動時である。すなわち、本実施形態においては、電動機７０がエンジン再始動手段となる。したがって、本実施形態では、ダイオード５０と第１リレー５１により、電動機７０と鉛酸電池１５との通電を遮断可能な切り替え手段が構成されている。

【0052】

第１リレー５１、及び第２リレー５２の開閉制御については、第１実施形態と同様である。すなわち、アイドリングストップからの自動再始動は、リチウムイオン二次電池１６から電力供給された電動機７０がエンジン１をクランキングさせることによって行われる。そして、スタータ９は初回始動時にのみ使用される。

【0053】

本実施形態によれば、第１実施形態と同様にアイドリングストップを実行することによる鉛酸電池１５の劣化を防止でき、さらにスタータ９はアイドリングストップ機能を有しない車両と同じ仕様を用いることができる。

【0054】

また、本実施形態によれば、鉛酸電池１５及びスタータ９が第１リレー５１に対して同じ側にあるので、初回始動時に鉛酸電池１５からスタータ９へ電力供給する際に、第１リレー５１に電流は流れない。すなわち、第１リレー５１の瞬時最大電流容量を設定するにあたって、初回始動時にスタータ９を駆動するための大電流が流れることを考慮する必要がない。このため、第１実施形態では１２００Ａとしていた第１リレー５１の電流容量を８００Ａ程度まで低下させることができ、第１リレー５１のコストを低減できる。

【0055】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。例えば、第１蓄電手段は鉛酸電池１５に限定されるものではなく、例えば、ニッケル水素電池等の鉛フリー二次電池であってもよい。また、各実施形態で用いた機械式リレーに代えて、半導体を用いたスイッチング素子を用いても良い。

【符号の説明】

【0056】

１ エンジン
２ 発電機
４ エアコンコンプレッサ
５ クランクプーリ
６ 発電機プーリ
７ コンプレッサプーリ
８ ベルト
９ スタータ
１０ 電動オイルポンプ
１１ 自動変速機
１２ クランク角センサ
１５ 鉛酸電池
１６ リチウムイオン二次電池
１９ ＥＣＭ
２０ 自動変速機コントローラ
２１ ＡＢＳ・ＶＤＣユニット
２２ エアコンアンプ
２３ 電源分配コントローラ
２４ メータユニット
２５ 電動パワーステアリングユニット
２６ 車両制御コントローラ
２７ ユニット
３０ 全電装負荷
５０ ダイオード
５１ 第１リレー
５２ 第２リレー
６０ バッテリーコントローラ
７０ 電動機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】