JP6079760B2 - 車両用電源制御装置 - Google Patents

Description

ここに開示された技術は、車両用電源制御装置に関するものである。

近年、車両の燃費性能を改善する観点から、車両の減速時に集中的に発電を行うことによってエンジンの負担を軽減する、いわゆる減速回生システムを採用した車両が増えつつある。

減速回生システムを採用した車両では、減速時に発電される大容量の電力を短時間で充電するために、従来から広く使われてきた鉛蓄電池（第１蓄電部）とは別に、鉛蓄電池よりも急速な充放電が可能なニッケル水素蓄電池、リチウムイオン二次電池又は電気二重層キャパシタ（第２蓄電部）が搭載されることが多い（特許文献１参照）。このように、特性が異なる２種類の蓄電部を搭載することにより、減速時に発生する電力を無駄なく回収しつつ、十分に大きな充電容量を確保することが可能となる。

特許文献１に記載の装置では、第２蓄電部として、電気二重層キャパシタが採用されており、鉛蓄電池に低電圧電気負荷が接続され、電気二重層キャパシタに発電機が接続されている。電気二重層キャパシタは、減速時に発生する電力を多く回収するために、鉛蓄電池より高い電圧まで充電可能に構成されている。そこで、鉛蓄電池と電気二重層キャパシタとの間には、電圧変換器及びバイパススイッチ素子が並列に接続された回路が設けられている。

通常時には、バイパススイッチ素子はオフにされ、電気二重層キャパシタ又は発電機の電圧は、電圧変換器により降圧されて、鉛蓄電池又は低電圧電気負荷に印加される。一方、電圧変換器の出力電流が予め定められた電流閾値を超えた状態が所定時間継続すると、発電機の発電が停止される。そして、電気二重層キャパシタの電圧が低下して、鉛蓄電池との電位差が所定値以下になると、バイパススイッチ素子がオンにされ、発電機の発電が再開されて、発電機の発電電力が、直接、鉛蓄電池又は低電圧電気負荷に供給される。

特開２０１３−１１９３３１号公報

上述のように、上記従来の特許文献１に記載の装置では、電気二重層キャパシタの電圧が低下して、鉛蓄電池との電位差が所定値以下になるまでに時間を要するため、発電機の発電停止からバイパススイッチ素子のオンまでの移行時間が必要となる。この移行時間において、低電圧電気負荷に供給される電流のうち、電流閾値を超えた分は、鉛蓄電池から供給されることになる。この場合、低電圧電気負荷への電流供給により、鉛蓄電池の電圧が移行時間中に過度に低下すると、動作中の低電圧電気負荷が停止する虞がある。このため、移行時間が過度に長くならないようにすることが求められる。

ここに開示された技術は、２種類の蓄電部を備える車両用電源制御装置において、電圧変換器の出力電流が電流閾値を超えた状態になったときに、バイパススイッチ素子がオンにされるまでの移行時間が過度に長くならないようにすることを目的とする。

上述の課題を解決するために、ここに開示された技術は、エンジンにより駆動されて発電する発電機と、予め定められた第１電圧値以下の電圧で動作する低電圧電気負荷と、前記低電圧電気負荷に電気的に接続され、上限電圧が前記第１電圧値に設定された第１蓄電部と、前記発電機に電気的に接続され、上限電圧が前記第１電圧値より高い第２電圧値に設定され、前記第１蓄電部より急速な充放電が可能な第２蓄電部と、前記発電機及び前記第２蓄電部と、前記低電圧電気負荷及び前記第１蓄電部との間に設けられ、前記発電機又は前記第２蓄電部から出力される電圧を低下させて前記低電圧電気負荷又は前記第１蓄電部に出力する電圧変換器と、前記電圧変換器に並列に接続され、オンにされると前記電圧変換器の入力端及び出力端の間を短絡し、オフにされると前記電圧変換器の入力端及び出力端の間を開放するバイパススイッチ素子と、前記バイパススイッチ素子がオフの状態で、前記電圧変換器の出力電流が予め定められた電流閾値を超えると前記発電機の発電を停止させ、前記第２蓄電部の電圧が予め定められた前記第１電圧値に近い移行電圧値に低下すると前記バイパススイッチ素子をオンにして前記発電部の発電を再開させる制御部と、前記第１蓄電部の温度を検出する温度検出部と、を備え、前記制御部は、前記温度検出部により検出された前記第１蓄電部の温度が、常温より低い値に予め定められた第１温度閾値以下の場合には、前記第２蓄電部の上限電圧を、前記第１電圧値より高く、かつ前記第２電圧値より低い第３電圧値に設定するものである。

この構成によれば、第１蓄電部の温度が第１温度閾値以下の場合には、第２蓄電部の上限電圧は、第１電圧値より高く、かつ第２電圧値より低い第３電圧値に設定される。したがって、電圧変換器の出力電流が電流閾値を超えることにより、発電機の発電が停止されたときに、第１蓄電部の温度が第１温度閾値以下の場合には、第２蓄電部の電圧が第１電圧値に近い移行電圧値に低下してバイパススイッチ素子がオンにされるまでの移行時間が短縮される。このため、電圧変換器の出力電流が電流閾値を超えた状態になったときに、移行時間が過度に長くならないようにすることができる。その結果、第１蓄電部の電圧が移行時間中に過度に低下することにより動作中の低電圧電気負荷が停止するような事態を避けることができる。

上記構成において、前記第２蓄電部は、電気二重層キャパシタを含み、前記制御部は、前記電気二重層キャパシタの静電容量を算出し、前記算出した静電容量を用いて、第１エネルギーから第２エネルギーを減算した値が第３エネルギーに等しくなるように前記第３電圧値を算出し、前記第１エネルギーは、前記電気二重層キャパシタの電圧が前記第３電圧値のときに前記電気二重層キャパシタに貯められるエネルギーであり、前記第２エネルギーは、前記電気二重層キャパシタの電圧が前記移行電圧値のときに前記電気二重層キャパシタに貯められるエネルギーであり、前記第３エネルギーは、前記電流閾値より大きい値に予め定められた最大電流値の電流が前記電圧変換部から出力されたときに、予め定められた移行時間で前記電気二重層キャパシタから放出されるエネルギーであるとしてもよい。

この構成によれば、電気二重層キャパシタの電圧は、予め定められた移行時間で、第３電圧値から移行電圧値に低下する。したがって、電圧変換器の出力電流が電流閾値を超えた状態になったときに、バイパススイッチ素子がオンにされるまでの移行時間が過度に長くならないようにすることができる。

上記構成において、前記第２蓄電部に電気的に接続され、前記第１電圧値を超える電圧で動作する高電圧電気負荷をさらに備え、前記制御部は、前記高電圧電気負荷を駆動する電流を前記電気二重層キャパシタから出力したときに、前記移行時間で前記電気二重層キャパシタから放出される第４エネルギーを予め算出し、前記制御部は、前記高電圧電気負荷が動作しているときは、前記第１エネルギーから前記第２エネルギーを減算した値が、前記第３エネルギーと前記第４エネルギーとの和に等しくなるように、前記第３電圧値を算出してもよい。

この構成によれば、高電圧電気負荷が動作しているときは、第１エネルギーから第２エネルギーを減算した値が、第３エネルギーと第４エネルギーとの和に等しくなるように、第３電圧値が算出される。高電圧電気負荷の動作により、電気二重層キャパシタに貯められているエネルギーが消費される。このため、高電圧電気負荷が動作しているときは、第４エネルギーの分だけ、第３電圧値（つまり第２蓄電部の上限電圧）を、より高い電圧値にすることができる。その結果、より多くの回生エネルギーを電気二重層キャパシタに貯めることが可能になる。

上記構成において、前記制御部は、前記電気二重層キャパシタの静電容量を繰り返し算出し、前記算出した最新の静電容量を保存し、前記保存した最新の静電容量を用いて、前記第３電圧値を算出してもよい。

一般に、電気二重層キャパシタの静電容量は、経時劣化により低下する。この構成によれば、電気二重層キャパシタの静電容量が繰り返し算出され、算出された最新の静電容量が保存され、保存された最新の静電容量を用いて、第３電圧値が算出される。このため、経時劣化により電気二重層キャパシタの静電容量が低下した場合でも、その低下した静電容量を用いて、第３電圧値が算出される。その結果、電気二重層キャパシタの経時劣化を反映した第３電圧値を算出することができる。

上記構成において、前記制御部は、前記第１蓄電部の温度が前記第１温度閾値より高い値に予め定められた第２温度閾値以上では、前記第２蓄電部の上限電圧を前記第２電圧値に設定し、前記第１蓄電部の温度が前記第１温度閾値と前記第２温度閾値との間では、前記第２蓄電部の上限電圧を、前記第３電圧値と前記第２電圧値とを直線で補間した値に設定してもよい。

第２蓄電部の上限電圧を、第１蓄電部の温度が第１温度閾値以下で第３電圧値とし、第１温度閾値より高い温度で第２電圧値とすることにより、第１温度閾値を境界として階段状に設定することも考えられる。しかし、この場合には、例えば車両の走行中に、第２蓄電部の上限電圧が、第３電圧値と第２電圧値との間で階段状に切り替わると、運転者に違和感が生じる虞がある。一方、この構成によれば、第１蓄電部の温度が第１温度閾値と第２温度閾値との間では、第２蓄電部の上限電圧が、第３電圧値と第２電圧値とを直線で補間した値に設定されている。このため、第２蓄電部の上限電圧が、第３電圧値と第２電圧値との間で滑らかに切り替わる。したがって、運転者に違和感が生じるのを避けることができる。

この車両用電源制御装置によれば、第１蓄電部の温度が第１温度閾値以下の場合には、第２蓄電部の上限電圧は、第１電圧値より高く、かつ第２電圧値より低い第３電圧値に設定される。したがって、発電機の発電が停止されたときに、第１蓄電部の温度が第１温度閾値以下の場合には、第２蓄電部の電圧が第１電圧値に近い移行電圧値に低下するまでの移行時間を短縮することができる。その結果、第１蓄電部の電圧が移行時間中に過度に低下することにより動作中の低電圧電気負荷が停止するような事態を避けることができる。

車両用電源制御装置が搭載された車両の構成を概略的に示す図である。 車両の制御系統の電気的構成を概略的に示すブロック図である。 制御部により行われる処理の一例を示すフローチャートである。 制御部に保存されている移行時間設定テーブルを示す図である。 制御部に保存されている上限電圧設定データを示す図である。 車両の車速、キャパシタ電圧、低電圧電気負荷に供給される負荷電流の推移の一例を示すタイミングチャートである。 車両用電源制御装置が搭載された車両の図１と異なる構成を概略的に示す図である。 図７に示される車両の制御系統の電気的構成を概略的に示すブロック図である。 新品のキャパシタと経時劣化後のキャパシタとにおける上限電圧の違いを概略的に表す図である。 制御部により行われる処理の図３と異なる例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本開示の実施の形態が説明される。なお、各図では、同様の要素には同様の符号が付され、適宜、説明が省略される。

（車両の全体構成）
図１は、車両用電源制御装置が搭載された車両の構成を概略的に示す図である。車両１は、図１に示されるように、エンジン１１、ギヤ駆動式スタータ１２、Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｔａｒｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ（ＩＳＧ）１３、正温度係数（ＰＴＣ）ヒータ１４、触媒ヒータ１５、キャパシタ１６、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７、バイパススイッチ素子１８、鉛蓄電池（以下、単に「バッテリ」と称される）１９、低電圧電気負荷２０を備える。

ギヤ駆動式スタータ１２は、ギヤを介してエンジン１１の出力軸９に連結されている。ギヤ駆動式スタータ１２は、ユーザによりイグニッションスイッチ（図示省略）がオンにされると、バッテリ１９から供給される電力を用いて、エンジン１１を始動する。エンジン１１の駆動力は、出力軸９から、トランスミッション２、終減速機３、駆動軸４を介して、車輪５に伝達される。

ＩＳＧ１３、ＰＴＣヒータ１４、触媒ヒータ１５は、高電圧ラインＬ１及び遮断スイッチ素子６を介して、キャパシタ１６に電気的に接続されている。遮断スイッチ素子６は、オンにされると、キャパシタ１６を高電圧ラインＬ１に接続し、オフにされると、キャパシタ１６を高電圧ラインＬ１から遮断する。遮断スイッチ素子６は、イグニッションスイッチ（図示省略）がオンにされるとオンにされ、イグニッションスイッチがオフにされるとオフにされる。遮断スイッチ素子６は、本実施形態では、機械式リレーで構成されている。代替的に、遮断スイッチ素子６は、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳ−ＦＥＴ）又は絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等の半導体スイッチで構成されてもよい。

ＩＳＧ１３は、発電機能と電動機能とを兼ね備える。ＩＳＧ１３は、ベルト８を介してエンジン１１の出力軸９に連結されている。ＩＳＧ１３は、発電機能により動作する際は、エンジン１１の出力軸９と連動して回転するロータを磁界中で回転させることにより発電を行う。ＩＳＧ１３は、磁界を発生するフィールドコイルへの供給電流の増減に応じて、最大数十Ｖまでの範囲で発電電圧を調節することが可能になっている。また、ＩＳＧ１３には、発電された交流電力を直流電力に変換する整流器（図示省略）が内蔵されている。ＩＳＧ１３で発電された電力は、この整流器で直流に変換された後に、高電圧ラインＬ１に出力される。

車両１が停止すると、アイドルストップ制御によってエンジン１１が自動停止する。車両１の発進時には、ＩＳＧ１３の電動機能により、ベルト８を介してエンジン１１の出力軸９を駆動することにより、エンジン１１が再始動される。

バッテリ１９は、直列接続された６セルの鉛蓄電池を含む。この構成により、バッテリ１９の公称電圧は、ＤＣ１２Ｖになっている。鉛蓄電池は、化学反応によって電気エネルギーを蓄えるものであるため、急速な充放電には不向きである。しかし、鉛蓄電池は、充電容量を確保し易いため、比較的多量の電力を蓄えることができるという特性を有する。バッテリ１９は、低電圧ラインＬ２を介して、ギヤ駆動式スタータ１２及び低電圧電気負荷２０に電気的に接続されている。

キャパシタ１６は、複数個の電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）が連結されて構成され、大容量化されている。キャパシタ１６は、最大でＤＣ数十Ｖまで充電されることが可能に構成されている。電気二重層キャパシタは、鉛蓄電池とは異なり、電解質イオンの物理的な吸着によって電気を蓄えるものである。このため、電気二重層キャパシタは、比較的急速な充放電が可能で、内部抵抗も小さいという特性を有する。

ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は、高電圧ラインＬ１と低電圧ラインＬ２との間に設けられている。ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は、例えば、内蔵するスイッチング素子のオンオフスイッチングによって入力電圧を変化させて出力する。本実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は、高電圧ラインＬ１から低電圧ラインＬ２に（つまり図１中、左側から右側に）供給される電力の電圧を降圧する機能を有している。なお、本実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は、これ以外の機能、例えば上記とは反対方向（つまり図１中、右側から左側へ）の電力の供給を許容したり、電圧を昇圧したりする機能は有していない。

バイパススイッチ素子１８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７に並列に接続されている。バイパススイッチ素子１８は、オンにされると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力端（つまり高電圧ラインＬ１）及び出力端（つまり低電圧ラインＬ２）の間を短絡し、オフにされると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力端及び出力端の間を開放する。バイパススイッチ素子１８は、本実施形態では、機械式リレーで構成されている。代替的に、バイパススイッチ素子１８は、ＭＯＳ−ＦＥＴ又はＩＧＢＴ等の半導体スイッチで構成されてもよい。

ＰＴＣヒータ１４は、車室内を暖房するためのヒータである。触媒ヒータ１５は、排ガスを浄化する触媒を加熱するためのヒータである。ＰＴＣヒータ１４及び触媒ヒータ１５は、ＤＣ数十Ｖでも安定して動作するため、高電圧ラインＬ１の側に配置されている。

低電圧電気負荷２０は、本実施形態では、ＤＣ１２Ｖ（第１電圧値の一例）以下の電圧で動作する電気負荷である。低電圧電気負荷２０は、例えば、電動式パワーステアリング機構（ＥＡＰＳ）、エアコン、オーディオ機器などを含む。本実施形態において、バッテリ１９は、第１蓄電部の一例に相当し、キャパシタ１６は、第２蓄電部の一例に相当し、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は、電圧変換器の一例に相当する。本実施形態において、発電機能により動作するＩＳＧ１３は、発電機の一例に相当し、電動機能により動作するＩＳＧ１３、ＰＴＣヒータ１４及び触媒ヒータ１５は、高電圧電気負荷の一例に相当する。

（制御系統）
図２は、図１に示される車両１の制御系統の電気的構成を概略的に示すブロック図である。図２に示されるように、上述のＩＳＧ１３、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７、ギヤ駆動式スタータ１２、遮断スイッチ素子６、バイパススイッチ素子１８、低電圧電気負荷２０等の部品は、配線を介して制御部１０と接続されており、制御部１０からの指令に基づき制御される。制御部１０は、例えば、従来周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータで構成される。

制御部１０は、車両１に設けられた各種センサ類と配線を介して接続されている。具体的には、車両１は、コンバータ出力電流センサ３０、キャパシタ電圧センサ３２、バッテリ電流センサ３３、バッテリ電圧センサ３４、バッテリ温度センサ３５、動作状態検出部３６、運転状態検出部３７を備える。これらのセンサ類により検出された情報は、制御部１０に逐次入力されるように構成されている。

コンバータ出力電流センサ３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電流Ｉｏｕｔを検出する。キャパシタ電圧センサ３２は、キャパシタ１６の電圧Ｖｃａｐを検出する。バッテリ電流センサ３３は、バッテリ１９に流れる電流Ｉｂａｔを検出する。バッテリ電圧センサ３４は、バッテリ１９の端子電圧Ｖｂａｔを検出する。バッテリ温度センサ３５は、バッテリ１９の端子温度Ｔｂａｔを検出する。

動作状態検出部３６は、例えば、イグニッションスイッチ、エアコン又はオーディオ機器等の操作スイッチの操作状態を検出するセンサを含む。また、動作状態検出部３６は、例えば、エアコン又はオーディオ機器等の動作状態を検出するセンサを含む。

運転状態検出部３７は、車両１の各部又はエンジン１１の状態に関する物理量を検出するセンサ類を総称する。運転状態検出部３７は、例えば、車両１の走行速度を検出する車速センサ、エンジン１１の回転数を検出するエンジン回転数センサ、アクセルペダル（図示省略）の操作量または操作力を検出するアクセルセンサ、ブレーキペダル７の操作量または操作力を検出するブレーキセンサ等を含む。この運転状態検出部３７からの検出情報を用いて、制御部１０は、例えば、車両１が減速しているか加速しているか、減速又は加速の度合いはどの程度かを判定する。

制御部１０は、上記各センサ３０，３２〜３５及び各検出部３６，３７からの検出情報を用いて、ＩＳＧ１３による電力発電量、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７による降圧動作、低電圧電気負荷２０およびギヤ駆動式スタータ１２の駆動及び停止、遮断スイッチ素子６及びバイパススイッチ素子１８のオンオフ等を制御する。以下、この制御部１０による制御動作の具体例が、詳しく説明される。

（制御動作）
本実施形態の制御部１０は、車両１の減速時に集中的に発電を行ういわゆる減速回生制御を実行可能である。このため、車両１の走行中、制御部１０は、車両１の各部を、次のように制御する。

車両１の減速時には、ＩＳＧ１３の発電機能による発電が積極的に行われて、最大でＤＣ数十Ｖの電力が生成される。このＩＳＧ１３で発電された電力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７によってＤＣ１２Ｖまで降圧された後に、低電圧電気負荷２０に供給される。また、低電圧電気負荷２０での消費電力を超える余剰の電力は、キャパシタ１６に供給され、キャパシタ１６が充電される。キャパシタ１６は、既に説明したように急速な充電が可能である。このため、余剰電力は、キャパシタ１６によって効率よく回収されることになる。ただし、キャパシタ１６が既に満充電状態（ＤＣ数十Ｖ）にある場合には、キャパシタ１６をそれ以上充電することができない。このため、余剰電力は、バッテリ１９の充電に回される。

一方、車両１の減速時以外の走行シーンでは、ＩＳＧ１３からエンジン１１に加わる抵抗を少なくするために、ＩＳＧ１３による発電が極力抑制される。例えば、ＩＳＧ１３による発電が行われないとき、低電圧電気負荷２０における消費電力は、主に充電されたキャパシタ１６の電力によって賄われる。つまり、充電されたキャパシタ１６に貯蔵されている最大でＤＣ数十Ｖの電力が、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７によりＤＣ１２Ｖまで降圧された後に、低電圧電気負荷２０に供給される。

ただし、キャパシタ１６の電圧が十分に高くない場合、又は低電圧電気負荷２０における消費電力が比較的多い場合には、キャパシタ１６の貯蔵電力だけでは低電圧電気負荷２０における消費電力を賄うことができない。そこで、このような場合には、ＩＳＧ１３において発電が必要最小限行われて、このＩＳＧ１３により発電された電力が利用されるとともに、必要に応じてバッテリ１９から放電される電力も利用される。

このような制御により、車両１の走行中のキャパシタ１６の貯蔵電力は、常に、ある一定のレベル以上に保たれる。本実施形態では、制御部１０は、キャパシタ１６の電圧がＤＣ１２Ｖ〜最大電圧の範囲に収まるように、キャパシタ１６の充放電を制御する。

上記のように、本実施形態では、車両１の減速時には、主にＩＳＧ１３からＤＣ−ＤＣコンバータ１７を通じて低電圧電気負荷２０に電力が供給される。一方、車両１の減速時以外では、キャパシタ１６からＤＣ−ＤＣコンバータ１７を通じて低電圧電気負荷２０に電力が供給される。このため、車両１が走行している間は、原則として、バイパススイッチ素子１８は、オフに維持されている。なお、上述のように、遮断スイッチ素子６は、イグニッションスイッチがオンにされるとオンにされ、イグニッションスイッチがオフにされるとオフにされる。したがって、車両１が走行している間は、遮断スイッチ素子６は、常にオンに維持されている。

車両１の走行中に、低電圧電気負荷２０の消費電力が増大することにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電流Ｉｏｕｔは、電流閾値Ｉｔｈ１を超えて、電流閾値Ｉｔｈ２に達する場合がある。電流閾値Ｉｔｈ１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の仕様によって定められた値で、定常的に流すことができる電流値である。電流閾値Ｉｔｈ２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の仕様によって定められた値で、予め定められた移行時間Ｔｔｒ内であれば過渡的に流すことができる電流値である。

したがって、出力電流Ｉｏｕｔが電流閾値Ｉｔｈ２に達した状態で、移行時間Ｔｔｒを経過すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７が過度に発熱し、故障に至る虞がある。このため、移行時間Ｔｔｒが経過するまでに、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の使用を停止することが求められる。

この場合において、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の使用を停止し、バッテリ１９が、電流閾値Ｉｔｈ２に達するような電流の放電を続けると、バッテリ１９の電圧が低下し、十分な電圧を低電圧電気負荷２０に印加できなくなり、動作中の低電圧電気負荷２０が停止してしまう虞がある。このような事態を避けるために、バイパススイッチ素子１８をオンにしてＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力端と出力端とを短絡し、発電機能により動作するＩＳＧ１３から低電圧電気負荷２０に電力を供給することが考えられる。

但し、キャパシタ１６の電圧Ｖｃａｐが、バッテリ１９の電圧Ｖｂａｔより過度に高い状態のままで、バイパススイッチ素子１８がオンにされると、バッテリ１９及び低電圧電気負荷２０の故障につながる。そこで、本実施形態では、制御部１０は、次のような制御を行う。

図３は、制御部１０により行われる処理の一例を示すフローチャートである。制御部１０は、イグニッションスイッチがオンにされている間、一定間隔（例えば１００ｍｓｅｃ）ごとに、図３に示される処理を開始する。図３のステップＳ１において、制御部１０は、キャパシタ電圧センサ３２からキャパシタ電圧Ｖｃａｐを取得し、バッテリ温度センサ３５からバッテリ端子温度Ｔｂａｔを取得し、コンバータ出力電流センサ３０からＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電流Ｉｏｕｔを取得する。

ステップＳ２において、制御部１０は、バッテリ端子温度Ｔｂａｔから、公知の手法を用いて、バッテリ１９の液温ＴＰｌｑを推定する。制御部１０は、推定したバッテリ１９の液温ＴＰｌｑから、キャパシタ１６の上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘと、移行時間Ｔｔｒとを設定する。

図４は、制御部１０に保存されている移行時間設定テーブル４０を示す図である。図４に示されるように、移行時間設定テーブル４０では、バッテリ１９の液温ＴＰｌｑが温度閾値ＴＰ０以下の場合は、移行時間Ｔｔｒは時間Ｔｔｒ１に設定され、バッテリ１９の液温ＴＰｌｑが温度閾値ＴＰ０を超える場合は、移行時間Ｔｔｒは時間Ｔｔｒ２に設定されている。時間Ｔｔｒ１は、例えば数十秒に設定されている。時間Ｔｔｒ２は、例えばＴｔｒ２＝３×Ｔｔｒ１に設定されている。

図５は、制御部１０に保存されている上限電圧設定データ５０を示す図である。図５に示されるように、上限電圧設定データ５０では、バッテリ１９の液温ＴＰｌｑが温度閾値ＴＰｔｈ１以下の場合には、上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘは、電圧値Ｖｃ１に設定され、バッテリ１９の液温ＴＰｌｑが温度閾値ＴＰｔｈ２以上の場合には、上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘは、最大電圧に設定されている。また、バッテリ１９の液温ＴＰｌｑが温度閾値ＴＰｔｈ１と温度閾値ＴＰｔｈ２との間では、上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘは、最大電圧と電圧値Ｖｃ１とを直線で補間した値に設定されている。

電圧値Ｖｃ１は、最大電圧より低い値に予め定められている。温度閾値ＴＰｔｈ１，ＴＰｔｈ２は、それぞれ常温より低い値に予め定められている。温度閾値ＴＰｔｈ２は、例えば、温度閾値ＴＰｔｈ１より０．５℃高い値である。

図３に戻って、ステップＳ３において、制御部１０は、キャパシタ電圧Ｖｃａｐが上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘを超えているか否かを判断する。キャパシタ電圧Ｖｃａｐが上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘ以下であれば（ステップＳ３でＮＯ）、処理はステップＳ５に進められる。キャパシタ電圧Ｖｃａｐが上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘを超えていれば（ステップＳ３でＹＥＳ）、処理はステップＳ４に進められる。

ステップＳ４において、制御部１０は、ＩＳＧ１３の発電を停止する。ステップＳ５において、制御部１０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電流Ｉｏｕｔが、電流閾値Ｉｔｈ１を超えているか否かを判断する。出力電流Ｉｏｕｔが、電流閾値Ｉｔｈ１以下であれば（ステップＳ５でＮＯ）、処理はステップＳ１に戻り、ステップＳ１〜Ｓ５が繰り返される。一方、出力電流Ｉｏｕｔが、電流閾値Ｉｔｈ１を超えていれば（ステップＳ５でＹＥＳ）、処理はステップＳ６に進められる。

ステップＳ６において、制御部１０は、ＩＳＧ１３の発電を停止し、経過時間Ｔｅｌのカウントを開始する。ステップＳ７において、制御部１０は、キャパシタ電圧Ｖｃａｐがバイパス可能電圧Ｖｌｗ以下であるか否かを判断する。バイパス可能電圧Ｖｌｗ（移行電圧値の一例）は、バイパススイッチ素子１８をオンにしても、バッテリ１９及び低電圧電気負荷２０に支障を来さないキャパシタ１６の電圧である。バイパス可能電圧Ｖｌｗは、本実施形態では例えば、ＤＣ１２．５Ｖである。

ステップＳ７において、キャパシタ電圧Ｖｃａｐがバイパス可能電圧Ｖｌｗ以下でなければ（ステップＳ７でＮＯ）、処理は再びステップＳ７に戻る。すなわち、制御部１０は、キャパシタ電圧Ｖｃａｐがバイパス可能電圧Ｖｌｗ以下に低下するまで待機する。一方、ステップＳ７において、キャパシタ電圧Ｖｃａｐがバイパス可能電圧Ｖｌｗ以下であれば（ステップＳ７でＹＥＳ）、処理はステップＳ８に進められる。

ステップＳ８において、制御部１０は、カウントしている経過時間Ｔｅｌが移行時間Ｔｔｒ以上になったか否かを判断する。経過時間Ｔｅｌが移行時間Ｔｔｒ以上になっていなければ（ステップＳ８でＮＯ）、処理は再びステップＳ８に戻る。すなわち、制御部１０は、経過時間Ｔｅｌが移行時間Ｔｔｒに達するまで待機する。経過時間Ｔｅｌが移行時間Ｔｔｒ以上になれば（ステップＳ８でＹＥＳ）、処理はステップＳ９に進められる。

ステップＳ９において、制御部１０は、バイパススイッチ素子１８をオンにし、カウントしていた経過時間Ｔｅｌをリセットする。続くステップＳ１０において、制御部１０は、ＩＳＧ１３の発電を再開させる。その結果、ＩＳＧ１３により発電された電力が、バイパススイッチ素子１８を介して、低電圧電気負荷２０に供給される。

図６は、車両１の車速、キャパシタ電圧Ｖｃａｐ、低電圧電気負荷２０に供給される負荷電流Ｉｌｏａｄの推移の一例を示すタイミングチャートである。時刻ｔ０に、ドアロックが解除される。時刻ｔ１に、イグニッションスイッチがオンにされ、エンジン１１が始動され、同時にオーディオ機器がオンにされる。その結果、低電圧電気負荷２０（時刻ｔ１ではオーディオ機器）には、電流値Ｉ１の負荷電流Ｉｌｏａｄが供給される。

時刻ｔ２に、車両１の走行が開始され、同時にエアコンがオンにされる。その結果、低電圧電気負荷２０（時刻ｔ２では、さらにエアコン）には、電流値Ｉ２の負荷電流Ｉｌｏａｄが供給される。

時刻ｔ３に、車両１は、定速走行に移る。時刻ｔ４に、車両１は、減速を開始し、減速回生が行われる。その結果、キャパシタ１６が充電され、キャパシタ電圧Ｖｃａｐが増大する。キャパシタ電圧Ｖｃａｐが最大電圧に達すると、キャパシタ電圧Ｖｃａｐは最大電圧に維持される。時刻ｔ１〜ｔ４では、図３のステップＳ５でＮＯとなるため、ステップＳ１〜Ｓ５が繰り返される。

時刻ｔ５に、例えば、窓ガラスの結露を防止するデフロストヒータ、座席を加熱するシートヒータなどがオンにされる。その結果、低電圧電気負荷２０（時刻ｔ５では、さらにデフロストヒータ及びシートヒータ）には、電流値Ｉ３の負荷電流Ｉｌｏａｄが供給される。本実施形態では、電流値Ｉ３は、電流閾値Ｉｔｈ１に等しい。時刻ｔ５では、図３のステップＳ５でＹＥＳとなるため、処理はステップＳ６に進められる。

時刻ｔ５までの電流値Ｉ１〜Ｉ３の負荷電流Ｉｌｏａｄは、制御部１０によりＤＣ−ＤＣコンバータ１７が制御されて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７から出力される。したがって、負荷電流Ｉｌｏａｄは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電流Ｉｏｕｔに等しくなり、バッテリ１９から放電されない。

時刻ｔ６に、例えば、アンチロックブレーキシステムが作動し、さらにブロアファンの回転数が最大となる。その結果、低電圧電気負荷２０（時刻ｔ６では、さらにアンチロックブレーキシステム及びブロアファン）には、電流値Ｉ４を超えて電流値Ｉ５の負荷電流Ｉｌｏａｄが供給される。

車両１では、例えば、アンチロックブレーキシステムの最大作動時間は、時間Ｔｍａｘに設定されている。このため、電流値Ｉ５の負荷電流Ｉｌｏａｄの低電圧電気負荷２０への供給は、時刻ｔ６から時刻ｔ７まで継続される。

本実施形態では、電流値Ｉ４は、電流閾値Ｉｔｈ２に等しい。したがって、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７から、電流値Ｉ４の出力電流Ｉｏｕｔが出力される。すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は、時間Ｔｍａｘの間、電流値Ｉ４（つまり電流閾値Ｉｔｈ２）の出力電流Ｉｏｕｔを出力することが可能に構成されている。

このため、不足する電流値（Ｉ５−Ｉ４）の電流は、バッテリ１９から出力される。すなわち、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの時間Ｔｍａｘの間、バッテリ１９から、電流値（Ｉ５−Ｉ４）のバッテリ電流Ｉｂａｔが出力される。

バッテリ１９の液温ＴＰｌｑが温度閾値ＴＰｔｈ１以下の低温時には、常温時に比べてバッテリ１９の内部抵抗が増大する。このため、常温時と同一の電流値で放電しても、低温時には、バッテリ１９の電圧は早く低下する。一方、バッテリ１９には、低電圧電気負荷２０の動作を保障する最低保障電圧Ｖｂａｔ＿ｌｉｍｉｔが設定されている。制御部１０は、バッテリ電圧Ｖｂａｔが、この最低保障電圧Ｖｂａｔ＿ｌｉｍｉｔを下回らないように、制御する必要がある。

そこで、制御部１０は、上述のように、移行時間Ｔｔｒを、バッテリ１９の液温ＴＰｌｑが温度閾値ＴＰ０以下の場合には、時間Ｔｔｒ１に設定し、温度閾値ＴＰ０を超える場合には、時間Ｔｔｒ２（＞Ｔｔｒ１）に設定している。

本実施形態では、Ｔｔｒ２＞Ｔｍａｘ＞Ｔｔｒ１になっている。したがって、バッテリ１９の液温ＴＰｌｑが温度閾値ＴＰ０を超える場合には、図６に示されるように、バッテリ１９から、電流値（Ｉ５−Ｉ４）のバッテリ電流Ｉｂａｔが時間Ｔｍａｘの間、出力されても、バッテリ電圧Ｖｂａｔが、最低保障電圧Ｖｂａｔ＿ｌｉｍｉｔを下回ることはない。

一方、バッテリ１９の液温ＴＰｌｑが温度閾値ＴＰ０以下の場合には、電流値（Ｉ５−Ｉ４）のバッテリ電流Ｉｂａｔが時間Ｔｍａｘの間、出力されると、バッテリ電圧Ｖｂａｔが、最低保障電圧Ｖｂａｔ＿ｌｉｍｉｔを下回る虞がある。そこで、制御部１０は、短い移行時間Ｔｔｒ１内に、キャパシタ電圧Ｖｃａｐがバイパス可能電圧Ｖｌｗに低下するように、バッテリ１９の液温ＴＰｌｑが温度閾値ＴＰ０以下の低温時には、キャパシタ１６の上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘを、最大電圧より低い電圧値Ｖｃ１に設定している。

これによって、短い移行時間Ｔｔｒ１が経過するまでに、キャパシタ電圧Ｖｃａｐがバイパス可能電圧Ｖｌｗに低下する（図３のステップＳ７でＹＥＳ）。そして、バイパススイッチ素子１８がオンにされ（図３のステップＳ９）、ＩＳＧ３０の発電機能による発電が再開される（図３のステップＳ１０）。このため、ＩＳＧ３０から、直接、電流値Ｉ５の負荷電流Ｉｌｏａｄが低電圧電気負荷２０に供給される。その結果、バッテリ電圧Ｖｂａｔが、最低保障電圧Ｖｂａｔ＿ｌｉｍｉｔを下回るのを避けることができる。

（作用）
以上説明したとおり、本実施形態では、バッテリ１９の液温ＴＰｌｑが温度閾値ＴＰｔｈ１以下の低温時には、制御部１０は、キャパシタ１６の上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘを最大電圧より低い電圧値Ｖｃ１に設定している。したがって、ＩＳＧ１３の発電機能の停止からの経過時間Ｔｅｌが移行時間Ｔｔｒ１（＜Ｔｔｒ２）に達するまでに、キャパシタ電圧Ｖｃａｐがバイパス可能電圧Ｖｌｗに低下する。このため、移行時間Ｔｔｒ１の経過時には、バッテリ１９及び低電圧電気負荷２０に支障を来すことなく、バイパススイッチ素子１８をオンにすることができ、ＩＳＧ１３の発電機能を再開させることができる。その結果、バッテリ１９の電圧Ｖｂａｔが最低保障電圧Ｖｂａｔ＿ｌｉｍｉｔを下回ることにより低電圧電気負荷２０が停止するような事態を避けることができる。

また、本実施形態では、キャパシタ電圧Ｖｃａｐがバイパス可能電圧Ｖｌｗに低下した場合でも、移行時間Ｔｔｒが経過するまでは、ＩＳＧ１３の発電を再開せずに、待機している（図３のステップＳ８）。このため、ＩＳＧ１３の非発電期間を可能な限り延ばすことができる。その結果、燃費の向上を図ることができる。

また、本実施形態では、図５に示されるように、バッテリ１９の液温ＴＰｌｑが温度閾値ＴＰｔｈ１と温度閾値ＴＰｔｈ２との間では、上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘは、最大電圧と電圧値Ｖｃ１とを直線で補間した値に設定されている。このため、バッテリ１９の液温ＴＰｌｑが温度閾値ＴＰｔｈ１と温度閾値ＴＰｔｈ２との間で変化した場合でも、キャパシタ１６の上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘは、滑らかに変更される。すなわち、キャパシタ１６の上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘが、最大電圧から電圧値Ｖｃ１に、又は電圧値Ｖｃ１から最大電圧に、階段状に変更されることはない。その結果、車両１の走行中に、バッテリ１９の液温ＴＰｌｑが温度閾値ＴＰｔｈ１と温度閾値ＴＰｔｈ２との間で変化した場合でも、運転者に違和感が生じるのを避けることができる。

（変形例１）
上記実施形態では、制御部１０は、図５に示されるように、キャパシタ１６の上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘを設定している。言い換えると、キャパシタ１６の上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘは、バッテリ１９の液温ＴＰｌｑのみで決まる固定値になっている。しかし、制御部１０は、キャパシタ１６の上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘを、キャパシタ１６の静電容量Ｃｃａｐを用いて、算出するようにしてもよい。

図７は、車両用電源制御装置が搭載された車両の図１と異なる構成を概略的に示す図である。図８は、図７に示される車両１Ａの制御系統の電気的構成を概略的に示すブロック図である。車両１Ａは、図７に示されるように、抵抗素子７１及び抵抗接続スイッチ素子７２を備える。抵抗素子７１及び抵抗接続スイッチ素子７２を備える点以外は、図７に示される車両１Ａは、図１に示される車両１と同じである。

抵抗素子７１は、抵抗値が既知の定抵抗である。抵抗素子７１の一端は、接地され、他端は、抵抗接続スイッチ素子７２及び高電圧ラインＬ１を介してキャパシタ１６に接続されている。抵抗接続スイッチ素子７２は、オンにされると、抵抗素子７１と高電圧ラインＬ１との間を短絡し、オフにされると、抵抗素子７１と高電圧ラインＬ１との間を開放する。抵抗接続スイッチ素子７２は、本変形例１では、機械式リレーで構成されている。代替的に、抵抗接続スイッチ素子７２は、ＭＯＳ−ＦＥＴ又はＩＧＢＴ等の半導体スイッチで構成されてもよい。

制御部１０は、ＩＳＧ１３、ＰＴＣヒータ１４、触媒ヒータ１５が動作していないときに、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の動作を停止させる。この状態で、制御部１０は、キャパシタ電圧センサ３２からキャパシタ電圧Ｖｃａｐを取得する。次に、制御部１０は、抵抗接続スイッチ素子７２をオンにし、抵抗素子７１を通して、キャパシタ１６に貯められている電荷を放電させる。所定の放電時間の経過後に、制御部１０は、抵抗接続スイッチ素子７２をオフにし、キャパシタ１６の放電を終了する。キャパシタ１６の放電終了後に、制御部１０は、キャパシタ電圧センサ３２からキャパシタ電圧Ｖｃａｐを取得する。

制御部１０は、公知の次式（１）によって、キャパシタ１６の静電容量Ｃｃａｐを算出する。
Ｃｃａｐ＝−Ｔｄ／Ｒ７１×１／ｌｎ（Ｖｃａｐ２／Ｖｃａｐ１） （１）
ここで、Ｔｄは放電時間であり、Ｒ７１は抵抗素子７１の抵抗値であり、Ｖｃａｐ１は放電開始前のキャパシタ電圧であり、Ｖｃａｐ２は放電終了後のキャパシタ電圧である。

制御部１０は、定期的に又は不定期に、繰り返してキャパシタ１６の静電容量Ｃｃａｐを算出する。制御部１０は、算出したキャパシタ１６の静電容量Ｃｃａｐを保存する。制御部１０は、キャパシタ１６の静電容量Ｃｃａｐの算出毎に、保存している静電容量Ｃｃａｐを更新することにより、最新の静電容量Ｃｃａｐを保存する。

図７、図８の構成では、制御部１０は、図３のステップＳ２において、設定された移行時間Ｔｔｒと、保存しているキャパシタ１６の静電容量Ｃｃａｐとを用いて、キャパシタ１６の上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘを算出する。

キャパシタ１６の上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘに関し、次式（２）が成立する。
Ｊ＝１／２×Ｃｃａｐ×（Ｖｃａｐ＿ｍａｘ^２−Ｖｌｗ^２） （２）
ここで、Ｖｌｗは、上記バイパス可能電圧である。上述のように、例えばＶｌｗ＝１２．５Ｖである。Ｊは、キャパシタ電圧Ｖｃａｐが、移行時間Ｔｔｒ１で、上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘからバイパス可能電圧Ｖｌｗに変化するときの、キャパシタ１６のエネルギーである。エネルギーＪは、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電流Ｉｏｕｔの電流値が電流値Ｉ４のときにキャパシタ１６から出力されるキャパシタ電流が、移行時間Ｔｔｒ１の間、流れ続けたときのエネルギーとして、予め算出することができる。制御部１０は、予め算出されたエネルギーＪと、予め設定されたバイパス可能電圧Ｖｌｗとを保存する。

上記式（２）を変形すると、次式（３）が得られる。
Ｖｃａｐ＿ｍａｘ＝（２×Ｊ／Ｃｃａｐ＋Ｖｌｗ^２）^１／２ （３）
制御部１０は、図３のステップＳ２において、上記式（３）により、キャパシタ１６の上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘを算出する。なお、バッテリ１９の液温ＴＰｌｑが温度閾値ＴＰｔｈ１を超える場合には、制御部１０は、図３のステップＳ２において、上記式（３）を使用せずに、キャパシタ１６の上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘを最大電圧に設定する。

上記式（３）から分かるように、キャパシタ１６の静電容量Ｃｃａｐが経時劣化により低下すると、上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘは増大する。

図９は、新品のキャパシタと経時劣化後のキャパシタとにおける上限電圧の違いを概略的に表す図である。図９において、横軸はキャパシタ電圧Ｖｃａｐ［Ｖ］を表し、縦軸はＤＣ−ＤＣコンバータ１７から電流値Ｉ４（図６）の出力電流Ｉｏｕｔが出力されているときに、キャパシタ電圧Ｖｃａｐがバイパス可能電圧Ｖｌｗまで低下するのに要する時間を表す。

図９の特性Ｇ１は、新品のキャパシタ１６の特性を表す。図９の特性Ｇ２は、経時劣化後のキャパシタ１６の特性を表す。バッテリ１９の液温ＴＰｌｑが温度閾値ＴＰｔｈ１以下の場合には、移行時間Ｔｔｒは、時間Ｔｔｒ１に設定される。この場合、特性Ｇ１で表される新品のキャパシタ１６では、キャパシタ電圧Ｖｃａｐが電圧値Ｖｃｍ１であれば、時間Ｔｔｒ１内に、バイパス可能電圧Ｖｌｗまで低下する。一方、特性Ｇ２で表される経時劣化後のキャパシタ１６では、キャパシタ電圧Ｖｃａｐが電圧値Ｖｃｍ２（＞Ｖｃｍ１）であれば、時間Ｔｔｒ１内に、バイパス可能電圧Ｖｌｗまで低下する。これらの電圧値Ｖｃｍ１，Ｖｃｍ２は、上記式（３）により算出される。

バッテリ１９の液温ＴＰｌｑが温度閾値ＴＰｔｈ１を超える場合には、移行時間Ｔｔｒは、時間Ｔｔｒ２に設定される。この場合、キャパシタ１６が新品でも経時劣化後でも、キャパシタ電圧Ｖｃａｐが最大電圧であれば、時間Ｔｔｒ２内に、バイパス可能電圧Ｖｌｗまで低下する。したがって、バッテリ１９の液温ＴＰｌｑが温度閾値ＴＰｔｈ１を超える場合には、キャパシタ上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘは、最大電圧に設定される。

以上のように、図７、図８の構成では、制御部１０は、バッテリ１９の液温ＴＰｌｑが温度閾値ＴＰｔｈ１以下の場合に、キャパシタ１６の最新の静電容量Ｃｃａｐを用いて、キャパシタ１６の上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘを算出している。したがって、経時劣化によりキャパシタ１６の静電容量Ｃｃａｐが変化した場合でも、最適な上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘを算出することができる。

（変形例２）
上記実施形態では、制御部１０は、バッテリ１９の液温ＴＰｌｑが温度閾値ＴＰｔｈ１以下の低温時には、一律に、キャパシタ１６の上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘを最大電圧より低い電圧値Ｖｃ１に設定している。しかし、制御部１０は、ＰＴＣヒータ１４及び触媒ヒータ１５（ここでは、両者は、合わせて「高電圧電気負荷」とも称される）が動作している場合には、キャパシタ１６の上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘを電圧値Ｖｃ１より増大させてもよい。

図１０は、制御部１０により行われる処理の図３と異なる例を示すフローチャートである。図１０では、図３と同じステップには同じ符号が付されている。図１０の処理が行われる車両の構成は図１と同じであり、車両の制御系統の電気的構成は図２と同じである。

ＰＴＣヒータ１４及び触媒ヒータ１５には、予め定められた値の電流が供給される。例えば、ＰＴＣヒータ１４には、電流値Ｉｐｔｃの定電流が供給される。例えば、触媒ヒータ１５には、電流値Ｉｃａｔの定電流が供給される。

制御部１０は、移行時間Ｔｔｒ１の間、キャパシタ１６からＰＴＣヒータ１４に電流値Ｉｐｔｃの定電流が供給されたときのキャパシタ電圧Ｖｃａｐの電圧低下幅Ｖｐｔｃ（例えば０．５Ｖ）を保存している。制御部１０は、移行時間Ｔｔｒ１の間、キャパシタ１６から触媒ヒータ１５に電流値Ｉｃａｔの定電流が供給されたときのキャパシタ電圧Ｖｃａｐの電圧低下幅Ｖｃａｔ（例えば０．４Ｖ）を保存している。

制御部１０は、イグニッションスイッチがオンにされている間、一定間隔（例えば１００ｍｓｅｃ）ごとに、図１０に示される処理を開始する。図１０のステップＳ１１において、制御部１０は、キャパシタ電圧センサ３２からキャパシタ電圧Ｖｃａｐを取得し、バッテリ温度センサ３５からバッテリ端子温度Ｔｂａｔを取得し、コンバータ出力電流センサ３０からＤＣ−ＤＣコンバータ１７の出力電流Ｉｏｕｔを取得し、動作状態検出部３６からＰＴＣヒータ１４及び触媒ヒータ１５の動作状態を取得する。

ステップＳ１２において、制御部１０は、バッテリ端子温度Ｔｂａｔから、公知の手法により、バッテリ１９の液温ＴＰｌｑを推定する。制御部１０は、推定したバッテリ１９の液温ＴＰｌｑから、上記実施形態と同様に、移行時間Ｔｔｒを設定する。また、ステップＳ１２において、制御部１０は、バッテリ１９の液温ＴＰｌｑと、ＰＴＣヒータ１４及び触媒ヒータ１５の動作状態とから、キャパシタ１６の上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘを設定する。

制御部１０は、ＰＴＣヒータ１４及び触媒ヒータ１５が動作していない場合には、上記実施形態と同様に（つまり図５に示されるように）、キャパシタ１６の上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘを設定する。

制御部１０は、ＰＴＣヒータ１４が動作しており、触媒ヒータ１５が動作しておらず、バッテリ１９の液温ＴＰｌｑが温度閾値ＴＰｔｈ１以下である場合には、上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘを、電圧値（Ｖｃ１＋Ｖｐｔｃ）に設定する。

制御部１０は、ＰＴＣヒータ１４が動作しておらず、触媒ヒータ１５が動作しており、バッテリ１９の液温ＴＰｌｑが温度閾値ＴＰｔｈ１以下である場合には、上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘを、電圧値（Ｖｃ１＋Ｖｃａｔ）に設定する。

制御部１０は、ＰＴＣヒータ１４及び触媒ヒータ１５の両方が動作しており、バッテリ１９の液温ＴＰｌｑが温度閾値ＴＰｔｈ１以下である場合には、上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘを、電圧値（Ｖｃ１＋Ｖｐｔｃ＋Ｖｃａｔ）に設定する。

ステップＳ１２に続いて、処理はステップＳ３に進められ、以降は、図３と同様の処理が行われる。

この図１０の処理によれば、バッテリ１９の液温ＴＰｌｑが温度閾値ＴＰｔｈ１以下である場合に、ＰＴＣヒータ１４又は触媒ヒータ１５が動作しているときは、キャパシタ１６の上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘが、電圧値Ｖｃ１より高い電圧値に設定される。したがって、上記実施形態に比べて、より多くの回生エネルギーを貯めることができる。

なお、制御部１０は、ＰＴＣヒータ１４又は触媒ヒータ１５が動作していないときには、ＰＴＣヒータ１４又は触媒ヒータ１５を強制的に動作させるようにして、キャパシタ１６の上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘを電圧値Ｖｃ１より高い電圧値に設定しておいてもよい。但し、ＰＴＣヒータ１４又は触媒ヒータ１５が故障して、強制的に動作させることができないような事態も考えられる。その場合には、キャパシタ１６の上限電圧Ｖｃａｐ＿ｍａｘが、最大電圧より低い電圧値Ｖｃ１に設定される上記実施形態は、有効である。

（変形例３）
上記実施形態では、バッテリ１９よりも急速な充放電が可能な、複数の電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）を含むキャパシタ１６を用いたが、このようなキャパシタ１６に限られない。例えば、リチウムイオンキャパシタを用いてもよい。リチウムイオンキャパシタは、電気二重層キャパシタとは異なり、リチウムイオンを電気化学的に吸蔵可能な炭素系材料を負極として用いることによってエネルギー密度をさらに向上させたものである。リチウムイオンキャパシタは、正極と負極とで充放電の原理が異なる（化学反応を併用する）ことから、ハイブリッドキャパシタとも呼ばれる。

１０ 制御部
１３ ＩＳＧ
１４ ＰＴＣヒータ
１５ 触媒ヒータ
１６ キャパシタ
１７ ＤＣ−ＤＣコンバータ
１８ バイパススイッチ素子
１９ バッテリ
２０ 低電圧電気負荷

Claims (5)

1. エンジンにより駆動されて発電する発電機と、
   予め定められた第１電圧値以下の電圧で動作する低電圧電気負荷と、
   前記低電圧電気負荷に電気的に接続され、上限電圧が前記第１電圧値に設定された第１蓄電部と、
   前記発電機に電気的に接続され、上限電圧が前記第１電圧値より高い第２電圧値に設定され、前記第１蓄電部より急速な充放電が可能な第２蓄電部と、
   前記発電機及び前記第２蓄電部と、前記低電圧電気負荷及び前記第１蓄電部との間に設けられ、前記発電機又は前記第２蓄電部から出力される電圧を低下させて前記低電圧電気負荷又は前記第１蓄電部に出力する電圧変換器と、
   前記電圧変換器に並列に接続され、オンにされると前記電圧変換器の入力端及び出力端の間を短絡し、オフにされると前記電圧変換器の入力端及び出力端の間を開放するバイパススイッチ素子と、
   前記バイパススイッチ素子がオフの状態で、前記電圧変換器の出力電流が予め定められた電流閾値を超えると前記発電機の発電を停止させ、前記第２蓄電部の電圧が予め定められた前記第１電圧値に近い移行電圧値に低下すると前記バイパススイッチ素子をオンにして前記発電部の発電を再開させる制御部と、
   前記第１蓄電部の温度を検出する温度検出部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記温度検出部により検出された前記第１蓄電部の温度が、常温より低い値に予め定められた第１温度閾値以下の場合には、前記第２蓄電部の上限電圧を、前記第１電圧値より高く、かつ前記第２電圧値より低い第３電圧値に設定する、車両用電源制御装置。
2. 前記第２蓄電部は、電気二重層キャパシタを含み、
   前記制御部は、
   前記電気二重層キャパシタの静電容量を算出し、
   前記算出した静電容量を用いて、第１エネルギーから第２エネルギーを減算した値が第３エネルギーに等しくなるように前記第３電圧値を算出し、
   前記第１エネルギーは、前記電気二重層キャパシタの電圧が前記第３電圧値のときに前記電気二重層キャパシタに貯められるエネルギーであり、
   前記第２エネルギーは、前記電気二重層キャパシタの電圧が前記移行電圧値のときに前記電気二重層キャパシタに貯められるエネルギーであり、
   前記第３エネルギーは、前記電流閾値より大きい値に予め定められた最大電流値の電流が前記電圧変換部から出力されたときに、予め定められた移行時間で前記電気二重層キャパシタから放出されるエネルギーである、請求項１に記載の車両用電源制御装置。
3. 前記第２蓄電部に電気的に接続され、前記第１電圧値を超える電圧で動作する高電圧電気負荷をさらに備え、
   前記制御部は、前記高電圧電気負荷を駆動する電流を前記電気二重層キャパシタから出力したときに、前記移行時間で前記電気二重層キャパシタから放出される第４エネルギーを予め算出し、
   前記制御部は、前記高電圧電気負荷が動作しているときは、前記第１エネルギーから前記第２エネルギーを減算した値が、前記第３エネルギーと前記第４エネルギーとの和に等しくなるように、前記第３電圧値を算出する、請求項２に記載の車両用電源制御装置。
4. 前記制御部は、前記電気二重層キャパシタの静電容量を繰り返し算出し、前記算出した最新の静電容量を保存し、前記保存した最新の静電容量を用いて、前記第３電圧値を算出する、請求項２又は３に記載の車両用電源制御装置。
5. 前記制御部は、前記第１蓄電部の温度が前記第１温度閾値より高い値に予め定められた第２温度閾値以上では、前記第２蓄電部の上限電圧を前記第２電圧値に設定し、前記第１蓄電部の温度が前記第１温度閾値と前記第２温度閾値との間では、前記第２蓄電部の上限電圧を、前記第３電圧値と前記第２電圧値とを直線で補間した値に設定する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用電源制御装置。