JP2007270773A - エンジンの始動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的急速にエンジン回転速度が低下する場合であっても、バッテリの過充電を抑制しつつ、有効な発電量制御を行うことができるエンジンの始動装置を提供する。
【解決手段】エンジンの自動停止条件が成立したときに燃料供給を停止してエンジンを自動的に停止させるとともに、その後、再始動条件が成立したときに、燃焼を行わせてエンジンを自動的に再始動させる停止再始動制御手段を備えたエンジンの始動装置であって、オルタネータと、その発電量を制御する発電量制御手段と、バッテリとを備え、停止再始動制御手段は、少なくとも上記燃料供給停止時点ｔ_４より前に、オルタネータの発電量が電気駆動部の消費電力よりも相対的に小さくなるような特定制御Ｔ_Ｂを開始するとともに、その後、エンジン回転速度Ｎｅの低下度合が所定の低下度合となるようにオルタネータの発電量を調節する発電量制御Ｔ_Ｃに切り替えることを特徴とするエンジンの始動装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンの自動停止条件が成立したときに、いったんエンジンを自動的に停止させるとともに、停止させたエンジンをその後自動的に始動させるエンジンの始動装置に関するものである。

近年、燃費低減およびＣＯ_２排出量の抑制等を図るため、アイドル時にエンジンを自動的にいったん停止させるとともに、その後に発進操作等の再始動条件が成立したときにエンジンを自動的に再始動させるようにしたエンジンの始動装置が開発されてきている。

このエンジンの再始動は、再始動条件成立に応じて即座に始動させることが要求されるため、スタータ（始動用のモータ）によりエンジン出力軸を駆動するクランキングを経てエンジンを始動させるような、始動完了までにかなりの時間を要する従来の一般的な始動方法は好ましくない。

そこで、停止状態のエンジンの膨張行程にある気筒（以下、エンジン停止時に膨張行程にある気筒を便宜上停止時膨脹行程気筒と称する。他の行程にある気筒も同様である）に燃料を供給して燃焼を行わせ、そのエネルギーでエンジンが即時的に始動されるようにする始動方法が開発されつつある。

このような技術として、例えば特許文献１が知られている。特許文献１は、エンジン自動停止時のピストン位置が再始動に有利な位置となるような制御が示されている。その方法は、エンジン自動停止時のエンジン回転速度の低下度合を、予め設定された目標低下度合に合わせることによってピストンを所定の適正位置に停止させるものである。

特許文献１では、エンジン回転速度の低下度合を調節するために、オルタネータの発電量を増減させる発電量制御を行っている。オルタネータはエンジンによって駆動されるので、その発電量を増減させることはエンジンの負荷を増減させることになる。このエンジン負荷の増減によってエンジン回転速度の低下度合が調節されるのである。

特許文献１に示されるオルタネータの発電量制御では、燃料噴射を停止するとともに一旦発電量の目標値を低減し（例えば０Ａ）、次いで所定の初期値（例えば６０Ａ）に上昇させ、その後所定の制御幅（例えば０〜５０Ａ）で発電量を調節するようにしている。

発電量の目標値の初期値を高い値に設定することにより、その後の発電量制御の応答性が高められる。またその前に発電量を低減することにより、バッテリの過充電が抑制される。
特開２００５−３１５２０２号公報

ところで、エンジンを自動停止させる際、燃料供給を停止してからのエンジン回転速度の低下度合は機種や状態によって異なる。例えば回転系の慣性モーメント（いわゆるイナーシャ）が小さい場合や、回転抵抗が大きい場合（自動変速機が連結されており、これがドライブ状態とされている場合を含む）などでは、比較的急速に回転速度が低下する。

エンジン回転速度の低下度合が急速である場合、以下に述べるように、上記発電量制御においてバッテリが一時的に過充電状態になるという問題が生じる。

図５は、エンジン自動停止制御におけるエンジン回転速度Ｎｅの低下度合の比較を行った一例である。特性１０１は、エンジンに連結された自動変速機がドライブ状態（動力伝達状態）である場合、特性１０２は自動変速機がニュートラル状態（動力伝達が切り離された状態）である場合である。横軸は、ｔ_９１が燃料停止時点、ｔ_９２がエンジン完全停止時点を示す。燃料停止時点ｔ_９１以降、特性１０１の方がエンジン回転速度Ｎｅの低下度合が急速であることがわかる。

また、エンジン回転速度Ｎｅは、小刻みに振動しながら低下して行くが、その振動の谷は何れかの気筒が圧縮上死点（ＴＤＣ）を経過した点である。ある上死点を経過してから次の上死点を経過するまでのエンジン回転速度Ｎｅの低下代（上死点間低下代）は、特性１０１の方が特性１０２に比べて大きい。例えばエンジン完全停止前の最後から３番目から２番目にかけての上死点間低下代Ｎ_９１（ドライブ状態），Ｎ_９２（ニュートラル状態）は、図示のようにＮ_９１＞Ｎ_９２となっている。

このように、エンジン回転速度Ｎｅの低下度合が急速な場合、有効な発電量制御を行うには、発電量制御の実質的な開始時期（発電量の目標値を初期値に保つ期間の終了時期）を早期化する必要がある。また、上死点間低下代が増大すると、発電量制御に要求される制御量も増大するため、上記初期値の継続期間を延長する必要がある。目標値を設定してから実際に発電量が充分上昇するまでにはある程度の遅れがあるからである。

このような事情から、エンジン回転速度Ｎｅの低下度合が急速な場合には、発電量目標値を初期値（大発電量）に設定する時期を、できるだけ早く、例えば燃料停止時点ｔ_９１の直後に設定しなければならない。そうすると、燃料停止時点ｔ_９１後に一旦発電量を低減する期間を殆ど設けることができなくなってしまう。

通常、バッテリは、常時満充電状態を維持するように制御されている。従って、燃料停止時点ｔ_９１の直後に、発電量を低減する期間を設けることなく発電量が増大されると、一時的に過充電状態となる。これは、電装系部品に一時的に高電圧を印加し、ダメージを与える等の弊害を招くので望ましいことではない。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、比較的急速にエンジン回転速度が低下する場合であっても、バッテリの過充電を抑制しつつ、有効な発電量制御を行うことができるエンジンの始動装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための請求項１に係る発明は、エンジンの自動停止条件が成立したときに、エンジン運転を継続させるための燃料供給を停止してエンジンを自動的に停止させるエンジン自動停止制御を行うとともに、自動停止状態にある上記エンジンの再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨張行程にある気筒で燃焼を行わせて上記エンジンを自動的に再始動させる自動再始動制御を行う停止再始動制御手段を備えたエンジンの始動装置であって、上記エンジンによって駆動される発電機であって、電気駆動部に電力を供給するオルタネータと、上記オルタネータの発電量を制御する発電量制御手段と、上記オルタネータの発電量が上記電気駆動部の消費電力よりも大なるときにその余剰電気を充電し、小なるときにその不足分を補って上記電気駆動部に供給するバッテリとを備え、上記停止再始動制御手段は、少なくとも上記燃料供給停止時点より前に、上記オルタネータの発電量が上記電気駆動部の消費電力よりも相対的に小さくなるような特定制御を開始するとともに、その後、エンジン回転速度の低下度合が所定の低下度合となるように上記オルタネータの発電量を調節する発電量制御に切り替えることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載のエンジンの始動装置において、上記特定制御の開始時期は、上記自動停止条件成立前の、その成立が見込まれる所定の準備条件が成立した時点以降であることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２記載のエンジンの始動装置において、上記エンジンは車両に搭載されるものであり、上記自動停止条件は、車速が所定の車速以下かつブレーキオンであることを含む複数の条件が成立した時点で成立するものであり、上記準備条件は、上記自動停止条件に対し、上記所定の車速を、それより高い車速に置き換えたものであることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載のエンジンの始動装置において、上記停止再始動制御手段は、上記燃料供給停止時点のエンジン回転速度と、上記発電量制御開始時点のエンジン回転速度とを、通常のアイドル回転速度よりも高い値に設定することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れか１項に記載のエンジンの始動装置において、上記エンジンには、該エンジン側から駆動輪側への駆動力の伝達が可能なドライブ状態と、上記駆動力の伝達が切り離されたニュートラル状態との切替え可能に構成された自動変速機が連結され、少なくとも上記燃料供給停止後のエンジン停止動作期間中、上記自動変速機が上記ドライブ状態に維持されることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れか１項に記載のエンジンの始動装置において、上記バッテリの充電状態を検出するバッテリ状態検出手段を備え、上記特定制御は、バッテリ充電状態が、満充電よりも所定値以上少ない場合に行われることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れか１項に記載のエンジンの始動装置において、上記特定制御は、上記オルタネータの発電量を低減させる制御を含むことを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項７記載のエンジンの始動装置において、上記発電量の低減は、上記オルタネータの目標レギュレート電圧を所定値低減するものであることを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項１乃至８の何れか１項に記載のエンジンの始動装置において、上記特定制御は、上記電気駆動部の消費電力を増大させる制御を含むことを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項９記載のエンジンの始動装置において、エンジンの温度を検出するエンジン温度検出手段と、上記電気駆動部の一部であって、エンジン冷却用の電動ファンとを備え、上記電気駆動部の消費電力を増大させる制御は、上記エンジン温度が所定値以上かつ上記電動ファンが非駆動状態であるときに、該電動ファンを駆動する制御を含むことを特徴とする。

請求項１の発明によると、以下説明するように、比較的急速にエンジン回転速度が低下する場合であっても、バッテリの過充電を抑制しつつ、有効な発電量制御を行うことができる。

本発明によれば、燃料供給停止時点より前に開始する特定制御により、バッテリの充電状態が満充電状態よりも少なくなる。従って、燃料供給停後の発電量制御において、その初期段階で発電量が増大され、電気駆動部の消費電力に対して余剰電気が生じても、満充電以下の範囲で余剰電気を充電することができる。すなわち過充電が抑制される。これにより、電装系部品に不測のダメージを与える等の弊害が抑制される。

また、過充電を懸念することなく発電量制御の開始時点を早期化することができるので、エンジン回転速度の低下度合が急速である場合でも有効な発電量制御を行うことができる。

請求項２の発明によると、自動停止条件成立前の早期段階で特定制御を開始することができるので、より確実な過充電防止効果を得ることができる。

請求項３の発明によると、自動停止条件成立に至る確率の高い予備条件とすることができる。予備条件成立後、ブレーキオンにより、そのまま車速が所定の車速に低下するだけで自動停止条件が成立するからである。

請求項４の発明によると、燃料供給停止時点のエンジン回転速度を高めることにより、エンジン完全停止までの期間を適度に延長させ、発電量制御が行い易くなる。但し、あまり回転速度を高くし過ぎると、エンジン回転音が増大して運転者に違和感を与えたり、自動変速機と連結された場合にはクリープ力の増大が懸念されたりするので注意を要する。条件によっても異なるが、９００〜１０００ｒｐｍ程度を上限とするのが好ましい。

また発電量制御開始時点のエンジン回転速度を高めることにより、その開始時期を早期化することができる。つまり発電量制御を行う期間を延長することができるので、エンジン回転速度の低下度合を、より目標値に合わせ易くなる。

請求項５の発明によると、以下に述べるように過充電抑制効果を顕著に得ることができる。自動変速機をドライブ状態としたままエンジンを自動停止させると、ニュートラル状態に切換えて自動停止させる場合に比べ、エンジンンの回転抵抗（負荷）が大きくなり、全気筒燃料供給停止からエンジン完全停止までの期間が短くなる。しかし本発明によればそのような場合でも、バッテリの過充電を懸念することなく早期に発電量制御を開始して、狙い通りのエンジン自動停止制御を行うことができる。

また、自動変速機をドライブ状態としたままエンジンを自動停止させるので、自動停止動作期間中に再加速要求（アクセルオン）があった場合、エンジンの燃焼を復帰させるだけで円滑かつ速やかに車両を再加速させることができる。

請求項６の発明によると、以下に述べるように制御を簡略化することができる。通常、バッテリは常に満充電となるように制御されるが、場合によってはそうでないものもある。例えば、車両減速時に車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して蓄電しておくような制御を行うものについては、常時ある程度の充電余裕代を確保しておく場合がある。その場合、発電量制御による過充電の懸念が少ないので、バッテリが満充電のとき以外は当該特定制御を省略することができる。つまり必要に応じて特定制御を行うようにすることにより、制御が冗長となることを抑制することができる。

請求項７の発明によると、確実な特定制御を行うことができる。なお本発明は、特定制御において電気駆動部の消費電力を増大させることを排除する趣旨ではなく、それと併用する場合も含むものである。

請求項８の発明によると、容易にオルタネータの発電量を低減することができる。

請求項９の発明によると、確実な特定制御を行うことができる。なお本発明は、特定制御においてオルタネータの発電量を低減させることを排除する趣旨ではなく、それと併用する場合も含むものである。

請求項１０の発明によると、電動ファンの駆動によって、確実かつ運転者に違和感を与えることなく電気駆動部の消費電力を増大させることができる。また、所定値以上の高温のエンジンを冷却することにより、エンジン再始動時に懸念される温間ロック（高温の吸気による自着火で再始動が妨げられる現象）を抑制することができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明の一実施形態によるエンジンの始動装置を含む概略ブロック図である。エンジン本体１には自動変速機５０が連結されている。自動変速機５０は、車両の走行状態や運転者の操作に応じて、エンジン出力を最適な回転速度および駆動トルクに自動的に変換して車軸に伝達する機構である。自動変速機５０は、車輪側への駆動力の伝達が切り離されたニュートラル状態と、車輪側への駆動力の伝達が可能なドライブ状態とに切換え可能に構成されている。

またエンジン本体１には、エンジンの温度を検出するエンジン温度検出手段として、水温センサ３７が設けられている。水温センサ３７は、エンジン内部を循環する冷却水の温度によってエンジン温度を検出する。

エンジン本体１には、当該エンジンに駆動されるオルタネータ２８（発電機）が付設されている。オルタネータ２８の構造は周知なので簡潔に記すが、ベルト２７を介してエンジンに駆動される図略のフィールドコイルの励磁電流をレギュレータ回路で制御して出力電圧（レギュレート電圧）を調節し、所定の発電量が得られるように構成されている。オルタネータ２８の駆動力はエンジンの負荷として作用する。

オルタネータ２８によって発電された電気は電気駆動部６０の駆動源として供給され、余剰分があればバッテリ５５に充電される。バッテリ５５に蓄電された電気は、オルタネータ２８の発電量が不足したときに電気駆動部６０に供給される。

また、バッテリ５５の充電状態を検出するバッテリ状態検出部５５ａが設けられている。バッテリ状態検出部５５ａは、具体的には電流センサ、電圧センサ、バッテリ温度センサ等によって構成される。

電気駆動部６０は、オルタネータ２８で発電した電気（バッテリ５５に蓄電された電気を含む）で駆動される機器、いわゆる電装系部品の総称である。電気駆動部６０には例えばエンジン冷却用の電動ファン６０ａが含まれる。その他、詳細な図示は省略するが、例えばヘッドライト等のライト類、点火プラグ等のＩＧ（イグニッション）系部品、オーディオやナビゲーションシステム等、ブロア（室内向けのファン）、エアコン用のアディショナルファン、エアコン用マグネットクラッチおよび後部窓ガラスの曇りを除去するリヤデフォッガ（電熱線）等がある。

エンジン本体１にはクランク角センサ３０（回転速度検出手段）が設けられ、図略のクランク軸の回転速度、つまりエンジン回転速度を検出する。

エンジン本体１の吸気通路２１には、アクチュエータ２４により駆動されるスロットル弁２３が配設されている。スロットル弁２３は、後述のスロットル開度制御部２ｂとともに吸気流量調整手段を構成する。スロットル弁２３のさらに上流には、吸気流量を検出するエアフローセンサ２５が設けられている。

その他、車両側には図略のアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ３４や、ブレーキのオン／オフを検出するブレーキスイッチ３５、車速を検出する車速センサ３６等が設けられている。

エンジンの燃焼やオルタネータ２８、或いは電気駆動部６０の動作を制御するコントロールユニットとしてＥＣＵ２が設けられている。ＥＣＵ２は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータ等からなり、具体的には、予めＲＯＭ（又はＲＡＭ）に記憶されているプログラムがＣＰＵによって実行されることによって各種動作等が制御される。ＥＣＵ２は図示のようにバッテリ５５からの電源が供給される。またＥＣＵ２は、上記エアフローセンサ２５、クランク角センサ３０、アクセル開度センサ３４、ブレーキスイッチ３５および車速センサ３６等からの各種信号を受け、アクチュエータ２４、電気駆動部６０および図外の点火プラグや燃料噴射装置等に駆動信号を送る。

ＥＣＵ２は、エンジンの自動停止条件が成立したときに、エンジン運転を継続させるための燃料供給を停止してエンジンを自動的に停止させるエンジン自動停止制御を行うとともに、自動停止状態にある上記エンジンの再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨張行程にある気筒で燃焼を行わせて上記エンジンを自動的に再始動させる自動再始動制御を行う停止再始動制御手段として機能する。

またＥＣＵ２は、上記燃料供給停止時点より前に、オルタネータ２８の発電量が電気駆動部６０の消費電力よりも相対的に小さくなるような特定制御を開始するとともに、その後、エンジン回転速度の低下度合が所定の低下度合となるようにオルタネータ２８の発電量を調節する発電量制御に切り替える。

以下ＥＣＵ２の説明にあたり、上記エンジン自動停止制御や特定性制御に関する部分を中心に説明する。

ＥＣＵ２は、スロットル開度制御部２ｂ、燃料供給制御部２ｃ、点火制御部２ｄ、オルタネータ発電量制御部２ｅおよび電気駆動部制御部２ｆを機能的に含む。

スロットル開度制御部２ｂは、適切な吸気流量を設定し、その吸気流量に応じたスロットル弁２３の開度信号をアクチュエータ２４に出力する。特に当実施形態では、エンジン自動停止制御においてスロットル弁２３の開度を調節して、図略のピストンが再始動に適した適正停止範囲に停止するような制御を行っている。スロットル開度制御部２ｂは、その際のスロットル弁２３の開度調節も行う。

燃料供給制御部２ｃは、燃料供給（噴射）時期と、その量とを設定して、その信号を図略の燃料噴射弁等に出力する。特に当実施形態のエンジン自動停止制御では、後述するように、エンジンの自動停止条件が成立したときに、エンジン運転を継続させるための燃料供給を停止させる。

点火制御部２ｄは、各気筒の適切な点火時期を設定し、図略の点火装置に点火信号を出力する。

オルタネータ発電量制御部２ｅは、オルタネータ２８の適切な発電量を設定し、その駆動信号を上記レギュレータ回路に出力する。通常は、出力電圧（レギュレート電圧）の目標値（例えば１３Ｖ）が設定され、エンジン回転速度等が変動してもその目標値を維持するように発電量がフィードバック制御される。以下このような通常の制御を特にレギュレート電圧制御とも称する。

またオルタネータ発電量制御部２ｅは、上記発電量制御において、オルタネータ２８の発電量自体を調節することによってエンジンの負荷を変化させ、ピストンが再始動に適した適正範囲に停止するような制御を行っている。発電量制御が行われている間、出力電圧は電気駆動部６０の消費電力に応じて変動する。

さらにオルタネータ発電量制御部２ｅは、上記特定性制御において、オルタネータ２８の発電量を所定値低減させる。この特定制御の開始時期は、エンジンの自動停止条件成立前の、その成立が見込まれる所定の準備条件が成立した時点である。

電気駆動部制御部２ｆは、電動ファン６０ａを含む電気駆動部６０の制御を行う。エンジンや車両に搭載されている各電装系部品を、エンジンや車両等の状態に応じて自動的に、あるいは乗員の操作に応じて適宜駆動させる。特に当実施形態では、上記特定制御において、、エンジン温度が所定の高温（例えば冷却水温度≧８０℃）であることを条件に、電動ファン６０ａを強制的に駆動させる。

図２は、エンジン自動停止制御によるエンジン自動停止時のタイムチャートであり、上段にはエンジン回転速度Ｎｅ（ｒｐｍ）、下段にはオルタネータ２８の目標発電量Ａｌｔを示す。目標発電量Ａｌｔは、最大発電時を１００％として示している。

なおこのタイムチャートは、自動変速機５０がドライブ状態にあるときにエンジンの自動停止条件（以下アイドルストップ条件ともいう）が成立した場合を示している。このとき、当実施形態では自動変速機５０をドライブ状態としたままエンジンを自動停止させる。こうすることにより、自動停止動作期間中に再加速要求（アクセルオン）があった場合、エンジンの燃焼を復帰させるだけで円滑かつ速やかに車両を再加速させることができるという利点がある。

このタイムチャートの概要は次の通りである。まず時点ｔ_２でアイドルストップ条件が成立し、時点ｔ_４で燃料供給が停止される。その後エンジン回転速度Ｎｅが低下して行き、時点ｔ_７でエンジンが完全停止する。時点ｔ_２で成立するアイドルストップ条件は、例えば車速が０ｋｍ／ｈ（停車状態）、アクセルオフ、ブレーキオン、エアコンオフ、自動変速機５０のロックアップオフ、ステアリング操舵角が所定値以下、ウインカーオフ、バッテリ電圧が所定値以上等である。

次にこのタイムチャートを、時系列を追って詳細に説明する。このタイムチャートの開始時点では通常のエンジン制御がなされている。従って、オルタネータ発電量制御部２ｅはレギュレート電圧制御Ｔ_Ａを行っている。その目標レギュレート電圧は通常の値（例えば１３Ｖ）に設定されている。オルタネータ２８のレギュレータ回路は、オルタネータ２８の出力電圧がその目標レギュレート電圧となるように目標発電量Ａｌｔをフィードバック制御している。またこのとき、バッテリ５５の充電量は満充電状態が維持されている。

時点ｔ_１は、アイドルストップ準備条件が成立した時点である。アイドルストップ準備条件は、上記アイドルストップ条件と略同等であるが、車速条件のみ異なっている。すなわち、アイドルストップ準備条件は、車速以外のアイドルストップ条件が成立し、かつ車速が所定の低車速（１０〜１５ｋｍ／ｈ程度）以下となったときに成立する。アイドルストップ準備条件成立時点でブレーキオンなので、時点ｔ_１以降、まもなく車両が停止し、アイドルストップ条件も成立する可能性が高い。つまりアイドルストップ条件成立が見込まれる状態となっている。

時点ｔ_１でアイドルストップ準備条件が成立すると、ＥＣＵ２は特定制御Ｔ_Ｂを実行する。すなわち、オルタネータ発電量制御部２ｅが目標レギュレート電圧を低減させる（例えば１３Ｖ→１２Ｖ）。これによって目標発電量Ａｌｔが低減する。それに伴い、実際の発電量も低減するので、その発電量低下分を補うためにバッテリ５５から電気駆動部６０に電力が供給される。その結果、バッテリ５５の充電量は満充電状態よりも少なくなる。

またこの特定制御Ｔ_Ｂでは、エンジンの冷却水温度が所定温度（例えば８０℃）以上のとき、電気駆動部制御部２ｆが電動ファン６０ａを駆動させる。電動ファン６０ａが非駆動状態から駆動状態になると、その分電気駆動部６０の消費電力が増大するので、バッテリ５５の放電が一層促進される。

時点ｔ_２でアイドルストップ条件が成立すると、ＥＣＵ２は、エンジンの自動停止制御を実行する。まずエンジンの目標回転速度を、通常のアイドル回転速度よりも高い目標回転速度に設定する（時点ｔ_２以降、エンジン回転速度Ｎｅが上昇しているのはそのためである）。そうすることにより、燃料供給停止（ｔ_４）からエンジン完全停止（ｔ_７）までの期間を適度に延長させ、またピストンを狙いの位置に停止させる制御が行い易くなる。当実施形態では、自動変速機５０がドライブ状態のときの通常のアイドル回転速度が６５０ｒｐｍに設定されており、目標回転速度は８５０〜９００ｒｐｍ程度に設定されている。

また時点ｔ_２で、スロットル開度制御部２ｂは、吸気圧力が−４００ｍＨｇ程度になるようにスロットル弁２３を調節する。これは、時点_７でエンジンが完全停止したとき、再始動に有利な位置にピストンを停止させるための制御の一部である。

時点ｔ_２以降、所定時間Ｔ_２３（例えば２００ｍｓ程度）が経過した時点ｔ_３で、ＥＣＵ２は特定性制御Ｔ_Ｂを発電量制御Ｔ_Ｃに切り替える（同時にレギュレータ電圧制御Ｔ_Ａも終了する）。発電量制御Ｔ_Ｃでは、まず最初に所定時間Ｔ_３４（例えば２００ｍｓ程度）、目標発電量Ａｌｔが一定値（例えば３０％）に保持される。こうすることにより、後の時点ｔ_４で目標発電量Ａｌｔを増大させたときの実際の発電量の増大特性のばらつきが低減される。

その所定時間Ｔ_３４が経過した時点ｔ_４で、エンジン回転速度が上記目標回転速度で安定していることを確認し、燃料の供給が停止される。

時点ｔ４以降、一時的に目標発電量Ａｌｔが比較的大きな初期値（例えば１００％）に設定される。こうして発電量を増大させることにより、後の制御の応答性を高めることができる。また、この発電量増大によって電気駆動部６０の消費電力以上の発電がなされた場合でも、特定制御Ｔ_Ｂによってバッテリ５５の充電余裕代が確保されているので、適正な充電がなされる。つまり過充電が抑制されて、電気駆動部６０に過大な電圧が印加されてダメージを与えることが防止される。

燃料供給停止に伴ってエンジン回転速度Ｎｅが所定の値Ｎ１（比較的高い値、例えば通常のアイドル回転速度６５０ｒｐｍよりも高い値に設定するのが望ましい）まで低下した時点でオルタネータ発電量制御部２ｅは、所定の制御幅Ａ１で、目標発電量Ａｌｔを調節する。すなわち、エンジン回転速度Ｎｅの低下度合が、予め設定されている目標値よりも急速である場合には目標発電量Ａｌｔを小さくしてエンジン負荷を低減させ、逆に予め設定されている目標値よりも緩やかである場合には目標発電量Ａｌｔを大きくしてエンジン負荷を増大させる。こうすることでエンジン回転速度Ｎｅが、予め設定されている目標値に沿って低下し、結果的にピストンが適正位置で停止する確率を上げることができる。

一方、スロットル開度制御部２ｂは、時点ｔ４後、所定のエンジン回転速度Ｎｅでスロットル弁２３を閉じ、エンジン停止時の各気筒に適正な吸気量が配分されるように制御する。

エンジン回転速度Ｎｅが所定の値まで低下した時点ｔ６で、目標発電量Ａｌｔが０％とされる。これによって、エンジン停止直前のピストンの挙動を安定させることができる。上記エンジン回転速度Ｎ１を、比較的高い値に設定することにより、時点ｔ５から時点ｔ６までの期間を比較的長くとることができる。従って、目標発電量Ａｌｔの増減によるエンジン回転速度Ｎｅの低下度合の調節が行い易くなる。

こうしてエンジン回転速度Ｎｅが、目標の低下度合に沿って低下して行くので、時点ｔ_７でエンジンが完全に停止した時点で、高い確率でピストンが適正範囲に停止する。

図３〜図４は、特定制御Ｔ_Ｂを含むエンジン自動停止時の概略フローチャートである。このフローチャートがスタートし、アイドルストップ準備条件が成立（ステップＳ１でＹＥＳ）すると特定制御Ｔ_Ｂが開始する。特定制御Ｔ_Ｂでは、まずバッテリ状態検出部５５ａによってバッテリ状態が検出される（ステップＳ３）。そしてバッテリ充電量が所定値（満充電に近い値）以上のとき（ステップＳ５でＹＥＳ）、目標レギュレート圧が低減される（１３Ｖ→１２Ｖ）。なお、何らかの事情で、ステップＳ５でＮＯと判定された場合にはステップＳ７が省略される。

次にエンジン冷却水温が８０℃以上であるか否かの確認がなされ（ステップＳ９）、ＹＥＳの場合には電動ファン６０ａが強制的に駆動され（ステップＳ１１）、ＮＯの場合には停止状態が維持される（ステップＳ１３）。そしてアイドルストップ条件が成立したか否かの判定がなされ（ステップＳ１５）、ＹＥＳと判定されるまでステップＳ３〜ステップＳ１５のルーチンを繰り返して待機する。

アイドルストップ条件が成立（ステップＳ１５でＹＥＳ）すると、エンジン回転速度Ｎｅと吸気圧力とを所定の目標値にセットする（ステップＳ１７）。そして燃料停止（Ｆ／Ｃ）カウンタＣＴをリセットし（ステップＳ１９）、所定の待ち時間Ｔ_２３（２００ｍｓ）が経過した時点で（ステップＳ２１〜ステップＳ２３）、オルタネータ２８をレギュレート電圧制御Ｔ_Ａ（特定性制御Ｔ_Ｂ）から発電量制御Ｔ_Ｃに切り替え、目標発電量Ａｌｔを一定値（例えば３０％）に保持する（ステップＳ２５）。

その状態をさらに時間Ｔ_３４（２００ｍｓ）の期間保持し（ステップＳ２７〜２９）、Ｆ／Ｃ開始カウンタＣＴ＞Ｔ_２３＋Ｔ_３４となった時点（ステップＳ２７でＹＥＳ）で、燃料供給を停止し、エンジン自動停止制御を続行して（ステップＳ３１）、リターンする。

そしてエンジンが完全停止した後、再始動条件が成立すると、ＥＣＵ２は、少なくともエンジン停止時に膨張行程にある気筒で燃焼を行わせてエンジンを自動的に再始動させる自動再始動制御を実行する。その際、最初から膨張行程気筒での燃焼を行わせても良いし（正転始動方式）、その前に圧縮行程気筒で燃焼を行わせ、エンジンをいったん逆転させて膨張行程気筒の筒内圧を高めてからから膨張行程気筒での燃焼を行わせても良い（逆転始動方式）。いずれにしても、停止時に吸気行程にある気筒にはサージタンク内に滞留した高温の空気が吸気され、その気筒の最初の圧縮行程で自着火を起こす（温間ロック）可能性があることに配慮が必要である。温間ロックが起こると円滑な再始動に支障をきたすからである。

その点、当実施形態では、エンジン温度が高い（水温≧８０℃）ときに電動ファン６０ａを駆動してエンジンを冷却するので、温間ロックが抑制される。つまり電動ファン６０ａの駆動によって電力を強制的に消費させてバッテリ５５の過充電を抑制しつつ、その電力を温間ロック防止に有効活用することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、この実施形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。その変形例を以下に説明する。

（１）上記実施形態では、特定制御Ｔ_Ｂの開始時期ｔ_１を、アイドルストップ条件成立前のアイドルストップ準備条件時点としたが、必ずしもそのようにする必要はなく、燃料供給停止時点ｔ_４より前であれば良い。しかし上記実施形態のようにすれば、特定制御Ｔ_Ｂの実行時間を充分確保してバッテリ５５の充電余裕代を増大することができる。またアイドルストップ条件成立時点ｔ_２から燃料供給停止時点ｔ_４までの時間（Ｔ_２３＋Ｔ_３４）を可及的に短くすることができる点でも有利となる。

（２）上記実施形態のアイドルストップ条件の車速条件は、車速Ｖ＝０ｋｍ／ｈとしたが、これよりも高速、例えば１０〜２０ｋｍ／ｈ程度としても良い。その場合、アイドルストップ準備条件の車速条件は、その車速よりもやや高車速に設定すれば良い。また、アイドルストップ条件とアイドルストップ準備条件との差異は、上記実施形態のものに限定するものではなく、アイドルストップ準備条件が成立したら、比較的高い確率でまもなくアイドルストップ条件も成立すると考えられるものであれば良い。

（３）上記実施形態では、バッテリ５５が常時満充電となるように制御されているものとしたが、必ずしもそうでなくても良い。例えば、車両減速時に車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して蓄電しておくような制御を行うもので、常時ある程度の充電余裕代を確保しておくようなものに適用しても良い。但し、常時満充電となるように制御されているものに適用した場合、本発明の効果を顕著に享受することができる。

（４）特定制御Ｔ_Ｂにおいて駆動させる電気駆動部６０は、電動ファン６０ａに限定するものではない。電動ファン６０ａ以外では、比較的消費電力が大きく、かつ突然自動的に作動しても乗員に違和感を与えないもの（例えばリヤデフォッガなど）が好適である。またエンジン温度が低くても駆動に支障のないものを、エンジン温度が低温の場合に電動ファン６０ａの代用としても良い。

（５）上記実施形態では、自動変速機５０がドライブ状態のままエンジンを自動停止させるものを挙げたが、必ずしもそれに限定するものではなく、自動変速機５０をニュートラル状態としてエンジンを自動停止させるものに適用しても良い。なお、自動変速機５０のドライブ状態またはニュートラル状態とは、その動力伝達形態を指すものであり、必ずしも運転者が操作するシフトレバー等のポジションと一致するものではない。例えば、シフトレバーのポジションが「Ｄ」レンジであっても、自動変速機５０内部の動力伝達系（油圧クラッチ等）を解放することにより、自動変速機５０をニュートラル状態とすることができる。

本発明の一実施形態によるエンジンの始動装置を含む概略ブロック図である。 特定制御を含むエンジン自動停止制御によるエンジン自動停止時のタイムチャートである。 特定制御を含むエンジン自動停止時の概略フローチャートの前半である。 図３のフローチャートの後半である。 エンジン自動停止制御におけるエンジン回転速度の低下度合の比較を示す図である。

符号の説明

１ エンジン本体
２ ＥＣＵ（停止再始動制御手段）
２ｅ オルタネータ発電量制御部（発電量制御手段）
２８ オルタネータ
３７ 水温センサ（エンジン温度検出手段）
５０ 自動変速機
５５ａ バッテリ状態検出部（バッテリ状態検出手段）
５５ バッテリ
６０ 電気駆動部
６０ａ 電動ファン
Ｔ_Ｂ 特定制御
Ｔ_Ｃ 発電量制御

Claims (10)

1. エンジンの自動停止条件が成立したときに、エンジン運転を継続させるための燃料供給を停止してエンジンを自動的に停止させるエンジン自動停止制御を行うとともに、自動停止状態にある上記エンジンの再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨張行程にある気筒で燃焼を行わせて上記エンジンを自動的に再始動させる自動再始動制御を行う停止再始動制御手段を備えたエンジンの始動装置であって、
   上記エンジンによって駆動される発電機であって、電気駆動部に電力を供給するオルタネータと、
   上記オルタネータの発電量を制御する発電量制御手段と、
   上記オルタネータの発電量が上記電気駆動部の消費電力よりも大なるときにその余剰電気を充電し、小なるときにその不足分を補って上記電気駆動部に供給するバッテリとを備え、
   上記停止再始動制御手段は、少なくとも上記燃料供給停止時点より前に、上記オルタネータの発電量が上記電気駆動部の消費電力よりも相対的に小さくなるような特定制御を開始するとともに、その後、エンジン回転速度の低下度合が所定の低下度合となるように上記オルタネータの発電量を調節する発電量制御に切り替えることを特徴とするエンジンの始動装置。
2. 上記特定制御の開始時期は、上記自動停止条件成立前の、その成立が見込まれる所定の準備条件が成立した時点以降であることを特徴とする請求項１記載のエンジンの始動装置。
3. 上記エンジンは車両に搭載されるものであり、
   上記自動停止条件は、車速が所定の車速以下かつブレーキオンであることを含む複数の条件が成立した時点で成立するものであり、
   上記準備条件は、上記自動停止条件に対し、上記所定の車速を、それより高い車速に置き換えたものであることを特徴とする請求項２記載のエンジンの始動装置。
4. 上記停止再始動制御手段は、上記燃料供給停止時点のエンジン回転速度と、上記発電量制御開始時点のエンジン回転速度とを、通常のアイドル回転速度よりも高い値に設定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のエンジンの始動装置。
5. 上記エンジンには、該エンジン側から駆動輪側への駆動力の伝達が可能なドライブ状態と、上記駆動力の伝達が切り離されたニュートラル状態との切替え可能に構成された自動変速機が連結され、
   少なくとも上記燃料供給停止後のエンジン停止動作期間中、上記自動変速機が上記ドライブ状態に維持されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のエンジンの始動装置。
6. 上記バッテリの充電状態を検出するバッテリ状態検出手段を備え、
   上記特定制御は、バッテリ充電状態が、満充電よりも所定値以上少ない場合に行われることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のエンジンの始動装置。
7. 上記特定制御は、上記オルタネータの発電量を低減させる制御を含むことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のエンジンの始動装置。
8. 上記発電量の低減は、上記オルタネータの目標レギュレート電圧を所定値低減するものであることを特徴とする請求項７記載のエンジンの始動装置。
9. 上記特定制御は、上記電気駆動部の消費電力を増大させる制御を含むことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載のエンジンの始動装置。
10. エンジンの温度を検出するエンジン温度検出手段と、
    上記電気駆動部の一部であって、エンジン冷却用の電動ファンとを備え、
    上記電気駆動部の消費電力を増大させる制御は、上記エンジン温度が所定値以上かつ上記電動ファンが非駆動状態であるときに、該電動ファンを駆動する制御を含むことを特徴とする請求項９記載のエンジンの始動装置。

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