JP4807372B2 - 内燃機関システムの制御方法および内燃機関システム - Google Patents

内燃機関システムの制御方法および内燃機関システム Download PDF

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Description

本発明は、内燃機関システムの制御方法および内燃機関システムに関し、特に、所定の自動停止条件が成立したときに内燃機関を自動停止させ、その後、電動駆動装置を用いて、自動的に内燃機関を再始動させる内燃機関システムの制御方法および内燃機関システムに関する。
例えば、特許文献１に開示されているように、この種の車両用内燃機関の制御装置において、所定の内燃機関停止条件が成立したときに内燃機関を自動停止し、該内燃機関の自動停止後に所定の再始動条件が成立したときに、少なくとも内燃機関停止時に膨張行程にあった停止時膨張行程気筒で混合気を燃焼させて内燃機関を再始動するものが知られている。ここで、自動停止／再始動制御を採用している内燃機関の制御システムにおいては、内燃機関の再始動時に、内燃機関をアシストする電動駆動装置を比較的頻繁に用いる必要がある。このため、特許文献１の構成では、始動用のバッテリとは別に汎用のバッテリを備えた２バッテリシステムを採用し、操縦者の操作（主としてイグニションスイッチの操作）に基づく通常始動と、制御に基づく再始動とで、始動時に電力を供給するバッテリを切り換えることにより、給電能力の向上を図っている。
特開２００２−１１８９７８号公報
通常、始動用バッテリは、自動停止制御された内燃機関を自動的に再始動するため、電動駆動装置への給電に特化されたものであるが、ユーザがランプ等のアクセサリーその他の電気負荷を始動用バッテリの端子に後付け等する場合がある。その場合には、始動用バッテリに蓄積された電力が内燃機関の停止中に消費されることになり、始動用バッテリが設計時の仕様を上回る過負荷状態に陥ることになる。そのような過負荷状態で始動用バッテリを使用すると、内燃機関の再始動時に充分な電力を確保することができないおそれがある。
また、始動用バッテリの蓄電量が不足する場合に、汎用バッテリで電動駆動装置を駆動支援することも考えられるが、近年の車両には、坂道発進補助装置（Hill holder）等、内燃機関の停止時にも給電を要する電気負荷が採用されている場合もあるので、全ての電力を汎用バッテリで賄うこともままならない場合が多い。
本発明は前記不具合に鑑みてなされたものであり、自動停止後の内燃機関が始動不能状態に陥ることを未然に防止することのできる内燃機関システムの制御方法および内燃機関システムを提供することを課題としている。
上記課題を解決するために本発明は、内燃機関と、内燃機関を始動する電動駆動装置と、設計時の仕様において前記電動駆動装置の始動用にのみ用いられる始動用バッテリと、前記内燃機関の停止時に作動する電気負荷と、前記電気負荷に給電する汎用バッテリとを備えた内燃機関システムの制御方法において、所定の自動停止条件が成立したときに、運転中の前記内燃機関を自動停止させる自動停止ステップ、前記内燃機関の自動停止後、所定の再始動条件が成立したときに、前記始動用バッテリから前記電動駆動装置に給電して前記内燃機関を自動的に再始動させる再始動ステップ、前記内燃機関の自動停止時に、前記始動用バッテリから流出する電流値であって前記設計時の仕様外の態様で前記始動用バッテリに接続された後付電気負荷による電流値を所定電流値と比較する停止時電流値診断ステップ、および前記停止時電流値診断ステップの結果、前記始動用バッテリから流出する、前記後付電気負荷の電流値が前記所定電流値を超えている場合には、前記再始動条件の成否に拘わらず、前記内燃機関を再始動する強制再始動ステップを備えていることを特徴とする内燃機関システムの制御方法である。この態様では、内燃機関の自動停止中に、始動用バッテリから所定レベルを超える電流が流出している場合には、ユーザがランプ等のアクセサリーその他の電気負荷を後付けする等、何等かの理由で始動用バッテリの蓄電量が内燃機関の停止時に減少する可能性があるので、その場合には、再始動条件の成否に拘わらず、自動停止している内燃機関を強制的に再始動し、自動停止した内燃機関が始動不能状態に陥ることを未然に防止することができる。
本発明の別の態様は、内燃機関と、内燃機関を始動する電動駆動装置と、設計時の仕様において前記電動駆動装置の始動用にのみ用いられる始動用バッテリと、前記内燃機関の停止時に作動する電気負荷と、前記電気負荷に給電する汎用バッテリとを備えた内燃機関システムの制御方法において、所定の自動停止条件が成立したときに、運転中の前記内燃機関を自動停止させる自動停止ステップ、前記内燃機関の自動停止後、所定の再始動条件が成立したときに、前記始動用バッテリから前記電動駆動装置に給電して前記内燃機関を自動的に再始動させる再始動ステップ、前記自動停止条件の成立時に、前記始動用バッテリから流出する電流値であって前記設計時の仕様外の態様で前記始動用バッテリに接続された後付電気負荷による電流値を所定電流値と比較する運転時電流値診断ステップ、および前記運転時電流値診断ステップの結果、前記始動用バッテリから流出する、前記後付電気負荷の電流値が前記所定電流値を超えている場合には、前記自動停止条件の成否に拘わらず、前記自動停止ステップを禁止する自動停止禁止ステップを備えていることを特徴とする内燃機関システムの制御方法である。この態様では、内燃機関の運転中に自動停止条件が成立した際に、始動用バッテリから所定レベルを超える電流が流出している場合には、ユーザがランプ等のアクセサリーその他の電気負荷を後付けする等、何等かの理由で始動用バッテリの蓄電量が内燃機関の停止時に減少する可能性があるので、その場合には、自動停止条件の成否に拘わらず、内燃機関の自動停止制御を禁止し、自動停止後の内燃機関が始動不能状態に陥ることを未然に防止することができる。
好ましい態様においては、前記内燃機関の自動停止時に、前記始動用バッテリから流出する電流値を所定電流値と比較する停止時電流値診断ステップ、および前記停止時電流値診断ステップの結果、前記始動用バッテリから流出する電流値が前記所定電流値を超えている場合には、前記再始動条件の成否に拘わらず、前記内燃機関を再始動する強制再始動ステップをさらに備えている。この態様では、内燃機関が停止したとき、または、内燃機関の運転中に自動停止条件が成立したときに、始動用バッテリから所定レベルを超える電流が流出している場合には、ユーザがランプ等のアクセサリーその他の電気負荷を後付けする等、何等かの理由で始動用バッテリの蓄電量が内燃機関の停止時に減少する可能性があるので、その場合には、自動停止条件の成否に拘わらず、内燃機関の自動停止制御を禁止したり、再始動停止条件の成否に拘わらず、自動停止している内燃機関を強制的に再始動したりすることによって、自動停止した内燃機関が始動不能状態に陥ることを未然に防止することができる。
好ましい態様において、前記内燃機関の自動停止時に、前記始動用バッテリの電圧値の変化を所定しきい値と比較する停止時電圧変化診断ステップをさらに備え、前記強制再始動ステップは、前記停止時電圧変化診断ステップの結果、前記始動用バッテリの電圧値の変化が前記所定しきい値を超えている場合には、前記再始動条件の成否に拘わらず、前記内燃機関を再始動する手順である。この態様では、内燃機関の自動停止時に、始動用バッテリの電圧値の変化が所定のレベルを超えている場合に、前記再始動条件の成否に拘わらず、内燃機関を強制的に再始動し、内燃機関の始動不能状態を防止することができる。加えて、電流値に基づく後付負荷の検出に加えて、電圧値の変化に基づく後付負荷の検出手順を有しているので、電流センサと電圧センサを設けている場合に、何れか一方のセンサ出力値に異常があっても、他方のセンサで後付負荷の接続を判定することができるという、いわば、フォルトトレランス機能を奏することも可能になる。
好ましい態様において、前記自動停止条件の成立時に、前記始動用バッテリの電圧値の変化を所定しきい値と比較する運転時電圧変化診断ステップをさらに備え、前記自動停止禁止ステップは、前記運転時電圧変化診断ステップの結果、前記始動用バッテリの電圧値の変化が前記所定しきい値を超えている場合には、前記自動停止条件の成否に拘わらず、前記自動停止ステップを禁止する手順である。この態様では、内燃機関の運転中に自動停止条件が成立した際に、始動用バッテリの電圧変化が所定のしきい値を超えている場合にも、自動停止条件の成否に拘わらず、内燃機関の自動停止制御を禁止し、自動停止後の内燃機関が始動不能状態に陥ることを未然に防止することができるとともに、冗長構成によるフォルトトレランス機能を奏することも可能になる。
好ましい態様において、前記強制再始動ステップを実行する要件が成立した後は、前記自動停止ステップを禁止する自動停止禁止ステップをさらに備えている。この態様では、一度でも始動用バッテリから流出する電流値が所定電流値を超えた場合、または、始動用バッテリの電圧値の変化が所定のレベルを超えた場合には、始動用バッテリの蓄電量低下が懸念される運転状態であることから、爾後の自動停止が禁止されるフェールセーフ機能を奏し、より安全サイドで確実な内燃機関の始動不能状態を防止することができる。
好ましい態様において、前記内燃機関の停止時に前記汎用バッテリから前記電気負荷に給電する停止時給電ステップをさらに備え、前記強制再始動ステップは、前記汎用バッテリと前記始動用バッテリの双方から前記電動駆動装置に給電する手順である。この態様では、内燃機関の強制再始動を要する運転状況のときに、始動用バッテリからだけではなく、汎用バッテリからも給電するので、始動用バッテリの蓄電量が早いペースで低下しても、内燃機関を再始動するための電力を確保することができる。
本発明の別の態様は、内燃機関と、内燃機関を始動する電動駆動装置と、設計時の仕様において前記電動駆動装置の始動用にのみ用いられる始動用バッテリと、前記内燃機関の停止時に作動する電気負荷と、前記電気負荷に給電する汎用バッテリと、前記内燃機関の運転制御を司る運転制御手段とを備えた内燃機関システムにおいて、前記運転制御手段は、所定の自動停止条件が成立したときに、運転中の前記内燃機関を自動停止させる自動停止手段、前記内燃機関の自動停止後、所定の再始動条件が成立したときに、前記始動用バッテリから前記電動駆動装置に給電して前記内燃機関を自動的に再始動させる再始動手段、前記内燃機関の自動停止時に、前記始動用バッテリから流出する電流値であって前記設計時の仕様外の態様で前記始動用バッテリに接続された後付電気負荷による電流値を所定電流値と比較する停止時電流値診断手段、および前記停止時電流値診断手段による診断の結果、前記始動用バッテリから流出する、前記後付電気負荷の電流値が前記所定電流値を超えている場合には、前記再始動条件の成否に拘わらず、前記内燃機関を再始動する強制再始動手段を備えていることを特徴とする内燃機関システムである。この態様では、内燃機関の自動停止中に、始動用バッテリから所定レベルを超える電流が流出している場合には、ユーザがランプ等のアクセサリーその他の電気負荷を後付けする等、何等かの理由で始動用バッテリの蓄電量が内燃機関の停止時に減少する可能性があるので、その場合には、再始動停止条件の成否に拘わらず、自動停止している内燃機関を強制的に再始動し、自動停止した内燃機関が始動不能状態に陥ることを未然に防止することができる。
本発明の別の態様は、内燃機関と、内燃機関を始動する電動駆動装置と、設計時の仕様において前記電動駆動装置の始動用にのみ用いられる始動用バッテリと、前記内燃機関の停止時に作動する電気負荷と、前記電気負荷に給電する汎用バッテリと、前記内燃機関の運転制御を司る運転制御手段とを備えた内燃機関システムにおいて、前記運転制御手段は、所定の自動停止条件が成立したときに、運転中の前記内燃機関を自動停止させる自動停止手段、前記内燃機関の自動停止後、所定の再始動条件が成立したときに、前記始動用バッテリから前記電動駆動装置に給電して前記内燃機関を自動的に再始動させる再始動手段、前記自動停止条件の成立時に、前記始動用バッテリから流出する電流値であって前記設計時の仕様外の態様で前記始動用バッテリに接続された後付電気負荷による電流値を所定電流値と比較する運転時電流値診断手段、および前記運転時電流値診断手段による診断の結果、前記始動用バッテリから流出する、前記後付電気負荷の電流値が前記所定電流値を超えている場合には、前記自動停止条件の成否に拘わらず、前記自動停止手段を禁止する自動停止禁止手段を備えていることを特徴とする内燃機関システムである。この態様では、内燃機関の運転中に自動停止条件が成立した際に、始動用バッテリから所定レベルを超える電流が流出している場合には、ユーザがランプ等のアクセサリーその他の電気負荷を後付けする等、何等かの理由で始動用バッテリの蓄電量が内燃機関の停止時に減少する可能性があるので、その場合には、自動停止条件の成否に拘わらず、内燃機関の自動停止制御を禁止し、自動停止後の内燃機関が始動不能状態に陥ることを未然に防止することができる。
好ましい態様においては、前記運転制御手段は、前記内燃機関の自動停止時に、前記始動用バッテリから流出する電流値を所定電流値と比較する停止時電流値診断手段、および前記停止時電流値診断手段による診断の結果、前記始動用バッテリから流出する電流値が前記所定電流値を超えている場合には、前記再始動条件の成否に拘わらず、前記内燃機関を再始動する強制再始動手段をさらに備えている。この態様では、内燃機関が停止したとき、または、内燃機関の運転中に自動停止条件が成立したときに、始動用バッテリから所定レベルを超える電流が流出している場合には、ユーザがランプ等のアクセサリーその他の電気負荷を後付けする等、何等かの理由で始動用バッテリの蓄電量が内燃機関の停止時に減少する可能性があるので、その場合には、自動停止条件の成否に拘わらず、内燃機関の自動停止制御を禁止したり、再始動停止条件の成否に拘わらず、自動停止している内燃機関を強制的に再始動したりすることによって、自動停止した内燃機関が始動不能状態に陥ることを未然に防止することができる。
好ましい態様において、前記内燃機関の自動停止時に、前記始動用バッテリの電圧値の変化を所定しきい値と比較する停止時電圧変化診断手段をさらに備え、前記強制再始動手段は、前記停止時電圧変化診断手段による診断の結果、前記始動用バッテリの電圧値の変化が前記所定しきい値を超えている場合には、前記再始動条件の成否に拘わらず、前記内燃機関を再始動するものである。この態様では、内燃機関の自動停止時に、始動用バッテリの電圧値の変化が所定のレベルを超えている場合に、前記再始動条件の成否に拘わらず、内燃機関を強制的に再始動し、内燃機関の始動不能状態を防止することができる。加えて、電流値に基づく後付負荷の検出に加えて、電圧値の変化に基づく後付負荷の検出手段を有しているので、電流センサと電圧センサを設けている場合に、何れか一方のセンサ出力値に異常があっても、他方のセンサで後付負荷の接続を判定することができるという、いわば、フォルトトレランス機能を奏することも可能になる。
好ましい態様において、前記自動停止条件の成立時に、前記始動用バッテリの電圧値の変化を所定しきい値と比較する運転時電圧変化診断手段をさらに備え、前記自動停止禁止手段は、前記運転時電圧変化診断手段による診断の結果、前記始動用バッテリの電圧値の変化が前記所定しきい値を超えている場合には、前記自動停止条件の成否に拘わらず、前記自動停止手段を禁止するものである。この態様では、内燃機関の運転中に自動停止条件が成立した際に、始動用バッテリの電圧変化が所定のしきい値を超えている場合にも、自動停止条件の成否に拘わらず、内燃機関の自動停止制御を禁止し、自動停止後の内燃機関が始動不能状態に陥ることを未然に防止することができるとともに、冗長構成によるフォルトトレランス機能を奏することも可能になる。
好ましい態様において、前記運転制御手段は、前記強制再始動手段による強制再始動を実行する要件が成立した後は、前記自動停止手段を禁止する自動停止禁止手段をさらに備えている。この態様では、一度でも始動用バッテリから流出する電流値が所定電流値を超えた場合、または、始動用バッテリの電圧値の変化が所定のレベルを超えた場合には、始動用バッテリの蓄電量低下が懸念される運転状態であることから、爾後の自動停止が禁止されるフェールセーフ機能を奏し、より安全サイドで確実な内燃機関の始動不能状態を防止することができる。
好ましい態様において、前記内燃機関の停止時に前記汎用バッテリから前記電気負荷に給電する停止時給電手段をさらに備え、前記強制再始動手段は、前記汎用バッテリと前記始動用バッテリの双方から前記電動駆動装置に給電するものである。この態様では、内燃機関の強制再始動を要する運転状況のときに、始動用バッテリからだけではなく、汎用バッテリからも給電するので、始動用バッテリの蓄電量が早いペースで低下しても、内燃機関を再始動するための電力を確保することができる。
以上説明したように、本発明は、自動停止後の内燃機関が始動不能状態に陥ることを未然に防止することができるという顕著な効果を奏する。
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について説明する。
なお、以下の説明において、各実施形態のうち、同等の要素には、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関システムの概略構成図である。
図１を参照して、同システムは、内燃機関としてのエンジン１０を制御するパワートレイン制御モジュール（ＰＣＭ：Powertrain Control Module）１００と、エンジン１０に装備されたトランスミッション２０１を制御するトランスミッション制御モジュール（ＴＣＭ：Transmission Control Module）２００と、ステアリングユニット３０１を制御するステアリング制御モジュール３００と、車体に装備される各種のコンビニエンススイッチＳＷ２〜ＳＷ５を制御する車体制御モジュール（ＢＣＭ：Body Control Module）４００とを備えている。なお、各モジュール１００〜４００は、論理的な構成であり、現実には一つのシステムで複数のモジュールを構築してもよく、或いは、一つのモジュールを複数のシステムで構築してもよい。これら各モジュール１００〜４００のうち、少なくともパワートレイン制御モジュール１００は、全体として、所定の自動停止条件が成立したときにエンジン１０を自動停止させ、停止後、上記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１５で燃焼を行わせてエンジン１０を自動的に再始動させる自動停止制御を行うとともに、その自動停止制御におけるエンジン停止動作中に上記再始動条件が成立したとき、エンジン１０が完全に停止する前であっても燃料供給と点火を復帰させて再始動を開始させる自動停止制御手段となっている。
以下、これらの各モジュール１００〜４００を説明するに当たり、車両並びに車両に搭載されている内燃機関システムについて説明する。
まず図１を参照して、１は、車室に装備されるインストゥルメントパネルであり、このインストゥルメントパネル１には、表示ユニット２が装備されている。表示ユニット２には、システムに不具合が発生した際、当該システムの不具合を表示するワーニング報知部３が設けられている。図では省略されているが、ワーニング報知部３は、例えば、ＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示する液晶パネルや、音声等を出力するスピーカ等で構成されており、各モジュール１００〜４００の制御に基づき、オイル切れ等、各種のワーニング（警告）を運転者に報知することができるようになっている。
４は、車室のダッシュロアパネルであり、このダッシュロアパネル４には、運転者が車両を操舵するステアリングホイール５と、変速段を操作するためのシフトレバー６と、アクセルペダルユニット７のアクセルペダル７ａと、ブレーキユニット８のブレーキペダル８ａとが設けられている。
また車両には、当該エンジン１０を運転者が始動するためのイグニションキースイッチＳＷ１が設けられている。
図２は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関システムのうち、エンジンの断面を主に示す概略構成図であり、図３は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関システムのうち、エンジンの平面を主に示す概略構成図である。
図１並びに図２および図３を参照して、エンジン１０は４サイクル火花点火式エンジンであって、動力を出力するクランクシャフト１１と、クランクシャフト１１を収容するシリンダブロック１２と、シリンダブロック１２の上部に載置されて、シリンダブロック１２とともにエンジン１０の筐体を構成するシリンダヘッド１４と、シリンダブロック１２とシリンダヘッド１４とに形成される４つの気筒１５Ａ〜１５Ｄ（図３参照）とを備えている。
各気筒１５Ａ〜１５Ｄの内部には、図略のコネクティングロッドによってクランクシャフト１１に連結されたピストン１６が嵌挿されることにより、当該ピストン１６の上方に燃焼室１８が形成されている。各気筒１５Ａ〜１５Ｄに設けられたピストン１６は、所定の位相差をもってクランクシャフト１１の回転に伴い上下運動を行うように構成されている。
ここで、４気筒４サイクルエンジンであるエンジン１０では、各気筒１５Ａ〜１５Ｄが所定の位相差をもって吸気、圧縮、膨張、排気の各行程からなるサイクルを行うようになっており、各サイクルが１番気筒（図示の例では気筒１５Ａ）、３番気筒（図示の例では気筒１５Ｃ）、４番気筒（図示の例では気筒１５Ｄ）、２番気筒（図示の例では気筒１５Ｂ）の順にクランク角で１８０°（１８０°ＣＡ）の位相差をもって行われるように構成されている。
シリンダヘッド１４には、気筒１５Ａ〜１５Ｄの燃焼室１８毎に配設された点火プラグ１９が、当該点火プラグ１９の先端に設けられた電極が燃焼室１８内に臨むように設置されている。点火プラグ１９は、例えばねじ等、周知の構造によってシリンダヘッド１４に取り付けられている。点火プラグ１９を作動する点火装置２０は、パワートレイン制御モジュール１００からの制御信号ＤIGを受けて、点火プラグ１９が所望の点火タイミングで火花を発生するよう、それに通電する。
また、シリンダヘッド１４には、当該燃焼室１８の側方に配置され、燃焼室１８内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁２１が設けられている。この燃料噴射弁２１は、図外のニードル弁およびソレノイドを内蔵し、パワートレイン制御モジュール１００の燃焼制御部１２０（図２参照）から入力されたパルス信号ＤFLのパルス幅に対応する時間だけ駆動されて開弁し、その開弁時間に応じた量の燃料を点火プラグ１９の電極付近に向けて噴射するように構成されている。
また、エンジン１０には、図１および図２に示すように、タイミングベルト等によりクランクシャフト１１に連結されたオルタネータ２３が付設されている。このオルタネータ２３は、図略のフィールドコイルの電流を制御して出力電圧を調節することにより発電量を調整するレギュレータ回路２４を内蔵し、このレギュレータ回路２４に入力されるパワートレイン制御モジュール１００（図２参照）からの制御信号に基づき、車両の電気負荷（図１および図４参照）および車載された電力供給システム５００のバッテリ５１０、５２０（図１および図４参照）の電圧値ＶMBAT、ＶEBAT等に対応した発電量の制御が実行されるように構成されている。
またエンジン１０には、当該クランクシャフト１１に駆動力を付与してエンジン１０を始動させるスタータユニット２７が設けられている。このスタータユニット２７は、スタータモータ２７ａ（電気モータ）とピニオンギア２７ｂとを有している。ピニオンギア２７ｂの回転軸は、スタータモータ２７ａの出力軸と同軸で、その回転軸に沿って往復移動する。またクランクシャフト１１には、図略のフライホイールと、このフライホイールに固定されたリングギア２８が、回転中心に対して同心に設けられている。そして、このスタータユニット２７を用いてエンジンを始動する場合には、ピニオンギア２７ｂが所定の噛合位置に移動して、リングギア２８に噛合することにより、クランクシャフト１１が回転駆動されるようになっている（クランキング）。
また、各気筒１５Ａ〜１５Ｄの上部には、燃焼室１８に向かって開口する吸気ポート３０および排気ポート３１が設けられている。そして、これらのポート３０、３１と燃焼室１８との連結部分には、吸気バルブ３２および排気バルブ３３がそれぞれ装備されている。吸気ポート３０には吸気通路３５が、排気ポート３１には排気通路７０が、それぞれ接続されている。吸気ポート３０に近い吸気通路３５の下流側は、図３に示すように、各気筒１５Ａ〜１５Ｄに対応して独立した分岐吸気通路３６に分岐しており、この各分岐吸気通路３６の上流端がそれぞれサージタンク３７に連通している。このサージタンク３７よりも上流側には共通吸気通路３８が設けられている。この共通吸気通路３８には、スロットルボディ３９が設けられている。スロットルボディ３９には、各気筒１５Ａ〜１５Ｄに流入する空気量を調整可能なスロットル弁４０とこのスロットル弁４０を駆動するアクチュエータ４１と、アイドリング回転速度制御装置（ＩＳＣ：Idling Speed Control device）４２とが設けられている。図示の実施形態において、アイドリング回転速度制御装置４２は、パワートレイン制御モジュール１００の燃焼制御部１２０によって開弁量を変更可能な電磁駆動式のものである。
他方、図２に示すように、排気通路７０には、排気を浄化する触媒コンバータ９６が設けられている。
次に、図１を参照して、上述のようなエンジン１０には、トランスミッション２０１が設けられている。
図４は、本発明の第１実施形態に係る車両の要部を示す概略構成図である。
図４を参照して、当該車両にはエンジン１０に隣接してトランスミッション２０１が搭載されている。トランスミッション２０１は、エンジン１０からクランクシャフト１１を介して入力された動力を、適宜回転数および適宜トルクに自動的に変換（運転者の選択によって手動も可能）し、ディファレンシャル機構２０７から車両の駆動車軸２０８に伝達する装置である。トランスミッション２０１は、図略のトルクコンバータや油圧機構２２０を備える。油圧機構２２０は、図略の油圧クラッチ、油圧ブレーキおよびそれらを断続させるためのバルブアセンブリ等を含む。
油圧機構２２０のバルブアセンブリは、複数のソレノイドバルブやスプール弁等を備えている。ソレノイドバルブには、トランスミッション制御モジュール２００から制御信号ＤTMOILが送られ、その制御信号ＤTMOILに基づいて油圧クラッチ等に供給される作動油圧（ライン圧）の大きさが調整されたり、締結される油圧クラッチが切換えられたりして、変速が実行される。
油圧機構２２０の油圧源として、機械式オイルポンプ２２２および電動式オイルポンプ２２３が設けられている。機械式オイルポンプ２２２は、従来のトランスミッションに一般的に用いられているものと同様であって、そのロータはエンジン１０のクランクシャフト１１と直結されている。従って機械式オイルポンプ２２２はエンジン１０と連動して駆動される。機械式オイルポンプ２２２の駆動により、油圧機構２２０が有効に作動する。つまりトランスミッション２０１が動力伝達可能状態となる。第１実施形態では、エンジン１０の通常の運転時には原則として機械式オイルポンプ２２２が用いられる。
電動式オイルポンプ２２３は、機械式オイルポンプ２２２に付加的に設けられ、これと併用または単独で用いられる。電動式オイルポンプ２２３はトランスミッションポンプドライバ２２４によって駆動される。トランスミッションポンプドライバ２２４は図略の電気モータ等を内蔵し、汎用バッテリ５１０からの電力によって電動式オイルポンプ２２３のロータを駆動する。従って電動式オイルポンプ２２３はエンジン１０が停止中にも油圧を発生させ、それを油圧機構２２０に供給することができる。第１実施形態では、電動式オイルポンプ２２３は主にエンジン１０の自動停止中またはその再始動開始直後においてトランスミッション２０１を動力伝達可能状態にするために用いられる。このような使用条件では油圧機構２２０のライン圧が比較的低いので、電動式オイルポンプ２２３にかかる負荷が小さい。そのため電動式オイルポンプ２２３やトランスミッションポンプドライバ２２４は小型、小容量対応のものが採用されている。
次に、第１実施形態に係るブレーキユニット８は、ダイナミックスタビリティコントロール（ＤＳＣ：Dynamic Stability Control）２３０と連結されている。ダイナミックスタビリティコントロール２３０は、例えば、当該車両に設けられている各種センサから車両の走行状態を判定する判定部と、判定部の処理情報に基づいて当該車両の経路を予測する経路予測部と、当該車両の車輪２０９のスリップを検出する検出部等を論理的に備え、予測される経路に相応するブレーキ操作（或いはステアリングホイール５の操作であってもよい）がなされた場合に、その操作量を自動的に修正することにより、運転者の人的要因による車両の不随意な挙動を防止する装置である。
第１実施形態において、ダイナミックスタビリティコントロール２３０は、ヒルホルダユニット２４０を内蔵している。ヒルホルダユニット２４０は、車両の駆動車軸２０８に装備された油圧式ディスクブレーキ２１０の制動力を制御し、車両が坂道で発進する際、車両が不随意に後退するのを防止する装置である。ダイナミックスタビリティコントロール２３０は、ＤＳＣドライバ２３１を介してパワートレイン制御モジュール１００に接続され、制御されるようになっている。
次に、図１を参照して、第１実施形態のステアリングユニット３０１は、エレクトロハイドロリックパワーアシストステアリングユニット（ＥＨＰＡＳ：Electro-Hydraulic Power-Assisted Steering Unit）で具体化されており、ステアリングホイール５の操舵力を図略のモータでアシストするユニットである。
また、車両には、空調ユニット４０１を初めとする種々のコンビニエンス（電装品）が装備されており、車体のボンネットの開閉に関する出力信号ＳＷBTを出力するボンネットスイッチＳＷ２、ライトの点滅に関するライト点滅に関する出力信号ＳＷLTを出力するライトスイッチＳＷ３、ドアの開閉状態に関する出力信号ＳＷDRを出力するドアスイッチＳＷ４、ワイパーの動作に関する出力信号ＳＷWPを出力するワイパスイッチＳＷ５等が設けられており、これら各スイッチＳＷ２〜ＳＷ５が車体制御モジュール４００に入力され、パワートレイン制御モジュール１００と協働して車両を制御できるようになっている。
次に、本内燃機関システムの電力供給システムについて説明する。
図１および図４を参照して、第１実施形態に係る電力供給システムは、車室から操作されるイグニションキースイッチＳＷ１と、複数のリレー５０１〜５０６を介して形成される給電ラインと、この給電ラインから電気負荷（例えば、上述した表示ユニット２、ワーニング報知部３、点火装置２０、燃料噴射弁２１を制御する図外のソレノイド、オルタネータ２３のレギュレータ回路２４、スタータユニット２７のスタータモータ２７ａ、スロットル弁４０を駆動するアクチュエータ４１、アイドリング回転速度制御装置４２、油圧機構２２０のバルブアセンブリ、電動式オイルポンプ２２３、ダイナミックスタビリティコントロール２３０、ヒルホルダユニット２４０、図略のアンチロックブレーキングシステム（ＡＢＳ：anti-lock braking systems）、ステアリングユニット３０１、およびこれらユニットのドライバ等、並びに各モジュール１００〜４００等。以下、「電気負荷」というときは、これらの総称である）に接続される汎用バッテリ５１０と、電気負荷のうち、特にスタータユニット２７のスタータモータ２７ａを駆動するための電力を供給する始動用バッテリ５２０と含む２バッテリシステムである。
このような２バッテリシステムには自動停止制御において次のような利点がある。後述するように、第１実施形態ではエンジン自動停止からの再始動時にスタータユニット２７を駆動する場合がある。スタータユニット２７の駆動には、比較的大きな電流が必要なので、バッテリ電圧が一時的に低下する。電気負荷の中には、各種ライトやデフォッガ等のように、そのような電圧低下が殆ど問題にならないものもあるが、エアバッグコントロールユニット、ＥＨＰＡＳ（電子油圧式パワーステアリング）コントロールユニット、ナビゲーションシステム、オーディオ、各種メータ類等、一時的な電圧低下が望ましくないものも多い。そこで第１実施形態では、スタータモータ２７ａを除く電気負荷には、比較的容量の高い汎用バッテリ５１０から安定した電圧で電力を供給し、スタータユニット２７には専用の始動用バッテリ５２０から電力を供給することにより、再始動時にスタータユニット２７を駆動して始動用バッテリ５２０の電圧が一時的に低下しても、その影響が、スタータモータ２７ａを除く電気負荷に可及的に及ばないようにしている。
イグニションキースイッチＳＷ１は、入力接点、ＯＦＦ接点、出力接点、およびスタータ始動接点を有しており、このイグニションキースイッチＳＷ１の入力接点が汎用バッテリ５１０の出力端子と接続されている。
イグニションキースイッチＳＷ１の入力接点と汎用バッテリ５１０との間には、ａ接点のメインリレー５０１が接続されている。メインリレー５０１は、パワートレイン制御モジュール１００の制御によってＯＮ／ＯＦＦされる構成になっており、このメインリレー５０１によって、システム全体のフェールセーフ機能が確保されている。
イグニションキースイッチＳＷ１の出力接点には、スタータモータ２７ａを含む電気負荷を介して並列に接続されている。
また、スタータユニット２７のスタータモータ２７ａは、ａ接点のパワーリレー５０２を介して汎用バッテリ５１０と接続されている。従って、パワーリレー５０２がオフのときにはスタータユニット２７への電力供給がなされず、パワーリレー５０２がオンのときにはスタータユニット２７への電力供給が可能となる。これとともに、スタータモータ２７ａは、パワーリレー５０２よりも上流側で分岐するワイヤーハーネス（図１中のＳＴで示すライン）により、イグニションキースイッチＳＷ１のスタータ始動接点とも接続されている。イグニションキースイッチＳＷ１のスタータ始動接点には、スタータモータ２７ａを駆動する図略のドライバが接続されている。
スタータモータ２７ａに接続されたパワーリレー５０２やスタータリレー５０３は、図略のドライバを介してパワートレイン制御モジュール１００の制御により開閉されるようになっている。特に、スタータリレー５０３のドライバは、自己保持回路を構成しており、所定時間、スタータ始動接点に起電力が生じると、回路を閉じて、スタータモータ２７ａのスタータリレー５０３を閉成するとともに、パワートレイン制御モジュール１００の制御により、自身の回路を開成して、スタータリレー５０３を開成するように構成されている。
同様に、イグニションキースイッチＳＷ１の出力接点には、ａ接点のＡＴポンプリレー５０４を介して電動式オイルポンプ２２３が接続されている。従って、ＡＴポンプリレー５０４がオフのときにはトランスミッションポンプドライバ２２４への電力供給がなされず、ＡＴポンプリレー５０４がオンのときにはスタータユニット２７への電力供給が可能となる。また、イグニションキースイッチＳＷ１の出力接点には、ＤＳＣリレー５０５を介して、ヒルホルダユニット２４０を内蔵するダイナミックスタビリティコントロール２３０が接続されている。
ここで、上述した電気負荷のうち、例えば、ＤＳＣリレー５０６は、エンジン１０の停止時にも閉成されており、車両の安全を最大限に図るために、ダイナミックスタビリティコントロール２３０やその内蔵品であるヒルホルダユニット２４０は、エンジン１０の停止時にも稼動し、不測の事態に対処できるように構成されている。
次に、始動用バッテリ５２０は、汎用バッテリ５１０よりも小容量で、スタータユニット２７を専用に駆動するバッテリである。始動用バッテリ５２０は、スタータリレー５０３を介してスタータユニット２７に接続され、電力供給が可能となっている。また始動用バッテリ５２０は、ａ接点のチャージリレー５０５を介してオルタネータ２３とも接続されている。これにより、チャージリレー５０５がＯＮのとき、オルタネータ２３で発電された電気が始動用バッテリ５２０にも充電される。チャージリレー５０５は、汎用バッテリ５１０の出力端子の最上流部分と始動用バッテリ５２０の出力端子の最上流部分との間に介在している。
次に、車両には、当該車両の走行速度を検出する車速センサＳＮ１と、加速度を検出する加速度センサＳＮ２と、車室に設けられたステアリングホイール５の回転角度ＲＤθを検出する操舵角センサＳＮ３と、アクセルペダル７ａの踏み込み量に基づくアクセル開度ＡＬθを検出するアクセル開度センサＳＮ４と、ブレーキユニット８に設けられたマスタバック負圧センサＳＮ５と、ダイナミックスタビリティコントロール２３０に内蔵されたブレーキ油圧センサＳＮ６とが設けられている。これらセンサＳＮ１〜ＳＮ６の出力信号ＳＮVSS、ＳＮG、ＳＮRDθ、ＳＮALθ、ＳＮMBKP、およびＳＮBKPは、パワートレイン制御モジュール１００に対し、直接または間接的に入力されるように構成されている。
他方、エンジン１０には、クランクシャフト１１の回転角（クランク角度ＣＡ）を検出する２つの検出素子を有するクランク角センサＳＮ１１が設けられている。クランク角センサＳＮ１１の各検出素子は、エンジン回転速度Ｎｅの演算の基となる出力信号ＳＮ11、ＳＮ12を出力するとともに、クランク角センサＳＮ１１の各検出素子から出力される出力信号ＳＮ11、ＳＮ12の位相差に基づいて、当該エンジン１０のクランク角度ＣＡが検出されるようになっている。このクランク角センサＳＮ１１の出力信号ＳＮ11およびＳＮ12が、パワートレイン制御モジュール１００に入力され、エンジン回転速度Ｎｅとクランク角度ＣＡとが検出されるように構成されている。
また、エンジン１０には、図略の吸気側カムシャフトの位相θCAMを検出するカム位相センサＳＮ１２と、冷却水温度ＴENGを検出する水温センサＳＮ１４と、スロットル弁４０の上流側に設けられ、吸気流量を検出するエアフローセンサＳＮ１５と、スロットル弁４０の下流側に設けられ、吸気圧力を検出する吸気圧センサＳＮ１６とを備えており、これらセンサＳＮ１１〜ＳＮ１６の出力信号ＳＮ11、ＳＮ12、ＳＮCAMθ、ＳＮENT、ＳＮAF、およびＳＮINPが、パワートレイン制御モジュール１００に入力されるように構成されている。
また、トランスミッション２０１のギアボックス２０２内には、変速段を検出するギアポジションスイッチＳＷ２０１が配置されており、このギアポジションスイッチＳＷ２０１が出力する出力信号ＳＷGRがトランスミッション制御モジュール２００に（従って、パワートレイン制御モジュール１００に）入力されるように構成されている。
さらに本実施形態に係る電力供給システムには、各バッテリ５１０、５２０の電流値ＩMBAT、ＩEBATを検出する電流センサＳＮ５１、ＳＮ５２と、各バッテリ５１０、５２０の電圧値ＶMBAT、ＶEBATを検出する電圧センサＳＮ５３、ＳＮ５４とが設けられており、各センサＳＮ５１〜ＳＮ５４から出力される出力信号ＳＮMBI、ＳＮEBI、ＳＮMBV、ＳＮEBVが、パワートレイン制御モジュール１００に入力されるように構成されている。なお、本実施形態では、汎用バッテリ５１０の温度Ｔ MBATを検出するバッテリ温度センサＳＮ５５が設けられており、このバッテリ温度センサＳＮ５５の出力信号ＳＮ MBAT_Tも、パワートレイン制御モジュール１００に入力されるように構成されている。
次に、図２を参照して、パワートレイン制御モジュール１００は、ＣＰＵ、メモリ、カウンタタイマ群、インターフェースおよびこれらを接続するバスを有するマイクロプロセッサで構成され、エンジン１０およびトランスミッション２０１（これらを合わせてＰＴ：パワートレインともいう）並びに車両の電気負荷を総合的に制御するユニットである。
パワートレイン制御モジュール１００には、入力要素としての各種センサＳＮ１〜ＳＮ５５並びに、各種スイッチＳＷ１〜ＳＷ２０１が直接または間接的に接続されている。またパワートレイン制御モジュール１００には、出力要素としての制御対象（点火装置２０、燃料噴射弁２１、オルタネータ２３を含む各種電気負荷、スタータユニット２７、スロットル弁４０、トランスミッション２０１の油圧機構２２０、空調ユニット４０１等。以下、「制御対象」というときは、これらの総称である）に対して制御信号を出力する。
第１実施形態において、パワートレイン制御モジュール１００は、運転状態判定部１１０、停止／再始動条件判定部１１１、バッテリ状態判定部１１２、燃焼制御部１２０、自動停止制御部１２１、スタータ制御部１２２、リレー制御部１２４、および異常処理制御部１２５を論理的に構成している。
運転状態判定部１１０は、各センサＳＮ１〜ＳＮ１２やスイッチＳＷ１〜ＳＷ２０１等の検出値に基づき、車両や車両に搭載されたエンジン１０の運転状態を判定するモジュールである。
停止／再始動条件判定部１１１は、機能的には、運転状態判定部１１０と同様に（或いは協働して）各センサＳＮ１〜ＳＮ１２やスイッチＳＷ１〜ＳＷ２０１等の検出値に基づき、所定の自動停止条件が成立したときにエンジン１０を自動停止させ、自動停止後、所定の再始動条件が成立したときにエンジン１０を自動的に再始動させる自動停止制御を実行するための自動停止条件や再始動条件を判定するためのものである。第１実施形態において、自動停止条件は、エンジン１０がアイドル運転状態、車速ＶＳＳが所定値以下（停止を含む）の状態、ブレーキペダル８ａが踏み込まれた（例えば、ブレーキ油圧センサＳＮ６の検出したブレーキ油圧ＢＫＰが所定値以上）の場合、水温センサＳＮ９か検出したエンジン冷却水の温度ＴENGが所定温度（例えば８０℃）以上、空調ユニット４０１が停止された場合、並びにチャージリレー５０５が遮断されていること等を含み、これらが全て成立した場合に、停止／再始動条件判定部１１１は、自動停止条件が成立したと判定する。
また、第１実施形態において、再始動条件は、少なくともトランスミッション２０１の変速段がニュートラルに切り換えられており、且つ上述した自動停止条件が一つでも解除された場合であり、停止／再始動条件判定部１１１は、トランスミッション２０１の変速段がニュートラルに切り換えられ、且つ、残余の自動停止条件の少なくとも一つ解除をもって、再始動条件が成立したと判定する。ところで、エンジン１０の始動の態様としては、自動停止したエンジン１０を、スタータユニット２７を用いずに燃焼のみによって再始動する「燃焼再始動」と、スタータユニット２７を用いて停止しているエンジン１０を始動する「スタータ始動」（燃焼再始動後にスタータユニット２７でエンジン１０の始動をアシストするスタータアシスト制御を含む）とがある。さらに、スタータユニット２７によってエンジン１０を始動させる態様には、運転者が図１に示したイグニションキースイッチＳＷ１を操作してスタータユニット２７を駆動させ、それによってエンジン１０を始動させる「キー始動」と、エンジン１０の自動停止後の再始動時に、パワートレイン制御モジュール１００のスタータ制御部１２２（図２参照）が自動的にスタータユニット２７を駆動させ、それによってエンジン１０を始動させる「スタータ自動再始動」とがある。そのため、停止／再始動条件判定部１１１は、自動停止したエンジン１０のピストン停止位置等に基づいて、「燃焼再始動」条件の成否と、「スタータ自動再始動」条件の成否とを区別して判定するように構成されている。
燃焼制御部１２０は、アクセル開度センサＳＮ４、並びにクランク角センサＳＮ１１、カム位相センサＳＮ１２、水温センサＳＮ１４、エアフローセンサＳＮ１５、および吸気圧センサＳＮ１６からの出力信号ＳＮALθ、ＳＮ11、ＳＮ12、ＳＮCAMθ、ＳＮENT、ＳＮENT、ＳＮAF、およびＳＮINP等に基づき、エンジン１０の適正なスロットル開度（吸気量）ＴＶＯ、燃料噴射量ＱFLとその噴射タイミングＴFL、および適正点火タイミングＴIGを設定し、その制御信号ＤTVO、ＤFL_Q、ＤIGを燃料噴射弁２１、スロットル弁４０（のアクチュエータ４１）、点火装置２０に出力する。
バッテリ状態判定部１１２は、各バッテリ５１０、５２０に設けた電流センサＳＮ５１〜ＳＮ５４の検出した電流値ＩMBAT、ＩEBATや、電圧値ＶMBAT、ＶEBATに基づいて、バッテリ５１０、５２０の蓄電量や、電力供給状態を検出するモジュールである。本実施形態においてバッテリ状態判定部１１２は、エンジン１０の自動停止時に、始動用バッテリ５２０から流出する電流値ＩEBATや、電圧値ＶEBATの変化（微分値）を所定の電流値ＩEBAT_TH（または電圧値ＶEBAT_TH）と比較する停止時電流（電圧）値診断ステップを実行する停止時電流（電圧）値診断手段や、エンジン１０が運転されている際の自動停止条件の成立時に、始動用バッテリ５２０から流出する電流値ＩEBATや、電圧値ＶEBATの変化（微分値）の絶対値を所定の電流値ＩEBAT_TH（または電圧値ＶEBAT_TH）所定電流値と比較する運転時電流（電圧）値診断ステップを実行する運転時電流（電圧）値診断手段を構成するものでもある。
自動停止制御部１２１は、第１実施形態において、運転状態判定部１１０、停止／再始動条件判定部１１１、バッテリ状態判定部１１２、および燃焼制御部１２０等と協働して、所定の自動停止条件が成立したときに、オルタネータ２３、スロットルアクチュエータ４１、燃料噴射弁２１、点火装置２０等を制御し、運転中のエンジン１０を自動停止させる自動停止ステップを実行する自動停止手段や、所定の再始動条件が成立したときに、始動用バッテリ５２０からスタータユニット２７に給電してエンジン１０を自動的に再始動させる再始動ステップを実行する再始動手段の要部を構成している。特に、自動停止制御部１２１は、詳しくは後述するように、始動用バッテリ５２０から流出する電流値ＩEBATや、電圧値ＶEBATの変化（微分値）が所定の電流値ＩEBAT_TH（または電圧値ＶEBAT_TH）を超えている場合には、再始動条件の成否に拘わらず、エンジン１０を再始動する強制再始動ステップを実行する強制再始動手段を構成するモジュールでもある。なお、始動用バッテリ５２０の電圧値ＶEBATを検出する方法としては、スタータユニット２７によるクランキング時のエンジン回転速度（クランキング回転速度）をパラメータとし、所定回転速度（例えば５０ｒｐｍ）よりも高い場合には、始動用バッテリ５２０の充電状態が充分であると判定し、そうでないときに始動用バッテリ５２０の充電状態が不充分であると判定する構成を採用してもよい。
スタータ制御部１２２は、イグニションキースイッチＳＷ１のキー操作によるキー始動時、およびエンジン自動停止制御における再始動においてスタータユニット２７駆動が必要とされたときにスタータユニット２７に制御信号ＤSTRを送り、スタータユニット２７を駆動させるためのモジュールである。
リレー制御部１２４は、自動停止制御部１２１等と協働して、図４に示すパワーリレー５０２、チャージリレー５０５およびＡＴポンプリレー５０４を必要に応じてオン／オフさせるモジュールである。第１実施形態において、リレー制御部１２４は、運転者や搭乗者のスイッチ操作に基づき、或いは自動的に、電気負荷を作動させたりその作動状態を変化させたりする電気負荷制御機能を司るモジュールでもある。通常、電気負荷に対しては、汎用バッテリ５１０から給電されるように、リレー５０１〜５０６の開閉がリレー制御部１２４によって制御される。また、エンジン１０の始動時には、詳しくは後述するように、原則として、始動用バッテリ５２０からスタータユニット２７に給電されるようにリレー５０１〜５０６を開閉する（特にスタータリレー５０３を閉じる）が、所要の場合には、スタータリレー５０３の閉成時にパワーリレー５０２を閉成し、汎用バッテリ５１０からも給電アシストを実行するように構成されている。
異常処理制御部１２５は、エンジン１０のエンスト時等、種々の異常発生時に所定の処理を行う。例えば、エンストが発生した際に、ワーニング報知部３に一定の動作を実行させたり、予め設定されているエンスト時の制御フラグの初期化等を実行させるといった、エンスト処理を実行する。なお後述するように、この異常処理制御部１２５によるワーニング報知は、エンジン自動停止制御において所定のエンジン停止状態となったときや自動停止制御の実行を禁止した際にも実行される。
トランスミッション制御モジュール２００は、トランスミッション２０１の油圧機構２２０に対する制御を行う油圧制御手段である。具体的には、油圧機構２２０内の各種ソレノイドバルブに制御信号を送る。例えばトランスミッション制御モジュール２００は、予め設定された自動変速パターンに基づいて、或いは運転者によるシフトレバー６の操作に基づいて、ソレノイドバルブ（ＯＮ／ＯＦＦバルブ）に変速用の制御信号を送って変速させる。また、走行状態またはエンジン負荷（例えばアクセル開度で検出）に応じたライン圧とするために、ＤＵＴＹソレノイドバルブに調圧信号を送り、機械式オイルポンプ２２２または電動式オイルポンプ２２３の吐出圧を適正な作動油圧（ライン圧）に調圧する。また、トランスミッション制御モジュール２００は、トランスミッションポンプドライバ２２４の動作を制御するモジュールでもある。具体的には、エンジン１０が通常運転中にはトランスミッションポンプドライバ２２４を停止させる。そしてエンジン１０が自動停止中にはトランスミッションポンプドライバ２２４に電動式オイルポンプ２２３を通常駆動させる。このときのライン圧は上述のように第１油圧Ｐ１である。通常駆動でライン圧が第１油圧Ｐ１であれば電動式オイルポンプ２２３は連続駆動可能である。
なお、残余のモジュール３００〜４００は、それ自体は公知のユニットと同様の機能を奏するので、その詳細については、説明を省略する。また上述したように、トランスミッション制御モジュール２００を初めとする各モジュール３００〜４００は、論理的には、パワートレイン制御モジュール１００と別構成のモジュールになっているが、これらは協働して、車両の運転制御を実行する。
次にパワートレイン制御モジュール１００によって行われる自動停止制御について説明する。
図５は、本発明の第１実施形態に係るエンジンの自動停止制御を示すフローチャートである。
図５を参照して、まずパワートレイン制御モジュール１００は、運転者が車室からイグニションキースイッチＳＷ１を操作し、入力接点をスタータ始動接点に接続するのを待機する（ステップＳ１）。イグニションキースイッチＳＷ１がスタータ始動接点に所定時間接続されると、各種制御用フラグＦIS、ＦIS_V、ＦIS_PROが初期化される（ステップＳ２）。
Figure 0004807372
表１に示すように、自動停止状態フラグＦISは、停止／再始動条件判定部１１１による自動停止条件成立判定時に、自動停止制御部１２１が自動停止制御を実行し、エンジン１０が停止している状態にあることを示すフラグであり、０は、再始動を始めたときや、エンジンが運転している時等、エンジン１０が自動停止していない状態を示し、１は、エンジン１０が自動停止している状態を示す。初期値は、０である。
判定フラグＦIS_Vは、始動用バッテリ５２０の電圧状態を判定するフラグであり、０は、始動用バッテリ５２０の電圧が、制御パラメータとして利用可能に安定している状態を示し、１は、検出値の安定処理が必要であることを示す。初期値は、１である。
ここで、後付負荷６０１とは、始動用バッテリ５２０の外部端子に対し、ユーザ等が車両の仕様外の態様で接続した電気負荷をいう（図１の破線部参照）。始動用バッテリは、自動停止制御された内燃機関を自動的に再始動するため、電動駆動装置への給電に特化されたものであるが、このような電気負荷が始動用バッテリ５２０に接続されると、比較的小容量の始動用バッテリ５２０がエンジン１０の停止時にも電力を供給することになり、始動用バッテリ５２０に蓄積された電力がエンジン１０の停止中に消費されることになり、始動用バッテリが設計時の仕様を上回る過負荷状態に陥ることになる。そのような過負荷状態で始動用バッテリ５２０を使用すると、エンジン１０の再始動時に充分な電力を確保することができないおそれがある。また、始動用バッテリ５２０の蓄電量が不足する場合に、汎用バッテリ５１０でスタータユニット２７の駆動支援をすることも考えられるが、図４に示したように、電動式オイルポンプ２２３や、坂道発進補助装置としてのヒルホルダユニット２４０を内蔵するダイナミックスタビリティコントロール２３０等、エンジン１０の停止時にも給電を要する電気負荷が採用されている場合もあるので、全ての電力を汎用バッテリ５１０で賄うこともままならない場合が多い。
そこで、本実施形態では、所定のタイミングで始動用バッテリ５２０の状態を検出し、上述のような後付負荷６０１が検出された場合には、エンジン１０の自動停止を禁止したり、自動停止しているエンジン１０を強制始動したりするようにしているのである。
自動停止禁止フラグＦIS_PROは、上述のような後付負荷６０１が検出された場合に更新されて、爾後のエンジン１０の自動停止制御を禁止するためのものであり、０は、後付負荷６０１が未検出の状態、１は、後付負荷６０１が検出された状態を示す。初期値は、０である。
パワートレイン制御モジュール１００を初めとする各モジュール１００〜４００は、イグニションキースイッチＳＷ１が接続されるのを待機し（ステップＳ１）、イグニションキースイッチＳＷ１がスタータ始動接点に接続されると、フラグＦIS、ＦIS_V、ＦIS_PROを初めとする種々の制御環境を初期化する（ステップＳ２）。その後、各モジュール１００〜４００は、エンジン１０のキー始動を開始する（ステップＳ３）。上述したように、スタータリレー５０３のドライバは、自己保持回路を構成しており、所定時間、スタータ始動接点に起電力が生じると、回路を閉じて、スタータモータ２７ａのスタータリレー５０３を閉成する。これにより、始動用バッテリ５２０からは、スタータモータ２７ａに電力が供給される。この結果、スタータ制御部１２２がスタータユニット２７に制御信号ＤSTRを送り、スタータモータ２７ａが駆動され、図略の進退機構によって、ピニオンギア２７ｂが前方のリングギア２８と噛合して、スタータモータ２７ａのトルクを伝達し、クランクシャフト１１を回転駆動する。
他方、エンジン１０のキー始動が実行されると、イグニションキースイッチＳＷ１は、入力接点を出力接点に接続する。次いで、メインリレー５０１が閉成することにより、車両に搭載されている電気負荷には、パワートレイン制御モジュール１００を初めとする制御モジュール１００〜４００の制御に基づいて、汎用バッテリ５１０から給電される。
この状態で、燃焼制御部１２０が、アクセル開度センサＳＮ４、並びにクランク角センサＳＮ１１、カム位相センサＳＮ１２、水温センサＳＮ１４、エアフローセンサＳＮ１５、および吸気圧センサＳＮ１６からの出力信号ＳＮALθ、ＳＮ11、ＳＮ12、ＳＮCAMθ、ＳＮENT、ＳＮAF、およびＳＮINP等に基づき、エンジン１０の適正なスロットル開度（吸気量）ＴＶＯ、燃料噴射量ＱFLとその噴射タイミングＴFL、および適正点火タイミングＴIGを設定し、その制御信号ＤTVO、ＤFL_Q、ＤIGを燃料噴射弁２１、スロットル弁４０（のアクチュエータ４１）、点火装置２０に出力する。この結果、スタータモータ２７ａの駆動力でアシストされつつ、エンジン１０が始動する。
その後、各モジュール１００〜４００は、各種センサＳＮ１〜ＳＮ５５の出力や各種スイッチＳＷ１〜ＳＷ２０１の状態をモニタしながら、予め定められたプログラムに基づいて、対応するユニットを制御する通常運転処理ルーチンを実行する（ステップＳ４）。エンジン１０の始動後は、スタータモータ２７ａのピニオンギア２７ｂリングギア２８から外した後、リレー制御部１２４がスタータリレー５０３を開成して、スタータユニット２７を停止させる。
エンジン１０を始動した後、パワートレイン制御モジュール１００の停止／再始動条件判定部１１１は、まず、自動停止禁止フラグＦIS_PROを読んで、値が０になっていることを確認する（ステップＳ５）。仮に自動停止禁止フラグＦIS_PROが１の場合（ステップＳ５において、ＮＯの場合）、後付負荷６０１が既に検出されている状況なので、パワートレイン制御モジュール１００は、自動停止条件の成立判定を行わず、そのままエンジン１０を制御する。従って、自動停止禁止フラグＦIS_PROが１の場合、自動停止制御は、イグニションキースイッチＳＷ１がＯＦＦになるまで、禁止されることになる。
他方、自動停止禁止フラグＦIS_PROが０の場合（ステップＳ５において、ＹＥＳの場合）、パワートレイン制御モジュール１００の停止／再始動条件判定部１１１は、上述した自動停止条件の成否を判定する。仮に自動停止条件が不成立であると判定した場合には、ステップＳ４に戻って、エンジン１０の運転制御を続行する。他方、自動停止条件が成立した場合、今度は、バッテリ状態判定部１１２が、始動用バッテリ５２０の状態を検出する。具体的には、始動用バッテリ５２０から流出する電流値ＩEBATを検出し、その絶対値をしきい値となる所定の電流値ＩEBAT_THと比較する運転時電流値診断ステップを実行する（ステップＳ７）。仮に電流値ＩEBATの絶対値がしきい値となる電流値ＩEBAT_TH以下の場合（ステップＳ７において、ＹＥＳの場合）、さらに始動用バッテリ５２０の電圧変化を見るために、バッテリ状態判定部１１２は、判定フラグＦIS_Vを読み取る（ステップＳ８）。仮に、判定フラグＦIS_Vの値が１の場合、バッテリ状態判定部１１２は、後述する検出値安定処理サブルーチンを実行する（ステップＳ９）。検出値安定処理サブルーチンを実行した後、または、判定フラグＦIS_Vの値が０の場合、バッテリ状態判定部１１２は、始動用バッテリ５２０の電圧値ＶEBATの変化量（基準となる初期電圧値ＶEBAT_Sと、現電圧値ＶEBATとの差）の絶対値をしきい値となる所定の電圧値ＶEBAT_THと比較する運転時電圧値診断ステップを実行する（ステップＳ１０）。仮に電圧値ＶEBATの絶対値がしきい値となる電圧値ＶEBAT _TH以下の場合（ステップＳ１０において、ＹＥＳの場合）、パワートレイン制御モジュール１００は、エンジンの自動停止制御を実行し（ステップＳ１１）、自動停止状態フラグＦISの値を１に更新する（ステップＳ１２）。他方、ステップＳ７において、始動用バッテリ５２０から流出する電流値ＩEBATがしきい値となる所定の電流値ＩEBAT_THを超えていた場合、または、ステップＳ１０において、始動用バッテリ５２０の電圧値ＶEBATの変化（微分値）の絶対値がしきい値となる所定の電圧値ＶEBAT_THを超えていた場合、バッテリ状態判定部１１２は、自動停止禁止フラグＦIS_PROの値を１に更新し（ステップＳ１４）、エンジン１０の自動停止を禁止する。その後は、イグニションキースイッチＳＷ１の状態に基づいて（ステップＳ１５）、イグニションキースイッチＳＷ１が遮断されるまで、ステップＳ４以降の処理を繰り返す。
このようにして、第１実施形態では、始動用バッテリ５２０から流出する電流値ＩEBATを検出し、その絶対値をしきい値となる所定の電流値ＩEBAT_THと比較する運転時電流値診断ステップ（ステップＳ７）と、始動用バッテリ５２０の電圧値ＶEBATの変化量（基準となる初期電圧値ＶEBAT_Sと、現電圧値ＶEBATとの差）の絶対値をしきい値となる所定の電圧値ＶEBAT_THと比較する運転時電圧値診断ステップ（ステップＳ１０）との双方を実行する冗長構成になっており、これによって、何れかの診断ステップで誤検出（例えば、電流センサＳＮ５２または電圧センサＳＮ５４の故障）が生じてもフェールセーフ機能を奏し、後付負荷６０１の接続が懸念される運転状態では、エンジン１０の自動停止を禁止することによって、自動停止したエンジン１０が始動不能状態に陥ることを未然に防止するようにしているのである。
次に、ステップＳ１１のエンジンの自動停止制御が実行された場合、パワートレイン制御モジュール１００は、まず、各気筒１５Ａ〜１５Ｄへの燃料噴射を所定のタイミングで停止（燃料カット）して自動的にエンジン１０を停止させるとともに、自動停止時のピストン１６の停止位置を所定の適正範囲に停止させるよう各種制御を実行する。
ピストン１６を適正範囲に停止させるのは、後の再始動時に燃焼再始動（燃焼再始動）を行わせるためであり、停止時圧縮行程気筒から見れば上死点前（ＢＴＤＣ）８０〜６０°ＣＡ（クランク角）、停止時膨張行程気筒から見れば上死点後（ＡＴＤＣ）１００〜１２０°ＣＡである。
パワートレイン制御モジュール１００の自動停止制御部１２１は、エンジン１０を自動停止させる際、ピストン１６を適正範囲に停止させるべく、スロットル弁制御とオルタネータ制御とを実行する。スロットル弁制御は、スロットル弁４０を制御して、エンジン１０が完全に停止するまでに各気筒１５Ａ〜１５Ｄに流入する吸入空気量を調整する制御である。具体的には、まず燃料噴射の停止時点でスロットル弁４０の開度を大きな値に設定して掃気を促進させ、停止時膨張行程気筒および停止時圧縮行程気筒に多くの新気を吸入させる。そして停止時圧縮行程気筒よりも停止時膨張行程気筒の方にやや多くの新気が吸入される所定のタイミングでスロットル弁４０の開度を低減する。
また、エンジン１０の自動停止制御過程において、トランスミッション制御モジュール２００は、トランスミッションポンプドライバ２２４に電動式オイルポンプ２２３を通常駆動させる。従って、燃料供給停止に伴いエンジン回転速度Ｎｅ（＝機械式オイルポンプ２２２のロータ回転数）が低下しても電動式オイルポンプ２２３からトランスミッション２０１に油圧が供給される。これにより、トランスミッション２０１の油圧機構２２０の動作（油圧クラッチ等の締結）が維持、継続される。
また、パワートレイン制御モジュール１００は、スロットル弁制御と並行して、オルタネータ制御を継続し、ピストン１６の停止位置調整を実行し続け、クランク角センサＳＮ１１の出力信号ＳＮ11、ＳＮ12に基づいてエンジン１０が完全に停止するのを待機する。エンジン１０が完全した場合には、オルタネータ制御を終了し、クランク角センサＳＮ１１によって検出されるピストン１６の停止位置を記憶する。
また、エンジン１０が自動停止した後も、パワートレイン制御モジュール１００は、ダイナミックスタビリティコントロール２３０（に内蔵されたヒルホルダユニット２４０）等、エンジン１０の停止時にも給電を要する電気負荷に給電し続ける。そのため、イグニションキースイッチＳＷ１がＯＦＦに切り換えられるまでは、メインリレー５０１は閉成したままになっており、汎用バッテリ５１０からは、所要の電気負荷に給電が続けられることになる。
図６は、本発明の第１実施形態において、自動停止したエンジン１０の制御を示すフローチャートである。
図６を参照して、エンジン１０が自動停止した後、パワートレイン制御モジュール１００は、再始動条件の成否をモニタしつつ、所定のタイミングで上述と同様な始動用バッテリ５２０の検査を実行し、後付負荷６０１の検出を実行する。
具体的には、停止／再始動条件判定部１１１が、上述した燃焼再始動条件の成否を判定する（ステップＳ２０）。
仮に燃焼再始動条件が成立している場合、燃焼制御部１２０は、停止時に圧縮行程にある気筒（例えば気筒１５Ｃ。以下、同様）において１回目の燃料噴射を実行し、それに対する点火によって燃焼が行われる。この燃焼による燃焼圧で、停止時圧縮行程気筒１５Ｃのピストン１６が下死点側に押し下げられてエンジン１０が逆転方向に駆動される。エンジン１０の逆転作動に伴って停止時膨張行程気筒１５Ａのピストン１６が上死点方向に動き始める。そして、停止時膨張行程気筒１５Ａのピストン１６が上死点側（望ましくは行程中央より上死点寄り）に移動し、停止時膨張行程気筒１５Ａ内の空気が圧縮された時点で燃料噴射が行われる。この噴射燃料の気化潜熱によって圧縮圧力が低減し、ピストン１６がより上死点に近づくので圧縮空気（混合気）の密度が増大する。停止時膨張行程気筒１５Ａのピストン１６が上死点に充分に近づいた時点で当該気筒１５Ａに対する点火が行われて、前記噴射燃料が燃焼し、その燃焼圧によりエンジン１０が正転方向に駆動される。
また、停止時圧縮行程気筒１５Ｃに対して適当なタイミングで可燃空燃比よりもリッチな燃料が噴射されることにより、この停止時圧縮行程気筒１５Ｃでは燃焼させないものの、燃料噴射による気化潜熱によって当該気筒１５Ｃの圧縮圧力が低減され、これに応じて当該圧縮上死点（始動開始から最初の圧縮上死点：第１ＴＤＣ）を超えるために消費される停止時膨張行程気筒１５Ａの最初の燃焼エネルギーが低減されることになる。
所定タイミングで停止時圧縮行程気筒１５Ｃが圧縮上死点（第１ＴＤＣ）を超えると、次は停止時吸気行程気筒１５Ｄが圧縮行程となる。この停止時吸気行程気筒１５Ｄが次に燃焼が行われる気筒である。パワートレイン制御モジュール１００の燃焼制御部１２０は、吸気行程気筒１５Ｄにおける燃料噴射のタイミングを、燃料の気化潜熱によって気筒内の温度、および圧縮圧力を低下させる適正なタイミング（例えば圧縮行程の中期以降）に設定しているため、停止時吸気行程気筒１５Ｄの圧縮行程で圧縮上死点前に自着火することが防止される。また、停止時吸気行程気筒１５Ｄの点火タイミングが圧縮上死点以降に設定されていることも相俟って、圧縮上死点前での燃焼が防止される。つまり燃料噴射による圧縮圧力の低減と圧縮上死点前の燃焼を行わないことにより、停止時膨張行程気筒１５Ａにおける初回燃焼のエネルギーが前記圧縮上死点（エンジン始動開始時点から２番目の圧縮上死点：第２ＴＤＣ）を超えるために消費されるのを抑制することができる。
このようにして停止時膨張行程気筒１５Ａにおける初回燃焼のエネルギーにより、再始動開始後の最初の圧縮上死点（第１ＴＤＣ）と２番目の圧縮上死点（第２ＴＤＣ）とを超えることが可能となり、円滑で確実な始動性を確保することができる。
燃焼再始動では、第２ＴＤＣを超えられるか否かが、再始動の成否を分ける重要なポイントとなる。すなわち、エンジン１０の特性上、必ずしもピストン１６が適正範囲内で停止するとは限らず、また燃焼再始動を試みた結果、それが失敗する可能性もある。そこでそれらの場合に備えて、第１実施形態では、スタータユニット２７の始動要否を判定し（ステップＳ２２）、スタータユニット２７の始動が必要であると判定した場合には、スタータ始動を実行することとしている（ステップＳ２３）。
具体的には、燃焼再始動が失敗したことが確認されたとき、続けてスタータユニット２７を駆動させ、確実な始動を図る（スタータバックアップ）。このスタータ始動の態様では、パワーリレー５０２は、ＯＦＦのままであり、専らスタータリレー５０３のみが接続される。この結果、スタータユニット２７には、始動用バッテリ５２０のみから給電される。従って、パワートレイン制御モジュール１００は、ダイナミックスタビリティコントロール２３０（に内蔵されたヒルホルダユニット２４０）等、エンジン１０の停止時にも給電を要する電気負荷に給電し続けることが可能となり、失火等によって燃焼再始動では全くエンジン１０を始動することができないような運転状態でも、ヒルホルダユニット２４０等の安定稼動を確保することができる。
次いで、運転状態判定部１１０は、エンジン１０の回転速度Ｎｅが所定回転速度ＮｅSTARTに至ったか否かを判定する（ステップＳ２４）。
仮に、エンジン１０の回転速度Ｎｅが所定回転速度ＮｅSTARTに至った場合、リレー制御部１２４は、スタータリレー５０３の接続状態を判定し（ステップＳ２５）、スタータリレー５０３が接続されている場合には、スタータリレー５０３をＯＦＦにし（ステップＳ２６）、所要のフラグＦ1S、Ｆ1S_Vを初期値に戻して（ステップＳ２７）、ステップＳ４に復帰し、通常運転を実行する。
他方、ステップＳ２４の判定で、エンジン１０の回転速度Ｎｅが所定回転速度ＮｅSTARTに至らない場合、何らかの原因でエンジンの始動が妨げられているおそれがある。例えば、図６のステップＳ２３に示したように、スタータユニット２７を駆動するにあたり、その電力は通常は始動用バッテリ５２０から供給される。そして始動用バッテリ５２０の充電状態が不充分な場合は、パワーリレー５０２がオンとされ、汎用バッテリ５１０からもスタータユニット２７に電力が供給される。しかしながら、汎用バッテリ５１０の充電状態も不充分であった場合、かなり稀なケースではあるがスタータユニット２７が適正に駆動せず、結果的にエンジン１０が始動しない可能性がある。そこで、第１実施形態では、エンストと判定すべきエンスト処理条件（例えば、失火の回数、汎用バッテリ５１０の余剰電力のしきい値、再始動条件の解除回数等）を予め設定しておき、運転状態判定部１１０にエンスト処理条件の成否を判別させている（ステップＳ２８）。
運転状態判定部１１０がエンスト処理条件成立と判定した場合、パワートレイン制御モジュール１００の異常処理制御部１２５は、上述のエンスト処理を実行し（ステップＳ２９）、運転制御を終了する。エンスト処理が実行されると、通常運転中のエンストが起こったときと同様の状態となる。それによって運転者に、例えば「バッテリ上がりによって始動できない一般的な状態である」等と違和感なく認識させることができる。換言すれば、「バッテリ上がりの状態であるにもかかわらず、運転者がそれを認識せずに自動的に再始動されるものと思って待ち、待っても再始動されないので違和感や始動性不良感を抱く」という事態を回避することができる。
他方、ステップＳ２８において、エンスト処理条件が不成立であると運転状態判定部１１０が判定した場合、制御フローをステップＳ２４に戻してエンジン１０が再始動するのを待機する。
次に、図６のステップＳ２０において、燃焼再始動条件が不成立である場合、バッテリ状態判定部１１２が、始動用バッテリ５２０の状態を検出する。具体的には、始動用バッテリ５２０から流出する電流値ＩEBATを検出し、その絶対値をしきい値となる所定の電流値ＩEBAT_THと比較する自動停止時電流値診断ステップを実行する（ステップＳ３０）。仮に電流値ＩEBATの絶対値がしきい値となる電流値ＩEBAT_TH以下の場合（ステップＳ３０において、ＹＥＳの場合）、さらに始動用バッテリ５２０の電圧変化を見るために、バッテリ状態判定部１１２は、判定フラグＦIS_Vを読み取る（ステップＳ３１）。仮に、判定フラグＦIS_Vの値が１の場合、バッテリ状態判定部１１２は、後述する検出値安定処理サブルーチンを実行する（ステップＳ３２）。検出値安定処理サブルーチンを実行した後、または、判定フラグＦIS_Vの値が０の場合、バッテリ状態判定部１１２は、始動用バッテリ５２０の電圧値ＶEBATの変化量（基準となる初期電圧値ＶEBAT_Sと、現電圧値ＶEBATとの差）の絶対値をしきい値となる所定の電圧値ＶEBAT_THと比較する自動停止時電圧値診断ステップを実行する（ステップＳ３３）。仮に電圧値ＶEBATの絶対値がしきい値となる電圧値ＶEBAT _TH以下の場合（ステップＳ３３において、ＹＥＳの場合）、パワートレイン制御モジュール１００の停止／再始動条件判定部１１１は、上述したスタータ自動再始動条件の成否を判定する（ステップＳ３４）。
仮に、スタータ自動再始動条件が成立した場合、ステップＳ２４に移行して、爾後は、上述したスタータアシストの場合と同様な制御によりエンジン１０の再始動を図る。このスタータ自動再始動では、一旦エンジン１０を逆転させることなく、最初から正転駆動させる。具体的には、停止時膨張行程気筒での燃焼を行わせるとともに、スタータユニット２７によっても駆動力を付与し、確実な始動を図る。また、ステップＳ３４において、スタータ自動再始動条件が不成立であると判定した場合、パワートレイン制御モジュール１００は、ステップＳ２０のフローに復帰する。
他方、ステップＳ３０において、始動用バッテリ５２０から流出する電流値ＩEBATがしきい値となる所定の電流値ＩEBAT_THを超えていた場合、または、ステップＳ３３において、始動用バッテリ５２０の電圧値ＶEBATの変化（微分値）の絶対値がしきい値となる所定の電圧値ＶEBAT_THを超えていた場合、バッテリ状態判定部１１２は、自動停止禁止フラグＦIS_PROの値を１に更新し（ステップＳ３６）、エンジン１０の自動停止を禁止する。その後は、リレー制御部１２４がパワーリレー５０２とスタータリレー５０３の双方を接続し、スタータユニット２７を駆動するとともに、この駆動に伴って、燃焼制御部１２０がエンジン１０の燃焼始動を開始する（ステップＳ３５）。従って、エンジン１０の停止時に、後付負荷６０１の接続があると判定された場合には、再始動条件の成否に拘わらず、エンジン１０が強制的に再始動されるとともに、自動停止禁止フラグＦIS_PROが１に設定され、爾後の自動停止制御は、イグニションキースイッチＳＷ１がＯＦＦになるまで、禁止されることになる。
このようなエンジン１０の強制再始動を図ることにより、第１実施形態では、始動用バッテリ５２０から流出する電流値ＩEBATを検出し、その絶対値をしきい値となる所定の電流値ＩEBAT_THと比較する自動停止時電流値診断ステップ（ステップＳ３０）と、始動用バッテリ５２０の電圧値ＶEBATの変化量（基準となる初期電圧値ＶEBAT_Sと、現電圧値ＶEBATとの差）の絶対値をしきい値となる所定の電圧値ＶEBAT_THと比較する自動停止時電圧値診断ステップ（ステップＳ３３）との双方を実行する冗長構成になっており、これによって、何れかの診断ステップで誤検出（例えば、電流センサＳＮ５２または電圧センサＳＮ５４の故障）が生じてもフェールセーフ機能を奏し、後付負荷６０１の接続が懸念される運転状態では、エンジン１０の自動停止を禁止することによって、自動停止したエンジン１０が始動不能状態に陥ることを未然に防止するようにしているのである。
図７は、図５および図６のフローチャートにおける検出値安定処理サブルーチンの具体例である。
検出した電圧値の安定化を図る手法としては、図７（Ａ）に示すように、検出された現在の電圧値ＶEBATの絶対値を微分した変化率（微分値）に基づく手法であってもよく、或いは、図７（Ｂ）に示すように、検出された現在の電圧値ＶEBATの絶対値の偏差σsvに基づくものであってもよい。
まず図７（Ａ）の例では、検出された現在の電圧値ＶEBATの絶対値を微分した変化率（微分値）ｄＶsvを演算し（ステップＳ１０１）、演算された微分値ｄＶsvを所定のしきい値ｄＶsv_THと比較する（ステップＳ１０２）。仮に微分値ｄＶsvがしきい値ｄＶsv_THよりも大きい場合には、変化が大きく、値が安定していないと判断し（ステップＳ１０２でＮＯの場合）、ステップＳ１０１に戻って、変化率（微分値）ｄＶsvを更新する。他方、微分値ｄＶsvがしきい値ｄＶsv_TH以下の場合には、判定フラグＦIS_Vの値を０に更新し（ステップＳ１０３）し、最新の電圧値ＶEBATを判定対象の基準となる初期電圧値ＶEBAT_Sとして更新する（ステップＳ１０４）。これにより、図５または、図６の検出値安定処理サブルーチンにおいて、安定した電圧値が始動用バッテリ５２０に後付された後付負荷６０１の検出判定に用いられるので、その検出精度が高くなる。
図７（Ｂ）の例では、検出された現在の電圧値ＶEBATの絶対値の偏差σsvを演算し（ステップＳ１０１）、演算された偏差σsvを所定のしきい値σsv_THと比較する（ステップＳ１０２）。仮に偏差σsvがしきい値σsv_THよりも大きい場合には、変化が大きく、値が安定していないと判断し（ステップＳ１０２でＮＯの場合）、ステップＳ１０１に戻って、偏差σsvを更新する。他方、偏差σsvがしきい値σsv_TH以下の場合には、判定フラグＦIS_Vの値を０に更新し（ステップＳ１０３）し、最新の電圧値ＶEBATを判定対象の基準となる初期電圧値ＶEBAT_Sとして更新する（ステップＳ１０４）。これにより、図５または、図６の検出値安定処理サブルーチンにおいて、安定した電圧値が始動用バッテリ５２０に後付された後付負荷６０１の検出判定に用いられるので、その検出精度が高くなる。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。
図８は、本発明の第２実施形態に係る内燃機関システムの概略構成図であり、図９は、本発明に係る第２実施形態の内燃機関システムのうち、エンジンの断面を主に示す概略構成図である。
各図を参照して、第２実施形態のパワートレインは、トランスミッションで具体化されたトランスミッション２０１を有し、車室には、クラッチペダルユニット３１０のクラッチペダル３１１が装備されている。
図１０は、本実施形態に係る車両に搭載された手動のトランスミッション２０１と、これに含まれるクラッチ２０４の断続を行うクラッチペダルユニット３１０の構成を示す概略構成図である。
図８および図１０を参照して、手動のトランスミッション２０１は、エンジン１０に連結されるギアボックス２０２内にクラッチ２０４とギア列２０５とを備えている。クラッチ２０４は、エンジン１０のクランクシャフト１１とギア列２０５の入力軸２０３とを断続するもので、クラッチオンでクランクシャフト１１から入力軸２０３への動力伝達がなされ、クラッチオフでその動力伝達が遮断される。ギア列２０５は、入力軸２０３からの動力を、複数の変速段（例えば前進６段、後退１段）から択一選択されるギアの組合せによって減速または増速させたり逆回転させたりして出力軸２０６に出力する。ニュートラル（中立位置）が選択されると、何れの変速段も有効とならず、クラッチ２０４がオンであっても入力軸２０３からの動力が出力軸２０６に伝達されない。以下本明細書において、ニュートラルを除く変速段を走行段とも称する。
リンク機構２２５はギア列２０５の変速位置を切換える機構であり、シフトレバー６と連動している。クラッチ２０４がオフのとき、運転者がシフトレバー６を手動操作することにより、リンク機構２２５によってギア列２０５の変速位置の切換えが行われるように構成されている。
リンク機構２２５の近傍にはギアポジションスイッチＳＷ２０１が設けられている。ギアポジションスイッチＳＷ２０１は、変速位置を検知するセンサである。ギアポジションスイッチＳＷ２０１は、少なくとも変速位置がニュートラル位置にあるのか、走行段にあるのかを検知する。走行段にあるとき、さらにそれが第何速にあるのか、或いは後退段にあるのかをも検知するものでもよい。
クラッチペダルユニット３１０は、運転者の足による操作によってクラッチ２０４を断続する機構であり、運転席の足元付近に配設されている。クラッチペダルユニット３１０は、クラッチペダル３１１の操作によってクラッチ２０４を操作するためのものであり、図示の例では、ダッシュロアパネル４に固定されたペダルブラケット３１２と、このペダルブラケット３１２にクラッチペダル３１１の上端部を片持ち状に軸支する支軸３１３と、クラッチペダル３１１によって駆動されるマスターシリンダ３１４とを有している。
クラッチペダル３１１の自由端部（下端部）には、運転者の踏力を受けるペダルパッド３１５が一体形成されている。クラッチペダル３１１の中央部には、ペダルブラケット３１２との間に介装されたばね機構３１６が設けられており、このばね機構３１６によって、クラッチペダル３１１は、図において反時計回りに付勢されている。さらに、クラッチペダル３１１には、ピン３１７を介してマスターシリンダ３１４のロッド３１８が連結されている。これにより、ペダルパッド３１５から運転者によって入力されたクラッチペダル３１１の回動が往復運動に変換されてマスターシリンダ３１４に伝達され、その踏み込み量に応じた油圧によってクラッチ２０４が断続される。
クラッチペダル３１１の踏み込み状態を検出するために、マスターシリンダ３１４には、クラッチストロークセンサＳＮ１５が付設されている。図示の例において、クラッチストロークセンサＳＮ１５は、マスターシリンダ３１４のロッド３１８の変位量を検出することにより、クラッチペダル３１１の踏み込み量を検出する。ペダルブラケット３１２には、クラッチペダル３１１のクラッチストロークＣＰを規制するストッパ３１９、３２０が設けられている。ストッパ３１９には、クラッチペダル３１１がストッパ３１９から離れたときにオンとなるクラッチスイッチＳＷ７が、ストッパ３２０には、クラッチペダル３１１がストッパ３２０に当接したときにオンとなるクラッチカットスイッチＳＷ８が、それぞれ取り付けられている。各スイッチＳＷ７、ＳＷ８は、クラッチペダル３１１が回動するクラッチストロークＣＰの始端と終端に対応する位置にそれぞれ設けられている。
従って、運転者の踏込み操作がなされず、クラッチペダル３１１が自由状態（クラッチペダル３１１がストッパ３１９に当接している）にあるとき、すなわち、ばね機構３１６によってクラッチペダル３１１がマスターシリンダ３１４のロッド３１８を最も車室側に引いているとき、クラッチスイッチＳＷ７とクラッチカットスイッチＳＷ８がともにオフとなる。また運転者がペダルパッド３１５を最大に踏込み、クラッチペダル３１１がストッパ３２０に当接しているとき、すなわちマスターシリンダ３１４のロッド３１８が最もエンジンルーム側に押されたとき、クラッチスイッチＳＷ７とクラッチカットスイッチＳＷ８がともにオンとなる。そして、運転者がペダルパッド３１５を中程度に踏込み、クラッチペダル３１１がストッパ３１９にもストッパ３２０にも当接していないとき、クラッチスイッチＳＷ７がオン、クラッチカットスイッチＳＷ８がオフとなる。
次に、図９を参照して、第２実施形態に係るパワートレイン制御モジュール１００の運転状態判定部１１０は、ギアポジションスイッチＳＷ２０１、クラッチストロークセンサＳＮ１５、クラッチスイッチＳＷ７、およびクラッチカットスイッチＳＷ８からの出力信号ＳＮCP、ＳＷCL、ＳＷCUに基づいて、トランスミッション２０１の動力の伝達状態を検出する機能も備えている。クラッチストロークセンサＳＮ１５、クラッチスイッチＳＷ７およびクラッチカットスイッチＳＷ８からの出力信号ＳＮCP、ＳＷCL、ＳＷCUに基づき、クラッチ２０４がオン状態かオフ状態かが判定される。例えばクラッチスイッチＳＷ７およびクラッチカットスイッチＳＷ８がともにオフのとき（運転者がクラッチ操作をしないとき）、クラッチ２０４がオン状態と判定される。またクラッチスイッチＳＷ７およびクラッチカットスイッチＳＷ８がともにオンのとき（運転者がクラッチペダルユニット３１０を最大に踏込んだとき）、クラッチ２０４がオフ状態と判定される。その中間位置においては、前の状態を継続するようにしてもよいし、より高精度で判定するために、クラッチストロークセンサＳＮ１５からの出力信号ＳＮCPに基づき、クラッチミートポイント相当位置でオン／オフ切換えポイントを設定してもよい。
またギアポジションスイッチＳＷ２０１からの出力信号ＳＷGRに基づき、ギア列２０５がニュートラル状態にあるのか、走行段に入っている（以下ギアインともいう）のかが判定される。そして、クラッチ２０４がオン状態、かつギア列２０５がギアイン状態のとき、運転状態判定部１１０は手動のトランスミッション２０１が動力伝達状態であると判定する。一方、それ以外のとき、すなわちクラッチ２０４がオフ状態であるか、またはギア列２０５がニュートラルであるとき、運転状態判定部１１０はトランスミッション２０１が動力非伝達状態であると判定する。この判定は、後述するようにエンジン自動停止制御における再始動時の制御に利用される。
また、第２実施形態では、例えば、クラッチ２０４がオン（クラッチペダルユニット３１０が自由状態とされ、クラッチスイッチＳＷ７がオフ）、トランスミッション２０１がニュートラル状態、車速が所定値以下、水温が所定温度（例えば８０℃）以上等の条件が全て成立したときに自動停止条件が成立したと判定する。またその自動停止条件の成立後、例えばクラッチ２０４がオフ（クラッチペダルユニット３１０が踏込まれ、クラッチカットスイッチＳＷ８がオン）を含む、上記列挙した個別の自動停止条件のうち、何れかひとつでも不成立となったときに停止／再始動条件判定部１１１は再始動条件が成立したと判定する。なおクラッチオン／オフの判定に際し、上述のようにクラッチストロークセンサＳＮ１５によるクラッチミートポイントを切換えポイントとしてもよい。但し、手動式のトランスミッション２０１を採用した場合、トランスミッション２０１がニュートラルにある状態では、運転者の再発進意思は確認できない。従って、第１実施形態では「ギアがニュートラルに入っていること」が再始動条件になっているのに対し、第２実施形態では、「ギアがニュートラルに入っていること」は再始動条件となっていない。
上述のような手動式トランスミッションを用いた車両の内燃機関システムにおいても、図５〜図７で説明した自動停止／再始動制御が可能となる。
以上のように本発明の各実施形態によれば、エンジン１０と、エンジン１０を始動するスタータユニット２７と、少なくともスタータユニット２７の始動用に用いられる始動用バッテリ５２０とを備えた内燃機関システムの制御方法において、所定の自動停止条件が成立したときに、運転中のエンジン１０を自動停止させる自動停止ステップ（ステップＳ１１）、エンジン１０の自動停止後、所定の再始動条件が成立したときに、始動用バッテリ５２０からスタータユニット２７に給電してエンジン１０を自動的に再始動させる再始動ステップ（ステップＳ２３）、エンジン１０の自動停止時に、始動用バッテリ５２０から流出する電流値を所定電流値と比較する停止時電流値診断ステップ（ステップＳ３０）、および停止時電流値診断ステップ（ステップＳ３０）の結果、始動用バッテリ５２０から流出する電流値が所定電流値を超えている場合には、再始動条件の成否に拘わらず、エンジン１０を再始動する強制再始動ステップ（ステップＳ３５）を備えている。
このため本発明の各実施形態では、エンジン１０の自動停止中に、始動用バッテリ５２０から所定レベルを超える電流が流出している場合には、ユーザがランプ等のアクセサリーその他の電気負荷を後付けする等、何等かの理由で始動用バッテリ５２０の蓄電量がエンジン１０の停止時に減少する可能性があるので、その場合には、再始動停止条件の成否に拘わらず、自動停止しているエンジン１０を強制的に再始動し、自動停止したエンジン１０が始動不能状態に陥ることを未然に防止することができる。
また別の観点において、本発明の各実施形態は、エンジン１０と、エンジン１０を始動するスタータユニット２７と、少なくともスタータユニット２７の始動用に用いられる始動用バッテリ５２０とを備えた内燃機関システムの制御方法において、所定の自動停止条件が成立したときに、運転中のエンジン１０を自動停止させる自動停止ステップ（ステップＳ１１）、エンジン１０の自動停止後、所定の再始動条件が成立したときに、始動用バッテリ５２０からスタータユニット２７に給電してエンジン１０を自動的に再始動させる再始動ステップ（ステップＳ２３）、自動停止条件の成立時に、始動用バッテリ５２０から流出する電流値を所定電流値と比較する運転時電流値診断ステップ（ステップＳ７）、および運転時電流値診断ステップ（ステップＳ７）の結果、始動用バッテリ５２０から流出する電流値が所定電流値を超えている場合には、自動停止条件の成否に拘わらず、自動停止ステップ（ステップＳ１１）を禁止する自動停止禁止ステップを備えている。このため本発明の各実施形態では、エンジン１０の運転中に自動停止条件が成立した際に、始動用バッテリ５２０から所定レベルを超える電流が流出している場合には、ユーザがランプ等のアクセサリーその他の電気負荷を後付けする等、何等かの理由で始動用バッテリ５２０の蓄電量がエンジン１０の停止時に減少する可能性があるので、その場合には、自動停止条件の成否に拘わらず、エンジン１０の自動停止制御を禁止し、自動停止後のエンジン１０が始動不能状態に陥ることを未然に防止することができる。
また本発明の各実施形態では、エンジン１０の自動停止時に、始動用バッテリ５２０の電圧値の変化を所定しきい値と比較する停止時電圧変化診断ステップ（ステップＳ３１〜ステップＳ３３）をさらに備え、強制再始動ステップ（ステップＳ３５）は、停止時電圧変化診断ステップ（ステップＳ３１〜ステップＳ３３）の結果、始動用バッテリ５２０の電圧値の変化が所定しきい値を超えている場合には、再始動条件の成否に拘わらず、エンジン１０を再始動する手順である。このため本発明の各実施形態では、エンジン１０の自動停止時に、始動用バッテリ５２０の電圧値の変化が所定のレベルを超えている場合に、再始動条件の成否に拘わらず、エンジン１０を強制的に再始動し、エンジン１０の始動不能状態を防止することができる。加えて、電流値に基づく後付負荷６０１の検出に加えて、電圧値の変化に基づく後付負荷６０１の検出手順を有しているので、始動用バッテリ電流センサＳＮ５２と始動用バッテリ電圧センサＳＮ５４を設けている場合に、何れか一方のセンサ出力値に異常があっても、他方のセンサで後付負荷６０１の接続を判定することができるという、いわば、フォルトトレランス機能を奏することも可能になる。
また本発明の各実施形態では、自動停止条件の成立時に、始動用バッテリ５２０の電圧値の変化を所定しきい値と比較する運転電圧変化診断ステップ（ステップＳ８〜ステップＳ１０）をさらに備え、自動停止禁止ステップは、運転電圧変化診断ステップ（ステップＳ８〜ステップＳ１０）の結果、始動用バッテリ５２０の電圧値の変化が所定しきい値を超えている場合には、自動停止条件の成否に拘わらず、自動停止ステップ（ステップＳ１１）を禁止する手順である。このため本発明の各実施形態では、エンジン１０の運転中に自動停止条件が成立した際に、始動用バッテリ５２０の電圧変化が所定のしきい値を超えている場合にも、自動停止条件の成否に拘わらず、エンジン１０の自動停止制御を禁止し、自動停止後のエンジン１０が始動不能状態に陥ることを未然に防止することができるとともに、冗長構成によるフォルトトレランス機能を奏することも可能になる。
また本発明の各実施形態では、強制再始動ステップ（ステップＳ３５）を実行する要件が成立した後は、自動停止ステップ（ステップＳ１１）を禁止する自動停止禁止ステップをさらに備えている。このため本発明の各実施形態では、一度でも始動用バッテリ５２０から流出する電流値が所定電流値を超えた場合、または、始動用バッテリ５２０の電圧値の変化が所定のレベルを超えた場合には、始動用バッテリ５２０の蓄電量低下が懸念される運転状態であることから、爾後の自動停止が禁止されるフェールセーフ機能を奏し、より安全サイドで確実なエンジン１０の始動不能状態を防止することができる。
また本発明の各実施形態に係る内燃機関システムは、上述した各ステップを実行するパワートレイン制御モジュール１００を備えている。具体的には、同パワートレイン制御モジュール１００が、当該エンジン１０の停止時に作動する電気負荷と、電気負荷に給電する汎用バッテリ５１０とを有し、エンジン１０の停止時に汎用バッテリ５１０から電気負荷に給電する停止時給電ステップをさらに備え、強制再始動ステップ（ステップＳ３５）は、汎用バッテリ５１０と始動用バッテリ５２０の双方からスタータユニット２７に給電する手順である。このため本発明の各実施形態では、エンジン１０の強制再始動を要する運転状況のときに、始動用バッテリ５２０からだけではなく、汎用バッテリ５１０からも給電するので、始動用バッテリ５２０の蓄電量が早いペースで低下しても、エンジン１０を再始動するための電力を確保することができる。
また別の観点において、本発明の各実施形態は、エンジン１０と、エンジン１０を始動するスタータユニット２７と、少なくともスタータユニット２７の始動用に用いられる始動用バッテリ５２０と、エンジン１０の運転制御を司る運転制御手段とを備えた内燃機関システムにおいて、運転制御手段は、所定の自動停止条件が成立したときに、運転中のエンジン１０を自動停止させる自動停止手段、エンジン１０の自動停止後、所定の再始動条件が成立したときに、始動用バッテリ５２０からスタータユニット２７に給電してエンジン１０を自動的に再始動させる再始動手段、エンジン１０の自動停止時に、始動用バッテリ５２０から流出する電流値を所定電流値と比較する停止時電流値診断手段、および停止時電流値診断手段による診断の結果、始動用バッテリ５２０から流出する電流値が所定電流値を超えている場合には、再始動条件の成否に拘わらず、エンジン１０を再始動する強制再始動手段を備えている。このため本発明の各実施形態では、エンジン１０の自動停止中に、始動用バッテリ５２０から所定レベルを超える電流が流出している場合には、ユーザがランプ等のアクセサリーその他の電気負荷を後付けする等、何等かの理由で始動用バッテリ５２０の蓄電量がエンジン１０の停止時に減少する可能性があるので、その場合には、再始動停止条件の成否に拘わらず、自動停止しているエンジン１０を強制的に再始動し、自動停止したエンジン１０が始動不能状態に陥ることを未然に防止することができる。
また別の観点において、本発明の各実施形態は、エンジン１０と、エンジン１０を始動するスタータユニット２７と、少なくともスタータユニット２７の始動用に用いられる始動用バッテリ５２０と、エンジン１０の運転制御を司る運転制御手段とを備えた内燃機関システムにおいて、運転制御手段は、所定の自動停止条件が成立したときに、運転中のエンジン１０を自動停止させる自動停止手段、エンジン１０の自動停止後、所定の再始動条件が成立したときに、始動用バッテリ５２０からスタータユニット２７に給電してエンジン１０を自動的に再始動させる再始動手段、自動停止条件の成立時に、始動用バッテリ５２０から流出する電流値を所定電流値と比較する運転時電流値診断手段、および運転時電流値診断手段による診断の結果、始動用バッテリ５２０から流出する電流値が所定電流値を超えている場合には、自動停止条件の成否に拘わらず、自動停止手段を禁止する自動停止禁止手段を備えている。このため本発明の各実施形態では、エンジン１０の運転中に自動停止条件が成立した際に、始動用バッテリ５２０から所定レベルを超える電流が流出している場合には、ユーザがランプ等のアクセサリーその他の電気負荷を後付けする等、何等かの理由で始動用バッテリ５２０の蓄電量がエンジン１０の停止時に減少する可能性があるので、その場合には、自動停止条件の成否に拘わらず、エンジン１０の自動停止制御を禁止し、自動停止後のエンジン１０が始動不能状態に陥ることを未然に防止することができる。
また本発明の各実施形態では、エンジン１０の自動停止時に、始動用バッテリ５２０の電圧値の変化を所定しきい値と比較する停止時電圧変化診断手段をさらに備え、強制再始動手段は、停止時電圧変化診断手段による診断の結果、始動用バッテリ５２０の電圧値の変化が所定しきい値を超えている場合には、再始動条件の成否に拘わらず、エンジン１０を再始動するものである。このため本発明の各実施形態では、エンジン１０の自動停止時に、始動用バッテリ５２０の電圧値の変化が所定のレベルを超えている場合に、再始動条件の成否に拘わらず、エンジン１０を強制的に再始動し、エンジン１０の始動不能状態を防止することができる。加えて、電流値に基づく後付負荷６０１の検出に加えて、電圧値の変化に基づく後付負荷６０１の検出手段を有しているので、始動用バッテリ電流センサＳＮ５２と始動用バッテリ電圧センサＳＮ５４を設けている場合に、何れか一方のセンサ出力値に異常があっても、他方のセンサで後付負荷６０１の接続を判定することができるという、いわば、フォルトトレランス機能を奏することも可能になる。
また本発明の各実施形態では、自動停止条件の成立時に、始動用バッテリ５２０の電圧値の変化を所定しきい値と比較する運転時電圧変化診断手段をさらに備え、自動停止禁止手段は、運転時電圧変化診断手段による診断の結果、始動用バッテリ５２０の電圧値の変化が所定しきい値を超えている場合には、自動停止条件の成否に拘わらず、自動停止手段を禁止するものである。このため本発明の各実施形態では、エンジン１０の運転中に自動停止条件が成立した際に、始動用バッテリ５２０の電圧変化が所定のしきい値を超えている場合にも、自動停止条件の成否に拘わらず、エンジン１０の自動停止制御を禁止し、自動停止後のエンジン１０が始動不能状態に陥ることを未然に防止することができるとともに、冗長構成によるフォルトトレランス機能を奏することも可能になる。
また本発明の各実施形態では、運転制御手段は、強制再始動手段による強制再始動を実行する要件が成立した後は、自動停止手段を禁止する自動停止禁止手段をさらに備えている。このため本発明の各実施形態では、一度でも始動用バッテリ５２０から流出する電流値が所定電流値を超えた場合、または、始動用バッテリ５２０の電圧値の変化が所定のレベルを超えた場合には、始動用バッテリ５２０の蓄電量低下が懸念される運転状態であることから、爾後の自動停止が禁止されるフェールセーフ機能を奏し、より安全サイドで確実なエンジン１０の始動不能状態を防止することができる。
また本発明の各実施形態では、内燃機関システムは、当該エンジン１０の停止時に作動する電気負荷と、電気負荷に給電する汎用バッテリ５１０とを有し、エンジン１０の停止時に汎用バッテリ５１０から電気負荷に給電する停止時給電手段をさらに備え、強制再始動手段は、汎用バッテリ５１０と始動用バッテリ５２０の双方からスタータユニット２７に給電するものである。このため本発明の各実施形態では、エンジン１０の強制再始動を要する運転状況のときに、始動用バッテリ５２０からだけではなく、汎用バッテリ５１０からも給電するので、始動用バッテリ５２０の蓄電量が早いペースで低下しても、エンジン１０を再始動するための電力を確保することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定するものではなく、特許請求の範囲内で適宜変更が可能である。
例えば、エンジン１０の制御態様として、燃焼のみによる再始動を省略してもよい。また、燃焼再始動の実行前に始動用バッテリ５２０の電流／電圧による後付負荷６０１の検出を行うようにしてもよい。
また、図６のフローチャートで、ステップＳ３０またはステップＳ３３がＮＯの場合、すなわち、強制再始動が必要であると判定された場合、まず、燃焼再始動の可否を判定し、燃焼再始動が可能であれば、燃焼再始動を優先して実行し、スタータ始動が必要な場合にのみ、ステップＳ３５と同様にパワーリレー５０２とスタータリレー５０３の双方を接続して、スタータユニット２７を稼動させるようにしてもよい。
その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることはいうまでもない。
本発明の第１実施形態に係る内燃機関システムの概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る内燃機関システムのうち、エンジンの断面を主に示す概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る内燃機関システムのうち、エンジンの平面を主に示す概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る車両の要部を示す概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係るエンジンの自動停止制御を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態において、自動停止したエンジンの制御を示すフローチャートである。 図５および図６のフローチャートにおける検出値安定処理サブルーチンの具体例であり、（Ａ）は検出された現在の電圧値の絶対値を微分した変化率（微分値）に基づく手法を示すフローチャートであり、（Ｂ）は検出された現在の電圧値の絶対値の偏差に基づく手法を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る内燃機関システムの概略構成図である。 本発明に係る第２実施形態の内燃機関システムのうち、エンジンの断面を主に示す概略構成図である。 本実施形態に係る車両に搭載された手動のトランスミッションと、これに含まれるクラッチの断続を行うクラッチペダルユニットの構成を示す概略構成図である。
符号の説明
１０ エンジン（内燃機関の一例）
２７ スタータユニット（電動駆動装置の一例）
２７ａ スタータモータ
２７ｂ ピニオンギア
２８ リングギア
１００ パワートレイン制御モジュール（制御手段の一例）
１１０ 運転状態判定部
１１１ 再始動条件判定部（自動停止禁止手段の一例）
１１２ バッテリ状態判定部（診断手段／自動停止禁止手段の一例）
１２０ 燃焼制御部（自動停止手段／再始動手段の一例）
１２１ 自動停止制御部
（自動停止手段／再始動手段／強制再始動手段の一例）
１２２ スタータ制御部
（自動停止手段／再始動手段／強制再始動手段の一例）
１２４ リレー制御部
（自動停止手段／再始動手段／強制再始動手段の一例）
２００ トランスミッション制御モジュール
２２０ 油圧機構
２２３ 電動式オイルポンプ
２２４ 自動変速機ポンプドライバ
２３０ ダイナミックスタビリティコントロール
２３１ ＤＳＣドライバ
２４０ ヒルホルダユニット
５００ 電力供給システム
５０１ メインリレー
５０２ パワーリレー
５０３ スタータリレー
５０４ ポンプリレー
５０５ チャージリレー
５０６ ＤＳＣリレー
５１０ 汎用バッテリ
５２０ 始動用バッテリ
６０１ 後付負荷
ｄＶsv 微分値
ＦIS 自動停止状態フラグ
ＦIS_PRO 自動停止禁止フラグ
ＦIS_V 判定フラグ
ＩEBAT_TH 所定電流値
ＩEBAT 電流値
Ｎｅ エンジン回転速度
ＮｅSTART 所定回転速度
ＳＮ１ 車速センサ
ＳＮ５２ 始動用バッテリ電流センサ
ＳＮ５４ 始動用バッテリ電圧センサ
ＳＮEBI 始動用バッテリ電流出力信号
ＳＮEBV 始動用バッテリ電圧出力信号
ＳＷ１ イグニションキースイッチ
ＶEBAT 始動用バッテリ電圧値
ＶEBAT_TH 電圧しきい値
ＶMBAT 汎用バッテリ電圧値
σsv 偏差
σsv_TH 偏差しきい値

Claims (14)

  1. 内燃機関と、内燃機関を始動する電動駆動装置と、設計時の仕様において前記電動駆動装置の始動用にのみ用いられる始動用バッテリと、前記内燃機関の停止時に作動する電気負荷と、前記電気負荷に給電する汎用バッテリとを備えた内燃機関システムの制御方法において、
    所定の自動停止条件が成立したときに、運転中の前記内燃機関を自動停止させる自動停止ステップ、
    前記内燃機関の自動停止後、所定の再始動条件が成立したときに、前記始動用バッテリから前記電動駆動装置に給電して前記内燃機関を自動的に再始動させる再始動ステップ、
    前記内燃機関の自動停止時に、前記始動用バッテリから流出する電流値であって前記設計時の仕様外の態様で前記始動用バッテリに接続された後付電気負荷による電流値を所定電流値と比較する停止時電流値診断ステップ、および
    前記停止時電流値診断ステップの結果、前記始動用バッテリから流出する、前記後付電気負荷の電流値が前記所定電流値を超えている場合には、前記再始動条件の成否に拘わらず、前記内燃機関を再始動する強制再始動ステップ
    を備えている
    ことを特徴とする内燃機関システムの制御方法。
  2. 内燃機関と、内燃機関を始動する電動駆動装置と、設計時の仕様において前記電動駆動装置の始動用にのみ用いられる始動用バッテリと、前記内燃機関の停止時に作動する電気負荷と、前記電気負荷に給電する汎用バッテリとを備えた内燃機関システムの制御方法において、
    所定の自動停止条件が成立したときに、運転中の前記内燃機関を自動停止させる自動停止ステップ、
    前記内燃機関の自動停止後、所定の再始動条件が成立したときに、前記始動用バッテリから前記電動駆動装置に給電して前記内燃機関を自動的に再始動させる再始動ステップ、
    前記自動停止条件の成立時に、前記始動用バッテリから流出する電流値であって前記設計時の仕様外の態様で前記始動用バッテリに接続された後付電気負荷による電流値を所定電流値と比較する運転時電流値診断ステップ、および
    前記運転時電流値診断ステップの結果、前記始動用バッテリから流出する、前記後付電気負荷の電流値が前記所定電流値を超えている場合には、前記自動停止条件の成否に拘わらず、前記自動停止ステップを禁止する自動停止禁止ステップ
    を備えている
    ことを特徴とする内燃機関システムの制御方法。
  3. 請求項２記載の内燃機関システムの制御方法において、
    前記内燃機関の自動停止時に、前記始動用バッテリから流出する電流値を所定電流値と比較する停止時電流値診断ステップ、および
    前記停止時電流値診断ステップの結果、前記始動用バッテリから流出する電流値が前記所定電流値を超えている場合には、前記再始動条件の成否に拘わらず、前記内燃機関を再始動する強制再始動ステップ
    をさらに備えている
    ことを特徴とする内燃機関システムの制御方法。
  4. 請求項１または請求項３の何れか１項に記載の内燃機関システムの制御方法において、
    前記内燃機関の自動停止時に、前記始動用バッテリの電圧値の変化を所定しきい値と比較する停止時電圧変化診断ステップをさらに備え、
    前記強制再始動ステップは、前記停止時電圧変化診断ステップの結果、前記始動用バッテリの電圧値の変化が前記所定しきい値を超えている場合には、前記再始動条件の成否に拘わらず、前記内燃機関を再始動する手順である
    ことを特徴とする内燃機関システムの制御方法。
  5. 請求項２または請求項３の何れか１項に記載の内燃機関システムの制御方法において、
    前記自動停止条件の成立時に、前記始動用バッテリの電圧値の変化を所定しきい値と比較する運転時電圧変化診断ステップをさらに備え、
    前記自動停止禁止ステップは、前記運転時電圧変化診断ステップの結果、前記始動用バッテリの電圧値の変化が前記所定しきい値を超えている場合には、前記自動停止条件の成否に拘わらず、前記自動停止ステップを禁止する手順である
    ことを特徴とする内燃機関システムの制御方法。
  6. 請求項１、請求項３、または請求項４の何れか１項に記載の内燃機関システムの制御方法において、
    前記強制再始動ステップを実行する要件が成立した後は、前記自動停止ステップを禁止する自動停止禁止ステップをさらに備えている
    ことを特徴とする内燃機関システムの制御方法。
  7. 請求項１、請求項３、請求項４、または請求項６の何れか１項に記載の内燃機関システムの制御方法において、
    前記内燃機関の停止時に前記汎用バッテリから前記電気負荷に給電する停止時給電ステップをさらに備え、
    前記強制再始動ステップは、前記汎用バッテリと前記始動用バッテリの双方から前記電動駆動装置に給電する手順である
    ことを特徴とする内燃機関システムの制御方法。
  8. 内燃機関と、内燃機関を始動する電動駆動装置と、設計時の仕様において前記電動駆動装置の始動用にのみ用いられる始動用バッテリと、前記内燃機関の停止時に作動する電気負荷と、前記電気負荷に給電する汎用バッテリと、前記内燃機関の運転制御を司る運転制御手段とを備えた内燃機関システムにおいて、
    前記運転制御手段は、
    所定の自動停止条件が成立したときに、運転中の前記内燃機関を自動停止させる自動停止手段、
    前記内燃機関の自動停止後、所定の再始動条件が成立したときに、前記始動用バッテリから前記電動駆動装置に給電して前記内燃機関を自動的に再始動させる再始動手段、
    前記内燃機関の自動停止時に、前記始動用バッテリから流出する電流値であって前記設計時の仕様外の態様で前記始動用バッテリに接続された後付電気負荷による電流値を所定電流値と比較する停止時電流値診断手段、および
    前記停止時電流値診断手段による診断の結果、前記始動用バッテリから流出する、前記後付電気負荷の電流値が前記所定電流値を超えている場合には、前記再始動条件の成否に拘わらず、前記内燃機関を再始動する強制再始動手段
    を備えている
    ことを特徴とする内燃機関システム。
  9. 内燃機関と、内燃機関を始動する電動駆動装置と、設計時の仕様において前記電動駆動装置の始動用にのみ用いられる始動用バッテリと、前記内燃機関の停止時に作動する電気負荷と、前記電気負荷に給電する汎用バッテリと、前記内燃機関の運転制御を司る運転制御手段とを備えた内燃機関システムにおいて、
    前記運転制御手段は、
    所定の自動停止条件が成立したときに、運転中の前記内燃機関を自動停止させる自動停止手段、
    前記内燃機関の自動停止後、所定の再始動条件が成立したときに、前記始動用バッテリから前記電動駆動装置に給電して前記内燃機関を自動的に再始動させる再始動手段、
    前記自動停止条件の成立時に、前記始動用バッテリから流出する電流値であって前記設計時の仕様外の態様で前記始動用バッテリに接続された後付電気負荷による電流値を所定電流値と比較する運転時電流値診断手段、および
    前記運転時電流値診断手段による診断の結果、前記始動用バッテリから流出する、前記後付電気負荷の電流値が前記所定電流値を超えている場合には、前記自動停止条件の成否に拘わらず、前記自動停止手段を禁止する自動停止禁止手段
    を備えている
    ことを特徴とする内燃機関システム。
  10. 請求項９記載の内燃機関システムにおいて、
    前記運転制御手段は、
    前記内燃機関の自動停止時に、前記始動用バッテリから流出する電流値を所定電流値と比較する停止時電流値診断手段、および
    前記停止時電流値診断手段による診断の結果、前記始動用バッテリから流出する電流値が前記所定電流値を超えている場合には、前記再始動条件の成否に拘わらず、前記内燃機関を再始動する強制再始動手段
    をさらに備えている
    ことを特徴とする内燃機関システム。
  11. 請求項８または請求項１０の何れか１項に記載の内燃機関システムにおいて、
    前記内燃機関の自動停止時に、前記始動用バッテリの電圧値の変化を所定しきい値と比較する停止時電圧変化診断手段をさらに備え、
    前記強制再始動手段は、前記停止時電圧変化診断手段による診断の結果、前記始動用バッテリの電圧値の変化が前記所定しきい値を超えている場合には、前記再始動条件の成否に拘わらず、前記内燃機関を再始動するものである
    ことを特徴とする内燃機関システム。
  12. 請求項９または請求項１０の何れか１項に記載の内燃機関システムにおいて、
    前記自動停止条件の成立時に、前記始動用バッテリの電圧値の変化を所定しきい値と比較する運転時電圧変化診断手段をさらに備え、
    前記自動停止禁止手段は、前記運転時電圧変化診断手段による診断の結果、前記始動用バッテリの電圧値の変化が前記所定しきい値を超えている場合には、前記自動停止条件の成否に拘わらず、前記自動停止手段を禁止するものである
    ことを特徴とする内燃機関システム。
  13. 請求項８、請求項１０、または請求項１１の何れか１項に記載の内燃機関システムにおいて、
    前記運転制御手段は、前記強制再始動手段による強制再始動を実行する要件が成立した後は、前記自動停止手段を禁止する自動停止禁止手段をさらに備えている
    ことを特徴とする内燃機関システム。
  14. 請求項８、請求項１０、請求項１１、または請求項１３の何れか１項に記載の内燃機関システムにおいて、
    前記内燃機関の停止時に前記汎用バッテリから前記電気負荷に給電する停止時給電手段をさらに備え、
    前記強制再始動手段は、前記汎用バッテリと前記始動用バッテリの双方から前記電動駆動装置に給電するものである
    ことを特徴とする内燃機関システム。
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