JP5873469B2 - 内燃機関の自動停止再始動装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載された内燃機関を、所定の停止条件が成立したときに自動的に停止させ、所定の再始動条件が成立したときに自動的に再始動させる内燃機関の自動停止再始動装置に関する。

従来、車両に搭載された内燃機関の自動停止再始動装置として、例えば本出願人がすでに出願した特許文献１に記載されたものが知られている。この自動停止再始動装置では、車両における所定の停止条件が成立したときに内燃機関を自動的に停止させた後、運転者によるクラッチペダルの操作量に応じて、内燃機関の始動準備の開始及びスタータの作動が行われる。具体的には、クラッチペダルが所定の第１操作量分、操作されたことが検出されたときに、始動準備を開始し、クラッチペダルがさらに操作され、第１操作量よりも大きい所定の第２操作量分、操作されたこと、及び始動準備の完了が検出されたときに、スタータを作動させ、それにより内燃機関を再始動させる。

上記の始動準備は、車両に搭載されたバッテリを電源としてスタータを作動させる際に、そのバッテリの電圧降下による不具合を回避するためのものである。具体的には、内燃機関の停止後、スタータの作動に先立ち、バッテリと、車両に搭載されたナビゲーション装置などの各種の電装デバイスとの間に設けられた昇圧回路を作動させる。そして、始動準備の完了、すなわち昇圧回路による昇圧が完了したときに、バッテリからの出力電圧をスタータに印加するとともに、昇圧回路によって昇圧された出力電圧の各電装デバイスへの印加が継続する。これにより、スタータが作動し、その作動の際に、ナビゲーション装置がリセットされるなどの不具合が回避される。

特開２０１２−９２６６９号公報

上述した従来の自動停止再始動装置では、停止条件の成立によって内燃機関が停止した状態になってから、再始動の制御が開始される。換言すると、内燃機関が完全に停止した後でなければ、再始動の制御を行うことができない。このため、上記の自動停止再始動装置では、停止条件が成立し、例えば、内燃機関の回転数が降下中のときに、運転者がクラッチペダルやアクセルペダルを踏み込み、車両を発進させようとしても、内燃機関が完全に停止するまでは、その再始動の制御が実行されない。加えて、内燃機関の始動準備の開始から完了まで、すなわち、昇圧回路によるバッテリからの出力電圧の昇圧の開始から完了までに、一定の時間（例えば数十ｍｓ）を要する。

以上のように、従来の自動停止再始動装置では、内燃機関が自動停止する際、その内燃機関が完全に停止する前に、運転者による車両の発進意図があっても、内燃機関を再始動させるのに不可避的な時間、具体的には、その発進意図があった時点から内燃機関が完全に停止するまでの時間、及びその停止後にバッテリからの出力電圧を昇圧させるための時間がかかる。その結果、運転者の発進意図から車両を発進させるまでに時間を要してしまい、この点において、上記の自動停止再始動装置には、改善の余地がある。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、自動停止する内燃機関を再始動する際に、電圧降下による電装デバイスの不具合の回避を確保しながら、内燃機関を迅速に再始動させることができる内燃機関の自動停止再始動装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、車両Ｖに搭載された内燃機関３を、所定の停止条件が成立したときに自動的に停止させ、所定の再始動条件が成立したときに自動的に再始動させる内燃機関の自動停止再始動装置１であって、内燃機関を始動するためのスタータ８と、このスタータを含め、車両に設けられた複数の電装デバイス１１に電力を供給するためのバッテリ７と、このバッテリとスタータ以外の電装デバイスとの間に電気的に接続され、電装デバイスに供給される電力の電圧を昇圧するための昇圧回路１０と、内燃機関の回転数ＮＥを検出する回転数検出手段（実施形態における（以下、本項において同じ）クランク角センサ２１、ＥＣＵ２）と、停止条件の成立による内燃機関の回転数の降下中において、検出された回転数が、内燃機関の回転数領域に対応しかつ内燃機関を駆動可能な回転数領域であるスタータ作動可能回転数領域（回転数領域１）にあるときに、昇圧を完了させるよう、検出された回転数がスタータ作動可能回転数領域に達する前に、昇圧を開始するように昇圧回路を制御する制御手段（ＥＣＵ２、ステップ１３）と、を備えていることを特徴とする。

この構成によれば、所定の停止条件が成立したときに内燃機関を自動的に停止させる、いわゆるアイドルストップが行われ、その後、所定の再始動条件が成立したときに、内燃機関が自動的に再始動される。この再始動の際には、内燃機関は、バッテリから供給される電力によって作動するスタータで駆動されることにより、再始動する。また、停止条件の成立によってアイドルストップが実行される場合、内燃機関の回転数の降下中において、その回転数がスタータ作動可能回転数領域、すなわち内燃機関の回転数領域に対応しかつスタータで内燃機関を駆動可能な回転数領域にあるときに、昇圧を完了させるよう、検出された回転数が上記スタータ作動可能回転数領域に達する前に、昇圧回路を制御することによって、バッテリからスタータ以外の電装デバイスに供給される電力（出力電圧）の昇圧を開始する。なお、上記のスタータ作動可能回転数領域は、スタータの作動によって内燃機関を駆動可能な回転数領域であり、したがって、スタータ作動可能回転数領域以外、すなわち、その回転数領域の上限回転数よりも高い回転数領域、及び下限回転数よりも低い回転数領域（回転数が０である場合を除く）では、スタータによって内燃機関を駆動することが不可能である。

前述したように、バッテリからの出力電圧を昇圧する場合、その昇圧の開始から完了までに一定の時間を要する。このため、降下中の内燃機関の回転数が、スタータ作動可能回転数領域に達する前に、あらかじめ昇圧を開始することにより、内燃機関の回転数がスタータ作動可能回転数領域にあるときに、上記の昇圧を完了させることが可能である。この場合には、内燃機関が完全に停止する前に再始動の要求があっても、内燃機関の回転数がスタータ作動可能回転数領域内であれば、昇圧された出力電圧の電装デバイスへの印加を継続しながら、バッテリからの出力電圧をスタータに印加することによって、スタータを作動し、内燃機関を迅速に再始動させることができる。以上のように、本発明によれば、自動停止する内燃機関を再始動する際に、電圧降下による電装デバイスの不具合の回避を確保しながら、内燃機関を迅速に再始動させることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の自動停止再始動装置において、制御手段（ＥＣＵ２）は、検出された回転数ＮＥが、スタータ作動可能回転数領域（回転数領域１）の上限回転数ＮＥＬＭＴＨよりも高い所定の第１回転数（昇圧開始回転数ＮＥＶＳＴ）以下になったとき（ステップ１１：ＹＥＳ）に、昇圧を開始する（ステップ１３）ことを特徴とする。

この構成によれば、降下中の内燃機関の回転数が、所定の第１回転数以下になったときに昇圧が開始される。上記の第１回転数は、スタータ作動可能回転数領域の上限回転数よりも高いので、前述したように、内燃機関の回転数がスタータ作動可能回転数領域にあるときに昇圧を完了させることが可能であり、それにより、内燃機関を迅速に再始動させることができる。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の内燃機関の自動停止再始動装置において、第１回転数（昇圧開始回転数ＮＥＶＳＴ）は、検出された回転数がスタータ作動可能回転数領域（回転数領域１）に達したときに昇圧が完了するように、設定されていることを特徴とする。
例えば、第１回転数が高すぎる場合、内燃機関の回転数がスタータ作動可能回転数領域に達する前に昇圧が完了しても、その回転数領域に達するまでは、スタータの作動によって内燃機関を駆動することができず、このため、昇圧の完了時点から上記の上限回転数までの間は、バッテリの昇圧に要するエネルギー（以下「昇圧エネルギー」という）が無駄に消費されてしまう。一方、第１回転数が低すぎる場合、内燃機関の回転数がスタータ作動可能回転数領域に達したときに、昇圧が完了していないことで、内燃機関を直ぐには再始動させることができないことがある。したがって、第１回転数を上記のように設定することにより、無駄な昇圧エネルギーの消費を防止しながら、内燃機関の迅速な再始動を確保することができる。

請求項４に係る発明は、請求項２又は３に記載の内燃機関の自動停止再始動装置において、検出された回転数ＮＥに基づき、内燃機関が回転を停止した回転停止状態になったか否かを判定する判定手段（ＥＣＵ２、ステップ２１、３１）をさらに備え、制御手段は、内燃機関が回転停止状態になったと判定されたとき（ステップ３１：ＹＥＳ）に、昇圧を終了させるように昇圧回路１０を制御する（ステップ３９）ことを特徴とする。

この構成によれば、内燃機関が回転停止状態になるまで、昇圧回路による昇圧を継続することによって、昇圧状態を良好に維持し、その後の再始動に備えることができる。また、内燃機関が回転停止状態になったときに、昇圧回路による昇圧を終了させるので、それ以降の昇圧エネルギーの消費を防止することができる。

請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の内燃機関の自動停止再始動装置において、車両Ｖの速度を、車速ＶＰとして検出する車速検出手段（車輪速センサ２２、ＥＣＵ２）を、さらに備え、停止条件には、検出された車速が０よりも大きくかつ所定車速（Ｉ／Ｓ開始車速ＶＰＩＳＴＰ）以下であることが含まれていることを特徴とする。

この構成によれば、内燃機関を自動停止させる停止条件には、車速が０よりも大きくかつ所定車速以下であることが含まれているので、車両の走行中、他の条件が成立していることを前提として、車両が停車する前に、内燃機関を自動的に停止させるアイドルストップ（以下「走行中アイドルストップ」という）が実行される。また、このような走行中アイドルストップでは、アイドルストップに伴う内燃機関の回転数の降下中に再始動要求がなされる頻度が高いので、これまでに述べた請求項１〜３に係る発明による利点をより効果的に得ることができる。

本発明の一実施形態による内燃機関の自動停止再始動装置を適用した車両の一部を概略的に示す図である。 内燃機関の自動停止再始動装置を示すブロック図である。 内燃機関をスタータで駆動することによって再始動させる際のスタータの作動可能回転数領域を説明するための図である。 アイドルストップ制御処理を示すメインルーチンである。 メインルーチンにおける昇圧・スタータ制御処理を示すサブルーチンの一部である。 図５とともにメインルーチンにおける昇圧・スタータ制御処理を示すサブルーチンの一部である。 エンジン回転数、並びに昇圧回路及びスタータのＯＮ／ＯＦＦ状態の推移を示す図であり、スタータの作動可能回転数領域（領域１）内において再始動要求が有ったときの動作例１を示している。 図７と同様の図であり、エンジン回転数がスタータの作動可能回転数領域（領域１）を下回り、かつエンジン回転数がほぼ０になる前に、再始動要求が有ったときの動作例２を示している。 図７と同様の図であり、エンジンが完全に停止（エンスト判定）した後に、再始動要求があったときの動作例３を示している。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による内燃機関の自動停止再始動装置１を適用した車両Ｖの一部を概略的に示している。同図に示すように、この車両Ｖは、左右の前輪Ｗ、Ｗ及び図示しない左右の後輪を有する前輪駆動式の四輪車両であり、その前部に搭載された内燃機関（以下「エンジン」という）３と、エンジン３の動力を変速する自動変速機４とを備えている。

自動変速機４は、エンジン３のクランクシャフト（図示せず）に連結されたトルクコンバータと、「１、２、３、Ｄ４、Ｄ５、Ｎ、Ｒ、Ｐ」から成る８つのシフトポジションを選択可能なシフトレバーと、１〜５速及びリバースから成る６種類の変速段に切換可能なギヤ機構（いずれも図示せず）などを備えている。エンジン３の動力は、自動変速機４で変速された後、終減速機構５及び左右のドライブシャフト６、６を介して、左右の前輪Ｗ、Ｗに伝達され、それにより、車両Ｖが駆動される。

エンジン３は、所定の停止条件が成立したときに自動的に停止（アイドルストップ）され、その後、所定の再始動条件が成立したときに自動的に再始動される、いわゆるアイドルストップ制御が行われるものである。このアイドルストップ制御は、後述するＥＣＵ２によって実行される。

エンジン３の自動停止は、燃料噴射弁９（図２参照）からの燃料の噴射を停止することによって行われる。また、エンジン３の再始動は、燃料噴射弁９から燃料を噴射しながら、バッテリ７から供給される電力でスタータ８を駆動し、クランクシャフトを回転させる（クランキングする）ことによって行われる。

なお、スタータ８は、車両用のエンジンを始動するための一般的なものと同様であり、電動モータ（図示せず）によって駆動されるピニオン（図示せず）を有している。エンジン３の始動の際に、スタータ８のピニオンが、エンジン３のクランクシャフトの端部に設けられたリングギヤに噛み合い、その状態で回転することによって、クランクシャフトを回転させる。このようにしてエンジン３を始動させるスタータ８は、通常の始動、すなわちエンジン３及び車両Ｖが停止している状態からエンジン３を始動するのに加えて、エンジン３の回転数領域に対応する所定の回転数領域においてエンジン３を始動できるようになっている。

図３は、アイドルストップ制御によって降下するエンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥの推移、及びエンジン３を駆動可能なスタータ８の作動可能回転数領域を示している。スタータ８は、エンジン回転数ＮＥが、所定の上限回転数ＮＥＬＭＴＨ（例えば８００ｒｐｍ）以下でかつ所定の下限回転数ＮＥＬＭＴＬ（例えば２００ｒｐｍ）以上であるとき、及びエンジン回転数ＮＥが０で、エンジン３が完全に停止しているときに、エンジン３を駆動し、始動させることができる。したがって、図３に示すようにエンジン回転数ＮＥが推移する場合、ＮＥＬＭＴＬ≦ＮＥ≦ＮＥＬＭＴＨで表される回転数領域１（スタータ作動可能回転数領域、図３及び図７〜９では単に「領域１」と図示）、及びＮＥ＝０で表される回転数領域２（図３及び図７〜９では単に「領域２」と図示）において、エンジン３を再始動させることが可能である。

また、図１に示すように、車両Ｖには、ナビゲーション装置やオーディオ装置などの各種の電装デバイス１１（図１では１つのみ図示）が搭載されている。これらの電装デバイス１１は、バッテリ７に電気的に接続されており、バッテリ７と電装デバイス１１の間に昇圧回路１０が設けられている。この昇圧回路１０は、後述するように、スタータ８の作動に先立ち、バッテリ７からの出力電圧を昇圧し、それにより、各電装デバイス１１に適切な電力を供給する。

図２に示すように、ＥＣＵ２（回転数検出手段、制御手段、判定手段、車速検出手段）には、クランク角センサ２１から、クランクシャフトの回転速度を表すＣＲＫ信号が入力され、車輪速センサ２２から、各車輪Ｗの回転速度を表すＶＷ信号が入力される。ＥＣＵ２は、ＣＲＫ信号に基づき、エンジン回転数ＮＥを算出し、ＶＷ信号に基づき、車両Ｖの速度である車速ＶＰを算出する。

また、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ２３から、車両Ｖのアクセルペダル（図示せず）の開度（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が、シフトポジションセンサ２４から、シフトレバーのシフトポジションＳＰを表す検出信号が、それぞれ入力される。

さらに、ＥＣＵ２には、電圧センサ２５から、バッテリ７の電圧（以下「バッテリ電圧」という）ＶＢを表す検出信号が入力される。ＥＣＵ２は、このバッテリ電圧ＶＢなどに基づいて、バッテリ７の充電残量（以下「バッテリ残量」という）ＳＯＣを算出する。

また、ＥＣＵ２には、イグニッションスイッチ３１から、そのＯＮ／ＯＦＦ状態を表す検出信号が、ブレーキスイッチ３２から、車両Ｖのブレーキペダル（図示せず）のＯＮ／ＯＦＦ状態を表す検出信号が、それぞれ入力される。

ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２は、上述した各種のセンサ２１〜２５及びスイッチ３１、３２の検出信号に応じて、エンジン３及び車両Ｖの運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラム及びデータ、並びにＲＡＭに記憶されたデータに従って、エンジン３のアイドルストップ制御を実行する。

次に、ＥＣＵ２で実行されるアイドルストップ制御処理について説明する。図４は、アイドルストップ制御処理のメインルーチンを示している。このアイドルストップ制御処理は、所定時間（例えば１００ｍｓ）ごとに実行される。

本処理ではまず、ステップ１（図では「Ｓ１」と表示。以下同じ）及びステップ２において、再始動フラグＦ＿ＲＳＴＲＴ及びアイドルストップフラグＦ＿ＩＳＴＰが「１」であるか否かをそれぞれ判別する。この判別結果がいずれもＮＯで、エンジン３が再始動中でもアイドルストップ中でもないときには、ステップ３において、アイドルストップを実行する所定の停止条件が成立しているか否かを判別する。

具体的には、以下の条件（ａ）〜（ｆ）が成立しているか否かをそれぞれ判別する。
（ａ）イグニッションスイッチ３１がＯＮ状態であること
（ｂ）車速ＶＰが所定のＩ／Ｓ開始車速ＶＰＩＳＴＰ以下であること
（ｃ）アクセル開度ＡＰがほぼ０であること
（ｄ）シフトポジションＳＰがＰ、Ｒ、Ｎ以外であること
（ｅ）ブレーキスイッチ３２がＯＮ状態であること
（ｆ）バッテリ残量ＳＯＣが所定値ＳＯＣＩＳＴＰ以上であること

これらの条件（ａ）〜（ｆ）のいずれかが成立していないときには、所定の停止条件が成立していないと判定し、アイドルストップを実行することなく、そのまま本処理を終了する。一方、上記の条件（ａ）〜（ｆ）の全てが成立しているときには、所定の停止条件が成立していると判定して、アイドルストップフラグＦ＿ＩＳＴＰを「１」にセットし（ステップ４）、本処理を終了する。このように、アイドルストップフラグＦ＿ＩＳＴＰが「１」にセットされると、エンジン３への燃料の供給が停止され、アイドルストップが開始される。

上記の条件（ｂ）のＩ／Ｓ開始車速ＶＰＩＳＴＰは、アイドルストップを開始する車速ＶＰを定めるものであり、０よりも大きな所定値（例えば５ｋｍ／ｈ）に設定されている。この設定により、車両Ｖの走行中、車速ＶＰがＩ／Ｓ開始車速ＶＰＩＳＴＰ以下になったときには、前述した他の条件が成立していることを前提として、車両Ｖの停車を待たずに、アイドルストップ（走行中アイドルストップ）が実行される。

上記のステップ４の実行に伴ってアイドルストップが開始された後には、前記ステップ２の判別結果がＹＥＳになり、その場合には、ステップ５において、昇圧・スタータ制御を実行し、本処理を終了する。

図５及び図６は、昇圧・スタータ制御処理のサブルーチンを示している。図５に示すように、本処理ではまず、ステップ１１において、エンジン回転数ＮＥが、所定の昇圧開始回転数ＮＥＶＳＴ（第１回転数）以下であるか否かを判別する。この昇圧開始回転数ＮＥＶＳＴは、スタータ８の前述した回転数領域１における上限回転数ＮＥＬＭＴＨよりも高く設定され、また、アイドルストップの開始によって降下するエンジン回転数ＮＥが、上記の上限回転数ＮＥＬＭＴＨに達したときに昇圧が完了するよう、実験により、昇圧に要する所定時間（例えば７０ｍｓ）前の回転数になるように設定されている。

上記のステップ１１の判別結果がＮＯで、エンジン回転数ＮＥが昇圧開始回転数ＮＥＶＳＴよりも高いときには、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ１１の判別結果がＹＥＳで、エンジン回転数ＮＥが昇圧開始回転数ＮＥＶＳＴ以下のときには、続くステップ１２において、エンジン回転数ＮＥがスタータ８の回転数領域１における上限回転数ＮＥＬＭＴＨ以下であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのとき、すなわち、エンジン回転数ＮＥが、ＮＥＬＭＴＨ＜ＮＥ≦ＮＥＶＳＴであるときには、昇圧を開始すべきであるとして、昇圧フラグＦ＿ＶＳＴを「１」にセットし（ステップ１３）、本処理を終了する。このように、昇圧フラグＦ＿ＶＳＴが「１」にセットされると、昇圧回路１０による昇圧が開始される。

一方、ステップ１２の判別結果がＹＥＳで、エンジン回転数ＮＥが上限回転数ＮＥＬＭＴＨ以下のときには、続くステップ１４において、エンジン回転数ＮＥがスタータ８の回転数領域１における下限回転数ＮＥＬＭＴＬ以上であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、エンジン回転数ＮＥがスタータ８の回転数領域１内にあるときには、運転者による再始動要求が有るか否かを判別する（ステップ１５）。この再始動要求は、具体的には、アクセル開度ＡＰが所定の再始動開始開度以上であるとき、又はブレーキスイッチ３２がＯＦＦ状態であるときに、再始動要求有りと判定される。

このステップ１５の判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了し、前記ステップ４の実行に伴って開始されているアイドルストップを継続する。一方、ステップ１５の判別結果がＹＥＳで、アイドルストップ中にアクセルペダルが踏み込まれたとき、又は、アイドルストップ中にブレーキペダルの踏込みが解除されたときには、エンジン３の再始動条件が成立したと判定する。その場合には、アイドルストップフラグＦ＿ＩＳＴＰを「０」にセットし（ステップ１６）、アイドルストップを終了するとともに、再始動フラグＦ＿ＲＳＴＲＴを「１」にセットし（ステップ１７）、本処理を終了する。このように再始動フラグＦ＿ＲＳＴＲＴが「１」にセットされると、エンジン３の再始動のために、スタータ８が作動し、それによってエンジン３のクランキングが開始される。

前記ステップ１４の判別結果がＮＯで、エンジン回転数ＮＥがスタータ８の回転数領域１を下回り、その下限回転数ＮＥＬＭＴＬよりも低いときには、続くステップ２１において、エンジン回転数ＮＥがほぼ値０であるか否かを判別する。

この判別結果がＮＯのときには、カウントアップタイマであるエンスト判定タイマＴＭ＿ＶＳＴＰのタイマ値を値０にセットする（ステップ２３）とともに、続くステップ２４において、前記ステップ１５と同様、再始動要求が有るか否かを判別する。

この判別結果がＮＯで、再始動要求が無いときには、そのことを表すために、再始動要求フラグＦ＿Ａを「０」にセットし、本処理を終了する。一方、ステップ２４の判別結果がＹＥＳで、再始動要求が有ったとき、すなわち、エンジン回転数ＮＥが、スタータ８の回転数領域１を下回ってから、ほぼ値０になるまでの間に、再始動要求が有ったときには、そのことを表すために、再始動要求フラグＦ＿Ａを「１」にセットし（ステップ２６）、本処理を終了する。

一方、前記ステップ２１の判別結果がＹＥＳで、エンジン回転数ＮＥがほぼ０になったときには、図６のステップ３１に進み、前記ステップ２３においてセットされたエンスト判定タイマＴＭ＿ＶＳＴＰのタイマ値が所定時間ＴＲＥＦ１（例えば２００ｍｓ）以上であるか否かを判別する。このステップ３１の判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ３１の判別結果がＹＥＳのとき、すなわち、エンジン回転数ＮＥがほぼ値０である状態が、所定時間ＴＲＥＦ１、継続したときには、エンジン３の回転が完全に停止した回転停止状態（エンスト）であると判定し、続くステップ３５において、再始動要求フラグＦ＿Ａが「１」であるか否かを判別する。

この判別結果がＹＥＳで、エンジン回転数ＮＥが、スタータ８の回転数領域１を下回ってから、ほぼ値０になるまでの間に、再始動要求が有ったときには、再始動を開始するものとして、前記ステップ１６及び１７と同様、アイドルストップフラグＦ＿ＩＳＴＰを「０」にセットする（ステップ３６）とともに、再始動フラグＦ＿ＲＳＴＲＴを「１」にセットし（ステップ３７）、本処理を終了する。

一方、ステップ３５の判別結果がＮＯのときには、ステップ３８において、前記ステップ１５と同様、再始動要求があるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、再始動要求が無いときには、昇圧フラグＦ＿ＶＳＴを「０」にセットする（ステップ３９）ことによって、昇圧回路１０による昇圧を終了させ、本処理を終了する。

一方、ステップ３８の判別結果がＹＥＳで、再始動要求があったときには、昇圧フラグＦ＿ＶＳＴが「１」であるか否かを判別する（ステップ４０）。この判別結果がＮＯで、昇圧が未だ開始されていないときには、カウントアップタイマである昇圧完了タイマＴＭ＿ＶＥＮＤのタイマ値を値０にセットする（ステップ４１）とともに、昇圧フラグＦ＿ＶＳＴを「１」にセットする（ステップ４２）ことによって、昇圧回路１０による昇圧を開始させ、本処理を終了する。

一方、ステップ４０の判別結果がＹＥＳで、昇圧がすでに開始されているときには、ステップ４３において、前記ステップ４１でセットされた昇圧完了タイマＴＭ＿ＶＥＮＤのタイマ値が所定時間ＴＲＥＦ２（例えば７０ｍｓ）以上であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ４３の判別結果がＹＥＳのときには、昇圧の開始から所定時間ＴＲＥＦ２が経過したことで、昇圧が完了し、再始動が可能な状態になったとして、再始動を開始するものとし、前記ステップ１６及び１７と同様、アイドルストップフラグＦ＿ＩＳＴＰを「０」にセットする（ステップ４４）とともに、再始動フラグＦ＿ＲＳＴＲＴを「１」にセットし（ステップ４５）、本処理を終了する。

図４に戻り、ステップ５の上述した昇圧・スタータ制御において、図５のステップ１７又は図６のステップ３７若しくはステップ４５の実行に伴って再始動が開始された後には、前記ステップ１の判別結果がＹＥＳになり、その場合には、ステップ６に進む。

このステップ６では、エンジン回転数ＮＥが、所定のアイドル回転数ＮＥＩＤＬ（例えば１０００ｒｐｍ）以上であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、ＮＥ＜ＮＥＩＤＬのときには、そのまま本処理を終了し、クランキングを継続する。

一方、上記ステップ６の判別結果がＹＥＳで、クランキングによってエンジン回転数ＮＥがアイドル回転数ＮＥＩＤＬ以上に立ち上がったときには、再始動が完了したとして、再始動フラグＦ＿ＲＳＴＲＴを「０」にセットする（ステップ７）。これに応じて、スタータ８のピニオンがリングギヤから外されるとともに、スタータ８が停止する。また、昇圧フラグＦ＿ＶＳＴを「０」にセットする（ステップ８）ことによって、昇圧回路１０による昇圧を終了させ、本処理を終了する。

次に、図７〜図９を参照しながら、上述したアイドルストップ制御処理を実行したときのエンジン回転数ＮＥ、並びに昇圧回路１０及びスタータ８のＯＮ／ＯＦＦ状態の動作例について説明する。図７〜図９にそれぞれ示す動作例１〜３は、アイドルストップが開始された後、再始動要求が互いに異なるタイミングで行われたものである。

図７に示す動作例１は、再始動要求が、スタータ８の回転数領域１内であったときの状態を示している。同図に示すように、この動作例１では、アイドルストップが開始されると（時刻ｔ１、ステップ４）、エンジン回転数ＮＥが降下し、昇圧開始回転数ＮＥＶＳＴ以下になったときに（時刻ｔ２、ステップ１１：ＹＥＳ）、昇圧が開始される（ステップ１３）。その後、エンジン回転数ＮＥがさらに降下し、回転数領域１の上限回転数ＮＥＬＭＴＨに達したときには（時刻ｔ３）、昇圧が完了し、スタータ８によるエンジン３の再始動が可能になる。次いで、エンジン回転数ＮＥが回転数領域１内にあるときに、再始動要求があると（時刻ｔ４、ステップ１５：ＹＥＳ）、エンジン３の再始動が開始される。すなわち、アイドルストップが終了するとともに（ステップ１６）、スタータ８が作動することで（ステップ１７）、エンジン３のクランキングが開始され、エンジン回転数ＮＥが上昇する。そして、エンジン回転数ＮＥがアイドル回転数ＮＥＩＤＬに達すると（時刻ｔ５、ステップ６：ＹＥＳ）、スタータ８が停止するとともに（ステップ７）、昇圧回路１０による昇圧が終了する（ステップ８）。

図８に示す動作例２は、再始動要求が、スタータ８の回転数領域１以降でかつエンジン回転数ＮＥがほぼ０になるまでの間にあったときの状態を示している。同図に示すように、この動作例２では、動作例１と同様、アイドルストップが開始され、降下するエンジン回転数ＮＥが昇圧開始回転数ＮＥＶＳＴになったときに昇圧が開始される（時刻ｔ２、ステップ１３）。この昇圧は、再始動が完了するまで継続して行われる。次いで、エンジン回転数ＮＥがさらに降下し、再始動要求がないまま回転数領域１を通過する（時刻ｔ６、ステップ１５：ＮＯ）とともに、ＮＥ≒０になる前に再始動要求がなされる（時刻ｔ７、ステップ２４：ＹＥＳ）。その後、ＮＥ≒０になってから所定時間ＴＲＥＦ１が経過したとき（時刻ｔ９、ステップ３１：ＹＥＳ）に、エンスト判定される。そして、上記の再始動要求がすでにあったことにより（ステップ３５：ＹＥＳ）、前述した動作例１と同様にして、エンジン３の再始動が開始される（ステップ３７）。

図９に示す動作例３は、再始動要求が、エンスト判定された後にあったときの状態を示している。同図に示すように、この動作例３では、動作例２と同様、アイドルストップの開始後、エンジン回転数ＮＥが、昇圧開始回転数ＮＥＶＳＴになったときに昇圧が開始される（時刻ｔ２、ステップ１３）。その後、エンジン回転数ＮＥはさらに降下し、再始動要求がないまま回転数領域１を通過する（時刻ｔ６、ステップ１５：ＮＯ）。次いで、エンジン回転数ＮＥがさらに降下し、ＮＥ≒０になったとき（時刻ｔ８、ステップ２１：ＹＥＳ）から所定時間ＴＲＥＦ１が経過し（時刻ｔ９、ステップ３１：ＹＥＳ）、エンスト判定されたときに、昇圧回路１０による昇圧が一旦終了する（ステップ３９）。その後、再始動要求があると（時刻ｔ１０、ステップ３８：ＹＥＳ）、昇圧が開始され（ステップ４２）、その昇圧開始から所定時間ＴＲＥＦ２が経過したときに（時刻ｔ１１、ステップ４３：ＹＥＳ）、前述した動作例１と同様にして、エンジン３の再始動が開始される（ステップ４４）。

以上詳述したように、本実施形態によれば、アイドルストップの開始後、エンジン３の回転数の降下中において、そのエンジン回転数ＮＥが、スタータ８でエンジン３を駆動可能な回転数領域１に達する前、すなわち、その回転数領域１の上限回転数ＮＥＬＭＴＨよりも高い昇圧開始回転数ＮＥＶＳＴ以下になったときに、昇圧回路１０による昇圧を開始することによって、エンジン回転数ＮＥが回転数領域１に達したときに、昇圧を完了させることができる。これにより、エンジン３が完全に停止する前に再始動の要求があっても、エンジン３の回転数ＮＥが回転数領域１内であれば、昇圧された出力電圧の電装デバイス１１への印加を継続しながら、バッテリ７からの出力電圧をスタータ８に印加することによって、スタータ８を作動させ、エンジン３を迅速に再始動させることができる。以上のように、本実施形態によれば、自動停止するエンジン３を再始動する際に、電圧降下による電装デバイス１１の不具合の回避を確保しながら、エンジン３を迅速に再始動させることができる。

また、アイドルストップの開始後、再始動要求がないまま、エンジン回転数ＮＥ≒０になった場合には、エンスト判定されたときに、昇圧回路１０による昇圧を終了させる。これにより、エンジン３が回転停止状態になるまで、昇圧を継続することによって、昇圧状態を良好に維持し、その後の再始動に備えるとともに、再始動の開始時までの昇圧エネルギーの消費を防止することができる。

さらに、本実施形態のように走行中アイドルストップが実行される場合には、アイドルストップに伴うエンジン回転数ＮＥの降下中に再始動要求がなされる頻度が高いので、上述した利点をより効果的に得ることができる。

なお、本発明は、説明した上記実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。実施形態では、アイドルストップの実行により、降下するエンジン回転数ＮＥが昇圧開始回転数ＮＥＶＳＴ以下になったときに、昇圧回路１０による昇圧を開始するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、エンジン回転数ＮＥが、スタータ８の回転数領域１に達する前に、昇圧が開始されればよい。例えば、燃料噴射を停止（フューエルカット）した時点から、所定時間経過したときに、昇圧を開始するようにしてもよい。また、走行中アイドルストップが実行される場合、自動変速機４におけるロックアップクラッチが離された時点から、所定時間経過したときに、昇圧を開始するようにしてもよい。

また、実施形態では、走行中アイドルストップを実行する場合について説明したが、本発明は、これに限らず、車両が停車状態にあることを条件として実行される停車時アイドルストップの場合にも、もちろん適用できる。さらに、実施形態で示した自動停止再始動装置１の細部の構成などは、あくまで例示であり、本発明の趣旨の範囲内で適宜、変更することができる。

１ 自動停止再始動装置
２ ＥＣＵ（回転数検出手段、制御手段、判定手段、車速検出手段）
３ 内燃機関
７ バッテリ
８ スタータ
１０ 昇圧回路
１１ 電装デバイス
Ｖ 車両
Ｗ 前輪
ＮＥ エンジン回転数
ＶＰ 車速
ＮＥＶＳＴ 昇圧開始回転数（第１回転数）
ＮＥＬＭＴＨ 上限回転数
ＮＥＬＭＴＬ 下限回転数
ＴＲＥＦ１ 所定時間
ＴＲＥＦ２ 所定時間

Claims (5)

1. 車両に搭載された内燃機関を、所定の停止条件が成立したときに自動的に停止させ、所定の再始動条件が成立したときに自動的に再始動させる内燃機関の自動停止再始動装置であって、
   前記内燃機関を始動するためのスタータと、
   このスタータを含め、前記車両に設けられた複数の電装デバイスに電力を供給するためのバッテリと、
   このバッテリと前記スタータ以外の前記電装デバイスとの間に電気的に接続され、当該電装デバイスに供給される電力の電圧を昇圧するための昇圧回路と、
   前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
   前記停止条件の成立による前記内燃機関の回転数の降下中において、前記検出された回転数が、前記内燃機関の回転数領域に対応しかつ当該内燃機関を駆動可能な回転数領域であるスタータ作動可能回転数領域にあるときに、前記昇圧を完了させるよう、前記検出された回転数が前記スタータ作動可能回転数領域に達する前に、前記昇圧を開始するように前記昇圧回路を制御する制御手段と、
   を備えていることを特徴とする内燃機関の自動停止再始動装置。
2. 前記制御手段は、前記検出された回転数が、前記スタータ作動可能回転数領域の上限回転数よりも高い所定の第１回転数以下になったときに、前記昇圧を開始することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の自動停止再始動装置。
3. 前記第１回転数は、前記検出された回転数が前記スタータ作動可能回転数領域に達したときに前記昇圧が完了するように、設定されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の自動停止再始動装置。
4. 前記検出された回転数に基づき、前記内燃機関が回転を停止した回転停止状態になったか否かを判定する判定手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記内燃機関が回転停止状態になったと判定されたときに、前記昇圧を終了させるように前記昇圧回路を制御することを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関の自動停止再始動装置。
5. 前記車両の速度を、車速として検出する車速検出手段を、さらに備え、
   前記停止条件には、前記検出された車速が０よりも大きくかつ所定車速以下であることが含まれていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の内燃機関の自動停止再始動装置。

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