JP3687414B2 - 内燃機関の自動停止・始動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に搭載される内燃機関を所定条件成立時に自動的に停止及び始動する内燃機関の自動停止・始動技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、自動車等に搭載される内燃機関の燃料消費量、排気排出量、あるいは騒音の低減を目的として、信号待ち等の車両停止時に内燃機関の運転を自動的に停止し、車両発進時に内燃機関を自動的に再始動させる自動停止・始動装置の開発が進められている。
【０００３】
このような自動停止・始動装置では、バッテリ等の蓄電装置に蓄積された電力で作動するスタータモータによって内燃機関の始動が行われるため、車両が停止及び発進する度に内燃機関の自動停止及び自動始動が繰り返されると、蓄電装置やスタータモータ等の補機類にかかる負担が増大し、それら補機類の劣化あるいは故障が誘発され、自動停止後の再始動時に内燃機関を確実に始動することが難しくなってくる。
【０００４】
このような問題に対し、従来では、特開平６−２５７４８３号公報に記載されたような「エンジンの自動始動停止装置」が提案されている。この自動始動停止装置は、自動停止条件成立時であって、直前の自動始動時から今回の自動停止条件成立時までの車両の走行距離、あるいは所定速度以上での走行時間の累積値が所定の基準を上回っている場合に限り、自動停止制御を許容し、前記した走行距離あるいは走行累積時間が所定の基準以下である場合は、自動停止制御を禁止することにより、内燃機関の自動停止・始動の頻度を減少させて蓄電装置の充電不足による性能低下や、スタータモータの劣化等を防止しようというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したような自動始動停止装置は、内燃機関が自動始動された時点から自動停止条件が成立する時点までの車両の走行履歴のみを考慮して自動停止制御を禁止するため、運転者が手動で内燃機関を始動させた時点から自動停止条件が最初に成立する時点までの車両の走行履歴が考慮されず、内燃機関が手動で始動された時点から自動停止条件成立時までの車両の走行履歴が無いにもかかわらず自動停止制御が許容される場合がある。
【０００６】
その際、蓄電装置の充電状態が良好でなく、あるいは蓄電装置にかかる電気的な負荷が大きいと、自動停止後の自動始動時に蓄電装置の充電不足によって内燃機関が始動不能に陥る虞がある。
【０００７】
一方、上記したような自動始動停止装置では、車両の走行履歴の判別や自動停止制御条件の成立／不成立の判定する際に、車両の走行速度等をパラメータとして用いているため、車両走行速度等を検出するセンサの正常性を確認した上で自動停止制御を実行することも重要である。
【０００８】
本発明は、上記したような問題点や要求に応じてなされたものであり、所定条件下で内燃機関を自動停止・自動始動する装置において、自動停止・自動始動条件の判定精度を向上させることにより、車両、内燃機関、及び内燃機関の補機類等の状態に応じた適切な制御を実行することができる技術を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した課題を解決するために以下のような手段を採用した。すなわち、本発明に係る内燃機関の自動停止・始動装置は、手動による始動要求が発生したときに内燃機関を始動させる始動手段と、前記内燃機関の運転中に所定の停止条件が成立すると前記内燃機関の運転を自動的に停止させ、前記内燃機関の運転が自動停止された後に所定の始動条件が成立すると前記内燃機関を自動的に始動させる自動停止・始動手段と、前記内燃機関を搭載した車両の走行速度又は走行距離に基づいて走行履歴の有無を判定する走行履歴判定手段と、前記始動手段による前記内燃機関の始動後において前記走行履歴判定手段によって前記車両の走行履歴が無しと判定されている間は、前記自動停止・始動手段による自動停止制御の実行を禁止する自動停止禁止手段と、前記走行履歴判定手段によって前記車両の走行履歴が無しと判定された場合に該走行履歴判定手段の異常を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段によって前記走行履歴判定手段の異常が検出された場合に前記自動停止・始動手段の作動を禁止する自動停止・始動制御禁止手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
このように構成された自動停止・始動装置では、車両の運転者等によって内燃機関が手動で始動されると、走行履歴判定手段は、車両が実際に走行したか否かを判別する。
【００１１】
走行履歴の有無を判定する方法としては、車両の車輪に取り付けられた回転数センサの出力信号、変速機の出力軸に取り付けられた回転数センサの出力信号、あるいは変速機の出力軸と連動して回転する軸に取り付けられた回転数センサの出力信号に基づいて車両の走行距離あるいは車両の走行速度を算出し、その算出値が所定値を越えているか否かによって判定する方法を例示することができる。
【００１２】
前記走行履歴判定手段によって走行履歴が無いと判定されている間は、自動停止禁止手段は、自動停止・始動手段による自動停止制御の実行を禁止する。
この場合、内燃機関が手動で始動された時点から走行履歴判定手段によって車両の走行履歴が有りと判定されるまでの間は、たとえ自動停止条件が成立しても内燃機関が自動停止されることがない。
【００１３】
ここで、通常の自動車は、蓄電装置の充電や電気的負荷への電力供給を行うべく発電機を搭載している。このような発電機としては、内燃機関から出力される動力の一部を利用して作動する発電機が一般的である。
【００１４】
上記したような発電機が発電可能な最大電力量は、内燃機関から出力される動力の大きさに応じて変化する。内燃機関の動力の大きさは、一般的に、車両停止時のようなアイドル運転（低回転、低トルク）時より車両走行時のように機関回転数が高く且つ機関負荷が高い時の方が大きくなる。
【００１５】
この結果、発電機が発電可能な最大電力量は、車両停止時より車両走行時の方が大きいと言える。
以上から、内燃機関が手動で始動された際の蓄電装置の充電状態が良好ではない場合や、電気的負荷が大きい場合に、車両が走行することなく内燃機関が自動的に停止されると、蓄電装置の性能低下を招き、再始動時にスタータモータを作動させるのに十分な電力を確保することが困難になる。
【００１６】
これに対して、本発明は、内燃機関が手動で始動された後に車両が実際に走行するまでは自動停止制御の実行を禁止するため、蓄電装置に十分な量の電力を充電することが可能となる。
【００１７】
一方、走行履歴判定手段は、車輪の回転数を検出するセンサ、変速機の出力軸の回転数を検出するセンサ、あるいは変速機の出力軸に連動して回転する軸の回転数を検出するセンサ等から車両の走行を示す信号が出力されない限り、走行履歴有りと判定しないため、上記したようなセンサが断線等によって故障した場合に内燃機関が自動停止されることがない。
更に、走行履歴判定手段により走行履歴無しと判定された場合には、異常検出手段が走行履歴判定手段が異常であるか否かを判別する。異常検出手段により走行履歴判定手段が異常であると判定されると、自動停止・始動制御禁止手段が自動停止・始動手段の作動自体を禁止する。その結果、上記したようなセンサが断線等によって故障した状態で内燃機関が自動停止及び自動始動されることがなくなる。
【００１８】
次に、本発明に係る内燃機関の自動停止・始動装置は、手動による始動要求が発生したときに内燃機関を始動させる始動手段と、前記内燃機関の運転中に所定の停止条件が成立すると前記内燃機関の運転を自動的に停止させ、前記内燃機関の運転が自動停止された後に所定の始動条件が成立すると前記内燃機関を自動的に始動させる自動停止・始動手段と、前記自動停止・始動手段による前記内燃機関の始動後において前記停止条件が成立した際に所定の自動停止禁止条件が成立していると前記自動停止・始動手段による自動停止制御の実行を禁止する第１の自動停止禁止手段と、前記内燃機関を搭載した車両の走行速度又は走行距離に基づいて走行履歴の有無を判定する走行履歴判定手段と、前記始動手段による前記内燃機関の始動後において前記走行履歴判定手段によって前記車両の走行履歴が無しと判定されている間は、前記自動停止・始動手段による自動停止制御の実行を禁止する第２の自動停止禁止手段と、前記走行履歴判定手段によって前記車両の走行履歴が無しと判定された場合に該走行履歴判定手段の異常を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段によって前記走行履歴判定手段の異常が検出された場合に前記自動停止・始動手段の作動を禁止する自動停止・始動制御禁止手段と、を備えることを特徴とするようにしてもよい。
【００１９】
上記した第１の自動停止禁止手段は、主として自動始動後の自動停止条件成立時に自動停止制御の実行を禁止する手段であり、第２の自動停止禁止手段は、主として手動始動後の自動停止条件成立時に自動停止制御の実行を禁止する手段であり、自動停止・始動制御禁止手段は、走行履歴判定手段の異常が検出された場合に自動停止・始動手段の作動自体を禁止する手段である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る内燃機関の自動停止・始動装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係る自動停止・始動装置を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
図１に示す内燃機関１は、４つの気筒を有する４気筒の水冷式ガソリンエンジンである。この内燃機関１には、クラッチ機構（又はトルクコンバータ）１００を介してトランスミッション（Ｔ／Ｍ）２００が連結されている。
【００２３】
トランスミッション（Ｔ／Ｍ）２００は、図示しないプロペラシャフトやディファレンシャルギヤ等を介して駆動輪たる車輪と連結されている。
このように構成された動力伝達系では、クラッチ機構１００が係合状態にあるときに、内燃機関１の図示しない出力軸（クランクシャフト）の回転力がクラッチ機構１００を介してトランスミッション（Ｔ／Ｍ）２００へ伝達され、トランスミッション（Ｔ／Ｍ）２００にて減速もしくは増速され、次いでトランスミッション（Ｔ／Ｍ）２００からプロペラシャフトやディファレンシャルギヤ等を介して駆動輪たる車輪へ伝達される。
【００２４】
次に、内燃機関１には、吸気枝管２が接続され、その吸気枝管２の各枝管が各気筒の図示しない燃焼室と吸気ポートを介して連通している。吸気枝管２は、サージタンク３に接続され、サージタンク３は、吸気管４を介してエアクリーナボックス５と連通している。
【００２５】
吸気管４の途中には、該吸気管４内を流れる空気の流量を調節するスロットル弁７が設けられている。スロットル弁７には、ステッパモータ等からなり、印加電流の大きさに応じて該スロットル弁７を開閉駆動するアクチュエータ８と、該スロットル弁７の開度に応じた電気信号を出力するスロットルポジションセンサ９とが取り付けられている。
【００２６】
前記スロットル弁７には、車室内に設置されたアクセルペダル１０に連動して回動するアクセルレバー（図示せず）が取り付けられ、アクセルレバーには、アクセルレバーの回動量に応じた電気信号（アクセルペダル１０の踏み込み量に応じた電気信号）を出力するアクセルポジションセンサ１１が取り付けられている。
【００２７】
このように構成された吸気系では、エアクリーナボックス５に取り込まれた空気は前記エアクリーナボックス５に内装されたエアフィルタによって埃や塵を取り除かれた後に吸気管４内に流入する。吸気管４に流入した空気は、スロットル弁７によって流量を調節されてサージタンク３に導かれる。サージタンク３に導かれた空気は、吸気枝管２へ導かれ、吸気枝管２の各枝管を経て内燃機関１の吸気ポートに分配される。
【００２８】
尚、吸気管４においてスロットル弁７より上流に位置する部位には、該吸気管４内を流れる空気の質量に応じた電気信号を出力するエアフローメータ６が取り付けられている。
【００２９】
前記吸気枝管２の各枝管には、その噴孔が吸気ポートに臨むように燃料噴射弁１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ（以下、燃料噴射弁１３と総称する）が取り付けられている。これらの燃料噴射弁１３には、燃料分配管１４が接続され、前記燃料分配管１４は、図示しない燃料ポンプと接続されている。
【００３０】
各燃料噴射弁１３には、該燃料噴射弁１３を開弁駆動する駆動回路１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ（以下、駆動回路１５と総称する）が接続されている。
このように構成された燃料噴射系では、燃料ポンプから吐出される燃料が燃料分配管１４へ供給され、次いで燃料分配管１４から各燃料噴射弁１３に分配される。そして、駆動回路１５から燃料噴射弁１３へ駆動電流が印加されると、燃料噴射弁１３が開弁して燃料分配管１４から供給された燃料を吸気ポート内に噴射する。吸気ポートへ噴射された燃料は、吸気枝管２から吸気ポートへ流れてきた空気と混ざり合いながら内燃機関１の燃焼室に供給される。
【００３１】
一方、内燃機関１には、排気枝管１６が接続され、その排気枝管１６の各枝管が各気筒の燃焼室と排気ポートを介して連通している。排気枝管１６は、排気管１７に接続され、排気管１７は、下流にて図示しないマフラーと接続されている。
【００３２】
排気管１７の途中には、内燃機関１から排出された排気に含まれるＣＯ、ＮＯX、ＨＣ等の有害ガス成分を浄化する排気浄化触媒１８が設けられている。この排気浄化触媒１８としては、三元触媒、酸化触媒、選択還元型ＮＯX触媒、あるいは吸蔵還元型ＮＯX触媒等を例示することができる。
【００３３】
このように構成された排気系では、内燃機関１の燃焼室で燃焼された混合気は排気となって燃焼室から排気ポートへ排出される。排気ポートに排出された排気は、排気ポートから排気枝管１６の各枝管に導かれ、次いで排気枝管１６から排気管１７へ導かれる。
【００３４】
排気管１７に導かされた排気は、排気管１７の途中に設けられた排気浄化触媒１８において該排気中に含まれる有害ガス成分を浄化された後にマフラーを介して大気中に放出される。
【００３５】
尚、排気管１７において排気浄化触媒１８より上流に位置する部位には、排気管１７内を流れる排気の空燃比に対応した電気信号を出力する空燃比センサ１９が取り付けられている。
【００３６】
また、内燃機関１には、クランクシャフトの基端に取り付けられた図示しないクランクプーリとベルトを介して連結された発電機構４００が取り付けられている。この発電機構４００は、例えば、オルタネータ、レギュレータ、コントローラ等から構成されている。
【００３７】
内燃機関１には、図示しないクランクシャフトが所定角度（例えば、１０度）回転する都度、パルス信号を出力するクランクポジションセンサ２０と、内燃機関１内に形成されたウォータジャケット内を流れる冷却水の温度に対応した電気信号を出力する水温センサ２１とが取り付けられている。
【００３８】
内燃機関１又はクラッチ機構１００には、クランクシャフトの先端に取り付けられた図示しないフライホイール（又はドライブホイール）の円周上に設けられたリングギヤと噛み合うピニオンギヤを具備したスタータモータ３００が取り付けられている。
【００３９】
前記スタータモータ３００には、該スタータモータ３００に駆動電力を供給するためのバッテリ５００と、前記バッテリ５００から前記スタータモータ３００への駆動電力の供給と供給停止とを切り換えるスタータスイッチ（ＳＴ．ＳＷ）２６とが併設されている。
【００４０】
ここで、前記スタータスイッチ２６が運転者の操作によってオフ状態からオン状態へ切り換えられると、バッテリ５００からスタータモータ３００へ駆動電流が供給され、スタータモータ３００の回転軸が回転する。
【００４１】
前記スタータモータ３００の回転軸の回転トルクは、ピニオンギヤ及びフライホイールを介してクランクシャフトへ伝達され、その結果、内燃機関１のクランキングが行われる。
【００４２】
このように、スタータスイッチ２６及びスタータモータ３００は、本発明にかかる始動手段を実現する。
次に、トランスミッション（Ｔ／Ｍ）２００には、該トランスミッション（Ｔ／Ｍ）２００の図示しない出力軸が所定角度回転する都度パルス信号を出力する電磁ピックアップ式の回転数センサ１２が取り付けられている。
【００４３】
上記したように構成された内燃機関１には、機関制御用の電子制御ユニット（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）２２が併設されている。
ＥＣＵ２２の入力ポートには、エアフローメータ６、スロットルポジションセンサ９、アクセルポジションセンサ１１、回転数センサ１２、空燃比センサ１９、クランクポジションセンサ２０、水温センサ２１、スタータスイッチ２６、発電機構４００に加え、車室内に設置されたシフトレバーの位置を検出するシフトポジションセンサ２３、ブレーキペダルの操作／非操作を検出するブレーキスイッチ２４、車両の運転者によって操作されるイグニッションスイッチ（ＩＧ．ＳＷ）２７、バッテリ５００の放電電流量及び充電電流量の積算値からバッテリ５００の充電状態（State Of Charge）を算出するＳＯＣコントローラ２８等の各種センサが電気配線を介して接続され、各種センサの出力信号がＥＣＵ２２に入力されるようになっている。
【００４４】
一方、ＥＣＵ２２の出力ポートには、アクチュエータ８、駆動回路１５、スタータモータ３００、発電機構４００等が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ２２は、前記した各種センサの出力信号をパラメータとして、アクチュエータ８、駆動回路１５、スタータモータ３００、あるいは発電機構４００等へ制御信号を送信することが可能となっている。
【００４５】
ここで、ＥＣＵ２２は、図２に示すように、双方向性バス３７によって相互に接続された、ＣＰＵ２９とＲＯＭ３０とＲＡＭ３１とバックアップＲＡＭ３２とを備えている。前記双方向性バス３７には、Ａ／Ｄコンバータ３６を介して第１入力インタフェース回路３３が接続されるとともに、第２入力インタフェース回路３４と出力インタフェース回路３５とが接続されている。
【００４６】
第１入力インタフェース回路３３は、エアフローメータ６、スロットルポジションセンサ９、アクセルポジションセンサ１１、空燃比センサ１９、水温センサ２１、ＳＯＣコントローラ２８、及び発電機構４００と電気配線を介して接続され、各センサの出力信号や発電機構４００の発電電圧等を入力し、それらの信号をＡ／Ｄコンバータ３６に入力させる。
【００４７】
Ａ／Ｄコンバータ３６は、第１入力インタフェース回路３３から入力した各種の信号をアナログ信号形式からデジタル信号形式に変換した後に双方向性バス３７を介してＣＰＵ２９やＲＡＭ３１へ送信する。
【００４８】
第２入力インタフェース回路３４は、回転数センサ１２、クランクポジションセンサ２０、シフトポジションセンサ２３、ブレーキスイッチ２４、スタータスイッチ２６、及びイグニッションスイッチ２７と電気配線を介して接続され、各センサの出力信号を入力し、それらの出力信号を双方向性バス３７を介してＣＰＵ２９やＲＡＭ３１へ送信する。
【００４９】
出力インタフェース回路３５は、アクチュエータ８、駆動回路１５、スタータモータ３００、及び発電機構４００のコントローラと電気配線を介して接続され、ＣＰＵ２９から出力される各種の制御信号を前記したアクチュエータ８、駆動回路１５、スタータモータ３００、あるいは発電機構４００のコントローラへ送信する。
【００５０】
ＲＯＭ３０は、各燃料噴射弁１３から噴射すべき燃料噴射量を決定するための燃料噴射量制御ルーチン、各燃料噴射弁１３から燃料を噴射する時期を決定するための燃料噴射時期制御ルーチン、各気筒の点火時期を決定するための点火時期制御ルーチン、スロットル弁７の開度を決定するためのスロットル開度制御ルーチン等の各種アプリケーションプログラムと、各種の制御マップを格納する。
【００５１】
ＲＯＭ３０に記憶される制御マップとしては、例えば、内燃機関１の運転状態と燃料噴射量との関係を示す燃料噴射量制御マップ、内燃機関１の運転状態と燃料噴射時期との関係を示す燃料噴射時期制御マップ、内燃機関１の運転状態と点火時期との関係を示す点火時期制御マップ、アクセルペダル１０の踏み込み量（アクセル開度）とスロットル弁７の目標開度（目標スロットル開度）との関係を示すスロットル開度制御マップ等である。
【００５２】
ＲＡＭ３１は、各センサからの出力信号やＣＰＵ２９の演算結果等を格納する。上記演算結果は、例えば、クランクポジションセンサ２０の出力信号に基づいて算出される機関回転数、回転数センサ１２の出力信号に基づいて算出される車両走行速度（車速）もしくは車両走行距離等である。各センサからの出力信号やＣＰＵ２９の演算結果等は、クランクポジションセンサ２０がパルス信号を出力する度に最新のデータに更新される。
【００５３】
バックアップＲＡＭ３２は、機関停止後もデータを保持する不揮発性のメモリである。
ＣＰＵ２９は、ＲＯＭ３０に記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作し、各種センサの出力信号をパラメータとして燃料噴射制御、点火制御、スロットル制御等を実行するとともに、本発明の要旨となる自動停止・始動制御を実行する。
【００５４】
以下、本実施の形態における自動停止・始動制御について述べる。
自動停止・始動制御において、ＣＰＵ２９は、図３に示すような自動停止制御ルーチン、及び図４に示すような自動始動制御ルーチンを実行する。自動停止制御ルーチン及び自動始動制御ルーチンは、イグニッションスイッチ２７がオン状態にある場合に所定時間毎に繰り返し実行されるルーチンであり、予めＲＯＭ３０に記憶されている。
【００５５】
先ず、自動停止制御ルーチンでは、ＣＰＵ２９は、Ｓ３０１において、ＲＡＭ３１に記憶された各種センサの出力信号、機関回転数、車両走行速度（又は走行距離）を入力する。
【００５６】
Ｓ３０２では、ＣＰＵ２９は、バックアップＲＡＭ３２の所定領域に設定された停止・始動禁止フラグ記憶領域へアクセスし、前記停止・始動禁止フラグ記憶領域に“１”が記憶されていないか否かを判別する。
【００５７】
前記停止・始動禁止フラグ記憶領域は、通常は“０”が記憶され、車両の走行履歴を判定する際に利用されるセンサ類（ここでは、回転数センサ１２）の異常が検出されると“１”が記憶される領域である。
【００５８】
前記Ｓ３０２において前記停止・始動禁止フラグ記憶領域に“１”が記憶されていない（前記停止・始動禁止フラグ記憶領域に“０”が記憶されている）と判定した場合は、ＣＰＵ２９は、Ｓ３０３へ進み、ＲＡＭ３１の所定領域に記憶された自動停止制御フラグ記憶領域に“１”が記憶されていないか否かを判別する。
【００５９】
前記自動停止制御フラグ記憶領域は、車両の運転者がスタータスイッチ２６を操作して内燃機関１を始動させた時点、即ち内燃機関１が手動で始動された時点で“０”が記憶され、内燃機関１が手動で始動された後において最初に自動停止制御が実行された時点で“１”が記憶される領域である。
【００６０】
前記Ｓ３０３において自動停止制御フラグ記憶領域に“１”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ２９は、内燃機関１の手動始動後において自動停止制御が既に少なくとも一回は実行済みであるとみなし、Ｓ３０４の処理を実行せずにＳ３０５へ進む。
【００６１】
尚、上記したＳ３０３の処理を省略し、手動始動後の自動停止制御が実行済みであるか否かにかかわらず、Ｓ３０４の処理が実行されるようにしてもよい。
一方、前記Ｓ３０３において前記自動停止制御フラグ記憶領域に“１”が記憶されていない（自動停止制御フラグ記憶領域に“０”が記憶されている）と判定した場合は、ＣＰＵ２６は、内燃機関１が手動で始動されてから一度も自動停止制御が実行されていないとみなし、Ｓ３０４へ進む。
【００６２】
Ｓ３０４では、ＣＰＵ２９は、内燃機関１が手動で始動された後の車両の走行履歴が有るか否か、言い換えれば、内燃機関１が手動で始動された後に車両が実際に走行したか否かを判別する。
【００６３】
車両の走行履歴の有無を判定する方法としては、以下のような方法を例示することができる。
（１）内燃機関１が手動で始動された時点からの車両走行距離を計数するカウンタをＥＣＵ２２内に設け、前記カウンタの計数値が所定値以上であれば走行履歴有りと判定し、前記カウンタの計数値が所定値未満であれば走行履歴無しと判定する方法。
【００６４】
（２）内燃機関１が手動で始動された時点で“０”が記憶され、内燃機関１の手動始動後において車両走行速度が所定速度以上となった時点で“１”が記憶される記憶領域をＲＡＭ３１に設定し、前記記憶領域に“１”が記憶されていれば走行履歴有りと判定し、前記記憶領域に“０”が記憶されていれば走行履歴無しと判定する方法。
【００６５】
ここで図３に戻り、前記Ｓ３０４において車両の走行履歴が有ると判定した場合は、ＣＰＵ２９は、Ｓ３０５へ進み、内燃機関１の自動停止条件が成立しているか否かを判別する。
【００６６】
前記した自動停止条件としては、例えば、車両走行速度が“０”である、シフトポジションセンサ２３の出力信号が“ニュートラル位置”を示す信号である、クランクポジションセンサ２０の出力信号値に基づいて算出された機関回転数が所定回転数以下である、アクセルポジションセンサ１１の出力信号が“アクセルペダル１０が非操作状態にある”ことを示す信号である、ブレーキスイッチ２４の出力信号が“ブレーキペダルが操作状態にある”ことを示す信号である、水温センサ２１の出力信号が所定温度以上を示す信号である等を例示することができる。
【００６７】
ＣＰＵ２９は、前記Ｓ３０５において自動停止条件が不成立であると判定した場合は本ルーチンの実行を一旦終了し、前記Ｓ３０５において自動停止条件が成立していると判定した場合はＳ３０６へ進む。
【００６８】
Ｓ３０６では、ＣＰＵ２９は、自動停止制御の禁止条件が成立しているか否かを判別する。前記した自動停止制御禁止条件としては、例えば、最後の自動始動制御実行時から今回の自動停止条件成立時までの車両の走行距離が所定距離以上である、バッテリ５００の充電状態が所定の基準以上である、車室内の温度が所定温度範囲内にある（すなわち、車室内が極寒もしくは酷暑ではなく、エアコンディショナの作動を停止可能な状態になる）、等を例示することができる。
【００６９】
前記Ｓ３０６において前記自動停止制御禁止条件が成立していると判定した場合は、ＣＰＵ２９は、Ｓ３１１へ進み、自動停止制御の実行を禁止して本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００７０】
一方、前記Ｓ３０６において前記自動停止制御禁止条件が不成立であると判定した場合は、ＣＰＵ２９は、Ｓ３０７へ進み、ＲＡＭ３１の自動停止制御フラグ記憶領域へアクセスし、該自動停止制御フラグ記憶領域の値を“０”から“１”へ書き換える（既に“１”が記憶されている場合は、引き続き“１”を記憶させる）。
【００７１】
Ｓ３０８では、ＣＰＵ２９は、内燃機関１の自動停止制御を実行する。自動停止制御では、ＣＰＵ２９は、例えば、駆動回路１５から燃料噴射弁１３への駆動電力の供給を停止する、いわゆるフューエルカット制御、およびまたはスロットル弁７を全閉状態とすべくアクチュエータ８を制御して、内燃機関１の運転を停止させる。ＣＰＵ２９は、内燃機関１の自動停止制御を実行し終えると、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００７２】
また、前記Ｓ３０４において車両の走行履歴が無いと判定した場合は、ＣＰＵ２９は、Ｓ３０９へ進み、走行履歴を判定する上で利用される回転数センサ１２に異常が発生しているか否かを判別する。
【００７３】
回転数センサ１２の異常発生を判定する方法としては、車両が実際に走行状態にあるときに回転数センサ１２から信号が出力されているか否かを判定する方法を例示することができる。すなわち、ブレーキスイッチ２４がオフ状態にあり、且つ、アクセルペダル１０が操作状態にあり、且つ、シフトポジションセンサ２３の出力信号が走行ポジションを示す信号である（車両が走行状態にある）にもかかわらず、回転数センサ１２から信号が出力されていなければ、回転数１２が異常であると判定する方法を例示することができる。
【００７４】
前記Ｓ３０９において回転数センサ１２が正常であると判定した場合は、ＣＰＵ２９は、Ｓ３１１において自動停止制御の実行を禁止して本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００７５】
一方、前記Ｓ３０９において回転数センサ１２が異常であると判定した場合は、ＣＰＵ２９は、Ｓ３１０へ進み、バックアップＲＡＭ３２の停止・始動禁止フラグ記憶領域へアクセスし、該停止・始動禁止フラグ記憶領域の値を“０”から“１”へ書き換える。
【００７６】
その際、ＣＰＵ２９は、車室内に設けられた警告灯を点灯させ、回転数センサ１２に異常が発生した旨を運転者に知らせるようにしても良い。
続いて、ＣＰＵ２９は、Ｓ３１１へ進み、内燃機関１の自動停止制御の実行を禁止し、本ルーチンの実行を一旦終了する。この場合、本ルーチンの実行終了時から所定時間経過した時点でＣＰＵ２９は、本ルーチンを再度実行することになるが、その際、Ｓ３０２において停止・始動禁止フラグ記憶領域に“１”が記憶されていると判定し、次いでＳ３１１において自動停止制御の実行が禁止されるため、回転数センサ１２の異常が復旧するまでは自動停止制御が実行されることはない。
【００７７】
次に、図４に示した自動始動制御ルーチンでは、ＣＰＵ２９は、Ｓ４０１において、ＲＡＭ３１に記憶された各種センサの出力信号、機関回転数、車両走行速度（又は走行距離）を入力する。
【００７８】
Ｓ４０２では、ＣＰＵ２９は、バックアップＲＡＭ３２の停止・始動禁止フラグ記憶領域へアクセスし、該停止・始動禁止フラグ記憶領域に“１”が記憶されていないか否かを判別する。
【００７９】
前記Ｓ４０２において前記停止・始動禁止フラグ記憶領域に“１”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ２９は、Ｓ４０５へ進み、自動始動制御の実行を禁止し、本ルーチンの実行を終了する。
【００８０】
一方、前記Ｓ４０２において前記停止・始動禁止フラグ記憶領域に“１”が記憶されていないと判定した場合（停止・始動禁止フラグ記憶領域に“０”が記憶されていると判定した場合）は、ＣＰＵ２９は、Ｓ４０３へ進み、自動始動条件が成立しているか否かを判別する。
【００８１】
ここで、前記自動始動条件としては、シフトポジションセンサ２３の出力信号値が“ニュートラル位置”を示す信号である、クランクポジションセンサ２０の出力信号値に基づいて算出された機関回転数が“０rpm”である、クラッチペダルが踏み込まれてクラッチが非係合状態にある等を例示することができる。
【００８２】
前記Ｓ４０３において前記自動始動条件が不成立であると判定した場合は、ＣＰＵ２９は、本ルーチンの実行を一旦終了する。
一方、前記Ｓ４０３において前記自動始動条件が成立していると判定した場合は、ＣＰＵ２９は、Ｓ４０４へ進み、内燃機関の自動始動制御を実行する。自動始動制御では、ＣＰＵ２９は、スロットル弁７を所定開度まで開弁させるべくアクチュエータ８を制御すると共に、バッテリ５００からスタータモータ３００へ駆動電流を印加してスタータモータ３００を作動させ、駆動回路１５から燃料噴射弁１３へ駆動電流を印加させて燃料噴射を開始し、さらに図示しない点火栓に駆動電流を印加して点火栓から火花を発生させる。
【００８３】
ＣＰＵ２９は、機関回転数が所定回転数以上まで上昇すると、内燃機関１の始動が完了したとみなし、本ルーチンの実行を一旦終了する。
このように、ＣＰＵ２９が自動停止制御ルーチン及び自動始動制御ルーチンを実行することにより、本発明に係る自動停止・始動手段、走行履歴判定手段、自動停止禁止手段、異常検出手段が実現される。
【００８４】
従って、本実施の形態によれば、内燃機関１が運転者の操作によって手動で始動された後に、車両が実際に走行しない限りは、自動停止制御が禁止されることになるため、バッテリ５００の充電状態等が良好でない状況下で内燃機関１が自動停止されることがない。
【００８５】
さらに、本実施の形態によれば、内燃機関１が運転者の操作によって手動で始動された後であって、自動停止制御が実行される前に、車両の走行履歴の有無及び走行履歴の有無を判定する際に利用されるセンサ類の異常判定が行われるため、センサ類に異常が発生した状態で自動停止・始動制御が実行されることがなく、車両の使用性が悪化することがない。
【００８６】
尚、本実施の形態では、内燃機関の動力のみで駆動される車両を例に挙げて説明したが、内燃機関の動力と電動モータ等の補助動力源の動力とを利用して駆動されるハイブリット車両にも適用可能である。
【００８７】
【発明の効果】
本発明に係る内燃機関の自動停止・始動装置では、内燃機関が手動で始動された場合に、車両が実際に走行するまでは内燃機関の自動停止制御の実行が禁止されるため、バッテリ等の蓄電装置の充電状態が良好ではない状況下で内燃機関の運転が自動停止されることがなく、内燃機関が再始動不能に陥るようなことがない。
【００８８】
さらに、本発明に係る内燃機関の自動停止・始動装置では、内燃機関が手動で始動された後であって、自動停止制御が実行される前に、車両の走行履歴の有無が判定されるため、センサ類に異常が発生した状態で自動停止・始動制御が実行されることがなく、車両の使用性が悪化することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る自動停止・始動装置を適用する内燃機関の概略構成を示す図
【図２】 ＥＣＵの内部構成を示す図
【図３】 自動停止制御ルーチンを示すフローチャート図
【図４】 自動始動制御ルーチンを示すフローチャート図
【符号の説明】
１・・・・内燃機関
７・・・・スロットル弁
１０・・・アクセルペダル
１１・・・アクセルポジションセンサ
１２・・・回転数センサ
２０・・・クランクポジションセンサ
２１・・・水温センサ
２２・・・ＥＣＵ
２６・・・スタータスイッチ
２９・・・ＣＰＵ
３０・・・ＲＯＭ
３１・・・ＲＡＭ
３２・・・バックアップＲＡＭ
３００・・スタータモータ
４００・・発電機構
５００・・バッテリ
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に搭載される内燃機関を所定条件成立時に自動的に停止及び始動する内燃機関の自動停止・始動技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、自動車等に搭載される内燃機関の燃料消費量、排気排出量、あるいは騒音の低減を目的として、信号待ち等の車両停止時に内燃機関の運転を自動的に停止し、車両発進時に内燃機関を自動的に再始動させる自動停止・始動装置の開発が進められている。
【０００３】
このような自動停止・始動装置では、バッテリ等の蓄電装置に蓄積された電力で作動するスタータモータによって内燃機関の始動が行われるため、車両が停止及び発進する度に内燃機関の自動停止及び自動始動が繰り返されると、蓄電装置やスタータモータ等の補機類にかかる負担が増大し、それら補機類の劣化あるいは故障が誘発され、自動停止後の再始動時に内燃機関を確実に始動することが難しくなってくる。
【０００４】
このような問題に対し、従来では、特開平６−２５７４８３号公報に記載されたような「エンジンの自動始動停止装置」が提案されている。この自動始動停止装置は、自動停止条件成立時であって、直前の自動始動時から今回の自動停止条件成立時までの車両の走行距離、あるいは所定速度以上での走行時間の累積値が所定の基準を上回っている場合に限り、自動停止制御を許容し、前記した走行距離あるいは走行累積時間が所定の基準以下である場合は、自動停止制御を禁止することにより、内燃機関の自動停止・始動の頻度を減少させて蓄電装置の充電不足による性能低下や、スタータモータの劣化等を防止しようというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したような自動始動停止装置は、内燃機関が自動始動された時点から自動停止条件が成立する時点までの車両の走行履歴のみを考慮して自動停止制御を禁止するため、運転者が手動で内燃機関を始動させた時点から自動停止条件が最初に成立する時点までの車両の走行履歴が考慮されず、内燃機関が手動で始動された時点から自動停止条件成立時までの車両の走行履歴が無いにもかかわらず自動停止制御が許容される場合がある。
【０００６】
その際、蓄電装置の充電状態が良好でなく、あるいは蓄電装置にかかる電気的な負荷が大きいと、自動停止後の自動始動時に蓄電装置の充電不足によって内燃機関が始動不能に陥る虞がある。
【０００７】
一方、上記したような自動始動停止装置では、車両の走行履歴の判別や自動停止制御条件の成立／不成立の判定する際に、車両の走行速度等をパラメータとして用いているため、車両走行速度等を検出するセンサの正常性を確認した上で自動停止制御を実行することも重要である。
【０００８】
本発明は、上記したような問題点や要求に応じてなされたものであり、所定条件下で内燃機関を自動停止・自動始動する装置において、自動停止・自動始動条件の判定精度を向上させることにより、車両、内燃機関、及び内燃機関の補機類等の状態に応じた適切な制御を実行することができる技術を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した課題を解決するために以下のような手段を採用した。すなわち、本発明に係る内燃機関の自動停止・始動装置は、手動による始動要求が発生したときに内燃機関を始動させる始動手段と、前記内燃機関の運転中に所定の停止条件が成立すると前記内燃機関の運転を自動的に停止させ、前記内燃機関の運転が自動停止された後に所定の始動条件が成立すると前記内燃機関を自動的に始動させる自動停止・始動手段と、前記内燃機関を搭載した車両の走行速度又は走行距離に基づいて走行履歴の有無を判定する走行履歴判定手段と、前記始動手段による前記内燃機関の始動後において前記走行履歴判定手段によって前記車両の走行履歴が無しと判定されている間は、前記自動停止・始動手段による自動停止制御の実行を禁止する自動停止禁止手段と、前記走行履歴判定手段によって前記車両の走行履歴が無しと判定された場合に該走行履歴判定手段の異常を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段によって前記走行履歴判定手段の異常が検出された場合に前記自動停止・始動手段の作動を禁止する自動停止・始動制御禁止手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
このように構成された自動停止・始動装置では、車両の運転者等によって内燃機関が手動で始動されると、走行履歴判定手段は、車両が実際に走行したか否かを判別する。
【００１１】
走行履歴の有無を判定する方法としては、車両の車輪に取り付けられた回転数センサの出力信号、変速機の出力軸に取り付けられた回転数センサの出力信号、あるいは変速機の出力軸と連動して回転する軸に取り付けられた回転数センサの出力信号に基づいて車両の走行距離あるいは車両の走行速度を算出し、その算出値が所定値を越えているか否かによって判定する方法を例示することができる。
【００１２】
前記走行履歴判定手段によって走行履歴が無いと判定されている間は、自動停止禁止手段は、自動停止・始動手段による自動停止制御の実行を禁止する。
この場合、内燃機関が手動で始動された時点から走行履歴判定手段によって車両の走行履歴が有りと判定されるまでの間は、たとえ自動停止条件が成立しても内燃機関が自動停止されることがない。
【００１３】
ここで、通常の自動車は、蓄電装置の充電や電気的負荷への電力供給を行うべく発電機を搭載している。このような発電機としては、内燃機関から出力される動力の一部を利用して作動する発電機が一般的である。
【００１４】
上記したような発電機が発電可能な最大電力量は、内燃機関から出力される動力の大きさに応じて変化する。内燃機関の動力の大きさは、一般的に、車両停止時のようなアイドル運転（低回転、低トルク）時より車両走行時のように機関回転数が高く且つ機関負荷が高い時の方が大きくなる。
【００１５】
この結果、発電機が発電可能な最大電力量は、車両停止時より車両走行時の方が大きいと言える。
以上から、内燃機関が手動で始動された際の蓄電装置の充電状態が良好ではない場合や、電気的負荷が大きい場合に、車両が走行することなく内燃機関が自動的に停止されると、蓄電装置の性能低下を招き、再始動時にスタータモータを作動させるのに十分な電力を確保することが困難になる。
【００１６】
これに対して、本発明は、内燃機関が手動で始動された後に車両が実際に走行するまでは自動停止制御の実行を禁止するため、蓄電装置に十分な量の電力を充電することが可能となる。
【００１７】
一方、走行履歴判定手段は、車輪の回転数を検出するセンサ、変速機の出力軸の回転数を検出するセンサ、あるいは変速機の出力軸に連動して回転する軸の回転数を検出するセンサ等から車両の走行を示す信号が出力されない限り、走行履歴有りと判定しないため、上記したようなセンサが断線等によって故障した場合に内燃機関が自動停止されることがない。
更に、走行履歴判定手段により走行履歴無しと判定された場合には、異常検出手段が走行履歴判定手段が異常であるか否かを判別する。異常検出手段により走行履歴判定手段が異常であると判定されると、自動停止・始動制御禁止手段が自動停止・始動手段の作動自体を禁止する。その結果、上記したようなセンサが断線等によって故障した状態で内燃機関が自動停止及び自動始動されることがなくなる。
【００１８】
次に、本発明に係る内燃機関の自動停止・始動装置は、手動による始動要求が発生したときに内燃機関を始動させる始動手段と、前記内燃機関の運転中に所定の停止条件が成立すると前記内燃機関の運転を自動的に停止させ、前記内燃機関の運転が自動停止された後に所定の始動条件が成立すると前記内燃機関を自動的に始動させる自動停止・始動手段と、前記自動停止・始動手段による前記内燃機関の始動後において前記停止条件が成立した際に所定の自動停止禁止条件が成立していると前記自動停止・始動手段による自動停止制御の実行を禁止する第１の自動停止禁止手段と、前記内燃機関を搭載した車両の走行速度又は走行距離に基づいて走行履歴の有無を判定する走行履歴判定手段と、前記始動手段による前記内燃機関の始動後において前記走行履歴判定手段によって前記車両の走行履歴が無しと判定されている間は、前記自動停止・始動手段による自動停止制御の実行を禁止する第２の自動停止禁止手段と、前記走行履歴判定手段によって前記車両の走行履歴が無しと判定された場合に該走行履歴判定手段の異常を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段によって前記走行履歴判定手段の異常が検出された場合に前記自動停止・始動手段の作動を禁止する自動停止・始動制御禁止手段と、を備えることを特徴とするようにしてもよい。
【００１９】
上記した第１の自動停止禁止手段は、主として自動始動後の自動停止条件成立時に自動停止制御の実行を禁止する手段であり、第２の自動停止禁止手段は、主として手動始動後の自動停止条件成立時に自動停止制御の実行を禁止する手段であり、自動停止・始動制御禁止手段は、走行履歴判定手段の異常が検出された場合に自動停止・始動手段の作動自体を禁止する手段である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る内燃機関の自動停止・始動装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係る自動停止・始動装置を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
図１に示す内燃機関１は、４つの気筒を有する４気筒の水冷式ガソリンエンジンである。この内燃機関１には、クラッチ機構（又はトルクコンバータ）１００を介してトランスミッション（Ｔ／Ｍ）２００が連結されている。
【００２３】
トランスミッション（Ｔ／Ｍ）２００は、図示しないプロペラシャフトやディファレンシャルギヤ等を介して駆動輪たる車輪と連結されている。
このように構成された動力伝達系では、クラッチ機構１００が係合状態にあるときに、内燃機関１の図示しない出力軸（クランクシャフト）の回転力がクラッチ機構１００を介してトランスミッション（Ｔ／Ｍ）２００へ伝達され、トランスミッション（Ｔ／Ｍ）２００にて減速もしくは増速され、次いでトランスミッション（Ｔ／Ｍ）２００からプロペラシャフトやディファレンシャルギヤ等を介して駆動輪たる車輪へ伝達される。
【００２４】
次に、内燃機関１には、吸気枝管２が接続され、その吸気枝管２の各枝管が各気筒の図示しない燃焼室と吸気ポートを介して連通している。吸気枝管２は、サージタンク３に接続され、サージタンク３は、吸気管４を介してエアクリーナボックス５と連通している。
【００２５】
吸気管４の途中には、該吸気管４内を流れる空気の流量を調節するスロットル弁７が設けられている。スロットル弁７には、ステッパモータ等からなり、印加電流の大きさに応じて該スロットル弁７を開閉駆動するアクチュエータ８と、該スロットル弁７の開度に応じた電気信号を出力するスロットルポジションセンサ９とが取り付けられている。
【００２６】
前記スロットル弁７には、車室内に設置されたアクセルペダル１０に連動して回動するアクセルレバー（図示せず）が取り付けられ、アクセルレバーには、アクセルレバーの回動量に応じた電気信号（アクセルペダル１０の踏み込み量に応じた電気信号）を出力するアクセルポジションセンサ１１が取り付けられている。
【００２７】
このように構成された吸気系では、エアクリーナボックス５に取り込まれた空気は前記エアクリーナボックス５に内装されたエアフィルタによって埃や塵を取り除かれた後に吸気管４内に流入する。吸気管４に流入した空気は、スロットル弁７によって流量を調節されてサージタンク３に導かれる。サージタンク３に導かれた空気は、吸気枝管２へ導かれ、吸気枝管２の各枝管を経て内燃機関１の吸気ポートに分配される。
【００２８】
尚、吸気管４においてスロットル弁７より上流に位置する部位には、該吸気管４内を流れる空気の質量に応じた電気信号を出力するエアフローメータ６が取り付けられている。
【００２９】
前記吸気枝管２の各枝管には、その噴孔が吸気ポートに臨むように燃料噴射弁１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ（以下、燃料噴射弁１３と総称する）が取り付けられている。これらの燃料噴射弁１３には、燃料分配管１４が接続され、前記燃料分配管１４は、図示しない燃料ポンプと接続されている。
【００３０】
各燃料噴射弁１３には、該燃料噴射弁１３を開弁駆動する駆動回路１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ（以下、駆動回路１５と総称する）が接続されている。
このように構成された燃料噴射系では、燃料ポンプから吐出される燃料が燃料分配管１４へ供給され、次いで燃料分配管１４から各燃料噴射弁１３に分配される。そして、駆動回路１５から燃料噴射弁１３へ駆動電流が印加されると、燃料噴射弁１３が開弁して燃料分配管１４から供給された燃料を吸気ポート内に噴射する。吸気ポートへ噴射された燃料は、吸気枝管２から吸気ポートへ流れてきた空気と混ざり合いながら内燃機関１の燃焼室に供給される。
【００３１】
一方、内燃機関１には、排気枝管１６が接続され、その排気枝管１６の各枝管が各気筒の燃焼室と排気ポートを介して連通している。排気枝管１６は、排気管１７に接続され、排気管１７は、下流にて図示しないマフラーと接続されている。
【００３２】
排気管１７の途中には、内燃機関１から排出された排気に含まれるＣＯ、ＮＯX、ＨＣ等の有害ガス成分を浄化する排気浄化触媒１８が設けられている。この排気浄化触媒１８としては、三元触媒、酸化触媒、選択還元型ＮＯX触媒、あるいは吸蔵還元型ＮＯX触媒等を例示することができる。
【００３３】
このように構成された排気系では、内燃機関１の燃焼室で燃焼された混合気は排気となって燃焼室から排気ポートへ排出される。排気ポートに排出された排気は、排気ポートから排気枝管１６の各枝管に導かれ、次いで排気枝管１６から排気管１７へ導かれる。
【００３４】
排気管１７に導かされた排気は、排気管１７の途中に設けられた排気浄化触媒１８において該排気中に含まれる有害ガス成分を浄化された後にマフラーを介して大気中に放出される。
【００３５】
尚、排気管１７において排気浄化触媒１８より上流に位置する部位には、排気管１７内を流れる排気の空燃比に対応した電気信号を出力する空燃比センサ１９が取り付けられている。
【００３６】
また、内燃機関１には、クランクシャフトの基端に取り付けられた図示しないクランクプーリとベルトを介して連結された発電機構４００が取り付けられている。この発電機構４００は、例えば、オルタネータ、レギュレータ、コントローラ等から構成されている。
【００３７】
内燃機関１には、図示しないクランクシャフトが所定角度（例えば、１０度）回転する都度、パルス信号を出力するクランクポジションセンサ２０と、内燃機関１内に形成されたウォータジャケット内を流れる冷却水の温度に対応した電気信号を出力する水温センサ２１とが取り付けられている。
【００３８】
内燃機関１又はクラッチ機構１００には、クランクシャフトの先端に取り付けられた図示しないフライホイール（又はドライブホイール）の円周上に設けられたリングギヤと噛み合うピニオンギヤを具備したスタータモータ３００が取り付けられている。
【００３９】
前記スタータモータ３００には、該スタータモータ３００に駆動電力を供給するためのバッテリ５００と、前記バッテリ５００から前記スタータモータ３００への駆動電力の供給と供給停止とを切り換えるスタータスイッチ（ＳＴ．ＳＷ）２６とが併設されている。
【００４０】
ここで、前記スタータスイッチ２６が運転者の操作によってオフ状態からオン状態へ切り換えられると、バッテリ５００からスタータモータ３００へ駆動電流が供給され、スタータモータ３００の回転軸が回転する。
【００４１】
前記スタータモータ３００の回転軸の回転トルクは、ピニオンギヤ及びフライホイールを介してクランクシャフトへ伝達され、その結果、内燃機関１のクランキングが行われる。
【００４２】
このように、スタータスイッチ２６及びスタータモータ３００は、本発明にかかる始動手段を実現する。
次に、トランスミッション（Ｔ／Ｍ）２００には、該トランスミッション（Ｔ／Ｍ）２００の図示しない出力軸が所定角度回転する都度パルス信号を出力する電磁ピックアップ式の回転数センサ１２が取り付けられている。
【００４３】
上記したように構成された内燃機関１には、機関制御用の電子制御ユニット（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）２２が併設されている。
ＥＣＵ２２の入力ポートには、エアフローメータ６、スロットルポジションセンサ９、アクセルポジションセンサ１１、回転数センサ１２、空燃比センサ１９、クランクポジションセンサ２０、水温センサ２１、スタータスイッチ２６、発電機構４００に加え、車室内に設置されたシフトレバーの位置を検出するシフトポジションセンサ２３、ブレーキペダルの操作／非操作を検出するブレーキスイッチ２４、車両の運転者によって操作されるイグニッションスイッチ（ＩＧ．ＳＷ）２７、バッテリ５００の放電電流量及び充電電流量の積算値からバッテリ５００の充電状態（State Of Charge）を算出するＳＯＣコントローラ２８等の各種センサが電気配線を介して接続され、各種センサの出力信号がＥＣＵ２２に入力されるようになっている。
【００４４】
一方、ＥＣＵ２２の出力ポートには、アクチュエータ８、駆動回路１５、スタータモータ３００、発電機構４００等が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ２２は、前記した各種センサの出力信号をパラメータとして、アクチュエータ８、駆動回路１５、スタータモータ３００、あるいは発電機構４００等へ制御信号を送信することが可能となっている。
【００４５】
ここで、ＥＣＵ２２は、図２に示すように、双方向性バス３７によって相互に接続された、ＣＰＵ２９とＲＯＭ３０とＲＡＭ３１とバックアップＲＡＭ３２とを備えている。前記双方向性バス３７には、Ａ／Ｄコンバータ３６を介して第１入力インタフェース回路３３が接続されるとともに、第２入力インタフェース回路３４と出力インタフェース回路３５とが接続されている。
【００４６】
第１入力インタフェース回路３３は、エアフローメータ６、スロットルポジションセンサ９、アクセルポジションセンサ１１、空燃比センサ１９、水温センサ２１、ＳＯＣコントローラ２８、及び発電機構４００と電気配線を介して接続され、各センサの出力信号や発電機構４００の発電電圧等を入力し、それらの信号をＡ／Ｄコンバータ３６に入力させる。
【００４７】
Ａ／Ｄコンバータ３６は、第１入力インタフェース回路３３から入力した各種の信号をアナログ信号形式からデジタル信号形式に変換した後に双方向性バス３７を介してＣＰＵ２９やＲＡＭ３１へ送信する。
【００４８】
第２入力インタフェース回路３４は、回転数センサ１２、クランクポジションセンサ２０、シフトポジションセンサ２３、ブレーキスイッチ２４、スタータスイッチ２６、及びイグニッションスイッチ２７と電気配線を介して接続され、各センサの出力信号を入力し、それらの出力信号を双方向性バス３７を介してＣＰＵ２９やＲＡＭ３１へ送信する。
【００４９】
出力インタフェース回路３５は、アクチュエータ８、駆動回路１５、スタータモータ３００、及び発電機構４００のコントローラと電気配線を介して接続され、ＣＰＵ２９から出力される各種の制御信号を前記したアクチュエータ８、駆動回路１５、スタータモータ３００、あるいは発電機構４００のコントローラへ送信する。
【００５０】
ＲＯＭ３０は、各燃料噴射弁１３から噴射すべき燃料噴射量を決定するための燃料噴射量制御ルーチン、各燃料噴射弁１３から燃料を噴射する時期を決定するための燃料噴射時期制御ルーチン、各気筒の点火時期を決定するための点火時期制御ルーチン、スロットル弁７の開度を決定するためのスロットル開度制御ルーチン等の各種アプリケーションプログラムと、各種の制御マップを格納する。
【００５１】
ＲＯＭ３０に記憶される制御マップとしては、例えば、内燃機関１の運転状態と燃料噴射量との関係を示す燃料噴射量制御マップ、内燃機関１の運転状態と燃料噴射時期との関係を示す燃料噴射時期制御マップ、内燃機関１の運転状態と点火時期との関係を示す点火時期制御マップ、アクセルペダル１０の踏み込み量（アクセル開度）とスロットル弁７の目標開度（目標スロットル開度）との関係を示すスロットル開度制御マップ等である。
【００５２】
ＲＡＭ３１は、各センサからの出力信号やＣＰＵ２９の演算結果等を格納する。上記演算結果は、例えば、クランクポジションセンサ２０の出力信号に基づいて算出される機関回転数、回転数センサ１２の出力信号に基づいて算出される車両走行速度（車速）もしくは車両走行距離等である。各センサからの出力信号やＣＰＵ２９の演算結果等は、クランクポジションセンサ２０がパルス信号を出力する度に最新のデータに更新される。
【００５３】
バックアップＲＡＭ３２は、機関停止後もデータを保持する不揮発性のメモリである。
ＣＰＵ２９は、ＲＯＭ３０に記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作し、各種センサの出力信号をパラメータとして燃料噴射制御、点火制御、スロットル制御等を実行するとともに、本発明の要旨となる自動停止・始動制御を実行する。
【００５４】
以下、本実施の形態における自動停止・始動制御について述べる。
自動停止・始動制御において、ＣＰＵ２９は、図３に示すような自動停止制御ルーチン、及び図４に示すような自動始動制御ルーチンを実行する。自動停止制御ルーチン及び自動始動制御ルーチンは、イグニッションスイッチ２７がオン状態にある場合に所定時間毎に繰り返し実行されるルーチンであり、予めＲＯＭ３０に記憶されている。
【００５５】
先ず、自動停止制御ルーチンでは、ＣＰＵ２９は、Ｓ３０１において、ＲＡＭ３１に記憶された各種センサの出力信号、機関回転数、車両走行速度（又は走行距離）を入力する。
【００５６】
Ｓ３０２では、ＣＰＵ２９は、バックアップＲＡＭ３２の所定領域に設定された停止・始動禁止フラグ記憶領域へアクセスし、前記停止・始動禁止フラグ記憶領域に“１”が記憶されていないか否かを判別する。
【００５７】
前記停止・始動禁止フラグ記憶領域は、通常は“０”が記憶され、車両の走行履歴を判定する際に利用されるセンサ類（ここでは、回転数センサ１２）の異常が検出されると“１”が記憶される領域である。
【００５８】
前記Ｓ３０２において前記停止・始動禁止フラグ記憶領域に“１”が記憶されていない（前記停止・始動禁止フラグ記憶領域に“０”が記憶されている）と判定した場合は、ＣＰＵ２９は、Ｓ３０３へ進み、ＲＡＭ３１の所定領域に記憶された自動停止制御フラグ記憶領域に“１”が記憶されていないか否かを判別する。
【００５９】
前記自動停止制御フラグ記憶領域は、車両の運転者がスタータスイッチ２６を操作して内燃機関１を始動させた時点、即ち内燃機関１が手動で始動された時点で“０”が記憶され、内燃機関１が手動で始動された後において最初に自動停止制御が実行された時点で“１”が記憶される領域である。
【００６０】
前記Ｓ３０３において自動停止制御フラグ記憶領域に“１”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ２９は、内燃機関１の手動始動後において自動停止制御が既に少なくとも一回は実行済みであるとみなし、Ｓ３０４の処理を実行せずにＳ３０５へ進む。
【００６１】
尚、上記したＳ３０３の処理を省略し、手動始動後の自動停止制御が実行済みであるか否かにかかわらず、Ｓ３０４の処理が実行されるようにしてもよい。
一方、前記Ｓ３０３において前記自動停止制御フラグ記憶領域に“１”が記憶されていない（自動停止制御フラグ記憶領域に“０”が記憶されている）と判定した場合は、ＣＰＵ２６は、内燃機関１が手動で始動されてから一度も自動停止制御が実行されていないとみなし、Ｓ３０４へ進む。
【００６２】
Ｓ３０４では、ＣＰＵ２９は、内燃機関１が手動で始動された後の車両の走行履歴が有るか否か、言い換えれば、内燃機関１が手動で始動された後に車両が実際に走行したか否かを判別する。
【００６３】
車両の走行履歴の有無を判定する方法としては、以下のような方法を例示することができる。
（１）内燃機関１が手動で始動された時点からの車両走行距離を計数するカウンタをＥＣＵ２２内に設け、前記カウンタの計数値が所定値以上であれば走行履歴有りと判定し、前記カウンタの計数値が所定値未満であれば走行履歴無しと判定する方法。
【００６４】
（２）内燃機関１が手動で始動された時点で“０”が記憶され、内燃機関１の手動始動後において車両走行速度が所定速度以上となった時点で“１”が記憶される記憶領域をＲＡＭ３１に設定し、前記記憶領域に“１”が記憶されていれば走行履歴有りと判定し、前記記憶領域に“０”が記憶されていれば走行履歴無しと判定する方法。
【００６５】
ここで図３に戻り、前記Ｓ３０４において車両の走行履歴が有ると判定した場合は、ＣＰＵ２９は、Ｓ３０５へ進み、内燃機関１の自動停止条件が成立しているか否かを判別する。
【００６６】
前記した自動停止条件としては、例えば、車両走行速度が“０”である、シフトポジションセンサ２３の出力信号が“ニュートラル位置”を示す信号である、クランクポジションセンサ２０の出力信号値に基づいて算出された機関回転数が所定回転数以下である、アクセルポジションセンサ１１の出力信号が“アクセルペダル１０が非操作状態にある”ことを示す信号である、ブレーキスイッチ２４の出力信号が“ブレーキペダルが操作状態にある”ことを示す信号である、水温センサ２１の出力信号が所定温度以上を示す信号である等を例示することができる。
【００６７】
ＣＰＵ２９は、前記Ｓ３０５において自動停止条件が不成立であると判定した場合は本ルーチンの実行を一旦終了し、前記Ｓ３０５において自動停止条件が成立していると判定した場合はＳ３０６へ進む。
【００６８】
Ｓ３０６では、ＣＰＵ２９は、自動停止制御の禁止条件が成立しているか否かを判別する。前記した自動停止制御禁止条件としては、例えば、最後の自動始動制御実行時から今回の自動停止条件成立時までの車両の走行距離が所定距離以上である、バッテリ５００の充電状態が所定の基準以上である、車室内の温度が所定温度範囲内にある（すなわち、車室内が極寒もしくは酷暑ではなく、エアコンディショナの作動を停止可能な状態になる）、等を例示することができる。
【００６９】
前記Ｓ３０６において前記自動停止制御禁止条件が成立していると判定した場合は、ＣＰＵ２９は、Ｓ３１１へ進み、自動停止制御の実行を禁止して本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００７０】
一方、前記Ｓ３０６において前記自動停止制御禁止条件が不成立であると判定した場合は、ＣＰＵ２９は、Ｓ３０７へ進み、ＲＡＭ３１の自動停止制御フラグ記憶領域へアクセスし、該自動停止制御フラグ記憶領域の値を“０”から“１”へ書き換える（既に“１”が記憶されている場合は、引き続き“１”を記憶させる）。
【００７１】
Ｓ３０８では、ＣＰＵ２９は、内燃機関１の自動停止制御を実行する。自動停止制御では、ＣＰＵ２９は、例えば、駆動回路１５から燃料噴射弁１３への駆動電力の供給を停止する、いわゆるフューエルカット制御、およびまたはスロットル弁７を全閉状態とすべくアクチュエータ８を制御して、内燃機関１の運転を停止させる。ＣＰＵ２９は、内燃機関１の自動停止制御を実行し終えると、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００７２】
また、前記Ｓ３０４において車両の走行履歴が無いと判定した場合は、ＣＰＵ２９は、Ｓ３０９へ進み、走行履歴を判定する上で利用される回転数センサ１２に異常が発生しているか否かを判別する。
【００７３】
回転数センサ１２の異常発生を判定する方法としては、車両が実際に走行状態にあるときに回転数センサ１２から信号が出力されているか否かを判定する方法を例示することができる。すなわち、ブレーキスイッチ２４がオフ状態にあり、且つ、アクセルペダル１０が操作状態にあり、且つ、シフトポジションセンサ２３の出力信号が走行ポジションを示す信号である（車両が走行状態にある）にもかかわらず、回転数センサ１２から信号が出力されていなければ、回転数１２が異常であると判定する方法を例示することができる。
【００７４】
前記Ｓ３０９において回転数センサ１２が正常であると判定した場合は、ＣＰＵ２９は、Ｓ３１１において自動停止制御の実行を禁止して本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００７５】
一方、前記Ｓ３０９において回転数センサ１２が異常であると判定した場合は、ＣＰＵ２９は、Ｓ３１０へ進み、バックアップＲＡＭ３２の停止・始動禁止フラグ記憶領域へアクセスし、該停止・始動禁止フラグ記憶領域の値を“０”から“１”へ書き換える。
【００７６】
その際、ＣＰＵ２９は、車室内に設けられた警告灯を点灯させ、回転数センサ１２に異常が発生した旨を運転者に知らせるようにしても良い。
続いて、ＣＰＵ２９は、Ｓ３１１へ進み、内燃機関１の自動停止制御の実行を禁止し、本ルーチンの実行を一旦終了する。この場合、本ルーチンの実行終了時から所定時間経過した時点でＣＰＵ２９は、本ルーチンを再度実行することになるが、その際、Ｓ３０２において停止・始動禁止フラグ記憶領域に“１”が記憶されていると判定し、次いでＳ３１１において自動停止制御の実行が禁止されるため、回転数センサ１２の異常が復旧するまでは自動停止制御が実行されることはない。
【００７７】
次に、図４に示した自動始動制御ルーチンでは、ＣＰＵ２９は、Ｓ４０１において、ＲＡＭ３１に記憶された各種センサの出力信号、機関回転数、車両走行速度（又は走行距離）を入力する。
【００７８】
Ｓ４０２では、ＣＰＵ２９は、バックアップＲＡＭ３２の停止・始動禁止フラグ記憶領域へアクセスし、該停止・始動禁止フラグ記憶領域に“１”が記憶されていないか否かを判別する。
【００７９】
前記Ｓ４０２において前記停止・始動禁止フラグ記憶領域に“１”が記憶されていると判定した場合は、ＣＰＵ２９は、Ｓ４０５へ進み、自動始動制御の実行を禁止し、本ルーチンの実行を終了する。
【００８０】
一方、前記Ｓ４０２において前記停止・始動禁止フラグ記憶領域に“１”が記憶されていないと判定した場合（停止・始動禁止フラグ記憶領域に“０”が記憶されていると判定した場合）は、ＣＰＵ２９は、Ｓ４０３へ進み、自動始動条件が成立しているか否かを判別する。
【００８１】
ここで、前記自動始動条件としては、シフトポジションセンサ２３の出力信号値が“ニュートラル位置”を示す信号である、クランクポジションセンサ２０の出力信号値に基づいて算出された機関回転数が“０rpm”である、クラッチペダルが踏み込まれてクラッチが非係合状態にある等を例示することができる。
【００８２】
前記Ｓ４０３において前記自動始動条件が不成立であると判定した場合は、ＣＰＵ２９は、本ルーチンの実行を一旦終了する。
一方、前記Ｓ４０３において前記自動始動条件が成立していると判定した場合は、ＣＰＵ２９は、Ｓ４０４へ進み、内燃機関の自動始動制御を実行する。自動始動制御では、ＣＰＵ２９は、スロットル弁７を所定開度まで開弁させるべくアクチュエータ８を制御すると共に、バッテリ５００からスタータモータ３００へ駆動電流を印加してスタータモータ３００を作動させ、駆動回路１５から燃料噴射弁１３へ駆動電流を印加させて燃料噴射を開始し、さらに図示しない点火栓に駆動電流を印加して点火栓から火花を発生させる。
【００８３】
ＣＰＵ２９は、機関回転数が所定回転数以上まで上昇すると、内燃機関１の始動が完了したとみなし、本ルーチンの実行を一旦終了する。
このように、ＣＰＵ２９が自動停止制御ルーチン及び自動始動制御ルーチンを実行することにより、本発明に係る自動停止・始動手段、走行履歴判定手段、自動停止禁止手段、異常検出手段が実現される。
【００８４】
従って、本実施の形態によれば、内燃機関１が運転者の操作によって手動で始動された後に、車両が実際に走行しない限りは、自動停止制御が禁止されることになるため、バッテリ５００の充電状態等が良好でない状況下で内燃機関１が自動停止されることがない。
【００８５】
さらに、本実施の形態によれば、内燃機関１が運転者の操作によって手動で始動された後であって、自動停止制御が実行される前に、車両の走行履歴の有無及び走行履歴の有無を判定する際に利用されるセンサ類の異常判定が行われるため、センサ類に異常が発生した状態で自動停止・始動制御が実行されることがなく、車両の使用性が悪化することがない。
【００８６】
尚、本実施の形態では、内燃機関の動力のみで駆動される車両を例に挙げて説明したが、内燃機関の動力と電動モータ等の補助動力源の動力とを利用して駆動されるハイブリット車両にも適用可能である。
【００８７】
【発明の効果】
本発明に係る内燃機関の自動停止・始動装置では、内燃機関が手動で始動された場合に、車両が実際に走行するまでは内燃機関の自動停止制御の実行が禁止されるため、バッテリ等の蓄電装置の充電状態が良好ではない状況下で内燃機関の運転が自動停止されることがなく、内燃機関が再始動不能に陥るようなことがない。
【００８８】
さらに、本発明に係る内燃機関の自動停止・始動装置では、内燃機関が手動で始動された後であって、自動停止制御が実行される前に、車両の走行履歴の有無が判定されるため、センサ類に異常が発生した状態で自動停止・始動制御が実行されることがなく、車両の使用性が悪化することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る自動停止・始動装置を適用する内燃機関の概略構成を示す図
【図２】 ＥＣＵの内部構成を示す図
【図３】 自動停止制御ルーチンを示すフローチャート図
【図４】 自動始動制御ルーチンを示すフローチャート図
【符号の説明】
１・・・・内燃機関
７・・・・スロットル弁
１０・・・アクセルペダル
１１・・・アクセルポジションセンサ
１２・・・回転数センサ
２０・・・クランクポジションセンサ
２１・・・水温センサ
２２・・・ＥＣＵ
２６・・・スタータスイッチ
２９・・・ＣＰＵ
３０・・・ＲＯＭ
３１・・・ＲＡＭ
３２・・・バックアップＲＡＭ
３００・・スタータモータ
４００・・発電機構
５００・・バッテリ
Claims (2)
- 手動による始動要求が発生したときに内燃機関を始動させる始動手段と、
前記内燃機関の運転中に所定の停止条件が成立すると前記内燃機関の運転を自動的に停止させ、前記内燃機関の運転が自動停止された後に所定の始動条件が成立すると前記内燃機関を自動的に始動させる自動停止・始動手段と、
前記内燃機関を搭載した車両の走行速度又は走行距離に基づいて走行履歴の有無を判定する走行履歴判定手段と、
前記始動手段による前記内燃機関の始動後において前記走行履歴判定手段によって前記車両の走行履歴が無しと判定されている間は、前記自動停止・始動手段による自動停止制御の実行を禁止する自動停止禁止手段と、
前記走行履歴判定手段によって前記車両の走行履歴が無しと判定された場合に該走行履歴判定手段の異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段によって前記走行履歴判定手段の異常が検出された場合は、前記自動停止・始動手段の作動を禁止する自動停止・始動制御禁止手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の自動停止・始動装置。 - 手動による始動要求が発生したときに内燃機関を始動させる始動手段と、
前記内燃機関の運転中に所定の停止条件が成立すると前記内燃機関の運転を自動的に停止させ、前記内燃機関の運転が自動停止された後に所定の始動条件が成立すると前記内燃機関を自動的に始動させる自動停止・始動手段と、
前記自動停止・始動手段による前記内燃機関の始動後において前記停止条件が成立した際に所定の自動停止禁止条件が成立していると前記自動停止・始動手段による自動停止制御の実行を禁止する第１の自動停止禁止手段と、
前記内燃機関を搭載した車両の走行速度又は走行距離に基づいて走行履歴の有無を判定する走行履歴判定手段と、
前記始動手段による前記内燃機関の始動後において前記走行履歴判定手段によって前記車両の走行履歴が無しと判定されている間は、前記自動停止・始動手段による自動停止制御の実行を禁止する第２の自動停止禁止手段と、
前記走行履歴判定手段によって前記車両の走行履歴が無しと判定された場合に該走行履歴判定手段の異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段によって前記走行履歴判定手段の異常が検出された場合に前記自動停
止・始動手段の作動を禁止する自動停止・始動制御禁止手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の自動停止・始動装置。
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