JP4835537B2

JP4835537B2 - エンジンの自動停止装置

Info

Publication number: JP4835537B2
Application number: JP2007207613A
Authority: JP
Inventors: 雅之鐵野; 匡宏名越
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2007-08-09
Filing date: 2007-08-09
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2027-08-09
Also published as: JP2009041457A

Description

本発明は、エンジンの自動停止装置に関する。

従来より、燃費やエミッション性の向上を目的として、所定の自動停止条件が成立したときに、エンジンを自動的に停止させると共に、エンジンの自動停止中に所定の再始動条件が成立したときに、当該エンジンを自動的に始動させる、いわゆるアイドルストップを行うシステムが知られている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１には、こうしたアイドルストップシステムにおいて、運転者によって十分にブレーキ操作が行われているときにエンジンを自動停止させる一方で、運転者がブレーキペダルを戻し操作している最中にエンジンを再始動させて発進性能を向上させるべく、車両が停車している路面の勾配の大きさとブレーキ液圧の大きさとに関係する自動停止条件及び再始動条件について、記載されている。

つまり、そのアイドルストップシステムでは、車両に搭載された加速度センサの検出値に基づいて停車中の路面勾配を算出し、その勾配の大きさに対応するしきい値を設定しており、運転者がブレーキペダルを踏み込み操作することによって、設定したしきい値以上にブレーキ液圧が高くなったときには自動停止条件が成立したとしてエンジンを自動停止させる一方、運転者がブレーキペダルを戻し操作することによって、ブレーキ液圧がしきい値よりも低下したときには再始動条件が成立したとしてエンジンを再始動させるようにしている。
特開２００６−３０７８６６号公報

ところで、車両に搭載される加速度センサは一般的に、車両に作用する慣性力や重力を検出するため、例えば停車中に乗員が乗り降りしたり、荷物等を積み卸ししたりすることによって車両の姿勢が変化したときには、それに起因して加速度センサの検出値も変化することになる。このように加速度センサの検出値が変化することに伴い、それに基づいて設定されるしきい値も変化することから、加速度センサの検出値を用いて再始動条件を判断するアイドルストップシステムにおいては、例えば以下のような不都合が生じる。

すなわち、エンジンの自動停止中（車両の停車中）であって、ブレーキ液圧がしきい値よりも低下するか否かの再始動条件が成立するか否かを判定している最中に、乗員の乗り降りや荷物の積み卸し等により車両の姿勢が変化して、しきい値が変化、特にしきい値が大きくなる方向に変化してしまうと、運転者がブレーキペダル操作を踏み込んだままでブレーキ液圧は変化していないにも拘わらず、しきい値の変化に対してブレーキ液圧は相対的に低下することになり、ブレーキ液圧がしきい値よりも低くなってしまって再始動条件が成立してしまう場合がある。この場合は、運転者は何ら操作を行っていないのにエンジンが自動的に再始動されてしまうことになるため、運転者の違和感を招く結果にもなる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの自動停止装置において、エンジンの再始動が適切に行われるようにすることにある。

本発明の一側面によると、エンジンの自動停止装置は、車両に搭載された加速度検出手段、前記加速度検出手段によって検出された値に基づいて、前記車両が停車している路面の傾斜角を算出する路面傾斜角算出手段、及び、所定の自動停止条件が成立するか否かを判断し、当該自動停止条件が成立したときにエンジンを自動的に停止させると共に、そのエンジンの自動停止後、少なくとも前記路面傾斜角の値に関係する条件を含む所定の再始動条件が成立するか否かを判断し、当該再始動条件が成立したときに前記エンジンを再始動させる自動停止始動制御手段、を備え、前記自動停止始動制御手段は、前記車両の停車後でかつ、前記エンジンの自動停止前における路面傾斜角の値を用いて、前記再始動条件が成立するか否かを判断する。

この構成によると、自動停止始動制御手段は、自動停止条件が成立したときにはエンジンを自動停止させると共に、そのエンジンの自動停止後、再始動条件が成立したときにはエンジンを再始動させる。そして、路面傾斜角の値に関係する条件を含む、前記再始動条件が成立するか否かを判断するときには、車両の停車後でかつ、エンジンの自動停止前における路面傾斜角の値を用いて判断する。このため、車両の停車中に乗員が乗り降りしたり荷物を積み卸ししたりすることで、加速度検出手段の検出値が変化し、それに伴い路面傾斜角の値が変化するようなときでも、その加速度検出手段の検出値が変化が再始動条件成立の判断に影響を及ぼすことがない。

つまり、前記の構成は、車両が停車しており、路面の勾配が変化することはない、ということに基づいて、車両の停車後でかつ、エンジンの自動停止前における路面傾斜角の値をそのまま用いており、このことによって、再始動条件の成立の判断において誤判断がなくなり、エンジンを適切に再始動することが可能になる。

前記エンジンの自動停止装置はまた、前記車両の停車中にブレーキ液圧を保持するヒルホルダ機構、前記エンジンの自動停止中に、少なくとも前記ヒルホルダ機構に電力を供給するメインバッテリ、始動モータに電力を供給することによって、前記自動停止中のエンジンを再始動させるサブバッテリ、前記メインバッテリから前記始動モータへの電力供給とその供給停止とを切り換える切換手段、及び、前記サブバッテリの劣化状態を検出する劣化検出手段、をさらに備え、前記自動停止始動制御手段は、前記エンジンの自動停止中に、前記再始動条件の一つとして前記劣化検出手段により前記サブバッテリの劣化が検出されたときには、前記切換手段によって前記メインバッテリから前記始動モータに電力を供給して当該始動モータを駆動させることにより、前記エンジンを再始動させる一方、前記サブバッテリの劣化が検出されても前記路面傾斜角算出手段によって算出された路面傾斜角が所定値よりも大きいときには、前記切換手段によって前記メインバッテリから前記始動モータへの電力供給を停止すると共に、前記エンジンのストール処理を実行する。

ヒルホルダ機構を備える構成においては、エンジンの自動停止中には、バッテリからヒルホルダ機構に電力が供給されることになる。その状態でエンジンを再始動させるべく、バッテリから始動モータに電力を供給したときには、バッテリの電圧が一時的に降下し、ヒルホルダ機構の一時的な機能低下を招くことになる。

これに対し前記の構成では、エンジンの自動停止中に、少なくともヒルホルダ機構に電力を供給するメインバッテリとは別に、自動停止中のエンジンを再始動させるために始動モータに電力を供給するサブバッテリを備えている。このため、エンジンを再始動させるべく、サブバッテリから始動モータに電力を供給したときでも、メインバッテリの電圧降下は生じず、ヒルホルダ機構の機能低下を招くことがない。

前記の構成ではまた、サブバッテリが劣化している（例えばバッテリ電圧が低下している）ときには、メインバッテリから始動モータに電力を供給することで、エンジンの再始動を確実に行い得る。この場合においてメインバッテリから始動モータに電力が供給されるのは、路面傾斜角が所定値以下の、車両の停車している勾配が比較的緩勾配のときであるため、ヒルホルダ機構は実質的に機能していないときである。このため、エンジンの再始動に際し、メインバッテリの一時的な電圧降下を招くものの、それによる影響は生じない。

一方、路面傾斜角が所定値よりも大きい、比較的急勾配のときには、ヒルホルダ機構が機能しているときである。このため、サブバッテリが劣化しているときであっても、エンジンの再始動に伴うヒルホルダ機構の機能低下は回避すべく、メインバッテリから始動モータへの電力供給を停止すると共に、エンジンのストール処理を行う。こうすることで、エンジンの再始動に伴うヒルホルダ機構の機能低下に起因する運転者の違和感が防止される。

以上説明したように、本発明によれば、車両の停車後でかつ、エンジンの自動停止前における路面傾斜角の値を、再始動条件の成立を判断するときにおいてもそのまま用いることで、再始動条件の成立の判断において誤判断がなくなり、エンジンを適切に再始動することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

−アイドルストップシステムの概略構成−
図１及び図２は、本実施形態に係るエンジンの自動停止装置を含むアイドルストップシステムの実施形態を示している。このシステムＥは、シリンダヘッド１０及びシリンダブロック１１を備えたエンジン１と、該エンジン１を制御するためのＥＣＵ２（エンジンコントローラ）とを備えている。前記エンジン１には、図２に示すように４つの気筒１２Ａ〜１２Ｄが設けられていて、該各気筒１２Ａ〜１２Ｄの内部には、図１に示すように、クランク軸３に連結されるピストン１３がそれぞれ嵌挿され、これにより、前記各気筒１２Ａ〜１２Ｄ内部でピストン１３の上方には燃焼室１４が形成されている。

ここで、一般的に、多気筒４サイクルエンジンにおいては、各気筒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燃焼サイクルを行うようになっており、この実施形態の４気筒エンジンの場合、気筒列方向一端側から１番気筒１２Ａ、２番気筒１２Ｂ、３番気筒１２Ｃ、４番気筒１２Ｄと呼ぶと、１番気筒（＃１）、３番気筒（＃３）、４番気筒（＃４）、２番気筒（＃２）の順にクランク角で１８０度ずつの位相差をもって燃焼が行われるようになっている。そうして、エンジン１の駆動に伴う出力トルクは、クランク軸３に連結されたトルクコンバータ及び自動変速機（ＡＴ）５２（図３参照）を介して、図示省略の駆動輪に伝達されることになる。

前記各気筒１２Ａ〜１２Ｄのそれぞれの燃焼室１４の頂部には、該燃焼室１４内の混合気に点火して燃焼させるための点火プラグ１５が設けられていて、それらの各点火プラグ１５先端の電極が前記燃焼室１４を臨むように配置されている。また、前記燃焼室１４の側方（図１の右方向）には、先端の噴孔を燃焼室１４に臨ませて燃料噴射弁１６が配設されている。この燃料噴射弁１６は、図示しないニードル弁及びソレノイドを内蔵し、前記ＥＣＵ２からのパルス信号の入力によりそのパルス幅に対応する時間だけ開弁駆動されて、その駆動時間に応じた量の燃料を各気筒１２Ａ〜１２Ｄ内に直接、噴射するように構成されている。そして、その燃料の噴射方向が前記点火プラグ１５の電極付近に向かうように調整されている。

また、前記燃料噴射弁１６には、図示しないが、燃料ポンプにより燃料供給通路等を介して燃料が供給されるようになっており、その燃料供給圧は、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの圧縮行程中期以降で高圧の気筒内燃焼室１４に燃料を噴射できるように、その燃焼室１４の圧力よりも高い値に設定されている。

前記各気筒１２Ａ〜１２Ｄの燃焼室１４の上部には、該燃焼室１４に向かって開口する吸気ポート１７及び排気ポート１８が設けられていて、これらのポート１７，１８に吸気弁１９及び排気弁２０がそれぞれ配設されている。これらの吸気弁１９及び排気弁２０は、図示省略のカムシャフト等からなる動弁機構により駆動され、上述のとおり、各気筒１２Ａ〜１２Ｄが所定の位相差をもって燃焼サイクルを行うように、該各気筒毎の吸・排気弁１９，２０の開閉タイミングが設定されている。

また、前記吸気ポート１７及び排気ポート１８にそれぞれ連通するように吸気通路２１及び排気通路２２が設けられており、図２に示すように、前記吸気ポート１７に近い吸気通路２１の下流側は各気筒１２Ａ〜１２Ｄ毎に独立の分岐吸気通路２１ａとされ、この各分岐吸気通路２１ａの上流端がそれぞれサージタンク２１ｂに連通している。このサージタンク２１ｂよりも上流の吸気通路２１は各気筒１２Ａ〜１２Ｄに共通の共通吸気通路２１ｃであり、この通路２１ｃには例えばバタフライ弁により通路断面積を調節して吸気流を絞るスロットル弁２３と、これを駆動するアクチュエータ２４とが配設され、さらに、図２にのみ示すが、スロットル弁２３の上流側には吸気量を検出するためのエアフローセンサ２５が配設されている。

一方、前記各気筒１２Ａ〜１２Ｄからの排気が集合する排気通路２２の集合部下流には、排気を浄化するための触媒２９が配設されている。この触媒２９は、いわゆる三元触媒とすればよいが、これに限るものではなく、例えば、いわゆるリーンＮＯｘ触媒であってもよい。

また、前記エンジン１には、ベルト等によりクランク軸３に駆動連結されたオルタネータ２８が付設されており、このオルタネータ２８によって発電された電力は、図３に示すようにバッテリ８０に蓄電されるようになっている。

さらに、前記エンジンシステムＥには、前記クランク軸３の回転角を検出する２つのクランク角センサ３０，３１が設けられており、主に一方のクランク角センサ３０からの信号に基づいてエンジン回転速度を求めるとともに、それら２つのクランク角センサ３０，３１から出力される互いに位相のずれたクランク角信号によって、前記クランク軸３の回転方向及び回転角度を検出するようになっている。加えて、このエンジンシステムＥには、カムシャフトの特定の回転位置を検出して気筒識別信号として出力するカム角センサ３２、エンジン１の運転・停止を手動で切替えるオンオフ操作が行われるイグニッションスイッチ３３（ＩＧスイッチ）、車速を検出する電磁ピックアップからなる車速センサ３４、後述するように本実施形態では特に車両が停止した状態において路面の傾斜角を検出する加速度センサ（Ｇセンサ）３５、及び、ブレーキ液圧を検出するブレーキ液圧センサ３６等が配設されている。また、符号５６は、運転者に対する各種の警告を行うための、メータ内のワーニングランプやワーニングブザー等を含む警告装置であり、警告装置５６は、ＥＣＵ２によって作動される。

前記ＥＣＵ２は、前記各センサ及びスイッチ２５，３０〜３６からの信号を受け、前記燃料噴射弁１６に対して燃料噴射量及びその噴射時期を制御する信号を出力するとともに、点火プラグ１５の点火装置２７に対して点火時期を制御する信号を出力し、さらに、前記スロットル弁２３のアクチュエータ２４に対してスロットル開度を制御する信号を出力する。そして、以下に詳述するが、前記ＥＣＵ２は、アイドル時において所定のエンジン停止条件が成立したときに、各気筒１２Ａ〜１２Ｄへの燃料供給を停止して（燃料カット）自動的にエンジンを停止させるとともに、その後、運転者のブレーキ操作等により所定のエンジン再始動条件が成立したときには、自動的にエンジン１を再始動させるようになっている。

ここで、本実施形態に係るエンジン１は、その再始動に際し、後述する始動モータ５４の力を借りることなく、エンジン１を自力で始動させることが可能にされている。すなわち、まず、ピストン１３が圧縮行程の途中で停止している気筒１２で最初の燃焼を行わせて、ピストン１３を押し下げることにより、クランク軸３を少しだけ逆転させ、これにより、膨張行程にある気筒１２のピストン１３を上昇させて、この気筒１２内の混合気を圧縮する。そして、そのようにして圧縮されて温度及び圧力の高くなった膨張行程気筒１２内の混合気に点火して、燃焼させることにより、クランク軸３に正転方向のトルクを与えて、エンジン１を始動するようにしている（いわゆる燃焼始動）。

そのようにエンジン１を自力で始動させるためには、停止時に膨張行程にある気筒１２の燃焼によってクランク軸３にできるだけ大きな正転方向のトルクを与え、これにより、続いて圧縮上死点（以下、ＴＤＣと略称）を迎える気筒１２が、その圧縮反力（圧縮圧力）に打ち勝ってＴＤＣを越えるようにしなければならない。従って、エンジン１の確実な始動のためには前記停止時膨張行程気筒１２内に燃焼のための空気を十分に確保しておく必要がある。

それと共に、エンジンの始動性を高める上では、膨張行程にある気筒１２のピストン１３の停止位置を、再始動に好適な所定範囲内に収めるようにする必要がある。

そのために前記のエンジン１は、後述するように、その自動停止時に、スロットル弁２３の開度調整による停止時圧縮行程気筒１２や膨張行程気筒１２内への吸入空気量を調整したり、オルタネータ２８の発電量の調整によるエンジン１の外部負荷の調整を行ったりする。

但し、そのような自動停止時の制御を行っても、種々の要因により、膨張行程にある気筒１２のピストン１３の停止位置が所定範囲内に収まらない場合があり、その場合には、燃焼始動によるエンジン１の再始動を行わずに、始動モータ５４による始動を行うことが望ましい。

前記エンジン１には、エンジン１を最初に始動するときや、前述した燃焼始動によるエンジン１の再始動が不可能なときにエンジンを始動するために、始動モータ５４が設けられている。この始動モータ５４は、前記クランク軸３に固定されたリングギヤ５５に噛み合うピニオンギヤを備えており、このピニオンギヤは、リングギヤに噛み合う噛合位置と、リングギヤから離れた退避位置との間を往復移動可能にされている。始動モータ５４によってエンジン１を再始動する際には、ＥＣＵ２による制御に従って、ピニオンギヤを移動させてリングギヤ５５に噛み合わせると共に始動モータ５４を駆動させることによって、クランク軸３を回転駆動、つまり、クランキングすることになる。

図３は、アイドルストップシステムに係る電力供給系の構成を示し、このシステムは、メインバッテリ８０ａと、サブバッテリ８０ｂとの２つのバッテリを備えた、２バッテリシステムとされている。

メインバッテリ８０ａは、相対的に容量の大きいバッテリである。メインバッテリ８０ａは、車両電気負荷８２に常時接続されていて、主としてこれらに対する電力供給を行う。車両電気負荷８２は、第１負荷群８２ａ、第２負荷群８２ｂ、及び第３負荷群８２ｃに大別される。

第１負荷群８２ａは、一般的な電気負荷のうち、始動モータ５４によるクランキング時にバッテリ電圧が一時的に低下することが望ましくない電気負荷である。具体的には、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、各種メータ類等が挙げられる。

第２負荷群８２ｂは、一般的な電気負荷のうち、始動モータ５４によるクランキング時に、バッテリ電圧が一時的に低下してもあまり問題にならない電気負荷である。具体的には、各種ライト、デフォッガ等が挙げられる。

第３負荷群８２ｃは、この車両特有の電気負荷であり、具体的には坂道停車中に車両のずり下がりを防止するヒルホルダ機構、電動パワーステアリングのモータ等が挙げられる。ヒルホルダ機構は、エンジン１の自動停止中にパワーブレーキが作動しないことをカバーするものであり、電動パワーステアリングは、エンジン１の自動停止中にＥＨＰＡＳが作動しないことをカバーするものである。

メインバッテリ８０ａはまた、パワーリレー８５を介して始動モータ５４に接続されている。パワーリレー８５はＥＣＵ２によってそのオン・オフが制御される。パワーリレー８５がオフのときには、メインバッテリ８０ａから始動モータ５４への電力供給がなされず、パワーリレー８５がオンのときに、メインバッテリ８０ａから始動モータ５４への電力供給が可能となる。このように、パワーリレー８５は、メインバッテリ８０ａから始動モータ５４への電力供給とその供給停止とを切り換える切換手段として機能する。

メインバッテリ８０ａはさらに、オルタネータ２８に常時接続されており、これによって、オルタネータ２８によって発電された電力はメインバッテリ８０ａに蓄電される。

サブバッテリ８０ｂは、相対的に容量の小さいバッテリであり、ここでは始動モータ５４の駆動専用のバッテリとされている。サブバッテリ８０ｂは、始動モータ５４に対し常時接続されており、始動モータ５４に対し電力供給が可能とされている。サブバッテリ８０ｂはまた、チャージリレー８７を介してオルタネータ２８（メインバッテリ８０ａ）に接続されている。チャージリレー８７はＥＣＵ２によってそのオン・オフが制御される。チャージリレー８７がオンのときには、オルタネータ２８で発電された電力はサブバッテリ８０ｂにも蓄電される。

前記メインバッテリ８０ａ及びサブバッテリ８０ｂはそれぞれＥＣＵ２に接続されており、ＥＣＵ２は、メインバッテリ８０ａ及びサブバッテリ８０ｂそれぞれのバッテリ電圧の値に基づいて各バッテリ８０ａ，８０ｂの劣化状態を判断する。ＥＣＵ２はまた、その劣化状態に応じて、オルタネータ２８による発電量の制御したり、後述するようにエンジン１の再始動を行ったりする。

また、前述したように、ＩＧスイッチ３３の操作によってエンジン１を始動させるときや、燃焼始動によるエンジン１の再始動が不可能なときには、始動モータ５４によるクランキングによってエンジン１が始動される。このときには、基本的には、サブバッテリ８０ｂから始動モータ５４に電力が供給されて、始動モータ５４が駆動することになる。このクランキング時における始動モータ５４での消費電力は比較的大きいため、サブバッテリ８０ｂのバッテリ電圧は一時的に大きく低下する。しかしながら、車両電気負荷８２は、メインバッテリ８０ａからの電力供給を受けており、サブバッテリ８０ｂの電圧降下の影響は受けない。これは特に、バッテリ電圧の低下が望ましくない第１負荷群８２ａや第３負荷群８２ｃに対する電圧降下を防止する上で効果的である。尚、詳しくは後述するが、所定の条件が成立したときには、サブバッテリ８０ｂとメインバッテリ８０ａとの双方から、始動モータ５４に電力が供給される。

−エンジンの自動停止始動制御−
次に、前記ＥＣＵ２により実行される、エンジン１の自動停止及び再始動制御について、図４〜図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。

先ずステップＳ１１においては、車速センサ３４の検出値に基づいて車速が０ｋｍ／ｈであるか否かを判定し、車速が０ｋｍ／ｈでないのＮＯのときにはステップＳ１１を繰り返す一方、車速が０であるのＹＥＳのときにはステップＳ１２に移行する。

車両の停車後のステップＳ１２では、Ｇセンサ３５の検出値に基づいて路面の傾斜角を算出すると共に、その算出した傾斜角の値（又はＧセンサ３５の検出値）を保持する。尚、Ｇセンサ３５の検出値自体は、この後もＥＣＵ２に入力され続けるようにしておけばよい。

ステップＳ１３では、ステップＳ１２で算出した傾斜角の値に基づいて、ブレーキ液圧のしきい値を設定する。ブレーキ液圧のしきい値は、傾斜角の絶対値が大きいほど、大に設定される。

ステップＳ１４では、アイドルストップ条件（エンジンの自動停止条件）が成立したか否かを判定する。具体的に自動停止条件には、アクセルがオフで、ブレーキがオンの他に、ブレーキ液圧センサ３６の検出値に基づき、検出したブレーキ液圧がステップＳ１３で設定したしきい値以上である、の条件が含まれる。自動停止条件が成立していないのＮＯのときにはステップＳ１４を繰り返す一方、自動停止条件が成立したのＹＥＳのときにはステップＳ１５に移行する。

続くステップＳ１５では、エンジン１の停止制御を実行する。このエンジン１の停止制御は、前述したように、ピストン位置を燃焼始動に最適な所定の範囲内に収めるための制御であり、図５に示すフローチャートに従って実行される。

すなわち、先ずステップＳ２１で、前述したオルタネータ２８の制御による外部負荷の調整を含む、エンジン１の回転速度調整制御を開始する。続くステップＳ２２でエンジン回転速度Ｎｅが予め設定された回転速度Ｎ１（例えば７６０ｒｐｍ）よりも高くなったか否かを判定し、回転速度Ｎ１以下のＮＯのときにはステップＳ２２を繰り返す一方、回転速度Ｎ１よりも高くなったのＹＥＳのときにはステップＳ２３に移行する。このように、エンジン１の回転速度をアイドル回転速度よりもやや高めにすることによって、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの掃気を十分に行うようにしている。

ステップＳ２３では、燃料噴射弁１６からの燃料供給を停止（燃料カット）し、続くステップＳ２４でスロットル弁２３の開度を開方向に制御する。その状態でエンジン１の回転速度Ｎｅが予め設定された回転速度Ｎ２（例えば５００ｒｐｍ）よりも低くなったか否かを判定する。エンジン１の回転速度Ｎｅが回転速度Ｎ２以上のＮＯのときにはステップＳ２５を繰り返す一方、回転速度Ｎ２よりも低くなったのＹＥＳのときにはステップＳ２６に移行する。

エンジン１の回転速度が低下したステップＳ２６では、スロットル弁２３を閉弁する。ＥＣＵ２は、その後も、オルタネータ２８の制御を継続しながら、ピストン１３の停止位置調整を実行し続ける。そうして、続くステップＳ２７で、クランク角センサ３０，３１の検出値に基づきエンジン１が完全に停止したか否かを判定する。エンジン１が停止していないのＮＯのときには、ステップＳ２７を繰り返し、エンジン１が完全に停止したのＹＥＳのときにはステップＳ２８に移行する。

ステップＳ２８ではオルタネータ２８の制御を含む、エンジン回転速度調整制御を終了し、ステップＳ２９で、クランク角センサ３０，３１の検出値に基づいてピストン１３の停止位置を判定すると共に、その停止位置を記憶する。

図４のフローに戻り、ステップＳ１５の停止制御が終了した後のステップＳ１６では、ステップＳ１２で保持している傾斜角の値から、ブレーキ液圧のしきい値を算出する。しきい値は、前述したように、傾斜角の絶対値が大きいほど高く設定される。

続くステップＳ１７において、ブレーキ液圧センサ３６の検出値に基づき、検出したブレーキ液圧がしきい値よりも低くなったか否かを判定する。検出したブレーキ液圧がしきい値よりも低くなっていないのＮＯのときにはステップＳ１１１に移行する一方、検出したブレーキ液圧がしきい値よりも低くなったのＹＥＳのときには、運転者がブレーキペダルを戻し操作して、車両を発進させようとしているとして、エンジン１の再始動を行うべく、ステップＳ１８に移行する。

ステップＳ１８では、サブバッテリ８０ｂが劣化しているか否かを、そのバッテリ電圧に基づいて判定し、劣化しているのＹＥＳのときには、後述するステップＳ１１３に移行する一方、サブバッテリ８０ｂが劣化しておらず、サブバッテリ８０ｂからの電力供給によって始動モータ５４を駆動可能であるときにはステップＳ１９に移行する。

ステップＳ１９では、メインバッテリ８０ａから始動モータ５４への電力供給を停止すべくパワーリレー８５をオフにし、続くステップＳ１１０において、エンジン１の始動制御を行う。このエンジン１の始動制御についての詳細は、後述する。

一方、ステップＳ１７で検出したブレーキ液圧がしきい値よりも低くなっていない、として移行したステップＳ１１１では、前記ステップＳ１８と同様に、サブバッテリ８０ｂが劣化しているか否かを判定する。サブバッテリ８０ｂが劣化していないのＮＯのときにはステップＳ１１７に移行する一方、サブバッテリ８０ｂが劣化しているのＹＥＳのときには、エンジン１を再始動させてバッテリ８０ｂの充電を行うべく、ステップＳ１１２に移行する。

ステップＳ１１２では先ず、路面の傾斜角が所定値以下であるか否か、換言すれば路面勾配が比較的急であるか否かを判定する。路面の傾斜角が所定値以下でない（路面勾配が比較的急である）のＮＯのときにはステップＳ１１５に移行する一方、路面傾斜角が所定値以下である（路面勾配が比較的緩である又は路面が平坦である）のＹＥＳのときにはステップＳ１１３に移行する。

ステップＳ１１３における車両状態は、サブバッテリ８０ｂが劣化していることからサブバッテリ８０ｂからの電力のみによって始動モータ５４を駆動させることができない一方で、路面は比較的緩勾配である又は平坦であってヒルホルダ機構が実質的に機能していない状態である。このため、メインバッテリ８０ａから始動モータ５４に電力を供給することでメインバッテリ８０ａのバッテリ電圧が一時的に低下したとしても、ヒルホルダ機構の機能低下による影響はほとんどない。そこで、ステップＳ１１３では、パワーリレー８５を接続し、続くステップＳ１１４において、サブバッテリ８０ｂ及びメインバッテリ８０ａの双方からの電力を始動モータ５４に供給し、それによって始動モータ５４を駆動させてエンジン１を再始動させる。

一方、ステップＳ１１５の車両状態は、ステップＳ１１３と同様にサブバッテリ８０ｂからの電力のみによって始動モータ５４を駆動させることができない一方で、路面が比較的急勾配であってヒルホルダ機構が機能している状態である。このため、メインバッテリ８０ａから始動モータ５４に電力を供給することに伴い、メインバッテリ８０ａのバッテリ電圧が一時的に低下してしまうと、ヒルホルダ機構の機能低下が生じ、車両のずり下がり等が生じてしまう虞がある。そこで、ステップＳ１１５では、エンジン１を再始動させるのではなく、エンジン１をストール状態にする。そうして、ステップＳ１１６において、警告装置５６により運転者に対し警告を行う。こうすることで、運転者の違和感が防止される。尚、この場合は、運転者がＩＧスイッチ３３を操作することによりエンジン１が再始動されることになる。

また、ステップＳ１１７では、例えば空調装置のスイッチがオンになり、エンジン１により駆動される空調用コンプレッサ（図示省略）を作動させる必要が生じた等の、その他の再始動条件が成立したか否かを判定する。その他の再始動条件が成立していないのＮＯのときにはステップＳ１６に戻る一方、成立したのＹＥＳのときにはステップＳ１１８に移行する。

ステップＳ１１８では、ステップＳ１８及びステップＳ１１１と同様に、サブバッテリ８０ｂが劣化しているか否かを判定し、劣化していないのＮＯのときにはステップＳ１９に移行して、エンジン１の再始動制御を行う一方、劣化しているのＹＥＳのときには、前記ステップＳ１１３に移行する。

前記ステップＳ１１０における始動制御は、具体的には図６のフローに従って実行され、先ずステップＳ３１では、ステップＳ１５の停止制御において記憶したピストン停止位置に基づき、そのピストン停止位置が、燃焼始動が可能な所定範囲内に収まっているか否かを判定する。燃焼始動が可能であるときにはステップＳ３２に移行して、前述したように燃焼始動によってエンジン１を再始動させる。一方、燃焼始動が不可能であるときにはステップＳ３３に移行して、サブバッテリ８０ｂからの電力供給のみで始動モータ５４を駆動して、クランキングによりエンジン１を再始動させる。

このように、前記のアイドルストップシステムでは、車両の停車後でかつ、エンジン１の自動停止前に、Ｇセンサ３５によって検出された値に基づく路面の傾斜角の値を保持しておき（ステップＳ１２）、エンジン１の自動停止後に、その保持した値を用いてそのエンジン再始動条件を判定するようにしている（ステップＳ１６，Ｓ１７）。つまり、エンジン１の自動停止中の、車両が停車しているときに、乗員の乗り降りや荷物等の積み卸し等が行われることによってＧセンサ３５の検出値が変化したとしても、路面の傾斜角に関係するしきい値の値は変化しない。このため、Ｇセンサ３５の検出値が変化しただけのときには再始動条件が成立したと判定されず、運転者がブレーキペダルを戻し操作することでブレーキ液圧が低下し、それによって、検出されたブレーキ液圧がしきい値よりも低くなったときに、再始動条件が成立したと判定されることになる（ステップＳ１７）。すなわち、再始動条件成立の誤判定を防止することができ、エンジン１を適切に再始動させることができる。

また、始動モータ５４によるエンジン１の再始動に際し、その始動モータ５４に電力を供給するサブバッテリ８０ｂが劣化しているときには、メインバッテリ８０ａを利用することによって始動モータ５４によるエンジン１の再始動が確実に可能になる一方で、路面の傾斜角が比較的大の、急勾配の路面に停車中のときには、メインバッテリ８０ａの電圧降下に起因するヒルホルダ機構の機能低下を防止すべく、エンジン１をストール状態にすることによって、運転者の違和感を防止することができる。

尚、前記の実施形態では、エンジン１の自動停止後も、Ｇセンサ３５の検出値は、ＥＣＵ２に入力され続けるようにしている一方で、算出した傾斜角の値（又はＧセンサ３５の検出値）を保持するようにしているが、例えばエンジン１の自動停止後、エンジン１の再始動までは、Ｇセンサ３５による検出又はＥＣＵ２への検出値の入力を停止するようにしてもよい。この場合も、算出した傾斜角の値（又はＧセンサ３５の検出値）を保持することと同等になる。

また、前記のエンジン１は燃焼始動が可能に構成されていたが、これに限らず、例えばエンジン１は始動モータ５４による始動のみが可能に構成されていてもよい。

さらに、前記の実施形態では、サブバッテリ８０ｂが劣化しているときには、サブバッテリ８０ｂ、又はサブバッテリ８０ｂ及びメインバッテリ８０ａからの電力によって始動モータ５４を駆動させることでエンジン１を再始動させるようにしているが、サブバッテリ８０ｂが劣化しているときに、燃焼始動が可能であるときは、エンジン１を燃焼始動させるようにしてもよい。

以上説明したように、本発明は、停車中における乗員の乗り降りや荷物の積み卸し等に拘わらず、エンジンの再始動を適切に行うことができるから、エンジンの自動停止装置として有用である。

本発明の実施形態に係るアイドルストップシステムの概略構成図である。エンジンの吸気系及び排気系の構成を示す模式図である。アイドルストップシステムに係る電力供給系の概略構成図である。エンジンの自動停止始動に係る制御を示すフローチャートである。停止制御のサブルーチンに係る制御を示すフローチャートである。始動制御のサブルーチンに係る制御を示すフローチャートである。

１エンジン
２ＥＣＵ（自動停止始動制御手段）
３５Ｇセンサ（加速度検出手段）
３６ブレーキ液圧センサ（ブレーキ液圧検出手段）
５４始動モータ
８０ａメインバッテリ
８０ｂサブバッテリ
８２ｃ第３負荷群（ヒルホルダ機構）
８５パワーリレー（切換手段）

Claims

車両に搭載された加速度検出手段、
前記加速度検出手段によって検出された値に基づいて、前記車両が停車している路面の傾斜角を算出する路面傾斜角算出手段、
所定の自動停止条件が成立するか否かを判断し、当該自動停止条件が成立したときにエンジンを自動的に停止させると共に、そのエンジンの自動停止後、少なくとも前記路面傾斜角の値に関係する条件を含む所定の再始動条件が成立するか否かを判断し、当該再始動条件が成立したときに前記エンジンを再始動させる自動停止始動制御手段、
前記車両の停車中にブレーキ液圧を保持するヒルホルダ機構、
前記エンジンの自動停止中に、少なくとも前記ヒルホルダ機構に電力を供給するメインバッテリ、
始動モータに電力を供給することによって、前記自動停止中のエンジンを再始動させるサブバッテリ、
前記メインバッテリから前記始動モータへの電力供給とその供給停止とを切り換える切換手段、及び、
前記サブバッテリの劣化状態を検出する劣化検出手段、を備え、
前記自動停止始動制御手段は、前記車両の停車後でかつ、前記エンジンの自動停止前における路面傾斜角の値を用いて、前記再始動条件が成立するか否かを判断し、
前記自動停止始動制御手段はまた、
前記エンジンの自動停止中に、前記再始動条件の一つとして前記劣化検出手段により前記サブバッテリの劣化が検出されたときには、前記切換手段によって前記メインバッテリから前記始動モータに電力を供給して当該始動モータを駆動させることにより、前記エンジンを再始動させる一方、
前記サブバッテリの劣化が検出されても前記路面傾斜角算出手段によって算出された路面傾斜角が所定値よりも大きいときには、前記切換手段によって前記メインバッテリから前記始動モータへの電力供給を停止すると共に、前記エンジンのストール処理を実行するエンジンの自動停止装置。