JP2016118126A

JP2016118126A - エンジンの停止制御装置

Info

Publication number: JP2016118126A
Application number: JP2014257309A
Authority: JP
Inventors: 将光湯原; Masamitsu Yuhara; 和也小谷; Kazuya Kotani; 綾平安富; Ryohei Yasutomi
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2016-06-30
Anticipated expiration: 2034-12-19
Also published as: JP6304018B2

Abstract

【課題】エンジンを確実に始動することができ、かつ、他の電気機器への電力供給が十分に行えなくなるのを防止する。【解決手段】エンジンの停止制御装置は、第１蓄電部と、第２蓄電部と、エンジンの動作中に予め定められた停止条件が成立したか否かを判定する条件判定部と、停止条件が成立したと条件判定部により判定されると、エンジンを始動装置により始動させるのに必要な始動電力量以上の電力量が第２蓄電部に貯蔵されているか否かを判定する状態判定部と、始動電力量以上の電力量が第２蓄電部に貯蔵されていると状態判定部により判定されるとエンジンを停止し、始動電力量以上の電力量が第２蓄電部に貯蔵されていないと状態判定部により判定されると、発電機に第２蓄電部を充電させ、始動電力量以上の電力量が第２蓄電部に貯蔵された後にエンジンを停止する停止制御部と、を備える。【選択図】図２

Description

ここに開示された技術は、車両の走行駆動用のエンジンの停止を制御するエンジンの停止制御装置に関するものである。

近年、従来から広く使われてきた鉛蓄電池（第１蓄電部）に加えて、鉛蓄電池よりも急速な充放電が可能なニッケル水素蓄電池、リチウムイオン二次電池又は電気二重層キャパシタ（第２蓄電部）が搭載された車両が普及しつつある（特許文献１参照）。

特開２００３−２５４２０８号公報

第１蓄電部に加えて第２蓄電部を備える場合、エンジンの始動時に第２蓄電部の電力を利用すると、第１蓄電部の電力消費及び劣化を抑制できる。しかし、エンジンの始動時には大電力を要するため、第２蓄電部の電力不足が懸念される。上記特許文献１に記載の車両では、第２蓄電部から十分な電力供給を行えない場合には、第１蓄電部からの電力供給によりエンジンを始動している。

しかしながら、第１蓄電部に加えて第２蓄電部を備える場合には、低コスト化及び小型化のために、第１蓄電部のみを備える場合に比べて、第１蓄電部の容量を低下させることがあり得る。この場合に、第１蓄電部からの電力供給によりエンジンを始動すると、第１蓄電部から他の電気機器への電力供給が十分に行えなくなることが懸念される。

ここに開示された技術は、第１蓄電部及び第２蓄電部を備える車両において、エンジンを確実に始動することができ、かつ、他の電気機器への電力供給が十分に行えなくなるのを防止することを目的とする。

上述の課題を解決するために、ここに開示された技術の一態様は、車両に搭載されたエンジンを始動する始動装置と、前記エンジンにより駆動されて発電する発電機と、所定電圧値以下の電圧で動作する低電圧電気機器と、前記低電圧電気機器に電気的に接続され、上限電圧が前記所定電圧値に設定された第１蓄電部と、前記始動装置及び前記発電機に電気的に接続され、上限電圧が前記所定電圧値より高い電圧に設定され、前記第１蓄電部より急速な充放電が可能な第２蓄電部と、前記エンジンの動作中に予め定められた停止条件が成立したか否かを判定する条件判定部と、前記停止条件が成立したと前記条件判定部により判定されると、前記エンジンを前記始動装置により始動させるのに必要な始動電力量以上の電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されているか否かを判定する状態判定部と、前記始動電力量以上の電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されていると前記状態判定部により判定されると前記エンジンを停止し、前記始動電力量以上の電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されていないと前記状態判定部により判定されると、前記発電機に前記第２蓄電部を充電させ、前記始動電力量以上の電力量が前記第２蓄電部に貯蔵された後に前記エンジンを停止する停止制御部と、を備えるものである。

この態様では、エンジンの動作中に停止条件が成立したと判定されると、エンジンが停止される前に、始動装置によりエンジンを始動させるのに必要な始動電力量以上の電力量が第２蓄電部に貯蔵されているか否かが判定される。そして、始動電力量以上の電力量が第２蓄電部に貯蔵されていないと判定されると、発電機により第２蓄電部が充電され、始動電力量以上の電力量が第２蓄電部に貯蔵された後にエンジンが停止される。したがって、この態様によれば、次回のエンジンの始動時には、第２蓄電部に貯蔵されている電力によって、エンジンを始動装置により確実に始動させることができる。また、この態様では、大電力が必要なエンジンの始動に第１蓄電部に貯蔵されている電力が使用されない。このため、この態様によれば、エンジンの始動時に、第１蓄電部から低電圧電気機器への電力供給に支障を来さないという利点がある。

上記態様において、前記第２蓄電部に電気的に接続され、発電機能及び電動機能を兼有し、前記エンジンにベルトを介して連結されたモータジェネレータと、前記低電圧電気機器及び前記第１蓄電部を含む低電圧回路と、前記モータジェネレータ及び前記第２蓄電部を含む高電圧回路との間に設けられ、前記モータジェネレータ又は前記第２蓄電部から出力される電圧を低下させて前記低電圧回路に出力する電圧変換器と、前記始動装置を制御する始動制御部と、を更に備え、前記発電機は、前記発電機能により動作する前記モータジェネレータであり、前記始動装置は、前記電動機能により動作する前記モータジェネレータであり、前記第２蓄電部は、前記発電機能により動作する前記モータジェネレータによって充電され、前記電動機能により動作する前記モータジェネレータに電力を供給し、前記条件判定部は、前記停止条件として、予め定められた自動停止条件が成立したか否かを判定し、前記状態判定部は、前記エンジンを前記始動装置により始動させるのに必要な始動電力量を、自動停止中の前記エンジンを前記モータジェネレータにより再始動させるのに必要な再始動電力量に設定し、前記自動停止条件が成立したと前記条件判定部により判定されると、前記再始動電力量以上の電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されているか否かを判定し、前記停止制御部は、前記再始動電力量以上の電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されていると前記状態判定部により判定されると前記エンジンを自動停止し、前記再始動電力量以上の電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されていないと前記状態判定部により判定されると、前記モータジェネレータに前記第２蓄電部を充電させ、前記再始動電力量以上の電力量が前記第２蓄電部に貯蔵された後に前記エンジンを自動停止し、前記始動制御部は、前記エンジンの自動停止中に予め定められた再始動条件が成立したと判定すると、前記モータジェネレータに前記エンジンを再始動させてもよい。

この態様では、自動停止条件が成立したと判定されると、再始動電力量以上の電力量が第２蓄電部に貯蔵された状態で、エンジンが自動停止される。エンジンの自動停止中に再始動条件が成立したと判定されると、第２蓄電部に貯蔵されている電力がモータジェネレータに供給される。したがって、この態様によれば、第２蓄電部に貯蔵されている電力量を用いて、確実にエンジンをモータジェネレータにより再始動させることができる。また、モータジェネレータは、エンジンにベルトを介して連結されているため、ギヤを介して連結されている場合に比べて、静粛にエンジンを再始動させることができる。

上記態様において、前記エンジンの自動停止中において、前記再始動電力量以上の電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されている間は、前記電圧変換器を動作させて前記第２蓄電部から前記低電圧回路に電力を供給し、前記第２蓄電部に貯蔵されている電力量が前記再始動電力量に低下すると、前記電圧変換器を停止させて前記第２蓄電部から前記低電圧回路への電力供給を停止する変換器制御部を更に備えてもよい。

この態様では、エンジンの自動停止中において、再始動電力量以上の電力量が第２蓄電部に貯蔵されている間は、電圧変換器が動作されて、第２蓄電部から低電圧回路に電力が供給される。したがって、この態様によれば、可能な限り第２蓄電部の貯蔵電力を使用することにより、第１蓄電部の劣化を防止することができる。また、第２蓄電部に貯蔵されている電力量が再始動電力量に低下すると、電圧変換器が停止されて、第２蓄電部から低電圧回路への電力供給が停止される。したがって、この態様によれば、再始動条件が成立したと判定されると、第２蓄電部に貯蔵されている再始動電力量を用いて、エンジンをモータジェネレータにより確実に、かつ静粛に再始動させることができる。

上記態様において、前記高電圧回路は、前記第２蓄電部に電気的に接続され、前記所定電圧値を超える電圧で動作する高電圧電気機器を更に含み、前記状態判定部は、前記自動停止条件が成立したと前記条件判定部により判定されると、前記高電圧電気機器が前記エンジンの自動停止中に動作するか否かを予測し、前記高電圧電気機器が前記エンジンの自動停止中に動作すると予測したときは、前記再始動電力量と前記高電圧電気機器を動作させるために必要な動作電力量とを加算した合計電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されているか否かを判定し、前記停止制御部は、前記合計電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されていると前記状態判定部により判定されると前記エンジンを自動停止し、前記合計電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されていないと前記状態判定部により判定されると、前記モータジェネレータに前記第２蓄電部を充電させ、前記合計電力量が前記第２蓄電部に貯蔵された後に前記エンジンを自動停止してもよい。

この態様では、自動停止条件が成立したと判定されると、高電圧電気機器がエンジンの自動停止中に動作するか否かが予測される。高電圧電気機器がエンジンの自動停止中に動作すると予測されたときは、再始動電力量と高電圧電気機器を動作させるために必要な動作電力量とを加算した合計電力量が第２蓄電部に貯蔵されているか否かが判定される。そして、合計電力量が第２蓄電部に貯蔵された状態で、エンジンが自動停止される。したがって、この態様によれば、エンジンの自動停止中に高電圧電気機器を確実に動作させることができる。また、再始動条件が成立したと判定されると、エンジンをモータジェネレータにより確実に、かつ静粛に再始動させることができる。

上記態様において、前記高電圧電気機器を制御する機器制御部を更に備え、前記高電圧電気機器は、座席又は車室内空気を加熱する車室ヒータを含み、前記機器制御部は、前記エンジンの自動停止中に前記車室ヒータを動作させる場合には、前記第２蓄電部から前記車室ヒータに供給する電力を通常時より低い所定低電力に低下させ、前記状態判定部は、前記動作電力量を前記所定低電力に対応する電力量に設定して前記合計電力量を算出してもよい。

この態様では、動作電力量が通常時より低い所定低電力に対応する電力量に設定されて合計電力量が算出される。ここで、合計電力量が第２蓄電部に貯蔵されていないと判定されると、合計電力量が第２蓄電部に貯蔵されるまで、モータジェネレータにより第２蓄電部が充電される。したがって、動作電力量が所定低電力に対応する電力量に設定されると、合計電力量が第２蓄電部に貯蔵されるまでの充電に要する時間は通常時より短くなる。このため、この態様によれば、より早くエンジンを自動停止することができる。なお、車室ヒータは、座席又は車室内空気を加熱するものであるため、車室ヒータに供給する電力を通常時より低い所定低電力に低下させても、過大な支障を来すことはない。

上記態様において、前記第２蓄電部に電気的に接続され、発電機能及び電動機能を兼有し、前記エンジンにベルトを介して連結されたモータジェネレータと、前記低電圧電気機器及び前記第１蓄電部を含む低電圧回路と、前記モータジェネレータ及び前記第２蓄電部を含む高電圧回路との間に設けられ、前記モータジェネレータ又は前記第２蓄電部から出力される電圧を低下させて前記低電圧回路に出力する電圧変換器と、前記始動装置を制御する始動制御部と、を更に備え、前記発電機は、前記発電機能により動作する前記モータジェネレータであり、前記始動装置は、前記電動機能により動作する前記モータジェネレータであり、前記第２蓄電部は、前記発電機能により動作する前記モータジェネレータにより充電され、前記電動機能により動作する前記モータジェネレータに電力を供給し、前記条件判定部は、イグニッションスイッチがオフにされると前記停止条件が成立したと判定し、前記状態判定部は、前記エンジンを前記始動装置により始動させるのに必要な始動電力量を、前記イグニッションスイッチがオンにされたときに前記エンジンを前記モータジェネレータによりキー始動させるのに必要なキー始動電力量に設定し、前記イグニッションスイッチがオフにされると、前記キー始動電力量以上の電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されているか否かを判定し、前記停止制御部は、前記キー始動電力量以上の電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されていると前記状態判定部により判定されると前記エンジンを停止し、前記キー始動電力量以上の電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されていないと前記状態判定部により判定されると、前記モータジェネレータに前記第２蓄電部を充電させ、前記キー始動電力量以上の電力量が前記第２蓄電部に貯蔵された後に前記エンジンを停止し、前記始動制御部は、イグニッションスイッチがオンにされると前記モータジェネレータに前記エンジンをキー始動させるとしてもよい。

この態様では、イグニッションスイッチがオフにされると停止条件が成立したと判定される。したがって、この態様によれば、次にイグニッションスイッチがオンにされたときに、第２蓄電部に貯蔵されているキー始動電力量以上の電力量によって、確実にエンジンをモータジェネレータによりキー始動することができる。また、モータジェネレータがエンジンにベルトを介して連結されているため、ギヤを介して連結されている場合に比べて、静粛にエンジンをキー始動することができる。

上記態様において、前記高電圧回路は、前記第２蓄電部に電気的に接続され、前記所定電圧値を超える電圧で動作し、前記エンジンの始動前に動作可能に構成され、触媒を加熱する触媒ヒータを更に含み、前記状態判定部は、前記イグニッションスイッチがオフにされると、前記キー始動電力量と前記触媒ヒータを動作させるのに必要なヒータ電力量とを加算した合計電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されているか否かを判定し、前記停止制御部は、前記合計電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されていると前記状態判定部により判定されると前記エンジンを停止し、前記合計電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されていないと前記状態判定部により判定されると、前記モータジェネレータに前記第２蓄電部を充電させ、前記合計電力量が前記第２蓄電部に貯蔵された後に前記エンジンを停止してもよい。

この態様では、触媒ヒータはエンジンの始動前に動作可能に構成されている。ここで、一般にエンジンの停止中には触媒の温度が低下している。このため、エンジンがキー始動される際には、触媒ヒータが動作する可能性は非常に高い。そこで、この態様では、イグニッションスイッチがオフにされると、キー始動電力量と触媒ヒータを動作させるのに必要なヒータ電力量とを加算した合計電力量が第２蓄電部に貯蔵されているか否かが判定される。そして、合計電力量が第２蓄電部に貯蔵された状態で、エンジンが停止される。したがって、この態様によれば、次にイグニッションスイッチのオンによりエンジンがキー始動される前に、第２蓄電部の貯蔵電力量によって、触媒ヒータを確実に動作させることができる。また、イグニッションスイッチがオンにされると、第２蓄電部の貯蔵電力量を用いて、エンジンをモータジェネレータにより確実に、かつ静粛にキー始動させることができる。

上記態様において、前記高電圧回路は、前記第２蓄電部に電気的に接続され、前記所定電圧値を超える電圧で動作し、座席又は車室内空気を加熱する車室ヒータを更に含み、前記状態判定部は、前記イグニッションスイッチがオフにされる直前のオン時に前記車室ヒータが動作していたか否かを示す情報を保存し、前記イグニッションスイッチがオフにされると、前記車室ヒータが動作していたことを示す情報が保存されている場合には、前記合計電力量と前記車室ヒータを動作させるために必要な動作電力量とを加算した加算電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されているか否かを判定し、前記停止制御部は、前記加算電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されていると前記状態判定部により判定されると前記エンジンを停止し、前記加算電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されていないと前記状態判定部により判定されると、前記モータジェネレータに前記第２蓄電部を充電させ、前記加算電力量が前記第２蓄電部に貯蔵された後に前記エンジンを停止してもよい。

イグニッションスイッチがオフにされる直前のオン時に車室ヒータが動作していた場合には、次にイグニッションスイッチがオンにされる際も、車室ヒータが動作する可能性が高い。そこで、この態様では、イグニッションスイッチがオフにされる直前のオン時に車室ヒータが動作していた場合には、合計電力量と車室ヒータを動作させるために必要な動作電力量とを加算した加算電力量が、第２蓄電部に貯蔵されているか否かが判定される。そして、加算電力量が第２蓄電部に貯蔵された状態で、エンジンが停止される。このため、この態様によれば、次にイグニッションスイッチがオンにされたときに、第２蓄電部に貯蔵されている電力量を用いて、エンジンをモータジェネレータにより確実に、かつ静粛にキー始動させることができ、車室ヒータも、確実に動作させることができる。

このエンジンの停止制御装置によれば、エンジンが停止される前に、始動電力量以上の電力量を第２蓄電部に貯蔵させることにより、エンジンの始動時には、第２蓄電部に貯蔵されている電力量を用いて、確実にエンジンを始動装置により始動させることができる。

エンジンの停止制御装置が搭載された車両の構成を概略的に示す図である。車両の制御系統の電気的構成を概略的に示すブロック図である。制御部により行われる処理の一例を示すフローチャートである。制御部により行われる処理の一例を示すフローチャートである。制御部により行われる処理の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本開示の実施の形態が説明される。なお、各図では、同様の要素には同様の符号が付され、適宜、説明が省略される。

（車両の全体構成）
図１は、エンジンの停止制御装置が搭載された車両の構成を概略的に示す図である。車両１は、図１に示されるように、エンジン２、ギヤ駆動式スタータ３、ベルト駆動式ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＳｔａｒｔｅｒＧｅｎｅｒａｔｏｒ（以下、単に「ＩＳＧ」と称される）４、シートヒータ５、正温度係数（ＰＴＣ）ヒータ６、触媒ヒータ７、遮断スイッチ素子８、キャパシタ９、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０、バイパススイッチ素子１１、鉛蓄電池（以下、単に「バッテリ」と称される）１２、低電圧電気機器１３等を備える。

キャパシタ９の正極は、遮断スイッチ素子８及び高電圧ラインＬ１を介して、ＩＳＧ４、シートヒータ５、ＰＴＣヒータ６、及び触媒ヒータ７に電気的に接続されており、これらは高電圧回路１４を構成する。バッテリ１２の正極は、低電圧ラインＬ２を介して、ギヤ駆動式スタータ３及び低電圧電気機器１３に電気的に接続されており、これらは低電圧回路１５を構成する。キャパシタ９の負極及びバッテリ１２の負極は接地されている。

車両１は、例えば４輪自動車である。エンジン２は、車両１のエンジンルームに設けられる。エンジン２の駆動力は、クランクシャフト２ａからトランスミッション、終減速機、駆動軸等を介して車輪１ａに伝達されて、車両１を走行させる。

ギヤ駆動式スタータ３（始動装置の一例）は、エンジン２を始動する。ギヤ駆動式スタータ３のピニオンギヤ３ａは、エンジン２のリングギヤ２ｂに連結されており、ギヤ駆動式スタータ３の駆動力は、ピニオンギヤ３ａ及びリングギヤ２ｂを介して、エンジン２のクランクシャフト２ａに伝達される。

ＩＳＧ４（モータジェネレータの一例）は、発電機能と電動機能とを兼有する。ＩＳＧ４は、ベルト４ａを介してエンジン２のクランクシャフト２ａに連結されている。ＩＳＧ４は、発電機能により動作する際は、エンジン２のクランクシャフト２ａと連動して回転するロータを磁界中で回転させることにより発電を行う。ＩＳＧ４は、磁界を発生するフィールドコイルへの供給電流の増減に応じて、最大数十Ｖまでの範囲で発電電圧を調節することが可能になっている。また、ＩＳＧ４には、発電された交流電力を直流電力に変換する整流器（図示省略）が内蔵されている。ＩＳＧ４で発電された電力は、この整流器で直流に変換された後に、高電圧ラインＬ１に出力される。

ＩＳＧ４は、電動機能により動作する際は、キャパシタ９からの電力供給を受けて駆動され、ベルト４ａを介してエンジン２のクランクシャフト２ａに駆動力を伝達して、エンジン２を始動する。発電機能により動作するＩＳＧ４は発電機の一例であり、電動機能により動作するＩＳＧ４は始動装置の一例である。

バッテリ１２（第１蓄電部の一例）は、本実施形態では、直列接続された６セルの鉛蓄電池を含む。この構成により、バッテリ１２の公称電圧は、ＤＣ１２Ｖになっている。鉛蓄電池は、化学反応によって電気エネルギーを蓄えるものであるため、急速な充放電には不向きである。しかし、鉛蓄電池は、充電容量を確保し易いため、比較的多量の電力を蓄えることができるという特性を有する。

キャパシタ９（第２蓄電部の一例）は、複数個の電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）が連結されて構成され、大容量化されている。キャパシタ９は、最大でＤＣ数十Ｖまで充電されることが可能に構成されている。電気二重層キャパシタは、鉛蓄電池とは異なり、電解質イオンの物理的な吸着によって電気を蓄えるものである。このため、電気二重層キャパシタは、比較的急速な充放電が可能で、内部抵抗も小さいという特性を有する。

遮断スイッチ素子８は、オンにされるとキャパシタ９を高電圧ラインＬ１に接続し、オフにされるとキャパシタ９を高電圧ラインＬ１から遮断する。遮断スイッチ素子８は、本実施形態では、機械式リレーで構成されている。代替的に、遮断スイッチ素子８は、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳ−ＦＥＴ）又は絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等の半導体スイッチで構成されてもよい。

ＤＣ−ＤＣコンバータ１０とバイパススイッチ素子１１とは、互いに並列に接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０とバイパススイッチ素子１１との並列回路は、高電圧回路１４と低電圧回路１５との間に設けられている。

ＤＣ−ＤＣコンバータ１０（電圧変換器の一例）は、例えば、内蔵するスイッチング素子のオンオフスイッチングによって入力電圧を変化させて出力する。本実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、高電圧ラインＬ１から低電圧ラインＬ２に（つまり図１中、左側から右側に）供給される電力の電圧を降圧する機能を有している。なお、本実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、これ以外の機能、例えば上記とは反対方向（つまり図１中、右側から左側へ）の電力の供給を許容したり、電圧を昇圧したりする機能は有していない。

バイパススイッチ素子１１は、オンにされると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の入力端（つまり高電圧ラインＬ１）及び出力端（つまり低電圧ラインＬ２）の間を短絡し、オフにされると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の入力端及び出力端の間を開放する。バイパススイッチ素子１１は、本実施形態では、機械式リレーで構成されている。代替的に、バイパススイッチ素子１１は、ＭＯＳ−ＦＥＴ又はＩＧＢＴ等の半導体スイッチで構成されてもよい。

シートヒータ５（高電圧電気機器の一例、車室ヒータの一例）は、車両１の座席を加熱するためのヒータである。ＰＴＣヒータ６（高電圧電気機器の一例、車室ヒータの一例）は、車両１の室内を暖房するためのヒータである。触媒ヒータ７は、排ガスを浄化する触媒を加熱するためのヒータである。シートヒータ５、ＰＴＣヒータ６、及び触媒ヒータ７は、ＤＣ数十Ｖでも安定して動作するため、高電圧ラインＬ１の側に配置されている。

低電圧電気機器１３は、本実施形態では、ＤＣ１２Ｖ（所定電圧値の一例）以下の電圧で動作する電気機器である。低電圧電気機器１３は、例えば、電動式パワーステアリング機構（ＥＡＰＳ）、エアコン、オーディオ機器などを含む。

図１に示される車両１の動作が簡単に説明される。まず、イグニッションＳＷ２０（図２）がオンにされると、遮断スイッチ素子８がオンにされ、バイパススイッチ素子１１がオフにされる。そして、ギヤ駆動式スタータ３又はＩＳＧ４がエンジン２をクランキングし、エンジン２が始動される。

車両１の減速時において、ＩＳＧ４はエンジン２からの動力により発電する。ＩＳＧ４によって発電された電力はキャパシタ９に蓄積される。また、ＩＳＧ４によって発電された電力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０によって電圧が降圧されて低電圧電気機器１３に供給されると共に、余剰電力はバッテリ１２に供給されて、バッテリ１２が充電される。

また、低電圧電気機器１３の電力需要が高く、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０から低電圧ラインＬ２に出力される電流が、仕様によって定められた所定値を超えると、キャパシタ９の電圧Ｖｃａｐがバッテリ１２の電圧近傍に低下するまで待って、バイパススイッチ素子１１がオンにされ、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の動作は停止される。これにより、キャパシタ９及びＩＳＧ４の電力はＤＣ−ＤＣコンバータ１０を通らずに、バイパススイッチ素子１１を介して低電圧電気機器１３に供給される。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０が故障することなく、低電圧電気機器１３の動作を継続させることができる。

（制御系統）
図２は、図１に示される車両１の制御系統の電気的構成を概略的に示すブロック図である。図２に示されるように、上述のギヤ駆動式スタータ３、ＩＳＧ４、シートヒータ５、ＰＴＣヒータ６、触媒ヒータ７、遮断スイッチ素子８、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０、バイパススイッチ素子１１、低電圧電気機器１３等の部品は、配線を介して制御部４０と接続されており、制御部４０からの指令に基づき制御される。図２に示されるように、さらに、インジェクタ３０が、配線を介して制御部４０と接続されており、制御部４０からの指令に基づき制御される。制御部４０は、例えば、従来周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータで構成される。

制御部４０は、車両１に設けられた各種センサ及び各種スイッチ（以下、「ＳＷ」と記述される）等と配線を介して接続され、検出信号及び操作信号は、制御部４０に逐次入力されるように構成されている。具体的には、車両１は、イグニッションＳＷ２０、水温センサ２１、アクセルＳＷ２２、フットブレーキＳＷ２３、車速センサ２４、キャパシタ電圧センサ２５、触媒温度センサ２６、ＰＴＣヒータＳＷ２７、シートヒータＳＷ２８、及びキーレスエントリシステム２９を備える。

水温センサ２１は、例えば、ラジエーターに設けられ、エンジン２の冷却水の温度（以下、単に「水温」とも称される）Ｔｗを検出する。アクセルＳＷ２２は、アクセルペダル１ｃの操作の有無、及びアクセルペダル１ｃの操作量を検出する。制御部４０は、アクセルＳＷ２２により検出されたアクセルペダル１ｃの操作量に応じて、インジェクタ３０を制御する。フットブレーキＳＷ２３は、フットブレーキペダル１ｂの操作の有無、及びフットブレーキペダル１ｂの操作量を検出する。

車速センサ２４は、車両１の走行速度を検出する。キャパシタ電圧センサ２５は、キャパシタ電圧Ｖｃａｐを検出する。触媒温度センサ２６は、排ガスを浄化する触媒の温度（以下、単に「触媒温度」と称される）Ｔｃを検出する。

キーレスエントリシステム２９は、車両１のドアロックの開錠及び施錠を制御する。キーレスエントリシステム２９は、例えば、車両１のキーを携帯するユーザが所定距離内に近づいて、キーから送信された電波を検知した場合に、車両１のドアロックを自動的に開錠してもよい。キーレスエントリシステム２９は、施錠されている車両１のドアロックを開錠すると開錠信号を制御部４０に出力し、開錠されている車両１のドアロックを施錠すると施錠信号を制御部４０に出力する。

図２に示されるように、制御部４０は、条件判定部４１、状態判定部４２、停止制御部４３、始動制御部４４、機器制御部４５、及び変換器制御部４６を含む。

条件判定部４１は、予め定められた停止条件が成立したか否かを判定する。条件判定部４１は、ユーザによりイグニッションＳＷ２０がオフにされると、停止条件が成立したと判定する。条件判定部４１は、上記停止条件として、アイドルストップ条件（自動停止条件の一例、以下、「ＩＳ条件」と記述する）が成立したか否かを判定する。

条件判定部４１は、アクセルＳＷ２２、フットブレーキＳＷ２３、車速センサ２４の検出信号を取得する。条件判定部４１は、取得した検出信号が、アクセルペダル１ｃが操作されておらず、フットブレーキペダル１ｂが操作され、かつ、車両１の速度が０（つまり車両１が停止）であることを示す場合に、ＩＳ条件が成立したと判定する。

状態判定部４２は、停止条件が成立したと条件判定部４１により判定されると、キャパシタ電圧センサ２５により検出されるキャパシタ電圧Ｖｃａｐに基づき、所定電力量がキャパシタ９に貯蔵されているか否かを判定する。状態判定部４２は、キャパシタ電圧Ｖｃａｐとキャパシタ９の既知の容量とから、キャパシタ９に貯蔵されている電力量を算出することができる。なお、上記所定電力量は、後述されるように、種々のケースによって異なる値が採用される。

停止制御部４３は、所定電力量がキャパシタ９に貯蔵されていると状態判定部４２により判定されると、エンジン２を停止する。停止制御部４３は、所定電力量がキャパシタ９に貯蔵されていないと状態判定部４２により判定されると、エンジン２を停止せずに、ＩＳＧ４を動作させて、所定電力量がキャパシタ９に貯蔵されるまでキャパシタ９を強制充電する。停止制御部４３は、強制充電により所定電力量がキャパシタ９に貯蔵された後、エンジン２を停止する。ＩＳ条件の成立によりエンジン２が停止された場合には、車両１は、通常走行からアイドルストップに移行する。

状態判定部４２は、更に、ＩＳ条件が成立したと条件判定部４１により判定されると、車両１がアイドルストップに移行した場合に、高電圧電気機器（つまりシートヒータ５、ＰＴＣヒータ６、及び触媒ヒータ７）が、アイドルストップ中に動作するか否かを予測する。

アイドルストップ中には、触媒温度Ｔｃは低下する。そこで、状態判定部４２は、ＩＳ条件成立時の触媒温度Ｔｃから、アイドルストップ中に触媒ヒータ７が動作するか否かを予測してもよい。

ＩＳ条件成立時にＰＴＣヒータＳＷ２７がオンにされている場合には、状態判定部４２は、アイドルストップ中にＰＴＣヒータ６が動作すると予測してもよい。ＩＳ条件成立時にシートヒータＳＷ２８がオンにされている場合には、状態判定部４２は、アイドルストップ中にシートヒータ５が動作すると予測してもよい。

ＩＳ条件成立時に、ＰＴＣヒータＳＷ２７及びシートヒータＳＷ２８がオフにされている場合には、状態判定部４２は、車室温と外気温との差から、アイドルストップ中にＰＴＣヒータ６及びシートヒータ５が動作することになるか否かを予測してもよい。

始動制御部４４は、イグニッションＳＷ２０がオンにされたときのエンジン２の始動を制御する。始動制御部４４は、まず、キーレスエントリシステム２９から開錠信号が入力されると、水温センサ２１により検出される水温Ｔｗが基準温度Ｔｗ０を超えているか否かを判定する。

エンジン２の冷却水の温度が低温状態（例えば、摂氏マイナス１０度〜摂氏０度の範囲）にある場合、車両１が低温環境下にさらされているので、ＩＳＧ４のベルト４ａに滑りが発生し、ＩＳＧ４は、ギヤ駆動式スタータ３に比べ、エンジン２の始動に失敗する可能性が高い。

一方、エンジン２の冷却水の温度が低温状態よりも高い常温状態では、ギヤ駆動式スタータ３及びＩＳＧ４共に、エンジン２の始動に失敗する可能性は低い。但し、ＩＳＧ４は、エンジン２のクランクシャフト２ａとベルト４ａで連結されているため、ＩＳＧ４の方がギヤ駆動式スタータ３に比べて静粛性が高い。

そこで、本実施の形態では、水温Ｔｗが基準温度Ｔｗ０を超えていれば、始動制御部４４は、イグニッションＳＷ２０がオンにされたときに、ＩＳＧ４を用いてエンジン２を始動する。水温Ｔｗが基準温度Ｔｗ０以下であれば、始動制御部４４は、イグニッションＳＷ２０がオンにされたときに、ギヤ駆動式スタータ３を用いてエンジン２を始動する。これによって、エンジン２の始動の確実性と静粛性との両立を図っている。基準温度Ｔｗ０としては、車両１が使用される地域にもよるが、例えば、摂氏マイナス１０度以上かつ摂氏０度以下の所定温度を採用することができる。

始動制御部４４は、アイドルストップ中におけるエンジン２の再始動を制御する。始動制御部４４は、まず、アイドルストップ中において、所定のアイドルストップリスタート条件（以下、「ＩＲ条件」と記述する）が成立したか否かを判定する。始動制御部４４は、車両１がアイドルストップに移行すると、経過時間をカウントし、かつ、アクセルＳＷ２２、及びフットブレーキＳＷ２３の検出信号を一定間隔（例えば１００ｍｓｅｃ）ごとに取得する。

始動制御部４４は、取得した検出信号から、アクセルペダル１ｃが操作されたと判定した時点、又はフットブレーキペダル１ｂの操作が無くなったと判定した時点、又はカウントしているアイドルストップの経過時間が予め定められた閾値を超えた時点で、ＩＲ条件が成立したと判定する。始動制御部４４は、ＩＲ条件が成立したと判定すると、キャパシタ９から供給される電力によってＩＳＧ４を駆動し、ＩＳＧ４の電動機能によりエンジン２を再始動させる。エンジン２が再始動されると、車両１は、アイドルストップから通常走行に移行する。

機器制御部４５は、高電圧電気機器、つまりシートヒータ５、ＰＴＣヒータ６、及び触媒ヒータ７の動作を制御する。ＰＴＣヒータＳＷ２７がユーザによりオンにされると、機器制御部４５は、ＰＴＣヒータ６を動作させる。シートヒータＳＷ２８がユーザによりオンにされると、機器制御部４５は、シートヒータ５を動作させる。

アイドルストップ中において、シートヒータ５及びＰＴＣヒータ６を動作させる場合には、機器制御部４５は、所定のデューティ比でＰＷＭ制御を行って、シートヒータ５及びＰＴＣヒータ６に供給される電力を通常時より低減する。例えば５０％のデューティ比でＰＷＭ制御が行われると、シートヒータ５及びＰＴＣヒータ６に供給される電力は、通常時の電力の１／２の低電力（所定低電力の一例）に低減される。

変換器制御部４６は、アイドルストップ中に、所定電力量（後述）がキャパシタ９に貯蔵されている間は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０を継続して動作させる。これによって、低電圧電気機器１３への電力供給はキャパシタ９から行われる。変換器制御部４６は、アイドルストップ中に、キャパシタ９に貯蔵されている電力量が所定電力量に低下したと状態判定部４２により判定されると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の動作を停止させて、キャパシタ９から低電圧電気機器１３への電力供給を停止する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の動作が停止されると、低電圧電気機器１３への電力供給は、バッテリ１２から行われる。

（制御動作）
図３〜図５は、制御部４０により行われる処理の一例を示すフローチャートである。制御部４０は、キーレスエントリシステム２９から開錠信号が入力されると、図３〜図５に示される処理を開始する。

図３において、Ｓ３０１では、制御部４０は、水温センサ２１からエンジン２の冷却水の水温Ｔｗを取得する。機器制御部４５は、触媒温度センサ２６から触媒温度Ｔｃを取得する。制御部４０は、取得した情報を例えばＲＡＭ等の記憶部に保存する。また、状態判定部４２は、ＰＴＣヒータＳＷ２７及びシートヒータＳＷ２８のオンオフの状態をそれぞれ取得する。状態判定部４２は、取得した情報を例えばＲＡＭ等の記憶部に保存する。

Ｓ３０２では、始動制御部４４は、Ｓ３０１で取得された水温Ｔｗが基準温度Ｔｗ０を超えているか否かを判定する。水温Ｔｗが基準温度Ｔｗ０を超えていれば（Ｓ３０２でＹＥＳ）、始動制御部４４は、始動設定フラグをＩＳＧ４による始動を表す「設定ＳＳ１」に設定する（Ｓ３０３）。一方、水温Ｔｗが基準温度Ｔｗ０以下であれば（Ｓ３０２でＮＯ）、始動制御部４４は、始動設定フラグをギヤ駆動式スタータ３による始動を表す「設定ＳＳ２」に設定する（Ｓ３０４）。

Ｓ３０５では、機器制御部４５は、Ｓ３０１で取得された触媒温度Ｔｃが基準温度Ｔｃ０を超えているか否かを判定する。触媒温度Ｔｃが基準温度Ｔｃ０を超えていれば（Ｓ３０５でＹＥＳ）、処理はＳ３１０に進められる。一方、触媒温度Ｔｃが基準温度Ｔｃ０以下であれば（Ｓ３０５でＮＯ）、機器制御部４５は、始動設定フラグがＩＳＧ４による始動を表す「設定ＳＳ１」に設定されているか否かを判定する（Ｓ３０６）。

始動設定フラグがＩＳＧ４による始動を表す「設定ＳＳ１」に設定されていれば（Ｓ３０６でＹＥＳ）、処理はＳ３０７に進められ、始動設定フラグがＩＳＧ４による始動を表す「設定ＳＳ１」に設定されていなければ（Ｓ３０６でＮＯ）、処理はＳ３０９に進められる。

Ｓ３０７では、状態判定部４２は、キャパシタ電圧センサ２５からキャパシタ電圧Ｖｃａｐを取得し、イグニッションＳＷ２０がオンにされたときにエンジン２をＩＳＧ４によりキー始動させるのに必要なキー始動電力量を超える電力量がキャパシタ９に貯蔵されているか否かを判定する。上記キー始動電力量を超える電力量がキャパシタ９に貯蔵されていなければ（Ｓ３０７でＮＯ）、処理はＳ３１０に進められる。一方、上記キー始動電力量を超える電力量がキャパシタ９に貯蔵されていれば（Ｓ３０７でＹＥＳ）、機器制御部４５は、触媒ヒータ７を作動させて（Ｓ３０８）、処理はＳ３１０に進められる。

Ｓ３０９では、状態判定部４２は、キャパシタ電圧センサ２５からキャパシタ電圧Ｖｃａｐを取得し、予め定められた下限電力量がキャパシタ９に貯蔵されているか否かを判定する。上記下限電力量がキャパシタ９に貯蔵されていれば（Ｓ３０９でＹＥＳ）、処理はＳ３０８に進められ、一方、上記下限電力量がキャパシタ９に貯蔵されていなければ（Ｓ３０９でＮＯ）、処理はＳ３１０に進められる。下限電力量は、例えば、バッテリ１２の出力電圧（本実施形態ではＤＣ１２Ｖ）より多少高い電圧に相当する電力量である。

Ｓ３１０では、始動制御部４４は、イグニッションＳＷ２０を用いてエンジンの始動操作がユーザにより行われたか否かを判定する。エンジンの始動操作が行われなければ（Ｓ３１０でＮＯ）、処理はＳ３０１に戻って、以上のステップが繰り返される。一方、エンジンの始動操作が行われると（Ｓ３１０でＹＥＳ）、始動制御部４４は、始動設定フラグに応じて、ギヤ駆動式スタータ３又はＩＳＧ４によって、エンジン２を始動させる（Ｓ３１１）。

Ｓ３１２では、必要に応じて（例えばＳ３０７でＮＯの場合又はＳ３０９でＮＯの場合）、機器制御部４５が触媒ヒータ７を作動させる。

図４のＳ４０１では、条件判定部４１は、イグニッションＳＷ２０がオフにされたか否かを判定する。イグニッションＳＷ２０がオフにされなければ（Ｓ４０１でＮＯ）、処理は図５のＳ５０１に進められる。一方、イグニッションＳＷ２０がオフにされると（Ｓ４０１でＹＥＳ）、条件判定部４１は、停止条件が成立したと判定し、処理はＳ４０２に進められる。

Ｓ４０２では、状態判定部４２は、Ｓ３０１で取得され保存されている情報を用いて、ＰＴＣヒータＳＷ２７及びシートヒータＳＷ２８がそれぞれオンにされていたか否かを判定する。ＰＴＣヒータＳＷ２７及びシートヒータＳＷ２８の両方がオフにされていれば（Ｓ４０２でＮＯ）、処理はＳ４０３に進められ、ＰＴＣヒータＳＷ２７及びシートヒータＳＷ２８のいずれかがオンにされていれば（Ｓ４０２でＹＥＳ）、処理はＳ４０４に進められる。

Ｓ４０３では、状態判定部４２は、キャパシタ電圧センサ２５からキャパシタ電圧Ｖｃａｐを取得し、イグニッションＳＷ２０がオンにされたときにエンジン２をＩＳＧ４によりキー始動させるのに必要なキー始動電力量と触媒ヒータ７を動作させるのに必要なヒータ電力量とを加算した合計電力量がキャパシタ９に貯蔵されているか否かを判定する。触媒ヒータ７を動作させるのに必要なヒータ電力量は、エンジン２が始動されるとＩＳＧ４による発電が可能になることを考慮して、触媒ヒータ７を例えば３０秒間動作させるための電力量に設定してもよい。

合計電力量がキャパシタ９に貯蔵されていなければ（Ｓ４０３でＮＯ）、処理はＳ４０５に進められる。一方、合計電力量がキャパシタ９に貯蔵されていれば（Ｓ４０３でＹＥＳ）、処理はＳ４０６に進められる。

Ｓ４０４では、状態判定部４２は、キャパシタ電圧センサ２５からキャパシタ電圧Ｖｃａｐを取得し、上記キー始動電力量と、触媒ヒータ７を動作させるのに必要なヒータ電力量と、ＰＴＣヒータ６及びシートヒータ５のうち作動しているヒータを動作させるために必要な動作電力量とを加算した加算電力量がキャパシタ９に貯蔵されているか否かを判定する。ＰＴＣヒータ６及びシートヒータ５を動作させるために必要な動作電力量は、エンジン２が始動されるとＩＳＧ４による発電が可能になることを考慮して、ＰＴＣヒータ６及びシートヒータ５を、それぞれ例えば３０秒間動作させるための電力量に設定してもよい。

加算電力量がキャパシタ９に貯蔵されていなければ（Ｓ４０４でＮＯ）、処理はＳ４０５に進められる。一方、加算電力量がキャパシタ９に貯蔵されていれば（Ｓ４０４でＹＥＳ）、処理はＳ４０６に進められる。

Ｓ４０５では、停止制御部４３は、ＩＳＧ４を発電機能により動作させてキャパシタ９を強制充電させる。Ｓ４０５の後、処理はＳ４０２に戻される。Ｓ４０６では、停止制御部４３は、エンジン２を停止させて、図３〜図５の処理は終了する。

図５のＳ５０１では、条件判定部４１は、ＩＳ条件が成立したか否かを判定する。ＩＳ条件が成立しなければ（Ｓ５０１でＮＯ）、処理はＳ４０１に戻される。すなわち、イグニッションＳＷ２０がオフにされず（Ｓ４０１でＮＯ）、ＩＳ条件が成立しなければ（Ｓ５０１でＮＯ）、Ｓ４０１及びＳ５０１の判定ステップが繰り返し実行される。

ＩＳ条件が成立すると（Ｓ５０１でＹＥＳ）、状態判定部４２は、高電圧電気機器（つまりシートヒータ５、ＰＴＣヒータ６、及び触媒ヒータ７）が、アイドルストップ中に動作するか否かを予測する。

アイドルストップ中に高電圧電気機器が動作しないと予測されると（Ｓ５０２でＮＯ）、処理はＳ５０３に進められ、アイドルストップ中に高電圧電気機器が動作すると予測されると（Ｓ５０２でＹＥＳ）、処理はＳ５０４に進められる。

Ｓ５０３では、状態判定部４２は、キャパシタ電圧センサ２５からキャパシタ電圧Ｖｃａｐを取得し、ＩＳＧ４を動作させて自動停止中のエンジン２を再始動させるのに必要な再始動電力量がキャパシタ９に貯蔵されているか否かを判定する。

上記再始動電力量がキャパシタ９に貯蔵されていなければ（Ｓ５０３でＮＯ）、処理はＳ５０６に進められ、上記再始動電力量がキャパシタ９に貯蔵されていれば（Ｓ５０３でＹＥＳ）、処理はＳ５０７に進められる。

Ｓ５０４では、機器制御部４５は、Ｓ５０２でシートヒータ５又はＰＴＣヒータ６がアイドルストップ中に動作すると予測された場合には、シートヒータ５及びＰＴＣヒータ６を動作させる際に、それぞれＰＷＭ制御により動作させる。これによって、シートヒータ５及びＰＴＣヒータ６を動作させるために必要な動作電力量は、通常時より低い所定低電力に対応する電力量に低減される。

Ｓ５０５では、状態判定部４２は、キャパシタ電圧センサ２５からキャパシタ電圧Ｖｃａｐを取得し、上記再始動電力量と、Ｓ５０２で動作すると予測された高電圧電気機器を動作させるために必要な動作電力量とを加算した合計電力量がキャパシタ９に貯蔵されているか否かを判定する。ＰＴＣヒータ６及びシートヒータ５を動作させるために必要な動作電力量は、Ｓ５０４で低減された電力量が用いられる。

上記合計電力量がキャパシタ９に貯蔵されていなければ（Ｓ５０５でＮＯ）、処理はＳ５０６に進められ、上記合計電力量がキャパシタ９に貯蔵されていれば（Ｓ５０５でＹＥＳ）、処理はＳ５０７に進められる。

Ｓ５０６では、停止制御部４３は、ＩＳＧ４を動作させてキャパシタ９を強制充電させる。Ｓ５０６の後、処理はＳ５０２に戻される。

Ｓ５０７では、停止制御部４３は、エンジン２を自動停止させる。エンジン２の自動停止により、車両１は、通常走行からアイドルストップに移行する。

Ｓ５０８では、状態判定部４２は、キャパシタ電圧センサ２５からキャパシタ電圧Ｖｃａｐを取得し、キャパシタ９に貯蔵されている電力量が、判定電力量に低下したか否かを判定する。判定電力量は、Ｓ５０３の判定ステップが実行された場合には再始動電力量であり、Ｓ５０５の判定ステップが実行された場合には合計電力量である。

キャパシタ９に貯蔵されている電力量が、判定電力量に低下していなければ（Ｓ５０８でＮＯ）、変換器制御部４６は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０を継続して動作させて、低電圧電気機器１３への電力供給はキャパシタ９から行われる（Ｓ５０９）。一方、キャパシタ９に貯蔵されている電力量が、判定電力量に低下していれば（Ｓ５０８でＹＥＳ）、変換器制御部４６は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の動作を停止させる（Ｓ５１０）。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の動作が停止されると、低電圧電気機器１３への電力供給は、バッテリ１２から行われる。

Ｓ５１１では、始動制御部４４は、ＩＲ条件が成立したか否かを判定する。ＩＲ条件が成立していなければ（Ｓ５１１でＮＯ）、処理はＳ５０８に戻される。一方、ＩＲ条件が成立していれば（Ｓ５１１でＹＥＳ）、始動制御部４４は、ＩＳＧ４を駆動して、ＩＳＧ４の電動機能によりエンジン２を再始動させる（Ｓ５１２）。エンジン２が再始動されると、車両１は、アイドルストップから通常走行に移行する。

なお、Ｓ５０８では、状態判定部４２は、一律に、キャパシタ９に貯蔵されている電力量が、再始動電力量に低下したか否かを判定してもよい。この場合には、Ｓ５１０において、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の動作を停止させ、かつ、高電圧電気機器の動作を停止させてもよい。

（作用）
以上説明されたとおり、本実施形態では、ＩＳ条件が成立したときに、再始動電力量がキャパシタ９に貯蔵されていなければ、直ぐにエンジン２が自動停止されずに、ＩＳＧ４によりキャパシタ９を強制充電し、再始動電力量がキャパシタ９に貯蔵された後に、エンジン２が自動停止されている。したがって、ＩＲ条件が成立したときに、キャパシタ９に貯蔵されている電力量によって、ＩＳＧ４は、確実にエンジン２を再始動させることができる。

また、本実施形態では、ＩＲ条件が成立したときに、エンジン２の再始動にバッテリ１２の貯蔵電力が使用されない。このため、エンジン2の再始動の際に、バッテリ１２から低電圧電気機器１３への電力供給に支障を来すことが無いという利点がある。

また、本実施形態では、車両１がアイドルストップに移行した後、キャパシタ９の貯蔵電力量が判定電力量に低下するまでは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０が継続して動作されて、低電圧電気機器１３への電力供給はキャパシタ９から行われる。このため、可能な限りキャパシタ９の貯蔵電力を使用することにより、バッテリ１２の劣化を抑制することができる。

また、本実施形態では、車両１がアイドルストップに移行した後、キャパシタ９の貯蔵電力量が、判定電力量に低下すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の動作が停止される。したがって、それ以上キャパシタ９の貯蔵電力量は低下しなくなる。

この判定電力量は、高電圧電気機器が動作しない場合には、再始動電力量である。これによって、ＩＲ条件が成立したときに、キャパシタ９に貯蔵されている電力量を用いて、ＩＳＧ４は、エンジン２を確実に再始動させることができる。

一方、上記判定電力量は、高電圧電気機器が動作する場合には、再始動電力量と高電圧電気機器を動作させるために必要な動作電力量とを加算した合計電力量である。これによって、ＩＲ条件が成立したときに、キャパシタ９に貯蔵されている電力量を用いて、高電圧電気機器の動作を継続し、かつ、ＩＳＧ４は、エンジン２を確実に再始動させることができる。

また、本実施形態では、ＩＲ条件が成立したときに、ＩＳＧ４を用いてエンジン２が再始動されている。ＩＳＧ４は、ベルト４ａによりエンジン２に連結されている。このため、ＩＳＧ４を用いることにより、ピニオンギヤ３ａを介してエンジン２に連結されているギヤ駆動式スタータ２に比べて、より静粛にエンジン２を再始動することができる。

また、本実施形態では、イグニッションＳＷ２０がオフにされたときに、キー始動電力量と触媒ヒータ７を動作させるのに必要なヒータ電力量とを加算した合計電力量がキャパシタ９に貯蔵された後に、エンジン２が停止されている。したがって、次にイグニッションＳＷ２０がオンにされたときに、キャパシタ９からの電力供給により、触媒ヒータ７を動作させつつ、ＩＳＧ４によりエンジン２を確実にキー始動させることができる。

また、本実施形態では、イグニッションＳＷ２０のオン時に、ＰＴＣヒータＳＷ２７又はシートヒータＳＷ２８がオンにされていた場合には、オンにされていたＰＴＣヒータ６又はシートヒータ５を動作させるために必要な動作電力量と、キー始動電力量と、触媒ヒータ７を動作させるのに必要なヒータ電力量とを加算した加算電力量がキャパシタ９に貯蔵された後に、エンジン２が停止されている。したがって、次にイグニッションＳＷ２０がオンにされたときに、キャパシタ９に貯蔵されている電力量を用いて、触媒ヒータ７及びオンにされていたＰＴＣヒータ６又はシートヒータ５を動作させつつ、ＩＳＧ４は、エンジン２を確実にキー始動させることができる。

また、本実施形態では、水温Ｔｗが基準温度Ｔｗ０を超えている場合には、イグニッションＳＷ２０のオン時に、ＩＳＧ４を用いてエンジン２がキー始動されている。このため、ＩＳＧ４を用いることにより、ギヤ駆動式スタータ２に比べて、より静粛にエンジン２をキー始動させることができる。

（変形例１）
上記実施形態では、バッテリ１２よりも急速な充放電が可能な、複数の電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）を含むキャパシタ９が用いられている。例えば第２蓄電部として、キャパシタ９に代えて、リチウムイオンキャパシタを用いてもよい。リチウムイオンキャパシタは、電気二重層キャパシタとは異なり、リチウムイオンを電気化学的に吸蔵可能な炭素系材料を負極として用いることによってエネルギー密度をさらに向上させたものである。リチウムイオンキャパシタは、正極と負極とで充放電の原理が異なる（化学反応を併用する）ことから、ハイブリッドキャパシタとも呼ばれる。

あるいは、キャパシタ９に代えて、リチウムイオン二次電池、又はニッケル水素蓄電池を第２蓄電部として用いてもよい。

（変形例２）
上記実施形態では、制御部４０は、ＩＳＧ４を発電機能により動作させるときは、フィールドコイルに電流を供給し、ＩＳＧ４を電動機能により動作させるときは、フィールドコイル及び三相コイルに電流を供給しているが、これに限られない。例えば、ＩＳＧの筐体内に、ＩＳＧの動作を制御するマイクロコンピュータが設けられていてもよい。この場合には、制御部４０は、ＩＳＧのマイクロコンピュータに対して、例えば、発電機能または電動機能の動作モードと、発電機能であれば発電する電力の電圧、電動機能であれば駆動力などを指示してもよい。ＩＳＧのマイクロコンピュータは、制御部４０の指示にしたがって、ＩＳＧの動作を制御してもよい。

２エンジン
３ギヤ駆動式スタータ
４ＩＳＧ
５シートヒータ
６ＰＴＣヒータ
７触媒ヒータ
９キャパシタ
１０ＤＣ−ＤＣコンバータ
１２バッテリ
１３低電圧電気機器
１４高電圧回路
１５低電圧回路
４０制御部
４１条件判定部
４２状態判定部
４３停止制御部
４４始動制御部
４５機器制御部
４６変換器制御部

Claims

車両に搭載されたエンジンを始動する始動装置と、
前記エンジンにより駆動されて発電する発電機と、
所定電圧値以下の電圧で動作する低電圧電気機器と、
前記低電圧電気機器に電気的に接続され、上限電圧が前記所定電圧値に設定された第１蓄電部と、
前記始動装置及び前記発電機に電気的に接続され、上限電圧が前記所定電圧値より高い電圧に設定され、前記第１蓄電部より急速な充放電が可能な第２蓄電部と、
前記エンジンの動作中に予め定められた停止条件が成立したか否かを判定する条件判定部と、
前記停止条件が成立したと前記条件判定部により判定されると、前記エンジンを前記始動装置により始動させるのに必要な始動電力量以上の電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されているか否かを判定する状態判定部と、
前記始動電力量以上の電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されていると前記状態判定部により判定されると前記エンジンを停止し、前記始動電力量以上の電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されていないと前記状態判定部により判定されると、前記発電機に前記第２蓄電部を充電させ、前記始動電力量以上の電力量が前記第２蓄電部に貯蔵された後に前記エンジンを停止する停止制御部と、
を備えるエンジンの停止制御装置。
前記第２蓄電部に電気的に接続され、発電機能及び電動機能を兼有し、前記エンジンにベルトを介して連結されたモータジェネレータと、
前記低電圧電気機器及び前記第１蓄電部を含む低電圧回路と、前記モータジェネレータ及び前記第２蓄電部を含む高電圧回路との間に設けられ、前記モータジェネレータ又は前記第２蓄電部から出力される電圧を低下させて前記低電圧回路に出力する電圧変換器と、
前記始動装置を制御する始動制御部と、
を更に備え、
前記発電機は、前記発電機能により動作する前記モータジェネレータであり、
前記始動装置は、前記電動機能により動作する前記モータジェネレータであり、
前記第２蓄電部は、前記発電機能により動作する前記モータジェネレータによって充電され、前記電動機能により動作する前記モータジェネレータに電力を供給し、
前記条件判定部は、前記停止条件として、予め定められた自動停止条件が成立したか否かを判定し、
前記状態判定部は、前記エンジンを前記始動装置により始動させるのに必要な始動電力量を、自動停止中の前記エンジンを前記モータジェネレータにより再始動させるのに必要な再始動電力量に設定し、前記自動停止条件が成立したと前記条件判定部により判定されると、前記再始動電力量以上の電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されているか否かを判定し、
前記停止制御部は、前記再始動電力量以上の電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されていると前記状態判定部により判定されると前記エンジンを自動停止し、前記再始動電力量以上の電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されていないと前記状態判定部により判定されると、前記モータジェネレータに前記第２蓄電部を充電させ、前記再始動電力量以上の電力量が前記第２蓄電部に貯蔵された後に前記エンジンを自動停止し、
前記始動制御部は、前記エンジンの自動停止中に予め定められた再始動条件が成立したと判定すると、前記モータジェネレータに前記エンジンを再始動させる請求項１に記載のエンジンの停止制御装置。
前記エンジンの自動停止中において、前記再始動電力量以上の電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されている間は、前記電圧変換器を動作させて前記第２蓄電部から前記低電圧回路に電力を供給し、前記第２蓄電部に貯蔵されている電力量が前記再始動電力量に低下すると、前記電圧変換器を停止させて前記第２蓄電部から前記低電圧回路への電力供給を停止する変換器制御部を更に備える請求項２に記載のエンジンの停止制御装置。
前記高電圧回路は、前記第２蓄電部に電気的に接続され、前記所定電圧値を超える電圧で動作する高電圧電気機器を更に含み、
前記状態判定部は、前記自動停止条件が成立したと前記条件判定部により判定されると、前記高電圧電気機器が前記エンジンの自動停止中に動作するか否かを予測し、前記高電圧電気機器が前記エンジンの自動停止中に動作すると予測したときは、前記再始動電力量と前記高電圧電気機器を動作させるために必要な動作電力量とを加算した合計電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されているか否かを判定し、
前記停止制御部は、前記合計電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されていると前記状態判定部により判定されると前記エンジンを自動停止し、前記合計電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されていないと前記状態判定部により判定されると、前記モータジェネレータに前記第２蓄電部を充電させ、前記合計電力量が前記第２蓄電部に貯蔵された後に前記エンジンを自動停止する請求項２又は３に記載のエンジンの停止制御装置。
前記高電圧電気機器を制御する機器制御部を更に備え、
前記高電圧電気機器は、座席又は車室内空気を加熱する車室ヒータを含み、
前記機器制御部は、前記エンジンの自動停止中に前記車室ヒータを動作させる場合には、前記第２蓄電部から前記車室ヒータに供給する電力を通常時より低い所定低電力に低下させ、
前記状態判定部は、前記動作電力量を前記所定低電力に対応する電力量に設定して前記合計電力量を算出する請求項４に記載のエンジンの停止制御装置。
前記第２蓄電部に電気的に接続され、発電機能及び電動機能を兼有し、前記エンジンにベルトを介して連結されたモータジェネレータと、
前記低電圧電気機器及び前記第１蓄電部を含む低電圧回路と、前記モータジェネレータ及び前記第２蓄電部を含む高電圧回路との間に設けられ、前記モータジェネレータ又は前記第２蓄電部から出力される電圧を低下させて前記低電圧回路に出力する電圧変換器と、
前記始動装置を制御する始動制御部と、
を更に備え、
前記発電機は、前記発電機能により動作する前記モータジェネレータであり、
前記始動装置は、前記電動機能により動作する前記モータジェネレータであり、
前記第２蓄電部は、前記発電機能により動作する前記モータジェネレータにより充電され、前記電動機能により動作する前記モータジェネレータに電力を供給し、
前記条件判定部は、イグニッションスイッチがオフにされると前記停止条件が成立したと判定し、
前記状態判定部は、前記エンジンを前記始動装置により始動させるのに必要な始動電力量を、前記イグニッションスイッチがオンにされたときに前記エンジンを前記モータジェネレータによりキー始動させるのに必要なキー始動電力量に設定し、前記イグニッションスイッチがオフにされると、前記キー始動電力量以上の電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されているか否かを判定し、
前記停止制御部は、前記キー始動電力量以上の電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されていると前記状態判定部により判定されると前記エンジンを停止し、前記キー始動電力量以上の電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されていないと前記状態判定部により判定されると、前記モータジェネレータに前記第２蓄電部を充電させ、前記キー始動電力量以上の電力量が前記第２蓄電部に貯蔵された後に前記エンジンを停止し、
前記始動制御部は、イグニッションスイッチがオンにされると前記モータジェネレータに前記エンジンをキー始動させる請求項１に記載のエンジンの停止制御装置。
前記高電圧回路は、前記第２蓄電部に電気的に接続され、前記所定電圧値を超える電圧で動作し、前記エンジンの始動前に動作可能に構成され、触媒を加熱する触媒ヒータを更に含み、
前記状態判定部は、前記イグニッションスイッチがオフにされると、前記キー始動電力量と前記触媒ヒータを動作させるのに必要なヒータ電力量とを加算した合計電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されているか否かを判定し、
前記停止制御部は、前記合計電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されていると前記状態判定部により判定されると前記エンジンを停止し、前記合計電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されていないと前記状態判定部により判定されると、前記モータジェネレータに前記第２蓄電部を充電させ、前記合計電力量が前記第２蓄電部に貯蔵された後に前記エンジンを停止する請求項６に記載のエンジンの停止制御装置。
前記高電圧回路は、前記第２蓄電部に電気的に接続され、前記所定電圧値を超える電圧で動作し、座席又は車室内空気を加熱する車室ヒータを更に含み、
前記状態判定部は、前記イグニッションスイッチがオフにされる直前のオン時に前記車室ヒータが動作していたか否かを示す情報を保存し、前記イグニッションスイッチがオフにされると、前記車室ヒータが動作していたことを示す情報が保存されている場合には、前記合計電力量と前記車室ヒータを動作させるために必要な動作電力量とを加算した加算電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されているか否かを判定し、
前記停止制御部は、前記加算電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されていると前記状態判定部により判定されると前記エンジンを停止し、前記加算電力量が前記第２蓄電部に貯蔵されていないと前記状態判定部により判定されると、前記モータジェネレータに前記第２蓄電部を充電させ、前記加算電力量が前記第２蓄電部に貯蔵された後に前記エンジンを停止する請求項７に記載のエンジンの停止制御装置。