(57)【要約】【課題】  エンジン始動装置の動作電流供給時におけるバッテリ出力電圧の低下を防止して、車両運転を円滑かつ安定化する。【解決手段】  キャパシタ１２０は、エンジン起動前には所定電圧以下に放電制御され、エンジン起動後にはバッテリ１１０からの充電電流により充電される。車両起動後の初回のエンジン起動時には、電流スイッチＳＷ１，ＳＷ３のオンおよびＳＷ２のオフにより、バッテリ１１０からの始動電流Ｉ１によってスタータモータ６０の動作電流が供給される。一方、エンジン起動後、キャパシタ１２０の充電完了後にはエコランを許可するとともに、エコランによるエンジン一時停止後の再始動時には、電流スイッチＳＷ１のオフおよびＳＷ２，ＳＷ３のオンによって、キャパシタ１２０からもスタータモータ６０の動作電流が供給される。このとき、バッテリ１１０からは、電流制限抵抗１４０を介して始動電流Ｉ１♯が供給されるので、バッテリ１１０の出力電圧Ｖｂの低下を防止できる。【選択図】        図２
2006029142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動力を発生するエンジンおよび電力供給を受けて該エンジンを始動するエンジン始動装置を搭載した車両のエンジン始動制御装置であって、
蓄積した電力を前記エンジン始動装置へ供給可能な第１および第２の蓄電装置と、
前記第１および第２の蓄電装置と前記エンジン始動装置との間に設けられ、前記第１および第２の蓄電装置のそれぞれからの第１および第２の始動電流の少なくとも一方によって前記エンジン始動装置の動作電流を供給する始動電流制御部とを備え、
前記始動電流制御部は、エンジン始動時における前記車両の状態に応じて、前記動作電流のうちの前記第１および第２の始動電流の割合を制御する、車両のエンジン始動制御装置。
【請求項２】
前記車両の駆動力の少なくとも一部によって発電する発電装置をさらに備え、
前記第１の蓄電装置は、前記発電装置の発電電力によって充電可能な二次電池であり、かつ、前記エンジン始動装置以外の負荷に対しても電力を供給し、
前記第２の蓄電装置は、コンデンサである、請求項１記載の車両のエンジン始動制御装置。
【請求項３】
前記車両は、前記エンジンの起動後における前記車両の一時停止時に、所定条件の成立に応答してアイドリングを停止するために前記エンジンを一時停止するエコノミランニングシステムをさらに備え、
前記エンジン始動は、前記車両の起動後の初回のエンジン始動であるエンジン起動と、前記エンジン起動後に前記エコノミランニングシステムによる前記エンジン一時停止後のエンジン始動であるエンジン再始動とを含み、
前記始動電流制御部は、前記車両の起動前において、前記第２の蓄電装置の出力電圧が所定電圧以下となるように前記第２の蓄電装置の放電制御を行なう一方で、前記エンジンの起動後には、少なくとも一部の期間において前記第１の蓄電装置から前記第２の蓄電装置への充電経路を形成し、
前記始動電流制御部は、エンジン起動時における前記第１の始動電流よりも、前記エンジン再始動時における前記第１の始動電流を小さく設定するとともに、前記エンジン起動時における前記第２の始動電流よりも前記エンジン再始動時における前記第２の始動電流を大きく設定する、請求項２記載の車両のエンジン始動制御装置。
【請求項４】
前記始動電流制御部は、
前記第１の蓄電装置および電流出力ノードの間に設けられた電流制限用抵抗と、
前記第１の蓄電装置および電流出力ノードの間に、前記電流制限用抵抗と並列に設けられた第１のスイッチと、
前記第２の蓄電装置および電流出力ノードの間に設けられた第２のスイッチと、
前記電流出力ノードおよび前記エンジン始動装置の間に設けられた第３のスイッチとを含み、
前記始動電流制御部は、前記エンジン起動時には、前記第２のスイッチのオフならびに前記第１および第３のスイッチのオンにより前記エンジン始動装置へ電流を供給する一方で、前記エンジン再始動時には、前記第１のスイッチのオフならびに前記第２および第３のスイッチのオンにより前記エンジン始動装置へ電流を供給する、請求項３記載の車両のエンジン始動制御装置。
【請求項５】
前記始動電流制御部は、前記第１の蓄電装置から前記第２の蓄電装置への充電経路が形成される期間の少なくとも一部において、前記第２のスイッチをオンするとともに、前記第１および第３のスイッチをオフする、請求項４記載の車両のエンジン始動制御装置。
【請求項６】
前記始動電流制御部は、前記エンジンの起動後において、前記第２の蓄電装置の出力電圧に応じて前記エコノミランニングシステムによるエンジンの一時停止を禁止する、請求項３記載の車両のエンジン始動制御装置。
【請求項７】
前記始動電流制御部は、前記第１および第２の蓄電装置間に設けられた双方向コンバータをさらに含み、
前記第１および第２の蓄電装置の一方は、前記第１および第２の蓄電装置の他方からの出力によって充電可能である、請求項１から６のいずれか１項に記載の車両のエンジン始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両のエンジン始動制御装置に関し、より特定的には、複数の蓄電装置からの電流供給を受けるエンジン始動装置を備えた車両のエンジン始動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車等の車両では鉛蓄電池等の二次電池（バッテリ）を蓄電装置として備える構成が一般的である。鉛蓄電池等の二次電池は、エネルギ密度が大きいため比較的長時間の使用に耐え得る一方で、一旦過放電となると再充電に時間を要するため、電気二重層コンデンサ等を補助的な蓄電装置として利用するシステムが提案されている。たとえば、動作時に大電流を消費するスタータモータ（エンジン始動装置）の駆動用に、バッテリとは別にコンデンサ（キャパシタ）を配置する構成が提案されている（たとえば特許文献１および２）。
【０００３】
また、最近では、燃費の向上を目的として、いわゆるエコノミランニングシステム（以下、単に「エコランシステム」とも称する）を搭載した車両（以下、「エコラン車両」とも称する）が開発されている。このエコランシステムでは、車両が一時的に停止した場合に、所定のエンジン停止条件の成立に応答してエンジンのアイドリングを強制的に止め、そのエンジン停止条件が成立しなくなった時点でエンジンを自動的にクランキングして再始動する。これにより、全体としてのアイドリングの時間が短くなって排気ガスの排出量が削減され、かつ燃費が向上する。この種のエコラン車においては、エンジンの再始動を迅速に行なう必要があるので、エンジンをクランキングするためのスタータモータの電源として、従来のバッテリに代えて、瞬時に大きい電力を放電できるキャパシタを採用することがある。
【０００４】
このような、キャパシタおよびバッテリの両方を備えたエコラン車両のエンジン始動装置において、低温時であってもキャパシタから必要十分に電力を放電させてエンジンの始動性や車両の発進加速性を良好にするために、低温時に蓄電装置の出力電圧を昇圧する昇圧手段を備える構成が提案されている（特許文献３）。
【０００５】
また、エンジンおよびモータジェネレータを駆動力源として備えたハイブリッド車両において、モータジェネレータ駆動用のキャパシタの電気エネルギが無駄に消費されることを抑制するために、エンジンの始動要求が発生しない場合はキャパシタの電力を補機バッテリに供給する構成が提案されている（たとえば特許文献４）。
【特許文献１】特開平９−２４７８５６号
【特許文献２】特開平１０−１９１５７６号公報
【特許文献３】特開２００３−２１９５６４号公報
【特許文献４】特開２０００−１５６９１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、バッテリ（代表的には鉛蓄電池）およびキャパシタによって大電流を消費するスタータモータ（エンジン始動装置）の動作電流を供給する構成では、バッテリからは一般的に他の電気機器類への電源供給が合わせて行なわれる。このような構成では、スタータモータへの動作電流供給時にバッテリの出力電圧が低下すると、これらの補機が正常に動作しなくなるおそれがある。
【０００７】
たとえば、これらの補機に、エンジンコントロールユニット等の電子制御装置（ＥＣＵ）を含む場合には、ＥＣＵ中の演算装置（ＣＰＵ）がリセット状態となってしまい正常な運転が実行できなくなるおそれがある。特に、エコランシステムによるエンジン一時停止からの復帰時、すなわちエンジン再始動にこのような現象が発生すると、運転を円滑に再開することができず、運転性を大きく損なう。
【０００８】
一方、キャパシタは二次電池に比較してパワー密度が高いがエネルギ密度は低いため、キャパシタのみでのスタータモータへの動作電流供給はキャパシタの大型化を招く。また、キャパシタに残余電荷を残したままで長時間放置することは寿命低下につながるため、車両停止時には、キャパシタから残余電荷を抜いておくことが好ましい。
【０００９】
したがって、バッテリおよびキャパシタの組合わせによってエンジン始動装置の動作電流を供給する構成において、車両状態に応じて、具体的には、車両起動時のエンジン始動と、その後のエコランシステムによるエンジン一時停止後のエンジン再始動との間で、バッテリおよびキャパシタ間での電流供給バランスを車両状態に応じて適切に変更させる必要がある。
【００１０】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、バッテリおよびコンデンサ（キャパシタ）の両方によってエンジン始動装置の動作電流供給が可能な車両において、車両状態に応じて両者からの電流供給バランスを適切化して、車両運転を円滑かつ安定化することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明による車両のエンジン始動制御装置は、車両の駆動力を発生するエンジンおよび電力供給を受けて該エンジンを始動するエンジン始動装置を搭載した車両のエンジン始動制御装置であって、第１および第２の蓄電装置と、始動電流制御部とを備える。第１および第２の蓄電装置は、蓄積した電力をエンジン始動装置へ供給可能である。始動電流制御部は、第１および第２の蓄電装置とエンジン始動装置との間に設けられ、第１および第２の蓄電装置のそれぞれからの第１および第２の始動電流の少なくとも一方によってエンジン始動装置の動作電流を供給する。さらに、始動電流制御部は、エンジン始動時における車両の状態に応じて、動作電流のうちの第１および第２の始動電流の割合を制御する。
【００１２】
この発明による車両のエンジン始動制御装置では、第１および第２の蓄電装置の両方によってエンジン始動装置の動作電流を供給可能な車両において、車両状態、より具体的には、第１および第２の蓄電装置の出力可能電力を考慮して、両者からの電流供給バランスを適切化した上で、エンジン始動装置の動作電流を供給できる。したがって、消費電力の大きいエンジン始動装置への動作電流供給時に、いずれかの蓄電装置において出力電力過大による出力電圧低下が発生することを防止できるので、車両運転を平滑かつ安定化できる。
【００１３】
好ましくは、この発明による車両のエンジン始動制御装置は、車両の駆動力の少なくとも一部によって発電する発電装置をさらに備える。第１の蓄電装置は、発電装置の発電電力によって充電可能な二次電池であり、かつ、エンジン始動装置以外の負荷に対しても電力を供給し、第２の蓄電装置は、コンデンサ（キャパシタ）である。
【００１４】
上記の車両のエンジン始動制御装置によれば、エンジン始動装置以外の負荷を有する二次電池およびエンジン始動装置用のコンデンサの組合わせにより、上記負荷への供給電圧の低下を招くことなくエンジン始動装置への動作電流を供給可能な構成を実現できる。
【００１５】
さらに好ましくは、この発明による車両のエンジン始動制御装置では、車両は、エンジンの起動後における車両の一時停止時に、所定条件の成立に応答してアイドリングを停止するためにエンジンを一時停止するエコノミランニングシステムをさらに備える。このため、エンジン始動は、車両の起動後の初回のエンジン始動であるエンジン起動と、エンジン起動後にエコノミランニングシステムによるエンジン一時停止後のエンジン始動であるエンジン再始動とを含む。始動電流制御部は、車両の起動前において、第２の蓄電装置の出力電圧が所定電圧以下となるように第２の蓄電装置の放電制御を行なう一方で、エンジンの起動後には、少なくとも一部の期間において第１の蓄電装置から第２の蓄電装置への充電経路を形成する。さらに、始動電流制御部は、エンジン起動時における第１の始動電流よりも、エンジン再始動時における第１の始動電流を小さく設定するとともに、エンジン起動時における第２の始動電流よりもエンジン再始動時における第２の始動電流を大きく設定する。
【００１６】
上記の車両のエンジン始動制御装置によれば、車両起動後のエンジン起動時には、第１の蓄電装置（二次電池）による始動電流を主とし、かつ、エコラン後のエンジン再始動時には、第２の蓄電装置（コンデンサ）からの始動電流の割合を増やして、エンジン始動装置の動作電流を供給できる。したがって、エコランシステム搭載車両において、エンジン一時停止から復帰するエンジン再始動に第１の蓄電装置（二次電池）の著しい出力電圧低下を避けることができるので、車両運転を円滑かつ安定的に再開することができる。また、車両停止時（エンジン起動前）には、第２の蓄電装置（コンデンサ）の放電制御を行なうのでコンデンサの寿命を長期化できる。
【００１７】
さらに好ましくは、この発明による車両のエンジン始動制御装置では、始動電流制御部は、第１の蓄電装置および電流出力ノードの間に設けられた電流制限用抵抗と、第１の蓄電装置および電流出力ノードの間に、電流制限用抵抗と並列に設けられた第１のスイッチと、第２の蓄電装置および電流出力ノードの間に設けられた第２のスイッチと、電流出力ノードおよびエンジン始動装置の間に設けられた第３のスイッチとを含む。始動電流制御部は、エンジン起動時には、第２のスイッチのオフならびに第１および第３のスイッチのオンによりエンジン始動装置へ電流を供給する一方で、エンジン再始動時には、第１のスイッチのオフならびに第２および第３のスイッチのオンによりエンジン始動装置へ電流を供給する。
【００１８】
上記の車両のエンジン始動制御装置によれば、電流制限抵抗および第１から第３の電流スイッチを用いた簡易な回路構成により、車両起動後のエンジン起動時には、第１の蓄電装置（二次電池）によって動作電流を供給し、かつ、エコラン後のエンジン再始動時には、電流制限抵抗を介した二次電池からの始動電流および第２の蓄電装置（コンデンサ）からの始動電流の和によって、エンジン始動装置の動作電流を供給可能な始動電流制御部を構成できる。
【００１９】
特にこのような構成において、この発明による車両のエンジン始動制御装置では、始動電流制御部は、第１の蓄電装置から第２の蓄電装置への充電経路が形成される期間の少なくとも一部において、第２のスイッチをオンするとともに、第１および第３のスイッチをオフする。
【００２０】
上記の車両のエンジン始動制御装置によれば、電流制限用抵抗を介した接続によって、発電機によって充電可能な第１の蓄電装置（二次電池）から第２の蓄電装置（コンデンサ）への充電経路を簡易に形成できる。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ等による制御を伴った充電と比較して、全体での電力効率を高めることができる。
【００２１】
また、さらに好ましくは、この発明による車両のエンジン始動制御装置では、始動電流制御部は、エンジンの起動後において、第２の蓄電装置の出力電圧に応じてエコノミランニングシステムによるエンジンの一時停止を禁止する。
【００２２】
上記の車両のエンジン始動制御装置によれば、長寿命化のために車両停止時（エンジン起動前）に第２の蓄電装置（コンデンサ）を放電制御する構成において、エンジン起動後にコンデンサが十分充電されるまでの間エコランシステムによるエンジン一時停止が禁止される。したがって、エコラン後のエンジン再始動時において、第１の蓄電装置（二次電池）からの出力が過大となって、その出力電圧が低下することをさらに確実に防止できる。この結果、車両運転の安定性がさらに高められる。
【００２３】
あるいは好ましくは、この発明による車両のエンジン始動制御装置では、始動電流制御部は、第１および第２の蓄電装置間に設けられた双方向コンバータをさらに含み、第１および第２の蓄電装置の一方は、第１および第２の蓄電装置の他方からの出力によって充電可能である。
【００２４】
上記の車両のエンジン始動制御装置によれば、長寿命化のために車両停止時（エンジン起動前）に第２の蓄電装置（コンデンサ）を放電制御する構成において、この放電電流を第１の蓄電装置（二次電池）の充電に用いることができるので、車両全体でのエネルギ効率が向上する。また、エンジン起動後における二次電池からコンデンサへの充電時にもコンバータによる充電電流制御が可能であるので、充電電流が過大となって二次電池の出力電圧の低下を招くことがないので、車両の各機器の動作をさらに安定化できる。
【発明の効果】
【００２５】
この発明による車両のエンジン始動制御装置によれば、第１の蓄電装置（二次電池）および第２の蓄電装置（コンデンサ）の両方によってエンジン始動装置への動作電流供給が可能な車両において、車両状態に応じて両者からの電流供給バランスを適切化できる。したがって、消費電力の大きいエンジン始動装置への動作電流供給時に、いずれかの蓄電装置において出力電力過大による出力電圧低下が発生することを防止できるので、車両運転を平滑かつ安定化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下において、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は原則として繰返さないものとする。
【００２７】
図１は、この発明によるエンジン始動制御装置が搭載された車両１０の概略構成を説明するブロック図である。図１では、車両１０の全体構成のうち、エンジンおよびその始動装置に関連する部分が代表的に示されている。
【００２８】
図１を参照して、車両１０は、エンジン２０と、変速機（Ｔ／Ｍ）３０と、発電機４０と、差動装置（ディファレンシャル）４５と、車輪５０と、スタータモータ６０と、補機類９０と、エンジン始動制御装置１００とを備える。
【００２９】
エンジン２０は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンまたはＬＰＧエンジン等の内燃機関が用いられる。このエンジン２０は、燃料噴射装置（図示せず）、潤滑装置（図示せず）、点火装置（図示せず）、冷却装置（図示せず）などを備えた公知の構造のものである。
【００３０】
エンジン２０を始動させるために、エンジン始動制御装置１００からの電流供給によって動作するスタータモータ６０が設けられる。代表的には、スタータモータ６０として、マグネチックシフト式またはリダクションギヤ式などの公知の直流モータが使用される。
【００３１】
スタータモータ６０から出力されたトルクがエンジン２０のフライホイール（図示せず）に伝達されてエンジン２０が始動するとともに、燃料噴射装置による燃料噴射および点火装置の点火によりエンジン２０が自律回転する。
【００３２】
変速機３０および差動装置４５は、エンジン２０から車輪５０への動力伝達経路に配置される。変速機３０には、手動操作により変速比を設定することの可能な変速機、または車両の走行状態に基づいて変速比を自動的に制御することの可能な自動変速機とが含まれる。発電機４０は、エンジン２０による回転力の少なくとも一部によって回転されて発電する。
【００３３】
補機類９０は、車両１０の動作を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ）等を含む。すなわち、補機類９０へ動作電源を供給するバッテリ１１０の出力電圧は、少なくともＥＣＵ内のＣＰＵ（図示せず）がリセット状態とならないような所定電圧以上に維持されることが必要である。
【００３４】
エンジン始動制御装置１００は、バッテリ１１０と、キャパシタ（コンデンサ）１２０と、始動電流制御部１３０とを含んで構成される。
【００３５】
バッテリ１１０は、発電機４０の発電電力によって充電可能である。始動電流制御部１３０は、バッテリ１１０およびキャパシタ１２０とスタータモータ６０との間に設けられ、バッテリ１１０およびキャパシタ１２０のそれぞれからの電流の一方、あるいは両者の和によって、スタータモータ６０の動作電流を供給する。キャパシタ（コンデンサ）１２０は、たとえば電気二重層コンデンサで構成される。
【００３６】
図２は、図１に示したエンジン始動制御装置の構成を詳細に説明する回路図である。
【００３７】
図２を参照して、バッテリ１１０は、代表的には鉛蓄電池で構成される。バッテリ１１０の正極端子に接続されたノードＮ１には電圧センサ１１１が設けられる。電圧センサ１１１による検出電圧、すなわちバッテリ出力電圧Ｖｂは、制御部１５０へ送出される。
【００３８】
キャパシタ１２０は、相互に直列に接続された複数のキャパシタセルによって構成される。キャパシタ１２０の正極端子に接続されたノードＮ２には電圧センサ１２１が設けられる。電圧センサ１２１による検出電圧、すなわちキャパシタ出力電圧Ｖｃは、制御部１５０へ送出される。
【００３９】
バッテリ１１０はこの発明における「第１の蓄電装置」に対応し、キャパシタ１２０はこの発明における「第２の蓄電装置」に対応する。また、図１での発電機４０は、この発明における「発電装置」に対応する。
【００４０】
なお、この実施の形態では、「第２の蓄電装置」としてキャパシタ（コンデンサ）１２０を例示するが、以下に説明するような本願発明で目的とする作用を奏するものであれば、同様の蓄電機能を有する回路または素子等を適用することもできる。
【００４１】
始動電流制御部１３０は、電流スイッチＳＷ１〜ＳＷ３と、電流制限抵抗１４０と、制御部１５０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０とを有する。
【００４２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０は、バッテリ１１０によりキャパシタ１２０を充電する経路と、キャパシタ１２０によってバッテリ１１０を充電する経路との両方を形成可能な双方向のコンバータである。ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０は、図示しないスイッチング素子を含む。制御部１５０からのスイッチング制御信号Ｓｃｖに応答した当該スイッチング素子のオン・オフ制御により、これらの充電経路の選択的な形成および出力電流（充電電流）の一定値制御を行なうことができる。
【００４３】
制御部１５０は、電圧センサ１１１，１２１によって検出されたバッテリ出力電圧Ｖｂおよびキャパシタ出力電圧Ｖｃに応じて、電流スイッチＳＷ１〜ＳＷ３のオン・オフを制御する制御信号Ｓ１〜Ｓ３と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の動作を制御するスイッチング制御信号Ｓｃｖを生成する。
【００４４】
電流制限抵抗１４０は、ノードＮ１およびノードＮ３の間に接続される。電流スイッチＳＷ１は、ノードＮ１およびノードＮ３の間に、電流制限抵抗１４０と並列に接続される。電流スイッチＳＷ２は、ノードＮ２およびノードＮ３の間に接続される。電流スイッチＳＷ３は、ノードＮ３およびスタータモータ６０の間に接続される。すなわち、ノードＮ３は、この発明における「電流出力ノード」に対応する。電流スイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、制御部１５０からの制御信号Ｓ１〜Ｓ３にそれぞれ応答して、オンまたはオフする。
【００４５】
また、図示しない上位ＥＣＵによって、エコランシステムが実現される。これにより、車両が一時的に停止した場合に、所定のエンジン停止条件の成立に応答してエンジン２０（図１）は一時停止される。たとえば、エンジン停止条件は、車速＝０およびアクセル開度＝０の状態が所定時間継続することにより成立する。
【００４６】
さらに、そのエンジン停止条件が成立しなくなった時点、代表的にはアクセル踏込に応答して、一時停止されたエンジン２０はスタータモータ６０により再始動される。
【００４７】
すなわち、スタータモータ６０によるエンジン始動は、イグニッションスイッチのターンオンに相当する車両起動からの初回のエンジン始動（以下、「エンジン起動」とも称する）および、それ以降でのエコランシステムによるエンジン一時停止後のエンジン始動（以下、「エンジン再始動」とも称する）に行なわれる。これらのエンジン始動タイミングは、上位ＥＣＵ（図示せず）によって指示され、当該上位ＥＣＵからの指示に応じて始動電流制御部１３０は、バッテリ１１０からの始動電流Ｉ１（電流制限抵抗バイパス時）またはＩ１♯（電流制限抵抗通過時）と、バッテリ１１０からの始動電流Ｉ２との少なくとも一方を、スタータモータ６０へ動作電流として供給する。
【００４８】
次に、図２に示したエンジン始動制御装置の動作を、図３および図４のフローチャートを用いて説明する。
【００４９】
図３および図４は、この発明の実施の形態によるエンジン始動制御装置によるエンジン始動制御ルーチンを説明するフローチャートである。以下に説明するエンジン始動制御は、予め記憶されたプログラムに従って制御部１５０により実行される。
【００５０】
図３を参照して、この発明の実施の形態によるエンジン始動制御は、イグニッションスイッチのオン時およびオフ時では動作が異なる（ステップＳ１００）。
【００５１】
イグニッションスイッチのオフ時（ステップＳ１００でのＮ判定）、すなわち車両起動前には、以下のステップＳ１１０〜Ｓ１３０により、キャパシタの長寿命化を図るためのキャパシタ残余電荷を所定レベル以下に抑制する制御が行なわれる。
【００５２】
車両起動前には図２に示した電流スイッチＳＷ１〜ＳＷ３がオフされた状態で、キャパシタ出力電圧Ｖｃが所定電圧Ｖ１より小さいかどうかが判定される（ステップＳ１１０）。キャパシタ出力電圧Ｖｃが所定電圧Ｖ１よりも高い場合（ステップＳ１１０におけるＮ判定）には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０は、キャパシタ１２０の蓄積電荷を源とする充電電流がバッテリ１１０へ供給されるように動作する（ステップＳ１２０）。すなわち、キャパシタ１２０を放電するために、キャパシタ１２０からバッテリ１１０への方向に所定の一定電流が生成されるように、制御部１５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０のスイッチング制御信号Ｓｃｖを生成する。
【００５３】
上記のキャパシタ放電制御は、ステップＳ１１０において、キャパシタ出力電圧Ｖｃが所定電圧Ｖ１よりも小さくなるまで実行される。所定電圧Ｖ１は、キャパシタ１２０の特性に基づき、キャパシタ１２０の寿命に悪影響を与えない低電圧に予め設定される。
【００５４】
一方、キャパシタ出力電圧Ｖｃが所定電圧Ｖ１以下である場合（ステップＳ１１０におけるＹ判定）には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の動作はオフされて、バッテリ１１０およびキャパシタ１２０の間に電流経路は形成されない。
【００５５】
このように、イグニッションスイッチがオンされるまで、すなわち車両起動前には、キャパシタ１２０は長寿命化のために十分に放電されており、キャパシタ出力電圧Ｖｃはスタータモータ６０の始動には不十分なレベルに抑制されている。
【００５６】
イグニッションスイッチがオンされると（ステップＳ１００におけるＹ判定）、すなわち、車両が起動されても、電流スイッチＳＷ１〜ＳＷ３はエンジンの始動要求が発せられるまではオフ状態に維持される。この段階では、バッテリ１１０の出力電圧低下を避けるために、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の動作がオフされて、バッテリ１１０からキャパシタ１２０への電流経路は形成されない。また、キャパシタ１２０の蓄積電力が不足しており、キャパシタ出力電圧Ｖｃが低いことから、エコラン許可フラグ＝“０”に設定される（ステップＳ１４０）。
【００５７】
エコラン許可フラグはエコラン運転の実施可否を示している。すなわち、エコラン許可フラグ＝“１”のときには、所定のエンジン停止条件成立に応答して、エンジン２０が一時停止される（すなわち「エコラン許可」）。一方、エコラン許可フラグ＝“０”のときには、同様のエンジン停止条件が成立してもエンジンは一時停止されず、アイドリング運転を継続する（すなわち「エコラン禁止」）。
【００５８】
この状態で、エンジンの起動指令が上位ＥＣＵより発せられると（ステップＳ１５０）、電流スイッチＳＷ１，ＳＷ３をオンし電流スイッチＳＷ２をオフすることより、スタータモータ６０への動作電流が供給される。これにより、スタータモータ６０へは、バッテリ１１０からは電流制限抵抗１４０をバイパスした始動電流Ｉ１が供給される一方で、キャパシタ１２０からの始動電流は供給されない（ステップＳ１６０）。この始動電流の供給は、エンジンの起動が完了するまで行なわれる（ステップＳ１７０におけるＮ判定）。
【００５９】
エンジンの起動が完了すると（Ｓ１７０におけるＹ判定）電流スイッチＳＷ１〜ＳＷ３は一旦すべてオフされる（ステップＳ１８０）。エンジン起動後には、図１に示した発電機４０によって発電がなされるため、バッテリ１１０に充電電流が供給可能となる。このため、スタータモータ６０起動用の電力をキャパシタ１２０に蓄えるために、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０は、制御部１５０からのスイッチング制御信号Ｓｃｖに応答して、バッテリ１１０からキャパシタ１２０へ一定の充電電流を供給するように制御される（ステップＳ１９０）。
【００６０】
バッテリ１１０からキャパシタ１２０への充電は、バッテリ出力電圧Ｖｂおよびキャパシタ出力電圧Ｖｃの電圧差が所定値Ｖｒ以下、すなわち｜Ｖｃ−Ｖｂ｜＜Ｖｒとなるまで継続される（ステップＳ２００のＮ判定）。
【００６１】
バッテリ１１０およびキャパシタ１２０の出力電圧差が所定電圧Ｖｒ以下に収束すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の動作がオフされてキャパシタ１２０の充電が中止され、電流スイッチＳＷ２が代わりにオンされる。さらに、この段階でエコラン許可フラグ＝“１”に更新され、エコランが許可される（ステップＳ２１０）。
【００６２】
なお、エンジン始動制御のステップＳ１４０以降は、一旦オンされたイグニッションスイッチがオフされるまでの間実行される。イグニッションスイッチがオフされると（ステップＳ２２０におけるＹ判定）、エンジン始動制御は一旦終了され、再び新たなエンジン始動制御が開始されて、イグニッションスイッチオフ時におけるキャパシタ放電制御（ステップＳ１００〜Ｓ１３０）が実行される。
【００６３】
また、イグニッションスイッチのオフを検知するステップＳ２２０は、図４に示すようなタイミングでの実行に限定されず、上記ステップＳ１４０以降において、運転者等のイグニッションスイッチ操作に応答して割込処理的に実行される。
【００６４】
エコランが許可された後は、イグニッションスイッチのオンの継続中に（ステップＳ２２０におけるＮＯ判定）、所定のエンジン停止条件が成立しているかどうかが逐次チェックされる（ステップＳ２３０）。
【００６５】
エンジン停止条件の成立時（ステップＳ２３０のＹ判定）には、エンコン許可フラグ＝“１”を参照して、上位ＥＣＵによりエンジンの一時停止指令が発行される。このとき、始動電流制御部１３０において、電流スイッチＳＷ２がオフされる（ステップＳ２４０）。この状態は、車両一時停止が解除されて、エンジン停止条件が不成立となるまで継続される（ステップＳ２５０におけるＮ判定）。
【００６６】
車両一時停止が解除され、エコラン条件が不成立となると（ステップＳ２５０におけるＹ判定）、上位ＥＣＵによりエンジン再始動指令が発生される（ステップＳ２６０）。
【００６７】
ステップＳ２６０におけるエンジン再始動指令に応答して、エンジン再始動時には、始動電流制御部１３０において、電流スイッチＳＷ１がオフされる一方で電流スイッチＳＷ２，ＳＷ３がオンされる。これにより、スタータモータ６０へは、バッテリ１１０からは電流制限抵抗１４０を経由した始動電流Ｉ１♯（＜Ｉ１）および、キャパシタ１２０からの始動電流Ｉ２の和が供給される（ステップＳ２７０）。この再始動電流の供給は、エンジンの再始動が完了するまで継続される（ステップＳ２８０におけるＮ判定）。
【００６８】
すなわち、エンジン起動時（ステップＳ１６０）と比較すると、バッテリ１１０からの始動電流は、エンジン起動時よりもエンジン再始動時の方が小さく（Ｉ１＞Ｉ１♯）、キャパシタ１２０からの始動電流は、エンジン起動時よりもエンジン再始動時の方が大きい（Ｉ２＞０）。
【００６９】
エンジン再始動が完了すると（ステップＳ２８０におけるＹ判定）、スタータモータ６０への電流供給経路をカットするために電流スイッチＳＷ１，ＳＷ３がオフされる。一方、始動電流Ｉ２の供給により低下したキャパシタ出力電圧Ｖｃを回復するために、電流スイッチＳＷ２がオンされる（ステップＳ２８５）。
【００７０】
この段階でのキャパシタ１２０の必要充電量は、エンジン起動直後での必要充電量（ステップＳ１９０）と比較して小さい。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０による定電流制御を行なうことなく、バッテリ１１０から電流制限抵抗１４０を介してキャパシタ１２０を充電しても、過大な充電電流の発生によってバッテリ出力電圧Ｖｂが補機類９０（図１）の動作に悪影響を与えるレベルまで低下する可能性は低い。よって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０を動作させることなく、キャパシタ１２０を充電できる。
【００７１】
電流スイッチＳＷ２のオンに応答したキャパシタ１２０の充電は、キャパシタ出力電圧Ｖｃが始動電流Ｉ２の供給に必要な所定電圧Ｖ２以上となるまでの間継続され（ステップＳ２９０におけるＮ判定）、この間エコラン許可フラグ＝“０”に設定されて、エコランが禁止される（ステップＳ３００）。
【００７２】
キャパシタ出力電圧Ｖｃが所定電圧Ｖ２以上に到達すると（ステップＳ２９０におけるＹ判定）、エコラン許可フラグ＝“１”に設定されて、再度エコランが許可される（ステップＳ３１０）。すなわち、ステップＳ２１０直後の状態が再現されて、再びエンジン停止条件の成立に応答して、エンジンを一時停止可能な状態となる。
【００７３】
このようなエコランシステムの実現により、車両全体としてのアイドリング時間が短くなって、排ガスの排出量が削減されかつ燃費が向上する。
【００７４】
また、キャパシタ出力電圧が十分に上昇していない車両起動時以外のエコラン動作時には、バッテリ１１０からの始動電流供給を抑制してエンジンを再始動するので、バッテリ１１０から電源供給を受ける他の機器（図１の補機類９０等）に対する電源電圧低下を招くことなく、車両全体動作を円滑化かつ安定化できる。
【００７５】
また、図３および図４に示した制御フローでは、キャパシタ出力電圧Ｖｃが一旦上昇した後（ステップＳ２００以降）では、電流スイッチＳＷ２のオンにより電流制限抵抗１４０を介してバッテリ１１０からキャパシタ１２０への充電経路が形成される構成（ステップＳ２８５）としたが、この段階でのキャパシタ充電については、電流スイッチＳＷ２をオフして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０によってキャパシタ１２０の充電を制御する構成とすることも可能である。
【００７６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】この発明によるエンジン始動制御装置が搭載された車両の概略構成を説明するブロック図である。
【図２】図１に示したエンジン始動制御装置の構成を詳細に説明する回路図である。
【図３】この発明の実施の形態によるエンジン始動制御装置によるエンジン始動制御ルーチンを説明するフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態によるエンジン始動制御装置によるエンジン始動制御ルーチンを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１０  車両、２０  エンジン、３０  変速機、４０  発電機、４５  差動装置、５０  車輪、６０  スタータモータ、９０  補機類、１００  エンジン始動制御装置、１１０  バッテリ、１１１，１２１  電圧センサ、１２０  キャパシタ（コンデンサ）、１３０  始動電流制御部、１４０  電流制限抵抗、１５０  制御部、１６０  ＤＣ／ＤＣコンバータ、Ｉ１，Ｉ１♯  始動電流（バッテリから），Ｉ２  始動電流（キャパシタから），Ｓ１〜Ｓ３  制御信号（電流スイッチ）、Ｓｃｖ  スイッチング制御信号、ＳＷ１〜ＳＷ３  電流スイッチ、Ｖ１，Ｖ２，Ｖｒ  所定電圧、Ｖｂ  バッテリ出力電圧、Ｖｃ  キャパシタ出力電圧。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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