(57)【要約】【課題】マイクロコンピュータのリセット後においてもバッテリの電圧低下を把握して、エンジンを始動できるようにする技術を提供する。【解決手段】アイドリングストップ装置１においては、バッテリ５１の電圧が低下して、マイクロコンピュータ２の電源の電圧ＶＣＣがマイクロコンピュータ２の最低動作電圧Ｖｔ未満となった場合に、マイクロコンピュータ２がリセットされる。その一方で、電圧低下情報が記憶部３に記憶される。このため、リセット後のマイクロコンピュータ２は、電圧低下情報に基づいてバッテリ５１の電圧が低下したことを把握できる。そして以降、マイクロコンピュータ２は、エンジン５７を始動する際にキャパシタからスタータモータ５５に電力を供給させる。これにより、バッテリ５１が劣化していてもキャパシタの電力によってエンジン５７を始動させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、前記車両のエンジンを自動で停止／始動するアイドリングストップ装置であって、
所定の停止条件が成立したときに前記エンジンを自動で停止するとともに、前記エンジンの停止中に所定の始動条件が成立したときに前記エンジンを自動で始動するアイドリングストップ機能を有するマイクロコンピュータと、
前記車両のバッテリの電圧を降圧して得られる前記マイクロコンピュータの電源の電圧が前記マイクロコンピュータの最低動作電圧未満となったことを検知する検知手段と、
前記電源の電圧が前記最低動作電圧未満となった場合に、前記マイクロコンピュータの状態に関わらず電圧低下情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に前記電圧低下情報が記憶されている場合は、前記エンジンを始動する際に、前記エンジンのスタータモータを駆動する電力となる電荷を蓄えるキャパシタから前記スタータモータに電力を供給させる電力制御手段と、
を備えることを特徴とするアイドリングストップ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアイドリングストップ装置において、
前記電力制御手段は、前記記憶手段に前記電圧低下情報が記憶されている場合は、前記エンジンを始動する際に、前記バッテリから前記スタータモータに電力を供給させずに、前記キャパシタから前記スタータモータに電力を供給させることを特徴とするアイドリングストップ装置。
【請求項３】
車両に搭載され、前記車両のエンジンを始動するエンジン始動システムであって、
前記エンジンのスタータモータを駆動する電力となる電荷を蓄えるキャパシタと、
請求項１または２に記載のアイドリングストップ装置と、
を備えることを特徴とするエンジン始動システム。
【請求項４】
請求項３に記載のエンジン始動システムにおいて、
前記車両のバッテリに接続された電源ラインの電圧を昇圧して、前記キャパシタに導く昇圧手段、
をさらに備えることを特徴とするエンジン始動システム。
【請求項５】
所定の停止条件が成立したときに車両のエンジンを自動で停止するとともに、前記エンジンの停止中に所定の始動条件が成立したときに前記エンジンを自動で始動するアイドリングストップ機能を有するマイクロコンピュータが搭載された車両のエンジンを始動するエンジン始動方法であって、
前記車両のバッテリの電圧を降圧して得られる前記マイクロコンピュータの電源の電圧が前記マイクロコンピュータの最低動作電圧未満となったことを検知する工程と、
前記電源の電圧が前記最低動作電圧未満となった場合に、前記マイクロコンピュータの状態に関わらず電圧低下情報を記憶手段に記憶する工程と、
前記記憶手段に前記電圧低下情報が記憶されている場合は、前記エンジンを始動する際に、前記エンジンのスタータモータを駆動する電力となる電荷を蓄えるキャパシタから前記スタータモータに電力を供給する工程と、
を備えることを特徴とするエンジン始動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のエンジンを自動で停止／始動するアイドリングストップ技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料節減や排ガス削減などを目的とし、信号待ちなどの比較的短時間の車両の停車中において、車両のエンジンを自動で停止／始動するアイドリングストップ装置が実用化されている。アイドリングストップ装置を備えた車両においては、走行状態からブレーキが踏まれて停止状態となるなどの停止条件が成立するとエンジンが自動で停止され、そのエンジン停止中にブレーキがリリースされるなどの始動条件が成立するとエンジンが自動で始動されるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両のエンジンを始動するためのスタータモータを駆動する電力は車両が備えるバッテリから供給される。エンジンの始動のためにスタータモータが必要とする電力は非常に大きいことから、バッテリの電圧が低下している場合にアイドリングストップ機能によるエンジンの停止／始動を繰り返すと、バッテリの電圧がさらに低下し、エンジンが始動できないなどの支障をきたす可能性がある。したがって、バッテリが劣化してその電圧が低下しているような場合は、エンジンを始動可能とするための対策が必要となる。
【０００５】
ところで、前述のように、エンジンの始動のためにスタータモータが必要とする電力は非常に大きいため、エンジンの始動の際にはバッテリの電圧が大きく低下する。このため例えば、アイドリングストップ装置が備えるマイクロコンピュータに、ユーザのスタートスイッチの操作によるエンジンの始動の際におけるバッテリの電圧を監視させる。そして、このときのバッテリの電圧が所定の閾値よりも低下するような場合は、それ以降のアイドリングストップ機能でのエンジンの始動の際に、マイクロコンピュータがエンジンを始動可能とするための対策を実行するように構成することが考えられる。
【０００６】
しかしながら、マイクロコンピュータを動作させるための電力もバッテリから供給されるため、エンジンの始動の際に、バッテリの電圧がマイクロコンピュータが動作可能な電圧未満まで大きく低下するような場合は、マイクロコンピュータ自体が動作できずにリセットされてしまう。このようにしてリセットされ再起動したマイクロコンピュータは、リセットの原因やリセット前のバッテリの電圧を把握できない。マイクロコンピュータは、電源の電圧低下のほか、例えば、暴走状態となった場合などにおいてもリセットされるが、このようなリセットの原因を把握できない。
【０００７】
このため、バッテリの電圧が大きく低下してリセットされた場合においても、リセット後のマイクロコンピュータは、エンジンを始動可能とする対策をせずに、アイドリングストップ機能によるエンジンの始動を実行してしまう。その結果、マイクロコンピュータのリセットが再発生して、エンジンが始動できなくなるおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、マイクロコンピュータのリセット後においてもバッテリの電圧低下を把握して、エンジンを始動できるようにする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、車両に搭載され、前記車両のエンジンを自動で停止／始動するアイドリングストップ装置であって、所定の停止条件が成立したときに前記エンジンを自動で停止するとともに、前記エンジンの停止中に所定の始動条件が成立したときに前記エンジンを自動で始動するアイドリングストップ機能を有するマイクロコンピュータと、前記車両のバッテリの電圧を降圧して得られる前記マイクロコンピュータの電源の電圧が前記マイクロコンピュータの最低動作電圧未満となったことを検知する検知手段と、前記電源の電圧が前記最低動作電圧未満となった場合に、前記マイクロコンピュータの状態に関わらず電圧低下情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に前記電圧低下情報が記憶されている場合は、前記エンジンを始動する際に、前記エンジンのスタータモータを駆動する電力となる電荷を蓄えるキャパシタから前記スタータモータに電力を供給させる電力制御手段と、を備えている。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載のアイドリングストップ装置において、前記電力制御手段は、前記記憶手段に前記電圧低下情報が記憶されている場合は、前記エンジンを始動する際に、前記バッテリから前記スタータモータに電力を供給させずに、前記キャパシタから前記スタータモータに電力を供給させる。
【００１１】
また、請求項３の発明は、車両に搭載され、前記車両のエンジンを始動するエンジン始動システムであって、前記エンジンのスタータモータを駆動する電力となる電荷を蓄えるキャパシタと、請求項１または２に記載のアイドリングストップ装置と、を備えている。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項３に記載のエンジン始動システムにおいて、前記車両のバッテリに接続された電源ラインの電圧を昇圧して、前記キャパシタに導く昇圧手段、をさらに備えている。
【００１３】
また、請求項５の発明は、所定の停止条件が成立したときに車両のエンジンを自動で停止するとともに、前記エンジンの停止中に所定の始動条件が成立したときに前記エンジンを自動で始動するアイドリングストップ機能を有するマイクロコンピュータが搭載された車両のエンジンを始動するエンジン始動方法であって、前記車両のバッテリの電圧を降圧して得られる前記マイクロコンピュータの電源の電圧が前記マイクロコンピュータの最低動作電圧未満となったことを検知する工程と、前記電源の電圧が前記最低動作電圧未満となった場合に、前記マイクロコンピュータの状態に関わらず電圧低下情報を記憶手段に記憶する工程と、前記記憶手段に前記電圧低下情報が記憶されている場合は、前記エンジンを始動する際に、前記エンジンのスタータモータを駆動する電力となる電荷を蓄えるキャパシタから前記スタータモータに電力を供給する工程と、を備えている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１ないし５の発明によれば、マイクロコンピュータの電源の電圧がマイクロコンピュータの最低動作電圧未満となった場合に、マイクロコンピュータがリセットされたとしても電圧低下情報が記憶手段に記憶される。このため、リセット後のマイクロコンピュータは、電圧低下情報に基づいてバッテリの電圧低下を把握できる。そして以降、エンジンを始動する際にキャパシタからスタータモータに電力を供給させることから、キャパシタの電力によってエンジンを始動させることができる。
【００１５】
また、特に請求項２の発明によれば、エンジンを始動する際にバッテリからスタータモータに電力を供給させず、キャパシタからスタータモータに電力を供給させるため、バッテリから電力が供給される他の電気負荷に影響を与えることなく、エンジンを始動することができる。
【００１６】
また、特に請求項４の発明によれば、比較的高い電圧でキャパシタに電力を蓄積できるため、スタータモータへの電力を蓄積するキャパシタとして比較的小さな電気容量のキャパシタを採用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、エンジン始動システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１の実施の形態のスタータ電力供給部の構成を示す図である。
【図３】図３は、マイクロコンピュータがリセットする場合のアイドリングストップ装置の処理の流れを示す図である。
【図４】図４は、マイクロコンピュータがリセットする場合の各種信号の変化を示す図である。
【図５】図５は、アイドリングストップ装置のアイドリングストップ機能に係る処理の流れを示す図である。
【図６】図６は、第２の実施の形態のスタータ電力供給部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
＜１．第１の実施の形態＞
＜１−１．構成＞
図１は、第１の実施の形態のアイドリングストップ装置１を含むエンジン始動システム１００の構成を示すブロック図である。このエンジン始動システム１００は、例えば、自動車などの車両に搭載される。アイドリングストップ装置１は、信号待ちなどの比較的短時間の車両の停車中において、車両が備えるエンジン５７を自動で停止／始動する機能を有している。
【００２０】
エンジン始動システム１００が搭載される車両は、車両各部の電気負荷に電力を供給するバッテリ５１を備えている。このバッテリ５１には電源ライン９１が接続され、この電源ライン９１にはユーザが操作可能なイグニッションスイッチ９２が設けられている。イグニッションスイッチ９２がオンとなると、電源ライン９１を介してバッテリ５１からアイドリングストップ装置１に電力が供給される。また、イグニッションスイッチ９２がオンとなると、車両に搭載される各種の電気負荷に対しても、バッテリ５１から電源ライン９１を介して電力が供給される。
【００２１】
また、このバッテリ５１は、発電機であるオルタネータ５２によって充電される。オルタネータ５２は、エンジン５７から伝達される機械的運動エネルギーを交流の電力へと変換し、さらにダイオードを含む整流器で直流の電力へと整流する。発電した電力は、電源ライン９１を介してバッテリ５１に蓄積される。オルタネータ５２が発電する際には発電の目標となる目標電圧（例えば、１４．５Ｖ）が設定され、電源ライン９１の電圧が目標電圧となるようにオルタネータ５２が発電を行う。
【００２２】
アイドリングストップ装置１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）として構成されており、主たる構成要素としてマイクロコンピュータ２を備えている。マイクロコンピュータ２は、ＣＰＵ２１、ＲＡＭ２２及びＲＯＭ２３を備えている。マイクロコンピュータ２が備える各種機能は、ＲＯＭ２３に予め記録されたプログラムに従ってＣＰＵ２１が演算処理を行うことで実現される。このようなマイクロコンピュータ２が備える機能に、アイドリングストップ機能が含まれている。また、このアイドリングストップ機能に、車両が備えるスタータモータ５５を駆動するスタータ駆動機能が含まれている。
【００２３】
スタータ駆動機能は、車両のエンジン５７を始動するスタータモータ５５を駆動させることで、エンジン５７を始動させる機能である。エンジン始動システム１００は、スタータモータ５５を駆動する電力を供給するスタータ電力供給部５８を備えている。スタータ電力供給部５８の動作は、アイドリングストップ装置１が備えるスタータ制御回路１６によって制御される。エンジン５７を始動する際には、マイクロコンピュータ２がスタータ制御回路１６に所定の制御信号を送信する。スタータ制御回路１６は、この制御信号に応答してスタータ電力供給部５８の動作を制御する。
【００２４】
図２は、スタータ電力供給部５８の構成を詳細に示す図である。図に示すように、スタータ電力供給部５８は、スタータモータ５５に電力を供給する２つの供給ライン、具体的には、第１供給ライン９８及び第２供給ライン９９を備えている。
【００２５】
第１供給ライン９８の上流側は、バッテリ５１に接続された電源ライン９１に直接的に接続される。このため、第１供給ライン９８の電圧は、電源ライン９１の電圧と同一となる。また、第１供給ライン９８の下流側には、リレースイッチ７４が設けられている。このリレースイッチ７４は、対応するリレーコイル７５の通電によりオンとなる。
【００２６】
また、第２供給ライン９９の上流側には、電荷を蓄積するキャパシタ７０が設けられている。キャパシタ７０の一方の電極（正極）は第２供給ライン９９に接続され、他方の電極（負極）は接地されている。このキャパシタ７０は、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタなど、電気二重層という物理現象を利用することで一般的なキャパシタよりも蓄電効率が著しく高められたキャパシタが採用されている。この構造により、キャパシタ７０は、スタータモータ５５を駆動させてエンジン５７の始動を１回行うのに必要な電力に相当する電荷を蓄積可能となっている。また、第２供給ライン９９の下流側には、リレースイッチ７６が設けられている。このリレースイッチ７６は、対応するリレーコイル７７の通電によりオンとなる。
【００２７】
アイドリングストップ装置１のスタータ制御回路１６は、２つのリレーコイル７５，７７を選択的に通電することが可能となっている。アイドリングストップ装置１は、いずれかのリレーコイル７５，７７を通電することで、スタータモータ５５に電力を供給させ、エンジン５７を始動させることができる。第１供給ライン９８のリレースイッチ７４に対応するリレーコイル７５を通電した場合は、バッテリ５１からスタータモータ５５に電力を供給させることができる。一方、第２供給ライン９９のリレースイッチ７６に対応するリレーコイル７７を通電した場合は、キャパシタ７０からスタータモータ５５に電力を供給させることができる。
【００２８】
キャパシタ７０は、バッテリ５１と比較して化学反応を必要としないことから、充電と放電の反応が早く、内部抵抗も少ないために、大電流での充放電が行なえる。このため、キャパシタ７０は、比較的短時間に大電流が必要となるスタータモータ５５の駆動に適している。
【００２９】
なお、第１供給ライン９８のリレースイッチ７４に対応するリレーコイル７５は、ユーザが操作可能なスタートスイッチ９３をオンすることによっても通電される。ユーザが車両に乗車した際には、このスタートスイッチ９３の操作に応答してスタータモータ５５が駆動し、エンジン５７が始動することになる。
【００３０】
また、スタータ電力供給部５８は、キャパシタ７０を充電するための構成として、ＭＯＳＦＥＴ７８と、ダイオード７９と、スイッチ駆動回路７２と、電圧検出回路７３と、制御部７１とを備えている。
【００３１】
ダイオード７９は、キャパシタ７０からバッテリ５１の側へ電流が逆流することを防止するものであり、そのカソードがキャパシタ７０の正極に接続されている。また、ＭＯＳＦＥＴ７８は、ダイオード７９と電源ライン９１との間に設けられ、電源ライン９１からキャパシタ７０に流れる電流の通電（オン）／非通電（オフ）を切り替えるスイッチとして機能する。ＭＯＳＦＥＴ７８は、Ｎチャンネル型であり、そのソースがダイオード７９のアノードに接続され、そのドレインは第１供給ライン９８を介して電源ライン９１に接続されている。
【００３２】
また、ＭＯＳＦＥＴ７８のゲートは、スイッチ駆動回路７２に接続されている。スイッチ駆動回路７２が、スイッチとしてのＭＯＳＦＥＴ７８をオンすることで、電源ライン９１の電圧がキャパシタ７０に与えられ、キャパシタ７０が充電される。
【００３３】
電圧検出回路７３は、第２供給ライン９９に接続され、第２供給ライン９９の電圧、すなわち、キャパシタ７０の正極の電圧（以下、「キャパシタ電圧」という。）を検出する。電圧検出回路７３が検出した電圧は制御部７１に入力される。
【００３４】
制御部７１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭを備えたマイクロコンピュータとして構成される。制御部７１の各種機能は、ＲＯＭに予め記録されたプログラムに従ってＣＰＵが演算処理を行うことで実現される。
【００３５】
制御部７１は、電圧検出回路７３から入力されるキャパシタ電圧を参照し、キャパシタ電圧が所定値以上となるようにＭＯＳＦＥＴ７８の動作を制御する。具体的には、キャパシタ電圧が所定値よりも低下していた場合は、スイッチ駆動回路７２に信号を送信してＭＯＳＦＥＴ７８をオンとして、キャパシタ７０を充電する。また、キャパシタ電圧が所定値以上となった場合は、スイッチ駆動回路７２に信号を送信してＭＯＳＦＥＴ７８をオフとする。車両の走行時においては、オルタネータ５２の発電により電源ライン９１の電圧は目標電圧（例えば、１４．５Ｖ）まで上昇する。制御部７１は、この電源ライン９１の電圧を利用し、キャパシタ電圧が所定値（例えば、１４Ｖ）以上を維持するように、ＭＯＳＦＥＴ７８の動作を制御する。
【００３６】
マイクロコンピュータ２が備えるアイドリングストップ機能は、車両の走行状態に応じて、車両のエンジン５７を自動で停止／始動する機能である。図１に示すように、車両の走行状態を示す信号は、車両に設けられた各種センサからインターフェイス１８を介してマイクロコンピュータ２に入力される。具体的には、車速センサから車両の速度、シフトセンサからシフトレバーのポジション、アクセルセンサからアクセルの操作内容、ブレーキセンサからブレーキの操作内容がそれぞれ信号として入力される。
【００３７】
これらの走行状態を示す信号に基づいて所定の停止条件が成立した場合は、アイドリングストップ機能によりエンジン５７が停止される。例えば、「車両の速度が０」、「シフトレバーが”Ｄ”または”Ｎ”」、「アクセルの操作なし」、及び、「ブレーキの操作あり」の各種条件をすべて満足した場合に、停止条件が成立したと判断される。
【００３８】
アイドリングストップ機能でエンジン５７を停止する際には、マイクロコンピュータ２が、エンジン５７を制御するエンジンＥＣＵ５６に対して所定の停止信号を送信する。エンジンＥＣＵ５６は、この信号に応答してエンジン５７を停止する。
【００３９】
また、アイドリングストップ機能によるエンジン５７の停止中に、走行状態を示す信号に基づいて所定の始動条件が成立した場合は、アイドリングストップ機能によりエンジン５７が自動で始動される。例えば、「シフトレバーが”Ｄ”」、「アクセルの操作あり」、及び、「ブレーキの操作なし」の各種条件をすべて満足した場合に、始動条件が成立したと判断される。
【００４０】
アイドリングストップ機能でエンジン５７を始動する際には、マイクロコンピュータ２は、そのスタータ駆動機能によりスタータモータ５５を駆動させる。この際、バッテリ５１からスタータモータ５５に電力を供給させる場合と、キャパシタ７０からスタータモータ５５に電力を供給させる場合とがあるが、詳細は後述する。
【００４１】
また、アイドリングストップ装置１は、マイクロコンピュータ２への電源供給回路として、入力電圧を一定電圧へ降圧するレギュレータ１１を備えている。レギュレータ１１は、例えば、スイッチングレギュレータとシリーズレギュレータとを組み合わせて構成される。
【００４２】
マイクロコンピュータ２の電力は車両のバッテリ５１から供給されるが、マイクロコンピュータ２の電源の電圧の理想値は例えば５Ｖであるのに対し、バッテリ５１の通常電圧は例えば１２Ｖである。このため、アイドリングストップ装置１では、バッテリ５１の電圧ＢＡＴＴを、レギュレータ１１で降圧してマイクロコンピュータ２の電源の電圧ＶＣＣを得るようになっている。
【００４３】
なお、レギュレータ１１は、入力電圧を上限とする範囲で出力電圧を調整するものであり、入力電圧が一定とすべき目的の電圧より低下すれば、レギュレータ１１の出力電圧も目的の電圧より低下することになる。したがって、バッテリ５１が劣化している場合においては、バッテリの電圧ＢＡＴＴが低下すれば、それにつれて、レギュレータ１１で降圧して得られるマイクロコンピュータ２の電源の電圧ＶＣＣも低下する。
【００４４】
また、アイドリングストップ装置１は、マイクロコンピュータ２をリセットするための回路として、減電圧検知部１３と、リセット部１４と、暴走検知部１５とを備えている。
【００４５】
減電圧検知部１３は、レギュレータ１１からマイクロコンピュータ２への電力供給線に接続され、マイクロコンピュータ２の電源の電圧ＶＣＣを監視する。そして、マイクロコンピュータ２の電源の電圧ＶＣＣが、マイクロコンピュータ２が動作可能な最低動作電圧（以下、記号「Ｖｔ」を用いる。）未満となった場合は、リセット部１４にリセットすべきことを示す指示信号を出力する。マイクロコンピュータ２の最低動作電圧Ｖｔは例えば３．９Ｖである。減電圧検知部１３は、例えば、電圧ＶＣＣと最低動作電圧Ｖｔとを比較するコンパレータで構成される。
【００４６】
暴走検知部１５は、マイクロコンピュータ２がフリーズするなどの暴走状態に陥っていないかを検出する。暴走検知部１５は、例えば、マイクロコンピュータ２のウォッチドッグタイマの動作信号を監視し、規則的な信号が検知されなかった場合に、マイクロコンピュータ２が暴走状態であると判断する。暴走状態となると、マイクロコンピュータ２はリセットしないとその機能を回復できない。このため、暴走検知部１５は、リセット部１４にリセットすべきことを示す指示信号を出力する。
【００４７】
リセット部１４は、マイクロコンピュータ２に対してリセットを指示するリセット信号を出力するものである。リセット信号は、通常は”Ｈ”であり、”Ｌ”となることでマイクロコンピュータ２に対してリセットが指示される。リセット部１４は、減電圧検知部１３及び暴走検知部１５のいずれかからリセットすべきことを示す指示信号が入力されると、リセット信号を”Ｌ”とする。マイクロコンピュータ２はこのリセット信号を常時に監視しており、リセット信号が”Ｌ”となるとリセットする。すなわち、マイクロコンピュータ２は、一旦動作停止した後、再起動することになる。
【００４８】
アイドリングストップ装置１は、マイクロコンピュータ２の電源の電圧ＶＣＣが最低動作電圧Ｖｔ未満となった場合に、電圧ＶＣＣが最低動作電圧Ｖｔ未満となったことを示す情報（以下、「電圧低下情報」という。）を記憶する記憶部３を備えている。減電圧検知部１３から出力される指示信号は、記憶部３にも入力される。すなわち、マイクロコンピュータ２の電源の電圧ＶＣＣが最低動作電圧Ｖｔ未満となった場合は、指示信号により記憶部３にその旨が通知され、それに応答して電圧低下情報が記憶部３に記憶されることになる。
【００４９】
記憶部３は、例えば、１ビットの情報を記憶可能な論理回路であるフリップフロップで構成される。記憶部３の最低動作電圧は、マイクロコンピュータ２の最低動作電圧Ｖｔ（例えば、３．６Ｖ）よりも低く、例えば１．６Ｖとなっている。すなわち、記憶部３は、その電源電圧が、マイクロコンピュータ２の最低動作電圧Ｖｔよりも低くなったとしても、その記憶内容を保持できる。このため、記憶部３は、マイクロコンピュータ２の状態に関わらず、マイクロコンピュータ２のリセット中においても電圧低下情報を記憶できる。
【００５０】
バッテリ５１の電圧が低下して電圧ＶＣＣが最低動作電圧Ｖｔ未満となると、マイクロコンピュータ２はリセットされるが、その一方で記憶部３に電圧低下情報が記憶される。リセット後のマイクロコンピュータ２は、この記憶部３に電圧低下情報が記憶されていることに基づいて、リセット前に電源の電圧ＶＣＣが最低動作電圧Ｖｔ未満となったことを把握することが可能となる。
【００５１】
＜１−２．リセット処理＞
バッテリ５１の電圧が大きく低下してマイクロコンピュータ２がリセットされる現象は、スタータモータ５５が必要とする電力が非常に大きいことから、エンジン５７を始動する際に発生する。以下、ユーザのスタートスイッチ９３の操作によりエンジン５７を始動する場合における、アイドリングストップ装置１の処理について説明する。図３は、このアイドリングストップ装置１の処理の流れを示す図である。この処理の開始時点は、ユーザが車両に乗車した直後であり、アイドリングストップ装置１は起動しているが、エンジン５７は始動していない。
【００５２】
まず、エンジン５７の始動中にマイクロコンピュータ２をリセットすべき条件が成立したか否かが判断される。具体的には、減電圧検知部１３により、マイクロコンピュータ２の電源の電圧ＶＣＣが、マイクロコンピュータ２の最低動作電圧Ｖｔ未満となっていないかが判断される（ステップＳ１１）。これとともに、暴走検知部１５により、マイクロコンピュータ２が暴走状態に陥っていないかが判断される（ステップＳ１２）。電圧ＶＣＣが最低動作電圧Ｖｔ以上であり（ステップＳ１１にてＮｏ）、かつ、マイクロコンピュータ２が暴走状態でないままエンジン５７が完爆（完全に始動）した場合は（ステップＳ１２にてＮｏ）、処理が終了する。
【００５３】
また、マイクロコンピュータ２の電源の電圧ＶＣＣが最低動作電圧Ｖｔ未満となった場合は（ステップＳ１１にてＹｅｓ）、減電圧検知部１３からリセット部１４に指示信号が出力される。また、この指示信号は記憶部３にも入力され、これに応答して記憶部３において電圧低下情報が記憶される（ステップＳ１３）。
【００５４】
一方、マイクロコンピュータ２が暴走状態となった場合にも（ステップＳ１２にてＹｅｓ）、減電圧検知部１３からリセット部１４に指示信号が出力される。
【００５５】
リセット部１４は、減電圧検知部１３及び暴走検知部１５のいずれかから指示信号が入力されると、リセット信号を”Ｌ”とする。マイクロコンピュータ２は、このリセット信号が”Ｌ”となったことに応答してリセットされる（ステップＳ１４）。記憶部３に電圧低下情報が記憶されている場合は、このようなマイクロコンピュータ２のリセット中においても記憶部３の電圧低下情報の記憶が保持される。
【００５６】
その後、マイクロコンピュータ２は再起動する。再起動したマイクロコンピュータ２は、記憶部３に電圧低下情報が記憶されているか否かに基づいて、リセットされた原因を把握することが可能である。すなわち、記憶部３に電圧低下情報が記憶されていない場合は暴走状態となったことに起因してリセットされたと判断できる。逆に、記憶部３に電圧低下情報が記憶されていた場合は電圧ＶＣＣが最低動作電圧Ｖｔ未満となったことに起因してリセットされたと判断できる。
【００５７】
図４は、エンジン５７の始動時にバッテリ５１の電圧が低下する場合における各種信号の変化を示すタイムチャートである。このチャートの開始時点では、イグニッションスイッチ９２はオフとされ、エンジン５７は始動されていない。
【００５８】
まず、時点Ｔ１において、ユーザの操作によりイグニッションスイッチ９２がオンとなる。これにより、バッテリ５１からアイドリングストップ装置１に電力が供給され、マイクロコンピュータ２が起動する。
【００５９】
次に、時点Ｔ２において、ユーザの操作によりスタートスイッチ９３がオンとなりスタータモータ５５が駆動される。このスタータモータ５５の駆動に伴ってバッテリ５１の電圧ＢＡＴＴが低下する。これにより、電源ライン９１の電圧が低下する。さらに、バッテリ５１が劣化している場合は、マイクロコンピュータ２の電源の電圧ＶＣＣも低下する。
【００６０】
このようにして、マイクロコンピュータ２の電源の電圧ＶＣＣが低下して、時点Ｔ３において、マイクロコンピュータ２の最低動作電圧Ｖｔ未満となると、減電圧検知部１３がこれを検知し、指示信号を発生する（”Ｈ”とする）。これを受けて、リセット部１４は、リセット信号を”Ｌ”とし、マイクロコンピュータ２はリセットのために動作を停止する。これとともに、減電圧検知部１３からの指示信号が記憶部３にも入力され、記憶部３において電圧低下情報が記憶される。以降、マイクロコンピュータ２の状態に関わらず、記憶部３において電圧低下情報が保持される。
【００６１】
その後、エンジン５７の回転に伴いスタータモータ５５の負荷が小さくなると、バッテリ５１の電圧ＢＡＴＴが徐々に上昇していく。このため、電源ライン９１の電圧や、マイクロコンピュータ２の電源の電圧ＶＣＣも上昇する。そして、マイクロコンピュータ２の電源の電圧ＶＣＣが上昇して、時点Ｔ４において、マイクロコンピュータ２の最低動作電圧Ｖｔ以上となると、減電圧検知部１３は指示信号を停止する（”Ｌ”とする）。これを受けて、リセット部１４はリセット信号を”Ｈ”とし、マイクロコンピュータ２が再起動することになる。以降、再起動したマイクロコンピュータ２は、記憶部３に電圧低下情報が記憶されていることに基づいて、バッテリ５１が劣化してその電圧が通常よりも低下した状態となっていることを把握できることになる。
【００６２】
また、時点Ｔ５において、エンジン５７が完爆すると、スタータモータ５５が停止される。これとともに、オルタネータ５２の発電が開始される。そして、このように記憶部３に電圧低下情報が記憶されている場合に、オルタネータ５２が発電している状態において、スタータ電力供給部５８ではキャパシタ７０が充電されることになる。
【００６３】
＜１−３．アイドリングストップ処理＞
リセット後のマイクロコンピュータ２は、記憶部３に電圧低下情報が記憶されている場合は、アイドリングストップ機能を維持できるように、バッテリ５１が劣化していてもエンジン５７を始動可能とするための対策を実行する。具体的には、マイクロコンピュータ２は、劣化して電圧が低下しているバッテリ５１に代えて、キャパシタ７０からスタータモータ５５に電力を供給させる。以下、このような処理について説明する。
【００６４】
図５は、アイドリングストップ装置１のアイドリングストップ機能に係る処理の流れを示す図である。この処理の開始時点では、エンジン５７は始動しているものとする。
【００６５】
まず、マイクロコンピュータ２は、入力される走行状態を示す信号に基づいて停止条件が成立したか否かを判断する（ステップＳ２１）。そして、停止条件が成立した場合は、マイクロコンピュータ２は、エンジンＥＣＵ５６に対して停止信号を送信して、エンジン５７を停止させる（ステップＳ２２）。
【００６６】
その後、マイクロコンピュータ２は、入力される走行状態を示す信号に基づいて始動条件が成立したか否かを判断する（ステップＳ２３）。始動条件が成立した場合は、マイクロコンピュータ２は、続いて、記憶部３に電圧低下情報が記憶されているか否かを判断する（ステップＳ２４）。
【００６７】
記憶部３に電圧低下情報が記憶されていない場合は、バッテリ５１は正常である。このため、マイクロコンピュータ２はスタータ制御回路１６に信号を送出し、スタータ電力供給部５８の第１供給ライン９８のリレースイッチ７４をオンとする。これにより、通常通り、バッテリ５１からスタータモータ５５に電力が供給され、スタータモータ５５が駆動してエンジン５７が始動する（ステップＳ２６）。
【００６８】
一方、記憶部３に電圧低下情報が記憶されている場合は、バッテリ５１が劣化している。このため、マイクロコンピュータ２はスタータ制御回路１６に信号を送出し、スタータ電力供給部５８の第２供給ライン９９のリレースイッチ７６をオンとする。これにより、キャパシタ７０からスタータモータ５５に電力が供給され、スタータモータ５５が駆動してエンジン５７が始動する（ステップＳ２５）。
【００６９】
この際、第１供給ライン９８のリレースイッチ７４はオフとなっているため、バッテリ５１からスタータモータ５５に電力は供給されない。したがって、スタータモータ５５の駆動に際して、バッテリ５１から電力が供給される各種の電気負荷に全く影響を与えることがない。その結果、マイクロコンピュータ２のリセットの発生が防止され、エンジン５７を始動できることになる。
【００７０】
以上のように、本実施の形態のアイドリングストップ装置１においては、バッテリ５１の電圧が低下して、マイクロコンピュータ２の電源の電圧ＶＣＣがマイクロコンピュータ２の最低動作電圧Ｖｔ未満となった場合に、マイクロコンピュータ２がリセットされる。その一方で、電圧低下情報が記憶部３に記憶される。このため、リセット後のマイクロコンピュータ２は、電圧低下情報に基づいてバッテリ５１の電圧が低下したことを把握できる。そして以降、マイクロコンピュータ２は、エンジン５７を始動する際にキャパシタ７０からスタータモータ５５に電力を供給させる。これにより、バッテリ５１が劣化していてもキャパシタ７０の電力によってエンジン５７を始動させることができ、アイドリングストップ機能を維持することができる。
【００７１】
また、エンジン５７を始動する際にバッテリ５１からスタータモータ５５に電力を供給させず、キャパシタ７０のみからスタータモータ５５に電力を供給させるため、バッテリ５１から電力が供給されるスタータモータ５５以外の電気負荷に影響を与えることなく、エンジン５７を始動できる。
【００７２】
＜２．第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態のアイドリングストップ装置１の構成及び処理は第１の実施の形態とほぼ同様であるが、第２の実施の形態では、スタータ電力供給部５８が、バッテリ５１に接続された電源ライン９１の電圧を昇圧してキャパシタ７０に導く昇圧回路を備えている。
【００７３】
図６は、第２の実施の形態のスタータ電力供給部５８の構成を示す図である。このスタータ電力供給部５８においては、図２に示すＭＯＳＦＥＴ７８に代えて、昇圧回路８０が設けられている。
【００７４】
昇圧回路８０は、コイル８１と、ＭＯＳＦＥＴ８２とを備えている。コイル８１は、一端が第１供給ライン９８を介して電源ライン９１に接続され、他端がダイオード７９のアノードに接続されている。また、ＭＯＳＦＥＴ８２のドレインはコイル８１とダイオード７９との相互間に接続され、ＭＯＳＦＥＴ８２のソースは接地されている。
【００７５】
また、ＭＯＳＦＥＴ８２のゲートは、スイッチ駆動回路７２に接続されている。このスイッチ駆動回路７２が、スイッチとしてのＭＯＳＦＥＴ８２をオン／オフすることで、電源ライン９１の電圧が昇圧され、昇圧された電圧で電荷がキャパシタ７０に蓄積される。
【００７６】
具体的には、ＭＯＳＦＥＴ８２がオンとなると、電源ライン９１からＭＯＳＦＥＴ８２に向けて電流が流れるため、コイル８１に電流が流れてコイル８１に磁気の形でエネルギーが蓄積される。この状態で、ＭＯＳＦＥＴ８２をオフとすると、コイル８１に蓄積されたエネルギーが電気エネルギーとしてキャパシタ７０に流れ、キャパシタ７０が充電される。したがって、このようなＭＯＳＦＥＴ８２のオン／オフを繰り返すことで、昇圧された電圧でキャパシタ７０に電荷が蓄積されることになる。昇圧回路８０による昇圧の程度は、ＭＯＳＦＥＴ８２をオン／オフする周波数及びデューティ比により調整できる。
【００７７】
制御部７１は、電圧検出回路７３から入力されるキャパシタ電圧を参照し、キャパシタ電圧が昇圧の目標値（例えば、１６Ｖ）となるように昇圧回路８０の昇圧動作を制御する。具体的には、制御部７１は、ＭＯＳＦＥＴ８２をオン／オフする周波数及びデューティ比を決定し、決定した周波数及びデューティ比でＭＯＳＦＥＴ８２を駆動するようにスイッチ駆動回路７２に信号を出力する。
【００７８】
このような昇圧動作は、記憶部３に電圧低下情報が記憶されている場合に、オルタネータ５２が発電している状態において実行され、その結果、キャパシタ７０が比較的高い電圧で充電されることになる。このキャパシタ７０からスタータモータ５５に電力を供給させる手法は、第１の実施の形態と同様である。
【００７９】
この第２の実施の形態では、昇圧回路８０を設けることで、キャパシタ電圧を電源ライン９１の電圧よりも高くすることができる。すなわち、バッテリ５１の電圧やオルタネータ５２の目標電圧よりも高い電圧で、キャパシタ７０に電荷を蓄積できる。このため、スタータモータ５５の駆動に必要な電力に相当する電荷を蓄積するキャパシタ７０として、比較的小さな電気容量のものを採用することが可能となる。
【００８０】
＜３．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。以下では、このような変形例について説明する。上記実施の形態で説明した形態及び以下で説明する形態を含む全ての形態は、適宜に組み合わせ可能である。
【００８１】
上記実施の形態では、記憶部３に電圧低下情報が記憶されている場合はエンジン５７を始動する際にバッテリ５１からスタータモータ５５に電力を供給させずに、キャパシタ７０のみからスタータモータ５５に電力を供給させていた。これに対して、バッテリ５１及びキャパシタ７０の双方からスタータモータ５５に電力を供給させてもよい。この場合も、スタータモータ５５の駆動にキャパシタ７０の電力を利用するため、バッテリ５１の電圧が大きく低下することが防止される。このため、マイクロコンピュータ２のリセットの発生が防止され、エンジン５７を始動できることになる。また、この場合は、キャパシタ７０が蓄積すべき電荷を小さくできるため、比較的小さな電気容量のものを採用できる。
【００８２】
また、第２の実施の形態では、オルタネータ５２が発電している状態（すなわち、エンジン５７が駆動している状態）で昇圧動作を実行してキャパシタ７０を充電するようにしていた。これに対して、記憶部３に電圧低下情報が記憶されている場合は、アイドリングストップ機能でエンジン５７を停止した後に、昇圧動作を実行してキャパシタ７０を充電するようにしてもよい。この場合においてバッテリ５１の電圧が低下していたとしても、昇圧動作により比較的高い電圧でキャパシタ７０に電荷を蓄積できるため、スタータモータ５５を駆動してエンジン５７を始動することができる。
【００８３】
また、上記実施の形態では、アイドリングストップ装置１とスタータ電力供給部５８とは別の構成としていたが、同一筐体内に収容して一体化し、一つのＥＣＵ（Electronic Control Unit）として構成してもよい。また、アイドリングストップ装置１のマイクロコンピュータ２が、上記で説明したスタータ電力供給部５８の制御部７１の機能を有していてもよい。これによれば、コストを削減することができる。
【００８４】
また、記憶部３の電源電圧をバッテリ５１から直接的に供給するようにしたり、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリを記憶部３として採用してもよい。この場合は、イグニッションスイッチのオン／オフに関わらず、電圧低下情報を記憶部３に記憶させることができる。このため、バッテリ５１の電圧低下に起因するマイクロコンピュータ２のリセットが一回でも生じれば、記憶部３での電圧低下情報の記憶が維持され、以降、エンジン５７を始動する際にキャパシタ７０からスタータモータ５５に電力が供給される。また、この場合、ユーザのスタートスイッチ９３の操作に応答してエンジン５７を始動する場合においても、電圧低下情報が記憶部３に記憶されていれば、キャパシタ７０からスタータモータ５５に電力を供給させてもよい。電圧低下情報は、バッテリ５１の交換時に記憶部３から消去するようにすればよい。
【００８５】
また、上記実施の形態では、記憶部３は１ビットの情報を記憶可能な論理回路で構成されていたが、比較的大きな記憶容量を有するメモリなどを採用してもよい。ただし、上記実施の形態のように、記憶部３を１ビットの情報を記憶可能な論理回路を１つのみ備えて構成すれば、記憶部３を非常に低コストで実現することができる。
【００８６】
また、上記実施の形態では、プログラムに従ったＣＰＵの演算処理によってソフトウェア的に各種の機能が実現されると説明したが、これら機能のうちの一部は電気的なハードウェア回路により実現されてもよい。また逆に、ハードウェア回路によって実現されるとした機能のうちの一部は、ソフトウェア的に実現されてもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１    アイドリングストップ装置
２    マイクロコンピュータ
３    記憶部
１３    減電圧検知部
１６    スタータ制御回路
５１    バッテリ
５５    スタータモータ
５８    スタータ電力供給部
７０    キャパシタ
８０    昇圧回路
９１    電源ライン
１００    エンジン始動システム
【図１】
2011190735.tif 000003
【図２】
2011190735.tif 000004
【図３】
2011190735.tif 000005
【図４】
2011190735.tif 000006
【図５】
2011190735.tif 000007
【図６】
2011190735.tif 000008