JP5477239B2

JP5477239B2 - エンジン停止始動制御装置

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Publication number: JP5477239B2
Application number: JP2010205258A
Authority: JP
Inventors: 英弥能谷; 裕昭樋口
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2030-09-14
Also published as: JP2012062768A

Description

本発明は、エンジン停止始動制御装置に関するものである。

従来、例えばアクセル操作やブレーキ操作などといった停車又は発進のための動作等を検知してエンジンの自動停止及び自動再始動を行う、所謂アイドルストップ機能を備えるエンジン制御システムが知られている。このアイドルストップ制御により、エンジンの燃費低減等の効果を図っている。

エンジンの再始動要求が生じた場合には、ドライバビリティ向上等の観点からすると、再始動要求後できるだけ速やかにエンジンを再始動させるのが望ましく、そのための技術が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、エンジンの燃焼停止後におけるエンジン回転速度の降下中に再始動要求が生じた場合、ピニオンを回転させてピニオンの回転速度をリングギヤの回転速度に同期させ、同期した時点でピニオンをリングギヤに噛み合わせることが開示されている。また、両者の噛み合わせに際して、特許文献１では、将来のリングギヤ回転速度を予測することによりピニオン回転速度がリングギヤ回転速度に同期する時点を予測し、その時点に合わせてピニオンをリングギヤに噛み合わせるようにピニオンの押出しタイミングを制御している。

特開２００５−３３０８１３号公報

燃焼停止に伴うエンジン回転降下中においてエンジン回転速度の降下態様は、例えば変速段の切り替えや補機類の駆動のオン／オフの切り替えといった種々の要因によって変動し得る。また、このような変動要因が生じた場合には、それ以前に算出した予測エンジン回転速度は適正でなくなる。そのため、エンジン回転降下中にエンジン回転速度の変動が生じた場合には、予測エンジン回転速度に基づく噛み合わせを適正に実施できないことがある。その一方で、適正な噛み合わせを行うのが難しい場合であっても、エンジン回転降下中にピニオンとリングギヤとの噛み合わせを行った方が好ましい状況もある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その時の状況に応じた適切な態様でスタータを駆動できるエンジン停止始動制御装置を提供することを主たる目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。

本発明は、エンジンの出力軸に連結されたリングギヤに向けてピニオンを移動させて前記リングギヤに前記ピニオンを噛み合わせる噛み合い手段と、前記ピニオンに回転力を付与するモータとを備えるスタータを用いてクランキングが実施されるとともに、所定の自動停止条件が成立したときに自動停止され、前記自動停止条件の成立後、所定の再始動条件が成立したときに前記スタータにより再始動されるエンジンに適用され、エンジン自動停止に際してエンジンの回転降下が生じる回転降下期間において、現時点よりも後のエンジン回転速度である予測エンジン回転速度を算出する回転予測手段と、前記回転降下期間において前記再始動条件が成立した場合に、噛み合わせ時点において前記ピニオンが回転された状態となるように前記モータを制御するとともに、前記回転予測手段により算出した予測エンジン回転速度に基づいて、前記噛み合わせ時点において前記ピニオンと前記リングギヤとが噛み合うように前記噛み合い手段を制御するスタータ制御手段と、を備えるエンジン停止始動制御装置に関する。そして、請求項１に記載の発明は、前記回転降下期間において、前記スタータ制御手段に基づく前記ピニオンの移動開始前か否かを判定する移動開始判定手段と、前記回転降下期間において、前記再始動条件の成立後にエンジン回転速度の降下態様が変化したことを検出する回転変化検出手段と、前記回転変化検出手段によりエンジン回転速度の降下態様が変化したことが検出され、かつ前記移動開始判定手段により前記ピニオンの移動開始前であると判定された場合に、前記スタータ制御手段によるエンジン再始動を中止する第１制御手段と、前記回転変化検出手段によりエンジン回転速度の降下態様が変化したことが検出され、かつ前記移動開始判定手段により前記ピニオンの移動開始後であると判定された場合に、前記スタータ制御手段によるエンジン再始動を継続する第２制御手段と、を備えることを特徴とする。

エンジン自動停止時のエンジン回転降下中において、例えばエアコンやオルタネータ等の補機類の駆動の切り替えが生じると、その駆動に伴いエンジン出力軸の負荷が変化し、その結果、エンジン回転速度の降下態様が変化する。この場合、それ以前に算出したエンジン回転速度の予測値（予測エンジン回転速度）が適正でなくなり、予測エンジン回転速度に基づいて実施されるスタータ制御において、ピニオンとリングギヤとの噛み合いを適正に実施できないおそれがある。これに鑑み、エンジン自動停止時の回転降下中に再始動条件が成立した場合、その再始動条件の成立後においてエンジン回転速度の降下態様が変化したときには、エンジン回転降下中の噛み合わせを中止することが考えられる。

ただし、上記において、再始動条件の成立後にエンジン回転速度の降下態様が変化した場合であっても、その変化があった時点でピニオンのリングギヤ側への移動が開始されているときには、現時点でピニオンとリングギヤとの位置関係がどのようであるか（噛み合っているかどうか）を特定し難い。また、両者の噛み合い状態においてピニオンを元の位置に戻そうとしても、ピニオンとリングギヤとの両者が一体に回転した状態の場合には、ピニオンをリングギヤから引き抜くことができないことがある。したがって、ピニオンの移動を中止したとしても、ピニオンとリングギヤとの噛み合いが生じているか、それとも噛み合いが解除されたかを特定できず、不確定な状態が生じることとなる。

その点に鑑み、本発明では、エンジン自動停止時の回転降下中に再始動条件が成立した場合、その再始動条件の成立後においてエンジン回転速度の降下態様が変化しても、その変化がピニオンの移動開始後であれば、噛み合い手段によるピニオンのリングギヤ側への移動を継続する。このように、ピニオンとリングギヤとの噛み合いを積極的に行わせることにより、ピニオンのリングギヤに対する位置関係が不確定な状態になるのを回避することができる。したがって、その時の状況に応じた適切な態様でスタータを駆動できる。

請求項２に記載の発明では、前記回転変化検出手段が、前記降下態様の変化として、エンジン回転速度の降下度合いが大きくなる側への変化か、又はエンジン回転速度の降下度合いが小さくなる側若しくはエンジン回転速度が上昇する側への変化があったことを検出する。そして、前記第１制御手段は、前記回転変化検出手段によりエンジン回転速度の降下度合いが大きくなる側に変化したことが検出され、かつ前記移動開始判定手段により前記ピニオンの移動開始前であると判定された場合に、前記スタータ制御手段によるエンジン再始動を中止し、前記回転変化検出手段によりエンジン回転速度の降下度合いが小さくなる側又はエンジン回転速度が上昇する側に変化したことが検出され、かつ前記移動開始判定手段により前記ピニオンの移動開始前であると判定された場合に、前記スタータ制御手段によるエンジン再始動を継続する。

噛み合い時点においてピニオンの回転速度よりもリングギヤの回転速度が低い場合には、噛み合い後においてリングギヤの回転速度がピニオンの回転力によって急速に上昇することによりショックが生じることが考えられる。したがって、噛み合い時点においては、リングギヤの回転速度の方が高い状態で両者の噛み合いが実施されるのが望ましい。

ここで、実際のエンジン回転速度が予測エンジン回転速度からずれる場合であっても、エンジン回転速度の降下率が小さくなる側に変化する場合や、エンジン回転速度が上昇側に変化する場合には、噛み合い時点では予測エンジン回転速度よりも実際のエンジン回転速度の方が高くなる。この場合、リングギヤの回転速度の方が高い状態で、ピニオンとリングギヤとを噛み合わせることが可能である。これに対し、エンジン回転速度の降下率が大きくなる側に変化する場合には、噛み合い時点では予測エンジン回転速度よりも実際のエンジン回転速度の方が低くなり、リングギヤの回転速度の方が高い状態で両者を噛み合わせることができないおそれがある。その点に鑑み、本構成では、前者の場合にはエンジン回転降下中の噛み合わせを継続し、後者の場合にはエンジン回転降下中の噛み合わせを中止することにより、速やかなエンジン再始動を図りつつ、ショック発生を抑制できる。

エンジン制御システムの全体概略構成図。モータ先駆動によるエンジン再始動の実施の拒否を判定するための処理手順を示すフローチャート。モータ先駆動によるスタータ制御の処理手順を示すフローチャート。モータ先駆動制御の具体的態様（原則）を示すタイムチャート。モータ先駆動制御の具体的態様（例外）を示すタイムチャート。

以下、本発明を具体化した実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、エンジン制御システムのエンジン停止始動制御装置に具体化している。当該制御システムにおいては、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢として燃料噴射量の制御や点火時期の制御、アイドルストップ制御等を実施する。この制御システムの全体概略を示す構成図を図１に示す。

図１において、スタータ１０にはモータ１１が設けられており、バッテリ１２からの電力供給によりモータ１１が回転駆動されるようになっている。モータ１１の回転軸１３には、ピニオン１４が回転軸１３の軸方向に摺動可能に設けられており、ピニオン１４において、回転軸１３とピニオン１４との間で動力の伝達を断続するワンウエイクラッチ１５と一体になっている。

また、スタータ１０には、コイル１８及びプランジャ１９により構成される第１ソレノイドＳＬ１が設けられており、コイル１８の通電／非通電によりピニオン１４が回転軸１３の軸方向に往復動されるようになっている。詳しくは、コイル１８の非通電状態では、ピニオン１４が、エンジン２０の出力軸（クランク軸）２１に連結されたリングギヤ２２に対して非接触の状態で配置される。この非接触状態においてバッテリ１２からコイル１８に通電されると、プランジャ１９がその軸方向に移動してレバー１６が作動され、ピニオン１４がリングギヤ２２に向かって押し出される。これにより、ピニオン１４の歯部とリングギヤ２２の歯部との噛み合いが生じ、ピニオン１４からリングギヤ２２への動力伝達が可能な状態になる。

ピニオン１４とリングギヤ２２との噛み合い状態においてコイル１８の通電が遮断されると、図示しないスプリングの付勢力により、ピニオン１４が、リングギヤ２２に向かう方向とは反対方向に移動する。これにより、ピニオン１４とリングギヤ２２との噛み合いが解除され、両者が非接触の状態になる。

スタータ１０とバッテリ１２との間にはＩＧスイッチ２３が設けられており、ドライバの操作に基づくＩＧスイッチ２３のオンにより、バッテリ１２からスタータ１０への通電が可能になる。また、コイル１８とバッテリ１２との間には、制御信号に基づいて第１ソレノイドＳＬ１の通電／非通電を切り替えるＳＬ１駆動リレー２４が設けられており、モータ１１とバッテリ１２との間には、モータ１１の電磁子に接続され接点の開閉により通電／非通電が切り替えられる第２ソレノイドＳＬ２と、制御信号に基づいて第２ソレノイドＳＬ２の通電／非通電を切り替えるＳＬ２駆動リレー２５とが設けられている。

その他、本システムには、エンジン２０の所定クランク角毎に（例えば３０°ＣＡ周期で）矩形状のクランク角信号を出力するクランク角センサ３１や、エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温センサ３２などの各種センサが設けられている。また、図示は省略するが、クランク軸２１と車軸との間にはクラッチ装置を介して手動変速機が接続されている。

ＥＣＵ４０は、周知のマイクロコンピュータ等を備えてなる電子制御装置であり、本システムに設けられている各種センサの検出結果等を入力し、それに基づいて燃料噴射量制御や点火時期制御、アイドルストップ制御などの各種エンジン制御や、スタータ１０の駆動制御等を実施する。

上記のシステム構成において実施されるアイドルストップ制御について詳述する。アイドルストップ制御は、エンジン２０のアイドル運転時に所定の停止条件が成立すると当該エンジン２０を自動停止させるとともに、その後、所定の再始動条件が成立するとエンジン２０を再始動させるものである。エンジン停止条件としては、例えば、アクセル操作量がゼロになったこと（アイドル状態になったこと）、ブレーキペダルの踏込み操作が行われたこと、車速が所定値以下まで低下したこと等の少なくともいずれかが含まれる。

また、エンジン再始動条件としては、クラッチペダルの踏み込み解除操作（クラッチリリース操作）の開始が含まれ、エンジン回転停止の状態においてドライバがクラッチペダルを完全に踏み込んだ状態からその踏み込みを解除し始めるとエンジン再始動条件が成立する。その他、エンジン再始動条件としては、例えばアクセルの踏込み操作が行われたこと、ブレーキ操作量がゼロになったこと等が含まれる。

次に、スタータ１０の駆動制御について説明する。本実施形態において、ＥＣＵ４０は、ＳＬ１駆動リレー２４のオン／オフ信号を出力する出力ポートＰ１と、ＳＬ２駆動リレー２５のオン／オフ信号を出力する出力ポートＰ２とを備えている。この出力ポートＰ１，Ｐ２からの制御信号により、スタータ１０の通電状態の切り替えを行うことが可能であるとともに、モータ１１及びコイル１８の通電状態をそれぞれ個別に切り替え可能になっている。

本実施形態では、自動停止条件の成立に伴いエンジン燃焼を停止し、その燃焼停止後においてエンジン回転速度が降下する回転降下期間にエンジン再始動条件が成立した場合、エンジン出力軸２１が回転停止するのを待たずに、スタータ１０によりエンジン２０のクランキングを行うこととしている。その一つの態様として、ＥＣＵ４０は、再始動条件成立時のエンジン回転速度が比較的高い場合、ピニオン１４がモータ１１によって回転された状態でピニオン１４とリングギヤ２２との噛み合いが行われるようにモータ１１及びコイル１８の通電を制御する「モータ先駆動制御」を実施することとしている。

モータ先駆動制御について詳しくは、ＥＣＵ４０は、エンジン自動停止の際の回転降下期間において、クランク角センサ３１の検出信号に基づいて算出した現時点及びそれ以前のエンジン回転速度を用いて、現時点よりも後のエンジン回転速度Ｎｅ（予測エンジン回転速度）を算出しており、その予測エンジン回転速度を用いてピニオン１４とリングギヤ２２との噛み合いタイミングを制御している。具体的には、再始動条件の成立後、所定タイミングでモータ１１の通電を開始し、ピニオン１４の回転速度を上昇させる。また、予測エンジン回転速度を用いて、ピニオン１４とリングギヤ２２との各歯部の通過速度差（噛み合い場所における各歯の速度差）が所定値以下になるタイミングを算出する。そして、その算出タイミングよりも、コイル１８の通電開始からピニオン１４がリングギヤ２２との接触位置まで移動するのに要する時間（噛み合い所要時間）だけ前のタイミングでピニオン１４とリングギヤ２２との噛み合いが行われるようにコイル１８の通電を制御する。なお、モータ１１の通電開始タイミングについては、例えば再始動条件の成立タイミングであってもよいし、あるいは、予測エンジン回転速度に基づいて算出したタイミングとしてもよい。

ところで、エンジン２０の燃焼停止後のエンジン回転速度の降下態様は種々の要因によって変動することがあり、例えば、
・エアコンやオルタネータなどの補機類がオフからオンに切り替わった場合
・ドライバによりブレーキペダルが急速に踏み込まれ、車輪（図示略）がロックした場合
・クラッチリリース操作に伴いエンジン２０を再始動させるとき、クラッチリリース操作の開始後においてクラッチ繋ぎ操作が急速に行われた場合
といった事象がエンジン回転降下中に生じた場合には、エンジン出力軸２１の回転負荷が増大側に変化し、その結果、エンジン回転速度の降下率が大きくなる側に変化することがある。また、再始動条件の成立に伴い燃焼噴射及び点火を開始するシステムでは、エンジン２０の回転降下中に燃焼が生じることがあり、エンジン回転速度が上昇側に変化するか又はエンジン回転速度の降下率が小さくなることがある。また、補機類がオンからオフに切り替わった場合に、エンジン回転速度の降下率が小さくなることがある。

エンジン自動停止の際のエンジン回転降下中において、ＥＣＵ４０の意図しないエンジン回転速度の変動が生じた場合、それ以前に算出した予測エンジン回転速度は適正でなくなる。そのため、予測エンジン回転速度に基づいて実施されるスタータ制御において、ピニオン１４の押出しタイミングやモータ１１の駆動タイミングを適正に制御できないおそれがある。

そこで、本実施形態では、エンジン自動停止時の回転降下中に再始動条件が成立した場合、その再始動条件の成立後においてエンジン回転速度の降下態様が変化したときには、原則として、モータ先駆動制御によるエンジン再始動を中止することとしている。したがって、エンジン回転速度の降下態様が変化した時点で例えばモータ１１の通電が開始されていれば、モータ１１を通電オフ状態に切り替える。

ただし、エンジン回転降下中に再始動条件が成立し、その後、エンジン回転速度の降下態様が変化した場合であっても、その変化があった時点でコイル１８の通電を開始しているとき、つまりピニオン１４の押出しを開始しているときには、例外として、コイル１８の通電を継続することとしている。

その理由は以下のとおりである。すなわち、スタータ１０では、コイル１８の通電タイミングを制御することでピニオン１４とリングギヤ２２との噛み合わせが行われる。具体的には、コイル１８の通電開始によりピニオン１４がリングギヤ２２に向かって押し出され、ピニオン１４の端面がリングギヤ２２の端面に当接し、その当接後においてリングギヤ２２がエンジン２０の回転方向へ動くことによりピニオン１４とリングギヤ２２とが噛み合わされる。この場合、コイル１８の通電開始から、ピニオン１４がリングギヤ２２に当接するまでの時間はピニオン１４の押出し毎にほぼ同じであるのに対し、両者が噛み合うまでに要する時間は都度異なる。そのため、エンジン回転速度の降下態様が変化した場合、その変化の時点において、今現在、ピニオン１４とリングギヤ２２とが噛み合っているかそうでないかは特定し難い。

また、スタータ１０では、ピニオン１４のリングギヤ２２側への押出しはコイル１８の通電制御によって行われる。これに対し、ピニオン１４をリングギヤ２２側から戻す際にはスプリング力を利用して行われ、より具体的には、ピニオン１４の歯部とリングギヤ２２の歯部とが噛み合った状態において、両者の歯部の間に隙間ができると、スタータ１０側のスプリング力によってピニオン１４が押出し前の元の位置に戻される。この場合、ピニオン１４とリングギヤ２２との噛み合い後においてピニオン１４とリングギヤ２２との両者が一体に回転した状態であると、コイル１８を通電オフにしたとしても両者の歯部の間に隙間が形成されにくく、その結果、ピニオン１４をリングギヤ２２から引き抜くことができないことがある。このようなピニオン１４のリングギヤ２２に対する位置関係が不確定な状態は、エンジン２０の再始動を確実に行う観点からすると回避するのが望ましい。

これに鑑み、本実施形態では、エンジン自動停止時の回転降下中に再始動条件が成立した場合、その再始動条件の成立後においてエンジン回転速度の降下態様が変化したときであっても、その変化の時点で既にコイル１８の通電を行っている場合には、例外として、コイル１８の通電をそのまま継続し、モータ先駆動によるエンジン再始動を行うこととしている。

以下、本実施形態のモータ先駆動制御の具体的態様を図２及び図３のフローチャートを用いて説明する。

図２は、モータ先駆動によるエンジン再始動の実施の許否を判定するための処理手順を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ４０により所定周期毎に実行される。

図２において、ステップＳ１１では、自動停止条件の成立後におけるエンジン回転降下中か否かを判定する。ステップＳ１１がＹＥＳの場合、ステップＳ１２へ進み、モータ先駆動の実行許可条件が成立しているか否かを判定する。該実行許可条件としては、予測エンジン回転速度を算出可能な状態であること、及びピニオン１４とリングギヤ２２との噛み合い時点におけるエンジン回転速度を判定値以上にできる期間であること（再始動条件成立時のエンジン回転速度が比較的高いこと）、を含む。ステップＳ１２がＹＥＳの場合、ステップＳ１３へ進み、モータ先駆動許可フラグＦｍに１をセットするとともに、予測エンジン回転速度無効判定フラグＦｒを０にリセットする。

続くステップＳ１４では、再始動条件が成立した後か否かを判定する。ステップＳ１４がＹＥＳの場合、ステップＳ１５へ進み、再始動条件の成立後においてエンジン回転速度の降下態様が変化したか否かを判定する。本実施形態では、エンジン回転速度の降下態様が変化したか否かの判定をエンジン２０のロスエネルギに基づいて行うこととしている。補機類の駆動の切り替え等は、エンジン出力軸２１にとってはエンジン２０のロスエネルギの増減に相当し、特に燃料カット状態でエンジン回転速度が降下する場合には、そのロスエネルギの増減がエンジン回転速度の変動に顕著に現れるからである。

ステップＳ１５がＹＥＳの場合、ステップＳ１６へ進み、予測エンジン回転速度無効判定フラグＦｒに１をセットする。また、ステップＳ１７では、コイル１８の通電開始後であるか（ピニオン１４の押出し開始後であるか）否かを判定する。ここでは、ピニオン押出しフラグＦｐに基づいて判定するものとし、Ｆｐ＝１の場合にコイル１８の通電開始後であると判定する。

Ｆｐ＝０の場合にはステップＳ１８へ進み、モータ先駆動許可フラグＦｍを０にリセットする。一方、Ｆｐ＝１の場合にはステップＳ１９へ進み、モータ先駆動許可フラグＦｍを１のままにし、本ルーチンを終了する。

次に、モータ先駆動によるスタータ制御について、図３のフローチャートを用いて説明する。この処理は、ＥＣＵ４０により所定周期毎に実行される。

図３において、ステップＳ２１では、モータ先駆動許可フラグＦｍに１がセットされているか否かを判定する。ステップＳ２１がＮＯの場合にはそのまま本ルーチンを終了する。ただし、モータ先駆動許可フラグＦｍが１から０への切り替え直後であって、ＳＬ２駆動リレー２５がオンになっているときには（モータ通電が開始されているときには）、ＳＬ２駆動リレー２５をオフに切り替えた後、本ルーチンを終了する。

ステップＳ２１がＹＥＳの場合、ステップＳ２２に進み、予測エンジン回転速度無効判定フラグＦｒが０にリセットされているか否かを判定する。ステップＳ２２がＹＥＳの場合、ステップＳ２３へ進み、再始動条件の成立後か否かを判定する。このとき、再始動条件の成立後であればステップＳ２４へ進み、ピニオン押出しフラグＦｐが０でリセットされているか、又はモータ１１が通電オフ状態であるか否かを判定する。ステップＳ２４がＹＥＳの場合、ステップＳ２５へ進み、モータ１１の通電タイミングか否かを判定する。そして、ステップＳ２５がＹＥＳとなったときに、ステップＳ２６においてＳＬ２駆動リレー２５をオンに切り替え、モータ１１の通電を開始する。

ステップＳ２７では、ピニオン１４の押出しタイミングか否かを判定し、ステップＳ２７がＹＥＳとなったときに、ステップＳ２８においてＳＬ１駆動リレー２４をオンに切り替え、コイル１８の通電を開始する。また、ステップＳ２９において、ピニオン押出しフラグＦｐに１をセットし、ステップＳ３０以降の処理へ進む。

また、モータ先駆動許可フラグＦｍに１がセットされ、かつ予測エンジン回転速度無効判定フラグＦｒに１がセットされている場合、ステップＳ２２で否定判定される。この場合、ステップＳ３０以降の処理へ進む。

ステップＳ３０では、エンジン回転速度Ｎｅが始動回転速度Ｎｅｆ（例えば４００〜５００ｒｐｍ）以上であるか否かを判定する。この始動回転速度Ｎｅｆは、クランキング回転速度よりも所定速度だけ高い値に設定してある。そして、エンジン回転速度が始動回転速度Ｎｅｆ以上であることを条件にステップＳ３１へ進み、ＳＬ１駆動リレー２４及びＳＬ２駆動リレー２５にオフ信号を出力する。これにより、ピニオン１４とリングギヤ２２との噛み合わせが解除され、モータ１１の回転が停止される。また、ここでは、モータ先駆動許可フラグＦｍ、予測エンジン回転速度無効判定フラグＦｒ、及びピニオン押出しフラグＦｐを値０にリセットする。

図４及び図５は、本実施形態のモータ先駆動処理の具体的態様を示すタイムチャートである。以下、図４を用いてモータ先駆動処理における原則を説明し、図５を用いてその例外を説明する。なお、図中、（ａ）は再始動条件の成否の推移を示し、（ｂ）はモータ先駆動許可フラグＦｍの推移を示し、（ｃ）は予測エンジン回転速度無効判定フラグＦｒの推移を示し、（ｄ）はＳＬ１駆動リレー２４のオン／オフの推移を示し、（ｅ）はＳＬ２駆動リレー２５のオン／オフの推移を示す。また、図５における一点鎖線は、原則における処理を示す。

エンジン自動停止時のエンジン回転降下中において、モータ先駆動許可フラグＦｍ＝１であって予測エンジン回転速度無効判定フラグＦｒ＝０の場合に再始動条件が成立すると、図４に示すように、例えばその成立タイミングｔ１１でＳＬ２駆動リレー２５がオフからオンに切り替えられる。これにより、ピニオン１４の回転が開始される。その後、ＳＬ１駆動リレー２４のオンへの切り替え前において、例えば補機類の駆動切り替えや車輪ロック等に起因してエンジン回転速度の降下態様が変化すると、そのタイミングｔ１２で予測エンジン回転速度無効判定フラグＦｒが０から１に切り替えられるとともに、モータ先駆動許可フラグＦｍが１から０に切り替えられる。また、モータ先駆動許可フラグＦｍの切り替えに伴い、ＳＬ２駆動リレー２５がオン→オフに切り替えられる。これにより、モータ１１の駆動が停止され、モータ先駆動制御によるエンジン再始動が中止される。

これに対し、図５に示すように、再始動条件の成立後において、タイミングｔ２１でＳＬ１駆動リレー２４をオンに切り替えた後、エンジン回転速度の降下態様が変化した場合には、その変化のタイミングｔ２２で、予測エンジン回転速度無効判定フラグＦｒは０から１に切り替えられるが、モータ先駆動許可フラグＦｍについては１のまま保持される。これにより、モータ先駆動処理によるスタータ制御が続行される。

以上詳述した本実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。

エンジン自動停止時の回転降下中に再始動条件が成立した場合、その再始動条件の成立後においてエンジン回転速度の降下態様が変化し、かつその変化があった時点でコイル１８の通電を開始している場合、つまりピニオン１４の押出しを開始している場合には、モータ先駆動制御によるエンジン再始動を中止するのに対し、再始動条件の成立後においてエンジン回転速度の降下態様が変化した場合であっても、その変化があった時点でコイル１８の通電を開始している場合には、コイル１８の通電を継続する構成としたため、ピニオン１４のリングギヤ２２に対する位置関係が不確定な状態になるのを回避することができる。その結果、その時の状況に応じた適切な態様でスタータ１０を駆動できる。

（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。

・再始動条件の成立後においてピニオン１４の押出し開始前であって、かつエンジン回転速度の降下態様が変化した場合、その降下態様の変化が、エンジン回転速度の降下率が大きくなる側への変化である場合に、モータ先駆動によるエンジン再始動を中止し、エンジン回転速度の降下率が小さくなる側への変化やエンジン回転速度の上昇側への変化である場合には、モータ先駆動によるエンジン再始動を継続する構成とする。実際のエンジン回転速度が予測エンジン回転速度からずれる場合であっても、エンジン回転速度の降下率が小さくなる側に変化する場合や、エンジン回転速度が上昇側に変化する場合には、噛み合い時点では予測エンジン回転速度よりも実際のエンジン回転速度の方が高くなり、リングギヤの回転速度の方がピニオンの回転速度よりも高い状態でピニオンとリングギヤとの噛み合わせを行うことが可能である。これに対し、エンジン回転速度の降下率が大きくなる側に変化する場合には、噛み合い時点では予測エンジン回転速度よりも実際のエンジン回転速度の方が低くなり、リングギヤの回転速度の方が高い状態で両者を噛み合わせることができない場合がある。これに鑑み、本構成では、エンジン回転速度の降下度合いが大きくなる側に変化する場合にはモータ先駆動によるエンジン再始動を中止し、エンジン回転速度の降下度合いが小さくなる側に変化する場合や、エンジン回転速度が上昇側に変化する場合にはモータ先駆動によるエンジン再始動を継続することにより、速やかなエンジン再始動を図りつつ、ショック発生を抑制できる。

・上記実施形態では、コイル１８の通電／非通電を制御するＳＬ１駆動リレー２４と、モータ１１の通電／非通電を制御するＳＬ２駆動リレー２５とを有するスタータ１０を本発明に適用する場合について説明したが、ピニオン１４とリングギヤ２２との噛み合わせ解除とモータ１１の回転停止とを独立して制御可能なスタータであればよく、例えば従来のスタータにおいてモータ通電制御用のリレーを設けたものを本発明に適用してもよい。すなわち、この構成では、図１のスタータ１０における第２ソレノイドＳＬ２に代えて、プランジャ１９において、レバー１６とは反対側の端部にモータ通電用の接点が設けられている。また、本構成では、モータ１１とバッテリ１２との間において、ＥＣＵ４０からの制御信号に基づいてオン／オフの切り替え可能なモータ通電制御用のリレーが設けられている。この構成においても、ＳＬ１駆動リレー２４とモータ通電制御用のリレーとを個別に制御することにより、ピニオン１４とリングギヤ２２との噛み合わせ動作とモータ１１の回転動作とを独立して制御可能である。

・ガソリンエンジンを適用する場合について説明したが、ディーゼルエンジンを本発明に適用する構成であってもよい。

１０…スタータ、１１…モータ、１４…ピニオン、１８…コイル（噛み合い手段）、２０…エンジン、２１…クランク軸、２２…リングギヤ、２４…ＳＬ１駆動リレー、２５…ＳＬ２駆動リレー、４０…ＥＣＵ（回転予測手段、スタータ駆動手段、回転変化検出手段、移動開始判定手段、第１制御手段、第２制御手段）、ＳＬ１…第１ソレノイド（噛み合い手段）、ＳＬ２…第２ソレノイド。

Claims

エンジンの出力軸に連結されたリングギヤに向けてピニオンを移動させて前記リングギヤに前記ピニオンを噛み合わせる噛み合い手段と、前記ピニオンに回転力を付与するモータとを備えるスタータを用いてクランキングが実施されるとともに、
所定の自動停止条件が成立したときに自動停止され、前記自動停止条件の成立後、所定の再始動条件が成立したときに前記スタータにより再始動されるエンジンに適用され、
エンジン自動停止に際してエンジンの回転降下が生じる回転降下期間において、現時点よりも後のエンジン回転速度である予測エンジン回転速度を算出する回転予測手段と、
前記回転降下期間において前記再始動条件が成立した場合に、噛み合わせ時点において前記ピニオンが回転された状態となるように前記モータを制御するとともに、前記回転予測手段により算出した予測エンジン回転速度に基づいて、前記噛み合わせ時点において前記ピニオンと前記リングギヤとが噛み合うように前記噛み合い手段による前記ピニオンの移動を制御するスタータ制御手段と、を備えるエンジン停止始動制御装置であって、
前記回転降下期間において、前記スタータ制御手段に基づく前記ピニオンの移動開始前か否かを判定する移動開始判定手段と、
前記回転降下期間において、前記再始動条件の成立後にエンジン回転速度の降下態様が変化したことを検出する回転変化検出手段と、
前記回転変化検出手段によりエンジン回転速度の降下態様が変化したことが検出され、かつ前記移動開始判定手段により前記ピニオンの移動開始前であると判定された場合に、前記スタータ制御手段によるエンジン再始動を中止する第１制御手段と、
前記回転変化検出手段によりエンジン回転速度の降下態様が変化したことが検出され、かつ前記移動開始判定手段により前記ピニオンの移動開始後であると判定された場合に、前記噛み合い手段による前記ピニオンの移動を継続する第２制御手段と、
を備えることを特徴とするエンジン停止始動制御装置。
前記回転変化検出手段は、前記降下態様の変化として、エンジン回転速度の降下度合いが大きくなる側への変化か、又はエンジン回転速度の降下度合いが小さくなる側若しくはエンジン回転速度が上昇する側への変化があったことを検出し、
前記第１制御手段は、前記回転変化検出手段によりエンジン回転速度の降下度合いが大きくなる側に変化したことが検出され、かつ前記移動開始判定手段により前記ピニオンの移動開始前であると判定された場合に、前記スタータ制御手段によるエンジン再始動を中止し、前記回転変化検出手段によりエンジン回転速度の降下度合いが小さくなる側又はエンジン回転速度が上昇する側に変化したことが検出され、かつ前記移動開始判定手段により前記ピニオンの移動開始前であると判定された場合に、前記スタータ制御手段によるエンジン再始動を継続する請求項１に記載のエンジン停止始動制御装置。