(57)【要約】  エンジン自動停止および自動始動時における無駄な電力消費や騒音を抑制し、自動始動の迅速化および噛み合い性の向上を実現する。スタータモータ（１４）と、リングギア（１２）と、ピニオンギア移動手段（１７）と、自動停止条件の成立によるエンジンの慣性回転中に、エンジンの回転数に基づいて噛み合い制御を実行し、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン再始動制御を実行するスタータ制御手段（１１）とを備え、スタータ制御手段における噛み合い制御は、少なくともエンジンの回転が停止したと同時もしくは停止する以前にピニオンギア移動手段への通電を停止する。
2012117649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止させ、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動装置において、
通電によりピニオンギアを回転させるスタータモータと、
前記ピニオンギアと噛み合い、駆動力を前記エンジンに伝達するリングギアと、
通電により前記ピニオンギアを移動させて、前記リングギアとの噛み合わせを行わせるピニオンギア移動手段と、
前記自動停止条件の成立によるエンジンの慣性回転中に、前記エンジンの回転数に基づいて噛み合い制御を実行し、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン再始動制御を実行するスタータ制御手段と
を備え、
前記スタータ制御手段における前記噛み合い制御は、少なくともエンジンの回転が停止したと同時もしくは停止する以前に前記ピニオンギア移動手段への通電を停止する
ことを特徴とするエンジン自動停止始動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジン自動停止始動装置において、
前記スタータ制御手段における前記噛み合い制御は、前記ピニオンギア移動手段への通電を行ってから第１の所定時間が経過後に前記ピニオンギア移動手段への通電を停止する
ことを特徴とするエンジン自動停止始動装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエンジン自動停止始動装置において、
エンジンのクランク軸の逆回転を検出する逆回転検出手段をさらに備え、
前記スタータ制御手段における前記噛み合い制御は、前記ピニオンギア移動手段への通電を行った後、前記逆回転検出手段により前記クランク軸の逆回転が検出されたことで前記ピニオンギア移動手段への通電を停止する
ことを特徴とするエンジン自動停止始動装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のエンジン自動停止始動装置において、
前記スタータ制御手段は、前記スタータモータと前記ピニオンギア移動手段とを独立して通電制御可能であり、前記エンジン再始動制御は、前記ピニオンギア移動手段への通電を行った後、第２の所定時間経過後に前記スタータモータへの通電を行う
ことを特徴とするエンジン自動停止始動装置。
【請求項５】
請求項４に記載のエンジン自動停止始動装置において、
前記ピニオンギアと前記リングギアとの噛み合いが成立しているか否かを判別する噛み合い判別手段をさらに備え、
前記エンジン再始動制御の実行を開始する際に、前記噛み合い判別手段により噛み合いが成立していると判別された場合には、前記スタータモータへの通電を行うとともに、前記スタータモータへの通電と同時もしくは通電した後に前記ピニオンギア移動手段への通電を行い、前記噛み合い判別手段により噛み合いが成立していないと判別された場合には、前記ピニオンギア移動手段への通電を行った後、前記第２の所定時間経過後に前記スタータモータへの通電を行う
ことを特徴とするエンジン自動停止始動装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のエンジン自動停止始動装置において、
前記ピニオンギアの非トルク伝達面とギア端面とのエッジに面取りが設けられている
ことを特徴とするエンジン自動停止始動装置。
【請求項７】
自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止させ、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動装置において、
通電によりピニオンギアを回転させるスタータモータと、
前記ピニオンギアと噛み合い、駆動力を前記エンジンに伝達するリングギアと、
通電により前記ピニオンギアを移動させて、前記リングギアとの噛み合わせを行わせるピニオンギア移動手段と、
前記自動停止条件の成立によるエンジンの慣性回転中に、前記エンジンの回転数に基づいて前記ピニオンギア移動手段へ通電を行い、前記ピニオンギアと前記リングギアとを噛み合わせ、少なくともエンジンの回転が停止したと同時もしくは停止する以前に前記ピニオンギア移動手段への通電を停止する噛み合い制御を実行し、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン再始動制御を実行するスタータ制御手段と
を備え、
前記スタータ制御手段は、前記噛み合い制御を実行および完了した後に前記再始動条件が成立した場合には、前記ピニオンギア移動手段への通電を行った後、前記第２の所定時間経過後に前記スタータモータへの通電を行い、前記噛み合い制御を実行した後、前記ピニオンギア移動手段への通電中に前記再始動条件が成立した場合には、前記ピニオンギア移動手段への通電を停止せずに、前記スタータモータへの通電を行う
ことを特徴とするエンジン自動停止始動装置。
【請求項８】
自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止させ、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動制御方法であって、
前記自動停止条件の成立によるエンジンの慣性回転中に、前記エンジンの回転数に基づいてピニオンギア移動手段への通電を行うことでピニオンギアをリングギアと噛み合わせ、少なくともエンジンの回転が停止したと同時もしくは停止する以前に前記ピニオンギア移動手段への通電を停止する噛み合い制御ステップと、
前記噛み合い制御ステップが完了した後、前記再始動条件の成立により前記ピニオンギア移動手段およびスタータモータへの通電を行うことで前記エンジンを再始動させるエンジン再始動制御ステップと
を備え、
前記噛み合い制御ステップの実行時において、前記噛み合い制御ステップが完了する前に前記再始動条件が成立した場合には、前記噛み合い制御ステップの完了を待たずに前記エンジン再始動制御ステップの実行に移行する
ことを特徴とするエンジン自動停止始動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止させ、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動装置およびエンジン自動停止始動制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の燃費改善・環境負荷低減等を目的として、所定の条件が満たされると自動でアイドルストップを行う自動アイドルストップシステムが開発されてきた。その中でも、スタータによる自動アイドルストップシステムは、車両のシステム変更が少なく、低コストである。しかしながら、その反面、エンジンが完全に停止するまで噛み合うことができないという課題があった。【０００３】
この課題に対し、エンジンの停止前もしくは停止後に、電磁駆動機構によりピニオンギアをリングギアに噛み合わせ、電磁駆動機構への通電を停止した後も、ヘリカルスプライン係合部により噛み合いを維持しているものがある（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
また、エンジン自動停止によるリングギアの惰性回転中に電磁ソレノイドに通電して、ピニオンギアとリングギアを噛み合わせ、エンジン停止後に電磁ソレノイドへの通電を停止しているものがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１６３８１８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４２５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献１においては、エンジン停止後もしくはエンジン停止直前に、電磁駆動機構により噛み合わせを行っている。ここで、噛み合い完了の判定は、噛み合いセンサにより行っている。このため、構成が複雑となり、コストも高くなってしまうという課題がある。また、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させる際に、再度、電磁駆動機構へ通電するという発想までは、この特許文献１には何ら記載されていない。【０００７】
また、特許文献２においては、エンジンが停止した後に、電磁ソレノイドへの通電を停止している。ここで、特許文献２では、噛み合いセンサを用いていないため、再始動条件成立時まで確実に噛み合っているとは言えず、車体の振動などにより、噛み合いが解除される可能性がある。そのため、再始動時に、再度、電磁駆動機構に通電しなければならない。【０００８】
しかしながら、再度通電するため、その時点での噛み合いを維持しておく必要性はなく、エンジンが停止するまで電磁駆動機構に通電し続けることにより無駄な電力を消費するおそれがある。また、ギア噛み合い後、エンジンが停止するまでに、再始動条件が成立した場合に関しては、この特許文献２には特に記載はなかった。【０００９】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、エンジン自動停止および自動始動時における無駄な電力消費や騒音、さらには部品の摩耗を抑制するとともに、自動始動の迅速化および噛み合い性の向上を実現するエンジン自動停止始動装置およびエンジン自動停止始動制御方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るエンジン自動停止始動装置は、自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止させ、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動装置において、通電によりピニオンギアを回転させるスタータモータと、ピニオンギアと噛み合い、駆動力をエンジンに伝達するリングギアと、通電によりピニオンギアを移動させて、リングギアとの噛み合わせを行わせるピニオンギア移動手段と、自動停止条件の成立によるエンジンの慣性回転中に、エンジンの回転数に基づいて噛み合い制御を実行し、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン再始動制御を実行するスタータ制御手段とを備え、スタータ制御手段における噛み合い制御は、少なくともエンジンの回転が停止したと同時もしくは停止する以前にピニオンギア移動手段への通電を停止するものである。【００１１】
本発明に係るエンジン自動停止始動制御方法は、自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止させ、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動制御方法であって、自動停止条件の成立によるエンジンの慣性回転中に、エンジンの回転数に基づいてピニオンギア移動手段への通電を行うことでピニオンギアをリングギアと噛み合わせ、少なくともエンジンの回転が停止したと同時もしくは停止する以前にピニオンギア移動手段への通電を停止する噛み合い制御ステップと、噛み合い制御ステップが完了した後、再始動条件の成立によりピニオンギア移動手段およびスタータモータへの通電を行うことでエンジンを再始動させるエンジン再始動制御ステップとを備え、噛み合い制御ステップの実行時において、噛み合い制御ステップが完了する前に再始動条件が成立した場合には、噛み合い制御ステップの完了を待たずにエンジン再始動制御ステップの実行に移行するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るエンジン自動停止始動装置およびエンジン自動停止始動制御方法によれば、自動停止条件の成立によりエンジンが慣性回転を開始し、噛み合い可能な回転数となった時にソレノイドへ通電することで噛み合い制御を実行し、噛み合い制御が完了する前に再始動条件が成立した場合には、噛み合い制御の完了を待たずにエンジン再始動制御の実行に移行することにより、エンジン自動停止および自動始動時における無駄な電力消費や騒音、さらには部品の摩耗を抑制するとともに、自動始動の迅速化および噛み合い性の向上を実現するエンジン自動停止始動装置およびエンジン自動停止始動制御方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１によるエンジン自動停止始動装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１によるピニオンギアの面取り部の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１によるエンジン停止特性を示すイメージ図である。
【図４】本発明の実施の形態１によるエンジン自動停止および自動始動の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１によるエンジン自動停止時の噛み合い制御の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態１によるエンジン自動停止始動装置において、エンジンが逆回転時（リングギア逆回転時）にピニオンギアがリングギアへと噛み合う途中の状態を駆動軸方向から表した模式図である。
【図７】本発明の実施の形態１によるエンジン自動停止始動装置において、エンジンが逆回転時にギアの半径方向から見たピニオンギアとリングギアとの噛み合いの状態を表した模式図である。
【図８】本発明の実施の形態１によるエンジン自動停止時の噛み合い制御によるエンジン停止特性変化を示すイメージ図である。
【図９】本発明の実施の形態１によるエンジン自動始動時のエンジン再始動制御の流れを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態２によるエンジン自動停止始動装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態３によるエンジン自動停止時の噛み合い制御の流れを示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態４によるエンジン自動停止始動装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態４によるエンジン自動始動時のエンジン再始動制御の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明によるエンジン自動停止始動装置およびエンジン自動停止始動制御方法を各実施の形態に従って図を用いて説明する。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるエンジン自動停止始動装置１０の概略構成を示すブロック図である。図１に示した本実施の形態１におけるエンジン自動停止始動装置１０は、スタータ制御手段１１、リングギア１２、クランク角センサ１３、スタータモータ１４、ワンウェイクラッチ１５、ピニオンギア１６、およびピニオンギア移動手段１７を備えて構成されている。さらに、ピニオンギア移動手段１７は、ソレノイド１８及びプランジャ１９を備えて構成されている。
【００１６】
スタータ制御手段１１は、スタータモータ１４およびソレノイド１８への通電を制御する。また、リングギア１２は、ピニオンギア１６と噛み合い、駆動力をエンジンに伝達する。また、クランク角センサ１３は、エンジンのクランク角を検出する。また、スタータモータ１４は、通電によりピニオンギア１６を回転させる。
【００１７】
また、ワンウェイクラッチ１５は、スタータモータ１４の出力軸に連結され、リングギア１２からトルクが入力された場合には空転する。さらに、ピニオンギア移動手段１７は、ソレノイド１８への通電により、プランジャ１９を吸引し、レバー（図示省略）を介してピニオンギア１６を移動させることで、ピニオンギア１６をリングギア１２と噛み合わせる。
【００１８】
図２は、本発明の実施の形態１によるピニオンギアの面取り部の概略構成を示す図である。図２に示すように、ピニオンギア１６は、ギアの非トルク伝達面とギア端面とのエッジ部分に、面取りが設けられている。
【００１９】
スタータ制御手段１１は、クランク角センサ１３から出力されるクランク軸の回転パルスの周期から、エンジン回転数を算出することが可能である。また、スタータ制御手段１１とソレノイド１８あるいはスタータモータ１４との間にリレーを設け、スタータ制御手段１１の指令により、リレーを駆動して通電を制御してもよい。
【００２０】
次に、図１の構成を備えた本実施の形態１のエンジン自動停止始動装置における、自動停止条件成立時のエンジン慣性回転挙動に関して説明する。
車両の走行中に自動停止条件（例えば、車速１５ｋｍ／ｈ以下かつドライバがブレーキを踏んでいる等）が成立した場合には、エンジンへの燃料供給を停止し、慣性回転させる。
【００２１】
図３は、本発明の実施の形態１によるエンジン停止特性を示すイメージ図である。自動停止条件が成立したことで、スタータ制御手段１１は、エンジンへの燃料供給を停止し、慣性回転させる。この結果、図３に示すように、エンジンのピストンにおける圧縮・膨張サイクルによりトルク変動が発生し、エンジン回転数が脈動を起こしながら低下していく。
【００２２】
そして、回転数が０になると、圧縮行程にあるピストンからの反力により、エンジンが逆回転し始める。その後しばらく回転し、今度は膨張行程にあるピストンからの反力により、エンジンが正転し始める。このように、正転と逆転を繰り返し、最終的には、エンジンの回転摩擦がピストンからの反力より大きくなった時にエンジンが静止する。
【００２３】
次に、本実施の形態１におけるエンジン自動停止始動装置の具体的な動作について、図４〜図６を用いて詳細に説明する。
【００２４】
図４は、本発明の実施の形態１によるエンジン自動停止および自動始動の流れを示すフローチャートである。まず始めに、ステップＳ１１０において、スタータ制御手段１１は、自動停止条件が成立しているか否かを判定する。そして、このステップＳ１１０において、自動停止条件が成立していないと判定した場合には、スタータ制御手段１１は、一連の処理を終了し、次の制御周期へと進む。
【００２５】
一方、ステップＳ１１０において、自動停止条件が成立していると判断した場合には、ステップＳ１２０に進み、スタータ制御手段１１は、エンジン停止制御を行う。具体的には、スタータ制御手段１１は、エンジンへの燃料供給を停止し、慣性回転により回転数を低下させる。なお、慣性回転中の振動を抑制するために、スタータ制御手段１１は、吸気制御を行ってもよい。
【００２６】
次に、ステップＳ１３０において、スタータ制御手段１１は、エンジン回転数が所定値以下になったか否かを判断する。具体的には、スタータ制御手段１１は、慣性回転によりエンジン回転数が低下していき、リングギア１２とピニオンギア１６が噛み合い可能な回転数差になったと判断した場合には、次のステップＳ１４０へと進む。
【００２７】
そして、ステップＳ１４０において、スタータ制御手段１１は、噛み合い制御を開始し、リングギア１２とピニオンギア１６とを噛み合わせる。なお、このステップＳ１４０の動作の詳細に関しては、図５を用いて後述する。
【００２８】
その後、ステップＳ１５０において、スタータ制御手段１１は、再始動条件が成立したか否かを判定する。そして、ステップＳ１５０において、再始動条件が成立したと判断した場合には、スタータ制御手段１１は、ステップＳ１６０において、エンジン再始動制御を行い、エンジンを再始動させる。なお、このステップＳ１６０の動作の詳細に関しては、図９を用いて後述する。
【００２９】
次に、先の図４におけるステップＳ１４０の噛み合い制御動作の詳細に関して、図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態１によるエンジン自動停止時の噛み合い制御の流れを示すフローチャートである。
【００３０】
先の図４におけるステップＳ１３０において、スタータ制御手段１１は、エンジン回転数が噛み合い可能な回転数（例えば、１００ｒｐｍ以下）になったと判定した場合には、この図５に示すステップＳ１４１〜ステップＳ１４３の一連処理により、噛み合い制御を行うこととなる。
【００３１】
まず始めに、ステップＳ１４１において、スタータ制御手段１１は、ソレノイド１８への通電を開始することで、ピニオンギア１６を移動させ、リングギア１２へと噛み合わせる。
【００３２】
ここで、ソレノイド１８への通電を開始してから、ピニオンギア１６が移動し、リングギア１２へと当接するまでには、数十ｍＳの移動時間が発生し、その間もエンジン回転数は低下することとなる。そこで、ピニオンギア１６がリングギア１２へと当接する際に、エンジンが逆回転になっていた場合の動作を、図６、図７を用いて説明する。
【００３３】
図６は、本発明の実施の形態１によるエンジン自動停止始動装置において、エンジンが逆回転時（リングギア逆回転時）にピニオンギア１６がリングギア１２へと噛み合う途中の状態を駆動軸方向から表した模式図である。また、図７は、本発明の実施の形態１によるエンジン自動停止始動装置において、エンジンが逆回転時にギアの半径方向から見たピニオンギア１６とリングギア１２との噛み合いの状態を表した模式図であり、上段（ａ）がギア当接時、中段（ｂ）が噛み合い途中、下段（ｃ）が噛み合い完了時を表している。
【００３４】
ピニオンギア１６がリングギア１２へと噛み合う際に、スタータ制御手段１１は、前述したように、ソレノイド１８への通電を行うことにより、ピニオンギア１６をリングギア１２へと移動させる。この時、ピニオンギア１６とリングギア１２とがギア端面で衝突せずに噛み合った場合には、スムーズに噛み合いが完了する。
【００３５】
しかしながら、図７（ａ）に示すように、ギア端面同士で衝突した場合には、ギア端面で摩擦しながら、もしくは小さくバウンドしながらリングギア１２が移動し、図６および図７（ｂ）に示すような噛み合い途中の状態を経て、図７（ｃ）に示すような噛み合い完了状態へと移行する。
【００３６】
なお、この図７（ａ）のような状態が発生した場合にも、先の図２に示したように、ピニオンギア１６に面取りがあることで、ピニオンギア１６のリングギア１２への噛み合い始めが、面取りがない場合に比して早くなる。この結果、図７（ｃ）に示すような噛み合い完了状態となった時に、ピニオンギア１６がリングギア１２へ、より深く噛み込み、噛み合いをより確実なものとすることができる。
【００３７】
上記のように、ピニオンギア１６をリングギア１２へと噛み合わせた後には、スタータの慣性および摩擦が回転系に加わることとなる。図８は、本発明の実施の形態１によるエンジン自動停止時の噛み合い制御によるエンジン停止特性変化を示すイメージ図である。ここで、図８における実線は、先の図３に相当し、エンジン自動停止時の噛み合い制御を行わない通常のエンジン回転挙動を示している。
【００３８】
一方、図８における破線は、図５のフローチャートに示すようなステップＳ１４１〜ステップＳ１４３の一連処理を行うことで、エンジン自動停止時の噛み合い制御を実施した場合のエンジン回転挙動を示している。
【００３９】
図８に示すように、噛み合い制御を実施せずにいた場合に比べて、噛み合い制御を実施した場合には、エンジンが停止するまでに要する時間が短くなり、また逆回転時の回転数も小さくなることがわかる。
【００４０】
具体的には、スタータ制御手段１１は、図５のステップＳ１４２において、ソレノイド１８への通電後、ピニオンギア１６がリングギア１２と噛み合い、図８の破線で示した逆回転時の回転数を十分に小さくできるだけの第１の所定時間（例えば、１００ｍＳ）が経過したか否かを判断する。そして、ステップＳ１４２において第１の所定時間が経過したと判断した場合には、ステップＳ１４３に進み、スタータ制御手段１１は、ソレノイド１８への通電を停止し、一連の噛み合い制御を終了する。
【００４１】
このように制御することで、少なくともエンジンの回転が停止したと同時、もしくは停止する以前に、ソレノイド１８への通電を停止することができる。これにより、早期にソレノイド１８への通電を停止することができ、電力消費を抑え、部品の寿命および燃費を改善することが可能となる。
【００４２】
また、一度噛み合わせることで、逆回転時の回転数を十分小さくしている。このため、エンジン停止前に再始動条件が成立した場合にも、回転数が小さくなっているため、スムーズにギアを噛み合わせて、エンジンを再始動させることが可能となる。
【００４３】
これらの結果、エンジンの完全停止を待たずに再始動が可能となり、エンジン再始動を静粛かつ迅速に行うことができるエンジン自動停止始動装置を得ることができる。
【００４４】
次に、先の図４におけるステップＳ１６０のエンジン再始動制御動作の詳細に関して、図９を用いて説明する。図９は、本発明の実施の形態１によるエンジン自動始動時のエンジン再始動制御の流れを示すフローチャートである。
【００４５】
先の図４におけるステップＳ１５０において、スタータ制御手段１１は、再始動条件が成立したと判定した場合には、この図９に示すステップＳ１６１〜ステップＳ１６３の一連処理により、エンジン再始動制御を行うこととなる。
【００４６】
まず始めに、ステップＳ１６１において、スタータ制御手段１１は、ソレノイド１８への通電を開始することでピニオンギア１６を移動させ、リングギア１２へと噛み合わせる。
【００４７】
次に、ステップＳ１６２において、スタータ制御手段１１は、ソレノイド１８への通電後、ピニオンギア１６がリングギア１２へと当接するまでの第２の所定時間（例えば、３０ｍＳ）が経過したか否かを判断する。そして、ステップＳ１６２において第２の所定時間が経過したと判断した場合には、ステップＳ１６３に進み、スタータ制御手段１１は、スタータモータ１４への通電を開始し、クランキングによりエンジンを再始動する。
【００４８】
以上のように、実施の形態１に係るエンジン自動停止始動装置は、ピニオンギアと噛み合い、駆動力をエンジンに伝達するリングギアと、エンジンのクランク角を検出するクランク角センサと、通電によりピニオンギアを回転させるスタータモータと、ソレノイドへの通電により、プランジャが吸引され、レバーを介してピニオンギアを移動させ、リングギアへと噛み合わせるピニオンギア移動手段と、スタータモータの出力軸に連結され、リングギアからトルクが入力された場合には空転するワンウェイクラッチと、スタータモータおよびソレノイドへの通電を制御するスタータ制御手段とを備えている。
【００４９】
そして、自動停止条件の成立によりエンジンが慣性回転を開始し、噛み合い可能な回転数となった時にソレノイドへ通電し、ピニオンギアとリングギアとを噛み合わせた後、逆回転の回転数が十分小さくなった時点でソレノイドへの通電を停止する。
【００５０】
その後、再始動条件の成立により、ソレノイドへ再度通電し、ピニオンギアがリングギアに当接するまでの時間経過後、スタータモータへと通電し、クランキングによりエンジンを再始動させ、エンジン再始動後にソレノイドおよびスタータモータへの通電を停止する。
【００５１】
このような一連動作を行うことにより、早期にソレノイドへの通電を停止でき、電力消費を抑えて部品の寿命や燃費の改善を図ることができるとともに、ソレノイドの温度上昇抑制等を達成することができる。さらに、逆回転の回転数が十分小さくなっているため、ソレノイドへの通電停止後、エンジン停止前に再始動条件が成立した場合にも、スムーズにギアを噛み合わせてエンジンを再始動することができる。
【００５２】
さらに、再始動条件成立時にソレノイドへの通電後、ピニオンギアがリングギアに当接するまでの所定時間経過後、スタータモータへと通電することにより、より確実な噛み合いを実現することができる。
【００５３】
実施の形態２．
図１０は、本発明の実施の形態２によるエンジン自動停止始動装置１０ａの概略構成を示すブロック図である。本実施の形態２における図１０の構成は、先の実施の形態１における図１の構成と比較すると、クランク角センサ１３の代わりに、逆回転検知クランク角センサ１３ａを備えている点のみが異なっている。そこで、相違点であるこの逆回転検知クランク角センサ１３ａを中心に、以下に説明する。
【００５４】
逆回転検知クランク角センサ１３ａは、エンジンの逆回転を検出することのできるセンサである。従って、スタータ制御手段１１は、先の図５のステップＳ１４２における第１の所定時間の経過を判断する代わりに、この逆回転検知クランク角センサ１３ａの出力に基づいて、噛み合い後のソレノイド１８への通電を停止してもよい。
【００５５】
なお、エンジンの逆回転が検出可能であれば、逆回転検知クランク角センサ１３ａに限らず、他の手段を用いてもよい。
【００５６】
このように、逆回転検知クランク角センサ１３ａのようなエンジン逆回転検出手段を用いることにより、現在エンジンが正転中か逆回転中かを検出することが可能となる。この結果、例えば、慣性回転によりエンジン回転数が低下し、正転中に噛み合い後、逆回転を開始した時に、スタータ制御手段１１は、ソレノイド１８への通電を停止することができる。
【００５７】
一般に、ピニオンギア１６とワンウェイクラッチ１５とは一体に構成され、スタータモータ１４の出力軸にスプライン嵌合されている。このスプライン嵌合は、ワンウェイクラッチ１５があるために、ピニオンギア１６の回転数がスタータモータ１４の出力軸回転数に比して低いと前進、高いと後退するように構成されている。
【００５８】
そのため、スタータモータを回転させていない状態で、ピニオンギア１６とリングギア１２との噛み合いが解除されるためには、ピニオンギア１６がエンジンの正転方向に回転する、つまり、リングギア１２が正転する必要がある。よって、逆回転中は、ソレノイド１８への通電を停止したとしても、ピニオンギア１６が引き戻されることはなく、噛み合いを維持した状態のままとなる。
【００５９】
そして、次にエンジンが正転する際には、噛み合いが解除されるが、その時点では、エンジンの回転数は、噛み合い可能な回転数範囲内になっている。従って、スタータ制御手段１１は、再始動条件が成立した時点でピニオンギア１６をリングギア１２に噛み合わせて、スタータモータ１４へと通電し、エンジンを再始動させることができる。
【００６０】
以上のように、実施の形態２によれば、エンジン逆回転検出手段を用いることにより、第１の所定時間経過による逆転判定よりも、より精密にエンジンの正転、逆転の状態を検出することができる。この結果、制御精度の向上を実現することができる。
【００６１】
実施の形態３．
先の実施の形態１では、図４に示したように、ステップＳ１４０で噛み合い制御を行い、その後、ステップＳ１５０で再始動条件が成立した場合には、ステップＳ１６０でエンジン再始動制御を行う場合について説明した。これに対して、本実施の形態３では、ステップＳ１４０の噛み合い制御中にも、エンジン再始動条件の成立を考慮する場合について説明する。
【００６２】
図１１は、本発明の実施の形態３によるエンジン自動停止時の噛み合い制御の流れを示すフローチャートである。本実施の形態３において、スタータ制御手段１１は、ソレノイド１８へ通電後、ソレノイド１８への通電を停止する前に再始動条件が成立した場合を考慮した制御を行っている。
【００６３】
なお、図１１におけるステップＳ１４１〜ステップＳ１４３は、先の実施の形態１で説明した図５におけるステップＳ１４１〜ステップＳ１４３と同様である。そして、図１１におけるステップＳ１４４〜ステップＳ１４６が、本実施の形態３で新たに追加されたステップであり、これらの追加ステップの処理を中心に、以下に説明する。
【００６４】
先の実施の形態１と同様に、エンジンの自動停止による慣性回転により、エンジン回転数が低下し、噛み合い可能な回転数になった時（すなわち、先の図４におけるステップＳ１３０で、ＹＥＳと判定された場合）に、この図１１に示すステップＳ１４１〜ステップＳ１４６の一連処理により、噛み合い制御を行うこととなる。
【００６５】
まず始めに、ステップＳ１４１において、スタータ制御手段１１は、ソレノイド１８へと通電することでピニオンギア１６を移動させ、リングギア１２へと噛み合わせる。
【００６６】
そして、ステップＳ１４４へと進み、スタータ制御手段１１は、再始動条件が成立しているか否かを判断する。すなわち、本実施の形態３における図１１のフローチャートでは、スタータ制御手段１１は、ソレノイド１８へ通電後、ソレノイド１８への通電を停止する前に再始動条件が成立したか否かの判断を行っている。
【００６７】
ステップＳ１４４において、再始動条件が成立していない場合には、ステップＳ１４２に進む。そして、先の実施の形態１で説明したように、スタータ制御手段１１は、ステップＳ１４２において、ソレノイド１８への通電を停止する（第１の所定時間経過）まで再始動条件が成立しなければ、ステップＳ１４３に進み、ソレノイド１８への通電を停止し、一連の処理を終了する。
【００６８】
このように、再始動条件が成立しないまま、噛み合い制御が完了した場合には、先の実施の形態１における図４のステップＳ１５０、ステップＳ１６０、および図９のステップＳ１６１〜ステップＳ１６３で説明した一連の制御を行うこととなる。具体的には、噛み合い制御が完了した後に、再始動条件が成立（ステップＳ１５０）したことで、再度ソレノイド１８へ通電し（ステップＳ１６１）、所定時間経過後スタータモータ１４へと通電を行う（ステップＳ１６２、Ｓ１６３）。
【００６９】
しかしながら、ソレノイド１８への通電を停止する前、もしくはピニオンギア１６とリングギア１２との噛み合いが解除される前に、再始動条件が成立した場合には、図１１に示すように、所定時間の経過を待つ必要はない。従って、先のステップＳ１４４において、再始動条件が成立した場合には、ステップＳ１４５に進み、スタータ制御手段１１は、ソレノイド１８とスタータモータ１４への通電を同時に行うか、もしくはスタータモータ１４への通電後にソレノイド１８へと通電を行う。
【００７０】
さらに、ステップＳ１４６に進み、スタータ制御手段１１は、クランキングによりエンジンを再始動させる。なお、図示していないが、ステップＳ１４５、ステップＳ１４６を実行した後は、先の図４におけるステップＳ１５０、ステップＳ１６０を行うことなく、一連の処理を終了することとなる。
【００７１】
これにより、ピニオンギア１６がリングギア１２へ噛み合い後、すぐに再始動条件が成立した場合には、ソレノイド１８への通電を停止することなく、スタータモータ１４へ通電することができる。このため、エンジンの再始動をより迅速に行うことができる。
【００７２】
以上のように、実施の形態３によれば、噛み合い制御中にエンジン再始動条件が成立した場合には、先の実施の形態１のようにソレノイドへの通電を停止することなく、スタータモータへ通電することができる。この結果、先の実施の形態１と比較して、噛み合い制御中にエンジン再始動条件が成立した場合のエンジンの再始動を、より迅速に行うことが可能となる。
【００７３】
実施の形態４．
本実施の形態４では、ピニオンギア１６とリングギア１２との噛み合いが成立しているか否かを判別することのできる噛み合い判別手段をさらに備え、噛み合い判別手段の出力に基づいてエンジン再始動制御を行うことで、エンジン再始動の迅速化を図る場合について説明する。
【００７４】
図１２は、本発明の実施の形態４によるエンジン自動停止始動装置１０ｂの概略構成を示すブロック図である。本実施の形態４における図１２の構成は、先の実施の形態１における図１の構成と比較すると、噛み合い判別手段２０をさらに備えている点が異なっている。そこで、相違点であるこの噛み合い判別手段２０を中心に、以下に説明する。
【００７５】
本実施の形態４では、先の実施の形態１と同様に、自動停止条件の成立によりエンジンを慣性回転させ、エンジン回転数が低下した時にソレノイド１８へ通電し、ピニオンギア１６をリングギア１２と噛み合わせる（先の図１におけるステップＳ１１０〜ステップＳ１４０に相当）。
【００７６】
その後、再始動条件が成立した（先の図１におけるステップＳ１５０に相当）以降のステップＳ１６０のエンジン再始動制御の処理が、先の実施の形態１とは異なっており、図１３を用いて詳細に説明する。図１３は、本発明の実施の形態４によるエンジン自動始動時のエンジン再始動制御の流れを示すフローチャートである。
【００７７】
先の図４におけるステップＳ１５０において、スタータ制御手段１１は、再始動条件が成立したと判定した場合には、この図１３に示すステップＳ１６１〜ステップＳ１６４の一連処理により、エンジン再始動制御を行うこととなる。
【００７８】
なお、図１３におけるステップＳ１６１〜ステップＳ１６３は、先の実施の形態１で説明した図９におけるステップＳ１６１〜ステップＳ１６３と同様である。そして、図１３におけるステップＳ１６４が、本実施の形態４で新たに追加されたステップであり、この追加ステップの処理を中心に、以下に説明する。
【００７９】
まず始めに、ステップＳ１６４において、スタータ制御手段１１は、噛み合い判別手段２０の出力に基づき、ピニオンギア１６とリングギア１２との噛み合いが継続しているか否かを判別する。
【００８０】
そして、ピニオンギア１６とリングギア１２が噛み合っていると判別した場合には、ステップＳ１６３に進み、スタータ制御手段１１は、ソレノイド１８とスタータモータ１４への通電を同時、もしくはスタータモータ１４への通電後にソレノイド１８へと通電を行う。
【００８１】
一方、再始動条件が成立した時に、ステップＳ１６４において、ピニオンギア１６とリングギア１２とが噛み合っていないと判別した場合には、ステップＳ１６１へ進む。そして、スタータ制御手段１１は、先の実施の形態１における図９の流れと同様に、ソレノイド１８へと通電を行い（ステップＳ１６１）、第２の所定時間経過後に（ステップＳ１６２）、スタータモータ１４への通電を行う（ステップＳ１６３）。
【００８２】
このように、本実施の形態４では、噛み合い判別手段２０をさらに備えることで、再始動条件成立時において、ピニオンギア１６とリングギア１２との噛み合いが継続しているか否かを判別可能となる。このため、噛み合いが継続している場合には、ソレノイド１８への通電後、所定時間の経過を待つことなく、スタータモータ１４へと通電することができる。この結果、エンジンの再始動をより迅速に行うことが可能となる。
【００８３】
以上のように、実施の形態４によれば、噛み合い判別手段をさらに備えることで、再始動条件成立時において、ピニオンギアとリングギアとの噛み合いが継続しているか否かを判別することができる。この結果、先の実施の形態１と比較して、ピニオンギアとリングギアとの噛み合いが継続している場合のエンジンの再始動を、より迅速に行うことが可能となる。
【００８４】
なお、上述した実施の形態３、４では、実施の形態１の構成をもとに、エンジン再始動の迅速化を図る場合について説明した。しかしながら、この実施の形態３、４に係る発明は、これに限定されるものではなく、実施の形態２の構成に対しても、同様に適用可能であり、同様の効果を得ることができる。
【図１】
2012117649.tif 000003
【図２】
2012117649.tif 000004
【図３】
2012117649.tif 000005
【図４】
2012117649.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2012117649.tif 000009
【図８】
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【図９】
2012117649.tif 000011
【図１０】
2012117649.tif 000012
【図１１】
2012117649.tif 000013
【図１２】
2012117649.tif 000014
【図１３】
2012117649.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成25年4月16日(2013.4.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明に係るエンジン自動停止始動装置は、自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止させ、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動装置において、通電によりピニオンギアを回転させるスタータモータと、ピニオンギアと噛み合い、駆動力をエンジンに伝達するリングギアと、通電によりピニオンギアを移動させて、リングギアとの噛み合わせを行わせるピニオンギア移動手段と、自動停止条件の成立によるエンジンの慣性回転中に、エンジンの回転数に基づいて噛み合い制御を実行し、その後、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン再始動制御を実行するスタータ制御手段とを備え、スタータ制御手段における噛み合い制御は、少なくともエンジンの回転が停止したと同時もしくは停止する以前にピニオンギア移動手段への通電を停止するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止させ、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動装置において、
通電によりピニオンギアを回転させるスタータモータと、
前記ピニオンギアと噛み合い、駆動力を前記エンジンに伝達するリングギアと、
通電により前記ピニオンギアを移動させて、前記リングギアとの噛み合わせを行わせるピニオンギア移動手段と、
前記自動停止条件の成立によるエンジンの慣性回転中に、前記エンジンの回転数に基づいて噛み合い制御を実行し、その後、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン再始動制御を実行するスタータ制御手段と
を備え、
前記スタータ制御手段における前記噛み合い制御は、少なくともエンジンの回転が停止したと同時もしくは停止する以前に前記ピニオンギア移動手段への通電を停止する
ことを特徴とするエンジン自動停止始動装置。
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月1日(2014.5.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明に係るエンジン自動停止始動装置は、自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止させ、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動装置において、通電によりピニオンギアを回転させるスタータモータと、ピニオンギアと噛み合い、駆動力をエンジンに伝達するリングギアと、通電によりピニオンギアを移動させて、リングギアとの噛み合わせを行わせるピニオンギア移動手段と、自動停止条件の成立によるエンジンの慣性回転中に、エンジンの回転数に基づいて噛み合い制御を実行し、その後、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン再始動制御を実行するスタータ制御手段とを備え、スタータ制御手段における噛み合い制御は、少なくともエンジンの回転が停止したと同時もしくは停止する以前の、前記ピニオンギア移動手段への通電を行ってから第１の所定時間が経過した後に、ピニオンギア移動手段への通電を停止し、第１の所定時間は、ピニオンギア移動手段への通電後、ピニオンギアがリングギアと噛み合い、逆回転時の回転数を十分に小さくできるだけの時間であるものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明に係るエンジン自動停止始動制御方法は、自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止させ、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動制御方法であって、自動停止条件の成立によるエンジンの慣性回転中に、エンジンの回転数に基づいてピニオンギア移動手段への通電を行うことでピニオンギアをリングギアと噛み合わせ、少なくともエンジンの回転が停止したと同時もしくは停止する以前の、前記ピニオンギア移動手段への通電を行ってから第１の所定時間が経過した後に、ピニオンギア移動手段への通電を停止する噛み合い制御ステップと、噛み合い制御ステップが完了した後、再始動条件の成立によりピニオンギア移動手段およびスタータモータへの通電を行うことでエンジンを再始動させるエンジン再始動制御ステップとを備え、噛み合い制御ステップの実行時において、噛み合い制御ステップが完了する前に再始動条件が成立した場合には、噛み合い制御ステップの完了を待たずにエンジン再始動制御ステップの実行に移行し、第１の所定時間は、ピニオンギア移動手段への通電後、ピニオンギアがリングギアと噛み合い、逆回転時の回転数を十分に小さくできるだけの時間であるものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止させ、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動装置において、
通電によりピニオンギアを回転させるスタータモータと、
前記ピニオンギアと噛み合い、駆動力を前記エンジンに伝達するリングギアと、
通電により前記ピニオンギアを移動させて、前記リングギアとの噛み合わせを行わせるピニオンギア移動手段と、
前記自動停止条件の成立によるエンジンの慣性回転中に、前記エンジンの回転数に基づいて噛み合い制御を実行し、その後、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン再始動制御を実行するスタータ制御手段と
を備え、
前記スタータ制御手段における前記噛み合い制御は、少なくともエンジンの回転が停止したと同時もしくは停止する以前の、前記ピニオンギア移動手段への通電を行ってから第１の所定時間が経過した後に、前記ピニオンギア移動手段への通電を停止し、
前記第１の所定時間は、前記ピニオンギア移動手段への通電後、ピニオンギアがリングギアと噛み合い、逆回転時の回転数を十分に小さくできるだけの時間である
ことを特徴とするエンジン自動停止始動装置。
【請求項２】
自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止させ、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動装置において、
通電によりピニオンギアを回転させるスタータモータと、
前記ピニオンギアと噛み合い、駆動力を前記エンジンに伝達するリングギアと、
通電により前記ピニオンギアを移動させて、前記リングギアとの噛み合わせを行わせるピニオンギア移動手段と、
前記自動停止条件の成立によるエンジンの慣性回転中に、前記エンジンの回転数に基づいて噛み合い制御を実行し、その後、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン再始動制御を実行するスタータ制御手段と、
エンジンのクランク軸の逆回転を検出する逆回転検出手段と
を備え、
前記スタータ制御手段における前記噛み合い制御は、前記ピニオンギア移動手段への通電を行った後、前記逆回転検出手段により前記クランク軸の逆回転が検出されたことで前記ピニオンギア移動手段への通電を停止する
ことを特徴とするエンジン自動停止始動装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエンジン自動停止始動装置において、
前記スタータ制御手段は、前記スタータモータと前記ピニオンギア移動手段とを独立して通電制御可能であり、前記再始動条件の成立により実行される前記エンジン再始動制御は、前記ピニオンギア移動手段への通電を行った後、第２の所定時間経過後に前記スタータモータへの通電を行い、
前記第２の所定時間は、前記ピニオンギア移動手段への通電後、ピニオンギアがリングギアへと当接するまでの時間である
ことを特徴とするエンジン自動停止始動装置。
【請求項４】
請求項３に記載のエンジン自動停止始動装置において、
前記ピニオンギアと前記リングギアとの噛み合いが成立しているか否かを判別する噛み合い判別手段をさらに備え、
前記エンジン再始動制御の実行を開始する際に、前記噛み合い判別手段により噛み合いが成立していると判別された場合には、前記スタータモータへの通電を行うとともに、前記スタータモータへの通電と同時もしくは通電した後に前記ピニオンギア移動手段への通電を行い、前記噛み合い判別手段により噛み合いが成立していないと判別された場合には、前記ピニオンギア移動手段への通電を行った後、前記第２の所定時間経過後に前記スタータモータへの通電を行う
ことを特徴とするエンジン自動停止始動装置。
【請求項５】
自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止させ、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動装置において、
通電によりピニオンギアを回転させるスタータモータと、
前記ピニオンギアと噛み合い、駆動力を前記エンジンに伝達するリングギアと、
通電により前記ピニオンギアを移動させて、前記リングギアとの噛み合わせを行わせるピニオンギア移動手段と、
前記自動停止条件の成立によるエンジンの慣性回転中に、前記エンジンの回転数に基づいて前記ピニオンギア移動手段へ通電を行い、前記ピニオンギアと前記リングギアとを噛み合わせ、少なくともエンジンの回転が停止したと同時もしくは停止する以前に前記ピニオンギア移動手段への通電を停止する噛み合い制御を実行し、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン再始動制御を実行するスタータ制御手段と
を備え、
前記スタータ制御手段は、前記噛み合い制御を実行および完了した後に前記再始動条件が成立した場合には、前記ピニオンギア移動手段への通電を行った後、前記第２の所定時間経過後に前記スタータモータへの通電を行い、前記噛み合い制御を実行した後、前記ピニオンギア移動手段への通電中に前記再始動条件が成立した場合には、前記ピニオンギア移動手段への通電を停止せずに、前記スタータモータへの通電を行い、
前記第２の所定時間は、前記ピニオンギア移動手段への通電後、ピニオンギアがリングギアへと当接するまでの時間である
ことを特徴とするエンジン自動停止始動装置。
【請求項６】
自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止させ、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動制御方法であって、
前記自動停止条件の成立によるエンジンの慣性回転中に、前記エンジンの回転数に基づいてピニオンギア移動手段への通電を行うことでピニオンギアをリングギアと噛み合わせ、少なくともエンジンの回転が停止したと同時もしくは停止する以前の、前記ピニオンギア移動手段への通電を行ってから第１の所定時間が経過した後に、前記ピニオンギア移動手段への通電を停止する噛み合い制御ステップと、
前記噛み合い制御ステップが完了した後、前記再始動条件の成立により前記ピニオンギア移動手段およびスタータモータへの通電を行うことで前記エンジンを再始動させるエンジン再始動制御ステップと
を備え、
前記噛み合い制御ステップの実行時において、前記噛み合い制御ステップが完了する前に前記再始動条件が成立した場合には、前記噛み合い制御ステップの完了を待たずに前記エンジン再始動制御ステップの実行に移行し、
前記第１の所定時間は、前記ピニオンギア移動手段への通電後、ピニオンギアがリングギアと噛み合い、逆回転時の回転数を十分に小さくできるだけの時間である
ことを特徴とするエンジン自動停止始動制御方法。
【国際調査報告】
2012117649.tif 000016
2012117649.tif 000017
2012117649.tif 000018
2012117649.tif 000019
2012117649.tif 000020
2012117649.tif 000021