(57)【要約】  自動アイドルストップシステムにおけるエンジンの惰性回転中のピニオンギアとリングギアとの噛み合わせを速やかかつ静粛に行う。自動停止条件が成立するとエンジンを自動停止させ、その後、再始動条件が成立するとエンジンを再始動させる装置であって、エンジンのクランク軸に連結するリングギア（１２）と、エンジンを始動するためのスタータモータ（１４）と、スタータモータの回転をリングギアに伝達するピニオンギア（１６）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（１７）と、ピニオンギア移動手段によりピニオンギアを移動させることでピニオンギアとリングギアとを噛み合わせる際に、ピニオンギア移動手段に印加される電圧が所定範囲内となるように制御するスタータ制御手段（１１）とを備える。
2012114809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動停止条件が成立するとエンジンを自動停止させ、その後、再始動条件が成立するとエンジンを再始動させる自動アイドルストップシステムのためのエンジン自動停止始動装置であって、
エンジンのクランク軸に連結するリングギアと、
エンジンを始動するためのスタータモータと、
前記スタータモータの回転を前記リングギアに伝達するピニオンギアと、
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、
前記ピニオンギア移動手段により前記ピニオンギアを移動させることで前記ピニオンギアと前記リングギアとを噛み合わせる際に、前記ピニオンギア移動手段に印加される電圧が所定範囲内となるように制御するスタータ制御手段と
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は、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再始動条件が成立した場合に、前記スタータモータへと通電し、前記ピニオンギアを回転させてから前記ピニオンギア移動手段により前記ピニオンギアを移動させることで前記ピニオンギアを前記リングギアと噛み合わせる噛み合い制御を実行する際に、少なくとも前記ピニオンギアが前記リングギアへと当接する前に、前記スタータモータに流れる電流を抑制することで前記ピニオンギア移動手段に印加される電圧が前記所定範囲内となるように制御する
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、前記噛み合い制御を実行する際に、少なくとも前記ピニオンギアが前記リングギアへと当接する前に、前記スタータモータへの通電を一時停止することで前記スタータモータに流れる電流を抑制する
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３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、前記噛み合い制御を実行する際に、前記スタータモータへの通電を一時停止すると同時に前記ピニオンギア移動手段へ通電し、前記ピニオンギアを移動させる
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３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、前記噛み合い制御を実行する際に、前記スタータモータへの通電を一時停止した後に、ピニオンギア移動条件が成立することで前記ピニオンギア移動手段へ通電し、前記ピニオンギアを移動させる
ことを特徴とするエンジン自動停止始動装置。
【請求項６】
請求項４または５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、前記ピニオンギア移動手段へ通電することで前記ピニオンギアを移動させた後、スタータモータ通電条件が成立することで前記スタータモータへの通電を再開する
ことを特徴とするエンジン自動停止始動装置。
【請求項７】
請求項２ないし６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、
前記スタータモータと電源との間に配置され、前記電源から前記スタータモータへ供給される電流を抑制する電流抑制回路と、
前記電流抑制回路と並列に接続され、ＯＮ／ＯＦＦ切替することで前記電流抑制回路を短絡させるか否かを切り換え可能な切替手段と
をさらに備え、
前記スタータ制御手段は、前記切替手段をＯＦＦ状態に切り替えることで前記スタータモータに流れる電流を抑制する
ことを特徴とするエンジン自動停止始動装置。
【請求項８】
請求項１ないし７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、前記ピニオンギア移動手段に印加される電圧が、９Ｖ以上の範囲となるように前記所定範囲を設定して制御する
ことを特徴とするエンジン自動停止始動装置。
【請求項９】
請求項１ないし７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、前記ピニオンギア移動手段に印加される電圧が、前記ピニオンギアが前記リングギアに当接するまでの所要時間が４０ｍＳ以内となる電圧範囲となるように前記所定範囲を設定して制御する
ことを特徴とするエンジン自動停止始動装置。
【請求項１０】
エンジンのクランク軸に連結するリングギアと、
エンジンを始動するためのスタータモータと、
前記スタータモータの回転を前記リングギアに伝達するピニオンギアと、
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
を備え、自動停止条件が成立するとエンジンを自動停止させ、その後、再始動条件が成立するとエンジンを再始動させる自動アイドルストップシステムのためのエンジン自動停止始動制御装置に用いられ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再始動条件が成立した場合に、前記スタータモータへと通電し、前記ピニオンギアを回転させてから前記ピニオンギア移動手段により前記ピニオンギアを移動させることで前記ピニオンギアを前記リングギアと噛み合わせる噛み合い制御ステップを有し、
前記噛み合い制御ステップの実行時において、少なくとも前記ピニオンギアが前記リングギアへと当接する前に、前記スタータモータに流れる電流を抑制することで前記ピニオンギア移動手段に印加される電圧が所定範囲内となるように制御する
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、所定の自動停止条件が成立することによりエンジンの自動停止を行い、その後、再始動条件が成立することによりエンジンを再始動させる自動アイドルストップシステムのための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、エンジンの燃料遮断中にスタータモータを回転させた後、スタータモータへの通電を制御してスタータモータを慣性回転させ、エンジンとスタータモータとが共に慣性回転中であるときに、スタータモータをエンジンに連結させているものがある（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
また、将来のリングギア回転数を予測し、ピニオン回転数が将来のリングギア回転数と同期する時点を予測し、その時点に合うように、ピニオンギアの押し出しタイミングまたは押し出し速度を制御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２０１０‐２２９８８２号公報
【特許文献２】特開２００５‐３３０８１３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、エンジンを再始動させる再始動要求について何ら言及されていない。従って、エンジンを再始動させる必要のない場合にも、スタータモータを回転させてエンジンに連結させる場合があり、電力の消費、あるいは部品の摩耗等につながるおそれがある。【０００７】
また、特許文献２においては、将来のリングギア回転数を予測して、ピニオン回転数が同期する時点を予測して、その時点に合うように押し出し速度または押し出しタイミングを制御している。このため、押し出し速度を制御する場合には、速度を制御するためのセンサ類や制御手段が必要となり、コストアップにつながるおそれがある。【０００８】
また、押し出しタイミングのみを制御する場合にも、スタータモータに通電しているため、バッテリ電圧が低下し、ピニオンを押し出すソレノイドへの電圧も低下している。従って、ピニオンがリングギアへと到達する時間が、想定される時間より長くなることにより、ピニオンギアとリングギアに回転数差が生じ、騒音や部品の摩耗が生じるおそれがある。【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、大きな演算負荷およびコストアップを必要とせずに、自動アイドルストップシステムにおけるエンジンの惰性回転中のピニオンギアとリングギアとの噛み合わせを、速やかかつ静粛に行うことを可能にした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、自動停止条件が成立するとエンジンを自動停止させ、その後、再始動条件が成立するとエンジンを再始動させる自動アイドルストップシステムのためのエンジン自動停止始動装置であって、エンジンのクランク軸に連結するリングギアと、エンジンを始動するためのスタータモータと、スタータモータの回転をリングギアに伝達するピニオンギアと、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、ピニオンギア移動手段によりピニオンギアを移動させることでピニオンギアとリングギアとを噛み合わせる際に、ピニオンギア移動手段に印加される電圧が所定範囲内となるように制御するスタータ制御手段とを備えるものである。【００１１】
また、本発明に係るエンジン自動停止始動制御方法は、エンジンのクランク軸に連結するリングギアと、エンジンを始動するためのスタータモータと、スタータモータの回転をリングギアに伝達するピニオンギアと、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を備え、自動停止条件が成立するとエンジンを自動停止させ、その後、再始動条件が成立するとエンジンを再始動させる自動アイドルストップシステムのためのエンジン自動停止始動制御装置に用いられ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再始動条件が成立した場合に、スタータモータへと通電し、ピニオンギアを回転させてからピニオンギア移動手段によりピニオンギアを移動させることでピニオンギアをリングギアと噛み合わせる噛み合い制御ステップを有し、噛み合い制御ステップの実行時において、少なくともピニオンギアがリングギアへと当接する前に、スタータモータに流れる電流を抑制することでピニオンギア移動手段に印加される電圧が所定範囲内となるように制御するものである。
【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、ピニオンギア移動手段によりピニオンギアを移動させることでピニオンギアとリングギアとを噛み合わせる際に、ピニオンギア移動手段に印加される電圧が所定範囲内となるように制御することにより、大きな演算負荷およびコストアップを必要とせずに、自動アイドルストップシステムにおけるエンジンの惰性回転中のピニオンギアとリングギアとの噛み合わせを、速やかかつ静粛に行うことを可能にした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によるエンジン停止特性を示すイメージ図である。
【図３】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４】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５】本発明の実施の形態１によるスタータモータに流れる電流と電源電圧との関係を表すイメージ図である。
【図６】本発明の実施の形態１によるソレノイドへの印加電圧とピニオンギアがリングギアへと当接するのに必要な所定時間（当接所要時間）との関係をプロットしたグラフである。
【図７】本発明の実施の形態２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。
【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およびプランジャ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】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
図２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２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。
【００２１】
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。
【００２２】
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３、図４を用いて詳細に説明する。
【００２３】
図３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。
【００２４】
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。
【００２５】
次に、ステップＳ１３０において、スタータ制御手段１１は、エンジンの慣性回転中において、再始動条件が成立したか否かを判定する。そして、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、ステップＳ１４０へと進む。
【００２６】
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４を用いて後述する。
【００２７】
その後、ステップＳ１５０において、スタータ制御手段１１は、エンジンを再始動させる。
【００２８】
また、先のステップＳ１３０において、スタータ制御手段１１は、エンジンの慣性回転中（もしくは、スタータモータ１４を回転させずにピニオンギア１６とリングギア１２を噛み合わせ可能な回転数まで低下する間）に再始動条件が成立しなかったと判定した場合には、ステップＳ１６０へと進む。
【００２９】
そして、ステップＳ１６０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し、再始動条件が成立したと判定した時に、ピニオンギア１６をリングギア１２へと噛み合わせ（ステップＳ１４０に相当）、エンジンを再始動させる（ステップＳ１５０に相当）。
【００３０】
次に、先の図３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４を用いて説明する。図４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。
【００３１】
先の図３におけるステップＳ１３０において、スタータ制御手段１１は、エンジンの慣性回転中において、再始動条件が成立したと判定した場合には、この図４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。
【００３２】
まず始めに、ステップＳ１４１において、スタータ制御手段１１は、スタータモータ１４への通電を開始する。その後、ステップＳ１４２において、スタータ制御手段１１は、ピニオン押し出し条件（例えば、所定時間経過やピニオンギア１６とリングギア１２との回転数差が所定回転数差以内等）が成立したか否かを判定する。
【００３３】
そして、スタータ制御手段１１は、このステップＳ１４２において、ピニオン押し出し条件が成立したと判定した場合には、ステップＳ１４３に進み、スタータモータ１４への通電を一旦停止する。そして、同時に、ステップＳ１４４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へと噛み合わせる。
【００３４】
次に、ステップＳ１４５において、スタータ制御手段１１は、スタータモータ通電条件が成立したか否かを判定する。ここで、スタータモータ通電条件とは、例えば、ピニオンギア１６がリングギア１２へと噛み合うのに必要な所定時間が経過したことを意味し、この場合には、スタータ制御手段１１は、所定時間が経過したことでスタータモータ通電条件が成立したと判定することができる。
【００３５】
そして、ステップＳ１４５において、スタータモータ通電条件が成立した場合には、ステップＳ１４６に進み、スタータ制御手段１１は、スタータモータ１４への通電を再開し（ステップＳ１４６）、クランキングによりエンジンを再始動させる。
【００３６】
図５は、本発明の実施の形態１によるスタータモータ１４に流れる電流と電源電圧との関係を表すイメージ図である。具体的には、１２Ｖバッテリからスタータモータ１４へと通電した時の、スタータモータ電流とバッテリ電圧を示している。
【００３７】
一般に、図５に示すように、時刻ｔ１において、スタータモータ１４への通電を開始した時には、４００〜６００Ａ程度の突入電流が発生する。それに伴いバッテリの内部抵抗や配線抵抗等により、ソレノイド１８へ印加される電圧が低下する。そして、スタータモータ１４の回転数が高くなるにつれ、逆起電力が大きくなるため、電流が小さくなり、その結果、バッテリ電圧は回復する。
【００３８】
しかしながら、この突入電流によるバッテリ電圧の低下中にソレノイド１８へと通電し、ピニオンギア１６をリングギア１２に噛み合わせようとした場合には、ソレノイド１８への印加電圧が低くなってしまうため、所望の動作特性を得られない場合がある。
【００３９】
図６は、本発明の実施の形態１によるソレノイド１８への印加電圧とピニオンギア１６がリングギア１２へと当接するのに必要な所定時間（当接所要時間）との関係をプロットしたグラフである。具体的には、この図６は、ソレノイド１８へ印加する電圧を変化させていき、ピニオンギア１６がリングギア１２との当接位置（３ｍｍ）まで移動するのに要した時間をプロットしたものである。なお、図６（ｂ）は、図６（ａ）の横軸である当接所要時間のうち、０．０２Ｓ〜０．０６Ｓまでを部分的に拡大した図である。
【００４０】
図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、ソレノイド１８への印加電圧が９Ｖ以下では、ピニオンギア１６がリングギア１２へと当接するのにかかる時間が急激に伸びてしまうことがわかる。
【００４１】
また、このような状況を加味して、低い電圧でもソレノイド１８が動作するように、巻線数を増やす、あるいは巻線抵抗を小さくすることが考えられる。しかしながら、このような場合には、ソレノイド１８の寸法が大きくなる、あるいはスタータモータ１４へ通電していない通常時の始動において、ソレノイド１８へ高い電圧がかかることとなる。この結果、ソレノイド１８が発熱し、寿命低下等の原因となってしまう。
【００４２】
そこで、先の図４のフローチャートのステップＳ１４３、ステップＳ１４４で示したように、本実施の形態１におけるスタータ制御手段１１は、スタータモータ１４への通電を停止し、同時に、ソレノイド１８へと通電を開始することで、９Ｖ以上好ましくは１０Ｖ以上の電圧をソレノイド１８へ印加している。
【００４３】
この結果、図６に示したように、ソレノイド１８への通電を開始してからピニオンギア１６がリングギア１２へと当接するまでの所要時間が、４０ｍＳ以内、好ましくは３５ｍＳ以内となるようにすることができ、通常の始動時と変わらない動作特性を得ることができる。
【００４４】
このような制御を行うことで、わずかな時間で噛み合いを完了させることができる。このため、噛み合い完了後にスタータモータ１４への通電を再開して、エンジンを再始動させることで、再始動の大幅な遅れやドライバへの違和感を発生させないようにすることができる。
【００４５】
以上のように、実施の形態１によれば、自動停止条件の成立によるエンジンの慣性回転中に再始動条件が成立した場合には、以下の一連処理により噛み合い制御およびエンジン再始動を行っている。
（１）スタータモータへの通電を開始
（２）ピニオン押し出し条件が成立した時に、スタータモータへの通電を一旦停止し、同時に、所望電圧以上の電圧をソレノイドへと印加し、ピニオンギア１６をリングギア１２へと噛み合わせる。
（３）噛み合い完了後、スタータモータへの通電を再開し、クランキングによりエンジンを再始動させる。
【００４６】
これにより、ソレノイドの安定した動作特性を得ることができると同時に、スムーズなギアの噛み合いおよび迅速なエンジンの再始動を実現することができる。
【００４７】
なお、上述した実施の形態１においては、スタータモータ通電条件の成立をピニオンギア１６がリングギア１２へと噛み合うのに必要な所定時間の経過により判断する場合について説明した。しかしながら、本発明は、このようなものに限定されず、他の方法によりスタータモータ通電条件の成立を判断してもよい。例えば、噛み合い時のトルク変化によって発生する、ピニオンギア１６もしくはリングギア１２の回転挙動の変化であってもよく、また、実際に噛み合いを検出可能なセンサを用いて判断してもよく、同様の効果を得ることができる。
【００４８】
また、上述した実施の形態１においては、スタータモータ１４への通電を一時停止することにより電圧を回復させる場合について説明した。しかしながら、本発明は、このようなものに限定されず、他の方法により電圧を回復させてもよい。例えば、ＰＷＭ制御等により電流を抑制して電圧を回復させてもよく、同様の効果を得ることができる。なお、本発明では、スタータモータ１４への通電を一時停止とは、スタータモータに流れる電流を抑制する特別な場合と位置付けている。
【００４９】
また、上述した実施の形態１においては、ピニオンギア移動手段１７を、ソレノイド１８とプランジャ１９により構成した場合について説明した。しかしながら、本発明は、このようなものに限定されず、他の構成によりピニオンギアを移動させてもよい。例えば、ピニオンギア移動手段１７として小型のモータを用い、このモータによりピニオンギア１６を押し出す構成としてもよく、同様の効果を得ることができる。
【００５０】
実施の形態２．
先の実施の形態１においては、図４に示したように、噛み合い制御においてスタータモータ１４への通電一時停止（ステップＳ１４３に相当）と同時に、ソレノイド１８への通電を開始（ステップＳ１４４に相当）する場合について説明した。これに対して、本実施の形態２では、スタータモータ１４への通電一時停止後、ソレノイド通電条件（ピニオンギア移動条件に相当）の成立によりソレノイド１８への通電を開始する場合について説明する。
【００５１】
図７は、本発明の実施の形態２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。先の実施の形態１における図４のフローチャートと比較すると、本実施の形態２における図７のフローチャートは、ステップＳ１４３とステップＳ１４４との間にステップＳ１４７が新たに挿入されている点が異なっている。そこで、相違点であるこのステップＳ１４７の処理を中心に、以下に説明する。
【００５２】
先の実施の形態１の図３におけるステップＳ１３０において、スタータ制御手段１１は、エンジンの慣性回転中において、再始動条件が成立したと判定した場合には、この図７に示すステップＳ１４１〜ステップＳ１４７の一連処理により、噛み合い制御を行うこととなる。
【００５３】
ピニオン押し出し条件成立により、スタータモータへの通電を一時停止するまで（ステップＳ１４１〜ステップＳ１４３に相当）は、先の実施の形態１と同様である。
【００５４】
本実施の形態２においては、ステップＳ１４３によりスタータモータ１４への通電を一時停止した後のステップ１４７において、スタータ制御手段１１は、ソレノイド通電条件が成立したか否かを判定する。ここで、ソレノイド通電条件とは、スタータモータ１４への通電一時停止後、電源電圧がソレノイド１８の動作に必要な電圧まで回復するために必要な所定時間が経過したことを意味し、この場合には、スタータ制御手段１１は、所定時間が経過したことでソレノイド通電条件が成立したと判定することができる。
【００５５】
スタータモータ１４への通電により低下している電源電圧は、回路のインダクタンス等の影響により、スタータモータ１４への通電を停止した直後は電圧が回復せず、一定の遅れを持って電圧が回復する。
【００５６】
従って、先の実施の形態１のように、噛み合い制御においてスタータモータ１４への通電一時停止と同時に、ソレノイド１８への通電を開始する場合には、ソレノイド１８への通電開始時点では、印加される電圧が所定範囲内（先の図６で示した９Ｖ以上に相当）にはない。ただし、少なくともピニオンギア１６がリングギア１２へと当接する前には、印加される電圧が所定範囲内となっていることが必要である。
【００５７】
一方、本実施の形態２のように、例えば、ソレノイド通電条件の成立を所定時間の経過によりソレノイド１８への通電開始タイミングを判断することで、通電開始時点から、印加される電圧を所定範囲内とすることができる。
【００５８】
従って、本実施の形態２の場合には、スタータ制御手段１１は、ステップＳ１４７において所定時間（例えば、３ｍＳ）経過後にステップＳ１４４に進み、ソレノイド１８への通電を再開する。その後のステップＳ１４５、ステップＳ１４６の処理は、先の実施の形態１における図４で説明した内容と同じであり、ここでは省略する。
【００５９】
以上のように、実施の形態２によれば、自動停止条件の成立によるエンジンの慣性回転中に再始動条件が成立した場合には、以下の一連処理により噛み合い制御およびエンジン再始動を行っている。
（１）スタータモータへの通電を開始
（２）ピニオン押し出し条件が成立した時に、スタータモータへの通電を一旦停止し、その後、ソレノイド通電条件が成立した時に所望電圧以上の電圧をソレノイドへと印加し、ピニオンギア１６をリングギア１２へと噛み合わせる。
（３）噛み合い完了後、スタータモータへの通電を再開し、クランキングによりエンジンを再始動させる。
【００６０】
これにより、回復した電圧をソレノイドへ印加することができ、より安定したピニオンギアとリングギアとの噛み合わせを行うことができ、噛み合い時の騒音や部品の摩耗を抑えることができる。
【００６１】
なお、上述した実施の形態２においては、ソレノイド通電条件の成立を所定時間の経過により判断する場合について説明した。しかしながら、本発明は、このようなものに限定されず、他の方法によりソレノイド通電条件の成立を判断してもよい。例えば、電源電圧もしくはソレノイドへの印加電圧が所定電圧以上で成立を判断してもよい。これにより、ソレノイド１８へ確実かつ早期に安定した動作特性となるような電圧を印加することが可能となる。
【００６２】
実施の形態３．
先の実施の形態１および先の実施の形態２においては、スタータモータ１４への通電を一時停止することにより（もしくは、ＰＷＭ制御等により電流を抑制することにより）電圧を回復させる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、他の方法によりソレノイド１８への印加電圧を所望値以上にする場合について説明する。
【００６３】
本実施の形態３におけるエンジン自動停止始動装置１０は、図示しないが、電流抑制回路、短絡回路、および切り替え手段をさらに備えている。ここで、電流抑制回路は、電源とスタータモータ１４との間に設けられた電気抵抗もしくはコイル等に相当する。
【００６４】
短絡回路は、電流抑制回路を短絡させる回路に相当する。そして、切り替え手段は、短絡回路のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで、電流抑制回路を短絡させるか否かを切り替える手段に相当する。
【００６５】
本実施の形態３において、スタータ制御手段１１は、噛み合い制御の開始時にスタータモータ１４への通電を開始してから、少なくともピニオンギア１６をリングギア１２へと噛み合わせるまで（以下、第１の期間と称す）は、切り替え手段により短絡回路をＯＦＦ状態にすることで、電流抑制回路により電流を抑制し、ソレノイド１８への印加電圧を８Ｖ以上にすることができる。
【００６６】
一方、スタータ制御手段１１は、第１の期間以外は、切り替え手段により短絡回路をＯＮ状態にすることで、電流抑制回路を短絡させる。これにより、スタータモータ１４への通電開始時の突入電流を抑え、さらにはソレノイド１８が安定した動作特性となるような電圧を印加することが可能となる。
【００６７】
以上のように、実施の形態３によれば、噛み合い制御の開始時にスタータモータへの通電を開始してから所定時間は、スタータモータへの突入電流を抑制することができる構成を備えている。これにより、ソレノイドへ印加される電圧の低下が抑制でき、結果として、ソレノイドが安定した動作特性となるような電圧を印加することが可能となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年1月9日(2014.1.9)
【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、自動停止条件が成立するとエンジンを自動停止させ、その後、再始動条件が成立するとエンジンを再始動させる自動アイドルストップシステムのためのエンジン自動停止始動装置であって、エンジンのクランク軸に連結するリングギアと、エンジンを始動するためのスタータモータと、スタータモータの回転をリングギアに伝達するピニオンギアと、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、ピニオンギア移動手段によりピニオンギアを移動させることでピニオンギアとリングギアとを噛み合わせる際に、ピニオンギア移動手段に印加される電圧が所定範囲内となるように制御するスタータ制御手段とを備え、スタータ制御手段は、自動停止条件の成立によるエンジンの慣性回転中に再始動条件が成立した場合に、スタータモータへと通電し、ピニオンギアを回転させてからピニオンギア移動手段によりピニオンギアを移動させることでピニオンギアをリングギアと噛み合わせる噛み合い制御を実行する際に、少なくともピニオンギアがリングギアへと当接する前に、スタータモータに流れる電流を抑制することでピニオンギア移動手段に印加される電圧が所定範囲内となるように制御するものである。
【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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動停止条件が成立するとエンジンを自動停止させ、その後、再始動条件が成立するとエンジンを再始動させる自動アイドルストップシステムのためのエンジン自動停止始動装置であって、
エンジンのクランク軸に連結するリングギアと、
エンジンを始動するためのスタータモータと、
前記スタータモータの回転を前記リングギアに伝達するピニオンギアと、
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、
前記ピニオンギア移動手段により前記ピニオンギアを移動させることで前記ピニオンギアと前記リングギアとを噛み合わせる際に、前記ピニオンギア移動手段に印加される電圧が所定範囲内となるように制御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再始動条件が成立した場合に、前記スタータモータへと通電し、前記ピニオンギアを回転させてから前記ピニオンギア移動手段により前記ピニオンギアを移動させることで前記ピニオンギアを前記リングギアと噛み合わせる噛み合い制御を実行する際に、少なくとも前記ピニオンギアが前記リングギアへと当接する前に、前記スタータモータに流れる電流を抑制することで前記ピニオンギア移動手段に印加される電圧が前記所定範囲内となるように制御する
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は、前記噛み合い制御を実行する際に、少なくとも前記ピニオンギアが前記リングギアへと当接する前に、前記スタータモータへの通電を一時停止することで前記スタータモータに流れる電流を抑制する
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、前記噛み合い制御を実行する際に、前記スタータモータへの通電を一時停止すると同時に前記ピニオンギア移動手段へ通電し、前記ピニオンギアを移動させる
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、前記噛み合い制御を実行する際に、前記スタータモータへの通電を一時停止した後に、ピニオンギア移動条件が成立することで前記ピニオンギア移動手段へ通電し、前記ピニオンギアを移動させる
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３または４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、前記ピニオンギア移動手段へ通電することで前記ピニオンギアを移動させた後、スタータモータ通電条件が成立することで前記スタータモータへの通電を再開する
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、
前記スタータモータと電源との間に配置され、前記電源から前記スタータモータへ供給される電流を抑制する電流抑制回路と、
前記電流抑制回路と並列に接続され、ＯＮ／ＯＦＦ切替することで前記電流抑制回路を短絡させるか否かを切り換え可能な切替手段と
をさらに備え、
前記スタータ制御手段は、前記切替手段をＯＦＦ状態に切り替えることで前記スタータモータに流れる電流を抑制する
ことを特徴とするエンジン自動停止始動装置。
【請求項７】
請求項１ないし６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、前記ピニオンギア移動手段に印加される電圧が、９Ｖ以上の範囲となるように前記所定範囲を設定して制御する
ことを特徴とするエンジン自動停止始動装置。
【請求項８】
請求項１ないし６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、前記ピニオンギア移動手段に印加される電圧が、前記ピニオンギアが前記リングギアに当接するまでの所要時間が４０ｍＳ以内となる電圧範囲となるように前記所定範囲を設定して制御する
ことを特徴とするエンジン自動停止始動装置。
【請求項９】
エンジンのクランク軸に連結するリングギアと、
エンジンを始動するためのスタータモータと、
前記スタータモータの回転を前記リングギアに伝達するピニオンギアと、
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
を備え、自動停止条件が成立するとエンジンを自動停止させ、その後、再始動条件が成立するとエンジンを再始動させる自動アイドルストップシステムのためのエンジン自動停止始動制御装置に用いられ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再始動条件が成立した場合に、前記スタータモータへと通電し、前記ピニオンギアを回転させてから前記ピニオンギア移動手段により前記ピニオンギアを移動させることで前記ピニオンギアを前記リングギアと噛み合わせる噛み合い制御ステップを有し、
前記噛み合い制御ステップの実行時において、少なくとも前記ピニオンギアが前記リングギアへと当接する前に、前記スタータモータに流れる電流を抑制することで前記ピニオンギア移動手段に印加される電圧が所定範囲内となるように制御する
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】
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