(57)【要約】【課題】エンジンの自動停止によるエンジン回転降下期間中に再始動要求が発生したときに、エンジン回転速度に応じた適正な再始動制御を行うことができるようにする。【解決手段】エンジンの自動停止によりエンジン回転速度が降下するエンジン回転降下期間中にエンジン回転速度が所定の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときに、リングギヤの回転速度がピニオンの回転速度よりも高く且つリングギヤの回転速度とピニオンの回転速度との回転速度差が２５０ｒｐｍ以下になり、アクチュエータによりピニオンをリングギヤに噛み合わせる際に、ワンウエイクラッチが空転した後、リングギヤの回転速度の低下に伴って、ワンウエイクラッチがロックしてモータからピニオンへ動力が伝達されることにより、モータによりピニオンを回転させてスタータによるクランキングを開始させてエンジンを再始動させる。【選択図】図２
2010236552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピニオンを回転駆動するモータと、該モータとバッテリとの間に設けられる機械式のリレーと、前記ピニオンをエンジンのクランク軸に連結されたリングギヤに噛み合わせるアクチュエータと、エンジン回転方向において前記ピニオンから前記モータへ動力を伝達しないワンウエイクラッチとが設けられたスタータを備え、エンジン自動停止要求が発生したときにエンジンを自動停止させるエンジン自動停止始動制御装置において、
前記エンジンの自動停止によりエンジン回転速度が降下するエンジン回転降下期間中に前記エンジン回転速度が所定の回転速度領域で前記エンジン再始動要求が発生したときに、前記リングギヤの回転速度が前記ピニオンの回転速度よりも高く且つ前記リングギヤの回転速度と前記ピニオンの回転速度との回転速度差が２５０ｒｐｍ以下になり、前記アクチュエータにより前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせる際に、前記ワンウエイクラッチが空転した後、前記リングギヤの回転速度の低下に伴って、ワンウエイクラッチがロックしてモータからピニオンへ動力が伝達されることにより、前記モータにより前記ピニオンを回転させて前記スタータによるクランキングを開始して前記エンジンを再始動させる再始動制御手段を備えていることを特徴とするエンジン自動停止始動制御装置。
【請求項２】
前記リングギヤの回転速度と前記ピニオンの回転速度との回転速度差が２００ｒｐｍ以下になり、前記アクチュエータにより前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせる際に、前記ワンウエイクラッチが空転した後、前記リングギヤの回転速度の低下に伴って、ワンウエイクラッチがロックしてモータからピニオンへ動力が伝達されることにより、前記モータにより前記ピニオンを回転させて前記スタータによるクランキングを開始して前記エンジンを再始動させる再始動制御手段を備えていることを特徴とする請求項１記載のエンジン自動停止始動制御装置。
【請求項３】
ピニオンを回転駆動するモータと、該モータとバッテリとの間に設けられる機械式のリレーと、前記ピニオンをエンジンのクランク軸に連結されたリングギヤに噛み合わせるアクチュエータと、エンジン回転方向において前記ピニオンから前記モータへ動力を伝達しないワンウエイクラッチとが設けられたスタータを備え、エンジン自動停止要求が発生したときにエンジンを自動停止させるエンジン自動停止始動制御装置において、
前記エンジンの自動停止によりエンジン回転速度が降下するエンジン回転降下期間中に前記エンジン回転速度が所定の回転速度領域で前記エンジン再始動要求が発生したときに、前記リングギヤのピッチ円上の周速度が前記ピニオンのピッチ円上の周速度よりも高く且つ前記リングギヤのピッチ円上の周速度と前記ピニオンのピッチ円上の周速度との周速度差が３．９ｍ／秒以下になり、前記アクチュエータにより前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせる際に、前記ワンウエイクラッチが空転した後、前記リングギヤの回転速度の低下に伴って、ワンウエイクラッチがロックしてモータからピニオンへ動力が伝達されることにより、前記モータにより前記ピニオンを回転させて前記スタータによるクランキングを開始して前記エンジンを再始動させる再始動制御手段を備えていることを特徴とするエンジン自動停止始動制御装置。
【請求項４】
前記リングギヤのピッチ円上の周速度と前記ピニオンのピッチ円上の周速度との周速度差が３．１ｍ／秒以下になり、前記アクチュエータにより前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせる際に、前記ワンウエイクラッチが空転した後、前記リングギヤの回転速度の低下に伴って、ワンウエイクラッチがロックしてモータからピニオンへ動力が伝達されることにより、前記モータにより前記ピニオンを回転させて前記スタータによるクランキングを開始して前記エンジンを再始動させる再始動制御手段を備えていることを特徴とする請求項３記載のエンジン自動停止始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン自動停止要求が発生したときにエンジンを自動停止させ、エンジン再始動要求が発生したときにエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動制御装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジン（内燃機関）を搭載した車両においては、燃費節減、排気エミッション低減等を目的として、エンジン自動停止始動制御システム（いわゆるアイドルストップ制御システム）を採用したものがある。このエンジン自動停止始動制御システムは、例えば、運転者が車両を停車させたときにエンジンを自動的に停止させ、その後、運転者が車両を発進させようとする操作を行ったときに自動的にスタータでエンジンをクランキングして再始動させるようにしている。
【０００３】
一般に、スタータは、モータでピニオンを回転させると共に、アクチュエータでピニオンを押し出して該ピニオンをエンジンのクランク軸に連結されたリングギヤに噛み合わせてリングギヤを回転駆動することで、エンジンをクランキングするようになっているが、ピニオンとリングギヤの回転速度の差が大きい状態でピニオンをリングギヤに噛み合わせようとすると、ピニオンがリングギヤにスムーズに噛み合わずに騒音が発生する可能性がある。
【０００４】
そこで、特許文献１（特開２００２−１２２０５９号公報）に記載されているように、エンジン自動停止要求が発生した直後でエンジンの自動停止によりエンジン回転速度が降下するエンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生した場合には、その後、エンジン回転（リングギヤの回転）がほぼ停止してから、スタータのピニオンをリングギヤに噛み合わせた後にピニオンを回転させて、スタータによるクランキングを開始してエンジンを再始動させるようにしたものがある。
【０００５】
しかし、上記特許文献１の技術では、エンジンの自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生した場合に、その後、エンジン回転がほぼ停止するまで待ってから、スタータによるクランキングを開始してエンジンを再始動させるため、エンジン再始動要求からエンジンを再始動させるまでの遅れが大きくなってしまい、運転者にエンジンの再始動が遅いと感じさせてしまう可能性がある。
【０００６】
この対策として、特許文献２（特開２００５−３３０８１３号公報）や特許文献３（特開２００２−７０６９９号公報）に記載されているように、エンジンの自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生したときに、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て両者の回転速度の差を小さくした後にピニオンをリングギヤに噛み合わせて、スタータによるクランキングを開始してエンジンを再始動させるようにしたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１２２０５９号公報
【特許文献２】特開２００５−３３０８１３号公報
【特許文献３】特開２００２−７０６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献２や上記特許文献３の技術では、単に、ピニオンとリングギヤの回転速度を同期した時点でピニオンとリングギヤを噛み合わせるとの記載のみであり、この噛み合せタイミングに関する記載が非常に少なく、良好な噛み合せの実現には、いまだ実用化に達していないといわざるをえない状況である。
【０００９】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、エンジンの自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生したとしても、スムーズにエンジンの再始動を行うことができるエンジン自動停止始動制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、モータとバッテリとの間に設けられる機械式のリレーと、スタータにワンウエイクラッチが設けられた自動停止始動制御装置において、エンジンの自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン回転速度が所定の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときに、リングギヤの回転速度がピニオンの回転速度よりも高く且つリングギヤの回転速度とピニオンの回転速度との回転速度差が２５０ｒｐｍ以下になり、前記アクチュエータにより前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせる際に、前記ワンウエイクラッチが空転した後、前記リングギヤの回転速度の低下に伴って、ワンウエイクラッチがロックしてモータからピニオンへ動力が伝達されることにより、前記モータにより前記ピニオンを回転させて前記スタータによるクランキングを開始して前記エンジンを再始動させる。
【００１１】
更に、請求項３のように、モータとバッテリとの間に設けられる機械式のリレーと、スタータにワンウエイクラッチが設けられたシステムにおいて、エンジンの自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン回転速度が所定の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときに、リングギヤのピッチ円上の周速度がピニオンのピッチ円上の周速度よりも高く且つリングギヤのピッチ円上の周速度とピニオンのピッチ円上の周速度との周速度差が３．１ｍ／秒以下になり、前記アクチュエータにより前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせる際に、前記ワンウエイクラッチが空転した後、前記リングギヤの回転速度の低下に伴って、ワンウエイクラッチがロックしてモータからピニオンへ動力が伝達されることにより、前記モータにより前記ピニオンを回転させて前記スタータによるクランキングを開始して前記エンジンを再始動させる。
【００１２】
請求項１、３のいずれの場合も、リングギヤの回転速度又は周速度がピニオンの回転速度又は周速度よりも高いときにピニオンをリングギヤに噛み合わせる際に、ワンウエイクラッチが空転してスタータに加わる衝撃を緩和することができ、その後、フリクションによるエンジン回転速度（リングギヤの回転速度）の低下に伴って、リングギヤの回転速度とピニオンの回転速度との回転速度差が０になったときに、ワンウエイクラッチがロックしてモータからピニオンへ動力が伝達され始める。このような挙動により、ピニオンをリングギヤに比較的スムーズに噛み合わせることができ、スタータの構成部品への衝撃も少なく、強度的に余裕を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本発明の実施例１におけるエンジン始動制御システムの概略構成図である。
【図２】図２は実施例１のエンジン再始動制御を説明するタイムチャートである。
【図３】図３は第２の再始動制御を説明するタイムチャートである。
【図４】図４は第３の再始動制御を説明するタイムチャートである。
【図５】図５は実施例１のエンジン再始動制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。
【図６】図６は実施例２のエンジン再始動制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。
【図７】図７は実施例３のエンジン再始動制御を説明するタイムチャートである。
【図８】図８は実施例３のエンジン再始動制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。
【図９】図９は実施例４のエンジン再始動制御を説明するタイムチャートである。
【図１０】図１０は実施例４のエンジン再始動制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。
【図１１】図１１は実施例５のエンジン再始動制御を説明するタイムチャートである。
【図１２】図１２は実施例５のエンジン再始動制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。
【図１３】図１３はピニオンとリングギヤの噛み合い時の音圧を測定した結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。
【実施例１】
【００１５】
本発明の実施例１を図１乃至図５に基づいて説明する。
【００１６】
まず、図１に基づいてエンジン始動制御システムの概略構成を説明する。
【００１７】
スタータ１１は、いわゆるピニオン押し出し式スタータであり、モータ１２と、このモータ１２によって回転駆動されるピニオン１３と、このピニオン１３を押し出す電磁アクチュエータ１４等を備えた構成となっている。ピニオン１３は、軸方向に移動可能に設けられている。電磁アクチュエータ１４には、プランジャ１５と、このプランジャ１５を駆動するソレノイド１６が設けられ、プランジャ１５の駆動力がレバー１７等を介してピニオン１３に伝達されるようになっている。
【００１８】
また、バッテリ１８と電磁アクチュエータ１４との間には、リレー１９が設けられ、ＥＣＵ２０（エンジン制御回路）によってリレー１９をオンして電磁アクチュエータ１４の通電をオンすることで、プランジャ１５をピニオン押出方向に移動させてピニオン１３を押し出して、該ピニオン１３をエンジン２１のクランク軸２２に連結されたリングギヤ２３に噛み合わせるようになっている。
【００１９】
更に、バッテリ１８とモータ１２との間には、機械式のリレー２５と、このリレー２５をオン／オフするためのスイッチング素子２４が設けられ、ＥＣＵ２０によってスイッチング素子２４をオンしてリレー２５をオンすることで、モータ１２の通電をオンしてピニオン１３を回転駆動するようになっている。
【００２０】
ＥＣＵ２０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じてエンジン２１の燃料噴射量や点火時期を制御する。
【００２１】
また、ＥＣＵ２０は、図示しないエンジン自動停止始動制御ルーチンを実行することで、エンジン自動停止始動制御（いわゆるアイドルストップ制御）を実行する。このエンジン自動停止始動制御では、車両の走行中に運転者が減速操作（アクセル全閉、ブレーキ操作等）を行って減速要求が発生したときや、車両を停車させたときにエンジン自動停止要求が発生したと判断して、エンジン２１の燃焼（燃料噴射及び／又は点火）を停止させてエンジン２１を自動的に停止させる。その後、車両の走行中に減速要求が解除されたときや、車両の停止中に運転者が車両発進のための準備操作（ブレーキ解除、シフトレバー操作等）や発進操作（アクセル踏み込み等）を行ったときにエンジン再始動要求が発生したと判断して、エンジン２１を再始動させる。
【００２２】
その際、本実施例１では、ＥＣＵ２０により後述する図５のエンジン再始動制御ルーチンを実行することで、エンジン２１の再始動制御を次のようにして行う。
【００２３】
図２のタイムチャートに示すように、エンジン運転中にエンジン自動停止要求が発生すると、エンジン２１の燃焼が停止されてエンジン２１が自動停止される。
【００２４】
（１）  エンジン２１の自動停止によりエンジン回転速度Ｎｅ  が降下するエンジン回転降下期間中に、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  （例えば５００ｒｐｍ）よりも高い第１の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときには、スタータ１１によるクランキングを行わなくてもエンジン２１を再始動できると判断して、第１の再始動制御を実行する。この第１の再始動制御では、スタータ１１によるクランキングを行わずに燃料噴射及び点火を再開してエンジン２１を再始動させる。
【００２５】
これにより、エンジン再始動要求が発生したときに、直ちにエンジン２１の燃焼を再開してエンジン２１を速やかに再始動させることができる。しかも、スタータ１１によるクランキングを行わないため、スタータ１１の電力消費量を０にすることができると共に、ピニオン１３とリングギヤ２３の回転速度の差が大きい状態でピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせることを回避して、騒音の発生を防止することができる。
【００２６】
（２）  エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中に、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  以下で第２の回転速度Ｎ２  （例えば２５０ｒｐｍ）よりも高い第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときには、リングギヤ２３の回転速度が比較的高いため、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させないと、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせることができないと判断して、第２の再始動制御を実行する。この第２の再始動制御では、モータ１２によりピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させて両者の回転速度の差を小さくした後に電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。
【００２７】
具体的には、図３に示すように、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した時点ｔ１  で、モータ１２の通電をオンしてモータ１２によりピニオン１３を回転させ、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が±２００ｒｐｍの範囲内になった時点ｔ２  で、ピニオン１３の回転速度がリングギヤ２３の回転速度に同期したと判断して、電磁アクチュエータ１４の通電をオンしてピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。ここで、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差における「回転速度差」とは、「クランク軸２２に換算した回転速度差」を意味する（以下、同様）。
【００２８】
このようにすれば、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせて騒音の発生を防止しながら、エンジン再始動要求からエンジン２１を再始動させるまでの遅れを少なくすることができる。しかも、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との同期を判断する際の回転速度の検出精度をあまり高くする必要がないため、例えば、リングギヤ２３の回転速度を精度良く検出できる高価なクランク角センサやピニオン１３の回転速度を精度良く検出できる高価な回転速度センサを設ける必要がなく、近年の重要な技術的課題である低コスト化の要求を満たすことができる。
【００２９】
本実施例１では、リングギヤ２３の直径（歯先の外径）が３００ｍｍで、ピニオン１３の直径（歯先の外径）が３０ｍｍである。この場合、例えば、リングギヤ２３の回転速度が３００ｒｐｍで、ピニオン１３の回転速度が１０００ｒｐｍのときに、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差（クランク軸２２に換算した回転速度差）が２００ｒｐｍになる。このとき、リングギヤ２３の直径が３００ｍｍで回転速度が３００ｒｐｍであるため、リングギヤ２３のピッチ円上（ピニオン１３の歯車ところがり接触する仮想の円上）の周速度は約４．７ｍ／秒となる。また、ピニオン１３の直径が３０ｍｍで回転速度が１０００ｒｐｍであるため、ピニオン１３のピッチ円上（リングギヤ２３の歯車ところがり接触する仮想の円上）の周速度は約１．６ｍ／秒となる。これにより、リングギヤ２３のピッチ円上の周速度とピニオン１３のピッチ円上の周速度との周速度差は約３．１ｍ／秒となる。従って、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回
転速度との回転速度差が±２００ｒｐｍの範囲内になるとは、リングギヤ２３のピッチ円上の周速度とピニオン１３のピッチ円上の周速度との周速度差が±３．１ｍ／秒の範囲内になることである。
【００３０】
本発明者は、ピニオン１３とリングギヤ２３の噛み合い時の音圧を測定する試験を行ったので、その試験結果を図１３に示す。この試験は、直径３００ｍｍのリングギヤ２３と直径３０ｍｍのピニオン１３を用いて、ピニオン１３とリングギヤ２３を噛み合わせる際のリングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差を変化させて、回転速度差毎にピニオン１３とリングギヤ２３の噛み合い時の音圧を測定した。また、ピニオン１３とリングギヤ２３の噛み合い時の音圧は、噛み合い位置から１５ｃｍ離れた位置にマイクを設置して測定した。
【００３１】
図１３に示す試験結果より、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が±２５０ｒｐｍの範囲内の場合、好ましくはリングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が±２００ｒｐｍの範囲内（つまりリングギヤ２３のピッチ円上の周速度とピニオン１３のピッチ円上の周速度との周速度差が±３．１ｍ／秒の範囲内）の場合に、ピニオン１３とリングギヤ２３の噛み合い時の音圧を十分に低減できることが確認された。
【００３２】
尚、スタータ１１に、エンジン回転方向においてモータ１２からピニオン１３へ動力を伝達するが、ピニオン１３からモータ１２へ動力を伝達しないワンウエイクラッチが設けられたシステムの場合には、第２の再始動制御の際に、リングギヤ２３の回転速度がピニオン１３の回転速度よりも高く且つリングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が所定値（例えば２００ｒｐｍ）以下になったときにピニオン１３の回転速度がリングギヤ２３の回転速度に同期したと判断するようにしても良い。ここで、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が２００ｒｐｍ以下になるとは、リングギヤ２３のピッチ円上の周速度とピニオン１３のピッチ円上の周速度との周速度差が３．１ｍ／秒以下になることである。
【００３３】
このようにすれば、ピニオン１３の回転速度がリングギヤ２３の回転速度に同期したと判断してピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせる際に、リングギヤ２３の回転速度がピニオン１３の回転速度よりも高いときにピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせるが、ワンウエイクラッチが空転してスタータ１１に加わる衝撃を緩和することができ、その後、フリクションによるエンジン回転速度（リングギヤ２３の回転速度）の低下とモータ１２の回転速度（ピニオン１３の回転速度）の上昇に伴って、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が０になったときに、ワンウエイクラッチがロックしてモータ１２からピニオン１３へ動力が伝達され始める。このような挙動により、ピニオン１３をリングギヤ２３に比較的スムーズに噛み合わせることができ、スタータ１１の構成部品への衝撃も少なく、強度的に余裕を持たせることができる。
【００３４】
（３）  エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中に、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  以下の第３の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときには、リングギヤ２３の回転速度が比較的低いため、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させなくても、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせることができると判断して、第３の再始動制御を実行する。この第３の再始動制御では、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。
【００３５】
具体的には、図４に示すように、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した時点ｔ３  で、電磁アクチュエータ１４の通電をオンしてピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせ、ピニオン１３とリングギヤ２３の噛み合わせが完了した時点ｔ４  又はその噛み合わせの途中の時点で、モータ１２の通電をオンしてモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。
【００３６】
このようにすれば、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせて騒音の発生を防止しながら、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させる処理を省略することができるため、その分、スタータ１１によるクランキングの開始を早くしてエンジン２１を速やかに再始動させることができると共に、スタータ１１の電力消費量を低減することができる。
【００３７】
尚、エンジン２１の再始動制御の際に、エンジン回転速度Ｎｅ  （リングギヤ２３の回転速度）は、例えば、エンジン自動停止要求の発生（又はエンジン２１の燃焼停止）からの経過時間をパラメータとするエンジン回転速度Ｎｅ  のマップを参照して、エンジン自動停止要求の発生（又はエンジン２１の燃焼停止）からの経過時間に応じたエンジン回転速度Ｎｅ  を推定（算出）する。エンジン回転速度Ｎｅ  のマップは、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、ＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されている。一般に、エンジン自動停止要求が発生してエンジン２１の燃焼が停止されてからの時間経過に伴ってエンジン回転速度Ｎｅ  が低下するため、エンジン自動停止要求の発生（又はエンジン２１の燃焼停止）からの経過時間からエンジン回転速度Ｎｅ  を推定することができる。
【００３８】
また、ピニオン１３の回転速度は、例えば、モータ１２の通電時間（通電開始後の経過時間）と通電電流（例えばデューティ比）とをパラメータとするピニオン１３の回転速度のマップを参照して、モータ１２の通電時間と通電電流とに応じたピニオン１３の回転速度を推定（算出）する。ピニオン１３の回転速度のマップは、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、ＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されている。一般に、モータ１２の通電開始後の時間経過に伴ってモータ１２の回転速度が上昇してピニオン１３の回転速度が上昇し、その際、モータ１２の通電電流が大きいほどモータ１２の回転速度が速くなってピニオン１３の回転速度が速くなるため、モータの通電時間や通電電流からピニオン１３の回転速度を推定することができる。
【００３９】
以上説明した本実施例１のエンジン２１の再始動制御は、ＥＣＵ２０によって図５のエンジン再始動制御ルーチンに従って実行される。以下、図５のエンジン再始動制御ルーチンの処理内容を説明する。
【００４０】
図５に示すエンジン再始動制御ルーチンは、ＥＣＵ２０の電源オン中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、エンジン自動停止制御中（例えば、エンジン２１の燃焼停止から再始動制御が開始されるまでの期間）であるか否かを判定し、エンジン自動停止制御中ではないと判定されれば、ステップ１０２以降の再始動制御に関する処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。
【００４１】
一方、上記ステップ１０１で、エンジン自動停止制御中であると判定された場合には、ステップ１０２以降の再始動制御に関する処理を次のようにして実行する。まず、ステップ１０２で、エンジン再始動要求が発生したか否かを判定し、エンジン再始動要求が発生したと判定された時点で、ステップ１０３に進み、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  よりも高いか否かによって、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度領域であるか否かを判定する。
【００４２】
ここで、第１の回転速度Ｎ１  は、例えば３００〜７００ｒｐｍの範囲内（本実施例１では５００ｒｐｍ）に設定されている。エンジン回転降下期間中に、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  （３００〜７００ｒｐｍ）よりも高いときには、スタータ１１によるクランキングを行わなくても燃焼（燃料噴射・点火）を再開するだけでエンジン２１を再始動できるため、第１の回転速度Ｎ１  を３００〜７００ｒｐｍの範囲内に設定すれば、第１の回転速度Ｎ１  （３００〜７００ｒｐｍ）よりも高い第１の回転速度領域が、スタータ１１によるクランキングを行わずに燃料噴射及び点火を再開してエンジン２１を再始動できる領域となる。
【００４３】
このステップ１０３で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  よりも高いと判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、スタータ１１によるクランキングを行わなくてもエンジン２１を再始動できると判断して、ステップ１０４に進み、第１の再始動制御を実行する。この第１の再始動制御では、スタータ１１によるクランキングを行わずに燃料噴射及び点火を再開してエンジン２１を再始動させる。このステップ１０４の処理が特許請求の範囲でいう第１の再始動制御手段としての役割を果たす。
【００４４】
この後、ステップ１０５に進み、エンジン２１の始動が完了したか否かを、例えばエンジン回転速度Ｎｅ  が始動完了判定値を越えたか否かによって判定し、エンジン２１の始動が完了していないと判定された場合には、上記ステップ１０３に戻り、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度領域であれば、第１の再始動制御を継続する（ステップ１０３、１０４）。その後、ステップ１０５で、エンジン２１の始動が完了したと判定されれば、本ルーチンを終了する。
【００４５】
一方、上記ステップ１０３で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  以下であると判定された場合には、ステップ１０６に進み、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  よりも高いか否かによって、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度領域であるか第３の回転速度領域であるかを判定する。
【００４６】
ここで、第２の回転速度Ｎ２  は、例えば５０〜４５０ｒｐｍの範囲内（本実施例１では２５０ｒｐｍ）に設定されている。エンジン回転降下期間中に、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  （５０〜４５０ｒｐｍ）以下に低下すれば、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させなくても、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせることができるため、第２の回転速度を５０〜４５０ｒｐｍの範囲内に設定すれば、第２の回転速度Ｎ２  （５０〜４５０ｒｐｍ）以下の第３の回転速度領域が、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させなくても、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせることができる領域となる。
【００４７】
このステップ１０６で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  よりも高いと判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、リングギヤ２３の回転速度が比較的高いため、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させないと、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせることができないと判断して、ステップ１０７に進み、第２の再始動制御を実行する。この第２の再始動制御では、モータ１２によりピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させて両者の回転速度の差を小さくした後に電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。このステップ１０７の処理が特許請求の範囲でいう第２の再始動制御手段としての役割を果たす。
【００４８】
この後、ステップ１０８に進み、エンジン２１の始動が完了したか否かを判定し、エンジン２１の始動が完了したと判定されれば、本ルーチンを終了するが、エンジン２１の始
動が完了していないと判定されれば、ステップ１０９に進む。
【００４９】
一方、上記ステップ１０６で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  以下であると判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、リングギヤ２３の回転速度が比較的低いため、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させなくても、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせることができると判断して、ステップ１０９に進み、第３の再始動制御を実行する。この第３の再始動制御では、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。このステップ１０９の処理が特許請求の範囲でいう第３の再始動制御手段としての役割を果たす。
【００５０】
この後、ステップ１１０に進み、エンジン２１の始動が完了したか否かを判定し、エンジン２１の始動が完了していないと判定された場合には、上記ステップ１０９に戻り、第３の再始動制御を継続する。その後、ステップ１１０で、エンジン２１の始動が完了したと判定されれば、本ルーチンを終了する。
【００５１】
以上説明した本実施例１では、エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときには、スタータ１１によるクランキングを行わずに燃料噴射及び点火を再開してエンジン２１を再始動させる第１の再始動制御を実行し、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときには、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させた後にピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる第２の再始動制御を実行し、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときには、ピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせた後又はピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせる途中にピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる第３の再始動制御を実行するようにしたので、エンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生した場合に、そのときのエンジン回転速度Ｎｅ  に応じた適正なエンジン再始動制御を行うことができ、エンジン２１の再始動の遅れや騒音の発生を防止できると共に、スタータ１１の電力消費量を低減することができる。
【００５２】
また、本実施例１では、エンジン再始動制御の際に、エンジン自動停止要求の発生（又はエンジン２１の燃焼停止）からの経過時間に基づいてエンジン回転速度を推定するようにしたので、例えば、エンジン回転降下期間のエンジン回転速度を精度良く検出できる高価なクランク角センサを設ける必要がなく、更に、モータ１２の通電時間と通電電流とに基づいてピニオン１３の回転速度を推定するようにしたので、モータ１２の回転速度（ピニオン１３の回転速度）を検出するセンサを省略した構成にすることができ、近年の重要な技術的課題である低コスト化の要求を満たすことができる。
【実施例２】
【００５３】
次に、図６を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。
【００５４】
本実施例２では、ＥＣＵ２０により後述する図６のエンジン再始動制御ルーチンを実行することで、エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときには、前記実施例１とは異なる第２の再始動制御を実行する。この第２の再始動制御では、スタータ１１によるクランキングを行わずに、その後、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度領域になったときに、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させるようにしている。
【００５５】
以下、本実施例２でＥＣＵ２０が実行する図６のエンジン再始動制御ルーチンの処理内容を説明する。本ルーチンでは、まず、エンジン自動停止制御中にエンジン再始動要求が発生したか否かを判定し（ステップ１０１、１０２）、エンジン自動停止制御中にエンジン再始動要求が発生したと判定された時点で、ステップ１０３に進み、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  よりも高いか否かによって、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度領域であるか否かを判定する。
【００５６】
このステップ１０３で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  よりも高いと判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、第１の再始動制御を実行して、スタータ１１によるクランキングを行わずに燃料噴射及び点火を再開してエンジン２１を再始動させる（ステップ１０４、１０５）。
【００５７】
一方、上記ステップ１０３で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  以下であると判定された場合には、ステップ１０６ａに進み、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  以下であるか否かを判定する。
【００５８】
このステップ１０６ａで、エンジン再始動要求が発生したと判定された時点で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  よりも高いと判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、スタータ１１によるクランキングを行わずに、その後、ステップ１０６ａで、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  以下になったと判定されたとき（つまりエンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度領域まで低下したとき）に、ステップ１０７ａに進み、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させることで、第２の再始動制御を実行する。
【００５９】
これに対して、上記ステップ１０６ａで、エンジン再始動要求が発生したと判定された時点で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  以下であると判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、その時点で、ステップ１０７ａに進み、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させることで、第３の再始動制御を実行する。
【００６０】
この後、ステップ１０８に進み、エンジン２１の始動が完了したか否かを判定し、エンジン２１の始動が完了していないと判定された場合には、上記ステップ１０７ａに戻り、第２又は第３の再始動制御を継続し、その後、ステップ１０８で、エンジン２１の始動が完了したと判定されれば、本ルーチンを終了する。
【００６１】
以上説明した本実施例２では、エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときには、スタータ１１によるクランキングを行わずに、その後、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度領域になったときに、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させるようにしたので、エンジン回転降下期間中にエンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときにも、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させる処理を省略することができ、スタータ１１の電力消費量を低減することができると共に、エンジン再始動制御を簡単化することができる。この場合、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生しても、その後、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度領域になってから、スタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させることになるが、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度領域を通過する時間は比較的短いため、エンジン再始動要求からエンジン２１を再始動させるまでの遅れを許容範囲内に抑えることができる。
【実施例３】
【００６２】
次に、図７及び図８を用いて本発明の実施例３を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。
【００６３】
本実施例３では、ＥＣＵ２０により後述する図８のエンジン再始動制御ルーチンを実行することで、図７のタイムチャートに示すように、エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中に、エンジン再始動要求が発生せずにエンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  まで低下したときには、第４の再始動制御を実行する。この第４の再始動制御では、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  まで低下したときに、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせて、その後、エンジン再始動要求が発生したときに、モータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させるようにしている。
【００６４】
このようにすれば、エンジン回転が停止する間際のエンジン揺動期間（エンジン２１の逆回転と正回転を交互に繰り返す期間）よりも前に、ピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせておくことができるので、エンジン揺動期間中にピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせることを回避して、スタータ１１の破損や騒音の発生を防止することができる。そして、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  以下に低下した後にエンジン再始動要求が発生したときに、その時点で、スタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を速やかに再始動させることができる。
【００６５】
以下、本実施例３でＥＣＵ２０が実行する図８のエンジン再始動制御ルーチンの処理内容を説明する。本ルーチンでは、まず、ステップ１０１で、エンジン自動停止制御中であるか否かを判定し、エンジン自動停止制御中であると判定されれば、ステップ１０１ａに進み、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  （例えば１００ｒｐｍ）よりも高いか否かを判定する。
【００６６】
このステップ１０１ａで、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  よりも高いと判定された場合には、ステップ１０２に進み、エンジン再始動要求が発生したか否かを判定し、エンジン再始動要求が発生したと判定された時点で、ステップ１０３に進み、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  よりも高いか否かによって、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度領域であるか否かを判定する。
【００６７】
このステップ１０３で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  よりも高いと判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、第１の再始動制御を実行して、スタータ１１によるクランキングを行わずに燃料噴射及び点火を再開してエンジン２１を再始動させる（ステップ１０４、１０５）。
【００６８】
一方、上記ステップ１０３で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  以下であると判定された場合には、ステップ１０６に進み、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  よりも高いか否かによって、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度領域であるか第３の回転速度領域であるかを判定する。
【００６９】
このステップ１０６で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  よりも高いと判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、第２の再始動制御を実行して、モータ１２によりピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させて両者の回転速度の差を小さくした後に電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる（ステップ１０７、１０８）。
【００７０】
一方、上記ステップ１０６で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  以下であると判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、第３の再始動制御を実行して、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる（ステップ１０９、１１０）。
【００７１】
これに対して、上記ステップ１０１ａで、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  以下であると判定された場合（つまりエンジン再始動要求が発生せずにエンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  以下に低下した場合）には、ステップ１１１に進み、第４の再始動制御を実行する。この第４の再始動制御では、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  まで低下したときに、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせて、その後、エンジン再始動要求が発生したときに、モータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。
【００７２】
以上説明した本実施例３では、第４の再始動制御により、エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生せずにエンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  まで低下したときに、ピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせるようにしたので、エンジン回転が停止する間際のエンジン揺動期間（エンジン２１の逆回転と正回転を交互に繰り返す期間）よりも前に、ピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせておくことができ、エンジン揺動期間中にピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせることを回避して、スタータ１１の破損や騒音の発生を防止できる。そして、その後、エンジン再始動要求が発生したときに、ピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させるようにしたので、エンジン２１を速やかに再始動させることができる。
【００７３】
尚、本実施例３は、前記実施例１（第１〜第３の再始動制御を実行する実施例）に第４の再始動制御を組み合わせた実施例であるが、前記実施例２（実施例１とは異なる第２の再始動制御を実行する実施例）に第４の再始動制御を組み合わせるようにしても良い。
【実施例４】
【００７４】
次に、図９及び図１０を用いて本発明の実施例４を説明する。
【００７５】
前記実施例３では、第１〜第４の再始動制御を実行するようにしたが、本実施例４では、ＥＣＵ２０により後述する図１０のエンジン再始動制御ルーチンを実行することで、図９のタイムチャートに示すように、第１〜第３の再始動制御を実行せずに、第４の再始動
制御のみを実行するようにしている。
【００７６】
更に、本実施例４の第４の再始動制御では、エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中に、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  まで低下した時点ｔ５  で、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせるように電磁アクチュエータ１４の通電をオンし、該電磁アクチュエータ１４の通電をオンしてから所定時間（例えばピニオン１３とリングギヤ２３との噛合が完了するのに必要な時間）が経過した時点ｔ６  で、電磁アクチュエータ１４の通電をオフしてもピニオン１３とリングギヤ２３とを噛合状態に保持できると判断して、電磁アクチュエータ１４の通電をオフにする。その後、エンジン再始動要求が発生した時点で、電磁アクチュエータ１４の通電をオンすると共に、モータ１２の通電をオンしてピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。
【００７７】
以下、本実施例４でＥＣＵ２０が実行する図１０のエンジン再始動制御ルーチンの処理内容を説明する。本ルーチンでは、まず、ステップ２０１で、エンジン自動停止制御中であるか否かを判定し、エンジン自動停止制御中であると判定されれば、ステップ２０２に進み、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  （例えば１００ｒｐｍ）以下であるか否かを判定する。
【００７８】
このステップ２０２で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  以下であると判定されたときに、ステップ２０３に進み、第４の再始動制御を実行する。この第４の再始動制御では、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  まで低下した時点で、電磁アクチュエータ１４の通電をオンし、該電磁アクチュエータ１４の通電をオンしてから所定時間（例えばピニオン１３とリングギヤ２３との噛合が完了するのに必要な時間）が経過した時点で、電磁アクチュエータ１４の通電をオフしてもピニオン１３とリングギヤ２３との噛合を保持できると判断して、電磁アクチュエータ１４の通電をオフにする。その後、エンジン再始動要求が発生した時点で、電磁アクチュエータ１４の通電をオンすると共に、モータ１２の通電をオンしてピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。
【００７９】
以上説明した本実施例４では、第４の再始動制御により、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  まで低下した時点で電磁アクチュエータ１４の通電をオンし、該電磁アクチュエータ１４の通電をオンしてから所定時間が経過した時点で電磁アクチュエータ１４の通電をオフにするようにしたので、その後、エンジン再始動要求が発生してスタータ１１によるクランキングを開始するまで、電磁アクチュエータ１４の通電をオフに維持することができ、スタータ１１の電力消費量を低減することができる。
【００８０】
尚、本実施例４では、第４の再始動制御の際に、電磁アクチュエータ１４の通電をオンした後に、電磁アクチュエータ１４の通電をオンしてから所定時間が経過した時点で電磁アクチュエータ１４の通電をオフするようにしたが、例えば、ピニオン１３とリングギヤ２３との噛合を確認可能なセンサを設け、このセンサで実際にピニオン１３とリングギヤ２３との噛合を確認した時点で電磁アクチュエータ１４の通電をオフするようにしても良い。
【００８１】
また、前記実施例３においても、第４の再始動制御の際に、電磁アクチュエータ１４の通電をオンした後に、電磁アクチュエータ１４の通電をオンしてから所定時間が経過した時点又はセンサで実際にピニオン１３とリングギヤ２３との噛合を確認した時点で電磁アクチュエータ１４の通電をオフするようにしても良い。
【実施例５】
【００８２】
次に、図１１及び図１２を用いて本発明の実施例５を説明する。
【００８３】
前記実施例１では、第１〜第３の再始動制御を実行するようにしたが、本実施例５では、ＥＣＵ２０により後述する図１２のエンジン再始動制御ルーチンを実行することで、図１１のタイムチャートに示すように、第１の再始動制御を実行せずに、第２の再始動制御と第３の再始動制御を実行するようにしている。
【００８４】
以下、本実施例５でＥＣＵ２０が実行する図１２のエンジン再始動制御ルーチンの処理内容を説明する。本ルーチンでは、まず、エンジン自動停止制御中にエンジン再始動要求が発生したか否かを判定し（ステップ３０１、３０２）、エンジン自動停止制御中にエンジン再始動要求が発生したと判定された時点で、ステップ３０３に進み、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  以下であるか否かを判定する。
【００８５】
このステップ３０３で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  よりも高いと判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、第１の再始動制御を実行せずに、その後、ステップ３０３で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  以下になったと判定されたときに、ステップ３０４に進み、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  よりも高いか否かを判定し、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  よりも高いと判定されれば、ステップ３０５に進み、第２の再始動制御を実行して、モータ１２によりピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させて両者の回転速度の差を小さくした後に電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる（ステップ３０５、３０６）。
【００８６】
これに対して、上記ステップ３０３で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  以下であると判定された場合には、ステップ３０４に進み、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  よりも高いか否かを判定する。このステップ３０４で、エンジン再始動要求が発生したと判定された時点で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  よりも高いと判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、ステップ３０５に進み、第２の再始動制御を実行して、モータ１２によりピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させて両者の回転速度の差を小さくした後に電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる（ステップ３０５、３０６）。
【００８７】
一方、上記ステップ３０４で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  以下であると判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、ステップ３０７に進み、第３の再始動制御を実行して、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる（ステップ３０７、３０８）。
【００８８】
以上説明した本実施例５においても、エンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生した場合に、そのときのエンジン回転速度Ｎｅ  に応じた適正なエンジン再始動制御を行うことができ、エンジン２１の再始動の遅れや騒音の発生を防止できると共に、スタータ１１の電力消費量を低減することができる。
【００８９】
尚、本実施例５では、前記実施例１で説明した第２の再始動制御を実行するようにしたが、前記実施例２で説明した第２の再始動制御（実施例１とは異なる第２の再始動制御）を実行するようにしても良い。
【００９０】
また、本発明は、前記第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときに限定されず、エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中又はエンジン揺動期間中にエンジン再始動要求が発生したときに、エンジン回転速度の降下によってリングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が±２００ｒｐｍの範囲内になった後に、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させるようにしても良い。
【００９１】
或は、エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中又はエンジン揺動期間中にエンジン再始動要求が発生したときに、モータ１２によりピニオン１３を回転させてリングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差を±２００ｒｐｍの範囲内にした後に、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジンを再始動させるようにしても良い。
【００９２】
いずれの場合も、ピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせる際の騒音の発生を防止することができると共に、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との同期を判断する際の回転速度の検出精度をあまり高くする必要がないため、例えば、リングギヤ２３の回転速度を精度良く検出できる高価なクランク角センサやピニオン１３の回転速度を精度良く検出できる高価な回転速度センサを設ける必要がなく、近年の重要な技術的課題である低コスト化の要求を満たすことができる。
【００９３】
また、前記第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときに限定されず、スタータ１１にワンウエイクラッチが設けられたシステムにおいて、エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン回転速度が所定の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときに、リングギヤ２３の回転速度がピニオン１３の回転速度よりも高く且つリングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が２００ｒｐｍ以下になった後に、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせると共にモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジンを再始動させるようにしても良い。
【００９４】
また、前記第３の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときに限定されず、エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン回転速度が所定の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときに、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジンを再始動させるようにしても良い。
【００９５】
更に、本発明は、エンジン再始動制御の際に、クランク角センサの出力信号に基づいてエンジン回転速度を検出するようにしたり、モータの回転速度（ピニオン１３の回転速度）を検出するセンサの出力信号に基づいてピニオン１３の回転速度を検出するようにしても良い。
【００９６】
その他、本発明は、エンジン始動制御システムの構成を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。
【符号の説明】
【００９７】
１１…スタータ、１２…モータ、１３…ピニオン、１４…電磁アクチュエータ、１８…バッテリ、１９…リレー、２０…ＥＣＵ（再始動制御手段）、２１…エンジン、２２…クランク軸、２３…リングギヤ、２４…スイッチング素子、２５…リレー
【図１】
2010236552.tif 000003
【図２】
2010236552.tif 000004
【図３】
2010236552.tif 000005
【図４】
2010236552.tif 000006
【図５】
2010236552.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年5月12日(2010.5.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン自動停止要求が発生したときにエンジンを自動停止させ、エンジン再始動要求が発生したときにエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動制御装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジン（内燃機関）を搭載した車両においては、燃費節減、排気エミッション低減等を目的として、エンジン自動停止始動制御システム（いわゆるアイドルストップ制御システム）を採用したものがある。このエンジン自動停止始動制御システムは、例えば、運転者が車両を停車させたときにエンジンを自動的に停止させ、その後、運転者が車両を発進させようとする操作を行ったときに自動的にスタータでエンジンをクランキングして再始動させるようにしている。
【０００３】
一般に、スタータは、モータでピニオンを回転させると共に、アクチュエータでピニオンを押し出して該ピニオンをエンジンのクランク軸に連結されたリングギヤに噛み合わせてリングギヤを回転駆動することで、エンジンをクランキングするようになっているが、ピニオンとリングギヤの回転速度の差が大きい状態でピニオンをリングギヤに噛み合わせようとすると、ピニオンがリングギヤにスムーズに噛み合わずに騒音が発生する可能性がある。
【０００４】
そこで、特許文献１（特開２００２−１２２０５９号公報）に記載されているように、エンジン自動停止要求が発生した直後でエンジンの自動停止によりエンジン回転速度が降下するエンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生した場合には、その後、エンジン回転（リングギヤの回転）がほぼ停止してから、スタータのピニオンをリングギヤに噛み合わせた後にピニオンを回転させて、スタータによるクランキングを開始してエンジンを再始動させるようにしたものがある。
【０００５】
しかし、上記特許文献１の技術では、エンジンの自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生した場合に、その後、エンジン回転がほぼ停止するまで待ってから、スタータによるクランキングを開始してエンジンを再始動させるため、エンジン再始動要求からエンジンを再始動させるまでの遅れが大きくなってしまい、運転者にエンジンの再始動が遅いと感じさせてしまう可能性がある。
【０００６】
この対策として、特許文献２（特開２００５−３３０８１３号公報）や特許文献３（特開２００２−７０６９９号公報）に記載されているように、エンジンの自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生したときに、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て両者の回転速度の差を小さくした後にピニオンをリングギヤに噛み合わせて、スタータによるクランキングを開始してエンジンを再始動させるようにしたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１２２０５９号公報
【特許文献２】特開２００５−３３０８１３号公報
【特許文献３】特開２００２−７０６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献２や上記特許文献３の技術では、単に、ピニオンとリングギヤの回転速度を同期した時点でピニオンとリングギヤを噛み合わせるとの記載のみであり、この噛み合せタイミングに関する記載が非常に少なく、良好な噛み合せの実現には、いまだ実用化に達していないといわざるをえない状況である。
【０００９】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、エンジンの自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生したとしても、スムーズにエンジンの再始動を行うことができるエンジン自動停止始動制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、モータとバッテリとの間に設けられる機械式のリレーと、スタータにワンウエイクラッチが設けられた自動停止始動制御装置において、エンジンの自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン回転速度が所定の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときに、リングギヤの回転速度がピニオンの回転速度よりも高く且つリングギヤの回転速度とピニオンの回転速度との回転速度差が２５０ｒｐｍ以下になり、前記アクチュエータにより前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせる際に、前記ワンウエイクラッチが空転した後、前記リングギヤの回転速度の低下に伴って、ワンウエイクラッチがロックしてモータからピニオンへ動力が伝達されることにより、前記モータにより前記ピニオンを回転させて前記スタータによるクランキングを開始して前記エンジンを再始動させる。
【００１１】
更に、請求項３のように、モータとバッテリとの間に設けられる機械式のリレーと、スタータにワンウエイクラッチが設けられたシステムにおいて、エンジンの自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン回転速度が所定の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときに、リングギヤのピッチ円上の周速度がピニオンのピッチ円上の周速度よりも高く且つリングギヤのピッチ円上の周速度とピニオンのピッチ円上の周速度との周速度差が３．１ｍ／秒以下になり、前記アクチュエータにより前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせる際に、前記ワンウエイクラッチが空転した後、前記リングギヤの回転速度の低下に伴って、ワンウエイクラッチがロックしてモータからピニオンへ動力が伝達されることにより、前記モータにより前記ピニオンを回転させて前記スタータによるクランキングを開始して前記エンジンを再始動させる。
【００１２】
請求項１、３のいずれの場合も、リングギヤの回転速度又は周速度がピニオンの回転速度又は周速度よりも高いときにピニオンをリングギヤに噛み合わせる際に、ワンウエイクラッチが空転してスタータに加わる衝撃を緩和することができ、その後、フリクションによるエンジン回転速度（リングギヤの回転速度）の低下に伴って、リングギヤの回転速度とピニオンの回転速度との回転速度差が０になったときに、ワンウエイクラッチがロックしてモータからピニオンへ動力が伝達され始める。このような挙動により、ピニオンをリングギヤに比較的スムーズに噛み合わせることができ、スタータの構成部品への衝撃も少なく、強度的に余裕を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本発明の実施例１におけるエンジン始動制御システムの概略構成図である。
【図２】図２は実施例１のエンジン再始動制御を説明するタイムチャートである。
【図３】図３は第２の再始動制御を説明するタイムチャートである。
【図４】図４は第３の再始動制御を説明するタイムチャートである。
【図５】図５は実施例１のエンジン再始動制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。
【図６】図６は実施例２のエンジン再始動制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。
【図７】図７は実施例３のエンジン再始動制御を説明するタイムチャートである。
【図８】図８は実施例３のエンジン再始動制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。
【図９】図９は参考例１のエンジン再始動制御を説明するタイムチャートである。
【図１０】図１０は参考例１のエンジン再始動制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。
【図１１】図１１は実施例４のエンジン再始動制御を説明するタイムチャートである。
【図１２】図１２は実施例４のエンジン再始動制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。
【図１３】図１３はピニオンとリングギヤの噛み合い時の音圧を測定した結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。
＜実施例１＞
本発明の実施例１を図１乃至図５に基づいて説明する。
【００１５】
まず、図１に基づいてエンジン始動制御システムの概略構成を説明する。
【００１６】
スタータ１１は、いわゆるピニオン押し出し式スタータであり、モータ１２と、このモータ１２によって回転駆動されるピニオン１３と、このピニオン１３を押し出す電磁アクチュエータ１４等を備えた構成となっている。ピニオン１３は、軸方向に移動可能に設けられている。電磁アクチュエータ１４には、プランジャ１５と、このプランジャ１５を駆動するソレノイド１６が設けられ、プランジャ１５の駆動力がレバー１７等を介してピニオン１３に伝達されるようになっている。
【００１７】
また、バッテリ１８と電磁アクチュエータ１４との間には、リレー１９が設けられ、ＥＣＵ２０（エンジン制御回路）によってリレー１９をオンして電磁アクチュエータ１４の通電をオンすることで、プランジャ１５をピニオン押出方向に移動させてピニオン１３を押し出して、該ピニオン１３をエンジン２１のクランク軸２２に連結されたリングギヤ２３に噛み合わせるようになっている。
【００１８】
更に、バッテリ１８とモータ１２との間には、機械式のリレー２５と、このリレー２５をオン／オフするためのスイッチング素子２４が設けられ、ＥＣＵ２０によってスイッチング素子２４をオンしてリレー２５をオンすることで、モータ１２の通電をオンしてピニオン１３を回転駆動するようになっている。
【００１９】
ＥＣＵ２０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じてエンジン２１の燃料噴射量や点火時期を制御する。
【００２０】
また、ＥＣＵ２０は、図示しないエンジン自動停止始動制御ルーチンを実行することで、エンジン自動停止始動制御（いわゆるアイドルストップ制御）を実行する。このエンジン自動停止始動制御では、車両の走行中に運転者が減速操作（アクセル全閉、ブレーキ操作等）を行って減速要求が発生したときや、車両を停車させたときにエンジン自動停止要求が発生したと判断して、エンジン２１の燃焼（燃料噴射及び／又は点火）を停止させてエンジン２１を自動的に停止させる。その後、車両の走行中に減速要求が解除されたときや、車両の停止中に運転者が車両発進のための準備操作（ブレーキ解除、シフトレバー操作等）や発進操作（アクセル踏み込み等）を行ったときにエンジン再始動要求が発生したと判断して、エンジン２１を再始動させる。
【００２１】
その際、本実施例１では、ＥＣＵ２０により後述する図５のエンジン再始動制御ルーチンを実行することで、エンジン２１の再始動制御を次のようにして行う。
【００２２】
図２のタイムチャートに示すように、エンジン運転中にエンジン自動停止要求が発生すると、エンジン２１の燃焼が停止されてエンジン２１が自動停止される。
【００２３】
（１）  エンジン２１の自動停止によりエンジン回転速度Ｎｅ  が降下するエンジン回転降下期間中に、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  （例えば５００ｒｐｍ）よりも高い第１の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときには、スタータ１１によるクランキングを行わなくてもエンジン２１を再始動できると判断して、第１の再始動制御を実行する。この第１の再始動制御では、スタータ１１によるクランキングを行わずに燃料噴射及び点火を再開してエンジン２１を再始動させる。
【００２４】
これにより、エンジン再始動要求が発生したときに、直ちにエンジン２１の燃焼を再開してエンジン２１を速やかに再始動させることができる。しかも、スタータ１１によるクランキングを行わないため、スタータ１１の電力消費量を０にすることができると共に、ピニオン１３とリングギヤ２３の回転速度の差が大きい状態でピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせることを回避して、騒音の発生を防止することができる。
【００２５】
（２）  エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中に、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  以下で第２の回転速度Ｎ２  （例えば２５０ｒｐｍ）よりも高い第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときには、リングギヤ２３の回転速度が比較的高いため、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させないと、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせることができないと判断して、第２の再始動制御を実行する。この第２の再始動制御では、モータ１２によりピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させて両者の回転速度の差を小さくした後に電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。
【００２６】
具体的には、図３に示すように、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した時点ｔ１  で、モータ１２の通電をオンしてモータ１２によりピニオン１３を回転させ、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が±２００ｒｐｍの範囲内になった時点ｔ２  で、ピニオン１３の回転速度がリングギヤ２３の回転速度に同期したと判断して、電磁アクチュエータ１４の通電をオンしてピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。ここで、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差における「回転速度差」とは、「クランク軸２２に換算した回転速度差」を意味する（以下、同様）。
【００２７】
このようにすれば、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせて騒音の発生を防止しながら、エンジン再始動要求からエンジン２１を再始動させるまでの遅れを少なくすることができる。しかも、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との同期を判断する際の回転速度の検出精度をあまり高くする必要がないため、例えば、リングギヤ２３の回転速度を精度良く検出できる高価なクランク角センサやピニオン１３の回転速度を精度良く検出できる高価な回転速度センサを設ける必要がなく、近年の重要な技術的課題である低コスト化の要求を満たすことができる。
【００２８】
本実施例１では、リングギヤ２３の直径（歯先の外径）が３００ｍｍで、ピニオン１３の直径（歯先の外径）が３０ｍｍである。この場合、例えば、リングギヤ２３の回転速度が３００ｒｐｍで、ピニオン１３の回転速度が１０００ｒｐｍのときに、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差（クランク軸２２に換算した回転速度差）が２００ｒｐｍになる。このとき、リングギヤ２３の直径が３００ｍｍで回転速度が３００ｒｐｍであるため、リングギヤ２３のピッチ円上（ピニオン１３の歯車ところがり接触する仮想の円上）の周速度は約４．７ｍ／秒となる。また、ピニオン１３の直径が３０ｍｍで回転速度が１０００ｒｐｍであるため、ピニオン１３のピッチ円上（リングギヤ２３の歯車ところがり接触する仮想の円上）の周速度は約１．６ｍ／秒となる。これにより、リングギヤ２３のピッチ円上の周速度とピニオン１３のピッチ円上の周速度との周速度差は約３．１ｍ／秒となる。従って、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回
転速度との回転速度差が±２００ｒｐｍの範囲内になるとは、リングギヤ２３のピッチ円上の周速度とピニオン１３のピッチ円上の周速度との周速度差が±３．１ｍ／秒の範囲内になることである。
【００２９】
本発明者は、ピニオン１３とリングギヤ２３の噛み合い時の音圧を測定する試験を行ったので、その試験結果を図１３に示す。この試験は、直径３００ｍｍのリングギヤ２３と直径３０ｍｍのピニオン１３を用いて、ピニオン１３とリングギヤ２３を噛み合わせる際のリングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差を変化させて、回転速度差毎にピニオン１３とリングギヤ２３の噛み合い時の音圧を測定した。また、ピニオン１３とリングギヤ２３の噛み合い時の音圧は、噛み合い位置から１５ｃｍ離れた位置にマイクを設置して測定した。
【００３０】
図１３に示す試験結果より、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が±２５０ｒｐｍの範囲内の場合、好ましくはリングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が±２００ｒｐｍの範囲内（つまりリングギヤ２３のピッチ円上の周速度とピニオン１３のピッチ円上の周速度との周速度差が±３．１ｍ／秒の範囲内）の場合に、ピニオン１３とリングギヤ２３の噛み合い時の音圧を十分に低減できることが確認された。
【００３１】
尚、スタータ１１に、エンジン回転方向においてモータ１２からピニオン１３へ動力を伝達するが、ピニオン１３からモータ１２へ動力を伝達しないワンウエイクラッチが設けられたシステムの場合には、第２の再始動制御の際に、リングギヤ２３の回転速度がピニオン１３の回転速度よりも高く且つリングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が所定値（例えば２００ｒｐｍ）以下になったときにピニオン１３の回転速度がリングギヤ２３の回転速度に同期したと判断するようにしても良い。ここで、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が２００ｒｐｍ以下になるとは、リングギヤ２３のピッチ円上の周速度とピニオン１３のピッチ円上の周速度との周速度差が３．１ｍ／秒以下になることである。
【００３２】
このようにすれば、ピニオン１３の回転速度がリングギヤ２３の回転速度に同期したと判断してピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせる際に、リングギヤ２３の回転速度がピニオン１３の回転速度よりも高いときにピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせるが、ワンウエイクラッチが空転してスタータ１１に加わる衝撃を緩和することができ、その後、フリクションによるエンジン回転速度（リングギヤ２３の回転速度）の低下とモータ１２の回転速度（ピニオン１３の回転速度）の上昇に伴って、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が０になったときに、ワンウエイクラッチがロックしてモータ１２からピニオン１３へ動力が伝達され始める。このような挙動により、ピニオン１３をリングギヤ２３に比較的スムーズに噛み合わせることができ、スタータ１１の構成部品への衝撃も少なく、強度的に余裕を持たせることができる。
【００３３】
（３）  エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中に、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  以下の第３の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときには、リングギヤ２３の回転速度が比較的低いため、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させなくても、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせることができると判断して、第３の再始動制御を実行する。この第３の再始動制御では、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。
【００３４】
具体的には、図４に示すように、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した時点ｔ３  で、電磁アクチュエータ１４の通電をオンしてピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせ、ピニオン１３とリングギヤ２３の噛み合わせが完了した時点ｔ４  又はその噛み合わせの途中の時点で、モータ１２の通電をオンしてモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。
【００３５】
このようにすれば、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせて騒音の発生を防止しながら、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させる処理を省略することができるため、その分、スタータ１１によるクランキングの開始を早くしてエンジン２１を速やかに再始動させることができると共に、スタータ１１の電力消費量を低減することができる。
【００３６】
尚、エンジン２１の再始動制御の際に、エンジン回転速度Ｎｅ  （リングギヤ２３の回転速度）は、例えば、エンジン自動停止要求の発生（又はエンジン２１の燃焼停止）からの経過時間をパラメータとするエンジン回転速度Ｎｅ  のマップを参照して、エンジン自動停止要求の発生（又はエンジン２１の燃焼停止）からの経過時間に応じたエンジン回転速度Ｎｅ  を推定（算出）する。エンジン回転速度Ｎｅ  のマップは、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、ＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されている。一般に、エンジン自動停止要求が発生してエンジン２１の燃焼が停止されてからの時間経過に伴ってエンジン回転速度Ｎｅ  が低下するため、エンジン自動停止要求の発生（又はエンジン２１の燃焼停止）からの経過時間からエンジン回転速度Ｎｅ  を推定することができる。
【００３７】
また、ピニオン１３の回転速度は、例えば、モータ１２の通電時間（通電開始後の経過時間）と通電電流（例えばデューティ比）とをパラメータとするピニオン１３の回転速度のマップを参照して、モータ１２の通電時間と通電電流とに応じたピニオン１３の回転速度を推定（算出）する。ピニオン１３の回転速度のマップは、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、ＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されている。一般に、モータ１２の通電開始後の時間経過に伴ってモータ１２の回転速度が上昇してピニオン１３の回転速度が上昇し、その際、モータ１２の通電電流が大きいほどモータ１２の回転速度が速くなってピニオン１３の回転速度が速くなるため、モータの通電時間や通電電流からピニオン１３の回転速度を推定することができる。
【００３８】
以上説明した本実施例１のエンジン２１の再始動制御は、ＥＣＵ２０によって図５のエンジン再始動制御ルーチンに従って実行される。以下、図５のエンジン再始動制御ルーチンの処理内容を説明する。
【００３９】
図５に示すエンジン再始動制御ルーチンは、ＥＣＵ２０の電源オン中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、エンジン自動停止制御中（例えば、エンジン２１の燃焼停止から再始動制御が開始されるまでの期間）であるか否かを判定し、エンジン自動停止制御中ではないと判定されれば、ステップ１０２以降の再始動制御に関する処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。
【００４０】
一方、上記ステップ１０１で、エンジン自動停止制御中であると判定された場合には、ステップ１０２以降の再始動制御に関する処理を次のようにして実行する。まず、ステップ１０２で、エンジン再始動要求が発生したか否かを判定し、エンジン再始動要求が発生したと判定された時点で、ステップ１０３に進み、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  よりも高いか否かによって、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度領域であるか否かを判定する。
【００４１】
ここで、第１の回転速度Ｎ１  は、例えば３００〜７００ｒｐｍの範囲内（本実施例１では５００ｒｐｍ）に設定されている。エンジン回転降下期間中に、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  （３００〜７００ｒｐｍ）よりも高いときには、スタータ１１によるクランキングを行わなくても燃焼（燃料噴射・点火）を再開するだけでエンジン２１を再始動できるため、第１の回転速度Ｎ１  を３００〜７００ｒｐｍの範囲内に設定すれば、第１の回転速度Ｎ１  （３００〜７００ｒｐｍ）よりも高い第１の回転速度領域が、スタータ１１によるクランキングを行わずに燃料噴射及び点火を再開してエンジン２１を再始動できる領域となる。
【００４２】
このステップ１０３で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  よりも高いと判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、スタータ１１によるクランキングを行わなくてもエンジン２１を再始動できると判断して、ステップ１０４に進み、第１の再始動制御を実行する。この第１の再始動制御では、スタータ１１によるクランキングを行わずに燃料噴射及び点火を再開してエンジン２１を再始動させる。このステップ１０４の処理が特許請求の範囲でいう第１の再始動制御手段としての役割を果たす。
【００４３】
この後、ステップ１０５に進み、エンジン２１の始動が完了したか否かを、例えばエンジン回転速度Ｎｅ  が始動完了判定値を越えたか否かによって判定し、エンジン２１の始動が完了していないと判定された場合には、上記ステップ１０３に戻り、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度領域であれば、第１の再始動制御を継続する（ステップ１０３、１０４）。その後、ステップ１０５で、エンジン２１の始動が完了したと判定されれば、本ルーチンを終了する。
【００４４】
一方、上記ステップ１０３で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  以下であると判定された場合には、ステップ１０６に進み、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  よりも高いか否かによって、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度領域であるか第３の回転速度領域であるかを判定する。
【００４５】
ここで、第２の回転速度Ｎ２  は、例えば５０〜４５０ｒｐｍの範囲内（本実施例１では２５０ｒｐｍ）に設定されている。エンジン回転降下期間中に、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  （５０〜４５０ｒｐｍ）以下に低下すれば、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させなくても、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせることができるため、第２の回転速度を５０〜４５０ｒｐｍの範囲内に設定すれば、第２の回転速度Ｎ２  （５０〜４５０ｒｐｍ）以下の第３の回転速度領域が、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させなくても、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせることができる領域となる。
【００４６】
このステップ１０６で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  よりも高いと判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、リングギヤ２３の回転速度が比較的高いため、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させないと、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせることができないと判断して、ステップ１０７に進み、第２の再始動制御を実行する。この第２の再始動制御では、モータ１２によりピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させて両者の回転速度の差を小さくした後に電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。このステップ１０７の処理が第２の再始動制御手段としての役割を果たす。
【００４７】
この後、ステップ１０８に進み、エンジン２１の始動が完了したか否かを判定し、エンジン２１の始動が完了したと判定されれば、本ルーチンを終了するが、エンジン２１の始
動が完了していないと判定されれば、ステップ１０９に進む。
【００４８】
一方、上記ステップ１０６で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  以下であると判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、リングギヤ２３の回転速度が比較的低いため、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させなくても、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせることができると判断して、ステップ１０９に進み、第３の再始動制御を実行する。この第３の再始動制御では、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。このステップ１０９の処理が特許請求の範囲でいう第３の再始動制御手段としての役割を果たす。
【００４９】
この後、ステップ１１０に進み、エンジン２１の始動が完了したか否かを判定し、エンジン２１の始動が完了していないと判定された場合には、上記ステップ１０９に戻り、第３の再始動制御を継続する。その後、ステップ１１０で、エンジン２１の始動が完了したと判定されれば、本ルーチンを終了する。
【００５０】
以上説明した本実施例１では、エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときには、スタータ１１によるクランキングを行わずに燃料噴射及び点火を再開してエンジン２１を再始動させる第１の再始動制御を実行し、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときには、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させた後にピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる第２の再始動制御を実行し、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときには、ピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせた後又はピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせる途中にピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる第３の再始動制御を実行するようにしたので、エンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生した場合に、そのときのエンジン回転速度Ｎｅ  に応じた適正なエンジン再始動制御を行うことができ、エンジン２１の再始動の遅れや騒音の発生を防止できると共に、スタータ１１の電力消費量を低減することができる。
【００５１】
また、本実施例１では、エンジン再始動制御の際に、エンジン自動停止要求の発生（又はエンジン２１の燃焼停止）からの経過時間に基づいてエンジン回転速度を推定するようにしたので、例えば、エンジン回転降下期間のエンジン回転速度を精度良く検出できる高価なクランク角センサを設ける必要がなく、更に、モータ１２の通電時間と通電電流とに基づいてピニオン１３の回転速度を推定するようにしたので、モータ１２の回転速度（ピニオン１３の回転速度）を検出するセンサを省略した構成にすることができ、近年の重要な技術的課題である低コスト化の要求を満たすことができる。
＜実施例２＞
次に、図６を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。
【００５２】
本実施例２では、ＥＣＵ２０により後述する図６のエンジン再始動制御ルーチンを実行することで、エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときには、前記実施例１とは異なる第２の再始動制御を実行する。この第２の再始動制御では、スタータ１１によるクランキングを行わずに、その後、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度領域になったときに、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させるようにしている。
【００５３】
以下、本実施例２でＥＣＵ２０が実行する図６のエンジン再始動制御ルーチンの処理内容を説明する。本ルーチンでは、まず、エンジン自動停止制御中にエンジン再始動要求が発生したか否かを判定し（ステップ１０１、１０２）、エンジン自動停止制御中にエンジン再始動要求が発生したと判定された時点で、ステップ１０３に進み、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  よりも高いか否かによって、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度領域であるか否かを判定する。
【００５４】
このステップ１０３で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  よりも高いと判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、第１の再始動制御を実行して、スタータ１１によるクランキングを行わずに燃料噴射及び点火を再開してエンジン２１を再始動させる（ステップ１０４、１０５）。
【００５５】
一方、上記ステップ１０３で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  以下であると判定された場合には、ステップ１０６ａに進み、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  以下であるか否かを判定する。
【００５６】
このステップ１０６ａで、エンジン再始動要求が発生したと判定された時点で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  よりも高いと判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、スタータ１１によるクランキングを行わずに、その後、ステップ１０６ａで、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  以下になったと判定されたとき（つまりエンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度領域まで低下したとき）に、ステップ１０７ａに進み、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させることで、第２の再始動制御を実行する。
【００５７】
これに対して、上記ステップ１０６ａで、エンジン再始動要求が発生したと判定された時点で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  以下であると判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、その時点で、ステップ１０７ａに進み、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させることで、第３の再始動制御を実行する。
【００５８】
この後、ステップ１０８に進み、エンジン２１の始動が完了したか否かを判定し、エンジン２１の始動が完了していないと判定された場合には、上記ステップ１０７ａに戻り、第２又は第３の再始動制御を継続し、その後、ステップ１０８で、エンジン２１の始動が完了したと判定されれば、本ルーチンを終了する。
【００５９】
以上説明した本実施例２では、エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときには、スタータ１１によるクランキングを行わずに、その後、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度領域になったときに、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させるようにしたので、エンジン回転降下期間中にエンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときにも、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させる処理を省略することができ、スタータ１１の電力消費量を低減することができると共に、エンジン再始動制御を簡単化することができる。この場合、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生しても、その後、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度領域になってから、スタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させることになるが、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度領域を通過する時間は比較的短いため、エンジン再始動要求からエンジン２１を再始動させるまでの遅れを許容範囲内に抑えることができる。
＜実施例３＞
次に、図７及び図８を用いて本発明の実施例３を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。
【００６０】
本実施例３では、ＥＣＵ２０により後述する図８のエンジン再始動制御ルーチンを実行することで、図７のタイムチャートに示すように、エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中に、エンジン再始動要求が発生せずにエンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  まで低下したときには、第４の再始動制御を実行する。この第４の再始動制御では、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  まで低下したときに、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせて、その後、エンジン再始動要求が発生したときに、モータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させるようにしている。
【００６１】
このようにすれば、エンジン回転が停止する間際のエンジン揺動期間（エンジン２１の逆回転と正回転を交互に繰り返す期間）よりも前に、ピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせておくことができるので、エンジン揺動期間中にピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせることを回避して、スタータ１１の破損や騒音の発生を防止することができる。そして、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  以下に低下した後にエンジン再始動要求が発生したときに、その時点で、スタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を速やかに再始動させることができる。
【００６２】
以下、本実施例３でＥＣＵ２０が実行する図８のエンジン再始動制御ルーチンの処理内容を説明する。本ルーチンでは、まず、ステップ１０１で、エンジン自動停止制御中であるか否かを判定し、エンジン自動停止制御中であると判定されれば、ステップ１０１ａに進み、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  （例えば１００ｒｐｍ）よりも高いか否かを判定する。
【００６３】
このステップ１０１ａで、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  よりも高いと判定された場合には、ステップ１０２に進み、エンジン再始動要求が発生したか否かを判定し、エンジン再始動要求が発生したと判定された時点で、ステップ１０３に進み、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  よりも高いか否かによって、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度領域であるか否かを判定する。
【００６４】
このステップ１０３で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  よりも高いと判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、第１の再始動制御を実行して、スタータ１１によるクランキングを行わずに燃料噴射及び点火を再開してエンジン２１を再始動させる（ステップ１０４、１０５）。
【００６５】
一方、上記ステップ１０３で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  以下であると判定された場合には、ステップ１０６に進み、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  よりも高いか否かによって、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度領域であるか第３の回転速度領域であるかを判定する。
【００６６】
このステップ１０６で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  よりも高いと判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、第２の再始動制御を実行して、モータ１２によりピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させて両者の回転速度の差を小さくした後に電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる（ステップ１０７、１０８）。
【００６７】
一方、上記ステップ１０６で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  以下であると判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、第３の再始動制御を実行して、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる（ステップ１０９、１１０）。
【００６８】
これに対して、上記ステップ１０１ａで、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  以下であると判定された場合（つまりエンジン再始動要求が発生せずにエンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  以下に低下した場合）には、ステップ１１１に進み、第４の再始動制御を実行する。この第４の再始動制御では、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  まで低下したときに、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせて、その後、エンジン再始動要求が発生したときに、モータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。
【００６９】
以上説明した本実施例３では、第４の再始動制御により、エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生せずにエンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  まで低下したときに、ピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせるようにしたので、エンジン回転が停止する間際のエンジン揺動期間（エンジン２１の逆回転と正回転を交互に繰り返す期間）よりも前に、ピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせておくことができ、エンジン揺動期間中にピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせることを回避して、スタータ１１の破損や騒音の発生を防止できる。そして、その後、エンジン再始動要求が発生したときに、ピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させるようにしたので、エンジン２１を速やかに再始動させることができる。
【００７０】
尚、本実施例３は、前記実施例１（第１〜第３の再始動制御を実行する実施例）に第４の再始動制御を組み合わせた実施例であるが、前記実施例２（実施例１とは異なる第２の再始動制御を実行する実施例）に第４の再始動制御を組み合わせるようにしても良い。
＜参考例１＞
次に、図９及び図１０を用いて本発明の参考例１を説明する。
【００７１】
前記実施例３では、第１〜第４の再始動制御を実行するようにしたが、本参考例１では、ＥＣＵ２０により後述する図１０のエンジン再始動制御ルーチンを実行することで、図９のタイムチャートに示すように、第１〜第３の再始動制御を実行せずに、第４の再始動
制御のみを実行するようにしている。
【００７２】
更に、本参考例１の第４の再始動制御では、エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中に、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  まで低下した時点ｔ５  で、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせるように電磁アクチュエータ１４の通電をオンし、該電磁アクチュエータ１４の通電をオンしてから所定時間（例えばピニオン１３とリングギヤ２３との噛合が完了するのに必要な時間）が経過した時点ｔ６  で、電磁アクチュエータ１４の通電をオフしてもピニオン１３とリングギヤ２３とを噛合状態に保持できると判断して、電磁アクチュエータ１４の通電をオフにする。その後、エンジン再始動要求が発生した時点で、電磁アクチュエータ１４の通電をオンすると共に、モータ１２の通電をオンしてピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。
【００７３】
以下、本参考例１でＥＣＵ２０が実行する図１０のエンジン再始動制御ルーチンの処理内容を説明する。本ルーチンでは、まず、ステップ２０１で、エンジン自動停止制御中であるか否かを判定し、エンジン自動停止制御中であると判定されれば、ステップ２０２に進み、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  （例えば１００ｒｐｍ）以下であるか否かを判定する。
【００７４】
このステップ２０２で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  以下であると判定されたときに、ステップ２０３に進み、第４の再始動制御を実行する。この第４の再始動制御では、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  まで低下した時点で、電磁アクチュエータ１４の通電をオンし、該電磁アクチュエータ１４の通電をオンしてから所定時間（例えばピニオン１３とリングギヤ２３との噛合が完了するのに必要な時間）が経過した時点で、電磁アクチュエータ１４の通電をオフしてもピニオン１３とリングギヤ２３との噛合を保持できると判断して、電磁アクチュエータ１４の通電をオフにする。その後、エンジン再始動要求が発生した時点で、電磁アクチュエータ１４の通電をオンすると共に、モータ１２の通電をオンしてピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。
【００７５】
以上説明した本参考例１では、第４の再始動制御により、エンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度Ｎ３  まで低下した時点で電磁アクチュエータ１４の通電をオンし、該電磁アクチュエータ１４の通電をオンしてから所定時間が経過した時点で電磁アクチュエータ１４の通電をオフにするようにしたので、その後、エンジン再始動要求が発生してスタータ１１によるクランキングを開始するまで、電磁アクチュエータ１４の通電をオフに維持することができ、スタータ１１の電力消費量を低減することができる。
【００７６】
尚、本参考例１では、第４の再始動制御の際に、電磁アクチュエータ１４の通電をオンした後に、電磁アクチュエータ１４の通電をオンしてから所定時間が経過した時点で電磁アクチュエータ１４の通電をオフするようにしたが、例えば、ピニオン１３とリングギヤ２３との噛合を確認可能なセンサを設け、このセンサで実際にピニオン１３とリングギヤ２３との噛合を確認した時点で電磁アクチュエータ１４の通電をオフするようにしても良い。
【００７７】
また、前記実施例３において、第４の再始動制御の際に、電磁アクチュエータ１４の通電をオンした後に、電磁アクチュエータ１４の通電をオンしてから所定時間が経過した時点又はセンサで実際にピニオン１３とリングギヤ２３との噛合を確認した時点で電磁アクチュエータ１４の通電をオフするようにしても良い。
＜実施例４＞
次に、図１１及び図１２を用いて本発明の実施例４を説明する。
【００７８】
前記実施例１では、第１〜第３の再始動制御を実行するようにしたが、本実施例４では、ＥＣＵ２０により後述する図１２のエンジン再始動制御ルーチンを実行することで、図１１のタイムチャートに示すように、第１の再始動制御を実行せずに、第２の再始動制御と第３の再始動制御を実行するようにしている。
【００７９】
以下、本実施例４でＥＣＵ２０が実行する図１２のエンジン再始動制御ルーチンの処理内容を説明する。本ルーチンでは、まず、エンジン自動停止制御中にエンジン再始動要求が発生したか否かを判定し（ステップ３０１、３０２）、エンジン自動停止制御中にエンジン再始動要求が発生したと判定された時点で、ステップ３０３に進み、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  以下であるか否かを判定する。
【００８０】
このステップ３０３で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  よりも高いと判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、第１の再始動制御を実行せずに、その後、ステップ３０３で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  以下になったと判定されたときに、ステップ３０４に進み、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  よりも高いか否かを判定し、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  よりも高いと判定されれば、ステップ３０５に進み、第２の再始動制御を実行して、モータ１２によりピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させて両者の回転速度の差を小さくした後に電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる（ステップ３０５、３０６）。
【００８１】
これに対して、上記ステップ３０３で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第１の回転速度Ｎ１  以下であると判定された場合には、ステップ３０４に進み、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  よりも高いか否かを判定する。このステップ３０４で、エンジン再始動要求が発生したと判定された時点で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  よりも高いと判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、ステップ３０５に進み、第２の再始動制御を実行して、モータ１２によりピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させて両者の回転速度の差を小さくした後に電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる（ステップ３０５、３０６）。
【００８２】
一方、上記ステップ３０４で、エンジン回転速度Ｎｅ  が第２の回転速度Ｎ２  以下であると判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅ  が第３の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、ステップ３０７に進み、第３の再始動制御を実行して、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる（ステップ３０７、３０８）。
【００８３】
以上説明した本実施例４においても、エンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生した場合に、そのときのエンジン回転速度Ｎｅ  に応じた適正なエンジン再始動制御を行うことができ、エンジン２１の再始動の遅れや騒音の発生を防止できると共に、スタータ１１の電力消費量を低減することができる。
【００８４】
尚、本実施例４では、前記実施例１で説明した第２の再始動制御を実行するようにしたが、前記実施例２で説明した第２の再始動制御（実施例１とは異なる第２の再始動制御）を実行するようにしても良い。
【００８５】
また、本発明は、前記第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときに限定されず、エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中又はエンジン揺動期間中にエンジン再始動要求が発生したときに、エンジン回転速度の降下によってリングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が±２００ｒｐｍの範囲内になった後に、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させるようにしても良い。
【００８６】
或は、エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中又はエンジン揺動期間中にエンジン再始動要求が発生したときに、モータ１２によりピニオン１３を回転させてリングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差を±２００ｒｐｍの範囲内にした後に、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジンを再始動させるようにしても良い。
【００８７】
いずれの場合も、ピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせる際の騒音の発生を防止することができると共に、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との同期を判断する際の回転速度の検出精度をあまり高くする必要がないため、例えば、リングギヤ２３の回転速度を精度良く検出できる高価なクランク角センサやピニオン１３の回転速度を精度良く検出できる高価な回転速度センサを設ける必要がなく、近年の重要な技術的課題である低コスト化の要求を満たすことができる。
【００８８】
また、前記第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときに限定されず、スタータ１１にワンウエイクラッチが設けられたシステムにおいて、エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン回転速度が所定の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときに、リングギヤ２３の回転速度がピニオン１３の回転速度よりも高く且つリングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が２００ｒｐｍ以下になった後に、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせると共にモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジンを再始動させるようにしても良い。
【００８９】
また、前記第３の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときに限定されず、エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン回転速度が所定の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときに、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジンを再始動させるようにしても良い。
【００９０】
更に、本発明は、エンジン再始動制御の際に、クランク角センサの出力信号に基づいてエンジン回転速度を検出するようにしたり、モータの回転速度（ピニオン１３の回転速度）を検出するセンサの出力信号に基づいてピニオン１３の回転速度を検出するようにしても良い。
【００９１】
その他、本発明は、エンジン始動制御システムの構成を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。
【符号の説明】
【００９２】
１１…スタータ、１２…モータ、１３…ピニオン、１４…電磁アクチュエータ、１８…バッテリ、１９…リレー、２０…ＥＣＵ（再始動制御手段）、２１…エンジン、２２…クランク軸、２３…リングギヤ、２４…スイッチング素子、２５…リレー
【手続補正書】
【提出日】平成22年5月25日(2010.5.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
しかし、上記特許文献１の技術では、エンジンの自動停止要求の発生によるエンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生した場合に、その後、エンジン回転がほぼ停止するまで待ってから、スタータによるクランキングを開始してエンジンを再始動させるため、エンジン再始動要求からエンジンを再始動させるまでの遅れが大きくなってしまい、運転者にエンジンの再始動が遅いと感じさせてしまう可能性がある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この対策として、特許文献２（特開２００５−３３０８１３号公報）や特許文献３（特開２００２−７０６９９号公報）に記載されているように、エンジンの自動停止要求の発生によるエンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生したときに、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て両者の回転速度の差を小さくした後にピニオンをリングギヤに噛み合わせて、スタータによるクランキングを開始してエンジンを再始動させるようにしたものがある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、エンジンの自動停止要求の発生によるエンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生したとしても、スムーズにエンジンの再始動を行うことができるエンジン自動停止始動制御装置を提供することにある。
【手続補正４】
【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】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、モータとバッテリとの間に設けられる機械式のリレーと、スタータにワンウエイクラッチが設けられた自動停止始動制御装置において、エンジンの自動停止要求の発生によるエンジン回転降下期間中にエンジン回転速度が所定の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときに、リングギヤの回転速度がピニオンの回転速度よりも高く且つリングギヤの回転速度とピニオンの回転速度との回転速度差が２５０ｒｐｍ以下になり、前記アクチュエータにより前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせる際に、前記ワンウエイクラッチが空転した後、前記リングギヤの回転速度の低下に伴って、ワンウエイクラッチがロックしてモータからピニオンへ動力が伝達されることにより、前記モータにより前記ピニオンを回転させて前記スタータによるクランキングを開始して前記エンジンを再始動させる。
【手続補正５】
【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】
更に、請求項３のように、モータとバッテリとの間に設けられる機械式のリレーと、スタータにワンウエイクラッチが設けられたシステムにおいて、エンジンの自動停止要求の発生によるエンジン回転降下期間中にエンジン回転速度が所定の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときに、リングギヤのピッチ円上の周速度がピニオンのピッチ円上の周速度よりも高く且つリングギヤのピッチ円上の周速度とピニオンのピッチ円上の周速度との周速度差が３．１ｍ／秒以下になり、前記アクチュエータにより前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせる際に、前記ワンウエイクラッチが空転した後、前記リングギヤの回転速度の低下に伴って、ワンウエイクラッチがロックしてモータからピニオンへ動力が伝達されることにより、前記モータにより前記ピニオンを回転させて前記スタータによるクランキングを開始して前記エンジンを再始動させる。
【手続補正６】
【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】
ピニオンを回転駆動するモータと、該モータとバッテリとの間に設けられる機械式のリレーと、前記ピニオンをエンジンのクランク軸に連結されたリングギヤに噛み合わせるアクチュエータと、エンジン回転方向において前記ピニオンから前記モータへ動力を伝達しないワンウエイクラッチとが設けられたスタータを備え、エンジン自動停止要求が発生したときにエンジンを自動停止させるエンジン自動停止始動制御装置において、
前記エンジンの自動停止要求の発生によりエンジン回転速度が降下するエンジン回転降下期間中に前記エンジン回転速度が所定の回転速度領域で前記エンジン再始動要求が発生したときに、前記リングギヤの回転速度が前記ピニオンの回転速度よりも高く且つ前記リングギヤの回転速度と前記ピニオンの回転速度との回転速度差が２５０ｒｐｍ以下になり、前記アクチュエータにより前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせる際に、前記ワンウエイクラッチが空転した後、前記リングギヤの回転速度の低下に伴って、ワンウエイクラッチがロックしてモータからピニオンへ動力が伝達されることにより、前記モータにより前記ピニオンを回転させて前記スタータによるクランキングを開始して前記エンジンを再始動させる再始動制御手段を備えていることを特徴とするエンジン自動停止始動制御装置。
【請求項２】
前記リングギヤの回転速度と前記ピニオンの回転速度との回転速度差が２００ｒｐｍ以下になり、前記アクチュエータにより前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせる際に、前記ワンウエイクラッチが空転した後、前記リングギヤの回転速度の低下に伴って、ワンウエイクラッチがロックしてモータからピニオンへ動力が伝達されることにより、前記モータにより前記ピニオンを回転させて前記スタータによるクランキングを開始して前記エンジンを再始動させる再始動制御手段を備えていることを特徴とする請求項１記載のエンジン自動停止始動制御装置。
【請求項３】
ピニオンを回転駆動するモータと、該モータとバッテリとの間に設けられる機械式のリレーと、前記ピニオンをエンジンのクランク軸に連結されたリングギヤに噛み合わせるアクチュエータと、エンジン回転方向において前記ピニオンから前記モータへ動力を伝達しないワンウエイクラッチとが設けられたスタータを備え、エンジン自動停止要求が発生したときにエンジンを自動停止させるエンジン自動停止始動制御装置において、
前記エンジンの自動停止要求の発生によりエンジン回転速度が降下するエンジン回転降下期間中に前記エンジン回転速度が所定の回転速度領域で前記エンジン再始動要求が発生したときに、前記リングギヤのピッチ円上の周速度が前記ピニオンのピッチ円上の周速度よりも高く且つ前記リングギヤのピッチ円上の周速度と前記ピニオンのピッチ円上の周速度との周速度差が３．９ｍ／秒以下になり、前記アクチュエータにより前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせる際に、前記ワンウエイクラッチが空転した後、前記リングギヤの回転速度の低下に伴って、ワンウエイクラッチがロックしてモータからピニオンへ動力が伝達されることにより、前記モータにより前記ピニオンを回転させて前記スタータによるクランキングを開始して前記エンジンを再始動させる再始動制御手段を備えていることを特徴とするエンジン自動停止始動制御装置。
【請求項４】
前記リングギヤのピッチ円上の周速度と前記ピニオンのピッチ円上の周速度との周速度差が３．１ｍ／秒以下になり、前記アクチュエータにより前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせる際に、前記ワンウエイクラッチが空転した後、前記リングギヤの回転速度の低下に伴って、ワンウエイクラッチがロックしてモータからピニオンへ動力が伝達されることにより、前記モータにより前記ピニオンを回転させて前記スタータによるクランキングを開始して前記エンジンを再始動させる再始動制御手段を備えていることを特徴とする請求項３記載のエンジン自動停止始動制御装置。