(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランク軸に連結されたリングギヤにピニオンを飛び込ませて噛み合わせるピニオンアクチュエータと前記ピニオンを回転駆動するモータとを個別に作動可能なスタータを搭載し、前記エンジンを停止させる際のエンジン回転速度が降下する期間（以下「エンジン回転降下期間」という）に、再始動要求が発生したときに、前記ピニオンを前記リングギヤに飛び込ませて噛み合わせて前記エンジンをクランキングして再始動させるスタータ制御手段を備えたエンジン始動制御装置において、
前記エンジン回転降下期間にエンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、
前記エンジン回転降下期間に再始動失敗と仮定して前記エンジン回転速度検出手段の検出タイミングにおけるエンジン回転速度を予測するエンジン回転速度予測手段と、
前記エンジン回転降下期間に前記再始動要求に応じて前記エンジンを再始動させる際に前記再始動要求発生後に前記エンジン回転速度検出手段で検出したエンジン回転速度検出値と前記エンジン回転速度予測手段で予測したエンジン回転速度予測値との偏差に基づいて再始動の成功又は失敗を判定する再始動成否判定手段と
を備えていることを特徴とするエンジン始動制御装置。
【請求項２】
前記エンジン回転速度予測手段は、前記エンジン回転降下期間にＴＤＣ毎にエンジン回転速度を予測し、
前記再始動成否判定手段は、前記再始動要求発生後のＴＤＣ毎のエンジン回転速度検出値とＴＤＣ毎のエンジン回転速度予測値との偏差に基づいて再始動の成功又は失敗を判定することを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動制御装置。
【請求項３】
前記再始動成否判定手段は、前記再始動要求発生後の前記エンジン回転速度検出値と前記エンジン回転速度予測値との偏差を所定の判定しきい値と比較して再始動の成功又は失敗を判定することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンを停止させる際のエンジン回転速度が降下する期間に再始動要求に応じてエンジンを再始動させる際に、再始動が成功したか否かを判定する機能を備えたエンジン始動制御装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、アイドルストップシステム（エンジン自動停止始動制御装置）においては、特許文献１（特開２００５−３３０８１３号公報）に記載されているように、自動停止要求発生直後のエンジン回転速度が降下する期間（以下「エンジン回転降下期間」という）に、再始動要求が発生したときに、エンジン回転の停止を待たずにエンジンを素早く再始動できるようにするために、エンジン側のリングギヤにピニオンを飛び込ませるピニオンアクチュエータと、該ピニオンを回転駆動するモータとを個別に作動可能なスタータを搭載し、自動停止要求発生直後のエンジン回転降下期間に再始動要求が発生したときに、スタータのモータへの通電を開始してピニオンを回転させて、該ピニオンの回転速度とエンジン回転速度（リングギア回転速度）との偏差が所定値以内になるタイミングで、ピニオンアクチュエータを作動させてピニオンをリングギヤに飛び込ませて噛み合わせてエンジンをクランキングして再始動させる制御を実行し、クランキング開始から所定時間以内にエンジン回転速度が所定の始動判定回転速度以上になったか否かで、再始動が成功したか否かを判定するようにしたものがある（特許文献２参照）。
【０００３】
また、アイドルストップシステムではないが、エンジンの始動失敗の検出方法として、例えば特許文献３（特開２００６−８３７８１号公報）に記載されているように、スタータ停止時のバッテリ基準電圧とスタータ駆動時のバッテリ測定電圧との電圧差（スタータ駆動時のバッテリ電圧低下量）が所定値以上であるか否かでエンジンの始動が成功したか否かを判定するようにしたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３０８１３号公報
【特許文献２】特開２００５−１１３７８１号公報
【特許文献３】特開２００６−８３７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１，２のように、再始動時にエンジン回転速度が始動判定回転速度以上になったか否かで再始動が成功したか否かを判定するシステムでは、クランキング開始から所定時間以内にエンジン回転速度が所定の始動判定回転速度以上になったか否かで再始動の成功／失敗を判定するため、再始動の成功／失敗の判定に要する時間が長くかかってしまい、素早く再始動の成功／失敗の判定を行うことができない。このため、再始動に失敗した場合に次の再始動を素早く行うことができない。
【０００６】
また、特許文献３のように、スタータ駆動時のバッテリ電圧低下量に基づいて再始動の成功／失敗を判定するシステムでは、バッテリの充電状態によってスタータ駆動時のバッテリ電圧低下量が変動して再始動の成功／失敗を誤判定する可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、エンジンを停止させる際のエンジン回転降下期間に再始動要求に応じてエンジンを再始動させる際に、再始動の成功／失敗の判定を従来より素早く且つ精度良く行うことができるエンジン始動制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、エンジンのクランク軸に連結されたリングギヤにピニオンを飛び込ませて噛み合わせるピニオンアクチュエータと前記ピニオンを回転駆動するモータとを個別に作動可能なスタータを搭載し、前記エンジンを停止させる際のエンジン回転速度が降下する期間（以下「エンジン回転降下期間」という）に、再始動要求が発生したときに、前記ピニオンを前記リングギヤに飛び込ませて噛み合わせて前記エンジンをクランキングして再始動させるスタータ制御手段を備えたエンジン始動制御装置において、前記エンジン回転降下期間にエンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、前記エンジン回転降下期間に再始動失敗と仮定して前記エンジン回転速度検出手段の検出タイミングにおけるエンジン回転速度を予測するエンジン回転速度予測手段と、前記エンジン回転降下期間に前記再始動要求に応じて前記エンジンを再始動させる際に前記再始動要求発生後に前記エンジン回転速度検出手段で検出したエンジン回転速度検出値と前記エンジン回転速度予測手段で予測したエンジン回転速度予測値との偏差に基づいて再始動の成功又は失敗を判定する再始動成否判定手段とを備えた構成としたものである。
【０００９】
この構成では、エンジン回転降下期間に再始動要求に応じてエンジンを再始動させる際に、前記再始動要求発生後に検出した実際のエンジン回転速度検出値と再始動失敗と仮定して予測したエンジン回転速度予測値とのずれが小さければ再始動失敗と判定することができ、再始動の成功又は失敗の判定を従来より素早く且つ精度良く行うことができる。
【００１０】
この場合、エンジン回転速度を予測するタイミングは、予め決められた所定クランク角毎とすれば良いが、エンジン回転降下期間中はエンジン回転速度がＴＤＣ（圧縮上死点）の周期で脈動しながら降下するため、請求項２のように、エンジン回転降下期間にＴＤＣ毎にエンジン回転速度を予測し、ＴＤＣ毎のエンジン回転速度検出値とＴＤＣ毎のエンジン回転速度予測値との偏差に基づいて再始動の成功又は失敗を判定するようにしても良い。このようにすれば、エンジン回転降下期間中にエンジン回転速度がＴＤＣの周期で脈動しながら降下するという事情があっても、その脈動に同期した一定のタイミングでエンジン回転速度検出値とエンジン回転速度予測値との偏差を評価することができ、脈動の影響を排除できる。
【００１１】
更に、請求項３のように、再始動成否判定手段は、エンジン回転速度検出値とエンジン回転速度予測値との偏差を所定の判定しきい値と比較して再始動の成功又は失敗を判定するようにすると良い。このようにすれば、再始動の成功又は失敗の判定を簡単な処理で実行できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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は再始動失敗と仮定して予測したエンジン回転降下軌道の予測結果を示す図である。
【図３】図３はエンジン回転降下軌道の予測演算方法を説明する図である。
【図４】図４はピニオン駆動タイミングの決定方法を説明する図である。
【図５】図５は再始動成功時のエンジン回転速度検出値と再始動失敗時のエンジン回転速度予測値との相違を説明するタイムチャートである。
【図６】図６はエンジン回転速度が低くなるほど、エンジン回転速度の検出誤差が大きくなる挙動を説明するタイムチャートである。
【図７】図７は実施例１のエンジン回転降下軌道予測ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】図８は実施例１のスタータ制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】図９は実施例１の再始動失敗判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】図１０は実施例２の再始動失敗判定ルーチンの処理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】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態をエンジン自動停止始動制御システム（アイドルストップシステム）に適用して具体化した２つの実施例１，２を説明する。
【実施例１】
【００１９】
本発明の実施例１を図１乃至図９に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて図１に基づいてエンジン自動停止始動制御システムの概略構成を説明する。
【００２０】
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を押し出すピニオンアクチュエータ１４等を備え、後述する構成によりモータ１２とピニオンアクチュエータ１４とを個別に作動可能となっている。ピニオン１３は、軸方向に移動可能に設けられている。ピニオンアクチュエータ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。
【００２１】
また、バッテリ１８とピニオンアクチュエータ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をオンしてピニオンアクチュエータ１４への通電をオンしてプランジャ１５をピニオン押出方向に移動させることで、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に飛び込ませて噛み合わせるようになっている。
【００２２】
更に、バッテリ１８とモータ１２との間には、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のオン／オフを制御してモータ１２の通電をデューティ制御することで、ピニオン１３の回転速度を制御するようになっている。
【００２３】
エンジン２１には、クランク軸２２が所定クランク角（例えば３０℃Ａ）回転する毎にクランクパルスを出力するクランク角センサ２５（エンジン回転速度検出手段）が設けられ、このクランクパルスの出力間隔に基づいてエンジン回転速度が算出されると共に、該クランクパルスをカウントしてクランク角が検出される。
【００２４】
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。
【００２５】
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）を行って車両停止に至る可能性のある所定減速状態になったとき、又は、車両を停車させてブレーキ操作を継続しているときに、自動停止要求（アイドルストップ要求）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（アイドルストップ）させる。
【００２６】
その後、運転者が車両発進のための準備操作（ブレーキ解除、シフトレバーのドライブレンジへの操作等）や発進操作（アクセル踏み込み等）を行ったときに、再始動要求が発生したと判断して、スタータ１１でエンジン２１をクランキングして燃料噴射を再開して再始動させる。その他、バッテリ充電制御システムやエアコン等の車載機器の制御システムから再始動要求が発生する場合もある。
【００２７】
再始動要求は、エンジン回転速度が降下する期間（以下「エンジン回転降下期間」という）に発生する場合もあるし、エンジン回転停止後に発生する場合もある。
エンジン回転停止後に再始動要求が発生した場合は、ピニオンアクチュエータ１４に通電してピニオン１３をエンジン２１側のリングギヤ２３に飛び込ませて噛み合わせた上で、スタータ１１のモータ１２に通電してピニオン１３を回転駆動してエンジン２１をクランキングして燃料噴射を再開して再始動させる。
【００２８】
尚、エンジン回転降下期間中に再始動要求が発生しなかった場合は、エンジン回転が停止する間際又は停止直後に、次の再始動に備えて、ピニオンアクチュエータ１４に通電してピニオン１３をエンジン２１側のリングギヤ２３に飛び込ませて噛み合わせおき、次の再始動が完了するまで、ピニオン１３をエンジン２１側のリングギヤ２３に噛み合わせた状態に維持するようにしても良い。
【００２９】
一方、エンジン回転降下期間に再始動要求が発生した場合は、スタータ１１のモータ１２に通電してピニオン１３を回転させて、該ピニオン１３の回転速度とエンジン回転速度（リングギア２３の回転速度）との偏差が所定値以内になるタイミングで、ピニオンアクチュエータ１４を作動させてピニオン１３をリングギヤ２３に飛び込ませて噛み合わせてエンジン２１をクランキングして再始動させる。
【００３０】
この再始動時に、再始動完了と判定された時点で、スタータ１１のモータ１２への通電が停止されると共に、ピニオンアクチュエータ１４への通電が停止され、リターンスプリング（図示せず）によりピニオン１３がエンジン２１側のリングギヤ２３から抜き出されて元の位置に戻される。
【００３１】
更に、ＥＣＵ２０は、後述する図７のエンジン回転降下軌道予測ルーチンを実行することで、エンジン２１を自動停止させる際のエンジン回転速度が降下する軌道（以下「エンジン回転降下軌道」という）を予測し、更に、後述する図８のスタータ制御ルーチンを実行することで、エンジン回転降下軌道の予測データに基づいてピニオン１３の駆動タイミングを決定する。
【００３２】
ここで、本実施例のエンジン回転降下軌道の予測方法を説明する。
以下の説明では、クランクパルスが３０℃Ａ毎に出力されるクランク角センサ２５を用いた例を説明する。これにより、エンジン自動停止時に、エンジン回転速度が降下する期間に、クランク角センサ２５からクランクパルスがＥＣＵ２０に入力される３０℃Ａ毎に次式により角速度ω［ｒａｄ／ｓｅｃ］を算出する。
ω＝３０×２π／（３６０×ｔp ）
ｔp ：クランクパルス間隔[sec]
【００３３】
上式により、前回の１８０℃Ａ区間[i-1] のＴＤＣ後のクランク角０℃Ａの角速度ω[0,i-1] 、クランク角３０℃Ａの角速度ω[30,i-1]、クランク角６０℃Ａの角速度ω[60,i-1]、クランク角９０℃Ａの角速度ω[90,i-1]、クランク角１２０℃Ａの角速度ω[120,i-1] 、クランク角１５０℃Ａの角速度ω[150,i-1] 、今回の１８０℃Ａ区間[i] のＴＤＣ後のクランク角０℃Ａの角速度ω[0,i] を算出する。
【００３４】
更に、前回の１８０℃Ａ区間[i-1] のＴＤＣ後のクランク角０℃Ａから３０℃ＡまでのロストルクＴ[0-30,i-1]、クランク角３０℃Ａから６０℃ＡまでのロストルクＴ[30-60,i-1] 、クランク角６０℃Ａから９０℃ＡまでのロストルクＴ[60-90,i-1] 、クランク角９０℃Ａから１２０℃ＡまでのロストルクＴ[90-120,i-1]、クランク角１２０℃Ａから１５０℃ＡまでのロストルクＴ[120-150,i-1] 、クランク角１５０℃Ａから今回の１８０℃Ａ区間[i] のＴＤＣ後の０℃ＡまでのロストルクＴ[150-0,i-1] を算出する。
【００３５】
Ｔ[0-30,i-1]＝−Ｊ・（ω[30,i-1]2 −ω[0,i-1] 2 ）／２
Ｔ[30-60,i-1] ＝−Ｊ・（ω[60,i-1]2 −ω[30,i-1]2 ）／２
Ｔ[60-90,i-1] ＝−Ｊ・（ω[90,i-1]2 −ω[60,i-1]2 ）／２
Ｔ[90-120,i-1]＝−Ｊ・（ω[120,i-1] 2 −ω[90,i-1]2 ）／２
Ｔ[120-150,i-1] ＝−Ｊ・（ω[150,i-1] 2 −ω[120,i-1] 2 ）／２
Ｔ[150-0,i-1] ＝−Ｊ・（ω[0,i] 2 −ω[150,i-1] 2 ）／２
【００３６】
ここで、Ｊはエンジン２１のイナーシャである。これらのロストルクＴ[0-30,i-1]〜Ｔ[150-0,i-1] の算出値は、それぞれレジスタに更新記憶される（図３参照）。
そして、今回の１８０℃Ａ区間[i] のＴＤＣ後の３０℃Ａ（現時点）で、角速度ω[30,i]を算出すると共に、ロストルクＴ[0-30,i]を同様に算出し、このロストルクＴ[0-30,i]をレジスタに更新記憶する。
【００３７】
その後、図３に示すように、前回の１８０℃Ａ区間[i-1] のクランク角３０℃Ａから６０℃ＡまでのロストルクＴ[30-60,i-1] を用いて、今回の１８０℃Ａ区間[i] のＴＤＣ後のクランク角６０℃Ａの予測角速度ω'[60,i] を演算すると共に、クランク角３０℃Ａから６０℃Ａに到達するまでの予測到達時間ｔ[30-60,i] を演算し、更に、前回の１８０℃Ａ区間[i-1] のクランク角６０℃Ａから９０℃ＡまでのロストルクＴ[60-90,i-1] と上記予測角速度ω'[60,i] を用いて、今回の１８０℃Ａ区間[i] のＴＤＣ後のクランク角９０℃Ａの予測角速度ω'[90,i] を演算すると共に、クランク角６０℃Ａから９０℃Ａに到達するまでの予測到達時間ｔ[60-90,i] を演算し、更に、前回の１８０℃Ａ区間[i-1] のクランク角９０℃Ａから１２０℃ＡまでのロストルクＴ[90-120,i-1]と上記予測角速度ω'[90,i] を用いて、今回の１８０℃Ａ区間[i] のＴＤＣ後のクランク角１２０℃Ａの予測角速度ω'[120,i]を演算すると共に、クランク角９０℃Ａから１２０℃Ａに到達するまでの予測到達時間ｔ[90-120,i]を演算するという処理を何回も繰り返すことで、エンジン回転降下軌道を予測する（図２参照）。
【００３８】
この予測演算は、クランクパルス入力毎（３０℃Ａ毎）に次のクランクパルスが入力されるまでの時間を利用して実行され、その都度、エンジン回転降下軌道の予測データが更新される。次のクランクパルスが入力されるまでの演算時間に余裕があれば、エンジン回転が停止するまでのエンジン回転降下軌道を予測するが、演算時間が足りない場合は、予測演算を途中で打ち切って、次のクランク角での実角速度を用いた新たな予測演算に移行する。尚、角速度をエンジン回転速度に換算して予測演算を行うようにしても良いことは言うまでもない。
【００３９】
本実施例１では、図４に示すように、エンジン２１を自動停止させる際のエンジン回転速度が降下する期間に再始動要求が発生した場合には、その時点で、スタータ１１のモータ１２への通電を開始してピニオン１３を回転させ、当該ピニオン１３の回転上昇軌道を予測し、エンジン回転降下軌道の予測データとピニオン１３の回転上昇軌道の予測データとの差が所定値以内に到達するタイミングをピニオン１３の駆動タイミングとして予測するようにしている。
【００４０】
ここで、ピニオン１３の回転上昇軌道の予測方法は、例えば、ピニオン１３の回転上昇軌道を所定の時定数τの一次遅れモデルでモデル化した下記のモデル式を用いて、ピニオン１３の回転上昇軌道を予測すれば良い。
Ｎp ＝Ｎpmax｛１−ｅｘｐ（−ｔ／τ）｝
Ｎp ：ピニオン１３の回転速度
Ｎpmax：ピニオン１３の最高回転速度
ｔ：経過時間
【００４１】
更に、本実施例１では、図５に示すように、エンジン２１を自動停止させる際のエンジン回転降下期間に再始動失敗と仮定して、前述した方法でエンジン回転速度（角速度）を予測し、エンジン回転降下期間に再始動要求に応じて再始動する際に、クランク角センサ２５の出力パルス間隔に基づいて検出したエンジン回転速度検出値と上記方法で予測したエンジン回転速度予測値との偏差を所定の判定しきい値と比較して再始動が失敗したか否かを判定し、その結果、再始動失敗と判定されたときには再びエンジン２１をクランキングして再始動させる制御を実行するようにしている。
【００４２】
この場合、エンジン回転速度を予測するタイミングは、予め決められた所定クランク角毎とすれば良いが、エンジン回転降下期間中はエンジン回転速度がＴＤＣ（圧縮上死点）の周期で脈動しながら降下するため、本実施例１では、エンジン回転降下期間に再始動要求に応じて再始動する際に、ＴＤＣ毎に検出したエンジン回転速度検出値とＴＤＣ毎に予測したエンジン回転速度予測値との偏差を所定の判定しきい値と比較して再始動が失敗したか否かを判定するようにしている。このようにすれば、エンジン回転降下期間中にエンジン回転速度がＴＤＣの周期で脈動しながら降下するという事情があっても、その脈動に同期した一定のタイミングでエンジン回転速度検出値とエンジン回転速度予測値との偏差を所定の判定しきい値と比較することができ、脈動の影響を排除できる。
【００４３】
また、再始動失敗の判定に用いる判定しきい値は、演算処理の簡略化のために予め設定した一定値としても良いが、図６に示すように、エンジン回転速度が低くなるほど、エンジン回転速度の検出誤差が大きくなり、実際のエンジン回転速度と検出値とのずれが大きくなる。
【００４４】
そこで、本実施例１では、予め、エンジン回転速度をパラメータとして判定しきい値を算出するマップを、実験データやシミュレーション結果等に基づいて作成してＥＣＵ２０のＲＯＭ等の不揮発性の記憶媒体に記憶させておき、エンジン回転速度検出値に基づいて上記マップにより判定しきい値を算出するようにしている。これにより、エンジン回転速度の低下に伴って増加する検出誤差に応じて判定しきい値を適正に設定することができる。
【００４５】
尚、再始動要求発生後の経過時間に応じてエンジン回転速度が低下するため、再始動要求発生後の経過時間に応じて判定しきい値を設定しても、エンジン回転速度の低下に伴って増加する検出誤差に応じて判定しきい値を適正に設定することができる。
以上説明した本実施例１の再始動制御は、ＥＣＵ２０によって図７乃至図９の各ルーチンに従って実行される。以下、これら各ルーチンの処理内容を説明する。
【００４６】
［エンジン回転降下軌道予測ルーチン］
図７のエンジン回転降下軌道予測ルーチンは、エンジン運転中（ＥＣＵ２０の電源オン期間中）に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいうエンジン回転速度予測手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、アイドルストップ中であるか否かを判定し、アイドルストップ中でなければ、以降の処理を行うことなく、そのまま本ルーチンを終了する。
【００４７】
これに対し、上記ステップ１０１で、アイドルストップ中と判定されれば、ステップ１０２に進み、クランク角センサ２５からクランクパルスがＥＣＵ２０に入力されたか否かを判定し、クランクパルスが入力されるまで待機する。そして、クランクパルスが入力される毎に、ステップ１０３に進み、今回のクランクパルス入力時の角速度ωを算出する。
ω＝３０×２π／（３６０×ｔp ）
ｔp ：クランクパルス間隔[sec]
【００４８】
この後、ステップ１０４に進み、レジスタに記憶されたエンジン２１のロストルクを読み込む。このロストルクは、１５０℃Ａ前のクランクパルス入力時に算出してレジスタに記憶したロストルクを用いる。この後、ステップ１０５に進み、ロストルクを用いて、次のクランクパルスの入力タイミングでの予測角速度ω' を算出すると共に、次のクランクパルスの入力タイミングまでの予測到達時間ｔを算出する。
【００４９】
この後、ステップ１０６に進み、次のクランクパルスの入力タイミングでの予測角速度ω' が０以下であるか否かで、エンジン回転停止に至るまでのエンジン回転降下軌道を予測し終えたか否かを判定する。このステップ１０６で、予測角速度ω' が０以下でないと判定されれば、ステップ１０７に進み、エンジン２１のロストルクを算出してレジスタに記憶して、前述したステップ１０４、１０５の処理を繰り返して、ロストルクと上記予測角速度ω' を用いて、更にその次のクランクパルスの入力タイミングでの予測角速度ω' と予測到達時間ｔを算出する処理を繰り返す。
【００５０】
このような３０℃Ａ毎の予測角速度ω' と予測到達時間ｔを何回も繰り返して、予測角速度ω' が０以下になった時点で、エンジン回転停止に至るまでのエンジン回転降下軌道を予測し終えたと判断して、前記ステップ１０２に戻り、次のクランクパルスが入力されるまで待機する。これにより、クランクパルスが入力される毎に、エンジン回転停止に至るまでのエンジン回転降下軌道の予測演算が行われる。
【００５１】
尚、次のクランクパルスが入力されるまでの演算時間が、エンジン回転停止に至るまでのエンジン回転降下軌道の予測演算に必要な時間よりも短い場合は、予測演算を途中で打ち切って、次のクランク角での実角速度ωを用いた新たな予測演算に移行する。
【００５２】
［スタータ制御ルーチン］
図８のスタータ制御ルーチンは、ＥＣＵ２０の電源オン期間中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいうスタータ制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、再始動要求が発生したか否かを判定し、再始動要求が発生していなければ、以降の処理を行うことなく、そのまま本ルーチンを終了する。      
【００５３】
その後、再始動要求が発生した時点で、ステップ２０２に進み、エンジン回転降下中であるか否か（エンジン回転停止中でないか否か）を判定し、エンジン回転降下中でない（エンジン回転停止中である）と判定されれば、ステップ２０８に進み、ピニオンアクチュエータ１４に通電してピニオン１３をリングギヤ２３に飛び込ませて、次のステップ２０９で、所定の遅延時間の後にモータ１２に通電してピニオン１３を回転させる。これにより、エンジン２１をクランキングして再始動させる。
【００５４】
これに対し、上記ステップ２０２で、エンジン回転降下中であると判定されれば、ステップ２０３に進み、モータ１２への通電が許可されているか否かを、例えばエンジン回転速度が所定回転速度以下であるか否かで判定し、モータ１２への通電が許可されていなければ、モータ１２への通電が許可されるまで待機する。その後、モータ１２への通電が許可された時点で、ステップ２０４に進み、モータ１２への通電を開始してピニオン１３を回転させる。
【００５５】
この後、ステップ２０５に進み、ピニオン１３の回転上昇軌道を一次遅れモデルでモデル化したモデル式を用いて、ピニオン１３の回転上昇軌道を予測する。そして、次のステップ２０６で、前記図７のエンジン回転降下軌道予測ルーチンで演算したエンジン回転降下軌道の予測データとピニオン１３の回転上昇軌道の予測データとの差が所定値以内になるタイミング（ピニオン１３の駆動タイミング）に到達したか否かを判定し、当該タイミングになるまで待機する。その後、エンジン回転降下軌道の予測データとピニオン１３の回転上昇軌道の予測データとの差が所定値以内になるタイミング（ピニオン１３の駆動タイミング）に到達した時点で、ステップ２０７に進み、ピニオンアクチュエータ１４に通電してピニオン１３をリングギヤ２３に飛び込ませて噛み合わせて、エンジン２１をクランキングして再始動させる。
【００５６】
尚、エンジン２１を自動停止させる際のエンジン回転降下期間中に再始動要求が発生しない場合は、エンジン回転降下軌道の予測データに基づいてピニオン噛み込み時の騒音レベルが許容範囲内となる極低回転領域までエンジン回転速度が低下したタイミングでピニオン１３がリングギヤ２３に飛び込んで噛み合うようにピニオン１３の駆動タイミングを決定すれば良い。
【００５７】
［再始動失敗判定ルーチン］
図９の再始動失敗判定ルーチンは、エンジン運転中（ＥＣＵ２０の電源オン期間中）に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう再始動成否判定手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ３０１で、アイドルストップによるエンジン回転降下中であるか否かを判定し、アイドルストップによるエンジン回転降下中でなければ、以降の処理を行うことなく、そのまま本ルーチンを終了する。
【００５８】
一方、上記ステップ３０１で、アイドルストップによるエンジン回転降下中と判定されれば、ステップ３０２に進み、再始動要求が発生したか否かを判定し、再始動要求が発生していなければ、以降の処理を行うことなく、そのまま本ルーチンを終了する。
【００５９】
その後、再始動要求が発生した時点で、ステップ３０３に進み、再始動失敗と仮定して、前記図７のエンジン回転降下軌道予測ルーチンの演算結果を用いて、次のＴＤＣのエンジン回転速度予測値ＮＥｙ(n+1) を算出する。
【００６０】
この後、ステップ３０４に進み、今回のＴＤＣのエンジン回転速度検出値ＮＥ(n+1) に基づいて、再始動失敗の判定に用いる判定しきい値をマップ等により算出する。この後、ステップ３０５に進み、クランク角センサ２５の出力パルス間隔に基づいて、次のＴＤＣのエンジン回転速度検出値ＮＥ(n+1) を算出する。
【００６１】
この後、ステップ３０６に進み、次のＴＤＣのエンジン回転速度検出値ＮＥ(n+1) と次のＴＤＣのエンジン回転速度予測値ＮＥｙ(n+1) との偏差が判定しきい値より小さいか否かを判定し、当該偏差が判定しきい値より小さいと判定されれば、ステップ３０７に進み、再始動失敗と判定し、次のステップ３０８で、前記図８のスタータ制御ルーチンを実行して、再びエンジン２１をクランキングして再始動させる制御を実行する。
【００６２】
一方、上記ステップ３０６で、次のＴＤＣのエンジン回転速度検出値ＮＥ(n+1) と次のＴＤＣのエンジン回転速度予測値ＮＥｙ(n+1) との偏差が判定しきい値以上と判定されれば、再始動失敗ではないと判断して、本ルーチンを終了する。
【００６３】
以上説明した本実施例１によれば、エンジン２１を自動停止させる際のエンジン回転降下期間に再始動失敗と仮定して、ＴＤＣ毎にエンジン回転速度を予測し、エンジン回転降下期間に再始動要求に応じて再始動する際に、クランク角センサ２５の出力パルス間隔に基づいて検出したエンジン回転速度検出値と上記方法で予測したエンジン回転速度予測値との偏差を所定の判定しきい値と比較して再始動が失敗したか否かを判定し、その結果、再始動失敗と判定されたときには再びエンジン２１をクランキングして再始動させる制御を実行するようにしたので、再始動失敗の判定を従来より素早く且つ精度良く行うことができると共に、再始動に失敗した場合に次の再始動を素早く行うことができ、再始動失敗時のリカバリー性を高めることができる。
【００６４】
尚、本実施例１では、再始動失敗の判定に用いる判定しきい値を設定したが、再始動成功の判定に用いる判定しきい値を設定し、エンジン回転速度検出値とエンジン回転速度予測値との偏差が当該判定しきい値以上であるか否かで再始動が成功したか否かを判定するようにしても良い。
【００６５】
尚、エンジン回転降下軌道を予測する方法は、本実施例１の方法に限定されず、例えば、前回のＴＤＣから今回のＴＤＣまでの区間におけるエンジン回転速度の履歴データに基づいて、今回のＴＤＣから次のＴＤＣまでの区間におけるエンジン回転降下軌道を予測するようにしても良い。また、エンジン回転降下軌道の予測を行う区間をＴＤＣではなく、同じクランク角となるタイミングの区間毎にエンジン回転降下軌道の予測を行うようにしても良い。
【実施例２】
【００６６】
上記実施例１では、エンジン回転速度検出値とエンジン回転速度予測値との偏差を判定しきい値と比較して再始動失敗（又は成功）を判定するようにしたが、本発明の実施例２では、図１０の再始動失敗判定ルーチンを実行することで、エンジン回転降下期間に、再始動失敗と仮定してエンジン回転速度を予測する処理を行わなずに、クランキング開始後のエンジン回転速度検出値の上昇量（又は上昇率）のみで再始動失敗の判定を行うようにしている。その他の事項は、上記実施例１と同じである。
【００６７】
以下、本実施例２で実行する図１０の再始動失敗判定ルーチンの処理内容を説明する。図１０の再始動失敗判定ルーチンは、エンジン運転中（ＥＣＵ２０の電源オン期間中）に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう再始動成否判定手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ４０１で、アイドルストップによるエンジン回転降下中であるか否かを判定し、アイドルストップによるエンジン回転降下中でなければ、以降の処理を行うことなく、そのまま本ルーチンを終了する。
【００６８】
一方、上記ステップ４０１で、アイドルストップによるエンジン回転降下中と判定されれば、ステップ４０２に進み、再始動要求が発生したか否かを判定し、再始動要求が発生していなければ、以降の処理を行うことなく、そのまま本ルーチンを終了する。
【００６９】
その後、再始動要求が発生した時点で、ステップ４０３に進み、クランキング開始後のエンジン回転速度検出値の上昇量ΔＮＥ（又は上昇率）を算出し、次のステップ４０４で、クランキング開始後のエンジン回転速度検出値の上昇量ΔＮＥ（又は上昇率）が所定の判定しきい値未満であるか否かを判定し、当該上昇量ΔＮＥ（又は上昇率）が判定しきい値未満であると判定されれば、ステップ４０５に進み、再始動失敗と判定し、次のステップ４０６で、前記図８のスタータ制御ルーチンを実行して、再びエンジン２１をクランキングして再始動させる制御を実行する。
【００７０】
一方、上記ステップ４０４で、クランキング開始後のエンジン回転速度検出値の上昇量ΔＮＥ（又は上昇率）が判定しきい値以上と判定されれば、再始動失敗ではないと判断して、本ルーチンを終了する。
【００７１】
以上説明した本実施例２によれば、クランキング開始後のエンジン回転速度検出値の上昇量ΔＮＥ（又は上昇率）を判定しきい値と比較して再始動失敗か否かを判定するようにしたので、エンジン回転降下期間に再始動失敗と仮定してエンジン回転速度を予測する処理を行わなくても、エンジン回転速度検出値の上昇量ΔＮＥ（又は上昇率）のみで再始動失敗の判定を行うことができ、再始動失敗の判定の演算処理を大幅に簡略化することができる。
【００７２】
尚、本実施例２では、再始動失敗の判定に用いる判定しきい値を設定したが、再始動成功の判定に用いる判定しきい値を設定し、クランキング開始後のエンジン回転速度検出値の上昇量ΔＮＥ（又は上昇率）が当該判定しきい値以上であるか否かで再始動が成功したか否かを判定するようにしても良い。
【００７３】
また、上記実施例１，２において、再始動成功か否かを、エンジン回転速度検出値が始動完了判定しきい値を越えたか否かで判定するようにしても良い。
また、上記実施例１，２では、エンジン回転降下期間に再始動要求が発生したときに、スタータ１１のモータ１２を始動してピニオン１３を回転させながら、所定のタイミングでピニオンアクチュエータ１４を作動させてピニオン１３をリングギヤ２３に飛び込ませて噛み合わせるようにしたので、エンジン回転速度が比較的高い領域でも、ピニオン回転速度とエンジン回転速度（リングギア回転速度）との差を小さくして、ピニオン１３を確実にリングギヤ２３に飛び込ませて噛み合わせることができる。
【００７４】
しかし、本発明は、これに限定されず、エンジン回転降下期間に再始動要求が発生したときに、ピニオン１３をリングギヤ２３に飛び込ませて噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にモータ１２を始動してピニオン１３を回転駆動してエンジン２１を再始動させるようにしても良い。エンジン回転速度がある程度低くなれば、ピニオン１３を回転させなくてもエンジン回転速度（リングギア回転速度）との差が小さいため、ピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせることができる。
【００７５】
この場合、例えば、エンジン回転降下期間にエンジン回転速度が所定回転速度以上の領域で再始動要求が発生したときには、スタータ１１のモータ１２を始動してピニオン１３を回転させながら、所定のタイミングでピニオンアクチュエータ１４を作動させてピニオン１３をリングギヤ２３に飛び込ませて噛み合わせてエンジン２１を再始動させ、一方、エンジン回転速度が所定回転速度以下に低下した領域で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に飛び込ませて噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にモータ１２を始動してピニオン１３を回転駆動してエンジン２１を再始動させるようにしても良い。
【００７６】
その他、本発明は、上記実施例１，２に限定されず、例えば、クランク角センサ２５から出力されるクランクパルスの間隔が３０℃Ａ以外のものであっても同様に適用して実施でき、また、アイドルストップシステムを搭載していない車両にも適用して実施できる等、種々変形して実施できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７７】
１１…スタータ、１２…モータ、１３…ピニオン、１４…ピニオンアクチュエータ、２０…ＥＣＵ（スタータ制御手段，エンジン回転速度予測手段，再始動成否判定手段）、２１…エンジン、２２…クランク軸、２３…リングギヤ、２５…クランク角センサ（エンジン回転速度検出手段）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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