(57)【要約】【課題】スタータ装置によるエンジン始動時にピニオンとリングギヤとの噛み合いを確実に生じさせる。【解決手段】スタータ装置１０は、ピニオン１１を回転駆動するモータ１２と、ピニオン１１をエンジン２０のリングギヤ２１に向けて移動させるアクチュエータ１３と、を個別に駆動可能である。ＥＣＵ３０は、エンジン２０の回転が停止している状態でエンジン始動要求が発生した場合に、アクチュエータ１３及びモータ１２を駆動する。そして、このピニオン１１の回転駆動が開始された後において、アクチュエータ１３の駆動を継続したままモータ１２への通電を停止することにより、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いを生じさせる噛み合い制御を実施する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピニオン（１１）を回転駆動するモータ（１２）と、エンジン（２０）の出力軸（２２）に連結されたリングギヤ（２１）に前記ピニオンを噛み合わせるべく前記ピニオンを前記リングギヤに向けて移動させるアクチュエータ（１３）と、を個別に駆動可能なスタータ装置（１０）によって始動されるエンジンの始動制御装置であって、
前記エンジンの回転が停止している状態でエンジン始動要求が発生した場合に、前記アクチュエータ及び前記モータを駆動する駆動制御手段と、
前記駆動制御手段により前記ピニオンの回転駆動が開始された後において、前記アクチュエータの駆動を継続したまま前記モータへの通電を停止することにより前記ピニオンと前記リングギヤとの噛み合いを生じさせる噛み合い制御を実施する噛み合い制御手段と、
を備えることを特徴とするエンジンの始動制御装置。
【請求項２】
前記駆動制御手段による前記アクチュエータ及び前記モータの駆動開始後において、前記ピニオンと前記リングギヤとの噛み合い不良が生じたか否かを判定する第１判定手段を備え、
前記噛み合い制御手段は、前記第１判定手段により前記噛み合い不良が生じたことが判定された場合に前記噛み合い制御を実施する請求項１に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項３】
前記駆動制御手段による前記モータの駆動開始後において、予め定めた所定時間が経過したか否かを判定する経過判定手段を備え、
前記噛み合い制御手段は、前記噛み合い制御として、前記経過判定手段により前記所定時間が経過したと判定された後において、前記アクチュエータの駆動を継続したまま前記モータへの通電を停止する請求項１又は２に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項４】
前記ピニオンを前記リングギヤに向けて移動させたとしても前記ピニオンと前記リングギヤとが噛み合わない噛み合い不良が生じるおそれがあるか否かを判定する第２判定手段を備え、
前記駆動制御手段は、前記エンジンの回転が停止している状態でエンジン始動要求が発生した場合であって、前記第２判定手段により噛み合い不良が生じるおそれがあると判定されている場合に前記モータに通電し、
前記噛み合い制御手段は、前記第２判定手段により前記噛み合い不良が生じるおそれがあることが判定されている場合に前記噛み合い制御を実施する請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項５】
前記噛み合い制御手段は、前記駆動制御手段により前記モータへの通電を開始してから該モータへの通電を停止するまでの時間を、前記モータへの通電開始からエンジン始動の完了までに要する時間として予め定めた所定の始動所要時間よりも短くする請求項４に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項６】
前記噛み合い制御手段は、前記噛み合い制御として、少なくとも前記ピニオンの回転が停止するまでの期間、前記アクチュエータの駆動を継続したまま前記モータへの通電を停止する請求項１乃至５のいずれか一項に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項７】
前記噛み合い制御手段により前記モータへの通電を停止した後において、該モータへの通電を再度実施する再通電手段を備える請求項１乃至６のいずれか一項に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項８】
前記駆動制御手段により前記アクチュエータの駆動を開始してから、前記再通電手段により前記モータへの通電を再度実施するまでの期間では、前記アクチュエータの駆動を継続したままにする請求項７に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項９】
前記スタータ装置によるエンジン始動の累積回数に基づいて、前記噛み合い制御手段により前記モータへの通電を停止してから、前記再通電手段により前記モータへの通電を再度実施するまでの時間を可変に設定する請求項７又は８に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項１０】
所定の自動停止条件が成立した場合に前記エンジンを自動停止し、前記エンジンの自動停止後、所定の再始動条件が成立した場合に前記スタータ装置によるクランキングを実施して前記エンジンを再始動する手段を備える請求項１乃至９のいずれか一項に記載のエンジンの始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの始動制御装置に関し、詳しくは、ピニオンを回転駆動するモータと、ピニオンをエンジンのリングギヤに向けて移動させる電気駆動式のアクチュエータと、を個別に駆動可能なスタータ装置によって始動されるエンジンの始動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばアクセル操作やブレーキ操作などといった停車又は発進のための動作等を検知してエンジンの自動停止及び自動再始動を行う、所謂アイドルストップ機能を備えるエンジン制御システムが知られている。このアイドルストップ制御によりエンジンの燃費低減等の効果を図っている。
【０００３】
また従来、エンジンの始動制御システムとしては、エンジンに装着されているリングギヤに向けてピニオンを押し出し、ピニオンをリングギヤに噛み合わせてエンジンに初期回転を付与するピニオン押出し式のスタータ装置を用いるシステムが提案されている。このシステムでは、ピニオンやリングギヤの劣化（ギヤの摩耗、欠けなど）に起因して、エンジン始動時にピニオンをリングギヤに向けて移動させたにも関わらずピニオンがリングギヤに噛み合わない噛み合い不良が生じることがある。このような噛み合い不良の問題に対し、従来、エンジン始動が失敗しても規定回数（例えば３回）まで再始動を繰り返し実施し、規定回数を超えてしまった場合にはそれ以上の再始動は試みず、故障判定することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１９７５９９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、アイドルストップ制御の信頼性を高めるには、ピニオンとリングギヤとの噛み合いを確実に生じさせ、これによりスタータ装置によるエンジン始動を確実に実施できるようにする必要がある。また、エンジンの回転が停止している状態からの再始動では、リングギヤ又はピニオンの磨耗・欠け等に起因してピニオンがリングギヤに噛み合わない状態が一度発生すると、ピニオンとリングギヤとの間の周速度差が大きくなることから、噛み合い不良が継続する場合がある。また、このときリングギヤの位置が変わらないことが多く、エンジン再始動を繰り返し試みても、噛み合い不良を解消できない場合がある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、スタータ装置によるエンジン始動時において、ピニオンとリングギヤとの噛み合いを確実に生じさせることができるエンジンの始動制御装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。
【０００８】
本発明は、ピニオン（１１）を回転駆動するモータ（１２）と、エンジン（２０）の出力軸（２２）に連結されたリングギヤ（２１）に前記ピニオンを噛み合わせるべく前記ピニオンを前記リングギヤに向けて移動させるアクチュエータ（１３）と、を個別に駆動可能なスタータ装置（１０）によって始動されるエンジンの始動制御装置に関する。また、請求項１に記載の発明は、前記エンジンの回転が停止している状態でエンジン始動要求が発生した場合に、前記アクチュエータ及び前記モータを駆動する駆動制御手段と、前記駆動制御手段により前記ピニオンの回転駆動が開始された後において、前記アクチュエータの駆動を継続したまま前記モータへの通電を停止することにより前記ピニオンと前記リングギヤとの噛み合いを生じさせる噛み合い制御を実施する噛み合い制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
要するに、上記構成では、エンジンの回転が停止している状態でエンジン始動要求が発生した場合、ピニオンをリングギヤに向けて移動させるとともに、ピニオンを回転駆動させる。また、ピニオンの回転駆動が開始された後において、ピニオンをリングギヤに向けて移動させた状態のまま、モータへの通電を停止してピニオンを惰性回転させる。これにより、ピニオンの惰性回転を利用してピニオンをリングギヤに噛み合わせることができ、スタータ装置によるエンジン始動時において、ピニオンとリングギヤとの噛み合いを確実に生じさせることができる。また、エンジンの回転が停止している状態でピニオンをリングギヤに噛み合わせる場合、ピニオンとリングギヤとの周速度差によっては噛み合い不良を解消できないことがあるが、上記構成では、ピニオンがリングギヤに向かって移動された状態において、ピニオンの回転数が減少することでピニオンとリングギヤとの周速度差が減少する。これにより、エンジンの回転が停止している状態で始動要求が発生した場合において、ピニオンをリングギヤに確実に噛み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】エンジン制御システムの全体概略を示す構成図。
【図２】第１の実施形態のエンジン始動制御の処理手順を示すフローチャート。
【図３】第１の実施形態の噛み合い制御の具体的態様を示すタイムチャート。
【図４】第２の実施形態の噛み合い制御の具体的態様を示すタイムチャート。
【図５】他の実施形態のエンジン始動制御の処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、車載エンジン（例えば４気筒エンジン）を対象にエンジン制御システムを構築するものとしている。当該制御システムは、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢として、燃料噴射量の制御や点火時期の制御、アイドルストップ制御等を実施する。
【００１２】
図１において、スタータ装置１０は、ピニオン押出し式のエンジン始動装置であり、ピニオン１１を回転駆動するモータ１２と、ピニオン１１をその軸線方向に押出し可能な電気駆動式のアクチュエータとしての電磁アクチュエータ１３と、を備えている。モータ１２は、モータ通電用リレー１５を介してバッテリ１６に接続されており、モータ通電用リレー１５のスイッチ部１５ｂが閉状態となることにより、バッテリ１６からモータ１２への給電が可能になっている。また、モータ通電用リレー１５のコイル１５ａには、電気信号により開閉可能なモータ駆動リレー１４が接続されている。このモータ駆動リレー１４への閉信号により、モータ通電用リレー１５のスイッチ部１５ｂが閉状態となり、バッテリ１６からモータ１２への給電が行われる。
【００１３】
電磁アクチュエータ１３は、ピニオン１１にレバー等を介して駆動力を伝達するプランジャ１７と、通電に伴いプランジャ１７を軸線方向に移動させるソレノイド１８と、を備えており、ピニオン駆動リレー１９を介してバッテリ１６に接続されている。本実施形態において、ピニオン駆動リレー１９は、モータ駆動リレー１４に対する電気信号とは別個の電気信号により開閉可能となっている。これにより、モータ１２によるピニオン１１の回転駆動と、電磁アクチュエータ１３によるピニオン１１の押出しと、を独立して制御可能になっている。
【００１４】
ピニオン１１は、エンジン２０の出力軸（クランク軸２２）に連結されたリングギヤ２１に対して、ピニオン１１の押出しに伴い互いの歯部が噛み合い可能な位置に配置されている。詳しくは、電磁アクチュエータ１３の非通電時では、ピニオン１１はリングギヤ２１に対して非接触の状態になっている。この非接触の状態において、ピニオン駆動リレー１９がオンされる（閉状態にされる）と、バッテリ１６から電磁アクチュエータ１３への給電によりプランジャ１７が軸線方向に吸引されるとともに、ピニオン１１がリングギヤ２１に向かって押し出される。このとき、リングギヤ２１の外周縁に設けられた歯部と歯部との間に、ピニオン１１の外周縁に設けられた歯部が嵌り込むことにより、ピニオン１１の歯部とリングギヤ２１の歯部との噛み合いが生じる。また、この噛み合いが生じている状態でモータ１２へ通電されることにより、ピニオン１１によってリングギヤ２１が回転され、エンジン２０に初期回転が付与される（エンジン２０のクランキングが行われる）。
【００１５】
ＥＣＵ３０は、周知のマイクロコンピュータ等を備えてなる電子制御装置であり、本システムに設けられている各種センサの検出結果等を入力し、それらに基づいて燃料噴射量制御や点火時期制御、アイドルストップ制御などの各種エンジン制御や、スタータ装置１０の駆動制御を実施する。本システムにおいて、センサとしては、例えばエンジン２０の所定クランク角毎に（例えば３０°ＣＡ周期で）矩形状のクランク角信号を出力するクランク角センサ２３等が設けられている。
【００１６】
上記のシステム構成において実施されるアイドルストップ制御について詳述する。アイドルストップ制御は、所定の自動停止条件が成立すると、エンジン２０の燃焼を停止してエンジン２０を自動停止させるとともに、その後、所定の再始動条件が成立すると、エンジン２０を再始動させるものである。自動停止条件としては、例えば、アクセル操作量がゼロになったこと（アイドル状態になったこと）、ブレーキペダルの踏込み操作が行われたこと、車速が所定値以下まで低下したこと等の少なくともいずれかが含まれる。また、再始動条件としては、例えばアクセルの踏込み操作が行われたこと、ブレーキ操作量がゼロになったこと等の少なくともいずれかが含まれる。
【００１７】
ところで、アイドルストップ制御が実施されるエンジン２０では、エンジン自動停止とエンジン再始動とが繰り返し行われるため、スタータ装置１０の駆動回数（累積回数）が多くなり、ピニオン１１及びリングギヤ２１の歯部の磨耗や欠けが生じやすい。また、ギヤの磨耗や欠けが進むと、リングギヤ２１の歯部と歯部との間にピニオン１１の歯部が嵌り込みにくくなったり、噛み合い深さが減少したりする。かかる場合、ピニオン１１を押し出したにもかかわらず、ピニオン１１とリングギヤ２１とが噛み合わない噛み合い不良が発生するおそれがある。特に、エンジン２０の回転が停止している状態からの再始動ではリングギヤ２１の位置が変わらないため、リングギヤ２１又はピニオン１１の摩耗や欠けに起因して一度噛み合い不良が生じると、その後、ピニオン１１の押出し／押出し解除を繰り返し試みたとしても、ピニオン１１とリングギヤ２１とを噛み合わせることができないおそれがある。
【００１８】
そこで、本実施形態では、エンジン２０の回転が停止している状態でエンジン始動要求が発生したことに伴い、電磁アクチュエータ１３及びモータ１２に通電し駆動した後において、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合い不良が生じたか否かを判定する。そして、噛み合い不良が生じたと判定された場合には、電磁アクチュエータ１３の駆動を継続したまま、モータ１２への通電を停止することにより、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いを生じさせる（噛み合い制御）。つまり、本実施形態では、エンジン始動要求に伴いピニオン１１の押出し及び回転駆動を実施したにもかかわらず、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合い不良が生じた場合、ピニオン１１の回転駆動が開始された後においてモータ１２への通電を停止することにより、ピニオン１１の回転を徐々に停止に向かわせ、ピニオン１１とリングギヤ２１との周速度差を減少させていく。またこのとき、ピニオン１１は押し出したままにする。こうすることにより、ピニオン１１が惰性回転を続けている状態を利用して、ピニオン１１をリングギヤ２１に噛み合わせるようにする。
【００１９】
次に、本実施形態のピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合い制御について、図２のフローチャートを用いて説明する。この処理は、ＥＣＵ３０のマイコンにより所定周期毎に実行される。
【００２０】
図２において、ステップＳ１１では、エンジン２０の運転停止中であって、かつ回転停止中にエンジン始動要求があったか否かを判定する。ここでは、イグニッションスイッチがオンされた場合、又は自動停止条件の成立に伴いエンジン２０を自動停止し、エンジン回転停止した後において再始動条件が成立した場合に肯定判定される。
【００２１】
エンジン回転停止中にエンジン始動要求があった場合、ステップＳ１２へ進み、ピニオン１１を押出し済みか否かを判定する。押出し前である場合、ステップＳ１３へ進み、ピニオン駆動リレー１９をオンして電磁アクチュエータ１３に通電するとともに、ステップＳ１４で、モータ駆動リレー１４をオンしてモータ１２に通電する（駆動制御手段）。これにより、ピニオン１１がリングギヤ２１に向かって押し出されるとともに、ピニオン１１が回転駆動される。なお、電磁アクチュエータ１３及びモータ１２への通電は、電磁アクチュエータ１３への通電を先に行ってもよいし、あるいはそれらを同時に行ってもよい。
【００２２】
エンジン始動要求後、ピニオン１１の押出しが行われると、ステップ１２で肯定判定され、ステップＳ１５へ進む。ステップＳ１５では、モータ１２への通電中か否かを判定し、モータ通電中の場合、ステップＳ１６へ進み、モータ１２の通電開始から（モータ１２の駆動を開始してから）所定時間Ｔ１が経過したか否かを判定する（経過判定手段）。この所定時間Ｔ１は、モータ１２への通電開始からエンジン２０の始動完了までに要する時間として予め定めた値である。ステップＳ１６で肯定判定された場合、ステップＳ１７へ進み、エンジン２０の始動が完了したか否かを判定する（第１判定手段）。ここでは、エンジン回転速度に基づいてエンジン２０が始動完了したか否かを判定する。具体的には、クランク角センサ２３により検出したエンジン回転速度Ｎｅが、エンジン２０の初爆が行われたことを判定するための閾値である始動判定値ＴＨｎ（例えば４００ｒｐｍ）以上になったか否かを判定し、Ｎｅ≧ＴＨｎである場合にエンジン２０の始動完了と判定される。
【００２３】
ステップＳ１７で肯定判定された場合、ステップＳ１８へ進み、モータ駆動リレー１４をオフしてモータ１２への通電を停止するとともに、ピニオン駆動リレー１９をオフして電磁アクチュエータ１３への通電を停止する。一方、ステップＳ１７で否定判定された場合には、ステップＳ１９へ進み、ピニオン駆動リレー１９をオンしたまま、モータ駆動リレー１４をオフにする。これにより、ピニオン１１の押出しは継続されたまま、ピニオン１１の回転速度が徐々に低下する。
【００２４】
さて、ピニオン１１の押出しを継続したままモータ１２への通電が停止された状態では、ステップＳ１５で否定判定され、ステップＳ２０へ進む。ステップＳ２０では、ピニオン１１の回転が停止したか否かを判定する。このステップＳ２０では、ステップＳ１９でモータ１２への通電を停止してから所定時間Ｔ３が経過したか否かを判定することにより、ピニオン１１が回転停止したか否かを判定する。なお、この所定時間Ｔ３は、モータ１２への通電停止からピニオン１１の回転停止までに要する時間として予め定めた値である。そして、モータ１２への通電停止から所定時間Ｔ３が経過し、ピニオン１１の回転が停止したと判定された場合、ステップＳ２１へ進み、モータ駆動リレー１４を再度オンし、モータ１２への通電を再度実施する（再通電手段）。このとき、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いが生じた状態でピニオン１１が回転駆動される。
【００２５】
次に、本実施形態の噛み合い制御の具体的態様について、図３のタイムチャートを用いて説明する。なお、図３では、便宜上、ピニオン１１の外周縁に設けられた歯の回転速度を「ピニオン回転速度」と示し、リングギヤ２１の外周縁に設けられた歯の回転速度を「リングギヤ回転速度（エンジン回転速度）」と示す。また、図中、実線はピニオン回転速度を示し、一点鎖線はエンジン回転速度を示す。
【００２６】
図３において、エンジン２０の運転が停止され、エンジン回転が停止した状態のタイミングｔ１１でエンジン始動要求が発生した場合、ピニオン駆動リレー１９をオンしてピニオン１１をリングギヤ２１に向かって押し出す。また、ピニオン押出し後のタイミングｔ１２では、モータ駆動リレー１４をオンすることによりモータ１２に通電して、ピニオン１１を回転駆動させる。このとき、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いが生じていれば、スタータ装置１０によりエンジン２０のクランキングが行われ、エンジン回転速度が上昇する。これに対し、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合い不良が生じた場合には、一点鎖線で示すように、モータ通電を開始してもエンジン回転速度が上昇せず、エンジン２０が始動されない。
【００２７】
モータ１２への通電を開始してから（モータ１２の駆動を開始してから）所定時間Ｔ１が経過した後のタイミングｔ１３で、エンジン回転速度が始動判定値ＴＨｎよりも低い場合、ピニオン１１の押出しを継続したまま、モータ１２への通電を停止する。これにより、ピニオン１１の回転が徐々に低下していき、このときのピニオン１１の惰性回転を利用してピニオン１１がリングギヤ２１に噛み合わされる。例えば図３では、ピニオン１１の回転が停止する直前のタイミングｔ１４で、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いが生じる。
【００２８】
その後、モータ１２への通電を停止してから所定時間Ｔ３が経過したタイミングｔ１５で、モータ１２への通電を開始する。これにより、エンジン回転速度が徐々に上昇し（一点鎖線）、エンジン２０の初爆によってエンジン回転速度が始動判定値ＴＨｎよりも高くなる。そして、タイミングｔ１６で、ピニオン１１の押出しを解除するとともに、モータ１２の通電を停止する。
【００２９】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００３０】
エンジン２０の回転が停止している状態において、エンジン始動要求に伴いピニオン１１の押出し及び回転駆動を実施した場合に、ピニオン１１の回転駆動が開始された後において、ピニオン１１をリングギヤ２１に向けて移動させた状態のまま、モータ１２への通電を停止する構成とした。これにより、ピニオン１１の惰性回転を利用してピニオン１１をリングギヤ２１に噛み合わせることができる。その結果、スタータ装置１０によるエンジン始動時において、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いを確実に生じさせることができる。
【００３１】
また、エンジン始動要求に伴いピニオン１１の押出しを実施したにも関わらず、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いが生じなかった場合であっても、ピニオン１１の惰性回転を利用することにより、ピニオン１１をリングギヤ２１に噛み合わせることができる。これにより、エンジン２０を確実に始動させることができる。
【００３２】
エンジン２０の回転が停止している状態でピニオン１１をリングギヤ２１に噛み合わせる場合、リングギヤ２１の位置が変わらないため、ピニオン１１の押出しを繰り返し実施しても噛み合い不良を解消できないことがある。この点、本構成では、ピニオン１１をリングギヤ２１に向かって移動させた状態で、ピニオン１１とリングギヤ２１との周速度差を徐々に減少させるため、エンジン２０の回転が停止している状態で始動要求が発生した場合にも、ピニオン１１をリングギヤ２１に確実に噛み合わせることができる。また、本構成によれば、噛み合い不良が一旦発生した後に、ピニオン１１の移動／移動解除を繰り返し実施しなくてもピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いを生じさせることができる。
【００３３】
エンジン始動要求に伴いモータ１２の駆動を開始した後、予め定めた所定時間Ｔ１が経過したか否かを判定し、所定時間Ｔ１が経過したと判定された後において、電磁アクチュエータ１３の駆動を継続したままモータ１２への通電を停止する構成とした。この構成によれば、ピニオン１１の回転が十分速くなった後にピニオン１１の回転駆動が停止される。これにより、ピニオン１１の惰性回転が継続される時間を十分に確保することができる。
【００３４】
本実施形態では、少なくともピニオン１１の回転が停止するまでの期間、電磁アクチュエータ１３の駆動を継続したままモータ１２への通電を停止する構成とした。ピニオン１１の惰性回転中において、ピニオン１１がリングギヤ２１に噛み合うタイミングは特定し難く、モータ１２への通電を停止した後、比較的早いタイミングで噛み合いが生じることもあれば、ピニオン１１の回転が停止する直前に噛み合いが生じることもある。また、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いが生じたことを検出する検出手段（センサ等）を設け、該検出手段により噛み合いが生じたことを検出することも考えられるが、その場合、検出手段を別途設ける必要が生じる。その点、本構成によれば、少なくともピニオン１１の回転が停止するまでの期間では、ピニオン１１を押し出した状態のまま、モータ通電を停止しておくため、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いを比較的簡単な構成で、しかも確実に生じさせることができる。
【００３５】
エンジン始動要求に伴い電磁アクチュエータ１３への通電を開始してから、モータ１２への通電を再度実施するまでの期間（図３中のｔ１１〜ｔ１５の期間）では、電磁アクチュエータ１３の駆動を継続したままにする構成とした。これにより、ピニオン１１とリングギヤ２１とが噛み合った状態を確実に維持した状態でエンジン２０を始動させることができる。また、ピニオン１１を押し出した状態のままにしておくため、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いが生じた後、モータ１２への通電を再度実施する際に、ピニオン１１の押出し操作を行う必要がない。これにより、噛み合いが生じた後、直ちにエンジン２０のクランキングを開始することができ、その結果、始動性を確保することができる。
【００３６】
アイドルストップ制御を実施するエンジン２０では、エンジン２０の自動停止／再始動が繰り返し実施されるため、ピニオン１１及びリングギヤ２１の摩耗や欠けが生じやすい。また、これに起因して、エンジン始動時において噛み合い不良が生じやすい。ところが、エンジン再始動の際に噛み合い不良が生じると、エンジン２０を始動できず、路上故障を招く場合も考えられる。その点、本実施形態では、アイドルストップ制御を実施するエンジン２０において上記噛み合い制御を実施する構成としたため、エンジン２０の自動停止後、再始動する場合に、スタータ装置１０によるエンジン始動を確実に実施することができ、これにより、アイドルストップ制御の信頼性を高めることができる。
【００３７】
（第２の実施形態）
上記第１の実施形態では、電磁アクチュエータ１３及びモータ１２の駆動開始後において、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合い不良が生じたか否かを判定し、その判定結果に基づいて、噛み合い制御として、電磁アクチュエータ１３の駆動を継続したままモータ１２への通電を停止する構成とした。これに対し、本実施形態では、ピニオン１１をリングギヤ２１に向けて移動させたとしてもピニオン１１とリングギヤ２１とが噛み合わない噛み合い不良が生じるおそれがあるか否かを判定し、その判定結果に基づいて、噛み合い制御として、電磁アクチュエータ１３の駆動を継続したままモータ１２への通電を停止する構成とする。
【００３８】
すなわち、本実施形態では、ピニオン１１をリングギヤ２１に向けて移動させたとしてもピニオン１１とリングギヤ２１とが噛み合わない噛み合い不良が生じるおそれがあるか否かを判定する（第２判定手段）。そして、第２判定手段により噛み合い不良が生じるおそれがないと判定されている場合には、エンジン始動を完了させるべく通常のモータ通電を実施する。一方、第２判定手段により噛み合い不良が生じるおそれがあると判定されている場合には、エンジン始動のためのモータ通電に先立ち、予め定めた所定時間、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いのためのモータ通電を実施し、その通電によりピニオン１１の回転駆動が開始された後において、電磁アクチュエータ１３の駆動を継続したままモータ１２への通電を停止する。また特に、本実施形態の噛み合い制御では、噛み合いのためのモータ通電を開始してからその通電を停止するまでの時間を、モータ１２への通電開始からエンジン始動の完了までに要する時間として予め定めた所定の始動所要時間よりも短くする。
【００３９】
その理由は以下の通りである。すなわち、ピニオン１１やリングギヤ２１の劣化が進むと、エンジン始動時にピニオン１１をリングギヤ２１に向けて移動させたとしても、ピニオン１１とリングギヤ２１とが噛み合わない噛み合い不良が生じやすくなる傾向にある。一方、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いが生じていない状態において、ピニオン１１を押し出したままモータ駆動を継続すると、ピニオン１１の端面とリングギヤ２１の端面とが擦れ合い、ピニオン１１及びリングギヤ２１の摩耗が生じやすくなる。この摩耗は、ピニオン１１の回転時間が長いほど進みやすいと言える。
【００４０】
そこで本実施形態では、ピニオン１１をリングギヤ２１に向けて移動させたとしても、ピニオン１１とリングギヤ２１とが噛み合わない噛み合い不良が生じるおそれがあると判定される場合には、エンジン２０を始動するための通電に先立ち、ピニオン１１を少しだけ回転させつつピニオン１１の押出しを実施する噛み合いのための通電を実施し、その後、ピニオン１１を押し出したままモータ１２への通電を停止する。そして、このときのピニオン１１の惰性回転を利用して、ピニオン１１をリングギヤ２１に噛み合わせる。こうすることで、ピニオン１１及びリングギヤ２１の摩耗をできるだけ抑制しつつ、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いを生じさせるようにする。
【００４１】
ここで、噛み合い不良が生じるおそれがあるか否かの判定は、例えばスタータ装置１０の使用回数や使用期間等に基づいて行う。より具体的には、スタータ装置１０の使用回数が判定値以上であること、及び使用期間が判定値以上であること、の少なくともいずれかの条件が成立した場合に、噛み合い不良が生じるおそれがあると判定する。なお、当該判定の実施タイミングは、エンジン始動要求の発生前としてもよいし、エンジン始動要求のタイミングとしてもよい。
【００４２】
次に、本実施形態の噛み合い制御について、図４のタイムチャートを用いて説明する。この図４では、ピニオン１１をリングギヤ２１に向けて移動させたとしてもピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合い不良が生じる状態にあると判定されている場合を想定している。なお、図４では、便宜上、ピニオン１１の外周縁に設けられた歯の回転速度を「ピニオン回転速度」と示し、リングギヤ２１の外周縁に設けられた歯の回転速度を「リングギヤ回転速度（エンジン回転速度）」と示す。また、図中、実線はピニオン回転速度を示し、一点鎖線はエンジン回転速度を示す。
【００４３】
ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合い不良が生じるおそれがある状態では、エンジン始動のための通電に先立ち、まずは噛み合いのための通電（噛み合い制御）を実施する。すなわち、図４において、エンジン始動要求が発生したタイミングｔ２１で、ピニオン駆動リレー１９をオンにして電磁アクチュエータ１３を駆動するとともに、モータ駆動リレー１４をオンにしてモータ１２を駆動する。なお、電磁アクチュエータ１３の駆動開始後にモータ駆動を開始してもよいし、モータ１２の駆動開始後に電磁アクチュエータ１３の駆動を開始してもよい。続いて、モータ１２への通電開始から所定時間Ｔ２が経過したタイミングｔ２２で、電磁アクチュエータ１３の駆動を継続したまま（ピニオン駆動リレー１９をオンしたまま）、モータ駆動リレー１４をオフすることによりモータ１２への通電を停止する。この所定時間Ｔ２は、モータ１２への通電開始からエンジン始動の完了までに要する時間として予め定めた所定の始動所要時間Ｔ４よりも短い時間に設定されている。こうした噛み合い制御により、ピニオン１１の惰性回転を利用して、ピニオン１１がリングギヤ２１に噛み合わされる（タイミングｔ２３）。
【００４４】
続いて、モータ１２への通電を停止してから所定時間Ｔ５が経過したタイミングｔ２４で、モータ１２への通電を再度実施する（再通電手段）。この所定時間Ｔ５は、モータ１２への通電停止からピニオン１１の回転停止までに要する時間として予め定めた値である。このモータ１２への再通電により、ピニオン１１とリングギヤ２１とが噛み合った状態でピニオン１１が回転駆動され、エンジン２０のクランキングが実施されることとなる。
【００４５】
以上詳述した第２の実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。
【００４６】
ピニオン１１をリングギヤ２１に向けて移動させたとしてもピニオン１１とリングギヤ２１とが噛み合わない噛み合い不良が生じるおそれがある状況下では、エンジン始動のためのモータ１２への通電に先立ち、予め定めた所定時間、モータ１２へ噛み合いのための通電を行うとともに、アクチュエータ１３を駆動する構成とした。そして、噛み合いのための通電によりピニオン１１の回転が開始された後において、ピニオン１１を押し出したままモータ１２への通電を停止する処理（噛み合い制御）を実施する構成とした。この構成によれば、ピニオン１１やリングギヤ２１の劣化に起因して噛み合い不良が生じることが予測される状況下であっても、上記噛み合い制御を実施することにより、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いを生じさせることができる。また、その噛み合いが生じた状態でモータ１２への通電を行うことにより、エンジン２０のクランキングを確実に実施することができる。
【００４７】
本実施形態における噛み合い制御では、エンジン始動要求に伴いモータ１２の通電を開始してから、ピニオン１１を押し出した状態のままモータ１２への通電を停止するまでの時間を、その通電開始からエンジン始動の完了までに要する時間として予め定めた所定の始動所要時間よりも短くする構成とした。この構成によれば、ピニオン１１の端面とリングギヤ２１の端面とが擦れ合い状態で維持される時間をできるだけ短くすることができる。また、モータ１２への通電時間をできるだけ短くすることができる。これにより、ピニオン１１及びリングギヤ２１の摩耗と、モータ１２の劣化とをできるだけ抑制しつつ、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いを生じさせることができる。
【００４８】
（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
【００４９】
・上記第１の実施形態では、エンジン始動要求に伴いモータ１２への通電を開始してから所定時間Ｔ１が経過した後のエンジン回転速度に基づいて、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合い不良が生じたか否かを判定した。この構成を変更し、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いが生じたことを検出する噛み合い検出手段として、例えばピニオン１１及びリングギヤ２１の近傍にセンサを設け、同センサにより噛み合い不良が生じたか否かを判定する構成としてもよい。
【００５０】
・上記実施形態では、モータ１２への通電開始から所定時間Ｔ１経過後のエンジン回転速度が始動判定値ＴＨｎ未満である場合に、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合い不良が生じたと判定したが、噛み合い不良の判定に用いる閾値は始動判定値ＴＨｎに限定しない。例えば、エンジン２０のクランキング回転速度（例えば２００〜３００ｒｐｍ）を噛み合い不良の判定の閾値として用いてもよい。
【００５１】
・上記実施形態では、図２のステップＳ１９でモータ１２の通電を停止した後、所定時間Ｔ３が経過した場合にピニオン１１の回転が停止したと判定して、モータ１２への通電を再度実施する構成とした。これに対し、本実施形態では、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いが生じたことを検出する噛み合い検出手段としてセンサを設ける。そして、図２のステップＳ１９でモータ１２の通電を停止した後、同センサにより両者の噛み合いが生じたと判定された場合に、モータ１２への通電を再度実施する構成とする。本構成によれば、ピニオン１１の惰性回転中にピニオン１１がリングギヤ２１に噛み合ったことを直接検出できることから、モータ１２によるピニオン１１の回転駆動をできるだけ早いタイミングで実施することができる。これにより、エンジン始動性を確保することができる。
【００５２】
・上記実施形態では、図３のタイミングｔ１１で電磁アクチュエータ１３の駆動を開始してから、タイミングｔ１５でモータ１２への通電を再度実施するまでの期間ｔ１１〜ｔ１５では、電磁アクチュエータ１３の駆動を継続したままとした。これに対し、本実施形態では、同期間ｔ１１〜ｔ１５において、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いが生じた後に、電磁アクチュエータ１３の駆動を一旦停止させ、ピニオン１１を一旦元の位置に戻す構成とする。具体的には、ピニオン１１の回転停止後であって、モータ１２への通電を再度実施する前の期間に、一旦、電磁アクチュエータ１３への通電を停止し、その後、モータ１２への通電を再度実施する前に、電磁アクチュエータ１３への通電を再度実施する。このとき、電磁アクチュエータ１３の駆動停止の期間では、ピニオン１１の回転停止状態が継続されている限り、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合い状態は維持される。
【００５３】
・スタータ装置１０によるエンジン始動の累積回数に基づいて、モータ１２への通電を停止してからその通電を再度実施するまでの時間（所定時間Ｔ３）を可変に設定する構成とする。モータ１２への通電を停止してからピニオン１１の回転が停止するまでに要する時間は、スタータ装置１０の劣化の度合いに応じて相違する。また、スタータ装置１０の劣化の度合いは、スタータ装置１０の使用頻度、すなわちエンジン始動の累積回数に応じて相違する。この点に鑑み、本構成では、エンジン始動の累積回数に基づいて所定時間Ｔ３を可変に設定する。この構成によれば、モータ１２への通電を停止してからピニオン１１が回転停止するまでの時間が、スタータ装置１０の劣化の度合いに応じて異なる場合にも、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いを生じさせるために必要な時間を確保しつつ、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いが生じた後、直ちにエンジン２０のクランキングを実施することができる。
【００５４】
エンジン始動の累積回数に応じて所定時間Ｔ３を可変にする構成の具体的態様を、図５のフローチャートを用いて説明する。図５において、ステップＳ５１〜Ｓ５９では、上記図３のステップＳ１１〜Ｓ１９と同じ処理を実行する。モータ１２への通電を停止した後のステップＳ６０では、エンジン始動の累積回数に基づいて所定時間Ｔ３を算出する。なお、エンジン始動の累積回数について、本実施形態では、ＥＣＵ３０のマイコンが、イグニッションスイッチのオン操作又は再始動条件の成立に伴いエンジン２０を始動する毎に、カウンタ値を１ずつインクリメントすることにより算出する。このステップＳ６０では、例えばエンジン始動の累積回数が多いほど、所定時間Ｔ３を大きい値に設定する。その後、ステップＳ６１では、モータ１２への通電停止から所定時間Ｔ３が経過したか否かを判定し、肯定判定された場合、ステップＳ６２へ進み、モータ１２への通電を再度実施する。
【００５５】
・上記第２の実施形態において、第２判定手段により噛み合い不良が生じるおそれがないと判定され、エンジン２０を始動させるための通常のモータ通電を実施した場合に、第１判定手段によりピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合い不良が生じたか否かを判定する。そして、噛み合い不良が生じたと判定された場合に、電磁アクチュエータ１３の駆動を継続したまま、モータ１２への通電を停止することにより、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いを生じさせる構成としてもよい。この場合、スタータ装置１０の使用状況等からは、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合い不良が生じることが予測されない状況であっても、実際に噛み合い不良が生じた場合には、ピニオン１１の惰性回転を利用して、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いを積極的に生じさせることができる。
【００５６】
・上記実施形態では、エンジン２０の回転が停止している状態でエンジン始動要求があった場合に、駆動制御手段によるモータ通電と、再通電手段によるモータ通電と、をそれぞれ１回ずつ（計２回）実施する場合について説明したが、モータ通電の実施回数は特に限定せず、３回以上実施してもよい。例えば、上記第１の実施形態において、第１判定手段により噛み合い不良が解消したと判定されるまで、駆動制御手段によるモータ通電及び噛み合い制御手段によるモータ通電停止を複数回実施し、噛み合い不良が解消された後に再通電手段によるモータ通電を実施する構成としてもよい。この場合、噛み合い制御を複数回実施でき、噛み合い信頼性を向上させることができる。
【００５７】
・上記実施形態では、アイドルストップ制御を実施するエンジン制御システムに本発明を適用したが、アイドルストップ制御を実施しないエンジン制御システムに本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１０…スタータ装置、１１…ピニオン、１２…モータ、１３…電磁アクチュエータ、１４…モータ駆動リレー、１５…モータ通電用リレー、１９…ピニオン駆動リレー、２０…エンジン、２１…リングギヤ、２２…クランク軸、３０…ＥＣＵ（駆動制御手段、噛み合い制御手段、第１判定手段、第２判定手段、経過判定手段、再通電手段）。
【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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