(57)【要約】【課題】アイドルストップ時におけるエンジン回転降下期間中にピニオンをリングギヤに噛み合わせるタイミングを精度良く制御する。【解決手段】ＥＣＵ３０は、アイドルストップ時のエンジン回転降下期間中において、クランク角センサ２３の検出信号に基づいてエンジン回転速度（回転検出値）を算出するとともに、回転降下期間中におけるエンジン回転速度の予測値（回転予測値）を算出する。また、エンジン回転降下期間において、回転予測値に基づいてピニオン１１を駆動してリングギヤ２１とピニオン１１との噛み合いを実施させる。また、回転降下期間中における回転検出値に対する回転予測値のずれ量である予測誤差に基づいて、回転予測値に基づくピニオン１１の駆動制御に用いる制御定数を学習する。【選択図】図１
2014202173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アイドルストップ制御によるエンジン（２０）の燃焼停止によりエンジン回転速度が降下する回転降下期間中においてエンジン回転速度の予測値である回転予測値を算出する回転予測手段を備え、前記回転降下期間において前記回転予測値に基づいて、エンジン始動装置（１０）のピニオン（１１）を駆動して前記エンジンの出力軸（２２）に設けられたリングギヤ（２１）と前記ピニオンとの噛み合い動作を実施させるエンジン自動停止始動制御装置であって、
前記出力軸の回転を検出する回転センサ（２３）の検出信号に基づいて、エンジン回転速度としての回転検出値を算出する回転速度算出手段と、
前記回転降下期間中に前記回転速度算出手段により算出される回転検出値に対する、前記回転予測値のずれ量である予測誤差に基づいて、前記回転予測値に基づく前記ピニオンの駆動制御に用いる制御定数を学習する学習手段と、
前記学習手段により学習した制御定数と前記回転予測値とに基づいて前記ピニオンの駆動タイミングを制御する駆動制御手段と、
を備えることを特徴とするエンジン自動停止始動制御装置。
【請求項２】
前記回転速度算出手段は、前記回転検出値として、前記出力軸の所定回転角度の回転に要した時間から算出されるエンジン回転速度としての瞬時回転速度を算出し、
前記回転予測手段は、前記回転予測値として、前記回転速度算出手段により算出した回転検出値に基づいて瞬時回転速度の予測値を算出し、
前記学習手段は、瞬時回転速度について、前記回転検出値に対する前記回転予測値のずれ量である予測誤差を算出し、該予測誤差に基づいて前記ピニオンの駆動タイミングを制御する請求項１に記載のエンジン自動停止始動制御装置。
【請求項３】
前記学習手段は、前記回転降下期間中の前記噛み合い動作を禁止した状態で、その回転降下期間中に前記回転予測手段により算出した回転予測値及び前記回転速度算出手段により算出した回転検出値を用いて前記予測誤差を算出し、該算出した予測誤差に基づいて前記制御定数を学習する請求項１又は２に記載のエンジン自動停止始動制御装置。
【請求項４】
前記学習手段による前記制御定数の学習が完了したか否かを判定する学習判定手段を備え、
前記学習判定手段により前記制御定数の学習が完了していると判定された場合に、前記回転降下期間中の前記噛み合い動作を許可し、前記学習判定手段により前記制御定数の学習が完了していないと判定された場合に、前記回転降下期間中の前記かみ合い動作を禁止する請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエンジン自動停止始動制御装置。
【請求項５】
前記制御定数は、前記噛み合い動作を許容するエンジン回転領域の境界値であり、
前記学習手段は、前記回転降下期間における前記回転予測値及び前記回転検出値のうち前記境界値又はその付近のデータを取得し、その取得した前記回転検出値に対する前記回転予測値のずれ量を前記予測誤差として前記制御定数を学習する請求項１乃至４のいずれか一項に記載のエンジン自動停止始動制御装置。
【請求項６】
前記回転降下期間中における車両走行状態を検出する状態検出手段を備え、
前記学習手段は、前記状態検出手段により検出された車両走行状態ごとに前記制御定数を学習して、前記車両走行状態に対応付けて前記制御定数を記憶手段に記憶させ、
前記駆動制御手段は、前記学習手段による前記制御定数の学習完了後において、アイドルストップ制御による前記燃焼停止時に前記状態検出手段により検出された車両走行状態に対応する制御定数を前記記憶手段から読み出し、その読み出した制御定数に基づいて前記ピニオンの駆動タイミングを制御する請求項１乃至５のいずれか一項に記載のエンジン自動停止始動制御装置。
【請求項７】
前記回転降下期間中における車両走行状態を検出する状態検出手段と、
前記回転降下期間において前記回転速度算出手段により算出した回転検出値に基づいて、その回転降下期間でのエンジン回転速度の減速度を算出する減速度算出手段と、
前記燃焼停止による前記回転降下期間ごとに、前記減速度算出手段により算出した減速度を、前記状態検出手段により検出された車両走行状態に対応付けて記憶させる減速度記憶手段と、を備え、
前記減速度記憶手段への記憶後において、アイドルストップ制御による前記燃焼停止時に前記状態検出手段により検出された車両走行状態に対応する減速度を前記減速度記憶手段から読み出し、その読み出した減速度に基づいて、前記回転降下期間中の前記噛み合い動作を実施するか否かを判定する請求項１乃至６のいずれか一項に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、エンジン自動停止始動制御装置に関し、詳しくは、アイドルストップ制御によるエンジン燃焼停止後の回転降下期間中においてエンジン回転速度の予測値に基づいてエンジン始動装置のピニオンの駆動を制御する技術に関する。
【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、エンジンを自動停止させる際のエンジン回転速度の降下期間中に再始動要求が発生した場合に、エンジン出力軸の回転が完全に停止するのを待たずに、再始動要求の発生後できるだけ速やかにエンジン再始動を行うことが提案されている。また、エンジンの回転停止前のエンジン再始動に際し、エンジン回転降下期間中のエンジン回転降下軌道を予測し、その予測データに基づいてエンジン始動装置（スタータ）のピニオンを駆動することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記特許文献１には、エンジン回転降下期間中に再始動要求が発生した場合に、その再始動要求が発生したエンジン回転速度に応じて、エンジン回転降下軌道の予測データに基づくスタータの駆動モードを選択することが開示されている。エンジンの回転が未だ行われている状態でピニオンとリングギヤとの噛み合いを実施すると、ピニオンとリングギヤとの相対回転速度の大きさによっては噛み合い音が大きくなったりギヤの磨耗が促進させたりすることが懸念される。これを考慮し、上記特許文献１では、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の駆動タイミングを制御することにより、上記の不都合を抑制しつつ、かつ再始動要求の発生後できるだけ速やかにエンジン再始動が行われるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１４０９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、エンジン回転速度の予測に際して予測誤差が生じることは避けられず、その予測誤差に起因して、ピニオンとリングギヤとの噛み合い動作を所望のタイミングで実施できないことが考えられる。かかる場合、ピニオンとリングギヤとの噛み合い音又はギヤの磨耗の点で不都合が生じることが懸念される。
【０００７】
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、アイドルストップ時におけるエンジン回転降下期間中にピニオンをリングギヤに噛み合わせるタイミングを精度良く制御可能なエンジン自動停止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】
【０００８】
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。
【０００９】
本発明は、アイドルストップ制御によるエンジン（２０）の燃焼停止によりエンジン回転速度が降下する回転降下期間中においてエンジン回転速度の予測値である回転予測値を算出する回転予測手段を備え、前記回転降下期間において前記回転予測値に基づいて、エンジン始動装置（１０）のピニオン（１１）を駆動して前記エンジンの出力軸（２２）に設けられたリングギヤ（２１）と前記ピニオンとの噛み合い動作を実施させるエンジン自動停止始動制御装置に関する。また、請求項１に記載の発明は、前記出力軸の回転を検出する回転センサ（２３）の検出信号に基づいて、エンジン回転速度としての回転検出値を算出する回転速度算出手段と、前記回転降下期間中に前記回転速度算出手段により算出される回転検出値に対する、前記回転予測値のずれ量である予測誤差に基づいて、前記回転予測値に基づく前記ピニオンの駆動制御に用いる制御定数を学習する学習手段と、前記学習手段により学習した制御定数と前記回転予測値とに基づいて前記ピニオンの駆動タイミングを制御する駆動制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
上記構成では、エンジンを自動停止させたときのエンジン回転降下軌道の予測データに基づいて次のエンジン再始動のためのピニオン駆動制御を実施する場合に、そのピニオン駆動制御に用いる制御定数を、センサ検出値（回転検出値）に対する回転予測値の予測誤差に基づいて学習する。この学習処理により、制御定数を最適化することができ、ひいてはエンジン回転降下期間中にピニオンをリングギヤに噛み合わせるタイミングを精度良く制御することができる。また、ピニオンの駆動タイミングの制御性向上により、ピニオンとリングギヤとの噛み合い音を小さくできるとともに、ギヤの磨耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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】エンジン再始動の態様ごとの制御定数を示す図。
【図３】エンジン回転速度の予測方法を説明する図。
【図４】モータ先駆動モードの具体的態様を示す図。
【図５】プリセット制御の具体的態様を示す図。
【図６】モータ後駆動モードに用いる制御定数の学習処理を説明する図。
【図７】モータ先駆動モードに用いる制御定数の学習処理を説明する図。
【図８】エンジン自動停止後のスタータ駆動制御の処理手順を示すフローチャート。
【図９】駆動モード判定ルーチンの処理手順を示すフローチャート。
【図１０】他の実施形態の制御定数の学習処理の態様を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、４サイクル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。当該制御システムにおいては、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。
【００１３】
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のスイッチ部が閉状態となると、バッテリ１６からモータ１２への給電が行われ、モータ１２が回転駆動する。
【００１４】
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コイル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。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。
【００１５】
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。
【００１６】
本システムには、エンジン２０の出力軸の回転に伴い所定クランク角毎に矩形状の信号を出力する回転センサとしてのクランク角センサ２３が設けられている。クランク角センサ２３は、クランク軸２２と一体に回転するパルサ（回転円板）２４と、パルサ２４の外周部近傍に設けられた電磁ピックアップ部２５と、を備えている。パルサ２４の外周部には、所定の回転角度間隔（本実施形態では３０°ＣＡ間隔）で突起２６が設けられているとともに、その外周部の一部において複数の突起（例えば２歯分の突起）を欠落させた欠歯部２７が設けられている。クランク軸２２の回転に伴いパルサ２４が回転すると、パルサ２４の突起２６が電磁ピックアップ部２５に近付く毎に（本実施形態では基本的には３０°ＣＡ毎に）電磁ピックアップ部２５から検出信号（クランクパルス信号）が出力される。このクランクパルス信号のパルス幅に基づきエンジン回転速度や角速度が算出されるとともに、クランクパルス信号をカウントして回転角度位置（クランク角位置）が算出される。なお、クランク角センサ２３の検出信号に基づいて算出したエンジン回転速度が回転検出値に相当する。
【００１７】
ＥＣＵ３０は、周知の通りＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータ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。
【００１８】
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当該エンジン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。エンジン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、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。エンジン再始動条件としては、エンジン自動停止後において、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。
【００１９】
本システムにおけるエンジン再始動制御では、アイドルストップ制御によるエンジン２０の燃焼停止によりエンジン回転速度が降下する回転降下期間中に再始動要求が発生した場合、エンジン２０の回転が完全に停止するのを待たずにできるだけ早いタイミングでエンジン２０を再始動することとしている。またその際、本実施形態では、再始動要求が発生したエンジン回転速度に応じて異なる態様で再始動制御を実施している。一方、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には、回転降下期間中に次のエンジン再始動に備えてピニオン１１を押し出してリングギヤ２１に当接させる制御（プリセット制御）を実施することとしている。本実施形態では、エンジン再始動に際しピニオン１１を駆動する具体的態様として次の（１）〜（４）を含む。
【００２０】
（１）回転降下期間中に再始動要求が発生した場合に、ピニオン１１をリングギヤ２１に当接させる前にモータ１２を回転させるモータ先駆動モード。
（２）回転降下期間中に再始動要求が発生した場合に、ピニオン１１をリングギヤ２１に当接させてからモータ１２を回転させるモータ後駆動モード。
（３）回転降下期間中に再始動要求が発生しない場合に、回転降下期間中にピニオン１１のリングギヤ２１への噛み合わせを実施するプリセット制御。
（４）回転降下期間中のピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合い動作を禁止して、エンジン２０の回転が完全に停止した後に、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合い動作及びモータ駆動を実施する停止後制御。
以下、図２を用いて順に説明する。
【００２１】
（モータ先駆動モード）
アイドルストップ制御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、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合い動作を、エンジン回転速度が第１回転値ＮｅＣと第２回転値ＮｅＢとの間となる回転領域で実施可能な場合には、モータ先駆動モードによりエンジン再始動を実施する（図２）。比較的低い回転領域で先にモータ１２を駆動してピニオン１１を回転させてからピニオン１１の押出しを実施すると、リングギヤ２１に飛び込むピニオン１１の回転速度の方がリングギヤ２１の回転速度（エンジン回転速度）よりも高くなり、ピニオン１１の飛び込み時の騒音が大きくなったり、ピニオン１１及びリングギヤ２１の磨耗が進み耐久性が低下したりするおそれがある。そのため、比較的高回転側でエンジン再始動要求が発生した場合にモータ先駆動することとしている。
【００２２】
ここで、第１回転値ＮｅＣは、スタータ装置１０を使わずにエンジン２０の燃焼によりエンジン再始動を実施可能な下限値（境界値）であり、例えば５００〜６００ｒｐｍが初期値に設定されている。また、第２回転値ＮｅＢは、再始動要求の発生タイミングでピニオン駆動指令を出力した場合にリングギヤ２１の回転速度をピニオン１１の回転速度よりも高回転側にした状態で噛み合い動作を実施可能なエンジン回転速度の下限値（境界値）であり、例えば２００〜３００ｒｐｍに設定されている。なお、第１回転値ＮｅＣ及び第２回転値ＮｅＢがモータ先駆動モードの制御定数に相当する。
【００２３】
（モータ後駆動モード）
アイドルストップ制御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、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合い動作を、エンジン回転速度が第２回転値ＮｅＢと第３回転値ＮｅＡとの間となる回転領域で実施可能な場合には、モータ後駆動モードによりエンジン再始動を実施する（図２）。第３回転値ＮｅＡよりも低回転側での噛み合い動作を禁止しているのは逆回転領域での噛み合い動作を確実に回避するためであり、本実施形態では、例えば１００ｒｐｍ又はその近傍に第３回転値ＮｅＡの初期値が設定されている。なお、第２回転値ＮｅＢ及び第３回転値ＮｅＡがモータ後駆動モードの制御定数に相当する。
【００２４】
（プリセット制御）
アイドルストップ制御による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にはプリセット制御が実施される。プリセット制御では、ピニオン１１とリングギヤ２１とが当接する時のエンジン回転速度が第３回転値ＮｅＡになるようにピニオン１１の押出しタイミングを制御する。ここで、第３回転値ＮｅＡは、ピニオン１１の飛び込み時の騒音や磨耗を許容可能なエンジン回転速度の上限値であり、例えば１００ｒｐｍに設定されている。この第３回転値ＮｅＡがプリセット制御の制御定数に相当する。なお、本実施形態では、モータ後駆動モードによるエンジン再始動が許可されるエンジン回転速度の下限値と、プリセット制御によりピニオン１１をリングギヤ２１に当接させる際のエンジン回転速度とを共に第３回転値ＮｅＡにしたが、両者が異なっていてもよい。
【００２５】
（停止後制御）
上記（１）〜（３）の駆動モードを実施すると、各駆動モードの制御目標範囲でピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合い動作を実施できないおそれがある場合には、エンジン２０の回転が完全に停止した後にスタータ装置１０を駆動する。具体的には、エンジン回転降下期間中に再始動要求が発生した場合には、エンジン２０の回転が停止してから所定時間が経過した後にピニオン１１の押出しを実施し、ピニオン１１がリングギヤ２１の位置まで移動した後にモータ１２を駆動する。また、エンジン回転停止後に再始動要求が発生した場合には、再始動要求の発生タイミングでピニオン１１の押出しを実施し、ピニオン１１がリングギヤ２１の位置まで移動した後にモータ１２を駆動する。
【００２６】
ここで、ピニオン１１とリングギヤ２１とは非接触の状態で配置されており、ピニオン１１の押出しを指令してから実際にピニオン１１がリングギヤ２１の位置まで移動してリングギヤ２１に当接するまでには所定時間（ピニオン移動時間ＴＰ）を要する。したがって、上記の各駆動モードにおいてピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合い動作が許容されている回転領域（制御目標範囲）で噛み合い動作を実施させるには、ピニオン移動時間ＴＰを考慮してピニオン１１の押出しタイミングを制御する必要がある。そこで本システムでは、アイドルストップ制御による燃焼停止に伴いエンジン回転速度が降下する回転降下期間において、現時点よりも後のエンジン回転速度を予測し（回転予測手段）、その予測データを用いることによりピニオン１１の押出しタイミングを決定している。
【００２７】
本実施形態における回転予測方法について、図３を用いて以下説明する。本実施形態では、シリンダ容積の増減変化に伴うエンジン回転速度の増減１周期分を回転脈動期間とし、前の回転脈動期間のロスエネルギに基づいてその後の回転脈動期間のエンジン回転速度を予測することによりエンジン回転速度を予測する。
【００２８】
より詳細には、回転予測手段は、エンジン回転降下期間においてロスエネルギは、ピストン位置で決まる回転角度位置では一定であると仮定する。そして、シリンダ容積の増減変化に伴う瞬時回転速度の増減１周期分（本実施形態では１８０℃Ａ）を回転脈動期間として、現時点よりも前の回転脈動期間のエンジン回転速度に基づいて、その後の回転脈動期間のエンジン回転速度（瞬時回転速度）を予測するものである。なお、瞬時回転速度は、クランク軸２２の所定回転角度の回転に要した時間から算出されるエンジン回転速度であり、クランクパルス信号の出力毎に算出されるエンジン回転速度である。この予測方法では、次のクランクパルス信号が出力される回転角度位置、すなわち次の演算タイミングの瞬時回転速度の予測値を算出するとともに、その回転予測値に基づいて、更にその次の演算タイミングの瞬時回転速度の予測値を算出するといった処理を複数回繰り返す。これにより、エンジン回転降下期間内でのエンジン回転軌道の予測が可能となる。
【００２９】
図３は、エンジン回転速度の予測値の算出方法を説明するための図である。なお、図３では、各気筒の上死点（ＴＤＣ）から次のＴＤＣまでの１８０℃Ａ区間（回転脈動期間）のうち、今回の回転脈動期間をＳ[j]、前回の回転脈動期間をＳ[j-1]、次回の回転脈動期間をＳ[j+1]と示している。
【００３０】
ＥＣＵ３０は、エンジン自動停止要求後の回転降下期間において、クランク角センサ２３からクランクパルス信号が入力される毎に（本実施形態では３０°ＣＡ毎に）、前回のパルスの立ち上がりタイミングから今回のパルスの立ち上がりタイミングまでの時間である時間幅Δt[sec]に基づいて瞬時回転速度Ne(i)を算出し、これを都度記憶する。また、ＴＤＣから所定回転角度θ（クランク分解能）ごとの瞬時回転速度Ne(θ,i-1)の変化に基づいて、回転脈動期間における回転角度位置間のエンジントルクTe(θn-θn+1)を算出する。例えば前回の回転脈動期間（前回の１８０℃Ａ区間）Ｓ[j-1]における回転角度位置間のエンジントルクTe(j-1)(θn-θn+1)は、下記式（１）により表される。
Te(j-1)(θn-θn+1)＝-Ｊ・（（ω(j-1)(θn+1)）2 -（ω(j-1)(θn)）2）/2  …（１）
ω(θn)[rad/sec]＝Ne(θn)×360／60
なお、式（１）中、Ｊはエンジン２０のイナーシャであり、本実施形態では予めエンジン２０の設計データ等に基づいて算出して記憶用メモリに記憶されている。
【００３１】
図３において、現在のクランク角度位置がＴＤＣ後３０℃Ａであり、それ以降のエンジン回転速度を予測する場合、まず、クランクパルス信号に基づいて、現時点の瞬時回転速度Ne(30,i)を算出する。また、その算出した瞬時回転速度Ne(30,i)と、直前のクランク角度位置の瞬時回転速度Ne(0,i)とを用いて、上記式（１）によりエンジントルクTe(0-30,i)を算出し、これを記憶する。
【００３２】
次いで、前回の１８０℃Ａ区間Ｓ[j-1]において、ＴＤＣを基準とする回転角度が予測点と同じになるクランク角度位置と、その前回のクランク角度位置との間のエンジントルク、ここではエンジントルクTe(j-1)(30-60)と、現在の瞬時回転速度Ne(30,i)とを用いて、次のパルスの立ち上がりタイミングのエンジン回転速度の予測値として、クランク角度位置６０℃Ａの予測値Ne(60,i)を演算する。併せて、クランク角度位置３０℃Ａから６０℃Ａに到達するまでの予測到達時間ｔ(j)(30-60)を演算する。さらに、前回の１８０℃Ａ区間Ｓ[j-1]のクランク角度位置６０℃Ａから９０℃ＡまでのエンジントルクTe(j-1)(60-90)と、エンジン回転速度の予測値Ne(60,i)とを用いて、今回の１８０℃Ａ区間Ｓ[j]においてＴＤＣ後の回転角度９０℃Ａのクランク角度位置の予測値Ne(90,i)を演算するとともに、クランク角度位置６０℃Ａから９０℃Ａに到達するまでの予測到達時間ｔ(j)(60-90)を演算する。この処理を何回も繰り返すことで、エンジン２０の回転降下期間におけるエンジン回転速度（瞬時回転速度）を予測するとともに、その予測データを例えば線形補間することにより、回転降下期間におけるエンジン回転速度の軌道を予測する。なお、この予測方法に基づき算出した瞬時回転速度の予測値が図３中の黒丸で示すものであり、エンジン２０の予測回転軌道が図中の破線で示すものである。
【００３３】
この予測演算は、クランクパルス信号の入力毎（３０℃Ａ毎）に、次のクランクパルス信号が入力されるまでの時間を利用して実行され、その都度、回転軌道の予測データが更新される。このとき、次のクランクパルス信号入力までの期間では、エンジン２０の回転が停止するまでのエンジン回転降下軌道を予測してもよいし、あるいは、エンジン回転が停止する前の途中の時点で予測演算を打ち切ってもよい。なお、エンジン回転速度（瞬時回転速度）を角速度に換算して予測演算を行うようにしてもよい。
【００３４】
このように演算した回転予測値に基づくスタータ駆動制御として、モータ先駆動モードでは、回転予測値が第１回転値ＮｅＣになる時刻よりもピニオン移動時間ＴＰだけ前出した時刻ｔｃ以降であって、第２回転値ＮｅＢになる時刻よりもピニオン移動時間ＴＰだけ前出した時刻ｔｂよりも前の期間ＴＣ内に再始動要求が発生した場合に、当該モードによるスタータ駆動を実施する（図２参照）。また、モータ先駆動モードでは、ピニオン１１の回転上昇軌道を、例えば一次遅れモデルでモデル化した式を用いて予測する（図４参照）。そして、回転予測値がピニオン１１の回転軌道の予測データよりも所定の回転差ΔＮｅＤだけ高回転側になる時刻ｔ２１を算出するとともに、その時刻ｔ２１よりもピニオン移動時間ＴＰだけ前出した時刻ｔｄをピニオン１１の押出しタイミングに設定する（図４参照）。また、時刻ｔｄになったタイミングでピニオン駆動リレー１９にオン信号を出力する。
【００３５】
なお、図４では便宜上、リングギヤ２１の外周縁に設けられた歯の速度とピニオン１１の外周縁に設けられた歯の速度とが所定の関係にある状態を、リングギヤ２１の回転速度とピニオン１１の回転速度とが所定の状態であると表現している。したがって、例えばリングギヤ２１の回転速度とピニオン１１の回転速度とが等しいと表現した場合は、リングギヤ２１の外周縁に設けられた歯の速度とピニオン１１の外周縁に設けられた歯の速度とが等しい場合を意味する。回転差ΔＮｅＤはモータ先駆動モードの制御定数に相当する。
【００３６】
モータ後駆動モードは、回転予測値が第２回転値ＮｅＢになる時刻よりもピニオン移動時間ＴＰだけ前出した時刻ｔｂ以降であって、第３回転値ＮｅＡになる時刻よりもピニオン移動時間ＴＰだけ前出した時刻ｔａ以前の期間ＴＢ内に再始動要求が発生した場合に実施する（図２参照）。また、モータ後駆動モードにおいて本実施形態では、再始動要求の発生時刻からピニオン移動時間ＴＰだけ前出した時刻をピニオン押出しタイミングに設定することとしている。なお、モータ後駆動モードでは、噛み合い音の抑制等を優先させるべく、再始動要求の発生時刻にかかわらず時刻ｔａをピニオン押出しタイミングに設定してもよい。また、プリセット制御では、図５に示すように、回転予測値が第３回転値ＮｅＡになる時刻ｔ１１からピニオン移動時間ＴＰだけ前出した時刻ｔａをピニオン押出しタイミングに設定する。
【００３７】
ここで、エンジン回転降下期間中のエンジン回転速度の予測に際し予測誤差が生じることは避けられない。また、予測誤差がゼロでない以上、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合い動作を各駆動モードの制御目標範囲で実施させるようにするには予測誤差を考慮した制御が必要になる。そこで本実施形態では、エンジン回転降下期間中にクランク角センサ２３の検出信号に基づき算出した回転検出値と、その回転降下期間中に予測した回転予測値とを用い、回転検出値に対する回転予測値のずれ量としての予測誤差を算出する。そして、その予測誤差に基づいて制御定数（ＮｅＡ，ＮｅＢ，ＮｅＣ，ΔＮｅＤ）を学習するとともに、学習した制御定数に基づいてピニオン１１の駆動を制御することとしている。
【００３８】
予測誤差について詳しくは、瞬時回転速度について、回転検出値に対する回転予測値のずれ量を算出している。例えば図３のタイミングｔ３１では、回転予測値が回転検出値に対してΔαだけ低回転側となっており、本実施形態ではこのΔαを予測誤差としている。なお、パルスタイミングでない時刻では、その時刻の直前のパルスタイミングと、その時刻の直後のパルスタイミングとで算出した回転検出値及び回転予測値をそれぞれ例えば線形補間することにより、当該時刻での瞬時回転速度としての回転検出値及び回転予測値を算出し、そのずれ量を瞬時回転速度についての予測誤差としている。
【００３９】
制御定数の学習処理として本実施形態では、エンジン回転降下期間中の噛み合い動作を禁止した状態で、アイドルストップ制御によるエンジン自動停止毎にエンジン回転降下期間でのエンジン回転速度を予測する。また、その回転降下期間での予測データ（回転予測値）と、クランク角センサ２３によるエンジン回転速度の検出データ（回転検出値）とを時刻に対応付けて記憶する。そして、予測誤差の算出に十分なデータ（例えばエンジン２０の自動停止動作数回分のデータ）を取得した後、その取得データに基づいて制御定数を学習する。また、制御定数の学習が完了した後に、学習した制御定数を用いてのエンジン回転降下期間中の噛み合い動作を許可することとしている。
【００４０】
また、学習処理について具体的には、制御定数ＮｅＡ，ＮｅＢ，ＮｅＣについては、回転検出値が各制御定数になった時刻の回転予測値を読み取り、その時刻の回転検出値に対する回転予測値のずれ量（予測誤差）を算出する。この一連の算出処理をエンジン自動停止毎に実施し、複数回分の予測誤差に基づいて制御定数の学習を実施する。このとき本実施形態では、予測誤差の最大値を制御定数に反映させるが、複数の予測誤差の平均値を制御定数に反映させてもよい。
【００４１】
モータ後駆動モードの制御定数ＮｅＢの学習処理を一例に挙げ、図６を用いて説明する。図６では、アイドルストップ制御によるエンジン回転降下期間中に回転検出値が第２回転値ＮｅＢになった時刻４１では、回転予測値が回転検出値に対してΔα１だけ低回転側になっている。この場合、第２回転値ＮｅＢよりも予測誤差Δα１に対応する分だけ低回転側の値（ＮｅＢ’）が第２回転値ＮｅＢの学習値に相当する。なお、図６では、予測誤差Δα１分だけ低回転側のＮｅＢ’を第２回転値ＮｅＢの学習値としているが、予測誤差Δα１に所定係数（＜０）を乗算した値だけ第２回転値ＮｅＢよりも低回転側の値をＮｅＢの学習値としてもよい。また、時刻ｔ４１がパルスタイミングの場合には、時刻ｔ４１の瞬時回転速度としての回転検出値及び回転予測値を用いて予測誤差を算出する。一方、時刻ｔ４１がパルスタイミングでない場合には、時刻ｔ４１を挟んだ直前のパルスタイミングで算出した回転検出値及び回転予測値と、直後のパルスタイミングで算出した回転検出値及び回転予測値とに基づいて時刻ｔ４１の瞬時回転速度としての回転検出値及び回転予測値と予測誤差とを算出する。
【００４２】
モータ先駆動モードの制御定数ΔＮｅＤについては、図７に示すように、回転検出値がピニオン回転軌道の予測データよりも所定の回転差ΔＮｅＤだけ高回転側になる時刻ｔ５１での回転検出値及び回転予測値から予測誤差を算出する。図７では、時刻ｔ５１での回転予測値が回転検出値よりもΔα２だけ低回転側となっており、この場合、回転差ΔＮｅＤから予測誤差Δα２を差し引いた値を回転差ΔＮｅＤの学習値とする。なお、予測誤差Δα２に所定係数（＜０）を乗算した値を回転差ΔＮｅＤから差し引いた値をΔＮｅＤの学習値としてもよい。
【００４３】
また本実施形態では、エンジン回転降下期間における車両走行状態ごとのエンジン回転速度の傾き（減速度）を学習する減速時学習を実施している。具体的には、まず、制御定数の学習完了前の期間にエンジン自動停止毎に取得した回転検出値に基づいて、エンジン回転降下期間でのエンジン回転速度の減速度を算出する。また、その算出した減速度を、そのときのエンジン回転降下期間の車両走行状態に対応付けて、ＲＡＭ等の記憶手段に記憶させる。そして、記憶手段に記憶させた後では、アイドルストップ制御による燃焼停止時に車両走行状態を検出するとともに、その検出した車両走行状態に対応する減速度（減速度学習値）を読み出し、その減速度学習値に基づいて、エンジン回転降下期間中のピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いを許可するか否かを決定することとしている。
【００４４】
エンジン回転速度の減速度（ここでは減速度学習値）に応じてエンジン回転降下期間中の噛み合い動作を禁止する理由は次の通りである。エンジン回転降下期間中におけるエンジン回転速度の減速度の大きさは、都度の車両走行状態（例えば車速、エンジン水温、補機類の駆動状態、シフト位置など）に応じて異なる。具体的には、ギヤが繋がっている状態では、エンジン自動停止要求時の車速が高いほどエンジン回転速度の減速度は小さくなる。また、エンジン水温が低温であるほど、エンジン２０のフリクションロスが大きくなることで減速度が大きくなり、オルタネータやエアコン等の補機類の負荷が大きいほど、エンジン出力軸にかかる負荷が大きくなることで減速度が大きくなる。シフト位置については、車速＞０の状態でのエンジン回転降下中では、ニュートラルに設定されている場合に減速度が大きくなる。
【００４５】
ここで、ピニオン移動時間ＴＰは、製造ばらつきや経時変化、電源電圧の変動、配線抵抗の変化等の動作環境に応じてばらつきがあり、例えば電源電圧が低いほど又は配線抵抗が大きいほど（高温であるほど）、ピニオン移動時間ＴＰが長くなる傾向を示す。また、ピニオン移動時間ＴＰが異なると、ピニオン駆動リレー１９にオン指令した時刻（図６のｔ４０）から実際にピニオン１１がリングギヤ２１に当接するまでの時間内におけるエンジン回転速度の落ち込み量Δβが異なる。例えば図６では、ピニオン移動時間ＴＰが最小の場合と最大の場合とでは、回転落ち込み量Δβがβｂ分相違する。また、この回転落ち込み量Δβは、回転降下期間中でのエンジン回転速度の減速度に応じて異なり、回転落ち込み量Δβが大きいと、ピニオン１１のリングギヤ２１への当接を制御目標範囲内で実施できないおそれがある。そこで本実施形態では、上記減速時学習を実施しており、これにより、制御目標範囲でピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合い動作を実施できない状況でのピニオン１１の駆動を実施しないようにしている。
【００４６】
次に、本実施形態のアイドルストップ後におけるスタータ駆動制御の処理手順について図８及び図９を用いて説明する。この処理は、ＥＣＵ３０により所定回転角度毎に実行される。
【００４７】
図８において、ステップＳ１０１では、エンジン自動停止要求に伴い燃焼停止した場合の回転降下期間中であるか否かを判定する。なお、本実施形態では、アイドルストップ制御によるエンジン回転降下期間では、エンジン回転停止前にピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合い動作が禁止されている場合にもエンジン回転速度の予測を実施する。ステップＳ１０１で肯定判定された場合、ステップＳ１０２へ進み、現在の車両走行状態を検出する（状態検出手段）。ここでは、車速、エンジン水温、補機類の駆動の有無及びシフト位置に関する情報を取得する。続くステップＳ１０３では、現在の車両走行状態において制御定数及び減速度の学習済みであるか否かを判定し（学習判定手段）、学習未実行の場合、ステップＳ１０４へ進む。
【００４８】
ステップＳ１０４では、噛み合い禁止フラグをオンにする。この噛み合い禁止フラグは、エンジン回転降下期間中のピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合い動作の許否を示すフラグであり、噛み合い動作を禁止する場合にオンされるフラグである。続くステップＳ１０５では、今回のエンジン回転降下期間内において算出した回転検出値及び回転予測値を取得するとともに、その取得データを現在の車両走行状態に対応付けて、ＲＡＭ等の記憶手段に記憶させる。なお、回転検出値及び回転予測値の算出処理は、図示しない別ルーチンにより実行される。また、その取得した回転検出値及び回転予測値に基づいて、今回のエンジン回転降下期間におけるエンジン回転速度の減速度を算出し（減速度算出手段）、これを現在の車両走行状態に対応付けてＲＡＭ等の記憶手段に記憶させる（減速度記憶手段）。
【００４９】
ステップＳ１０６では、エンジン再始動要求が発生したか否かを判定する。再始動要求が発生していない場合には、一旦そのまま本ルーチンを終了する。一方、エンジン２０の回転降下期間中に再始動要求が発生すると、ステップＳ１０７へ進み、エンジン２０の回転停止後に再始動を行う。すなわち、エンジン２０の回転が完全に停止した後にピニオン駆動リレー１９にオン信号を出力するとともに、ピニオン駆動リレー１９にオン信号を出力した時刻からピニオン移動時間ＴＰが経過した後にモータ駆動リレー１４にオン信号を出力する。なお、このとき、ピニオン移動時間ＴＰとしては、ピニオン駆動リレー１９にオン指令してから実際にピニオン１１がリングギヤ２１に当接するまでに要するばらつき範囲の上限値（最大値）に設定すると良い。あるいは、電源電圧や温度等にパラメータを使ってモデル化したモデル式を用いて都度算出してもよい。
【００５０】
エンジン回転降下中に再始動要求が発生しないままエンジン２０の回転が停止した場合にはステップＳ１０１で否定判定され、ステップＳ１１２へ進む。ステップＳ１１２では、エンジン自動停止要求に伴う燃焼停止後であって、再始動要求の発生前か否かを判定する。そしてステップＳ１１２で肯定判定された場合にはステップＳ１０６へ進み、スタータ装置１０を駆動してエンジン２０を再始動させる。
【００５１】
ステップＳ１０８では、制御定数の学習前の期間において、現在の車両走行状態でのエンジン自動停止回数が所定回以上（例えば数回以上）になったか否かを判定し、所定回未満である場合には一旦そのまま本ルーチンを終了する。ステップＳ１０８で肯定判定されるとステップＳ１０９へ進み、記憶手段に記憶されている回転検出値及び回転予測値のデータのうち、現在の車両走行状態に対応するデータを読み出し、その読み出したデータに基づいて制御定数の学習を実施する（学習手段）。また、記憶手段に記憶されている減速度のデータのうち、現在の車両走行状態に対応するデータを読み出し、その読み出したデータに基づいて減速度の学習を実施する（学習手段）。そして、その学習値を、現在の車両走行状態における制御定数及び減速度として更新する。その後、噛み合い禁止フラグをオフにセットする。
【００５２】
現在の車両走行状態において制御定数及び減速度の学習が実施されると、その後のエンジン回転降下期間ではステップＳ１０３で肯定判定され、ステップＳ１１０へ進む。ステップＳ１１０では、現在の車両走行状態に対応する制御定数及び減速度の学習値を読み込み、ステップＳ１１１で、図９に示す駆動モード判定ルーチンを実行する。そして本処理を終了する。
【００５３】
図９の駆動モード判定ルーチンについて説明する。図９において、ステップＳ２０１では再始動要求が発生したか否かを判定する。エンジン回転降下期間中に再始動要求が発生した場合には、ステップＳ２０１で肯定判定されてステップＳ２０２へ進む。ステップＳ２０２では、回転予測値と制御定数（学習値）とに基づいて時刻ｔｃ及び時刻ｔｂを算出するとともに、現在時刻が時刻ｔｃと時刻ｔｂとの間であるか否かを判定する。現在時刻が時刻ｔｃと時刻ｔｂとの間である場合にはステップＳ２０３へ進む。
【００５４】
ステップＳ２０３では、モータ先駆動モードの制御目標を達成可能であるか否か、つまりモータ先駆動制御によってピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いを第１回転値ＮｅＣと第２回転値ＮｅＢとの間の回転領域で実施可能であるか否かを判定する。ここでは、車両走行状態毎に学習したエンジン回転速度の減速度（減速度学習値）に基づいて実施し、具体的には減速度学習値が判定値以下であるか否かを判定する。そして、減速度学習値が判定値以下である場合には、エンジン回転速度の落ち込み度合いが小さく、制御目標を達成可能であると判定する。制御目標を達成可能である場合にはステップＳ２０４へ進み、モータ先駆動モードによるエンジン再始動を実行する（駆動制御手段）。なお、モータ先駆動モードによるエンジン再始動処理は、図示しない別ルーチンにより実行される。
【００５５】
一方、減速度学習値が判定値よりも大きい場合、モータ先駆動モードによるエンジン再始動を実行すると制御目標を達成できないと判断し、ステップＳ２１１へ進む。ステップＳ２１１では、エンジン回転降下期間中でのピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合い禁止し、上記（４）の停止後制御によりエンジン再始動を実行する。
【００５６】
さて、ステップＳ２０２で否定判定された場合、ステップＳ２０５へ進む。ステップＳ２０５では、回転予測値と制御定数（学習値）とに基づいて時刻ｔｂ及び時刻ｔａを算出するとともに、現在時刻が時刻ｔｂと時刻ｔａとの間であるか否かを判定する。現在時刻が時刻ｔｂと時刻ｔａとの間である場合にはステップＳ２０６へ進む。
【００５７】
ステップＳ２０６では、モータ後駆動モードの制御目標を達成可能であるか否か、つまりモータ後駆動制御によってピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いを第２回転値ＮｅＢと第３回転値ＮｅＡとの間の回転領域で実施可能か否かを判定する。ここでは、車両走行状態毎に学習した減速度である減速度学習値に基づいて実施し、具体的には減速度学習値が判定値以下であるか否かを判定する。そして、減速度学習値が判定値以下である場合に制御目標を達成可能であると判定する。
【００５８】
ステップＳ２０６で制御目標を達成可能であると判定された場合、ステップＳ２０７へ進み、モータ後駆動モードによるエンジン再始動を実行する（駆動制御手段）。なお、モータ後駆動モードによるエンジン再始動処理は、図示しない別ルーチンにより実行される。一方、制御目標を達成可能でないと判定された場合にはステップＳ２１１へ進む。
【００５９】
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、ステップＳ２０１で否定判定されてステップＳ２０８へ進む。ステップＳ２０８では、プリセット制御の制御目標を達成可能であるか否か、つまりプリセット制御によってピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いを第３回転値ＮｅＡ又はその近傍で実施可能か否かを判定する。この場合も減速度学習値に基づいて判定し、減速度学習値が判定値以下であれば制御目標を達成可能であると判定する。
【００６０】
制御目標を達成可能である場合にはステップＳ２０９へ進み、回転予測値と制御定数（学習値）とに基づいて時刻ｔａを算出するとともに、現在時刻が時刻ｔａになったか否かを判定する。ステップＳ２０９で肯定判定された場合、ステップＳ２１０へ進み、プリセット制御によるエンジン再始動を実行する（駆動制御手段）。なお、プリセット制御によるエンジン再始動処理は、図示しない別ルーチンにより実行される。また、プリセット制御の制御目標を達成可能でないと判定された場合にはステップＳ２１１へ進む。
【００６１】
以上詳述した本実施形態によれば次の優れた効果が得られる。
【００６２】
アイドルストップ制御によりエンジン２０を自動停止させたときのエンジン回転降下軌道の予測データに基づいて次のエンジン再始動のためのピニオン駆動制御を実施する場合に、ピニオン駆動制御に用いる制御定数（ＮｅＡ，ＮｅＢ，ＮｅＣ，ΔＮｅＤ）を、回転検出値に対する回転予測値の予測誤差に基づいて学習する構成とした。この学習処理により、制御定数を最適化することができ、ひいてはエンジン回転降下期間中にピニオン１１をリングギヤ２１に噛み合わせるタイミングを精度良く制御することができる。また、ピニオン１１の駆動タイミングの制御性向上により、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合い音を小さくできるとともに、ギヤの磨耗を抑制することができる。
【００６３】
学習による制御定数の最適化が完了する前では、エンジン回転降下期間中において回転予測値に基づくピニオン１１の駆動を禁止する構成とした。制御定数の学習が完了する前では制御定数の最適化が未だ行われていないため、エンジン回転降下期間中において回転予測値に基づいてピニオン１１の駆動タイミングを設定すると、ピニオン１１をリングギヤ２１に噛み合わせるタイミングを精度良く制御できないおそれがある。この点、上記構成とすることにより、噛み合い音が大きくなったりギヤの磨耗が促進されたりするおそれがある状況下での噛み合い動作を回避することができる。
【００６４】
また、制御定数の学習前の再始動に際しては、エンジン２０の回転が完全に停止した後にピニオン１１の押出し及びモータ１２の駆動を実施する構成とした。エンジン回転停止後に噛み合いを実施する制御では制御定数の学習による適合が不要であり、予め定めた制御定数を用いた場合であっても、噛み合い音が大きくなったりギヤの磨耗が促進されたりするリスクが小さい。したがって、上記構成とすることにより、より確実な態様によってピニオン１１の駆動を制御することができる。
【００６５】
回転検出値が制御定数（ＮｅＡ、ＮｅＢ、ＮｅＣ）になった時刻での回転予測値を取得し、その時刻での回転検出値に対する回転予測値のずれ量を予測誤差として制御定数を学習する構成とした。この構成によれば、各制御定数に対応するエンジン回転速度で実際に生じている予測誤差を基に制御定数の最適化を図ることができる。特に、エンジン回転速度に応じて予測誤差が異なる場合に有意である。
【００６６】
エンジン回転降下期間中での車両走行状態ごとに制御定数を学習するとともに、学習完了後では、都度のアイドルストップ制御による燃焼停止時の車両走行状態に対応する制御定数を読み出し、その読み出した制御定数を用いて次回のエンジン再始動のためのピニオン駆動制御を実施する構成とした。この構成によれば、車両走行状態ごとに制御定数を最適化することができ、ひいてはエンジン回転降下期間中にピニオン１１をリングギヤ２１に噛み合わせるタイミングの制御性を更に向上させることができる。
【００６７】
エンジン回転降下期間でのエンジン回転速度の降下態様によっては、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合わせを制御目標範囲内で実施することができないことがある。かかる場合、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合い音が大きくなったりギヤの磨耗が促進されたりするおそれがある。この点に鑑み、本実施形態では、アイドルストップ制御による燃焼停止に伴う回転降下期間ごとに、エンジン回転速度の傾き（減速度）と車両走行状態とを検出するとともに、減速度と車両走行状態とを対応付けて記憶しておく。そして、制御定数の学習後に回転予測値に基づいてピニオン１１の駆動を制御する際には、上記記憶したデータの中から、今回のアイドルストップ制御時の車両走行状態に対応する減速度を読み出し、その読み出した減速度（減速度学習値）に基づいて、回転予測値に基づくピニオン１１の駆動を実施するか否かを判定する構成とした。具体的には、減速度学習値が判定値以下である場合に（エンジン回転速度の落ち込み度合いが所定以下である場合に）、回転降下期間中でのピニオン１１のリングギヤ２１への当接を許容し、減速度学習値が判定値よりも大きい場合に（エンジン回転速度の落ち込み度合いが所定よりも大きい場合に）、回転降下期間中でのピニオン１１のリングギヤ２１への当接を禁止する構成とした。この構成によれば、エンジン回転速度の減速度が大きい場合には、回転予測値に基づくエンジン再始動が禁止されることから、ピニオン１１のリングギヤ２１への当接時にエンジン回転速度が高くなりすぎたりあるいは低くなりすぎたりするおそれがある状態での噛み合い動作が生じないようにすることができる。
【００６８】
（他の実施形態）
【００６９】
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。
【００７０】
・上記実施形態では、回転検出値が各制御定数になった時刻での回転予測値を読み取り、その回転検出値に対する回転予測値のずれ量（予測誤差）を算出することにより制御定数ＮｅＡ，ＮｅＢ，ＮｅＣを学習した。これに代えて、回転検出値が各制御定数になる時刻の直前のパルスタイミングで算出した回転検出値（瞬時回転速度）に対する、同パルスタイミングでの回転予測値（瞬時回転速度）のずれ量を予測誤差として算出し、その算出した予測誤差に基づいて各制御定数を学習してもよい。あるいは、回転検出値が各制御定数になる時刻の直前のパルスタイミングに代えて、回転検出値が各制御定数になる時刻の直後のパルスタイミングで同処理を実施してもよい。
【００７１】
・上記実施形態では、回転検出値が制御定数（ＮｅＡ、ＮｅＢ、ＮｅＣ）になった時刻での回転予測値を取得し、その時刻での回転検出値に対する回転予測値のずれ量を予測誤差として制御定数を学習する構成とした。これを変更し、回転予測値が制御定数になった時刻での回転検出値を取得し、その時刻での回転検出値に対する回転予測値のずれ量を予測誤差として制御定数を学習する構成としてもよい。
【００７２】
・制御定数ＮｅＡ，ＮｅＢ，ＮｅＣのそれぞれの学習に際し、各制御定数を含む回転領域内における複数のパルスタイミングにつき、回転検出値に対する回転予測値のずれ量をパルスタイミング毎に算出し、算出した複数のずれ量の平均値又は最大値に基づいて制御定数を学習する構成としてもよい。このとき、制御定数近傍に設定した所定の回転領域内に含まれるパルスタイミングごとのずれ量に基づいて制御定数を学習してもよいし、あるいは全回転領域においてパルスタイミングごとのずれ量を求め、そのずれ量に基づいて制御定数を学習してもよい。
【００７３】
・回転センサとしてのクランク角センサ２３がエンジン出力軸の正回転と逆回転とを検出可能な回転センサである場合、図１０に示すように、クランク角センサ２３の検出信号に基づいて、回転検出値がゼロになる時刻ｔ６１を算出するとともに、その時刻ｔ６１での回転予測値Ｎ１を読み込む。この回転予測値Ｎ１は、回転検出値ゼロのタイミングでの予測誤差であり、本実施形態では、この予測誤差（Ｎ１）を制御定数ＮｅＡの学習値とする。噛み合い音の抑制やギヤの磨耗抑制の観点からすると、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合いはエンジン回転速度がゼロ又はゼロ直前のタイミングで実施することが望ましい。また、回転検出値に対して高回転側にＮ１の予測誤差が生じている場合、回転予測値がＮ１のタイミングが回転検出値ゼロのタイミングとなる。したがって、予測誤差Ｎ１を制御定数ＮｅＡとすることにより、特にプリセット制御においてピニオン１１の押出しタイミングの最適化を図ることができる。
【００７４】
・上記実施形態において、図８のステップＳ１０３で制御定数の学習済みであると判定された後に、制御定数の学習を更に継続して実施する構成としてもよい。制御定数は、学習が一旦完了した後でも、例えば経時変化等によって変化することが考えられる。したがって上記構成とすることにより、制御定数の最適化の点で好適である。
【００７５】
・エンジン回転速度の予測方法は上記に限定しない。例えば、エンジン回転速度の減少変化に基づいて現時点以降のエンジン回転速度を予測するシステムに本発明を適用してもよい。この予測方法では、クランク角センサ２３から出力される検出信号に基づいて瞬時回転速度を算出するとともに、回転降下期間中での複数の瞬時回転速度を結ぶ一次式、二次式及び三次式のいずれかにより、現時点以降の減少変化時におけるエンジン回転速度を予測する。
【００７６】
・上記実施形態では、コイル１８の通電／非通電を制御するピニオン駆動リレー１９と、モータ１２の通電／非通電を制御するモータ駆動リレー１４とを有するスタータ装置１０を本発明に適用する場合について説明したが、ピニオン１１の移動と、モータ１２の回転とを独立して制御可能なスタータ装置１０の構成は上記に限定しない。例えば、従来のスタータ装置において、モータ通電制御用のリレーを設けたものを本発明に適用してもよい。具体的には、図１のスタータ装置１０において、モータ駆動リレー１４の代わりに、プランジャにおけるレバーとは反対側の端部にモータ通電用の接点が設けられているとともに、モータ１２とバッテリ１６との間に、ＥＣＵ３０からの制御信号に基づいてオン／オフの切り替え可能なモータ通電制御用のリレーが設けられている構成に適用する。この構成においても、ピニオン駆動リレー１９とモータ通電制御用のリレーとを個別に制御することにより、ピニオン１１とリングギヤ２１との噛み合わせ動作と、モータ１２の回転動作とを独立して制御可能である。
【００７７】
・上記実施形態では、ピニオン１１の移動とモータ１２の駆動とを独立して制御可能なスタータ装置１０に本発明を適用する場合について説明したが、従来のスタータ装置のように、ピニオン１１の移動開始に伴い、所定の遅延時間が経過した後にモータ１２の駆動が開始される構成のスタータ装置に本発明を適用してもよい。この構成のスタータ装置では、上記（１）〜（３）のスタータ駆動制御のうちモータ後駆動モードの実施が可能である。具体的な構成としては、予測誤差に基づいて制御定数としての第２回転値ＮｅＢ及び第３回転値ＮｅＡを学習する。そして、その学習した制御定数と回転予測値とに基づいて、ピニオン１１の駆動タイミングを決定する。
【符号の説明】
【００７８】
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（出力軸）、２３…クランク角センサ（回転センサ）、３０…ＥＣＵ（回転予測手段、回転速度算出手段、学習手段、駆動制御手段、学習判定手段、状態検出手段、減速度算出手段、減速度記憶手段）。
【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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