(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ及び発電機として機能するモータジェネレータ（３）と、
エンジン（２）のクランクシャフト（９）と前記モータジェネレータとの間で駆動力を伝達する第１伝達手段（４）と、
前記第１伝達手段の張力に応じて伸縮可能なアーム（５１，５２）を有し、そのアームの伸縮を規制することの可能なテンショナ（５）と、
前記エンジンの吸気弁（２１）又は排気弁（２０）を開閉駆動するカムシャフト（１６，１７）と前記クランクシャフトとの間で駆動力を伝達する第２伝達手段（６）と、
前記第２伝達手段と共に回転するクランクシャフト側回転体（７１）、及び、前記カムシャフトと共に回転するカムシャフト側回転体（７２）を有し、前記カムシャフトと前記クランクシャフトとの相対回転位相を制御するバルブタイミング調整機構（７）と、
前記クランクシャフト側回転体に対して前記カムシャフト側回転体を遅角方向に位相制御することにより、前記エンジンが始動する正回転方向の正転トルクを前記クランクシャフトに与える遅角制御手段（８２）と、
正転トルクとは逆向きの逆転トルクを前記モータジェネレータに発生させる逆転トルク発生手段（８３）と、
前記遅角制御手段及び前記逆転トルク発生手段が動作して前記テンショナの前記アームが伸長したときに前記アームの伸縮を規制し、前記第１伝達手段の張力を高めるテンショナ規制手段（８４）と、
前記テンショナ規制手段が動作した後、前記モータジェネレータに正転トルクを発生させるエンジン始動手段（８５）と、を備えることを特徴とするエンジン始動装置（１）。
【請求項２】
前記バルブタイミング調整機構は、前記クランクシャフト側回転体と前記カムシャフト側回転体との相対回転位相を制御する電動モータを有し、
前記遅角制御手段は、前記電動モータに通電することにより、前記クランクシャフトに正転トルクを与えることを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動装置。
【請求項３】
前記遅角制御手段が動作した後、前記逆転トルク発生手段が動作することを特徴とする請求項１または２に記載のエンジン始動装置。
【請求項４】
前記吸気弁または前記排気弁が閉弁直後となるクランク角度で前記エンジンを停止させることの可能なエンジン停止位置制御手段（８６）を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のエンジン始動装置。
【請求項５】
前記エンジンが停止する前に、前記クランクシャフト側回転体に対して前記カムシャフト側回転体が最遅角位置よりも進角側に位置するように位相制御を行う中間位相制御手段（８７）を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のエンジン始動装置。
【請求項６】
アイドルストップ条件成立時に前記エンジンを停止するエンジン停止手段（８１）を備え、
前記遅角制御手段、前記逆転トルク発生手段、前記テンショナ規制手段及び前記エンジン始動手段は、前記エンジン停止手段が前記エンジンを停止した後のエンジン再始動条件成立時に動作することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のエンジン始動装置。
【請求項７】
アイドルストップ条件成立時に前記エンジンを停止するエンジン停止手段を備え、
前記遅角制御手段、前記逆転トルク発生手段及び前記テンショナ規制手段は、前記エンジン停止手段が前記エンジンを停止した後に動作し、
前記エンジン始動手段は、エンジン再始動条件成立時に動作することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のエンジン始動装置。
【請求項８】
前記エンジン停止手段が前記エンジンを停止した後に前記遅角制御手段、前記逆転トルク発生手段及び前記テンショナ規制手段が動作した後からエンジン再始動条件成立前までに、エンジン始動に適する位置に前記バルブタイミング調整機構を位相制御する始動時位相保持手段を備えることを特徴とする請求項７に記載のエンジン始動装置。
【請求項９】
アイドルストップ条件成立時に前記エンジンを停止するエンジン停止手段を備え、
前記遅角制御手段は、
前記エンジン停止手段が前記エンジンを停止した後に動作して、前記吸気弁または前記排気弁が閉弁直後となる位置に前記カムシャフトを回転する予備制御手段と、
エンジン再始動条件成立時に動作して、前記クランクシャフトに正転トルクを与えるトルク印加手段と、を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のエンジン始動装置。
【請求項１０】
前記予備制御手段は、前記エンジンが備える複数の前記吸気弁及び前記排気弁のうち、いずれかの前記吸気弁が閉弁直後となり、且つ、いずれかの前記排気弁が閉弁直後となる位置に前記カムシャフトを回転することを特徴とする請求項９に記載のエンジン始動装置。
【請求項１１】
モータ及び発電機として機能するモータジェネレータと、
エンジンのクランクシャフトと前記モータジェネレータとの間で駆動力を伝達する第１伝達手段と、
前記第１伝達手段の張力に応じて伸縮可能なアームを有し、そのアームの伸縮を規制することの可能なテンショナと、
前記エンジンの前記吸気弁又は前記排気弁を開閉駆動するカムシャフトと前記クランクシャフトとの間で駆動力を伝達する第２伝達手段と、
前記第２伝達手段と共に回転するクランクシャフト側回転体、及び、前記カムシャフトと共に回転するカムシャフト側回転体を有し、前記カムシャフトと前記クランクシャフトとの相対回転位相を制御するバルブタイミング調整機構と、を備えた動力伝達装置を駆動制御して前記エンジンを始動するエンジン始動方法であって、
前記クランクシャフト側回転体に対して前記カムシャフト側回転体を遅角方向に位相制御することにより、前記エンジンが始動する正回転方向の正転トルクを前記クランクシャフトに与える遅角制御行程（Ｓ１１）と、
正転トルクとは逆向きの逆転トルクを前記モータジェネレータに発生させる逆転トルク発生行程（Ｓ１２）と、
前記遅角制御行程及び前記逆転トルク発生行程の後、前記テンショナの前記アームが伸長したときに前記アームの伸縮を規制し、前記第１伝達手段の張力を高めるテンショナ規制行程（Ｓ１３）と、
前記テンショナ規制行程の後、前記モータジェネレータに正転トルクを発生させるエンジン始動行程（Ｓ１５）と、を含むエンジン始動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン始動装置及びエンジン始動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、モータジェネレータをスタータモータとして駆動し、エンジンを始動するエンジン始動装置が知られている。
特許文献１に記載のエンジン始動装置は、エンジンの始動条件が成立すると、先ずエンジンが始動する正回転方向とは逆向きの逆転トルクをモータジェネレータに発生させる。続いて、モータジェネレータとクランクシャフトプーリなどに巻き掛けられたベルトに対し張力を付与するテンショナの伸縮を規制して第１伝達手段の張力を高めた後、モータジェネレータに正転トルクを発生させ、エンジンを始動する。これにより、このエンジン始動装置は、モータジェネレータに正転トルクを発生させた際のベルトの滑りを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９９８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のエンジン始動装置は、モータジェネレータが発生する逆転トルクを大きく設定すると、クランクシャフトが逆回転するおそれがある。一方、モータジェネレータが発生する逆転トルクを小さく設定すれば、ベルトの張力を十分に高めることができず、モータジェネレータに正転トルクを発生させた際にベルトが滑り、エンジンの始動に時間がかかることが懸念される。
また、モータジェネレータの逆転トルクの設定に関し、クランクシャフトが逆回転を防ぐことが可能なようにモータジェネレータを精密制御すると、その制御が複雑になり、コストが高くなる。この場合でも、モータジェネレータが発生する逆転トルクは制限されたものとなり、ベルトの張力を十分に高めることは困難である。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、エンジンの始動の応答性を高めることの可能なエンジン始動装置及び始動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のエンジン始動装置は、バルブタイミング調整機構の遅角駆動によりクランクシャフトに正転トルクを与えると共にモータジェネレータに逆転トルクを発生させた後、テンショナのアームの伸縮を規制し、モータジェネレータに正転トルクを発生させてエンジンを始動することを特徴とする。
【０００６】
これにより、バルブタイミング調整機構の遅角駆動によりクランクシャフトに正転トルクを与えることで、モータジェネレータに逆転トルクを発生させる際、クランクシャフトの逆回転を防ぐと共に、モータジェネレータの逆転トルクを大きくすることが可能である。そのため、テンショナのアームが大きく伸長するので、その状態でアームの伸縮を規制すると、第１伝達手段の張力が十分に高められる。したがって、モータジェネレータの正転トルクをクランクシャフトに伝達する際、第１伝達手段の滑りが抑制されるので、エンジンの始動の応答性を高めることができる。
【０００７】
本発明のエンジン始動方法も、上述したエンジン始動装置と同様に、エンジンの始動の応答性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態によるエンジン始動装置の構成図である。
【図２】第１実施形態によるエンジン始動装置の要部構成図である。
【図３】エンジン始動装置が備えるバルブタイミング調整機構の断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線の断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線の断面図である。
【図６】第１実施形態によるエンジン始動装置の制御ブロック図である。
【図７】第１実施形態によるエンジン始動方法のフローチャートである。
【図８】第１実施形態によるエンジン始動方法のタイムチャートである。
【図９】第２実施形態によるエンジン始動方法のフローチャートである。
【図１０】第２実施形態によるエンジン始動方法のタイムチャートである。
【図１１】第３実施形態によるエンジン始動方法のフローチャートである。
【図１２】第３実施形態によるエンジン始動方法のタイムチャートである。
【図１３】第４実施形態によるエンジン始動方法のフローチャートである。
【図１４】第４実施形態によるエンジン始動方法のタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明による複数の実施形態を図面に基づいて説明する。複数の実施形態において、実質的に同一の構成及び内容には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるエンジン始動装置１は、アイドルストップによりエンジン２が停止した後、エンジン２の始動条件が成立すると、モータジェネレータ３をスタータモータとして駆動してエンジン２を始動するものである。
【００１０】
先ず、エンジン始動装置１の構成について説明する。
図１に示すように、エンジン始動装置１は、モータジェネレータ３、第１伝達手段としてのベルト４、テンショナとしてのオートテンショナ５、第２伝達手段としてのチェーン６、バルブタイミング調整機構７、及び電子制御装置（ＥＣＵ）８などを備えている。
モータジェネレータ３は、モータの機能と発電機の機能を兼ね備えたものであり、例えばインテグレーテッドスタータジェネレータ（ＩＳＧ）もこれに含まれる。
エンジン２のクランクシャフト９に設けられたクランクシャフトプーリ１０、モータジェネレータ３、コンプレッサプーリ１１、ウォータポンププーリ１２、アイドラプーリ１３及びテンショナプーリ１４などにベルト４が巻き掛けられ、駆動力が伝達される。
【００１１】
クランクシャフト９は、エンジン２の運転時に図１の時計回りに回転する。そのため、エンジン２の運転時にモータジェネレータ３が発電機として機能するとき、クランクシャフト９を基準としてベルト４の上流側４１の張力は、ベルト４の下流側４２の張力よりも大きいものとなる。オートテンショナ５は、そのベルト４の下流側４２に設けられ、ベルト４に一定の張力を与えている。
【００１２】
オートテンショナ５は、ハウジング５０と、そのハウジング５０から延びて伸縮可能な第１アーム５１と、その第１アーム５１に接続された第２アーム５２と、第２アーム５２の先端に設けられたテンショナプーリ１４などを備えている。ハウジング５０と第１アーム５１とは、図示しないスプリングによって互いに離れる方向に付勢されている。第２アーム５２は、中央部に設けられたピン５３によって回動可能に固定され、一端が第１アーム５１に接続され、他端にテンショナプーリ１４が設けられている。
【００１３】
エンジン２の加速によりベルト４の張力が減少しようとすると、オートテンショナ５の第１アーム５１がスプリングの弾性力によりハウジング５０から伸長する。これにより、ベルト４の張力の減少が抑制される。一方、エンジン２の減速によりベルト４の張力が増加しようとすると、オートテンショナ５の第１アーム５１がハウジング５０内に収縮し、ベルト４の張力の増加が抑制される。
本実施形態のオートテンショナ５は、第１アーム５１の伸縮を規制することが可能なものである。即ち、オートテンショナ５は、ＥＣＵ８の指令により、図示しないソレノイドが動作し、任意の位置で第１アーム５１を固定することが可能である。
【００１４】
図２に示すように、エンジン２のクランクシャフト９に設けられたギヤ１５と２本のカムシャフト１６、１７に設けられたギヤ１８、１９にチェーン６が巻き掛けられ、駆動力が伝達される。なお、図２においても、エンジン２の運転時にクランクシャフト９は時計回りに回転する。
一方のカムシャフト１６は排気弁２０を駆動し、他方のカムシャフト１７は吸気弁２１を駆動する。排気弁２０及び吸気弁２１にそれぞれ設けけられたスプリング２２、２３は、排気弁２０及び吸気弁２１を閉弁方向に付勢している。カムシャフト１６、１７は、カム山１６１、１７１がスプリング２２、２３の弾性力に抗して回転することで、排気弁２０及び吸気弁２１を押し下げ、それら２０，２１を開弁させる。
バルブタイミング調整機構７は、チェーン６にクランクシャフト側回転体のギヤ１９が巻き掛けられ、カムシャフト１７にカムシャフト側回転体が固定され、クランクシャフト９とカムシャフト１７とを所定の位相差をおいて回転させることで、吸気弁２１の開閉タイミングを調整する。
【００１５】
図３から図５に示すように、バルブタイミング調整機構７は、電動モータ７０、クランクシャフト側回転体７１、カムシャフト側回転体７２、遊星キャリア７３及び遊星回転体７４を備えている。
電動モータ７０は、ＥＣＵ８の指令によりモータシャフト７９に与えるトルクを保持又は増減することで、クランクシャフト側回転体７１とカムシャフト側回転体７２との相対回転位相を制御する。
図４及び図５では、クランクシャフト側回転体７１に対してカムシャフト側回転体７２が進角または遅角する方向を矢印によって示している。
【００１６】
クランクシャフト側回転体７１は、有底筒状に形成されたスプロケット７５と歯車部材７６を有する。スプロケット７５と歯車部材７６は、ねじ７７により固定されている。スプロケット７５の径外側に設けられたギヤ１９にチェーン６が巻き掛けられる。歯車部材７６の径内側に内歯車７６１が設けられている。
一方、カムシャフト側回転体７２は、ピン７８によってカムシャフト１７に固定され、スプロケット７５の内側に設けられている。カムシャフト側回転体７２は、スプロケット７５に対して相対回転可能である。カムシャフト側回転体７２の径内側に内歯車７２１が設けられている。カムシャフト側回転体７２の内歯車７２１と歯車部材７６の内歯車７６１とは同軸に設けられている。カムシャフト側回転体７２の内歯車７２１の歯数は、歯車部材７６の内歯車７６１の歯数よりも少ない。
【００１７】
遊星キャリア７３は、モータシャフト７９と連結され、モータシャフト７９と一体で回転する。遊星キャリア７３の外周壁７３１は、モータシャフト７９の回転軸に対して偏心して形成されている。図４及び図５では、モータシャフト７９の回転軸を符号Ｏで示し、遊星キャリア７３の外周壁７３１の中心を符号Ｅで示している。
遊星回転体７４は、ベアリング７４１及び遊星歯車７４２を有する。遊星キャリア７３の径外側にベアリング７４１が設けられ、そのベアリング７４１の径外側に遊星歯車７４２が設けられている。
遊星歯車７４２には、第１外歯車７４３と第２外歯車７４４が設けられている。第１外歯車７４３はカムシャフト側回転体７２の内歯車７２１に噛合し、第２外歯車７４４は歯車部材７６の内歯車７６１に噛合する。第１外歯車７４３及び第２外歯車７４４の歯数はそれぞれ、歯車部材７６の内歯車７６１及びカムシャフト側回転体７２の内歯車７２１の歯数よりも同数少なく設定されている。
【００１８】
電動モータ７０のトルクを保持する等により遊星キャリア７３がクランクシャフト側回転体７１に対して相対回転しないとき、クランクシャフト側回転体７１とカムシャフト側回転体７２との相対回転位相が保持される。
電動モータ７０のトルクを進角方向へ増大すること等により遊星キャリア７３がクランクシャフト側回転体７１に対して遅角方向へ相対回転すると、クランクシャフト側回転体７１に対してカムシャフト側回転体７２が進角方向に相対回転する。
電動モータ７０のトルクを遅角方向へ増大すること等により遊星キャリア７３がクランクシャフト側回転体７１に対して進角方向へ相対回転すると、クランクシャフト側回転体７１に対してカムシャフト側回転体７２が遅角方向に相対回転する。
【００１９】
上述したモータジェネレータ３、ベルト４、オートテンショナ５、チェーン６及びバルブタイミング調整機構７は、「動力伝達装置」を構成する。
次に、ＥＣＵ８が動力伝達装置を駆動制御してエンジン２を始動するエンジン始動処理の方法について、図６及び図７を参照して説明する。なお、図７のフローチャートでは、処理の各ステップを「Ｓ」として表示する。
図６に示すように、ＥＣＵ８は、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することにより、後述するエンジン停止手段８１、遅角制御手段８２、逆転トルク発生手段８３、テンショナ規制手段８４、エンジン始動手段８５、エンジン停止位置制御手段８６及び中間位相制御手段８７等として機能する。
【００２０】
まず、ＥＣＵ８はエンジン停止手段８１として機能し、例えば車速が所定の速度以下となる等、アイドルストップ条件が成立した場合、エンジン２の運転を停止する。これにより、エンジン始動処理が開始する。
なお、ＥＣＵ８は、アイドルストップ条件の成立によりエンジン２が停止する前に、中間位相制御手段８７として機能し、クランクシャフト側回転体７１に対してカムシャフト側回転体７２が最遅角位置よりも進角側に位置するように位相制御を行うことが可能である。
また、ＥＣＵ８はエンジン２の運転を停止する際、エンジン停止位置制御手段８６として機能し、吸気弁２１または排気弁２０が閉弁直後となるクランク角度でエンジン２を停止させることが可能である。
【００２１】
ステップ１０では、ＥＣＵ８は、例えば車両のブレーキが解除されたか否かにより、エンジン２の再始動要件が成立したか否かを判定する。エンジン２の再始動要件が成立した場合、処理はステップ１１へ移行する。
ステップ１１では、ＥＣＵ８は遅角制御手段８２として機能し、バルブタイミング調整機構７の備える電動モータ７０に通電する。これにより、クランクシャフト側回転体７１に対しカムシャフト側回転体７２が遅角方向に位相制御される。このとき、吸気弁２１又は排気弁２０に設けられたスプリング２２、２３の弾性力によって、カムシャフト１７の遅角方向への回転が規制される。そのため、カムシャフト側回転体７２に対してクランクシャフト側回転体７１が進角方向に回転するトルクがチェーン６を介してクランクシャフト９に伝達される。したがって、クランクシャフト９に正転トルクが印加される。
【００２２】
ステップ１２では、ＥＣＵ８は逆転トルク発生手段８３として機能し、モータジェネレータ３に逆転トルクを発生させる。この逆転トルクは、クランクシャフト９が回転しない程度に設定される。即ち、ステップ１１でクランクシャフト９に正転トルクが印加された分、逆転トルクを大きく設定することが可能である。
モータジェネレータ３が逆転トルクを発生すると、オートテンショナ５が設けられた側のベルト４２の張力が減少しようとし、オートテンショナ５の第１アーム５１がハウジング５０から伸長する。これにより、オートテンショナ５が設けられた側のベルト４２の張力の減少が抑制される。一方、オートテンショナ５が設けられていない側のベルト４１の張力は増加する。
その時、ステップ１３で、ＥＣＵ８はテンショナ規制手段８４として機能し、オートテンショナ５のソレノイドに通電することにより、第１アーム５１の伸縮を規制する。これにより、オートテンショナ５は、第１アーム５１がハウジング５０から大きく伸長した状態で固定される。すると、オートテンショナ５が設けられた側のベルト４２の張力と、オートテンショナ５が設けられていない側のベルト４１の張力とが釣り合い、その結果、オートテンショナ５の第１アーム５１が伸びた分、ベルト４全体の張力が高くなる。
ＥＣＵ８は第１アーム５１の伸縮を規制した後、ステップ１４でバルブタイミング調整機構７の遅角駆動を解除する。
【００２３】
続くステップ１５では、ＥＣＵ８はエンジン始動手段８５として機能し、モータジェネレータ３に正転トルクを発生させる。これにより、ベルト４の張力が十分に高められた状態でモータジェネレータ３からクランクシャフト９に正転トルクが伝わるので、ベルト４の滑りが確実に防がれ、エンジン２の初爆が速やかに開始する。
ステップ１６で、エンジン２が完爆したか否かが判定される。エンジン２が完爆するまでＥＣＵ８はモータジェネレータ３に正転トルクを発生させる。エンジン２が完爆したことが判定されると、処理はステップ１７へ移行する。
ステップ１７では、ＥＣＵ８はオートテンショナ５のソレノイドへの通電をオフし、第１アーム５１が伸縮可能な状態にする。
これにより、エンジン始動処理は終了する。
【００２４】
続いて、上述したエンジン始動処理について、図８のタイムチャートを参照し、さらに詳細に説明する。
時刻ｔ１で車速が０になりアイドルストップ条件が成立すると、時刻ｔ２でＥＣＵ８はエンジン２の運転を停止する。
その後、時刻ｔ３で車両のブレーキが解除されエンジン２の再始動要件が成立すると（ステップ１０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ８はバルブタイミング調整機構７の備える電動モータ７０に通電する（ステップ１１）。これにより、電動モータ７０は、クランクシャフト側回転体７１に対してカムシャフト側回転体７２を遅角方向に位相制御するトルクを出力する。そのため、カムシャフト１７には、逆転方向のトルクが印加される。
このとき、吸気弁２１又は排気弁２０に設けられたスプリング２２、２３の弾性力によって、カムシャフト１７の遅角方向への回転が規制されると、スプロケット７５に正転方向のトルクが印加される。このトルクがチェーン６を介してクランクシャフト９に伝わり、クランクシャフト９に正転方向のトルクが印加される。
【００２５】
また、時刻ｔ３でＥＣＵ８はモータジェネレータ３に逆転トルクを発生させる（ステップ１２）。これにより、オートテンショナ５が設けられた側のベルト４の張力が減少しようとすると、オートテンショナ５の第１アーム５１がハウジング５０から伸長し、オートテンショナ５が設けられた側のベルト４の張力の減少が抑制される。一方、オートテンショナ５が設けられていない側のベルト４の張力は増加する。
なお、バルブタイミング調整機構７の伝動モータへの通電からクランクシャフト９に正転トルクが伝達されるまでにタイムラグがある場合、ＥＣＵ８はバルブタイミング調整機構７を遅角駆動した後にモータジェネレータ３に逆転トルクを発生させることが可能である。これにより、バルブタイミング調整機構７が発生する正転トルクがクランクシャフト９に伝達されると同時又はその後に、モータジェネレータ３が発生する逆転トルクがクランクシャフト９に伝達されることになる。
【００２６】
次に時刻ｔ４でＥＣＵ８はオートテンショナ５のソレノイドのスイッチをオンし、第１アーム５１の伸縮を規制する（ステップ１３）。これにより、オートテンショナ５は、第１アーム５１がハウジング５０から伸長した状態で固定される。その後、時刻ｔ５でＥＣＵ８はバルブタイミング調整機構７の備える電動モータ７０のトルクを０に戻し（ステップ１４）、モータジェネレータ３のトルクを０に戻す。
【００２７】
オートテンショナ５が設けられた側のベルト４２の張力と、オートテンショナ５が設けられていない側のベルト４１の張力とが釣り合い、オートテンショナ５の第１アーム５１が伸長した分ベルト４の張力が高くなると、時刻ｔ６でＥＣＵ８はモータジェネレータ３に正転トルクを発生させる（ステップ１５）。これにより、モータジェネレータ３からクランクシャフト９に正転トルクが伝わり、時刻ｔ７でエンジン２が初爆する。
時刻ｔ７以降にエンジン２が完爆したことが判定されると（ステップ１６）、ＥＣＵ８はオートテンショナ５のソレノイドへの通電をオフし、第１アーム５１が伸縮可能な状態にする（ステップ１７）。これにより、エンジン２の始動処理は終了する。
【００２８】
第１実施形態のエンジン始動装置１は、次の作用効果を奏する。
（１）第１実施形態では、バルブタイミング調整機構７の遅角駆動によりクランクシャフト９に正転トルクを与えると共に、モータジェネレータ３に逆転トルクを発生させた後、オートテンショナ５の第１アーム５１の伸縮を規制する。
これにより、クランクシャフト９の逆回転を防ぐと共に、モータジェネレータ３の逆転トルクを大きくすることが可能である。そのため、オートテンショナ５の第１アーム５１を大きく伸長させて固定することが可能になるので、第１伝達手段の張力が十分に高められる。したがって、モータジェネレータ３の正転トルクをクランクシャフト９に伝達する際にベルト４の滑りが抑制されるので、エンジン始動装置１はエンジン２の始動の応答性を高めることができる。
【００２９】
（２）第１実施形態では、アイドルストップによるエンジン停止からエンジン２の再始動要件が成立するまでベルト４の張力を高めていないので、ベルト４にかかる負荷が小さく、ベルト４の寿命を長くすることができる。
【００３０】
（３）第１実施形態では、バルブタイミング調整機構７は、クランクシャフト側回転体７１とカムシャフト側回転体７２との相対回転位相を電動モータ７０により制御可能である。
これにより、エンジン２が停止している場合でも、電動モータ７０によりバルブタイミング調整機構７を遅角駆動し、クランクシャフト９に正転トルクを与えることができる。
【００３１】
（４）第１実施形態では、ＥＣＵ８がバルブタイミング調整機構７を遅角駆動した後、モータジェネレータ３に逆転トルクを発生させることが可能である。
これにより、バルブタイミング調整機構７の遅角駆動の開始からクランクシャフト９に正転トルクが伝わるまでにタイムラグがある場合でも、バルブタイミング調整機構７からクランクシャフト９に正転トルクが伝わると同時又はその後に、モータジェネレータ３の逆転トルクをクランクシャフト９に伝えることが可能である。したがって、クランクシャフト９の逆回転を防ぐと共に、モータジェネレータ３の逆転トルクを大きくすることができる。
【００３２】
（５）第１実施形態では、ＥＣＵ８は、エンジン２を停止する際、吸気弁２１または排気弁２０が閉弁直後となるクランク角度でエンジン２を停止させることが可能である。
これにより、バルブタイミング調整機構７を遅角駆動する際、吸気弁２１または排気弁２０に設けられたスプリング２２、２３の弾性力によって、カムシャフト側回転体７２が遅角側に回転することが防がれる。したがって、バルブタイミング調整機構７が発生する正転トルクがクランクシャフト９に伝達される時間を短くすることができる。
【００３３】
（６）第１実施形態では、ＥＣＵ８は、エンジン２が停止する前に、クランクシャフト側回転体７１に対してカムシャフト側回転体７２が最遅角位置よりも進角側に位置するように位相制御を行ことが可能である。
これにより、バルブタイミング調整機構７を遅角駆動する際、クランクシャフト側回転体７１に対してカムシャフト側回転体７２を遅角方向に相対回転させることができる。
【００３４】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図９及び図１０を参照して説明する。
第２実施形態では、ステップ１でＥＣＵ８はエンジン停止手段８１として機能し、アイドルストップ条件が成立したか否かを検出する。ＥＣＵ８はアイドルストップ条件が成立した場合、エンジン２の運転を停止し、処理をステップ１１に移行する。
ステップ１１からステップ１４までの処理は、上述した第１実施形態と同一であるが、これらの処理は、アイドルストップ以降、ステップ１０のエンジン再始動条件成立前に行われる。
【００３５】
ステップ１１からステップ１４までの処理が終了した後、ステップ１０でＥＣＵ８は、エンジン２の再始動要件が成立したか否かを検出する。ＥＣＵ８は、エンジン２の再始動要件が成立した場合、処理をステップ１５へ移行する。
ステップ１５からステップ１７までの処理は上述した第１実施形態と同一であるので、説明を省略する。
【００３６】
上述した第２実施形態のエンジン始動処理について、図１０のタイムチャートを参照して説明する。
時刻ｔ１０で車速が０になりアイドルストップ条件が成立すると、時刻ｔ１１でＥＣＵ８はエンジン２の運転を停止する（ステップ１：ＹＥＳ）。
【００３７】
時刻ｔ１２でＥＣＵ８はバルブタイミング調整機構７の備える電動モータ７０に通電し、バルブタイミング調整機構７を遅角駆動する（ステップ１１）。これにより、カムシャフト１７には、逆転方向のトルクが印加される。
このとき、吸気弁２１又は排気弁２０に設けられたスプリング２２、２３の弾性力によって、カムシャフト１７の遅角方向への回転が規制されると、スプロケット７５に正転方向のトルクが印加される。このトルクがチェーン６を介してクランクシャフト９に伝わり、クランクシャフト９に正転方向のトルクが印加される。
【００３８】
また、時刻ｔ１２でＥＣＵ８はモータジェネレータ３に逆転トルクを発生させる（ステップ１２）。これにより、オートテンショナ５の第１アーム５１がハウジング５０から伸長する。
次に時刻ｔ１３でＥＣＵ８はオートテンショナ５のソレノイドのスイッチをオンし、第１アーム５１の伸縮を規制する（ステップ１３）。これにより、オートテンショナ５は、第１アーム５１がハウジング５０から伸長した状態で固定される。その後、ＥＣＵ８はモータジェネレータ３のトルクを０に戻し、時刻ｔ１４でバルブタイミング調整機構７の備える電動モータ７０のトルクを０に戻す（ステップ１４）。
【００３９】
その後、時刻ｔ１７で車両のブレーキが解除されエンジン２の再始動要件が成立すると（ステップ１０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ８はモータジェネレータ３に正転トルクを発生させる（ステップ１５）。これにより、モータジェネレータ３からクランクシャフト９に正転トルクが伝わり、時刻ｔ１８でエンジン２が初爆する。
時刻ｔ１８以降にエンジン２が完爆したことが判定されると（ステップ１６）、ＥＣＵ８はオートテンショナ５のソレノイドへの通電をオフし、第１アーム５１が伸縮可能な状態にする（ステップ１７）。これにより、エンジン２の始動処理は終了する。
【００４０】
第２実施形態では、アイドルストップによるエンジン停止以降、エンジン２の再始動要件が成立する前にベルト４の張力を高めておくので、エンジン再始動にかかる時間を短くすることができる。
【００４１】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図１１及び図１２を参照して説明する。
第３実施形態は、第２実施形態の変形例である。第３実施形態では、アイドルストップ以降、ＥＣＵ８はステップ１１からステップ１４でベルト４の張力を高める。その後、ステップ１８でＥＣＵ８は始動時位相保持手段として機能し、バルブタイミング調整機構７をエンジン始動に適する位置に位相制御する。
そうした後、ステップ１０でＥＣＵ８は、エンジン２の再始動要件が成立したか否かを検出し、エンジン２の再始動要件が成立すると、モータジェネレータ３に正転トルクを発生させ、エンジン２を始動する（ステップ１５からステップ１７）。
【００４２】
上述した第３実施形態のエンジン始動処理について、図１２のタイムチャートを参照して説明する。
時刻ｔ１０からｔ１４までの処理は、第２実施形態と同一であるので説明を省略する。
第３実施形態では、ＥＣＵ８は、時刻ｔ１４でバルブタイミング調整機構７の備える電動モータ７０のトルクを０に戻した後、時刻ｔ１５からｔ１６で再び電動モータ７０に通電し、バルブタイミング調整機構７をエンジン始動に最適な位置に位相制御する。その後の時刻ｔ１７以降の処理も第２実施形態と同一である。
第３実施形態では、アイドルストップ以降にベルト４の張力を高めた後、バルブタイミング調整機構７をエンジン始動に適する位置に位相制御するので、エンジン再始動にかかる時間を短くすると共に、燃費を低減することができる。
【００４３】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図１３及び図１４を参照して説明する。
第４実施形態では、ステップ１でＥＣＵ８はエンジン停止手段８１として機能し、アイドルストップ条件が成立したか否かを検出する。ＥＣＵ８はアイドルストップ条件が成立した場合、エンジン２の運転を停止し、処理をステップ２０に移行する。
ステップ２０でＥＣＵ８は、クランクシャフト９に設けられたセンサの信号に基づきクランク角を算出する。また、ステップ２１でＥＣＵ８は、バルブタイミング調整機構７の電動モータ７０の回転パルス信号に基づきバルブタイミング調整機構７の位相を算出する。
【００４４】
次に、ステップ２２でＥＣＵ８は、カムシャフト１６、１７のカム山１６１、１７１と吸気弁２１又は排気弁２０との位置関係を求める。そしてＥＣＵ８は、カムシャフト１６、１７を逆転させて吸気弁２１又は排気弁２０にカム山１６１、１７１が乗り上げる位置まで移動させるために必要なバルブタイミング調整機構７の遅角量を算出する。
ステップ２３でＥＣＵ８は、バルブタイミング調整機構７を遅角駆動する。ステップ２４でＥＣＵ８は、バルブタイミング調整機構７が遅角作動した量が、ステップ２３で算出した遅角量よりも大きくなるか否かを判定する。バルブタイミング調整機構７が遅角作動した量が、ステップ２３で算出した遅角量よりも大きくなると、ＥＣＵ８は処理をステップ２５に移行し、バルブタイミング調整機構７を遅角駆動を解除する。
これにより、カムシャフト１６、１７のカム山１６１、１７１は、吸気弁２１又は排気弁２０に乗り上げる位置に移動する。なお、この位置は、吸気弁２１又は排気弁２０が閉弁直後となる位置であり、カムシャフト１６、１７に逆回転トルクが加わったときにカムシャフト１６、１７が最も逆転しにくい位置である。したがって、続くエンジン２の再始動時にバルブタイミング調整機構７を遅角駆動してカムシャフト１６、１７に逆転トルクを加えたとき、カムシャフト１６、１７が逆転しにくくなり、その反作用としてスプロケット７５に正転トルクが効果的に印加される。
【００４５】
ステップ１０でエンジン２の再始動要件が成立した場合、ＥＣＵ８は処理をステップ２６へ移行する。ステップ２６では、ＥＣＵ８は再びバルブタイミング調整機構７を遅角駆動することで、クランクシャフト９に大きな正転トルクを即座に印加することができる。
これに続くステップ１２からステップ１７までの処理は、上述した第１−第３実施形態と同一であるので、説明を省略する。
なお、ステップ２０からステップ２５までの処理においてＥＣＵ８は特許請求の範囲に記載の「予備制御手段」として機能する。また、ステップ２６での処理においてＥＣＵ８は特許請求の範囲に記載の「トルク印加手段」として機能する。
【００４６】
上述した第４実施形態のエンジン始動処理について、図１４のタイムチャートを参照して説明する。
時刻ｔ２０で車速が０になりアイドルストップ条件が成立すると、時刻ｔ２１でＥＣＵ８はエンジン２の運転を停止する（ステップ１：ＹＥＳ）。
【００４７】
時刻ｔ２１からｔ２２の間にＥＣＵ８はカムシャフト１６、１７のカム山１６１、１７１が吸気弁２１又は排気弁２０に乗り上げる位置まで移動させるために必要なバルブタイミング調整機構７の遅角量を算出する（ステップ２０からステップ２２）。
時刻ｔ２２からｔ２３の間でＥＣＵ８はバルブタイミング調整機構７を遅角駆動し、カムシャフト１６、１７のカム山１６１、１７１が吸気弁２１又は排気弁２０に乗り上げる位置へ移動する（ステップ２３からステップ２５）。
これに続く時刻ｔ２４からｔ２８までの処理は、第１実施形態の時刻ｔ３からｔ７までの処理と実質的に同一であるので説明を省略する。
時刻ｔ２９からｔ３０の間でＥＣＵ８はバルブタイミング調整機構７を進角駆動し、エンジン始動に適する位置に位相制御する。
【００４８】
第４実施形態のエンジン始動装置１は、次の作用効果を奏する。
（１）第４実施形態では、ＥＣＵ８は、アイドルストップ後にバルブタイミング調整機構７を遅角駆動し、吸気弁２１または排気弁２０が閉弁直後となる位置にカムシャフト１６、１７を回転する。また、ＥＣＵ８は、エンジン再始動条件成立時にバルブタイミング調整機構７を遅角駆動し、クランクシャフト９に正転トルクを与える。
これにより、アイドルストップによるエンジン停止からエンジン２の再始動要件が成立するまでベルト４の張力を高めることなく、ベルト４にかかる負荷を小さくすることが可能である。そのため、ベルト４の寿命を長くすることができる。
さらに、エンジン２の再始動要件が成立した後、バルブタイミング調整機構７が発生する正転トルクがクランクシャフト９に即座に伝達されるので、ベルト４の張力を速やかに高めることができ、エンジン再始動の応答性を高めることができる。
【００４９】
（２）ところで、ＥＣＵ８がエンジン停止位置制御手段８６として機能し、吸気弁２１または排気弁２０が閉弁直後となるクランク角度でエンジン２を停止させたときでも、制御バラツキによりクランク角度に位置ずれが生じる場合が考えられる。
この場合でも、ＥＣＵ８は予備制御手段として機能し、バルブタイミング調整機構７を遅角駆動することにより、吸気弁２１又は排気弁２０が閉弁直後となる位置にカムシャフト１６、１７を回転し、クランク角度の位置ずれを吸収することができる。したがって、ＥＣＵ８は、エンジン停止位置制御手段８６としての機能と、予備制御手段としての機能を併せ持つことが好ましい。
【００５０】
（３）第４実施形態では、ＥＣＵ８は予備制御手段として機能し、バルブタイミング調整機構７を遅角駆動し、エンジン２が備える複数の吸気弁２１及び排気弁２０のうち、いずれかの吸気弁２１が閉弁直後となり、且つ、いずれかの排気弁２０が閉弁直後となる位置にカムシャフト１６、１７を回転することが可能である。
これにより、エンジン２の再始動要件成立後にバルブタイミング調整機構７を遅角駆動する際、吸気弁２１のスプリング２３の弾性力と、排気弁２０のスプリング２２の弾性力を両方共使用することで、バルブタイミング調整機構７が発生する正転トルクを大きくすることが可能である。そのため、モータジェネレータ３の逆転トルクを大きくしてベルト４の張力を更に高め、エンジン２の始動の応答性を高めることができる。
【００５１】
（他の実施形態）
（１）上述した実施形態では、バルブタイミング調整機構は電動モータにより駆動するものを使用した。これに対し、他の実施形態では、バルブタイミング調整機構は油圧駆動式のものを適用してもよい。この場合、バルブタイミング調整機構に油圧を供給するポンプはエンジンの動力を使用しない電動ポンプを用いることが好ましい。
（２）上述した実施形態では、バルブタイミング調整機構は吸気弁の開閉タイミングを調整するものを適用した。これに対し、他の実施形態では、バルブタイミング調整機構は排気弁の開閉タイミングを調整するものを適用してもよい。
（３）上述した実施形態では、エンジン始動装置は、アイドルストップ時の再始動時の制御について説明した。これに対し、他の実施形態では、エンジン始動装置は、エンジン温度が所定値よりも低い通常時のエンジンの始動制御に適用してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１  ・・・エンジン始動装置
３  ・・・モータジェネレータ
４  ・・・ベルト（第１伝達手段）
５  ・・・オートテンショナ（テンショナ）
６  ・・・チェーン（第２伝達手段）
７  ・・・バルブタイミング調整機構
８２・・・遅角制御手段（ＥＣＵ）
８３・・・逆転トルク発生手段（ＥＣＵ）
８４・・・テンショナ規制手段（ＥＣＵ）
８５・・・エンジン始動手段（ＥＣＵ）
【図１】
0006050267.tif 000002
【図２】
0006050267.tif 000003
【図３】
0006050267.tif 000004
【図４】
0006050267.tif 000005
【図５】
0006050267.tif 000006
【図６】
0006050267.tif 000007
【図７】
0006050267.tif 000008
【図８】
0006050267.tif 000009
【図９】
0006050267.tif 000010
【図１０】
0006050267.tif 000011
【図１１】
0006050267.tif 000012
【図１２】
0006050267.tif 000013
【図１３】
0006050267.tif 000014
【図１４】
0006050267.tif 000015