(57)【要約】【課題】エンジン停止時のクランク軸の回転角度位置に依存せず、共振域をいち早く通過するようにクランク軸の回転速度を上昇させることが可能な再始動制御装置を提供する。【解決手段】エンジン（１０）と、回転電機（１２）と、クランク角センサ３３とを備え、エンジンの自動停止を実施する一方で、エンジンの自動再始動を実施する車両に適用される再始動制御装置（３０）であって、エンジンが自動停止された状態におけるクランク角である停止クランク角を、クランク角センサから取得する停止クランク角取得部と、所定の再始動条件が成立してから複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に、停止クランク角取得部により取得された停止クランク角に基づいて、力行制御と、負トルク付与制御と、力行制御及び負トルク付与制御を待機する待機制御と、のうち少なくとも二つの制御から一つの制御を選択して実施する回転電機制御部と、を備える再始動制御装置。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数気筒を有するエンジン（１０）と、前記エンジンのクランク軸（１１）と互いにトルクを伝達可能に設けられた回転電機（１２）と、前記クランク軸のクランク角を検出するクランク角センサ（３３）とを備え、前記エンジンの自動停止を実施する一方で、所定の再始動条件が成立したことを条件として前記エンジンの自動再始動を実施する車両に適用される再始動制御装置（３０）であって、
前記エンジンが自動停止された状態における前記クランク角である停止クランク角を、前記クランク角センサから取得する停止クランク角取得部と、
前記自動再始動において前記所定の再始動条件が成立してから前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に、前記停止クランク角取得部により取得された前記停止クランク角に基づいて、前記回転電機により前記クランク軸に正トルクを付与する力行制御と、前記回転電機により前記クランク軸に負トルクを付与する負トルク付与制御と、前記力行制御及び前記負トルク付与制御を待機する待機制御と、のうち少なくとも二つの制御から一つの制御を選択して実施する回転電機制御部と、
を備える再始動制御装置。
【請求項２】
前記回転電機は、前記クランク軸に前記負トルクを付与可能であり、
前記回転電機制御部は、前記停止クランク角取得部により取得された前記停止クランク角が前記クランク軸の正回転方向において第一閾値よりも小さいことを条件として、前記負トルク付与制御を選択して実施する請求項１に記載の再始動制御装置。
【請求項３】
前記回転電機は、前記クランク軸への前記負トルクの付与、及び前記クランク軸への前記正トルクの付与を待機することが可能であり、
前記回転電機制御部は、前記停止クランク角取得部により取得された前記停止クランク角が、前記クランク軸の正回転方向において前記第一閾値よりも大きく、且つ、前記第一閾値よりも大きく設定された第二閾値よりも小さい場合に、前記待機制御を選択して実施する請求項１又は２に記載の再始動制御装置。
【請求項４】
前記回転電機は、前記クランク軸に前記正トルクを付与可能であり、
前記回転電機制御部は、前記停止クランク角取得部により取得された前記停止クランク角が、前記クランク軸の正回転方向において前記第一閾値よりも大きく設定された第二閾値よりも大きい場合に、前記力行制御を選択して実施する請求項２又は３に記載の再始動制御装置。
【請求項５】
前記回転電機制御部は、前記クランク軸の回転速度が、前記エンジンの共振域に到達した後に前記共振域から出るまで単調に上昇し、且つ、前記共振域に戻ることがないように、選択した前記制御を実施する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の再始動制御装置。
【請求項６】
前記クランク角センサにより検出される前記クランク角に基づいて、前記クランク軸の回転速度を算出する回転速度算出部と、
前記回転速度算出部により算出された前記クランク軸の前記回転速度が、推定閾値よりも高い場合に前記回転電機の回転角度を推定し、前記推定閾値よりも低い状態において、前記回転電機の回転角度を推定しない回転角度推定部と、
を備え、
前記回転電機制御部は、前記複数気筒の一番目の圧縮上死点から前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間中に前記力行制御を実施する請求項４に記載の再始動制御装置。
【請求項７】
前記回転電機制御部は、前記所定の再始動条件が成立し前記複数気筒の二番目の圧縮上死点に到達以降において、前記力行制御を実施する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の再始動制御装置。
【請求項８】
前記車両は、前記エンジンを始動させるスタータ（１６）を備え、
前記所定の再始動条件が成立した場合に前記スタータにより前記クランク軸を回転させて前記エンジンを再始動する再始動部を備える請求項１乃至７のいずれか１項に記載の再始動制御装置。
【請求項９】
前記回転電機制御部は、前記所定の再始動条件が成立し前記複数気筒の二番目の圧縮上死点に到達して以降において、前記力行制御を実施させ、
前記再始動部は、前記回転電機制御部により前記複数気筒の二番目の圧縮上死点に到達して以降において前記力行制御が実施された場合に、前記スタータの駆動を停止させる請求項８に記載の再始動制御装置。
【請求項１０】
前記再始動部は、前記スタータの駆動を前記エンジンが完爆に至るまで継続する請求項８に記載の再始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの再始動を制御する制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年においては、例えば、燃費改善等を目的としてアイドリングストップ機能を具備した車両（以降、アイドリングストップ車両と呼称）が実用化されており、アイドリングストップ後の再始動時には、エンジンのいち早い始動が求められる。このため、エンジン再始動の応答性向上を図るべく、例えば特許文献１に開示される技術などが検討されている。
【０００３】
特許文献１では、所定の自動停止条件が成立した時点で、吸気絞り弁が閉方向に駆動され、自動停止条件が成立する前の開度よりも小さく制御される。そして、燃料噴射弁による燃料噴射の停止後エンジン停止時に圧縮行程となる気筒（以降、停止時圧縮行程気筒と呼称）の吸気行程中、エンジン停止前の全気筒の最後の上死点（以降、最終ＴＤＣと呼称）よりも一つ前の上死点の通過時に、吸気絞り弁が開方向に駆動される。これにより、ピストンの揺れ戻しが生じエンジンが一時的に逆回転するも、停止時圧縮行程気筒のピストンは上死点を越えることなく圧縮行程で停止することになる。ここで、上死点と下死点との間に設定される特定範囲にピストンの停止位置が収まれば、停止時圧縮行程気筒にエンジン全体として最初の燃料燃焼を開始させることができ、エンジンを迅速に再始動させることができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１１３１６１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に記載のピストン停止位置制御を実施することで、エンジンが停止するまでの間に吸気絞り弁を開いて空気を導入すると、気筒内の圧縮反力が増し、その結果エンジン停止時に生じるエンジンの振動が大きくなる懸念がある。このため、特許文献１に記載の自動停止制御を実施する場合には吸気絞り弁を開方向に駆動させる開度量に制限が設けられるものと考えられ、制限の大きさによっては、停止時圧縮行程気筒のピストン停止位置の制御性が低下するおそれがある。
【０００６】
ところで、エンジンには回転振動の共振域が存在しており、エンジンの振動抑制のためエンジン再始動時にはエンジンの回転速度が共振域をいち早く通過することが望ましい。しかし、特許文献１に記載の自動停止制御を実施した際に上述の懸念が生じ、エンジンを自動停止させた際の停止時圧縮行程気筒のピストン停止位置が特定範囲から外れた場合には、エンジンを自動停止させた際の停止時圧縮行程気筒のピストン停止位置が特定範囲に収まった場合と比較して、エンジンを再始動させた際のエンジンの回転速度が共振域内に存在する期間が長くなる可能性がある。この場合、エンジン再始動時におけるエンジンの振動が大きくなる。
【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、その主たる目的は、エンジン停止時のクランク軸の回転角度位置に依存せず、共振域をいち早く通過するようにクランク軸の回転速度を上昇させることが可能な再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】
【０００８】
本発明は、複数気筒を有するエンジンと、前記エンジンのクランク軸と互いにトルクを伝達可能に設けられた回転電機と、前記クランク軸のクランク角を検出するクランク角センサとを備え、前記エンジンの自動停止を実施する一方で、所定の再始動条件が成立したことを条件として前記エンジンの自動再始動を実施する車両に適用される再始動制御装置であって、前記エンジンが自動停止された状態における前記クランク角である停止クランク角を、前記クランク角センサから取得する停止クランク角取得部と、前記自動再始動において前記所定の再始動条件が成立してから前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に、前記停止クランク角取得部により取得された前記停止クランク角に基づいて、前記回転電機により前記クランク軸に正トルクを付与する力行制御と、前記回転電機により前記クランク軸に負トルクを付与する負トルク付与制御と、前記力行制御及び前記負トルク付与制御を待機する待機制御と、のうち少なくとも二つの制御から一つの制御を選択して実施する回転電機制御部と、を備える。
【０００９】
エンジン停止時に吸気絞り弁を開方向に制御すると、エンジン停止時に生じるエンジンの振動が大きくなるという懸念から、ピストン停止位置制御を実施する場合には吸気絞り弁を開方向に駆動させる開度量に制限が設けられるものと考えられる。このとき、制限の大きさによっては、複数の気筒のうちエンジンの停止時に圧縮行程となる気筒（以降、第一気筒と呼称）のピストン停止位置の制御性が低下するおそれがある。仮にピストン停止位置制御を実施した際に上記懸念が生じた場合、クランク軸の回転速度が共振域内に存在する時間が長くなり、エンジン再始動時におけるエンジンの振動が大きくなる可能性がある。
【００１０】
この対策として、停止クランク角がクランク角センサから取得される。そして、自動再始動において所定の再始動条件が成立してから複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に、停止クランク角取得部により取得された停止クランク角に基づいて、力行制御と、負トルク付与制御と、待機制御と、のうち少なくとも二つの制御から一つの制御が選択されて実施される。つまり、第一気筒のピストン停止位置が特定範囲から上死点側又は下死点側に外れたとしても、所定の再始動条件が成立してから複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に、回転電機によりクランク軸の回転速度が適切に調整されることで、共振域をいち早く通過するようにクランク軸の回転速度を上昇させることが可能となる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、前記回転電機は、前記クランク軸に負トルクを付与可能であり、前記回転電機制御部は、前記停止クランク角取得部により取得された前記停止クランク角が前記クランク軸の正回転方向において第一閾値よりも小さいことを条件として、前記負トルク付与制御を選択して実施する。
【００１２】
停止クランク角取得部により取得されたクランク軸の停止クランク角が第一閾値よりも小さい状況とは、停止クランク角取得部により取得されたクランク軸の停止クランク角が第一閾値よりも大きい場合と比較して、第一気筒のピストン停止位置は下死点側にあり、所定の再始動条件が成立してから第一気筒が圧縮上死点に到達するまでの時間が長い状況を指している。したがって、停止クランク角取得部により取得されたクランク軸の停止クランク角が第一閾値よりも大きい場合と比較して、第一気筒が圧縮上死点に到達した時のクランク軸の回転速度は高いものとなっていることが想定される。このときに、エンジン（第一気筒）に燃料の燃焼を実施させると、そのとき生じた回転トルクによりクランク軸の回転速度が共振域内に入るおそれがある。この対策として、停止クランク角取得部により取得されたクランク軸の停止クランク角が第一閾値よりも小さいことを条件として、所定の再始動条件が成立してから複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に、負トルク付与制御が選択されて実施される。これにより、第一気筒が圧縮上死点に到達した時のクランク軸の回転速度を低く抑えることができ、エンジン（第一気筒）に燃料の燃焼を実施させた際に、クランク軸の回転速度が共振域に収まる可能性を低く抑えることができる。
【００１３】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記回転電機は、前記クランク軸への負トルクの付与、及び前記クランク軸への前記正トルクの付与を待機することが可能であり、前記回転電機制御部は、前記停止クランク角取得部により取得された前記停止クランク角が、第一閾値よりも大きく、且つ、前記第一閾値よりも大きく設定された第二閾値よりも小さい場合に、前記待機制御を選択して実施する。
【００１４】
停止クランク角取得部により取得された停止クランク角が、第一閾値よりも大きく、且つ、第一閾値よりも大きく設定された第二閾値よりも小さい場合には、第一気筒のピストン停止位置がエンジンを好適に再始動させることが可能な範囲（特定範囲）内に停止しているものと考えられる。したがって、上記状況で所定の再始動条件が成立した場合には、回転電機がクランク軸に対して負トルクを付与したり正トルクを付与したりせずとも、通常のエンジンの再始動で、共振域をいち早く通過するようにクランク軸の回転速度を上昇させることが可能である。
【００１５】
第４の発明は、第２又は第３の発明において、前記回転電機は、前記クランク軸に前記正トルクを付与可能であり、前記回転電機制御部は、前記停止クランク角取得部により取得された前記停止クランク角が、前記第一閾値よりも大きく設定された第二閾値よりも大きい場合に、前記力行制御を選択して実施する。
【００１６】
停止クランク角取得部により取得されたクランク軸の停止クランク角が第二閾値よりも大きい状況とは、停止クランク角取得部により取得されたクランク軸の停止クランク角が第二閾値よりも小さい場合と比較して、第一気筒のピストン停止位置は上死点側にあり、所定の再始動条件が成立してから第一気筒が圧縮上死点に到達するまでの時間が短い。この状況でエンジンの再始動制御が実施された場合、第一気筒が圧縮上死点に到達するまでに、クランク軸の回転速度を燃料の燃焼によるエンジン始動が可能な回転速度にまで上昇させることができない可能性がある。このような場合には、所定の再始動条件が成立してから一回目の燃料の燃焼を第一気筒に実施させることができないので、次に圧縮上死点に到達する気筒（以降、第二気筒と呼称）で燃料を燃焼させることになる。このとき、第一気筒で燃料を燃焼させた後に第二気筒で燃料を燃焼させる場合と比較して、クランク軸の回転速度がより低い状況で第二気筒による燃料の燃焼が実施されることとなる。よって、上記状況での第二気筒の燃料燃焼では、クランク軸の回転速度が共振域内を通過して戻らないようにすることが出来ず、クランク軸の回転速度が共振域内に複数回入り、その期間エンジンの振動が大きくなるおそれがある。
【００１７】
この対策として、停止クランク角取得部により取得された停止クランク角が第二閾値よりも大きい場合には、所定の再始動条件が成立してから複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に、力行制御が選択されて実施される。これにより、第二気筒による燃料の燃焼により共振域をいち早く通過するように、第二気筒で燃料を燃焼させるときまでにクランク軸の回転速度を十分に上昇させることができる。
【００１８】
第５の発明は、第１乃至４のいずれか１つの発明において、前記回転電機制御部は、前記クランク軸の回転速度が、前記エンジンの共振域に到達した後に前記共振域から出るまで単調に上昇し、且つ、前記共振域に戻ることがないように、選択した前記制御を実施する。
【００１９】
上記制御を実施することで、クランク軸の回転速度は共振域に停滞することがなく、いち早く共振域を通過することが可能となる。
【００２０】
第６の発明は、第４の発明において、前記クランク角センサにより検出される前記クランク角に基づいて、前記クランク軸の回転速度を算出する回転速度算出部と、前記回転速度算出部により算出された前記クランク軸の前記回転速度が、推定閾値よりも高い場合に前記回転電機の回転角度を推定し、前記推定閾値よりも低い状態において、前記回転電機の回転角度を推定しない回転角度推定部と、を備え、前記回転電機制御部は、前記複数気筒の一番目の圧縮上死点から前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間中に前記力行制御を実施する。
【００２１】
回転電機によりクランク軸に正トルクを付与させるためには、回転電機の回転角度を正しく認識している必要がある。この点、回転電機の回転角度を検出する回転角度センサが設けられていない場合には、回転電機の回転角度を推定する必要がある。しかし、回転電機の回転角の推定はクランク軸の回転速度が推定閾値よりも低い状態では困難となることが多い。したがって、所定の再始動条件が成立してから複数気筒の一番目の圧縮上死点までの期間は、推定閾値を下回るほどクランク軸の回転速度が低い可能性があり、回転電機に力行制御を正常に実施させることが困難であると考えられる。したがって、複数気筒の一番目の圧縮上死点から複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間中に、回転電機制御部により力行制御が実施される。これにより、エンジンの回転速度が推定閾値を下回る可能性の低い状況下で力行制御を実施することができる。
【００２２】
第７の発明は、第１乃至６のいずれか１つの発明において、前記回転電機制御部は、前記所定の再始動条件が成立し前記複数気筒の二番目の圧縮上死点に到達してから、前記力行制御を実施する。
【００２３】
クランク軸の回転速度が共振域を通過する場面とは、第二気筒で燃料が燃焼されることで生じる回転速度の上昇時であることが多い。したがって、所定の再始動条件が成立し複数気筒の二番目の圧縮上死点に到達してから、力行制御を実施させる。これにより、第二気筒による燃料の燃焼で生じる回転トルクのみならず、回転電機によりクランク軸に正トルクが付与されるため、クランク軸の回転速度の上昇度合いが増し、クランク軸の回転速度が共振域に停滞することなく通過できる可能性を高めることができる。
【００２４】
第８の発明は、第１乃至７のいずれか１つの発明において、前記車両は、前記エンジンを始動させるスタータを備え、前記所定の再始動条件が成立した場合に前記スタータにより前記クランク軸を回転させて前記エンジンを再始動する再始動部を備える。
【００２５】
第９の発明は、第８の発明において、前記回転電機制御部は、前記所定の再始動条件が成立し前記複数気筒の二番目の圧縮上死点に到達してから、前記力行制御を実施させ、前記再始動部は、前記回転電機制御部により前記複数気筒の二番目の圧縮上死点に到達してから前記力行制御が実施された場合に、前記スタータの駆動を停止させる。
【００２６】
所定の再始動条件が成立し複数気筒の二番目の圧縮上死点に到達してから、回転電機によりクランク軸に正トルクが付与される場合には、スタータの駆動が停止される。これにより、エンジンが完爆に至るまでスタータ駆動を継続した場合と比較してスタータによる騒音や振動を抑制することができる。
【００２７】
第１０の発明は、第８の発明において、前記再始動部は、前記スタータの駆動を前記エンジンが完爆に至るまで継続する。
【００２８】
スタータの駆動をエンジンが完爆に至るまで継続することで、エンジンを確実に始動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施形態に係る制御システムの概略構成図である。
【図２】エンジンを停止させる際に吸気絞り弁を開く制御を実施することで生じるクランク軸の回転速度の脈動と、エンジンの振動と、の様子を示す図である。
【図３】本実施形態に係る再始動制御の態様を示すタイムチャートである。
【図４】本実施形態に係る再始動制御の態様と、該再始動制御を実施しなかった場合の態様と、を示すタイムチャートである。
【図５】本実施形態に係る再始動制御の態様と、該再始動制御を実施しなかった場合の態様と、を示すタイムチャートである。
【図６】本実施形態に係るＥＣＵが実施する制御フローチャートである。
【図７】図６に記載のステップＳ１５０のサブルーチン処理である。
【図８】図７に記載のサブルーチン処理の別例である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３１】
図１に複数気筒を備えた内燃機関（以下、エンジンと呼称）１０と接続している制御システム１００の一例を示す。
【００３２】
エンジン１０には、スタータモータ１６が設けられている。スタータモータ１６に取り付けられたピニオンギアが、始動指令に伴うエンジン１０の始動時においてエンジン１０のリングギア１５に機械的に噛み合わされ、クランク軸１１に対して外部より正トルクを与えてエンジン１０を始動させる。
【００３３】
エンジン１０のクランク軸１１は、回転電機１２と接続されている。本実施形態において回転電機１２は、ベルトを介してクランク軸１１に接続されるベルト駆動のオルタネータを想定している。このオルタネータは、多相巻線と界磁巻線とを備え、多相巻線から出力される交流出力電流を複数のＭＯＳＦＥＴにより整流するものであって、ＭＯＳ−Ａｌｔとも呼称される。このＭＯＳＦＥＴを制御することで、ＭＯＳ−Ａｌｔとしての回転電機１２は、クランク軸１１に負トルクを付与する負トルク付与機能に加えて、力行機能を有することができる。力行機能は、アイドリングストップ再始動（エンジン自動停止からの再始動）などの暖機後であってエンジン１０が完爆に至るまでの始動時に、クランク軸１１に対して外部より正トルクを付与する機能である。また、回転電機１２は、負トルク付与機能及び力行機能の実施を待機する待機機能を有している。回転電機１２は、ＬＩＮ等の通信ネットワークによりＥＣＵ３０と接続されている。
【００３４】
エンジン１０は、クランク角センサ３３を備えており、エンジン１０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ＥＣＵ３０に送信する。
【００３５】
制御システム１００は、回転電機１２、スタータモータ１６、及びＥＣＵ３０の他、電気負荷１３及び鉛蓄電池１４を備えている。
【００３６】
鉛蓄電池１４は周知の汎用蓄電池である。具体的には、正極活物質が二酸化鉛（ＰｂＯ２）、負極活物質が鉛（Ｐｂ）、電解液が硫酸（Ｈ２ＳＯ４）である。そして、これらの電極から構成された複数の電池セルを直列接続して構成されている。この鉛蓄電池１４は、リレー２０を介してスタータモータ１６と、接続線としての給電線１５により並列に電気接続されている。
【００３７】
リレー２０は、ＥＣＵ３０からの駆動信号により接続状態となる。始動指令に伴うエンジン１０の始動時において、ＥＣＵ３０によりリレー２０に駆動信号が送信され、リレー２０が接続状態となると、鉛蓄電池１４から供給される電力により、スタータモータ１６は回転状態となる。これにより、クランク軸１１に対して外部より正トルクを与えてエンジン１０を始動させる。なお、エンジン１０を自動停止させた状態からの再始動時でも同様の制御が行われる。一方で、リレー２０が遮断状態であると、鉛蓄電池１４からの電力の供給が停止し、スタータモータ１６は非駆動状態となる。
【００３８】
電気負荷１３は、一般的な電気負荷であり、具体例としてはヘッドライト、フロントウインドシールド等のワイパ、空調装置の送風ファン、リヤウインドシールドのデフロスタ用ヒータ等が挙げられる。電気負荷１３は給電線１５により回転電機１２及び鉛蓄電池１４のそれぞれと並列に電気接続されており、これにより、回転電機１２や鉛蓄電池１４から電気負荷１３への電力供給が行われることとなる。
【００３９】
本制御システム１００では、システム全体を統括する主制御装置としてＥＣＵ３０を備えている。ＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータ等を備えてなる周知の電子制御装置である。
【００４０】
ＥＣＵ３０は、車両走行中において所定の自動停止条件を満たした場合にエンジン１０の自動停止を実施させる。そして、エンジン１０の自動停止が実施された状態であり、且つ所定の再始動条件を満たした場合に、エンジン１０を自動で再始動させる。なお、自動停止条件としては、例えば車速が所定以下であること、アクセルセンサ（図示せず）により検出されるアクセル操作量がゼロであること（又はブレーキセンサ（図示せず）により検出されるブレーキ操作量が第一所定量よりも多いこと）等が含まれる。また、所定の再始動条件としては、例えばアクセルセンサにより検出されるアクセル操作量が第二所定量よりも多いこと、ブレーキセンサにより検出されるブレーキ操作量がゼロであること等が含まれる。
【００４１】
一方で、ＥＣＵ３０は、クランク角センサ３３等の各種センサの出力に基づいて取得したエンジン１０の運転状態に応じて、スタータモータ１６及び回転電機１２を含む各部の動作を制御する。回転電機１２の駆動制御について、より具体的には、回転電機１２に負トルク付与機能を実施させる負トルク付与制御と、回転電機１２に力行機能を実施させる力行制御と、回転電機１２に待機機能を実施させる待機制御と、のうちいずれかの制御を選択し、選択した制御を実施する。このため、ＥＣＵ３０は、回転電機制御部に該当する。また、ＥＣＵ３０は、停止クランク角取得部と、再始動部と、回転速度算出部と、回転角度推定部と、に該当する。
【００４２】
ところで、自動停止後の再始動時には、エンジン１０のいち早い始動が求められる。したがって、エンジン停止制御中に吸気絞り弁を制御することで、複数の気筒のうちエンジン１０の停止時に圧縮行程となる気筒（以降、第一気筒と呼称）のピストン停止位置を、エンジン１０を好適に再始動させることが可能な範囲（以降、所定範囲と呼称）内に収め、第一気筒にエンジン１０全体として最初の燃料燃焼を開始させる制御（以降、ピストン停止位置制御と呼称）が従来より実施されている。
【００４３】
しかし、エンジン１０の停止時に吸気絞り弁を開方向に制御すると、気筒内の圧縮反力が増す。その結果、図２の実線に記載されるように、吸気絞り弁を閉方向に制御した場合（図２の点線）と比較して、クランク軸１１の回転速度が大きく脈動し、エンジン１０の停止時に生じるエンジン１０の振動が大きくなるという懸念がある。このため、ピストン停止位置制御を実施する場合には、吸気絞り弁を開方向に駆動させる開度量に制限が設けられるものと考えられる。このとき、制限の大きさによっては、第一気筒のピストン停止位置の制御性が低下するおそれがある。
【００４４】
一方で、エンジン１０には回転振動の共振域が存在しており、エンジン１０の振動抑制のためエンジン１０の再始動時には、第一気筒の次に圧縮上死点に到達する気筒（以降、第二気筒と呼称）による燃料の燃焼によりクランク軸１１の回転速度が共振域を通過することが望ましい（例えば図３の時間ｔ３−ｔ４参照）。しかし、ピストン停止位置制御を実施した際に上述の懸念が生じ、エンジン１０を自動停止させた際の第一気筒のピストン停止位置が所定範囲から外れた場合には、エンジン１０を自動停止させた際の第一気筒のピストン停止位置が所定範囲に収まった場合と比較して、エンジン１０を再始動させた際のクランク軸１１の回転速度が共振域内に存在する期間が長くなる可能性がある。
【００４５】
例えば、エンジン１０が自動停止された状態におけるクランク角としての停止クランク角がクランク軸１１の正回転方向において第一閾値よりも小さい場合には、停止クランク角が第一閾値よりも大きい場合と比較して、第一気筒のピストン停止位置は下死点側にあり、所定の再始動条件が成立してから第一気筒が圧縮上死点に到達するまでの時間が長くなる。つまり、第一気筒が圧縮上死点に到達するまでに、クランク軸１１の回転速度がスタータモータ１６によるトルク付与により過剰に高くなる可能性がある。この場合にエンジン１０（第一気筒）に燃料の燃焼を実施させると、図４の点線に示すように、そのとき生じた回転トルクによりクランク軸１１の回転速度が共振域内に入るおそれがある（時間ｔ１２−ｔ３３参照）。
【００４６】
また、停止クランク角が第一閾値よりも大きく設定された第二閾値よりも大きい場合には、停止クランク角が第二閾値よりも小さい場合と比較して、第一気筒のピストン停止位置は上死点側にあり、所定の再始動条件が成立してから第一気筒が圧縮上死点に到達するまでの時間が短くなる。この状況でエンジン１０の再始動制御が実施された場合、第一気筒が圧縮上死点に到達するまでに、燃料の燃焼によるエンジン始動が可能な回転速度にまでクランク軸１１の回転速度を上昇させることができない可能性がある。このような場合には、所定の再始動条件が成立してから一回目の燃料の燃焼を第一気筒に実施させることができないので、エンジン全体として最初の燃料の燃焼を第二気筒で開始させることになる。このとき、第一気筒で燃料を燃焼させた後に第二気筒で燃料を燃焼させる場合（図３参照）と比較して、図５の点線に示すように、クランク軸１１の回転速度がより低い状況で第二気筒による燃料の燃焼が実施されることとなる。よって、上記状況での第二気筒の燃料燃焼では、クランク軸１１の回転速度が共振域内を通過して戻らないようにすることが出来ず、クランク軸１１の回転速度が共振域内に複数回入り、その期間エンジンの振動が大きくなるおそれがある（時間ｔ２３−ｔ３４参照）。
【００４７】
この対策として、ＥＣＵ３０は、エンジン１０が自動停止された場合に停止クランク角をクランク角センサ３３より取得する。そして、自動再始動において、所定の再始動条件が成立してから前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に、クランク角センサ３３より取得した停止クランク角に基づいて、力行制御と、負トルク付与制御と、待機制御と、のうち一つの制御を選択して実施する。
【００４８】
具体的には、クランク角センサ３３により取得された停止クランク角が第一閾値よりも大きく、且つ、第二閾値よりも小さい場合には、第一気筒のピストン停止位置が所定範囲内に停止しているものと考えられる。したがって、上記状況で所定の再始動条件が成立した場合には、回転電機１２がクランク軸１１に対して負トルクを付与したり正トルクを付与したりせずとも、通常のエンジン１０の再始動で、共振域をいち早く通過するようにクランク軸１１の回転速度を上昇させることが可能である。よって、上記状況では、待機制御を選択して実施する。
【００４９】
クランク角センサ３３より取得した停止クランク角が第一閾値よりも小さいことを条件として、負トルク付与制御を選択し、所定の再始動条件が成立してから前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に負トルク付与制御を実施する。
【００５０】
また、クランク角センサ３３により取得された停止クランク角が第二閾値よりも大きい場合には、力行制御を選択し、所定の再始動条件が成立してから前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に力行制御を実施する。
【００５１】
ところで、回転電機１２を適切に駆動するためには、回転電機１２を構成するロータの回転角を認識している必要がある。この点、本実施形態において、回転電機１２として想定しているＭＯＳ−Ａｌｔには回転子（図示せず）の回転角度位置を検出する検出センサは備わっていないため、ＥＣＵ３０は、回転電機１２に備わる回転子又は固定子に生じる誘起電圧および逆起電力から回転角度位置を推定する。
【００５２】
しかし、クランク軸１１の回転速度が低い場合に、回転子又は固定子に生じる誘起電圧および逆起電力が低くなり、それに伴って、回転子の回転角度の推定精度が低下することが想定される。この状況で上記推定方法を実施すると、回転子の回転角度位置の推定精度が低下し、場合によっては回転電機１２を適切に駆動することができないおそれがある。これを考慮し、回転子の回転角度の推定精度低下により回転電機１２を適切に駆動させることができないおそれのあるクランク軸１１の回転速度の下限値を推定閾値として設定し、回転検出部２３は、クランク軸１１の回転速度が推定閾値よりも低い状態において回転子の回転角度を推定しない。このとき、自動再始動において、所定の再始動条件が成立してから複数気筒の一番目の圧縮上死点までの期間は、推定閾値を下回るほどクランク軸１１の回転速度が低い可能性があり、回転子の回転角度を推定しない状況が生じることで回転電機１２を適切に駆動させることができないおそれがある。
【００５３】
したがって、本実施形態において、クランク角センサ３３より取得した停止クランク角が第一閾値よりも小さいことを条件として負トルク付与制御を実施する場合には、その期間を複数気筒の一番目の圧縮上死点から前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間とする。また、クランク角センサ３３により取得された停止クランク角が第二閾値よりも大きいことで力行制御を実施する場合には、その期間を複数気筒の一番目の圧縮上死点から前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間とする。これにより、クランク軸１１の回転速度が推定閾値を下回る可能性の低い状況下で回転電機を駆動させることができる。
【００５４】
ところで、上述したように、エンジン１０の振動抑制のためエンジン１０の再始動時には、第二気筒による燃料の燃焼によりクランク軸１１の回転速度が共振域を通過することが望ましい。したがって、所定の再始動条件が成立し複数気筒の二番目の圧縮上死点に到達してから、力行制御を実施させる。これにより、第二気筒による燃料の燃焼で生じる回転トルクのみならず、回転電機１２によりクランク軸１１に正トルクが付与されるため、クランク軸１１の回転速度の上昇度合いが増し、クランク軸１１の回転速度が共振域に停滞することなく通過できる可能性を高めることができる。
【００５５】
また、本実施形態において、所定の再始動条件が成立することで実施されるスタータモータ１６の駆動は、エンジン１０が完爆に至るまで継続させる。これにより、エンジン１０を確実に始動させることができる。
【００５６】
本実施形態では、ＥＣＵ３０により図６に記載の自動停止再始動制御を実施する。図６に示す自動停止再始動制御は、ＥＣＵ３０が電源オンしている期間中にＥＣＵ３０によって所定周期で繰り返し実施される。
【００５７】
まず、ステップＳ１００にて、所定の自動停止条件が成立したか否かを判定する。所定の自動停止条件が成立していないと判定した場合には（Ｓ１００：ＮＯ）、ステップＳ１００の処理を再度実施する。所定の自動停止条件が成立したと判定した場合には（Ｓ１００：ＹＥＳ）、ステップＳ１１０に進む。
【００５８】
ステップＳ１１０では、エンジン１０への燃料供給を停止することで、エンジン１０の停止制御を開始する。ステップＳ１２０では、クランク角センサ３３が検出するクランク角に基づいて算出したクランク軸１１の回転速度が第一判定値よりも低いか否かで、エンジン１０が完全に停止したか否かを判定する。なお、第一判定値は、クランク軸１１の回転速度が０となったことを識別するために設けられた値である。エンジン１０が完全に停止していないと判定した場合には（Ｓ１２０：ＮＯ）、再度ステップＳ１２０の処理を実施する。エンジン１０が完全に停止したと判定した場合には（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、ステップＳ１３０に進む。
【００５９】
ステップＳ１３０では、クランク角センサ３３から停止クランク角を取得する。ステップＳ１４０では、所定の再始動条件が成立したか否かを判定する。所定の再始動条件が成立していないと判定した場合には（Ｓ１４０：ＮＯ）、再度ステップＳ１４０の処理を実施する。所定の再始動条件が成立したと判定した場合には（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、ステップＳ１５０に進む。ステップＳ１５０では、エンジン１０を再始動させるための再始動処理を実施する。
【００６０】
なお、ステップＳ１３０の処理は、停止クランク角取得部としての処理に該当する。
【００６１】
また、ＥＣＵ３０により図７の再始動処理を実施する。図７に示す再始動処理は、図６に記載のステップＳ１５０に相当するサブルーチン処理である。
【００６２】
まず、ステップＳ２００にて、スタータモータ１６を駆動させる。ステップＳ２１０では、待機制御を実施する。そして、ステップＳ２２０にて、ステップＳ１３０で取得した停止クランク角が第一閾値よりも小さいか否かを判定する。停止クランク角が第一閾値よりも小さいと判定した場合には（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、ステップＳ２３０に進む。
【００６３】
ステップＳ２３０では、クランク角センサ３３から取得したクランク角度位置が、第一気筒が圧縮上死点に到達したことを示す角度位置であるか否かで、第一気筒が圧縮上死点に到達したか否かを判定する。第一気筒が圧縮上死点に到達していないと判定した場合には（Ｓ２３０：ＮＯ）、再度ステップＳ２３０を実施する。第一気筒が圧縮上死点に到達したと判定した場合には（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、ステップＳ２４０に進む。ステップＳ２４０では、待機制御を終了し、負トルク付与制御を実施する。
【００６４】
ステップＳ２５０では、クランク角センサ３３から取得したクランク角度位置が、第二気筒が圧縮上死点に到達したことを示す角度位置であるか否かで、第二気筒が圧縮上死点に到達したか否かを判定する。第二気筒が圧縮上死点に到達していないと判定した場合には（Ｓ２５０：ＮＯ）、再度ステップＳ２５０を実施する。第二気筒が圧縮上死点に到達したと判定した場合には（Ｓ２５０：ＹＥＳ）、ステップＳ２６０に進み、負トルク付与制御を終了する。ステップＳ２７０では、力行制御を実施する。
【００６５】
ステップＳ２８０では、クランク軸１１の回転速度が第二判定値よりも高くなったか否かで、エンジン１０が始動完了（完爆）したか否かを判定する。なお、第二判定値は、エンジン１０の自立駆動が可能となる回転速度に設定される。エンジン１０が始動完了していないと判定した場合には（Ｓ２８０：ＮＯ）、再度ステップＳ２８０を実施する。エンジン１０が始動完了したと判定した場合には（Ｓ２８０：ＹＥＳ）、ステップＳ２９０に進み、力行制御を終了し、待機制御を実施する。ステップＳ３００では、スタータモータ１６の駆動を終了させる。そして、本制御を終了する。
【００６６】
停止クランク角が第一閾値よりも大きいと判定した場合には（Ｓ２２０：ＮＯ）、ステップＳ３１０に進む。ステップＳ３１０では、停止クランク角が第二閾値よりも小さいか否かを判定する。停止クランク角が第二閾値よりも小さいと判定した場合には（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、ステップＳ３２０に進む。
【００６７】
ステップＳ３２０では、ステップＳ２５０と同様の方法で、第二気筒が圧縮上死点に到達したか否かを判定する。第二気筒が圧縮上死点に到達していないと判定した場合には（Ｓ３２０：ＮＯ）、再度ステップＳ３２０を実施する。第二気筒が圧縮上死点に到達したと判定した場合には（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、ステップＳ２７０に進む。
【００６８】
停止クランク角が第二閾値よりも大きいと判定した場合には（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、ステップＳ３３０に進む。ステップＳ３３０では、ステップＳ２３０と同様の方法で、第一気筒が圧縮上死点に到達したか否かを判定する。第一気筒が圧縮上死点に到達していないと判定した場合には（Ｓ３３０：ＮＯ）、再度ステップＳ３３０を実施する。第一気筒が圧縮上死点に到達したと判定した場合には（Ｓ３３０：ＹＥＳ）、ステップＳ２７０に進む。
【００６９】
なお、ステップＳ２００は再始動部としての処理に該当し、ステップＳ２１０〜２７０，ステップＳ３１０〜３３０の処理は回転電機制御部としての処理に該当する。
【００７０】
次に、図３〜５を参照して、本実施形態にかかる再始動制御の態様を説明する。
【００７１】
図３は、クランク角センサ３３により取得された停止クランク角が第一閾値よりも大きく、且つ、第二閾値よりも小さい場合を想定している。この場合に、所定の再始動条件が成立すると、スタータモータ１６の駆動を開始させ、クランク軸１１に正トルクを付与してクランク軸１１の回転速度を上昇させる（時間ｔ１参照）。このとき、待機制御を実施することで、回転電機１２に待機機能を実施させる。そして、第一気筒のピストン位置が圧縮上死点に到達すると、第一気筒に燃料を供給し、エンジン１０全体として最初の燃料燃焼を開始させる（時間ｔ２参照）。
【００７２】
そして、第二気筒のピストン位置が圧縮上死点に到達すると、第二気筒にエンジン１０全体として二番目の燃料燃焼を実施させ、その一方で待機制御を終了し力行制御を実施することで、回転電機１２によりクランク軸１１に正トルクを付与させる（時間ｔ３参照）。このときに生じるクランク軸１１の回転速度の上昇で、共振域を通過することになる（時間ｔ３−ｔ４参照）。その後も同様に、回転電機１２によりクランク軸１１に正トルクを付与させた状態で、気筒による燃料の燃焼を実施させる。そして、クランク軸１１の回転速度が第二判定値よりも高くなったことで、エンジン１０が完爆したと認識し、力行制御を終了するとともにスタータモータ１６の駆動を停止させる（時間ｔ５参照）。なお、スタータモータ１６は、所定の再始動条件が成立してからエンジン１０が完爆するまでの期間、駆動を継続させる（時間ｔ１−ｔ５参照）。
【００７３】
図４に示す制御について、上述の図３に示す制御との相違点を中心に説明する。図４は、クランク角センサ３３により取得された停止クランク角が第一閾値よりも小さい場合を想定している。よって、第一気筒が圧縮上死点に到達した場合のクランク軸１１の回転速度は、図３の同時点におけるクランク軸１１の回転速度よりも高いものとなっている（時間ｔ１２参照）。このため、第一気筒が圧縮上死点に到達した場合には、第一気筒に燃料の燃焼を実施させるとともに、待機制御を終了し負トルク付与制御を実施することで、回転電機１２によりクランク軸１１に対して負トルクを生じさせる（時間ｔ１２−１３参照）。それ以外の制御は、図３と同様の制御である。
【００７４】
図５に示す制御について、上述の図３に示す制御との相違点を中心に説明する。図５は、クランク角センサ３３により取得された停止クランク角が第二閾値よりも大きい場合を想定している。よって、第一気筒が圧縮上死点に到達した場合のクランク軸１１の回転速度は、図３の同時点におけるクランク軸１１の回転速度よりも低いものとなっている（時間ｔ２２参照）。したがって、第一気筒が圧縮上死点に到達した場合に、第一気筒に燃料の燃焼を実施させるとともに、待機制御を終了し力行制御を実施することで、回転電機１２によりクランク軸１１に正トルクを付与させる（時間ｔ２２−２３参照）。それ以外の制御は、図３と同様の制御である。
【００７５】
上記構成により、本実施形態は、以下の効果を奏する。
【００７６】
・クランク角センサ３３により取得された停止クランク角が第一閾値よりも小さいことを条件として、負トルク付与制御が選択され、複数気筒の一番目の圧縮上死点から前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間中に負トルク付与制御が実施される。これにより、複数気筒の一番目の圧縮上死点から前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間のクランク軸１１の回転速度を低く抑えることができる。ひいては、第一気筒に燃料の燃焼を実施させた際に、クランク軸１１の回転速度が共振域に入る可能性を低く抑えることができる。
【００７７】
・クランク角センサ３３により取得された停止クランク角が第二閾値よりも大きい場合には、力行制御が選択され、複数気筒の一番目の圧縮上死点から前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に力行制御が実施される。これにより、第二気筒による燃料の燃焼により共振域をいち早く通過するように、第二気筒で燃料を燃焼させるときまでにクランク軸１１の回転速度を十分に上昇させることができる。
【００７８】
上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。
【００７９】
・上記実施形態では、回転子の回転角度位置を検出する検出センサが回転電機１２に備わっていなかった。このことについて、回転電機１２に回転子の回転角度位置を検出する検出センサが備わっていてもよい。この場合、クランク軸１１の回転速度が推定閾値よりも低くても、回転子の回転角度を検出することができる。つまり、所定の再始動条件が成立してから複数気筒の一番目の圧縮上死点までの期間に力行制御を実施することが可能となる。したがって、回転電機１２に回転子の回転角度位置を検出する検出センサが備わっている場合には、所定の再始動条件が成立してから複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に力行制御を実施してもよい。同様に、回転電機１２に回転子の回転角度位置を検出する検出センサが備わっている場合には、所定の再始動条件が成立してから複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に負トルク付与制御を実施してもよい。
【００８０】
・上記実施形態では、回転電機１２をＭＯＳ−Ａｌｔと想定していた。このことについて、回転電機１２はＩＳＧ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｔａｒｔｅｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）であってもよい。
【００８１】
あるいは、回転電機１２は、負トルク付与機能のみを有するオルタネータであってもよい。この場合、力行制御を実施することができないため、停止クランク角が第一閾値よりも小さい場合の制御を実施するのみとなる。
【００８２】
図８は、負トルク付与機能のみを有するオルタネータを用いて本再始動制御を実施する場合のフローチャートであり、図７のフローチャートの一部を変容したものである。すなわち、図７におけるステップＳ２７０、Ｓ２９０，及びＳ３１０−Ｓ３３０を削除している。また、図７におけるステップＳ２６０を削除し、その代わりにステップＳ４６０が追加される。追加されたステップＳ４６０では、負トルク付与制御を終了し、待機制御を実施する。
【００８３】
それ以外のステップについて、図８の各ステップＳ４００，４１０，４２０，４３０，４４０，４５０，４８０，及び５００の処理は、それぞれ、図７の各ステップＳ２００，２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２８０，及び３００の処理と同一である。
【００８４】
・上記実施形態では、エンジン１０が自動停止された場合に、所定の再始動条件が成立するよりも前に停止クランク角をクランク角センサ３３より取得していた。このことについて、所定の再始動条件が成立してからスタータモータ１６を駆動させるまでの期間に停止クランク角をクランク角センサ３３より取得する構成としてもよい。
【００８５】
・上記実施形態では、所定の再始動条件が成立し複数気筒の二番目の圧縮上死点に到達して以降において、力行制御を実施させていた。このことについて、所定の再始動条件が成立し複数気筒の二番目の圧縮上死点に到達して以降の力行制御を実施しなくてもよい。この場合、停止クランク角が第二閾値よりも大きいことで実施される力行制御は、複数気筒の一番目の圧縮上死点から前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間中にのみ行われるものとする。
【００８６】
・上記実施形態において、スタータモータ１６は、所定の再始動条件が成立してからエンジン１０が完爆するまでの期間、駆動を継続させていた。このことについて、所定の再始動条件が成立し複数気筒の二番目の圧縮上死点に到達して以降に力行制御を実施させた場合に、スタータモータ１６の駆動を停止させてもよい。これにより、エンジン１０が完爆に至るまでスタータモータ１６の駆動を継続した場合と比較して、スタータモータ１６による騒音や振動を抑制することができる。
【００８７】
・上記実施形態では、自動再始動において、所定の再始動条件が成立してから前記複数気筒の二番目の圧縮上死点までの期間に、クランク角センサ３３より取得した停止クランク角に基づいて、力行制御と、負トルク付与制御と、待機制御と、のうち一つの制御を選択して実施していた。このことについて、例えば、クランク角センサ３３より取得した停止クランク角に基づいて、力行制御と、負トルク付与制御と、のうち一つの制御を選択して実施してもよい。あるいは、クランク角センサ３３より取得した停止クランク角に基づいて、力行制御と、待機制御と、のうち一つの制御を選択して実施してもよい。
【００８８】
・上記実施形態では、停止クランク角が第一閾値よりも小さいことを条件として、負トルク付与制御を実施していた。このとき実施される負トルク付与制御により、回転電機１２によってクランク軸１１に付与される負トルクの大きさは、停止クランク角が下死点側であるほど、大きくなるように制御してもよい。
【００８９】
一方で、停止クランク角が第二閾値よりも大きいことを条件として、力行制御を実施していた。このとき実施される力行制御により、回転電機１２によってクランク軸１１に付与される正トルクの大きさは、停止クランク角が上死点側であるほど、大きくなるように制御してもよい。
【００９０】
本別例における制御を実施することで、クランク軸１１の回転速度が、エンジン１０の共振域に到達した後に共振域から出るまで単調に上昇し、且つ、共振域に戻ることがないことを確実に実現することができる。
【００９１】
上記実施形態では、ＥＣＵ３０によって、負トルク付与制御と、力行制御と、待機制御と、のうちいずれかの制御が選択され、選択された制御が実施されていた。このことについて、例えば、回転電機１２に備わる制御ＩＣに、負トルク付与制御と、力行制御と、待機制御と、のうちいずれかの制御を選択させ、選択された制御を実施させてもよい。この場合、停止クランク角が、ＥＣＵ３０より通信ネットワークを介して制御ＩＣに送信される。
【符号の説明】
【００９２】
１０…エンジン、１１…クランク軸、１２…回転電機、３０…ＥＣＵ、３３…クランク角センサ。
【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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