(57)【要約】【課題】ピニオンとリングギヤとの噛み合いを適正に実施する。【解決手段】ＥＣＵ３０は、所定の自動停止条件が成立した場合にエンジン２０を自動停止し、その後所定の再始動条件が成立した場合にスタータ１０によるクランキングを実施してエンジン２０を再始動する。また、ＥＣＵ３０は、エンジン自動停止後のエンジン惰性回転中においてピニオン１６をリングギヤ２２に噛み合わせる噛み合い処理を実施するとともに、再始動条件の成立後にモータ１１によりピニオン１６を回転させる。特に、ＥＣＵ３０は、同噛み合いの開始後であって、かつ噛み合い完了したと判定される前に再始動条件が成立した場合、噛み合い完了と判定されるのを待って、モータ１１によるピニオン１６の回転を開始する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の自動停止条件が成立した場合にエンジンを自動停止し、その後所定の再始動条件が成立した場合にスタータ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自動停止始動機能を有し、エンジン自動停止後の前記エンジンの惰性回転中において前記エンジンの出力軸に連結されたリングギヤに向けて前記スタータのピニオンを移動させ前記リングギヤと前記ピニオンとの噛み合いを実施する噛み合い制御手段と、前記再始動条件の成立後に回転駆動手段により前記ピニオンを回転させる回転制御手段と、を備えるエンジン停止始動制御装置において、
前記噛み合い制御手段による前記噛み合いが完了したこと、又は前記ピニオンが前記リングギヤとの接触位置まで移動し接触状態になったことを判定する噛み合い判定手段を備え、
前記回転制御手段は、前記噛み合い制御手段による前記噛み合いが開始された後であって、かつ前記噛み合い判定手段により前記噛み合いが完了した又は前記接触状態になったと判定される前に前記再始動条件が成立した場合、同噛み合い判定手段により前記噛み合いが完了した又は前記接触状態になったと判定されるのを待って前記回転駆動手段による前記ピニオンの回転駆動を開始することを特徴とするエンジン停止始動制御装置。
【請求項２】
前記噛み合いが完了する又は前記接触状態になるのが前記エンジンの出力軸の反転中である場合に前記回転駆動手段による前記ピニオンの回転を禁止する回転禁止期間を設定する期間設定手段を備え、
前記回転制御手段は、前記期間設定手段により前記回転禁止期間が設定された場合、該回転禁止期間が経過するのを待って前記回転駆動手段による前記ピニオンの回転を開始する請求項１に記載のエンジン停止始動制御装置。
【請求項３】
エンジン回転速度又はこれに相関するパラメータに基づいて、前記出力軸の反転中に前記噛み合いが完了すること又は前記接触状態になることを判定する状態判定手段を備え、
前記期間設定手段は、前記状態判定手段により前記出力軸の反転中に前記噛み合いが完了する又は前記接触状態になると判定される場合に、前記回転禁止期間を設定する請求項２に記載のエンジン停止始動制御装置。
【請求項４】
前記状態判定手段は、エンジン回転速度の減少率に基づいて、前記出力軸の反転中に前記噛み合いが完了すること又は前記接触状態になることを判定する請求項３に記載のエンジン停止始動制御装置。
【請求項５】
前記噛み合い制御手段は、前記エンジンの自動停止後におけるエンジン回転速度の減少率が所定の判定値よりも大きい場合に前記噛み合いの開始タイミングを早くする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のエンジン停止始動制御装置。
【請求項６】
前記噛み合いの開始から完了までに要する噛み合い所要時間が所定の判定値以下であることを判定する所要時間判定手段を備え、
前記回転制御手段は、前記所要時間判定手段により前記噛み合い所要時間が前記判定値以下であると判定されたとき、前記噛み合い制御手段による前記噛み合いが開始された後であって、かつ前記噛み合い判定手段により前記噛み合いが完了したと判定される前の期間に前記再始動条件が成立した場合において、前記噛み合い判定手段により前記噛み合いが完了したと判定されるのを待たずに前記回転駆動手段による前記ピニオンの回転駆動を開始する請求項１乃至５のいずれか一項に記載のエンジン停止始動制御装置。
【請求項７】
前記回転制御手段は、前記接触状態になる前に前記再始動条件が成立したとき、前記接触状態に移行したタイミングで、前記回転駆動手段による前記ピニオンの回転駆動を開始する請求項６に記載のエンジン停止始動制御装置。
【請求項８】
前記所要時間判定手段は、前記噛み合い所要時間が前記判定値以下であることを前記エンジンの温度に基づいて判定する請求項６又は７に記載のエンジン停止始動制御装置。
【請求項９】
前記所要時間判定手段は、前記噛み合い所要時間が前記判定値以下であることを前記スタータによる前記エンジンの始動回数に基づいて判定する請求項６乃至８のいずれか一項に記載のエンジン停止始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン停止始動制御装置に関するものである。
【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】
エンジンを再始動させる場合、基本的には、キー操作に伴うエンジン始動時と同様に、スタータによりエンジンの出力軸（クランク軸）に初期回転が付与される。すなわち、まず、スタータに設けられたピニオンを、ピニオン回転軸の軸線方向に押し出すことにより、クランク軸に連結されたリングギヤにピニオンを噛み合わせる。そして、スタータへの通電制御によりピニオンを回転させることでリングギヤを回転させる。これにより、クランキングが開始され、エンジンが再始動される。
【０００４】
エンジン再始動時のスタータ駆動制御として、エンジンの自動停止後における惰性回転中に、次回のエンジン再始動に備えて予めピニオンをリングギヤに噛み合わせることが提案されている（例えば特許文献１参照）。こうすることで、エンジン再始動を速やかに行うとともに、ピニオンがリングギヤに噛み合う際の噛み合い音が抑制さ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２００７−１０７５２７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、汎用のスタータでは、ピニオンとリングギヤとの噛み合い前ではピニオンとリングギヤとが非接触の状態で配置されており、ピニオンとリングギヤとの噛み合わせを開始してからその噛み合わせが完了するまでにはある程度の時間を要する。そのため、ピニオンとリングギヤとの噛み合わせをエンジンの再始動要求前に行う構成では、噛み合わせの開始から完了までの間にエンジンの再始動が要求されることがあると考えられる。この場合、ピニオンの回転が適正な時期に行われないと、回転停止直前のリングギヤに対し、回転状態のピニオンが噛み合わされることにより、ピニオンとリングギヤとの噛み合い音が過大になったり、あるいは両者の噛み合いがスムーズに実施できなかったりす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、ピニオンとリングギヤとの噛み合いを適正に実施することができ、ひいてはスタータによるクランキングを適正に実施することができるエンジン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、所定の自動停止条件が成立した場合にエンジンを自動停止し、その後所定の再始動条件が成立した場合にスタータ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自動停止始動機能を有し、エンジン自動停止後の前記エンジンの惰性回転中において前記エンジンの出力軸に連結されたリングギヤに向けて前記スタータのピニオンを移動させ前記リングギヤと前記ピニオンとの噛み合いを実施する噛み合い制御手段と、前記再始動条件の成立後に回転駆動手段により前記ピニオンを回転させる回転制御手段と、を備えるエンジン停止始動制御装置に適用される。また、請求項１に記載の発明は、前記噛み合い制御手段による前記噛み合いが完了したこと、又は前記ピニオンが前記リングギヤとの接触位置まで移動し接触状態になったことを判定する噛み合い判定手段を備え、前記回転制御手段が、前記噛み合い制御手段による前記噛み合いが開始された後であって、かつ前記噛み合い判定手段により前記噛み合いが完了した又は前記接触状態になったと判定される前に前記再始動条件が成立した場合、同噛み合い判定手段により前記噛み合いが完了した又は前記接触状態になったと判定されるのを待って前記回転駆動手段による前記ピニオンの回転駆動を開始することを特徴とする。
【００１０】
要するに、アイドルストップ制御では、エンジン自動停止後のエンジンの惰性回転中において、エンジン再始動条件の成立前に予めピニオンをリングギヤに噛み合わせておくことがある。ここで、ピニオンとリングギヤとが非接触の状態では、ピニオンの噛み合い処理の開始（例えばリングギヤに向かう方向へのピニオンの移動開始）から実際にピニオンとリングギヤとが噛み合う（互いの歯部と歯溝部とが噛み合ってピニオンからリングギヤへの動力伝達が行われる）までに時間を要する。また、ピニオンの噛み合い開始からその噛み合い完了までの間にエンジン再始動条件が成立した場合、モータ等といった回転駆動手段の駆動タイミングが早すぎると、噛み合わせを速やかにできなかったり噛み合い音が大きくなったりする等の不都合が生じるおそれがある。
【００１１】
その点、上記構成では、ピニオンのリングギヤに向かう方向への移動が開始された後であって、かつ噛み合いが完了するまでの期間にエンジン再始動条件が成立した場合、その噛み合いが完了するのを待って、回転駆動手段によるピニオンの回転を開始する。これにより、噛み合い処理の実行途中でエンジン再始動条件が成立した場合であっても、ピニオンのリングギヤへの噛み合わせを確実に実施することができる。また、ピニオンとリングギヤとの噛み合い音が過剰に大きくなるのを抑制できる。すなわち、本発明によれば、ピニオンとリングギヤとの噛み合いを適正に実施することができ、ひいてはスタータによるクランキングを適正に実施することができる。
【００１２】
また、ピニオンの移動開始後、ピニオンがリングギヤに接触した状態になる前にエンジン再始動条件が成立した場合、両者が接触状態になるのを待ってピニオンの回転を開始しても良い。ピニオンとリングギヤとの噛み合わせが完了する前であっても、両者が接触した時点であれば、その後、直ぐに噛み合い状態になるため、ピニオンを回転したとしても、ピニオンとリングギヤとの噛み合わせを確実に実施でき、また、噛み合い音の抑制を図ることができるからである。
【００１３】
ここで、上記噛み合いが完了したこと及び接触状態になったことの判定は、例えば噛み合い開始からの経過時間に基づいて行う。あるいは、ピニオンとリングギヤとが噛み合っていることを検出するためのセンサ等を設け、同センサの検出値に基づいて行う。
【００１４】
エンジンの惰性回転中において、所定のエンジン回転速度になったときにピニオンとリングギヤとの噛み合いを開始した場合、噛み合い完了までの所要時間が一定であっても、同処理の実施期間ではエンジン回転速度の落ち込み量に差がある。また、その落ち込み量によっては、噛み合い完了までの期間で、エンジンの振り子特性によりエンジンの回転が反転することがある。
【００１５】
ここで、エンジン反転中にピニオンとリングギヤとの噛み合わせが完了した又は接触状態になった場合、噛み合わせ完了等に伴い、回転駆動手段によりピニオンを回転させることにより、エンジン反転中にクランキングが開始されることとなる。この場合、ピニオンの回転によりエンジンを反転から正転にする必要があり、スタータの電力消費が増大すること等が懸念される。
【００１６】
その点に鑑み、請求項２に記載の発明では、前記噛み合いが完了する又は前記接触状態になるのが前記エンジンの出力軸の反転中である場合に前記回転駆動手段による前記ピニオンの回転を禁止する回転禁止期間を設定する期間設定手段を備え、前記期間設定手段により前記回転禁止期間が設定された場合、該回転禁止期間が経過するのを待って前記回転駆動手段による前記ピニオンの回転を開始する。この構成によれば、ピニオンとリングギヤとの噛み合い完了時又は接触時にエンジン出力軸が反転している場合、その噛み合い完了や接触に伴いピニオンが直ちに回転されるのを禁止するため、スタータの消費電力が増大すること等を抑制することができる。
【００１７】
ピニオンとリングギヤとの噛み合わせ完了や接触状態になるタイミングがエンジン反転中であるか否かは、ピニオンとリングギヤとの噛み合い開始から完了までにおけるエンジン回転速度に応じて決定されると言える。したがって、請求項３に記載の発明のように、エンジン回転速度又はこれに相関するパラメータに基づいて、前記出力軸の反転中に前記噛み合いが完了すること又は前記接触状態になることを判定する状態判定手段を備え、該状態判定手段により前記出力軸の反転中に前記噛み合いが完了する又は前記接触状態になると判定される場合に前記回転禁止期間を設定するとよい。
【００１８】
より具体的には、請求項４に記載の発明のように、前記状態判定手段が、エンジン回転速度の減少率に基づいて、前記出力軸の反転中に前記噛み合いが完了すること又は前記接触状態になることを判定するとよい。ピニオンとリングギヤとの噛み合い開始からのエンジン回転速度の減少率が大きいほど、エンジンが正転から反転になるのが早くなることにより、両者の噛み合いの完了や接触状態がエンジン反転中に起きると考えられるからである。
【００１９】
一方、エンジン自動停止後におけるエンジン回転速度の減少率に基づいて、噛み合い完了等がエンジン反転中に起きると推定される場合、噛み合い開始のタイミングを早めることにより、エンジン出力軸が正転から反転に移行する前に、つまりエンジン正転中に噛み合い完了等ができると考えられる。例えば、エンジン自動停止後にエンジン回転速度が所定回転速度以下になったことを噛み合い処理の開始条件とした場合（リングギヤに向かう方向へのピニオンの移動開始条件とした場合）、エンジン自動停止後におけるエンジン回転速度の減少率に基づいて、噛み合い完了等がエンジン反転中に起きると推定されるときには、所定回転速度に至る前に噛み合い処理を開始する。
【００２０】
すなわち、請求項５に記載の発明のように、前記噛み合い制御手段が、前記エンジンの自動停止後におけるエンジン回転速度の減少率が所定の判定値よりも大きい場合に前記噛み合いの開始タイミングを早くするものとしてもよい。この構成によれば、エンジン正転中に噛み合い完了等を行うことができ、その結果、クランキングを好適に実施することができる。また、回転禁止期間を設定する構成（請求項２〜４）に比べ、クランキングを速やかに実施することができる。
【００２１】
噛み合い開始から完了までに要する時間（噛み合い所要時間）は、スタータの状態等に応じて相違する。また、噛み合い所要時間の長さによっては、同処理の完了前においてピニオンの回転を実施しても、ピニオンとリングギヤとの噛み合わせをスムーズに行う等するのに支障がないか、又は支障を来たす程度が小さい場合があると考えられる。例えば、噛み合い開始から完了までの間に再始動要求があった場合、その開始タイミングから再始動要求までの時間が同じであれば、噛み合い所要時間が短い場合ほど、再始動要求から噛み合い完了までの時間が短くなる。また、再始動要求から噛み合い完了までの時間が短いほど、再始動要求時においてピニオンとリングギヤとの噛み合い量が大きくなっており、噛み合い完了を待たずにピニオンの回転を行ったとしても、ピニオンとリングギヤとの噛み合いに及ぼす影響が小さいと考えられる。
【００２２】
その点に鑑み、請求項６に記載の発明は、前記噛み合い開始から完了までに要する噛み合い所要時間が所定の判定値以下であることを判定する所要時間判定手段を備え、前記回転制御手段が、前記所要時間判定手段により前記噛み合い所要時間が前記判定値以下であると判定されたとき、前記噛み合い制御手段による前記噛み合いが開始された後であって、かつ前記噛み合い判定手段により前記噛み合いが完了したと判定される前の期間に前記再始動条件が成立した場合において、前記噛み合い判定手段により前記噛み合いが完了したと判定されるのを待たずに前記回転駆動手段による前記ピニオンの回転駆動を開始する。この構成によれば、噛み合い所要時間が判定値以下の場合には、噛み合い開始から完了までの間にエンジン再始動要求があったとしても、噛み合い完了を待たずに回転駆動手段によってピニオンを回転させることにより、ピニオンとリングギヤとの噛み合わせを適正に実施しつつ、より迅速にエンジンを再始動させることができる。
【００２３】
上記請求項６の構成においては、請求項７に記載の発明のように、前記接触状態になる前に前記再始動条件が成立したとき、前記接触状態に移行したタイミングで、前記回転駆動手段による前記ピニオンの回転駆動を開始してもよい。この場合、いち早く、しかも確実にエンジンを始動することができる。
【００２４】
噛み合い所要時間はエンジンの温度に応じて異なり、エンジンの温度が低いほど噛み合い所要時間が長くなると考えられる。これは、エンジンが低温であるほど、スタータ内の作動油の粘度が高くなり、その結果、ピニオンの動作スピードが遅くなるからである。したがって、請求項８に記載の発明のように、前記所要時間判定手段が、前記噛み合い所要時間が前記判定値以下であることを前記エンジンの温度に基づいて判定する。こうすることで、噛み合い処理の完了を待つか否かの判断を、容易にかつ正確に行うことができる。ここで、エンジンの温度は、例えばエンジン冷却水の温度や潤滑油の温度により算出する。
【００２５】
また、噛み合い所要時間に応じてピニオンを回転させる構成（請求項６〜８）においては、請求項９に記載の発明のように、前記所要時間判定手段が、前記噛み合い所要時間が前記判定値以下であることを前記スタータによる前記エンジンの始動回数に基づいて判定してもよい。スタータの使用回数が多いほど、ピニオン及びリングギヤの歯部が磨耗し、その結果、ピニオンとリングギヤとが噛み合いにくくなる、つまり噛み合い所要時間が長くなると考えられるからである。なお、スタータによる始動回数については、スタータの初期状態からの使用期間や走行距離等に基づいて判定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】エンジン制御システムの全体概略構成図。
【図２】エンジン自動停止処理の処理手順を示すフローチャート。
【図３】第１実施形態のエンジン再始動処理の処理手順を示すフローチャート。
【図４】エンジン水温と噛み合い所要時間との関係を示す図。
【図５】噛み合い処理が完了するタイミングを説明するための図。
【図６】エンジン再始動の具体的態様を説明するためのタイムチャート。
【図７】ピニオン及びリングギヤの歯部の構成を示す図。
【図８】噛み合い処理を示すタイムチャート。
【図９】噛み合い処理における一連の動作を示す図。
【図１０】第２実施形態のエンジン再始動処理の処理手順を示すフローチャート。
【図１１】スタータによるエンジン始動回数と噛み合い所要時間との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（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、エンジン制御システムのエンジン停止始動制御装置に具体化している。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。この制御システムの全体概略を示す構成図を図１に示す。
【００２８】
図１において、スタータ１０には、回転駆動手段としてのモータ１１が設けられており、モータ１１とバッテリ１２との間において、モータ１１への通電／非通電を切り替えるモータスイッチ部ＳＬ１が設けられている。また、モータスイッチ部ＳＬ１には、制御信号に基づいてモータスイッチ部ＳＬ１のオン／オフを切り替えるＳＬ１駆動リレー１３が接続されている。
【００２９】
モータ１１には、該モータ１１への通電により回転駆動されるピニオン軸１４と、通電／非通電の切り替えによりピニオン軸１４をその軸線方向に往復動させるコイル１５とを備えるアクチュエータＳＬ２が接続されている。アクチュエータＳＬ２において、ピニオン軸１４の一端にはピニオン１６が支持されている。そのため、モータ１１への通電によりピニオン軸１４が回転されると、そのピニオン軸１４の回転に伴いピニオン１６が回転される。ピニオン１６は、ピニオン軸１４とピニオン１６との間で動力の伝達を断続するワンウエイクラッチ１７と一体になっている。また、ピニオン１６は、コイル１５の非通電時において、エンジン２０のクランク軸２１に連結されたリングギヤ２２に対し非接触の状態で配置されている。
【００３０】
プランジャコイル１５とバッテリ１２との間には、制御信号に基づいてコイル１５への通電／非通電を切り替えるＳＬ２駆動リレー１８が設けられている。ＳＬ２駆動リレー１８にオン信号が入力されてＳＬ２駆動リレー１８がオン状態にされると、バッテリ１２からコイル１５への通電が行われ、ピニオン軸１４がリングギヤ２２に向かって押し出される。これにより、ピニオン１６がリングギヤ２２に噛み合わされる。
【００３１】
また、ＳＬ２駆動リレー１８にオフ信号が入力されてＳＬ２駆動リレー１８がオフ状態にされると、バッテリ１２からコイル１５への通電が遮断され、図示しないスプリングの付勢力によりピニオン軸１４がリングギヤ２２に向かう方向とは反対方向に変位する。このピニオン軸１４の変位により、ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合いが解除される。
【００３２】
本システムには、ドライバのキー操作に基づいてバッテリ１２からの電力がモータ１１及びコイル１５に供給される状態に切り替えるＩＧスイッチ１９が設けられている。さらに、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や、エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温センサ２４などの各種センサが設けられている。
【００３３】
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に基づいて、吸入空気量制御や燃料噴射量制御、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１０の駆動制御等を実施する。スタータ１０の駆動制御についてＥＣＵ３０は、ＳＬ１駆動リレー１３のオン／オフ信号を出力する出力ポートＰ１と、ＳＬ２駆動リレー１８のオン／オフ信号を出力する出力ポートＰ２とを備えており、出力ポートＰ１，Ｐ２からの制御信号によりモータ１１及びコイル１５への通電状態をそれぞれ切り替える。
【００３４】
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、エンジン２０のアイドル運転時に所定の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。エンジン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、バッテリ１２の充電状態が所定の低下状態になったこと等の少なくともいずれかが含まれる。
【００３５】
エンジン２０の自動停止後における再始動では、例えばエンジン再始動要求時のエンジン回転速度が所定の判定値以下であることを条件に、スタータ１０によるクランキングが実施される。スタータ１０の駆動制御として具体的には、ＥＣＵ３０は、エンジン再始動要求後、まずＳＬ２駆動リレー１８にオン信号を出力することにより、コイル１５への通電を開始する。これにより、スタータ１０からピニオン１６が押し出され、ピニオン１６がリングギヤ２２に噛み合わされる。その後、ＳＬ１駆動リレー１３にオン信号を出力し、モータ１１への通電を開始する。これにより、モータ１１によるピニオン１６の回転駆動が開始され、その回転に伴いリングギヤ２２が回転駆動されることで、クランキングが行われる。
【００３６】
ここで、エンジン自動停止後の再始動は、ドライバからの再始動要求に伴いできるだけ速やかに実施されるのが望ましい。その一方で、リングギヤ２２の回転速度（エンジン回転速度）が高い状態では、ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合い時に噛み合い音が大きくなり、ドライバに不快感を与えるおそれがある。そこで、ＥＣＵ３０は、エンジン２０の再始動を迅速に行うとともに、ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合い音を抑制すべく、ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合わせを、エンジン２０が完全に停止する前、すなわちエンジン自動停止後における惰性回転中に実施することとしている。
【００３７】
具体的には、エンジン２０の自動停止要求があった場合、その停止要求に伴い燃料噴射及び点火が停止され、エンジン２０が自動停止状態となる。また、エンジン自動停止後では、エンジン２０が惰性回転する。この惰性回転の期間において、ＥＣＵ３０は、例えばピニオン１６に対するリングギヤ２２の相対回転速度が所定の低回転範囲（例えば０±１００ｒｐｍ）となる領域で、ＳＬ２駆動リレー１８にオン信号を出力してコイル１５への通電を開始する。これにより、ピニオン１６がピニオン軸１４の軸線方向に押し出され、ピニオン１６がリングギヤ２２に噛み合わされる。この噛み合い状態でエンジン再始動要求があった場合、ＳＬ１駆動リレー１３にオン信号を出力してモータ１１への通電を開始する。これにより、ピニオン１６が回転駆動され、その回転によりリングギヤ２２が回転駆動されることで、クランキングが行われる。
【００３８】
ここで、エンジン自動停止後の惰性回転中において、次回の再始動要求に備えて予めピニオン１６をリングギヤ２２に噛み合わせておく構成では、ピニオン１６の押し出しを開始してから（ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合い処理を開始してから）、実際にピニオン１６がリングギヤ２２に噛み合うまでの期間に再始動要求が行われることがあると考えられる。つまり、ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合い完了前では、ピニオン１６がリングギヤ２２に対して非接触の状態になっているため、ピニオン１６をリングギヤ２２に噛み合わせるには、まずピニオン１６をリングギヤ２２の位置まで変位させる必要がある。したがって、ピニオン１６の押し出し開始から実際にピニオン１６がリングギヤ２２に噛み合うまでには、ピニオン１６の変位のためのある程度の時間（例えば３０ｍｓｅｃ）を要し、その押し出し途中（噛み合い途中）にエンジン２０の再始動要求が行われることは十分に考えられる。
【００３９】
ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合い完了前に、エンジン再始動要求に伴いピニオン１６を回転させた場合、エンジン再始動時のクランキングにおいて不都合が生じることが考えられる。すなわち、回転停止直前のリングギヤ２２に対し、ピニオン１６が十分に回転した状態で噛み合わされることにより、ピニオン１６とリングギヤ２２との衝突音（噛み合い音）が過大になったり、その噛み合わせがスムーズに行われなかったりする。この場合、スタータ１０によるクランキングを適正に実施できないと考えられる。
【００４０】
なお、ピニオン１６を押し出したときにピニオン１６の歯部がリングギヤ２２の歯溝部に噛み合わず、ピニオン１６の歯部がリングギヤ２２の側面に当接した状態になることがある。この場合、その後ピニオン１６が回転されることにより、ピニオン１６がリングギヤ２２との噛み合いのずれ分だけ回転した時点で、ピニオン１６の押し出し力によってピニオン１６がリングギヤ２２に噛み合わされる。
【００４１】
そこで、本実施形態では、エンジン自動停止後の惰性回転中にエンジン２０の再始動要求があった場合、ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合い処理が完了したか否かを判定することとし、同噛み合い処理が完了したと判定されるのを待って、モータ１１によるピニオン１６の回転を開始する。
【００４２】
まず、前提となるエンジン自動停止処理について、図２のフローチャートを用いて説明する。この処理では、エンジン自動停止の指令後、ピニオン１６の押出し処理が実施される。同処理は、ＥＣＵ３０により所定周期毎に実行される。
【００４３】
図２において、まずステップＳ１０１では、エンジン２０を自動停止させるための所定の停止条件が成立したか否かを判定し、エンジン停止条件が成立していれば、ステップＳ１０２において、点火及び燃料噴射を停止する。これにより、エンジン２０が惰性回転する。
【００４４】
続くステップＳ１０３では、ピニオン１６の押し出しを開始する押出しタイミングか否かを判定する。ここで、噛み合い音をできるだけ小さくするには、エンジン２０の惰性回転が停止する直前、具体的には、ピニオン１６に対するリングギヤ２２の相対回転速度が所定の低回転範囲となる領域で両者を噛み合せる必要がある。エンジン回転速度が低いほど、音抑制の効果が高いからである。そこで、本実施形態では、エンジン回転速度が、低回転範囲内における所定の低回転速度ＮＥ１（例えば１００ｒｐｍ）になった時点をピニオン１６の押出しタイミングとし、そのタイミングになった時点でピニオン１６の押し出しが開始されるようにしている。
【００４５】
ただし、一般にクランク角センサ２３として使用されるような電磁ピックアップ式の回転センサでは、ＮＥ信号を出力できるエンジン回転速度に限界があり、低回転速度領域（例えば２００〜３００ｒｐｍ以下の領域）でのエンジン回転速度を精度良く算出できない場合がある。そこで、ピニオン１６の押出しタイミングになったこと、つまり惰性回転中におけるエンジン回転速度が低回転範囲内の所定の低回転速度ＮＥ１になったことは、例えばクランク軸２１が所定回転角度（本実施形態では３０°ＣＡ）回転する毎にその回転に要した時間から算出されるエンジン回転速度（瞬時回転速度）に基づいて、エンジン惰性回転の回転軌道を予測し、その予測結果に基づいて判定する。あるいは、エンジン回転速度の落ち込み度合いに影響を及ぼすエンジン運転状態に関するパラメータ（例えばエンジン水温、スロットル開度など）に基づいて、同回転軌道を予測することで行ってもよい。
【００４６】
ピニオン１６の押出しタイミングとなった場合には、ステップＳ１０４へ進み、ＳＬ２駆動リレー１８をオン状態にしてコイル１５への通電を開始する。これにより、ピニオン１６がリングギヤ２２に向かって押し出される。なお、このステップＳ１０４の処理が、噛み合い処理の開始に相当する。
【００４７】
次に、本実施形態のエンジン再始動処理について図３のフローチャートを用いて詳しく説明する。この処理は、エンジン２０の自動停止後、所定周期毎にＥＣＵ３０により実行される。
【００４８】
図３において、まずステップＳ２０１では、エンジン２０を自動再始動するための所定の再始動条件が成立したか否かを判定し、エンジン再始動条件が成立していれば、ステップＳ２０２へ進み、今現在のスタータ１０の状態から推測される噛み合い所要時間が判定値以下であるか否かを判定する。この噛み合い所要時間は、ピニオン１６の押し出しを開始してから（ＳＬ２駆動リレー１８にオン信号を出力してから）実際にピニオン１６がリングギヤ２２に噛み合う（ピニオン１６からリングギヤ２２への動力伝達が可能になる）までに要する時間であり、スタータ１０の状態に応じて相違する。
【００４９】
噛み合い所要時間が判定値以下であることの判定について、本実施形態では、エンジン水温に基づいて実施する。具体的には、図４に例示するように、エンジン水温が低いほど、噛み合い所要時間が長くなることに鑑み、エンジン水温が判定値以上の場合に噛み合い所要時間が判定値以下であると判定する。これは、エンジン２０が低温であるほど、スタータ１０内の作動油（各部材同士の接触部における作動油）の粘度が高くなり、その結果、ピニオン１６の動作スピードが遅くなるからである。
【００５０】
図３の説明に戻り、今現在のスタータ１０の状態から推測される噛み合い所要時間が判定値よりも大きいと判定される場合には、ステップＳ２０３へ進む。ステップＳ２０３では、エンジン惰性回転中におけるエンジン回転速度の減少率ΔＮＥが判定値ＴＨ１以上か否かを判定する。この減少率ΔＮＥは、エンジン惰性回転中において、エンジン回転速度が単位時間当たりにどれだけ減少するかを示す値（エンジン回転速度の傾きの絶対値）であり、正の値で示される。
【００５１】
ここで、エンジン２０の自動停止後において惰性回転が継続された場合、振り子特性によりエンジン２０が正転と反転とで切り替わり、やがてエンジン回転速度がゼロに収束する。このとき、図５の実線Ｌ１及び一点鎖線Ｌ２に示すように、エンジン惰性回転中での減少率ΔＮＥが大きいほど（実線Ｌ１の方が）、噛み合い処理開始から完了までのエンジン回転速度の落ち込み量が大きくなる。そのため、減少率ΔＮＥが比較的大きい場合には、実線Ｌ１で示すように、エンジン２０の反転中にピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合い処理が完了することがあると考えられる。この場合、噛み合い処理の完了直後にモータ１１を駆動してピニオン１６を回転させるとすると、クランク軸２１を反転から正転に移行させる必要が生じることに起因してモータ負荷が大きくなり、モータ１１の消費電力が大きくなる等の不都合が生じることが考えられる。特に、反転期間のうち、エンジン回転速度がゼロから負側の最大値になるまでの期間Ｔ１では、反転中のクランク軸２１を正転方向に戻すための力が大きくなるため、モータ１１によるピニオン１６の回転動作を避ける必要性が高い。
【００５２】
そこで、本実施形態では、ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合い処理が完了した場合であっても、その噛み合い処理がエンジン２０の反転中に行われることが、エンジン回転速度の減少率ΔＮＥから推測される場合には、噛み合い処理完了後、直ちにピニオン１６を回転させるのではなく、噛み合い処理の完了から所定時間が経過した後にピニオン１６の回転を開始することとしている。つまり、図３のステップＳ２０３では、ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合い処理の完了がエンジン２０の反転中となるか否かを、エンジン回転速度の減少率ΔＮＥと判定値ＴＨ１との比較結果により推定する。
【００５３】
減少率ΔＮＥが判定値ＴＨ１未満の場合、すなわち噛み合い処理がエンジン２０の正転中に完了すると推定される場合には、ステップＳ２０４へ進み、ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合い処理が完了したか否かを判定する。本実施形態では、都度のエンジン水温に応じて噛み合い所要時間を設定し、その設定した噛み合い所要時間が、ピニオン１６の押し出しを開始した時刻から経過した場合に、噛み合い処理が完了したと判定する。
【００５４】
ピニオン１６の押出し開始時刻からの経過時間が未だ噛み合い所要時間に達していない場合には、一旦本ルーチンを終了する。これにより、ピニオン１６の押し出しを開始してから噛み合い所要時間が経過するまで、ステップＳ２０１〜Ｓ２０４の処理が繰り返し実行される。つまり、噛み合い所要時間が経過するまでの期間では、モータ１１の駆動によるピニオン１６の回転が禁止される。そして、噛み合い処理が完了したと判定された場合に、ステップＳ２０７へ進み、モータ１１によりピニオン１６の回転を開始する。つまり、ピニオン１６の押出し開始時点から噛み合い所要時間が経過するのを待ってモータ１１を回転駆動させる。
【００５５】
一方、減少率ΔＮＥが判定値以上の場合、すなわち噛み合い処理の完了がエンジン２０の反転中に行われると推定される場合には、ステップＳ２０５へ進み、モータ１１によるピニオン１６の回転を禁止する回転禁止期間を設定する。この回転禁止期間は、噛み合い処理の完了後においてモータ１１によってピニオン１６を回転させるのを禁止する期間であり、具体的には、エンジン２０の自動停止後における初回の反転期間を含む期間として設定される。また、回転禁止期間は、減少率ΔＮＥに応じて設定されており、具体的には、減少率ΔＮＥが大きいほど長く設定される。
【００５６】
続くステップＳ２０６では、回転禁止期間が経過したか否かを判定し、回転禁止期間が経過していなければ、一旦本ルーチンを終了し、モータ１１によるピニオン１６の回転禁止期間が経過するまでステップＳ２０１〜Ｓ２０３，２０６の処理を繰り返し実行する。なお、ステップＳ２０５については、今回のエンジン再始動において既に回転禁止期間を設定しているため、同期間を改めて設定することなくステップＳ２０６へ移行する。そして、回転禁止期間が経過したと判定された場合に、ステップＳ２０７へ進み、モータ１１を回転駆動してピニオン１６の回転を開始する。つまり、ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合い処理の完了がエンジン反転中になると推定される場合には、ピニオン１６の押し出し完了後、回転禁止期間が経過するのを待って、モータ１１を回転駆動させる。
【００５７】
さて、ステップＳ２０２において、噛み合い所要時間が判定値以下と判定される場合には、ステップＳ２０７へ進み、ＳＬ１駆動リレー１３にオン信号を出力してモータ１１を回転駆動する。これにより、エンジン再始動要求によってクランキングが実施される。
【００５８】
噛み合い所要時間が判定値以下の場合に、エンジン再始動要求に伴いモータ１１を回転駆動するのは以下の理由からである。すなわち、本実施形態では、噛み合い所要時間がスタータ１０の状態に応じて相違するため、ピニオン１６の押し出し開始から再始動要求までの時間が同じである場合について考えると、噛み合い所要時間が短い場合ほど、再始動要求から噛み合い処理完了までの時間が短くなる。また、再始動要求から噛み合い処理完了までの時間が短いほど、噛み合い処理の完了を待たずにピニオン１６の回転を行ったとしても、ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合いに及ぼす影響が小さいと考えられる。そこで、本実施形態では、噛み合い所要時間が比較的短い場合には、エンジン再始動条件の成立に伴うエンジン再始動要求があった後、速やかにクランキングを行うこととしている。
【００５９】
図６は、エンジン再始動の具体的態様を説明するためのタイムチャートである。図６のうち、（ａ）は噛み合い処理がエンジン２０の正転中に完了する場合を示し、（ｂ）は噛み合い処理がエンジン２０の反転中に完了する場合を示している。
【００６０】
まず、噛み合い処理がエンジン正転中に完了する場合について説明する。エンジン自動停止後の惰性回転中において、エンジン回転速度が所定の低回転速度ＮＥ１以下になると、図６（ａ）に示すように、そのタイミングｔ１１でＳＬ２駆動リレー１８にオン信号が出力される。これにより、ピニオン１６の押し出しが開始される。その後、ピニオン１６のリングギヤ２２への噛み合いが完了する前のタイミングｔ１２でエンジン再始動条件が成立した場合、そのタイミングｔ１２ではクランキングを開始せず、モータ１１を駆動停止したままにする。そして、タイミングｔ１１から噛み合い所要時間ＴＡが経過し、ピニオン１６のリングギヤ２２への噛み合いが完了したと判定されると、そのタイミングｔ１３でＳＬ１駆動リレー１３にオン信号が出力され、モータ１１が回転駆動される。これにより、クランキングが開始される。
【００６１】
続いて、エンジン自動停止後のエンジン回転速度の減少率ΔＮＥに基づいて、噛み合い処理がエンジン反転中に完了すると推定される場合について説明する。図６（ｂ）に示すように、タイミングｔ２１でピニオン１６の押し出しが開始された後、タイミングｔ２２でエンジン再始動条件が成立した場合、そのタイミングｔ２２ではモータ１１の駆動が行われない。また、タイミングｔ２１から噛み合い所要時間ＴＢが経過したタイミングｔ２３では、エンジン反転中であるため、モータ１１の駆動が行われない。そして、タイミングｔ２３から回転禁止期間ＴＣが経過すると、そのタイミングｔ２４でモータ１１が回転駆動される。これにより、クランキングが開始される。
【００６２】
なお、モータ１１の駆動を開始するタイミング、すなわち回転禁止期間ＴＣの終点タイミングは、エンジン回転速度が負側の最大値を経過した後であれば、図６（ｂ）に例示するように、エンジン反転中であってもよいし、あるいはエンジン２０が反転から正転に移行した後であってもよい。
【００６３】
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。
【００６４】
ピニオン１６をリングギヤ２２に向かう方向への押し出しが開始された後であって、かつピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合わせが完了するまでの期間にエンジン再始動条件が成立した場合、その噛み合わせが完了するのを待って、モータ１１によりピニオン１６を回転させる。これにより、噛み合い処理の実行途中でエンジン再始動条件が成立した場合であっても、ピニオン１６のリングギヤ２２への噛み合わせを確実に行った後に、モータ１１によるピニオン１６の回転を行うことができる。また、ピニオン回転速度がリングギヤ回転速度よりも低い状態で、ピニオンのリングギヤへの噛み合わせを実施することができる。したがって、ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合い音が過剰に大きくなるのを抑制することができるとともに、ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合わせをスムーズに行うことができる。
【００６５】
ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合い処理がエンジン２０の反転中に完了すると推定される場合には、その噛み合い処理の完了に伴いモータ１１によりピニオン１６が回転されるのを禁止する構成としたため、モータ負荷が増大すること等を抑制することができ、その結果、スタータ１０の消費電力が増大すること等を抑制することができる。
【００６６】
上記噛み合い処理がエンジン反転中に完了することの推定を、エンジン自動停止後におけるエンジン回転速度の減少率ΔＮＥに基づいて実施する構成としたため、同処理がエンジン正転中に完了するか又は反転中に完了するかを正確に判断することができる。これにより、エンジン反転中の回転禁止期間においてモータ１１によりピニオン１６が回転されるのを好適に抑制することができる。
【００６７】
噛み合い所要時間が判定値以下の場合には、ピニオン１６の押し出しからピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合わせ完了までの間にエンジン再始動要求があったときに、その噛み合わせ完了を待たずに、モータ１１によりピニオン１６を回転させる構成としたため、ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合わせを適正に実施しつつ、より迅速にエンジン２０を再始動させることができる。
【００６８】
噛み合い所要時間が判定値以下であることをエンジン冷却水温に基づいて判定する構成としたため、噛み合い処理の完了を待つか否かの判断を、容易にかつ正確に行うことができる。
【００６９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。上記実施形態では、ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合いを開始した後、噛み合い完了するのを待ってモータ１１を駆動したが、本実施形態では、噛み合い開始後、ピニオン１６とリングギヤ２２とが接触した状態（当接した状態）になった時点でモータ１１を駆動する。
【００７０】
以下に、ピニオン１６及びリングギヤ２２の「接触状態」と「噛み合い完了」との相違について、図７〜図９を用いて詳しく説明する。
【００７１】
まず、ピニオン１６及びリングギヤ２２の歯部の構成について図７を用いて説明する。図７は、ピニオン１６及びリングギヤ２２の構成を示す図であり、（ａ）はピニオン１６及びリングギヤ２２の正面図、（ｂ）は図７（ａ）におけるＡ方向からの平面図を示している。
【００７２】
ピニオン１６及びリングギヤ２２は、各回転軸が同一方向でかつ平行に設けられており、図７（ａ）に示すように、初期状態では互いに離間して設けられている。また、ピニオン１６及びリングギヤ２２には、それぞれ多数の歯部１６ａ，２２ａが設けられており、ピニオン１６がリングギヤ２２に向かって移動することで、互いの歯部の噛み合いが行われるようになっている。
【００７３】
ピニオン１６及びリングギヤ２２のそれぞれの歯部１６ａ，２２ａには面取り部１６ｂ，２２ｂが設けられている。面取り部１６ｂ，２２ｂは、歯部１６ａ，２２ａの一角を斜めに削ることにより形成されたものであり、リングギヤ２２において、ピニオン１６に対向する側の端面であって、エンジン出力軸の正転方向側の角部に面取り部２２ｂが設けられており、ピニオン１６において、リングギヤ２２に対向する側の端面であって、エンジン出力軸の正転方向とは反対側の角部に面取り部１６ｂが設けられている。
【００７４】
続いて、図８及び図９を用いて、ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合い処理における一連の動作を説明する。図８は、噛み合い処理を示すタイムチャートであり、図９は、その噛み合い処理における一連の動作を表す図である。図８及び図９では、エンジン自動停止条件の成立に伴いエンジン２０の燃焼を停止した後、エンジン出力軸の正回転中に噛み合い処理を実施する場合を示している。
【００７５】
なお、図９中、（ａ）〜（ｅ）は、図７（ａ）におけるＡ方向からのピニオン１６及びリングギヤ２２の平面図を示している。また、図９中、破線矢印は、ピニオン１６及びリングギヤ２２の回転方向を示し、実線矢印は、ピニオン１６の回転方向以外の動きを示している。図８中、（ａ）〜（ｅ）は、図９の（ａ）〜（ｅ）の各図に対応している。
【００７６】
図８において、ＳＬ２駆動リレー１８がオフ状態であるタイミングｔ３１以前では、ピニオン１６とリングギヤ２２とが離間した状態になっている。このとき、リングギヤ２２はエンジン出力軸の回転に伴い正回転した状態であり、ピニオン１６は回転停止したままの状態になっている。そして、タイミングｔ３１で、ＳＬ２駆動リレー１８がオフからオンに切り替えられると、ピニオン１６の押出しが開始され、ピニオン１６がリングギヤ２２に向かって移動する（図９（ａ）参照）。また、その後のタイミングｔ３２では、図９（ｂ）に示すように、ピニオン１６のリングギヤ２２に対向する端面と、リングギヤ２２のピニオン１６に対向する端面とが接触した状態（当接した状態）になる。この状態が、ピニオン１６とリングギヤ２２との「接触状態」であり、同接触状態におけるピニオン１６の位置が「接触位置」に相当する。
【００７７】
タイミングｔ３１からｔ３２までの時間は、ピニオン１６がリングギヤ２２の位置まで移動するのに要する時間、つまり、ピニオン１６がリングギヤ２２に接触するまでに要する時間（当接所要時間）に相当する。
【００７８】
タイミングｔ３２以後では、図９（ｃ）に示すように、ピニオン１６が回転方向に徐々に加速される。このとき、ピニオン歯部１６ａの通過速度がリングギヤ歯部２２ａの通過速度よりも低いため、ワンウエイクラッチ１７は非係合になっており、ピニオン１６は空転した状態になっている。なお、ピニオン１６の回転方向の加速は、リングギヤ２２の端面とピニオン１６の端面、より具体的には、ピニオン１６の面取り部１６ｂとリングギヤ２２の面取り部２２ｂとの接触が繰り返されることにより行われる。
【００７９】
ピニオン１６の回転速度が上昇することにより、ピニオン回転速度とリングギヤ回転速度との差（相対回転速度差）が次第に小さくなり、タイミングｔ３３で、ピニオン回転速度とリングギヤ回転速度とが略等しくなる（図９（ｄ）参照）。また、その後のタイミングｔ３４で、リングギヤ回転速度の減速により、図９（ｅ）に示すように、ピニオン１６の歯部１６ａが、リングギヤ２２の面取り部２２ｂに誘導されつつ、リングギヤ２２の歯部２２ａと歯部２２ａとの間（歯溝部）に嵌まり込み、ピニオン１６の歯部全体がリングギヤ２２の歯溝部に挟まった状態になる。この状態が、ピニオン１６とリングギヤ２２との「噛み合い完了」の状態である。
【００８０】
本実施形態では、ピニオン１６の移動開始後、ピニオン１６がリングギヤ２２に接触した状態になる前にエンジン再始動条件が成立した場合、ピニオン１６の端面とリングギヤ２２の端面とが接触した状態になるのを待ってピニオン１６の回転を開始する。ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合わせが完了する前であっても、両者が接触した時点であれば、その後、直ちに噛み合わせが実施されるため、ピニオン１６を回転したとしても、ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合わせを確実に実施でき、また、噛み合い音の抑制を図ることができるからである。また、接触した時点でピニオン１６の回転を開始することにより、噛み合い完了した時点でピニオン１６の回転を開始する場合に比べて、クランキングをより早期に開始することができ、エンジン始動を速やかに実施することができる。
【００８１】
一方、ピニオン１６とリングギヤ２２とが当接した状態になる前にモータ駆動が行われた場合、接触時において、ピニオン回転速度がリングギヤ回転速度よりも高く、かつ両者の相対回転速度差が大きくなることが考えられる。この状態でピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合わせを実施しようとすると、ピニオン１６の正転方向側の歯部側面（動力伝達面）が、リングギヤ２２の正転方向とは反対側の歯部側面（動力被伝達面）に衝突することにより、噛み合い音が大きくなったりピニオン１６の歯部１６ａが磨耗したりするおそれがある。
【００８２】
図１０は、本実施形態のエンジン再始動処理を示すフローチャートである。この処理は、エンジン２０の自動停止後、所定周期毎にＥＣＵ３０により実行される。なお、以下の図１０の説明では、上記図３と同じ処理については、図３と同じステップ番号を付してその説明を省略する。
【００８３】
図１０において、まずステップＳ３０１では、上記図３のステップＳ２０１と同じ処理を実施し、再始動条件が成立している場合にはステップＳ３０３へ進み、ピニオン１６の端面とリングギヤ２２の端面との接触状態がエンジン反転中に発生するか否かを判定する。なお、ステップＳ３０３の判定値は、ＴＨ１と同じでもよいし異なっていてもよい。ステップＳ３０３で肯定判定される場合には、ステップＳ３０５〜Ｓ３０７の処理を実行する。
【００８４】
一方、ステップＳ３０３で否定判定される場合にはステップＳ３０４へ進み、ピニオン１６の端面がリングギヤ２２の端面に接触したか否かを判定する。本実施形態では、都度のエンジン水温に応じて当接所要時間を設定し、ピニオン１６の押出しタイミングから当接所要時間が経過した場合に、ピニオン１６の端面がリングギヤ２２の端面に接触したものと判定する。
【００８５】
ピニオン１６の押出しタイミングからの経過時間が当接所要時間に達していない場合には、一旦本処理を終了する。そして、押出しタイミングから当接所要時間が経過すると、ステップＳ３０４で肯定判定され、ステップＳ３０７へ進み、モータ１１を駆動する。これにより、ピニオン１６が回転され、エンジン２０のクランキングが開始される。
【００８６】
なお、ステップＳ３０４では、ピニオン１６の端面がリングギヤ２２の端面に接触したか否かを判定するのに代えて、接触してから所定時間が経過したか否かを判定してもよい。この場合、ピニオン１６の歯部１６ａとリングギヤ２２の歯部２２ａとがある程度噛み合わされた状態でピニオン１６を回転させることが可能となる。よって、ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合い音をより効果的に抑制できる。
【００８７】
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。
【００８８】
ピニオン１６のリングギヤ２２に向かう方向への押出しが開始された後であって、かつピニオン１６とリングギヤ２２とが接触するまでの期間にエンジン再始動条件が成立した場合、それらが接触した状態になるのを待って、モータ１１によりピニオン１６を回転させる構成としたため、噛み合い完了した時点でピニオン１６の回転を開始する場合に比べて、クランキングをより早期に開始することができ、エンジン始動を速やかに実施することができる。
【００８９】
また、接触するよりも前に（再始動条件の成立に伴い）モータ駆動を行う場合に比べて、両者の噛み合い時におけるリングギヤ２２とピニオン１６との相対回転速度差を小さくすることができる。これにより、ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合い音が過剰に大きくなるのを抑制することができ、また、ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合わせをスムーズに行うことができる。
【００９０】
（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。
【００９１】
・エンジン２０の自動停止後におけるエンジン回転速度の減少率ΔＮＥが所定の判定値よりも大きい場合に、ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合い処理の開始を早くする構成とする。すなわち、同噛み合い処理がエンジン２０の反転中に完了すると推定される場合、同処理の開始を早めることで、エンジン２０が正転から反転に移行する前に噛み合い処理が完了されるようにする。具体的には、上記実施形態のように、エンジン自動停止後におけるエンジン回転速度が低回転速度ＮＥ１以下になった時点でリングギヤ２２に向かう方向へのピニオン１６の押し出しを開始する場合、その押し出し開始前のエンジン回転速度の減少率ΔＮＥに基づいて噛み合い処理の完了がエンジン反転中になると推定されるときには、低回転速度ＮＥ１よりも高速側の回転速度ＮＥ２でピニオン１６の押し出しを開始する。この構成によれば、エンジン正転中に噛み合い処理を完了させることができ、その結果、クランキングを好適に実施することができる。また、回転禁止期間を設定する場合に比べ、クランキングを速やかに実施することができる。
【００９２】
・上記実施形態では、噛み合い処理の完了がエンジン反転中に実施されると推定される場合に回転禁止期間を設定し、同期間でのピニオン１６の回転を禁止する構成としたが、同期間を設定しない構成としてもよい。この場合、噛み合い処理の完了時にエンジン２０が正転中か反転中かに関わらず、噛み合い処理の完了後、モータ１１により速やかにピニオン１６を回転させることができる。
【００９３】
・上記実施形態では、回転禁止期間の設定を、エンジン再始動条件が成立した後に実施する構成としたが、これを変更し、エンジン再始動条件が成立する前に実施してもよい。例えば、上記図２のフローチャートにおいて、ピニオン１６の押出しタイミングの前又は後に実施する。
【００９４】
・回転禁止期間を、エンジン惰性回転中におけるエンジン回転速度の減少率ΔＮＥに基づいて可変にする。このとき、減少率ΔＮＥが大きいほど、回転禁止期間を長くするとよい。
【００９５】
・瞬時回転速度等から推定される噛み合い完了時のエンジン回転速度が、ゼロ又は負側に設定される判定値以下の場合に回転禁止期間を設定する構成とする。噛み合い完了時におけるエンジン回転速度が負側に大きいほど、反転中のクランク軸２１を正転方向に戻すのに必要な力が大きくなると言える。したがって、本構成とすることにより、噛み合い完了後におけるモータ駆動の禁止を好適に実施することができる。
【００９６】
具体的には、例えば、エンジン自動停止後において、噛み合い処理開始時から噛み合い所要時間が経過した時点におけるエンジン回転速度を瞬時回転速度等に基づいて推測する。そして、その推測したエンジン回転速度が判定値（≦０）以下の場合に、回転禁止期間を設定する。このとき、推測したエンジン回転速度が負側に大きいほど、回転禁止期間を長くするとよい。
【００９７】
・回転禁止期間の設定を、エンジン回転速度に代えて又はこれに加え、エンジン回転速度に相関するパラメータに基づいて実施する。エンジン回転速度の減少率ΔＮＥは、エンジン２０や、エンジン２０によって駆動される補機の運転状態に応じて変化するからである。具体的には、例えば、スロットル開度が大きいほど吸気脈動が大きくなり、その結果、気筒の圧縮負荷が大きくなることが考えられる。また、気筒の圧縮負荷が大きいほど、エンジン回転速度の減少率ΔＮＥが大きくなると言える。したがって、スロットル開度が所定開度よりも大きい場合に回転禁止期間を設定する。あるいは、スロットル開度に応じて、回転禁止期間の長さを変更する。
【００９８】
・ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合いが完了したことの判定、及びピニオン１６とリングギヤ２２とが接触した状態になったことの判定を、ピニオン１６の押し出し開始からの経過時間（噛み合い所要時間又は当接所要時間）に基づいて実施したが、これに限定しない。例えば、ピニオン１６又はリングギヤ２２の近傍にセンサを配置し、同センサにより両者の噛み合い完了又は接触状態を検知してもよい。あるいは、ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合い時に両者のギヤ間で通電可能に構成し、同通電があった場合にピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合い完了又は接触状態と判定してもよい。
【００９９】
・上記実施形態では、噛み合い所要時間が判定値以下であることをエンジン水温に基づいて判定する構成としたが、同判定をスタータ１０によるエンジン始動回数に基づいて実施する構成とする。具体的には、スタータ１０によるエンジン始動回数が多いほど、ピニオン１６及びリングギヤ２２の歯部が磨耗し、その結果、ピニオン１６とリングギヤ２２とが噛み合いにくくなると考えられる。そのため、例えば図１１に示すように、スタータ１０による始動回数が多いほど、噛み合い所要時間が長くなる。これに鑑み、噛み合い所要時間が判定値以下であることをスタータ１０による始動回数に基づいて判定する。このとき、スタータ１０による始動回数を、スタータ１０の初期状態からの使用期間や車両の走行距離等に基づいて判定してもよい。
【０１００】
・上記実施形態では、噛み合い所要時間が判定値以下であると判定された場合に、噛み合い処理の完了を待たずにピニオン１６の回転を実施する構成としたが、噛み合い所要時間が判定値以下であるか否かに関わらず、噛み合い処理が完了したと判定されるのを待って、モータ１１によるピニオン１６の回転を実施する構成としてもよい。
【０１０１】
・上記第１の実施形態において、噛み合い所要時間が判定値以下であると判定された場合、ピニオン１６とリングギヤ２２とが接触した状態になったタイミングでモータ駆動を実施する構成とする。こうすることにより、いち早く、しかも確実にエンジン２０を始動することができる。
【０１０２】
・ピニオン１６のリングギヤ２２への噛み合い処理がある程度進行しており、かつエンジン２０が正転中であることが推測される場合に、噛み合い処理の完了を待たずにモータ１１によるピニオン１６の回転を実施する。具体的には、エンジン２０の再始動要求が、ピニオン１６の押し出し開始から噛み合い所要時間の所定割合（例えば２分の１又は３分の１）が経過した後に行われ、かつその再始動要求時点でのエンジン回転速度が正の値であると推定される場合には、噛み合い処理の完了を待たずにモータ１１によるピニオン１６の回転を開始する。なお、再始動要求時点でのエンジン回転速度は、クランク角センサ２３により検出される瞬時回転速度等に基づき推定する。エンジン再始動要求の時点において、ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合い完了までの残り時間が短く、かつエンジン２０が正転中であれば、ピニオン１６とリングギヤ２２との噛み合わせを適正に実施しつつ、より迅速にエンジン２０を再始動させるといった効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１０…スタータ、１１…モータ（回転駆動手段）、１３…ＳＬ１駆動リレー、１４…ピニオン軸、１５…コイル、１６…ピニオン、１６ｂ…面取り部、１８…ＳＬ２駆動リレー、２０…エンジン、２１…クランク軸、２２…リングギヤ、２２ｂ…面取り部、３０…ＥＣＵ、ＳＬ１…モータスイッチ部、ＳＬ２…アクチュエータ。
【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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【図１１】
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