(57)【要約】【課題】エンジンの再始動が失敗した後に再び再始動を試みるにあたり、スムーズにその再始動を実施できるようにしたエンジン自動停止始動制御装置を提供する。【解決手段】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クランク軸に連結されたリングギヤに噛み合わせるアクチュエータとを個別に作動可能なスタータを備え、エンジン自動停止要求が発生したときにエンジンを自動停止させ、エンジン再始動要求が発生したときにエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動制御装置であることを前提とする。そして、前記再始動が失敗したことを検出する検出手段Ｓ２０１を備え、前記検出手段Ｓ２０１により前記再始動の失敗が検出された場合には、その失敗検出時点から前記エンジン回転速度がゼロになるまでの期間、前記再始動の実施を禁止する（Ｓ２０３）。【選択図】      図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピニオンを回転駆動するモータと、前記ピニオンをエンジンのクランク軸に連結されたリングギヤに噛み合わせるアクチュエータとを個別に作動可能なスタータを備え、エンジン自動停止要求が発生したときにエンジンを自動停止させ、エンジン再始動要求が発生したときにエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動制御装置において、
前記再始動が失敗したことを検出する検出手段を備え、
前記検出手段により前記再始動の失敗が検出された場合には、その失敗検出時点からエンジン回転速度がゼロになるまでの期間、前記再始動の実施を禁止す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】
前記エンジンの自動停止により前記エンジン回転速度が降下するエンジン回転降下期間中に前記エンジン回転速度が第１の回転速度よりも高い第１の回転速度領域で前記エンジン再始動要求が発生したときに、前記スタータによるクランキングを行わずに燃料噴射を再開して前記エンジンを再始動させる自律復帰制御を実施する自律復帰制御手段と、
前記エンジン回転降下期間中に前記エンジン回転速度が前記第１の回転速度以下で第２の回転速度よりも高い第２の回転速度領域で前記エンジン再始動要求が発生したときに、前記モータにより前記ピニオンの回転速度を前記リングギヤの回転速度に同期させた後に前記アクチュエータにより前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせて前記スタータによるクランキングを開始して前記エンジンを再始動させる先回し制御を実施する先回し制御手段と、
前記エンジン回転降下期間中に前記エンジン回転速度が前記第２の回転速度以下の第３の回転速度領域で前記エンジン再始動要求が発生したときに、前記アクチュエータにより前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中に前記モータにより前記ピニオンを回転させて前記スタータによるクランキングを開始して前記エンジンを再始動させる先出し制御を実施する先出し制御手段と、
を備え、
前記検出手段は、前記自律復帰制御、前記先回し制御及び前記先出し制御のいずれかによる前記再始動が失敗したことを検出するものであり、
前記検出手段により前記再始動の失敗が検出された場合には、その失敗検出時点から前記エンジン回転速度がゼロになるまでの期間、前記自律復帰制御、前記先回し制御及び前記先出し制御の実施を禁止することを特徴とする請求項１に記載のエンジン自動停止始動制御装置。
【請求項３】
前記エンジンの自動停止により前記エンジン回転速度が降下するエンジン回転降下期間中に前記エンジン回転速度が第１の回転速度よりも高い第１の回転速度領域で前記エンジン再始動要求が発生したときに、前記スタータによるクランキングを行わずに燃料噴射を再開して前記エンジンを再始動させる自律復帰制御を実施する自律復帰制御手段と、
前記エンジン回転降下期間中に前記エンジン回転速度が前記第１の回転速度以下の第３の回転速度領域で前記エンジン再始動要求が発生したときに、前記アクチュエータにより前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中に前記モータにより前記ピニオンを回転させて前記スタータによるクランキングを開始して前記エンジンを再始動させる先出し制御を実施する先出し制御手段と、
を備え、
前記検出手段は、前記自律復帰制御及び前記先出し制御のいずれかによる前記再始動が失敗したことを検出するものであり、
前記検出手段により前記再始動の失敗が検出された場合には、その失敗検出時点から前記エンジン回転速度がゼロになるまでの期間、前記自律復帰制御及び前記先出し制御の実施を禁止することを特徴とする請求項１に記載のエンジン自動停止始動制御装置。
【請求項４】
前記エンジンの自動停止により前記エンジン回転速度が降下するエンジン回転降下期間中に前記エンジン回転速度が第２の回転速度よりも高い第２の回転速度領域で前記エンジン再始動要求が発生したときに、前記モータにより前記ピニオンの回転速度を前記リングギヤの回転速度に同期させた後に前記アクチュエータにより前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせて前記スタータによるクランキングを開始して前記エンジンを再始動させる先回し制御を実施する先回し制御手段と、
前記エンジン回転降下期間中に前記エンジン回転速度が前記第２の回転速度以下の第３の回転速度領域で前記エンジン再始動要求が発生したときに、前記アクチュエータにより前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中に前記モータにより前記ピニオンを回転させて前記スタータによるクランキングを開始して前記エンジンを再始動させる先出し制御を実施する先出し制御手段と、
を備え、
前記検出手段は、前記先回し制御及び前記先出し制御のいずれかによる前記再始動が失敗したことを検出するものであり、
前記検出手段により前記再始動の失敗が検出された場合には、その失敗検出時点から前記エンジン回転速度がゼロになるまでの期間、前記先回し制御及び前記先出し制御の実施を禁止することを特徴とする請求項１に記載のエンジン自動停止始動制御装置。
【請求項５】
前記エンジンの自動停止により前記エンジン回転速度が降下するエンジン回転降下期間中に前記エンジン回転速度が第３の回転速度領域で前記エンジン再始動要求が発生したときに、前記アクチュエータにより前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中に前記モータにより前記ピニオンを回転させて前記スタータによるクランキングを開始して前記エンジンを再始動させる先出し制御を実施する先出し制御手段を備え、
前記検出手段は、前記先出し制御による前記再始動が失敗したことを検出するものであり、
前記検出手段により前記再始動の失敗が検出された場合には、その失敗検出時点から前記エンジン回転速度がゼロになるまでの期間、前記先出し制御の実施を禁止することを特徴とする請求項１に記載のエンジン自動停止始動制御装置。
【請求項６】
前記検出手段により前記再始動の失敗が検出された場合には、前記エンジン回転速度がゼロになった以降に前記再始動を再び実施することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のエンジン自動停止始動制御装置。
【請求項７】
前記検出手段により前記再始動の失敗が検出された場合には、その失敗検出の後に運転者による始動操作がなされたことを条件として、前記再始動を再び実施することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のエンジン自動停止始動制御装置。
【請求項８】
ピニオンを回転駆動するモータと、前記ピニオンをエンジンのクランク軸に連結されたリングギヤに噛み合わせるアクチュエータとを個別に作動可能なスタータを備え、エンジン自動停止要求が発生したときにエンジンを自動停止させ、エンジン再始動要求が発生したときにエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動制御装置において、
前記エンジンの自動停止によりエンジン回転速度が降下するエンジン回転降下期間中に前記エンジン回転速度がゼロとなる直前の所定回転速度まで低下したときに、前記エンジン再始動要求の発生に先立ち前記アクチュエータにより前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせておくプリセット制御を実施するプリセット制御手段と、
前記プリセット制御による前記噛み合わせが失敗したことを検出する検出手段と、
を備え、
前記検出手段により前記再始動の失敗が検出された場合には、その失敗検出時点から前記エンジン回転速度がゼロになるまでの期間、前記プリセット制御の実施を禁止することを特徴とする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、エンジン自動停止要求が発生したときにエンジンを自動停止させ、エンジン再始動要求が発生したときにエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動制御装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジン（内燃機関）を搭載した車両においては、燃費節減、排気エミッション低減等を目的として、エンジン自動停止始動制御システム（いわゆるアイドルストップ制御システム）を採用したものがある。このエンジン自動停止始動制御システムは、例えば、運転者が車両を停車させたときにエンジンを自動的に停止させ、その後、運転者が車両を発進させようとする操作を行ったときに自動的にスタータでエンジンをクランキングして再始動させるようにしている。
【０００３】
一般に、スタータは、モータでピニオンを回転させると共に、アクチュエータでピニオンを押し出して該ピニオンをエンジンのクランク軸に連結されたリングギヤに噛み合わせてリングギヤを回転駆動することで、エンジンをクランキングするようになっている。しかし、ピニオンとリングギヤの回転速度の差が大きい状態でピニオンをリングギヤに噛み合わせようとすると、ピニオンがリングギヤにスムーズに噛み合わずに騒音が発生する可能性がある。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載されているように、エンジン自動停止要求が発生した直後でエンジンの自動停止によりエンジン回転速度が降下するエンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生した場合には、その後、エンジン回転（リングギヤの回転）が停止直前の低回転になってから、スタータのピニオンを押し出してリングギヤに噛み合わせ、その後、ピニオンを回転させてクランキングを開始させることで、エンジンを再始動させるようにしたものがある。以下、この手法による再始動を「先出し制御」と記載する。
【０００５】
しかし、この先出し制御では、エンジン再始動要求が発生した後、エンジン回転がほぼ停止するまで待ってからクランキングを開始させるため、エンジン再始動要求からエンジンを再始動させるまでの遅れが大きくなってしまい、運転者にエンジンの再始動が遅いと感じさせてしまう可能性がある。
【０００６】
この対策として、特許文献２，３に記載されているように、エンジンの自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生したときに、ピニオンの回転速度をリングギヤの回転速度に同期させて両者の回転速度の差を小さくした後に、ピニオンを押し出してリングギヤに噛み合わせてクランキングを開始させることで、エンジンを再始動させるようにしたものがある。以下、この手法による再始動を「先回し制御」と記載する。
【０００７】
但し、エンジン再始動要求発生時点でのエンジン回転速度がある程度高い場合には、スタータによるクランキングを行わずとも燃料を噴射させればエンジンを再始動させることができる。以下、この手法による再始動を「自律復帰制御」と記載する。
【０００８】
そこで、特許文献３では、エンジン再始動要求発生時点でのエンジン回転速度が、第１の回転速度よりも高い第１の回転速度領域であれば自律復帰制御を実施し、第１の回転速度以下で第２の回転速度よりも高い第２の回転速度領域であれば先回し制御を実施し、第２の回転速度以下の第３の回転速度領域であれば先出し制御を実施している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１２２０５９号公報
【特許文献２】特開２００５−３３０８１３号公報
【特許文献３】特開２００２−７０６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、自律復帰制御を実施しても、所望する燃焼が得られない等のエンジンの不調により再始動に失敗する場合がある。また、先回し制御を実施しても、正確に同期できていない状態でピニオンを押し出すことでリングギヤへの噛み合わせに失敗したり、ピニオン又はリングギヤの歯部が経年劣化（磨耗）していることにより前記噛み合わせに失敗したりして、再始動に失敗する場合がある。また、先出し制御を実施しても、上記経年劣化に起因して噛み合わせに失敗して再始動に失敗する場合がある。
【００１１】
そして、上記特許文献３記載の制御手法では、例えば自律復帰制御による再始動に失敗すると、エンジン回転速度が第２の回転速度領域にまで降下することに伴い先回し制御が実施されることとなる。しかし、再始動に失敗した直後のエンジン回転速度の挙動は予測困難であるとともに、スタータのモータも惰性で回転した状態であるためモータ回転速度を把握することも困難である。よって、再始動失敗後のエンジン回転降下期間中に先回し制御を実施する場合には、同期したタイミングでピニオンを噛み合わせることは極めて困難となる。そのため、リングギヤにピニオンをスムーズに噛み合わせることができず、リングギヤ又はピニオンの著しい磨耗損傷が懸念される。
【００１２】
また、先回し制御による再始動失敗の後に、エンジン回転速度が第３の回転速度領域にまで降下することに伴い先出し制御を実施する場合においても、再始動失敗直後のエンジン回転速度の挙動は予測困難であるため第２の回転速度領域の時にピニオンを押し出してしまうことが懸念される。そのため、リングギヤにピニオンをスムーズに噛み合わせることができず、リングギヤ又はピニオンの著しい磨耗損傷が懸念される。
【００１３】
また、自律復帰制御による再始動失敗の後に、エンジン回転速度が第１の回転速度領域であることに伴い自律復帰制御を再び実施する場合においても、再始動失敗直後のエンジン回転速度の挙動は予測困難であるため第２の回転速度領域の時に自律復帰制御を実施してしまうことが懸念され、この場合には再び再始動が失敗することとなる。
【００１４】
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、その目的は、エンジンの再始動が失敗した後に再び再始動を試みるにあたり、スムーズにその再始動を実施できるようにしたエンジン自動停止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】
【００１５】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【００１６】
請求項１記載の発明では、ピニオンを回転駆動するモータと、前記ピニオンをエンジンのクランク軸に連結されたリングギヤに噛み合わせるアクチュエータとを個別に作動可能なスタータを備え、エンジン自動停止要求が発生したときにエンジンを自動停止させ、エンジン再始動要求が発生したときにエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動制御装置であることを前提とする。そして、前記再始動が失敗したことを検出する検出手段を備え、前記検出手段により前記再始動の失敗が検出された場合には、その失敗検出時点からエンジン回転速度がゼロになるまでの期間、前記再始動の実施を禁止することを特徴とする。
【００１７】
これによれば、再始動が失敗した直後であって、エンジン回転速度やスタータのモータ回転速度を正確に把握することが困難なエンジン回転降下期間には、再始動の実施が禁止されるので、再始動失敗後に再び再始動を試みるにあたり、リングギヤにピニオンをスムーズに噛み合わせることができないといった不具合を回避でき、ひいてはリングギヤ又はピニオンの著しい磨耗損傷を回避できる。
【００１８】
なお、上記発明では、エンジン回転降下期間中に再始動要求が発生した場合（ケース１）と、エンジン回転停止中に再始動要求が発生した場合（ケース２）の両方を想定しており、ケース２の場合、失敗した再始動により僅かにエンジン回転速度が上昇し、その後降下してゼロになるまでの期間に、再始動の実施を禁止するものである。また、以下に説明する請求項２〜５については、前記ケース１を想定したものである。
【００１９】
請求項２記載の発明では、自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン回転速度が第１の回転速度よりも高い第１の回転速度領域で再始動要求が発生したときに、クランキングを行わずに燃料噴射を再開して再始動させる自律復帰制御手段と、前記エンジン回転降下期間中に前記エンジン回転速度が前記第１の回転速度以下で第２の回転速度よりも高い第２の回転速度領域で再始動要求が発生したときに、前記ピニオンの回転速度を前記リングギヤの回転速度に同期させた後に前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせて再始動させる先回し制御手段と、前記エンジン回転降下期間中に前記エンジン回転速度が前記第２の回転速度以下の第３の回転速度領域で再始動要求が発生したときに、前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中に前記ピニオンを回転させて再始動させる先出し制御手段と、を備える。
【００２０】
そしてさらに、前記自律復帰制御、前記先回し制御及び前記先出し制御のいずれかによる前記再始動が失敗したことを検出する検出手段を備え、前記検出手段により前記再始動の失敗が検出された場合には、その失敗検出時点から前記エンジン回転速度がゼロになるまでの期間、前記自律復帰制御、前記先回し制御及び前記先出し制御の実施を禁止することを特徴とする。
【００２１】
これによれば、自律復帰制御、先回し制御及び先出し制御のいずれかによる再始動が失敗した直後であって、エンジン回転速度やスタータのモータ回転速度を正確に把握することが困難なエンジン回転降下期間には、自律復帰制御、先回し制御及び先出し制御の実施が禁止されるので、再始動失敗後に再び再始動を試みるにあたり、リングギヤにピニオンをスムーズに噛み合わせることができないといった不具合を回避でき、ひいてはリングギヤ又はピニオンの著しい磨耗損傷を回避できる。また、自律復帰制御が失敗した直後に再び自律復帰制御が失敗するといった不具合を回避できる。
【００２２】
請求項３記載の発明では、上述した自律復帰制御手段及び先出し制御手段を備えるとともに、前記自律復帰制御及び前記先出し制御のいずれかによる前記再始動が失敗したことを検出する検出手段を備え、前記検出手段により前記再始動の失敗が検出された場合には、その失敗検出時点から前記エンジン回転速度がゼロになるまでの期間、前記自律復帰制御及び前記先出し制御の実施を禁止することを特徴とする。
【００２３】
これによれば、自律復帰制御及び先出し制御のいずれかによる再始動が失敗した直後であって、エンジン回転速度やスタータのモータ回転速度を正確に把握することが困難なエンジン回転降下期間には、自律復帰制御及び先出し制御の実施が禁止されるので、再始動失敗後に再び再始動を試みるにあたり、リングギヤにピニオンをスムーズに噛み合わせることができないといった不具合を回避でき、ひいてはリングギヤ又はピニオンの著しい磨耗損傷を回避できる。また、自律復帰制御が失敗した直後に再び自律復帰制御が失敗するといった不具合を回避できる。
【００２４】
請求項４記載の発明では、上述した先回し制御手段及び先出し制御手段を備えるとともに、前記先回し制御及び前記先出し制御のいずれかによる前記再始動が失敗したことを検出する検出手段を備え、前記検出手段により前記再始動の失敗が検出された場合には、その失敗検出時点から前記エンジン回転速度がゼロになるまでの期間、前記先回し制御及び前記先出し制御の実施を禁止することを特徴とする。
【００２５】
これによれば、先回し制御及び先出し制御のいずれかによる再始動が失敗した直後であって、エンジン回転速度やスタータのモータ回転速度を正確に把握することが困難なエンジン回転降下期間には、先回し制御及び先出し制御の実施が禁止されるので、再始動失敗後に再び再始動を試みるにあたり、リングギヤにピニオンをスムーズに噛み合わせることができないといった不具合を回避でき、ひいてはリングギヤ又はピニオンの著しい磨耗損傷を回避できる。
【００２６】
請求項５記載の発明では、上述した先出し制御手段を備えるとともに、前記先出し制御による前記再始動が失敗したことを検出する検出手段を備え、前記検出手段により前記再始動の失敗が検出された場合には、その失敗検出時点から前記エンジン回転速度がゼロになるまでの期間、前記先出し制御の実施を禁止することを特徴とする。
【００２７】
これによれば、先出し制御による再始動が失敗した直後であって、エンジン回転速度やスタータのモータ回転速度を正確に把握することが困難なエンジン回転降下期間には、先出し制御の実施が禁止されるので、再始動失敗後に再び再始動を試みるにあたり、リングギヤにピニオンをスムーズに噛み合わせることができないといった不具合を回避でき、ひいてはリングギヤ又はピニオンの著しい磨耗損傷を回避できる。
【００２８】
請求項６記載の発明では、前記検出手段により前記再始動の失敗が検出された場合には、前記エンジン回転速度がゼロになった以降に前記先出し制御を実施することを特徴とする。一方、請求項７記載の発明では、前記検出手段により前記再始動の失敗が検出された場合には、その失敗検出の後に運転者による始動操作がなされたことを条件として、前記再始動を実施することを特徴とする。
【００２９】
要するに、再始動に失敗した後の対処として、請求項５記載の発明ではエンジン回転速度がゼロになった以降に自動で再始動を行うので、１度再始動に失敗しても自動で再び再始動を行うことによりエンジン再始動要求を満たすようにできる。但しこの場合には、再始動要求が発生してから２度目の再始動が実施されるまでのタイムラグが長くなるので、運転者に違和感を与えることが懸念される。この懸念に対し、上記請求項７記載の発明では、運転者が始動操作をしない限り自動で再始動を行うことはしないので、前記違和感を回避できる。
【００３０】
ところで、上述した自律復帰制御、先回し制御及び先出し制御は、エンジン回転降下期間中に再始動要求が発生した場合の制御であるが、エンジン回転が停止している時に再始動要求が発生した場合には、先出し制御と同様にしてピニオンを押し出してリングギヤに噛み合わせた後、ピニオンを回転させて再始動させる。以下、この手法による再始動を「通常制御」と記載する。
【００３１】
また、エンジン回転降下期間中にエンジン回転速度がゼロとなる直前の所定回転速度まで低下したときに、再始動要求の発生に先立ちピニオンを押し出してリングギヤに噛み合わせておく「プリセット制御」が従来より知られている。このプリセット制御を実施しておけば、その後に再始動要求が発生した時にはピニオンを回転駆動させるだけでよくなるため、通常制御で要するピニオンの押し出し時間を短縮して再始動させることができる。
【００３２】
しかし、通常制御を実施しても、上記経年劣化に起因して噛み合わせに失敗して再始動に失敗することがある。また、プリセット制御を実施しても上記経年劣化に起因して噛み合わせに失敗することがある。そして、これらの噛み合わせ失敗直後にはエンジン回転速度又はスタータのモータ回転速度を把握することが困難となるため、失敗直後に通常制御又はプリセット制御を実施しようとすると、リングギヤにピニオンをスムーズに噛み合わせることができず、リングギヤ又はピニオンの著しい磨耗損傷が懸念される。
【００３３】
この懸念に対し、請求項８記載の発明では、上述したプリセット制御を実施するプリセット制御手段を備えるとともに、前記プリセット制御による前記噛み合わせが失敗したことを検出する検出手段を備え、前記検出手段により前記再始動の失敗が検出された場合には、その失敗検出時点から前記エンジン回転速度がゼロになるまでの期間、前記プリセット制御の実施を禁止することを特徴とする。
【００３４】
これによれば、プリセット制御による噛み合わせが失敗した直後であって、エンジン回転速度やスタータのモータ回転速度を正確に把握することが困難なエンジン回転降下期間には、プリセット制御の実施が禁止されるので、「プリセット制御による噛み合わせ失敗後に再びプリセット制御を試みることによりリングギヤにピニオンをスムーズに噛み合わせることができずにリングギヤ又はピニオンが磨耗損傷する」といった不具合を回避できる。
【００３５】
ちなみに、上記請求項２〜７のいずれか１つに記載の発明では、エンジンの自動停止によりエンジン回転速度が降下するエンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生した場合の再始動失敗時の対処手法であるが、上記請求項１記載の発明は、このような対処手法に限定されるものではなく、例えば先述した通常制御による再始動が失敗した時の対処手法をも含むものである。すなわち、例えば通常制御による再始動が失敗した直後であって、エンジン回転速度やスタータのモータ回転速度を正確に把握することが困難なエンジン回転降下期間には、通常制御等による再始動の実施が禁止されるので、再始動失敗後に再び再始動を試みるにあたり、リングギヤにピニオンをスムーズに噛み合わせることができないといった不具合を回避でき、ひいてはリングギヤ又はピニオンの著しい磨耗損傷を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるエンジン自動停止始動制御装置が適用される、エンジン始動制御システムの概略構成図。
【図２】第１実施形態にかかるエンジン再始動制御を説明するタイムチャート。
【図３】第１実施形態にかかる先回し制御を説明するタイムチャート。
【図４】第１実施形態にかかる先出し制御を説明するタイムチャート。
【図５】第１実施形態にかかるエンジン再始動制御ルーチンの処理を説明するフローチャート。
【図６】自律復帰制御が失敗した後に、エンジン回転速度が脈動しながら低下していく様子を示すタイムチャート。
【図７】第１実施形態にかかる失敗時再始動制御ルーチンの処理を説明するフローチャート。
【図８】第１実施形態にかかるプリセット失敗時制御ルーチンの処理を説明するフローチャート。
【図９】本発明の第２実施形態にかかる失敗時再始動制御ルーチンの処理を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明を具体化した各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、第２実施形態のハード構成は、図１に示す第１実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
【００３８】
（第１実施形態）
まず、図１に基づいてエンジン始動制御システムの概略構成を説明する。
【００３９】
スタータ１１は、いわゆるピニオン押し出し式スタータであり、モータ１２と、このモータ１２によって回転駆動されるピニオン１３と、このピニオン１３を押し出す電磁アクチュエータ１４等を備えた構成となっている。ピニオン１３は、軸方向に移動可能に設けられている。電磁アクチュエータ１４には、プランジャ１５と、このプランジャ１５を駆動するソレノイド１６が設けられ、プランジャ１５の駆動力がレバー１７等を介してピニオン１３に伝達されるようになっている。
【００４０】
また、バッテリ１８と電磁アクチュエータ１４との間には、リレー１９が設けられ、ＥＣＵ２０（エンジン制御回路）によってリレー１９をオンして電磁アクチュエータ１４の通電をオンすることで、プランジャ１５をピニオン押出方向に移動させてピニオン１３を押し出して、該ピニオン１３をエンジン２１のクランク軸２２に連結されたリングギヤ２３に噛み合わせるようになっている。
【００４１】
更に、バッテリ１８とモータ１２との間には、機械式のリレー２５と、このリレー２５をオン／オフするためのスイッチング素子２４が設けられ、ＥＣＵ２０によってスイッチング素子２４をオンしてリレー２５をオンすることで、モータ１２の通電をオンしてピニオン１３を回転駆動するようになっている。
【００４２】
ＥＣＵ２０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じてエンジン２１の燃料噴射量や点火時期を制御する。
【００４３】
また、ＥＣＵ２０は、図示しないエンジン自動停止始動制御ルーチンを実行することで、エンジン自動停止始動制御（いわゆるアイドルストップ制御）を実行する。このエンジン自動停止始動制御では、車両の走行中に運転者が減速操作（アクセル全閉、ブレーキ操作等）を行って減速要求が発生したときや、車両を停車させたときにエンジン自動停止要求が発生したと判断して、エンジン２１の燃焼（燃料噴射及び／又は点火）を停止させてエンジン２１を自動的に停止させる。その後、車両の走行中に減速要求が解除されたときや、車両の停止中に運転者が車両発進のための準備操作（ブレーキ解除、シフトレバー操作等）や発進操作（アクセル踏み込み等）を行ったときにエンジン再始動要求が発生したと判断して、エンジン２１を再始動させる。
【００４４】
その際、本実施形態では、ＥＣＵ２０により後述する図５のエンジン再始動制御ルーチンを実行することで、エンジン２１の再始動制御を次のようにして行う。
【００４５】
図２のタイムチャートに示すように、エンジン運転中にエンジン自動停止要求が発生すると、エンジン２１の燃焼が停止されてエンジン２１が自動停止される。
【００４６】
＜自律復帰制御＞
エンジン２１の自動停止によりエンジン回転速度Ｎｅが降下するエンジン回転降下期間中に、エンジン回転速度Ｎｅが第１の回転速度Ｎ１（例えば５００ｒｐｍ）よりも高い第１の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときには、スタータ１１によるクランキングを行わなくてもエンジン２１を再始動できると判断して、自律復帰制御を実行する。この自律復帰制御では、スタータ１１によるクランキングを行わずに燃料噴射及び点火を再開してエンジン２１を再始動させる。
【００４７】
これにより、エンジン再始動要求が発生したときに、直ちにエンジン２１の燃焼を再開してエンジン２１を速やかに再始動させることができる。しかも、スタータ１１によるクランキングを行わないため、スタータ１１の電力消費量を０にすることができると共に、ピニオン１３とリングギヤ２３の回転速度の差が大きい状態でピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせることを回避して、騒音の発生を防止することができる。
【００４８】
＜先回し制御＞
エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中に、エンジン回転速度Ｎｅが第１の回転速度Ｎ１以下で第２の回転速度Ｎ２（例えば２５０ｒｐｍ）よりも高い第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときには、リングギヤ２３の回転速度が比較的高いため、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させないと、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせることができないと判断して、先回し制御を実行する。この先回し制御では、モータ１２によりピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させて両者の回転速度の差を小さくした後に、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。
【００４９】
具体的には、図３に示すように、エンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した時点ｔ１で、モータ１２の通電をオンしてモータ１２によりピニオン１３を回転させ、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が±２００ｒｐｍの範囲内になった時点ｔ２で、ピニオン１３の回転速度がリングギヤ２３の回転速度に同期したと判断して、電磁アクチュエータ１４の通電をオンしてピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。ここで、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差における「回転速度差」とは、「クランク軸２２に換算した回転速度差」を意味する（以下、同様）。
【００５０】
このようにすれば、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせて騒音の発生を防止しながら、エンジン再始動要求からエンジン２１を再始動させるまでの遅れを少なくすることができる。しかも、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との同期を判断する際の回転速度の検出精度をあまり高くする必要がないため、例えば、リングギヤ２３の回転速度を精度良く検出できる高価なクランク角センサやピニオン１３の回転速度を精度良く検出できる高価な回転速度センサを設ける必要がなく、近年の重要な技術的課題である低コスト化の要求を満たすことができる。
【００５１】
本実施形態では、リングギヤ２３の直径（歯先の外径）が３００ｍｍで、ピニオン１３の直径（歯先の外径）が３０ｍｍである。この場合、例えば、リングギヤ２３の回転速度が３００ｒｐｍで、ピニオン１３の回転速度が１０００ｒｐｍのときに、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差（クランク軸２２に換算した回転速度差）が２００ｒｐｍになる。このとき、リングギヤ２３の直径が３００ｍｍで回転速度が３００ｒｐｍであるため、リングギヤ２３のピッチ円上（ピニオン１３の歯車ところがり接触する仮想の円上）の周速度は約４．７ｍ／秒となる。また、ピニオン１３の直径が３０ｍｍで回転速度が１０００ｒｐｍであるため、ピニオン１３のピッチ円上（リングギヤ２３の歯車ところがり接触する仮想の円上）の周速度は約１．６ｍ／秒となる。これにより、リングギヤ２３のピッチ円上の周速度とピニオン１３のピッチ円上の周速度との周速度差は約３．１ｍ／秒となる。従って、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が±２００ｒｐｍの範囲内になるとは、リングギヤ２３のピッチ円上の周速度とピニオン１３のピッチ円上の周速度との周速度差が±３．１ｍ／秒の範囲内になることである。
【００５２】
本発明者らは、ピニオン１３とリングギヤ２３の噛み合い時の音圧を測定する試験を行った。この試験結果より、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が±２５０ｒｐｍの範囲内の場合、好ましくはリングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が±２００ｒｐｍの範囲内（つまりリングギヤ２３のピッチ円上の周速度とピニオン１３のピッチ円上の周速度との周速度差が±３．１ｍ／秒の範囲内）の場合に、ピニオン１３とリングギヤ２３の噛み合い時の音圧を十分に低減できることが確認された。
【００５３】
尚、スタータ１１に、エンジン回転方向においてモータ１２からピニオン１３へ動力を伝達するが、ピニオン１３からモータ１２へ動力を伝達しないワンウエイクラッチが設けられたシステムの場合には、先回し制御の際に、リングギヤ２３の回転速度がピニオン１３の回転速度よりも高く且つリングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が所定値（例えば２００ｒｐｍ）以下になったときにピニオン１３の回転速度がリングギヤ２３の回転速度に同期したと判断するようにしても良い。ここで、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が２００ｒｐｍ以下になるとは、リングギヤ２３のピッチ円上の周速度とピニオン１３のピッチ円上の周速度との周速度差が３．１ｍ／秒以下になることである。
【００５４】
このようにすれば、ピニオン１３の回転速度がリングギヤ２３の回転速度に同期したと判断してピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせる際に、リングギヤ２３の回転速度がピニオン１３の回転速度よりも高いときにピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせるが、ワンウエイクラッチが空転してスタータ１１に加わる衝撃を緩和することができ、その後、フリクションによるエンジン回転速度（リングギヤ２３の回転速度）の低下とモータ１２の回転速度（ピニオン１３の回転速度）の上昇に伴って、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が０になったときに、ワンウエイクラッチがロックしてモータ１２からピニオン１３へ動力が伝達され始める。このような挙動により、ピニオン１３をリングギヤ２３に比較的スムーズに噛み合わせることができ、スタータ１１の構成部品への衝撃も少なく、強度的に余裕を持たせることができる。
【００５５】
＜先出し制御＞
エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中に、エンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度Ｎ２以下の第３の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときには、リングギヤ２３の回転速度が比較的低いため、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させなくても、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせることができると判断して、先出し制御を実行する。この先出し制御では、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。
【００５６】
具体的には、図４に示すように、エンジン回転速度Ｎｅが第３の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した時点ｔ３で、電磁アクチュエータ１４の通電をオンしてピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせ、ピニオン１３とリングギヤ２３の噛み合わせが完了した時点ｔ４又はその噛み合わせの途中の時点で、モータ１２の通電をオンしてモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。
【００５７】
このようにすれば、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせて騒音の発生を防止しながら、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させる処理を省略することができるため、その分、スタータ１１によるクランキングの開始を早くしてエンジン２１を速やかに再始動させることができると共に、スタータ１１の電力消費量を低減することができる。
【００５８】
尚、エンジン２１の再始動制御の際に、エンジン回転速度Ｎｅ（リングギヤ２３の回転速度）は、例えば、エンジン自動停止要求の発生（又はエンジン２１の燃焼停止）からの経過時間をパラメータとするエンジン回転速度Ｎｅのマップを参照して、エンジン自動停止要求の発生（又はエンジン２１の燃焼停止）からの経過時間に応じたエンジン回転速度Ｎｅを推定（算出）する。エンジン回転速度Ｎｅのマップは、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、ＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されている。一般に、エンジン自動停止要求が発生してエンジン２１の燃焼が停止されてからの時間経過に伴ってエンジン回転速度Ｎｅが低下するため、エンジン自動停止要求の発生（又はエンジン２１の燃焼停止）からの経過時間からエンジン回転速度Ｎｅを推定することができる。
【００５９】
また、ピニオン１３の回転速度は、例えば、モータ１２の通電時間（通電開始後の経過時間）と通電電流（例えばデューティ比）とをパラメータとするピニオン１３の回転速度のマップを参照して、モータ１２の通電時間と通電電流とに応じたピニオン１３の回転速度を推定（算出）する。ピニオン１３の回転速度のマップは、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、ＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されている。一般に、モータ１２の通電開始後の時間経過に伴ってモータ１２の回転速度が上昇してピニオン１３の回転速度が上昇し、その際、モータ１２の通電電流が大きいほどモータ１２の回転速度が速くなってピニオン１３の回転速度が速くなるため、モータ１２の通電時間や通電電流からピニオン１３の回転速度を推定することができる。
【００６０】
＜プリセット制御＞
エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中に、エンジン再始動要求が発生しなかった場合であっても、エンジン回転速度Ｎｅが第３の回転速度Ｎ３（Ｎ３≦Ｎ２）まで低下したときには、プリセット制御を実行する。このプリセット制御では、エンジン回転速度Ｎｅが第３の回転速度Ｎ３まで低下したときに、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせて、その後、エンジン再始動要求が発生したときに、モータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させるようにしている。
【００６１】
このようにすれば、その後に再始動要求が発生した時にはピニオン１３を回転駆動させるだけでよくなるため、再始動要求発生後にピニオン１３を押し出してから回転駆動させる場合に比べて、ピニオン１３の押し出し時間を短縮できる。よって、エンジン２１を速やかに再始動させることができる。
【００６２】
さらに、プリセット制御を実行することにより、エンジン回転が停止する間際のエンジン揺動期間（エンジン２１の逆回転と正回転を交互に繰り返す期間（図２参照））よりも前に、ピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせておくことができる。よって、エンジン揺動期間中にピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせることを回避して、スタータ１１の破損や騒音の発生を防止することができる。そして、エンジン回転速度Ｎｅが第３の回転速度Ｎ３以下に低下した後にエンジン再始動要求が発生したときに、その時点で、スタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を速やかに再始動させることができる。
【００６３】
以上説明した本実施形態のエンジン２１の再始動制御は、ＥＣＵ２０によって図５のエンジン再始動制御ルーチンに従って実行される。以下、図５のエンジン再始動制御ルーチンの処理内容を説明する。
【００６４】
図５に示すエンジン再始動制御ルーチンは、ＥＣＵ２０の電源オン中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップＳ１０１で、エンジン自動停止制御中（例えば、エンジン２１の燃焼停止から再始動制御が開始されるまでの期間）であるか否かを判定し、エンジン自動停止制御中ではないと判定されれば、ステップＳ１０３以降の再始動制御に関する処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。
【００６５】
一方、上記ステップＳ１０１で、エンジン自動停止制御中であると判定された場合には、ステップＳ１０２に進み、エンジン回転速度Ｎｅが第３の回転速度Ｎ３（例えば１００ｒｐｍ）よりも高いか否かを判定する。このステップＳ１０２で、エンジン回転速度Ｎｅが第３の回転速度Ｎ３よりも高いと判定された場合には、ステップＳ１０３に進み、エンジン再始動要求が発生したか否かを判定し、エンジン再始動要求が発生したと判定された時点で、ステップＳ１０４に進み、エンジン回転速度Ｎｅが第１の回転速度Ｎ１よりも高いか否かによって、エンジン回転速度Ｎｅが第１の回転速度領域であるか否かを判定する。
【００６６】
ここで、第１の回転速度Ｎ１は、例えば３００〜７００ｒｐｍの範囲内（本実施形態では５００ｒｐｍ）に設定されている。エンジン回転降下期間中に、エンジン回転速度Ｎｅが第１の回転速度Ｎ１（３００〜７００ｒｐｍ）よりも高いときには、スタータ１１によるクランキングを行わなくても燃焼（燃料噴射・点火）を再開するだけでエンジン２１を再始動できるため、第１の回転速度Ｎ１を３００〜７００ｒｐｍの範囲内に設定すれば、第１の回転速度Ｎ１（３００〜７００ｒｐｍ）よりも高い第１の回転速度領域が、スタータ１１によるクランキングを行わずに燃料噴射及び点火を再開してエンジン２１を再始動できる領域となる。
【００６７】
このステップＳ１０４で、エンジン回転速度Ｎｅが第１の回転速度Ｎ１よりも高いと判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅが第１の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、スタータ１１によるクランキングを行わなくてもエンジン２１を再始動できると判断して、ステップＳ１０５（自律復帰制御手段）に進み、自律復帰制御を実行する。この自律復帰制御では、スタータ１１によるクランキングを行わずに燃料噴射及び点火を再開してエンジン２１を再始動させる。
【００６８】
この後、ステップＳ１０６に進み、エンジン２１の始動が完了したか否かを、例えばエンジン回転速度Ｎｅが始動完了判定値Ｎｔｈ（図６参照）を越えたか否かによって判定し、エンジン２１の始動が完了していないと判定された場合には、上記ステップＳ１０４に戻り、エンジン回転速度Ｎｅが第１の回転速度領域であれば、自律復帰制御を継続する（ステップＳ１０４、１０４）。その後、ステップＳ１０６で、エンジン２１の始動が完了したと判定されれば、本ルーチンを終了する。
【００６９】
一方、上記ステップＳ１０４で、エンジン回転速度Ｎｅが第１の回転速度Ｎ１以下であると判定された場合には、ステップＳ１０７に進み、エンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度Ｎ２よりも高いか否かによって、エンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度領域であるか第３の回転速度領域であるかを判定する。
【００７０】
ここで、第２の回転速度Ｎ２は、例えば５０〜４５０ｒｐｍの範囲内（本実施形態では２５０ｒｐｍ）に設定されている。エンジン回転降下期間中に、エンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度Ｎ２（５０〜４５０ｒｐｍ）以下に低下すれば、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させなくても、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせることができるため、第２の回転速度を５０〜４５０ｒｐｍの範囲内に設定すれば、第２の回転速度Ｎ２（５０〜４５０ｒｐｍ）以下の第３の回転速度領域が、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させなくても、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせることができる領域となる。
【００７１】
このステップＳ１０７で、エンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度Ｎ２よりも高いと判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、リングギヤ２３の回転速度が比較的高いため、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させないと、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせることができないと判断して、ステップＳ１０８（先回し制御手段）に進み、先回し制御を実行する。
【００７２】
この先回し制御では、先述したエンジン回転速度Ｎｅのマップ及びピニオン１３の回転速度のマップに基づき、エンジン自動停止要求の発生から前記同期に至るまでの経過時間を算出する。そして、エンジン自動停止要求の発生時点でモータ１２によりピニオン１３を回転駆動させ、前記経過時間に達した時点で電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせるよう押し出し駆動させる。これにより、モータ１２によりピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させて両者の回転速度の差を小さくした後に、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１が再始動される。
【００７３】
この後、ステップＳ１０９に進み、エンジン２１の始動が完了したか否かを判定し、エンジン２１の始動が完了したと判定されれば、本ルーチンを終了するが、エンジン２１の始動が完了していないと判定されれば、ステップＳ１１０（先出し制御手段）に進む。
【００７４】
一方、上記ステップＳ１０７で、エンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度Ｎ２以下であると判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅが第３の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、リングギヤ２３の回転速度が比較的低いため、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させなくても、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせることができると判断して、ステップＳ１１０に進み、先出し制御を実行する。この先出し制御では、エンジン自動停止要求の発生時点で電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせるよう押し出し駆動させる。そして、噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。
【００７５】
この後、ステップＳ１１１に進み、エンジン２１の始動が完了したか否かを判定し、エンジン２１の始動が完了していないと判定された場合には、上記ステップＳ１１０に戻り、先出し制御を継続する。その後、ステップＳ１１１で、エンジン２１の始動が完了したと判定されれば、本ルーチンを終了する。
【００７６】
また、上記ステップＳ１０２で、エンジン回転速度Ｎｅが第３の回転速度Ｎ３以下であると判定された場合（つまりエンジン再始動要求が発生せずにエンジン回転速度Ｎｅが第３の回転速度Ｎ３以下に低下した場合）には、ステップＳ１１２（プリセット制御手段）に進み、プリセット制御を実行する。このプリセット制御では、エンジン回転速度Ｎｅが第３の回転速度Ｎ３まで低下したときに、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせて、その後、エンジン再始動要求が発生したときに、モータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。
【００７７】
以上説明した図５の処理では、要するに、エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生したとき、その発生時点でのエンジン回転速度Ｎｅが第１の回転速度領域であれば自律復帰制御を実行し、第２の回転速度領域であれば先回し制御を実行し、第３の回転速度領域であれば先出し制御を実行する。そして、エンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求がなければプリセット制御を実行する。
【００７８】
したがって、エンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生した場合に、そのときのエンジン回転速度Ｎｅに応じた適正なエンジン再始動制御を行うことができ、エンジン２１の再始動の遅れや騒音の発生を防止できると共に、スタータ１１の電力消費量を低減することができる。
【００７９】
また、図５の処理では、エンジン再始動制御の際に、エンジン自動停止要求の発生（又はエンジン２１の燃焼停止）からの経過時間に基づいてエンジン回転速度を推定するようにしたので、例えば、エンジン回転降下期間のエンジン回転速度を精度良く検出できる高価なクランク角センサを設ける必要がなく、更に、モータ１２の通電時間と通電電流とに基づいてピニオン１３の回転速度を推定するようにしたので、モータ１２の回転速度（ピニオン１３の回転速度）を検出するセンサを省略した構成にすることができ、近年の重要な技術的課題である低コスト化の要求を満たすことができる。
【００８０】
しかしながら、上記図５の処理を実施するだけでは、以下に説明する問題が懸念される。すなわち、上述した自律復帰制御を実施しても、所望する燃焼が為されずにエンジン再始動に失敗する場合がある。特に、エンジン回転速度Ｎｅの降下速度が速い時に自律復帰制御を実施すると失敗のおそれが高くなる。このような自律復帰制御の失敗が生じた場合、図５の処理によると、エンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度領域にまで降下することに伴い先回し制御が実施されることとなる。
【００８１】
しかしながら、図６に示すように、自動停止後のエンジン回転速度Ｎｅは、厳密には降下と上昇を繰り返し脈動しながら降下していく。そのため、エンジン回転速度Ｎｅが第１の回転速度領域である時に自律復帰制御を実施したがエンジン再始動に失敗した場合、その失敗した時点ｔ１０の後、エンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度領域にまで降下した時点ｔ２０で先回し制御を実施すると、その先回し制御によりピニオン１３を押し出す時点ｔ３０において、エンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度領域よりも高くなっている場合がある。この場合、リングギヤ２３の回転速度がピニオン１３の回転速度よりも遥かに大きい状態（両回転速度が同期していない状態）でピニオン１３が押し出されることとなるので、ピニオン１３がリングギヤ２３にスムーズに噛み合うことができない。そのため、リングギヤ２３及びピニオン１３の著しい磨耗損傷が懸念される。
【００８２】
また、先回し制御、先出し制御及びプリセット制御についても、リングギヤ２３にピニオン１３を噛み合わせることに失敗する場合がある。そして、噛み合わせに失敗した直後のエンジン回転速度Ｎｅの挙動は予測困難であるとともに、スタータ１１のモータ１２も惰性で回転した状態であるためモータ回転速度を把握することも困難である。なお、モータ１２が静止した状態からであれば、モータ１２に通電を開始してからの経過時間に基づきモータ１２の回転速度を容易に把握することができる。
【００８３】
したがって、先回し制御による噛み合わせ失敗後のエンジン回転降下期間、或いはその噛み合わせ失敗後のモータ１２の惰性回転期間に先回し制御を実施する場合には、先回し制御を実施するにあたり両回転速度を同期させることが極めて困難となる。
【００８４】
また、先回し制御又は先出し制御による噛み合わせ失敗後のエンジン回転降下期間、或いはその噛み合わせ失敗後のモータ１２の惰性回転期間に先出し制御を実施する場合には、第２の回転領域でピニオン１３を押し出し駆動させてしまうことが懸念される。
【００８５】
また、プリセット制御による噛み合わせ失敗後のエンジン回転降下期間、或いはその噛み合わせ失敗後のモータ１２の惰性回転期間にプリセット制御を実施する場合には、リングギヤ２３の回転速度及びピニオン１３の回転速度の差が大きい状態でピニオン１３を押し出し駆動させてしまうことが懸念される。
【００８６】
これらの問題に対し、本実施形態では、自律復帰制御によるエンジン再始動が失敗した場合、或いは、先回し制御、先出し制御による噛み合わせが失敗した場合には、その失敗が検出された時点から、その後エンジン回転速度Ｎｅがゼロになるまでの期間、自律復帰制御、先回し制御、及び先出し制御の実施を禁止するとともに、エンジン回転速度がゼロになった時点で先出し制御を実施する。
【００８７】
また、プリセット制御による噛み合わせが失敗した場合には、その失敗が検出された時点から、その後エンジン回転速度Ｎｅがゼロになるまでの期間、プリセット制御の実施を禁止する。
【００８８】
以上説明した失敗時の再始動制御は、ＥＣＵ２０によって図７の失敗時再始動制御ルーチンに従って実行される。以下、図７の失敗時再始動制御ルーチンの処理内容を説明する。なお、図７の処理は、自律復帰制御、先回し制御及び先出し制御の失敗時に対する処理であり、プリセット制御の失敗時に対する処理は、後述する別の制御ルーチンに従って実行される。
【００８９】
図７に示す失敗時再始動制御ルーチンは、ＥＣＵ２０の電源オン中に所定周期で繰り返し実行される。
【００９０】
本ルーチンが起動されると、まず、ステップＳ２０１（検出手段）で、自律復帰制御、先回し制御、及び先出し制御のいずれかによる再始動が失敗したか否かを判定する。例えば、自律復帰制御開始から所定時間が経過するまでに、又は先回し制御開始から所定時間が経過するまでに、又は先出し制御開始から所定時間が経過するまでに、エンジン回転速度Ｎｅが始動完了判定値Ｎｔｈ（図６参照）を越えて高くならなかった場合に、再始動に失敗したと判定する。なお、失敗と判定された場合において、前記所定時間が経過した時点が「失敗検出時点」に相当する。
【００９１】
失敗と判定されなければ、ステップＳ２０２以降の再始動制御に関する処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。一方、上記ステップＳ２０１で、再始動が失敗したと判定された場合には、ステップＳ２０２に進み、失敗検出以降においてエンジン回転速度Ｎｅが低下してゼロになったか否かを判定する。この判定では、クランク角度を検出するクランク角センサの検出信号を用いてＮｅ＝０であるか否かを判定してもよいし、失敗検出時点から十分な所定時間（例えば３秒）が経過した時点でＮｅ＝０になったと判定してもよい。
【００９２】
Ｎｅ＝０になっていないと判定されれば、ステップＳ２０３に進み、図５のステップＳ１０５による自律復帰制御、ステップＳ１０８による先回し制御、及びステップＳ１１０による先出し制御の実行を禁止する。そして、Ｎｅ＝０になったと判定されれば、ステップＳ２０４に進み、図５のＳ１１０と同様の先出し制御を実行する。具体的には、Ｎｅ＝０になったと判定した時点で電磁アクチュエータ１４を通電オンさせてピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせるよう押し出し駆動させる。
【００９３】
この後、ステップＳ２０５に進み、エンジン２１の始動が完了したか否かを判定し、エンジン２１の始動が完了していないと判定された場合には、上記ステップＳ２０４に戻り、先出し制御を継続する。その後、ステップＳ２０５で、エンジン２１の始動が完了したと判定されれば、本ルーチンを終了する。なお、先出し制御を実行してから所定時間が経過するまでの間にエンジン回転速度Ｎｅが始動完了判定値Ｎｔｈを越えて高くなった場合にエンジン２１の始動が完了したと判定すればよい。
【００９４】
次に、図７の処理とは別に実施されるプリセット制御の失敗時に対する処理について、図８を用いて説明する。
【００９５】
図８に示すプリセット失敗時制御ルーチンは、ＥＣＵ２０の電源オン中に所定周期で繰り返し実行される。
【００９６】
本ルーチンが起動されると、まず、ステップＳ２０１ａ（検出手段）で、プリセット制御による噛み合わせ（プリセット）が失敗したか否かを判定する。例えば、ピニオン１３の押し出し位置を検出するセンサを設け、当該センサの検出値に基づきピニオン１３が所定の位置にまで押し出されてリングギヤ２３に噛み合った状態（プリセットされた状態）になっているか否かを判定すればよい。
【００９７】
失敗と判定されなければ、ステップＳ２０２ａ以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。一方、上記ステップＳ２０１ａで、プリセットが失敗したと判定された場合には、ステップＳ２０２ａに進み、失敗検出以降においてエンジン回転速度Ｎｅが低下してゼロになったか否かを判定する。この判定では、クランク角度を検出するクランク角センサの検出信号を用いてＮｅ＝０であるか否かを判定すればよい。
【００９８】
Ｎｅ＝０になっていないと判定されれば、ステップＳ２０３ａに進み、図５のステップＳ１１２によるプリセット制御の実行を禁止する。そして、Ｎｅ＝０になったと判定されれば、ステップＳ２０４ａに進み、図５のＳ１１２と同様のプリセット制御を再度試みる。具体的には、Ｎｅ＝０になったと判定した時点で電磁アクチュエータ１４を通電オンさせてピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせるよう押し出し駆動させる。
【００９９】
以上により、本実施形態によれば、自律復帰制御、先回し制御及び先出し制御による再始動が失敗した直後には、これらの制御を実施することが禁止される。よって、再始動失敗後に再び再始動を試みるにあたり、リングギヤ２３にピニオン１３をスムーズに噛み合わせることができないといった不具合を回避でき、ひいてはリングギヤ２３及びピニオン１３の著しい磨耗損傷を回避できる。また、自律復帰制御が失敗した直後に再び自律復帰制御が失敗するといった不具合を回避できる。
【０１００】
さらに、本実施形態によれば、エンジン回転速度Ｎｅがゼロになった以降に、先出し制御による再始動を自動で行うので、１度再始動に失敗しても自動で再び再始動を行うことによりエンジン再始動要求を満たすようにできる。
【０１０１】
また、プリセット制御による噛み合わせが失敗した直後には、当該プリセット制御の再試行が禁止されるので、プリセット制御の再試行時にリングギヤ２３にピニオン１３をスムーズに噛み合わせることができずにリングギヤ２３又はピニオン１３が磨耗損傷するといった不具合を回避できる。
【０１０２】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、再始動に失敗した後の対処として、エンジン回転速度Ｎｅがゼロになった時点で先出し制御による再始動を自動的に実施する。これに対し本実施形態では、再始動に失敗した場合には、エンジン回転速度Ｎｅがゼロになった以降においても、自動で再始動を実施することを禁止する。そして、エンジン回転速度Ｎｅがゼロになった以降に、エンジン２１が搭載された車両の運転者により始動操作が為されたことを条件として、再始動を実施する。
【０１０３】
本実施形態にかかる失敗時の再始動制御は、ＥＣＵ２０によって図９のエンジン再始動制御ルーチンに従って実行される。以下、図９の失敗時再始動制御ルーチンの処理内容を説明する。
【０１０４】
図９に示す失敗時再始動制御ルーチンは、ＥＣＵ２０の電源オン中に所定周期で繰り返し実行される。なお、図９中、図７と同じ符号が付された処理については、図７の処理と同じであるため説明を援用する。
【０１０５】
本ルーチンが起動されると、まず、ステップＳ２０１（検出手段）で、自律復帰制御、先回し制御、及び先出し制御のいずれかによる再始動が失敗したか否かを判定する。失敗と判定されなければ、ステップＳ２０２以降の再始動制御に関する処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。一方、上記ステップＳ２０１で、再始動が失敗したと判定された場合には、ステップＳ２０２に進み、失敗検出以降においてエンジン回転速度Ｎｅが低下してゼロになったか否かを判定する。
【０１０６】
Ｎｅ＝０になっていないと判定されれば、ステップＳ２０３に進み、自律復帰制御、先回し制御、及び先出し制御の実行を禁止する。そして、Ｎｅ＝０になったと判定されれば、ステップＳ２０６に進み、車両運転者により始動操作が為されるまで再始動を実施することなく待機する。なお、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったことが検出された場合に、運転者により始動操作が為されたと判定すればよい。
【０１０７】
そして、続くステップＳ２０７にて、運転者により始動操作が為されたと判定されれば、ステップＳ２０８に進み、図５のＳ１１０と同様の先出し制御を実行する。具体的には、Ｎｅ＝０になったと判定した時点で電磁アクチュエータ１４を通電オンさせてピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせるよう押し出し駆動させる。
【０１０８】
この後、ステップＳ２０９に進み、エンジン２１の始動が完了したか否かを判定し、エンジン２１の始動が完了していないと判定された場合には、上記ステップＳ２０８に戻り、先出し制御を継続する。その後、ステップＳ２０９でエンジン２１の始動が完了したと判定されれば、本ルーチンを終了する。
【０１０９】
以上により、本実施形態によれば、自律復帰制御、先回し制御及び先出し制御による再始動が失敗した直後に、これらの制御を実施することを禁止するので、上記第１実施形態と同様にして、リングギヤ２３にピニオン１３をスムーズに噛み合わせることができないといった不具合を回避でき、また、自律復帰制御が失敗した直後に再び自律復帰制御が失敗するといった不具合を回避できる。
【０１１０】
ここで、再始動失敗後にＮｅ＝０となった時点で自動で再始動させる上記第１実施形態の場合には、再始動要求が発生してから２度目の再始動が実施されるまでのタイムラグが長くなるので、運転者に違和感を与えることが懸念される。この懸念に対し本実施形態によれば、エンジン回転速度Ｎｅがゼロになった以降であっても、運転者が始動操作するまで、先出し制御による再始動の実施を禁止して待機するので、前記違和感を回避できる。
【０１１１】
（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、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
【０１１２】
・上記第１実施形態では、エンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生したとき、その発生時点でのエンジン回転速度Ｎｅが第１の回転速度領域であれば自律復帰制御を実行し、第２の回転速度領域であれば先回し制御を実行し、第３の回転速度領域であれば先出し制御を実行するシステムに本発明を適用させている。これに対し、先回し制御を廃止して、再始動要求が発生時点でのエンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度領域であれば、第３の回転速度領域にまで低下するのを待って先出し制御を実行するシステムに本発明を適用させてもよい。
【０１１３】
・或いは、自律復帰制御を廃止して、再始動要求が発生時点でのエンジン回転速度Ｎｅが第１の回転速度領域であれば、第２の回転速度領域にまで低下するのを待って先回し制御を実行するシステムに本発明を適用させてもよい。
【０１１４】
・或いは、自律復帰制御及び先回し制御を廃止して、再始動要求が発生時点でのエンジン回転速度Ｎｅが第１の回転速度領域又は第２の回転速度領域であれば、第１の回転速度領域にまで低下するのを待って先出し制御を実行するシステムに本発明を適用させてもよい。
【０１１５】
・図７のステップＳ２０２の判定において、失敗検出時点から十分な所定時間（例えば３秒）が経過した時点でＮｅ＝０になったと判定してもよいことは先述した通りである。但し、エンジン温度が低いほどエンジンオイルの粘性が大きくなっているので、エンジン２１の駆動摩擦が大きくなる。よって、再始動が失敗した後、エンジン回転速度Ｎｅの低下速度が速くなる。この点を鑑みて、エンジン温度（例えばエンジン冷却水温度）が低いほど前記所定時間を短く設定することが望ましい。これによれば、再始動失敗後において、ステップＳ２０４による先出し制御により再始動するタイミングをできるだけ早くできる。
【０１１６】
・上述した自律復帰制御、先回し制御及び先出し制御は、エンジン回転降下期間中に再始動要求が発生した場合の制御であるが、エンジン回転が停止している時に再始動要求が発生した場合には、先出し制御と同様にしてピニオン１３を押し出してリングギヤ２３に噛み合わせた後、ピニオン１３を回転させて再始動させるといった、通常制御を実施する。そして、このような通常制御による再始動を実施した場合、例えば正常に着火しない、正常に燃料が噴射されない等の原因により正常に燃焼できずに再始動に失敗することがある。このように失敗したか否かを、再始動実施から所定時間経過後のエンジン回転速度Ｎｅが所定値に達したか否かに基づき検出し、再始動失敗が検出された場合に、その失敗検出時点からエンジン回転速度Ｎｅがゼロになるまでの期間、前記通常制御の実施を禁止するようにしてもよい。
【０１１７】
これによれば、通常制御による再始動が失敗した直後であって、エンジン回転速度Ｎｅやスタータ１１のモータ回転速度を正確に把握することが困難なエンジン回転降下期間には、通常制御等による再始動の実施が禁止されるので、再始動失敗後に再び再始動を試みるにあたり、リングギヤ２３にピニオン１３をスムーズに噛み合わせることができないといった不具合を回避でき、ひいてはリングギヤ２３又はピニオン１３の著しい磨耗損傷を回避できる。
【符号の説明】
【０１１８】
１１…スタータ、１２…モータ、１３…ピニオン、１４…電磁アクチュエータ（アクチュエータ）、Ｓ１０５…自律復帰制御手段、Ｓ１０８…先回し制御手段、Ｓ１１０…先出し制御手段、Ｓ１１２…プリセット制御手段、Ｓ２０１，Ｓ２０１ａ…検出手段。
【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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