(57)【要約】【課題】アイドルストップ後にエンジンの再始動要求が発生した場合に、速やかにエンジンの再始動を行うことができるアイドルストップシステムの制御装置を提供する。【解決手段】制御装置は、燃料供給停止後、エンジン惰性回転中に、エンジンの再始動要求がされた際に、エンジンに燃料を供給し、燃料が最初に供給された気筒が燃料供給後の膨張行程に達するまでの間に（ステップ３０６）、クランク軸と同期したリングギアの回転数とスタータのピニオンギアの回転数との回転数差に基づき、スタータによるエンジンの再始動のアシストを行うか否かを判定し（ステップ３０７，３０８）、再始動アシストを行うと判定したときに、リングギアをピニオンギアに噛み込ませ（ステップ３０９，ステップ３１０）、スタータモータを駆動することによりエンジンの再始動をアシストする（ステップ３１１）。【選択図】図３
2015140688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を供給することによりクランク軸が回転するエンジンと、
前記クランク軸の回転に同期したリングギアと、
前記エンジンの始動をアシストするスタータモータと、
前記エンジンの始動をアシストする際に前記リングギアに噛み込むとともに前記スタータモータにより回転駆動するピニオンギアと、
前記リングギアおよび前記ピニオンギアの回転数を検出する回転数検出装置と、を備え、
前記エンジン運転中に所定のアイドルストップ条件が成立したときに前記エンジンへ燃料の供給を停止することにより、前記エンジンを自動停止させるアイドルストップシステムの制御装置であって、
該制御装置は、前記エンジン運転中に前記所定のアイドルストップ条件が成立したときに、前記エンジンへ燃料の供給を停止する燃料供給停止部と、
前記エンジンの再始動要求がされた際に、該燃料供給停止部により燃料供給が停止してから前記クランク軸の回転が停止するまでの間のエンジン惰性回転中であるか否かを判定する惰性回転判定部と、
該惰性回転判定部がエンジン惰性回転中であると判定したときに、前記エンジンに燃料を供給し、該供給した燃料を燃焼する燃焼復帰部と、
前記燃焼復帰部により燃料が最初に供給された気筒が燃料供給後の膨張行程に達するまでの間に、前記リングギアの回転数と前記ピニオンギアの回転数との回転数差に基づき、前記スタータモータによるエンジンの再始動のアシストを行うか否かを判定する再始動アシスト判定部と、
該再始動アシスト判定部が前記スタータモータによるエンジンの再始動アシストを行うと判定したときに、前記リングギアを前記ピニオンギアに噛み込ませ、前記スタータモータを駆動することにより前記エンジンの再始動をアシストする再始動アシスト部と、を少なくとも備えることを特徴とするアイドルストップシステムの制御装置。
【請求項２】
前記燃料供給停止部により燃料の供給を停止してから、前記燃焼復帰部により燃料の供給を行うまでの間に、前記スタータモータに通電することにより前記ピニオンギアを予回転させるピニオン予回転部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のアイドルストップシステムの制御装置。
【請求項３】
前記ピニオン予回転部は、前記ピニオンギアの回転数が所定の回転数以上に達したタイミングもしくは前記スタータモータに通電してから所定の時間に達したタイミングに基づき、前記スタータモータの通電を終了することを特徴とする請求項２に記載のアイドルストップシステムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの停止と再始動を自動的に行うアイドルストップシステムの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギ資源の節約と環境保全を目的とした自動車の技術が開発されている。例えば、運転中に所定の条件(自動停止条件)が成立した時に、エンジンに供給する燃料を停止し、エンジンが発生するトルクを失わせるアイドルストップシステムを搭載したものがある。エンジン自動停止条件は、運転者がアクセルから足を離したり、ブレーキを踏んだりすることで成立する。
【０００３】
このアイドルストップシステムでは、車両が停止していなくても、エンジン自動停止条件が成立したらエンジンを自動的に停止する。その後、エンジンのクランク軸が回転停止するまでのエンジン惰性回転期間中に、エンジンを再始動する要求（再始動要求）が発生したとき、できるだけ速やかにエンジンを再始動することが求められる。再始動要求とは、例えば運転手がブレーキペダルから足を離す等である。
【０００４】
この要求を満たす技術として、例えば、アイドルストップ要求発生直後のエンジン惰性回転期間中に再始動要求が発生した時、停止した燃料をエンジンへ再度供給することで、エンジンの燃焼を再開させる燃焼復帰再始動を行なう技術が挙げられる。ここで、エンジンの状態によっては燃焼が良好に行われず、燃焼復帰再始動が困難な場合には、燃料を再度供給した最初の気筒が膨張行程以降のときのリングギアの回転数に基づきスタータによる始動アシストとして、スタータを駆動することによるスタータアシスト再始動を行なっている（たとえば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５０９４８８９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の背景により、アイドルストップシステムにおいては、アイドルストップ要求発生直後のエンジン惰性回転期間中に再始動要求が発生した時、できるだけ速やかにエンジンを再始動することが要求される。しかし、上記従来のアイドルストップシステムでは、アイドルストップ要求発生直後のエンジン惰性回転期間中に、スタータアシストをするタイミングは、燃料を再度供給した最初の気筒が膨張行程以降のときであるため、エンジンの再始動時間が長くなるおそれがあった。本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アイドルストップ後にエンジンの再始動要求が発生した場合に、速やかにエンジンの再始動を行うことができるアイドルストップシステムの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】
【０００７】
前記課題を解決すべく、本発明に係るアイドルストップシステムの制御装置は、燃料供給停止後、エンジン惰性回転中に、エンジンの再始動要求がされた際に、エンジンに燃料を供給し、燃料が最初に供給された気筒が燃料供給後の膨張行程に達するまでの間に、クランク軸と同期したリングギアの回転数とスタータのピニオンギアの回転数との回転数差に基づき、スタータモータによるエンジンの再始動のアシストを行うか否かを判定し、スタータモータによる再始動アシストを行うと判定したときに、リングギアをピニオンギアに噛み込ませ、スタータモータを駆動することによりエンジンの再始動をアシストする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、アイドルストップ後にエンジンの再始動要求が発生した場合に、速やかにエンジンの再始動を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るアイドルストップシステムの装置構成および回路接続状態を示した模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るアイドルストップシステムを制御する制御装置の制御ブロック図である。
【図３】図２に示す制御装置のフローチャートである。
【図４】図２に示すアイドルストップシステムのタイミングチャートを示した図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るアイドルストップシステムを制御する制御装置の制御ブロック図である。
【図６】図５に示す制御装置のフローチャートである。
【図７】図５に示すアイドルストップシステムのタイミングチャートを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明を以下の２つの実施形態により説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係るアイドルストップシステム１の装置構成および回路接続状態を示した模式図である。本実施形態では、アイドルストップシステム１は、燃料を供給することによりクランク軸が回転するエンジン（図示せず）と、エンジンの始動をアシストするスタータ１０１と、スタータ１０１およびエンジンを制御する制御装置１０８とを備えている。
【００１１】
本実施形態に係るスタータ１０１は、いわゆるピニオンギア押し出し方式のスタータであり、具体的には、エンジンの始動をアシストするスタータモータ１０５と、スタータモータ１０５により回転駆動するピニオンギア１０３と、ピニオンギア１０３を押し出すためのマグネットスイッチ１０２と、を少なくとも備えている。
【００１２】
スタータモータ１０５の回転はその内部にある減速機構で減速する。これによりスタータモータ１０５のトルクを増大させてピニオンギア１０３に伝達される。スタータモータ１０５は、マグネットスイッチ１０２に通電するとピニオンギア１０３を押し出して(図１の右方向)、リングギア１０４に噛み込ませる構造となっている。ここで、リングギア１０４は、エンジンのクランク軸の回転に同期するものであり、クランク軸に取付けられている。なお、ピニオンギア１０３を押し出す機能を備えるものであれば、本実施形態の如きマグネットスイッチに限定されるものではない。
【００１３】
ピニオンギア１０３はワンウェイクラッチ１０７と一体化されている。上述した如く、ピニオンギア１０３は、制御装置１０８からのマグネットスイッチ１０２への通電により、スタータモータ１０５の軸方向に移動可能な構造となっている。ピニオンギア１０３はエンジンのクランク軸に連結されたリングギア１０４と噛み合わせて回転することでエンジンに動力を伝えることができる。
【００１４】
ワンウェイクラッチ１０７はスタータモータ１０５がエンジンを正回転させる方向にしか動力が伝わらない構成にする。これにより、ピニオンギア１０３がリングギア１０４に噛み合っている時は、リングギア１０４の回転数は、スタータモータ１０５の回転数に対して、減速比に応じた同期回転数になるか、もしくは、それよりも速い回転数になる。
【００１５】
すなわち、リングギア１０４がピニオンギア１０３の回転速数よりも低下しようとすると、ワンウェイクラッチ１０７が動力を伝達するため、リングギア１０４の回転数がスタータモータ１０５に対する同期回転数を下回ることはない。一方で、同期回転数よりもリングギアの回転数の方が高い時は、ワンウェイクラッチが動力を伝達しないため、リングギア１０４からスタータモータ１０５側へ動力が伝達されることはない。
【００１６】
図１に示すように、アイドルストップシステム１は、燃料を供給することによりクランク軸が回転するエンジンと、クランク軸の回転に同期したリングギア１０４と、エンジンの始動をアシストするスタータモータ１０５と、エンジンの始動をアシストする際にリングギア１０４に噛み込むとともにスタータモータ１０５により回転駆動するピニオンギア１０３とを少なくとも備えている。
【００１７】
図１に示す通り、クランク角度センサ１０９（エンジン回転数検出装置、クランク角度検出装置）からの信号、ピニオン回転センサ１１０（ピニオン回転数検出装置）、ブレーキスイッチ１１１、車速センサ１１２からの信号は制御装置１０８に入力される。なお、リングギア１０４とエンジンのクランク軸は連結されているので、リングギア回転数とクランク軸回転数（エンジン回転数）は同義である。
【００１８】
制御装置１０８は、通常の燃料噴射制御（燃料噴射弁の制御）、点火（点火プラグの制御）、空気制御（電子制御スロットルの制御）を行っている。これに加えて、制御装置１０８は、ブレーキスイッチからの信号に基づくブレーキペダル状態、車速センサ１１２からの車速等の各種情報（車両の運転状態）から、アイドルストップ条件の成立を判定する。ここで、アイドルストップ条件が成立した場合には、エンジンのアイドルストップを許可し、燃料噴射弁を制御することによりエンジンへの燃料の供給を停止し、これによりエンジンを自動停止させる（アイドルストップさせる）。
【００１９】
上述した車両の運転状態から、エンジンの再始動要求が発生した時には、制御装置は、燃料噴射弁を制御することによりエンジンへの燃料供給の再開をするとともに、点火プラグを制御することにより点火タイミングを制御する。このようにしてエンジン再始動制御が実行される。
【００２０】
また、制御装置１０８からはピニオン押し出し指令信号とモータ回転指令信号がそれぞれ独立して出力される。図１で示す通り、ピニオン押し出し指令信号を伝えるマグネットスイッチ通電用スイッチ１０６ａとモータ回転指令信号を伝えるスタータモータ通電用スイッチ１０６ｂが、ピニオンギア１０３の押し出しとスタータモータ１０５の回転とを制御する。マグネットスイッチ通電用スイッチ１０６ａおよびスタータモータ通電用スイッチ１０６ｂとして、例えば機械式接点を持つリレースイッチや、半導体を用いたスイッチなどを使うことができる。
【００２１】
このような装置構成からなるアイドルストップシステム１において、制御装置１０８は、以下の如き制御を行う。図２は、本発明の第１実施形態に係るアイドルストップシステムを制御する制御装置の制御ブロック図である。
【００２２】
図１に示す制御装置１０８は、上述した車両の運転状態を検出するセンサの出力信号をＡ／Ｄ変換器を介して入力し、入力したデータおよび予めメモリー等で記憶されたデータに基づいて以下に示す演算等をＣＰＵで行い、Ａ／Ｄ変換器を介して制御信号を出力することによりアイドルストップシステム１を制御する。
【００２３】
ソフトウエアの構成として、制御装置１０８は、少なくとも図２に示すよう制御ブロックで構成される。具体的には、アイドルストップ判定部２０１は、車速センサからの車速信号、ブレーキスイッチ信号、リングギア回転数等により車両がアイドルストップの条件が成立しているかを判定する。燃料供給停止部２０２は、アイドルストップ判定部２０１でアイドルストップの条件が成立したときにエンジンへの燃料供給の停止を行う。具体的には、エンジン内で燃料の燃焼が行われないように、燃料噴射弁の制御を行う。この際、必要に応じて点火プラグによる点火を停止するように、点火プラグの制御も行ってよい。
【００２４】
ここで、燃料供給停止部２０２でエンジンへの燃料供給が停止した際には、エンジン回転数が低下する。そこで、惰性回転判定部２０３では、前記エンジンの再始動要求がされた際に、エンジンが惰性回転しているかどうかを判定する。具体的には、燃料供給停止部２０２により燃料供給が停止してからクランク軸（エンジン）の回転が停止するまでの間のエンジン惰性回転中であるか否かを判定する。より具体的なエンジン惰性回転中であるか否かの判定は、リングギア回転数（エンジン回転数）またはその変化量（クランク角度の変化度合い）に基づいて行う。
【００２５】
ここで、エンジンの再始動要求がされたか否かの判定は、再始動要求判定部２０４で、ブレーキスイッチの信号等に基づいて行われる。たとえば、ブレーキスイッチがオフの場合、エンジンの再始動要求がされたと判定される。燃焼復帰部２０５は、上述した燃焼復帰の条件が成立したときに、燃料噴射量の制御、点火タイミングの制御、および吸入空気量の制御を行うべく、燃料噴射弁、燃料点火プラグ、およびスロットル弁に制御信号を出力する。燃焼復帰部２０５は、惰性回転判定部２０３がエンジン惰性回転中であると判定したときに、エンジンに燃料を供給し、供給した燃料を燃焼する。
【００２６】
再始動アシスト判定部２０７は、燃焼復帰部２０５により燃料が最初に供給された気筒が燃料供給後の膨張行程に達する（具体的には膨張行程に達しエンジン回転数が上昇する）までの間に、リングギアの回転数とピニオンギアの回転数との回転数差に基づき、スタータ１０１によるエンジンの再始動のアシストを行うか否かを判定する。ここで、リングギアの回転数とピニオンギアの回転数との回転数差は、回転数差演算部２０６で演算され、この回転数差が所定値以下になったときに、再始動アシスト判定部２０７は、スタータ１０１による再始動アシストの許可信号を出力する。
【００２７】
再始動アシスト部２０８は、再始動アシストの許可信号が出力されたタイミングで、リングギア１０４をピニオンギア１０３に噛み込ませ、スタータモータ１０５を駆動することによりエンジンの再始動をアシストする。具体的には、再始動アシスト部２０８はピニオン押し出し指令信号とモータ回転指令信号とを出力し、マグネットスイッチ通電用スイッチ１０６ａとスタータモータ通電用スイッチ１０６ｂを制御する。これにより、エンジンの再始動のアシストが実行される。
【００２８】
なお、惰性回転判定部２０３で、エンジン惰性回転中でないと判断した場合であっても、再始動要求判定部２０４で再始動要求の条件が成立した場合には、通常の再始動アシストを行う。この際には、再始動アシスト判定部２０７で再始動アシストの判定を行わず再始動アシスト部２０８でスタータによるエンジン再始動のアシストを行いつつ、燃焼復帰部２０５による燃焼復帰を行う。
【００２９】
図３は、図２に示す制御装置のフローチャートであり、図４は、図２に示すアイドルストップシステムのタイミングチャートを示した図である。図３に示すように、まずステップ３０１において、アイドルストップ判定部２０１がアイドルストップ条件の成立を判定した場合ステップ３０２に進む。ステップ３０２において、アイドルストップ条件の成立に応じて燃料供給停止部２０２が燃料供給を停止しステップ３０３に進む。このとき、図４に示すように、時刻ｔ１で燃料供給停止フラグはＬｏｗからＨｉｇｈとなる。その結果、エンジン回転は惰性回転を始める。
【００３０】
次にステップ３０３では、再始動要求判定部２０４は再始動要求が発生したかを判定する。ステップ３０３で再始動要求が発生したと判定された場合には（図４における時刻ｔ２）、ステップ３０４に進み、惰性回転判定部２０３はエンジン惰性回転中であるか否かを判定する。エンジン惰性回転中であるか否かの判定は、例えば、エンジン回転数から判定してもよいし、クランク角度の変化度合いから判定してもよい。
【００３１】
ここで、再始動要求判定部２０４で再始動要求がされていると判定し、ステップ３０４において惰性回転判定部２０３がエンジン惰性回転中でないと判定した場合、エンジン回転数とピニオンギアの回転数はどちらも０ｒ／ｍｉｎであり、同期しているため、ステップ３１８に進み、通常の再始動制御を行う。
【００３２】
通常の再始動制御では、上述したように、再始動アシスト部２０８からの押出し指令信号により、マグネットスイッチ１０２に通電してピニオンギア１０３を押し出してリングギア１０４に噛み合わせる。次に、再始動アシスト部２０８からのモータ回転指令信号により、スタータモータ１０５に通電する。これによりエンジンをクランキングして、燃焼復帰部２０５により燃料供給を再開し（燃焼復帰をし）、エンジンを再始動させる。
【００３３】
一方、ステップ３０４においてエンジン惰性回転中と判定した場合には、ステップ３０５に進み、燃焼復帰部２０５で燃料供給を再開し、ステップ３０６に進む。ステップ３０６では、エンジン回転数Ｎｅ１の読み込みタイミングに達しているか判定する。
【００３４】
具体的には、エンジン回転数Ｎｅ１の読み込みタイミングは、燃料供給を最初に再開した気筒のクランク角度が、膨張行程以降のタイミングを想定している。すなわち、ステップ３０５で燃料供給を再開し、燃焼による再始動の実行を要求しても、直ちにエンジンの回転速度が上昇する訳でなく、一定期間の経過を待たなければならない。これは、吸気ポートに燃料を噴射するＰＦＩエンジンを例にすると、燃料供給の再開から、最初に燃料噴射を行った気筒において、燃料噴射を行う吸気行程から燃焼トルクを得ることができる膨張行程まで時間を要するためである。
【００３５】
これまでは、燃料が最初に供給された気筒において、点火プラグにより燃料が燃焼後である膨張行程以降において、エンジン回転数Ｎｅ１が読み込まれることから、この読み込みタイミングを利用して、スタータによるアシストを行うか否かを判定していたが、この場合には、スタータによる再始動のタイミングが遅れてしまう。そこで、本実施形態では、燃焼復帰部２０５により燃料が最初に供給された気筒が燃料供給後の膨張行程に達するまでの間に（具体的には、ステップ３０６においてＮｏ、すなわちエンジン回転数の読み込みがされていないときに）、スタータによるエンジンの再始動のアシストを行うか否かを判定し、これを実行する。
【００３６】
ステップ３０６でエンジン回転数Ｎｅ１の読み込みタイミングの条件が成立していない場合、次にステップ３０７に進む。ステップ３０７では、回転数差演算部２０６がエンジン回転数Ｎｅとピニオン回転数Ｎｐとの回転数差（Ｎｅ−Ｎｐ）を演算し、再始動アシスト判定部２０７は、演算された回転数差（Ｎｅ−Ｎｐ）がピニオン押し出し許可回転数差ＰＩＪＤＧ１以下であるか否かを判定する。
【００３７】
この条件が成立した場合（（Ｎｅ−Ｎｐ）≦ＰＩＪＤＧ１）、ステップ３０８に進み、ステップ３０８では再始動アシスト判定部２０７によりスタータアシスト始動と判定し、ステップ３０９に進む。ステップ３０９では、再始動アシスト部２０８により、ピニオンギア１０３を押し出すためのマグネットスイッチ１０２に通電を行う（図４における時刻ｔ３）。
【００３８】
このようにして、回転数差が小さい状態でリングギア１０４に向かってピニオンギア１０３が押し出されることによりピニオンギア１０３とリングギア１０４が噛み込む際の衝撃が緩和され、衝突音、噛み込み音が低減されると共にピニオンギア１０３とリングギア１０４の磨耗が緩和できる。
【００３９】
次にステップ３１０では、再始動アシスト部２０８はピニオンギア１０３がリングギア１０４に噛み込んだか否かを判定する。噛み込み判定は、ステップ３０９のピニオン押し出し通電開始から所定時間（図４における時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間）経過後、噛み込み完了と判定してよい。つまり、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間とはピニオン押し出し通電開始からピニオンギア１０３が移動してリングギア１０４に到達しリングギアに噛み込んでいくまでの時間である。もしくは、ピニオンギア１０３とリングギア１０４が噛み込んだことを検出可能なセンサを設けておき、センサの出力値に基づいて噛み込み完了と判定してもよい。条件が成立した場合（図４における時刻ｔ４）、ステップ３１１にてスタータモータに通電してエンジンをクランキングして再始動させる。
【００４０】
一方、ステップ３０６で、エンジン回転数Ｎｅ１の読み込みタイミングに達しているか判定し、条件が成立した場合（図４における時刻ｔ５）、ステップ３１２へ進む。すなわち、この条件が成立した場合、燃料を再度供給した最初の気筒が膨張行程以降のときの状態にある。ステップ３１２では、燃焼復帰部２０５により、エンジン回転数Ｎｅ１が燃焼復帰判定基準値ＮｅＪＤＧを超えているかを判断し、この条件が成立した場合（Ｎｅ１＞ＮｅＪＤＧ）、ステップ３１７へ進み、燃焼復帰始動と判定し、燃焼のみで再始動を行う。
【００４１】
一方、ステップ３１２でエンジン回転数Ｎｅ１がＮｅＪＤＧ以下の場合（Ｎｅ１≦ＮｅＪＤＧ）、再始動アシスト判定部２０７により予回転スタータアシスト始動と判定し、ステップ３１４にてスタータモータ１０５に通電を行う。これによりピニオンギア１０３が回転運動を始め、ピニオンギア１０３の回転数が上昇する。
【００４２】
次にステップ３１５において、再始動アシスト判定部２０７でエンジン回転数Ｎｅとピニオンギア１０３の回転数Ｎｐの回転数差がピニオン押し出し許可回転数差ＰＩＪＤＧ２以下であるか否かを判定する。条件が成立した場合（（Ｎｅ−Ｎｐ）≦ＰＩＪＤＧ２）、ステップ３１６へ進み、再始動アシスト部２０８でスタータモータ１０５の通電を止める。次に、ステップ３０９にてピニオンギア１０３を押し出すためのマグネットスイッチ１０２に通電を行う。
【００４３】
これにより、回転数差が小さい状態でリングギア１０４に向かってピニオンギア１０３が押し出されることによりピニオンギア１０３とリングギア１０４が噛み込む際の衝撃が緩和され、衝突音、噛み込み音が低減されると共にピニオンギア１０３とリングギア１０４の磨耗が緩和できる。
【００４４】
次にステップ３１０で、上述したように、ピニオンギア１０３がリングギア１０４に噛み込んだか否かを判定する。条件が成立した場合、ステップ３１１にてスタータモータに通電してエンジンをクランキングして再始動させる。
【００４５】
従来の方式では、図４における時刻ｔ５のエンジン回転数Ｎｅ１タイミングまで待ってから、すなわち、燃料を再度供給した最初の気筒が膨張行程以降のときにスタータアシストによる始動を実行していた。これに対して、本実施形態の方式では、燃料供給の再開から、最初に燃料噴射を行った気筒において、燃料噴射を行う吸気行程から燃焼トルクを得ることができる膨張行程まで時間内で（図４における時刻ｔ３のタイミングで）スタータアシストと判定し、スタータアシストによる始動を実行する。このため、少なくとも図４における時刻ｔ３から時刻ｔ５の期間分、再始動時間が短縮される。
【００４６】
このようにして、本実施形態では、アイドルストップを行う際は燃料の供給を停止し、その後アイドルストップ要求発生直後のエンジン惰性回転期間中に再始動要求が発生したら、燃料供給を再開させることができる。そして、燃料を供給した最初の気筒が膨張行程以降のときのリングギアの回転数に基づき、燃焼復帰始動か予回転スタータアシスト始動かを判定する前に、リングギアの回転数とピニオンギアの回転数差が所定値以下の場合、スタータアシスト始動と判定し、スタータのアシストによるエンジンの再始動を速やかに行なうことができる。
【００４７】
〔第２実施形態〕
図５は、本発明の第２実施形態に係るアイドルストップシステムを制御する制御装置の制御ブロック図である。第２実施形態に係る制御装置が、第１実施形態に係る制御装置と相違する点は、図５に示すように、燃料供給停止部２０２により燃料の供給を停止してから、燃焼復帰部２０５により燃料の供給を行うまでの間に、スタータモータに通電することにより、リングギアに噛み込み前のピニオンギアを予回転させるピニオン予回転部２０９をさらに備える。
【００４８】
図６は、図５に示す制御装置のフローチャートであり、図７は、図５に示すアイドルストップシステムのタイミングチャートを示した図である。なお、第１実施形態に係る制御装置のフローチャートと共通する箇所は、その説明を一部省略する。
【００４９】
図６に示すように、まずステップ６０１において、アイドルストップ判定部２０１がアイドルストップ条件の成立を判定した場合、ステップ６０２に進む。ステップ６０２において、アイドルストップ条件の成立に応じて燃料供給停止部２０２が燃料供給を停止しステップ６０３に進む。このとき、図７に示すように、時刻ｔ１で燃料供給停止フラグはＬｏｗからＨｉｇｈとなる。その結果、エンジン回転は惰性回転を始める。
【００５０】
その後、ステップ６０３において、ピニオン予回転部２０９がピニオン予回転開始条件を判定し、この開始条件が成立するとステップ６０４に進む。ステップ６０４では、ピニオン予回転部２０９がピニオン予回転制御を実行する。ピニオン予回転開始条件の判定としては、例えば、エンジン回転数が所定の回転数以下となったことを条件にする。ピニオン予回転制御は、スタータモータ１０５に通電を行なう（図７における時刻ｔｓ１）。
【００５１】
これによりピニオンギア１０３が回転運動を始め、ピニオン１０３の回転数が上昇する。本明細書では、リングギアに噛み込み前にこの通電によるスタータモータの回転を「予回転」と称する。次にピニオン回転数が所定の回転数以上に達したタイミングでスタータモータの通電を終了させると（図７における時刻ｔｓ２）ピニオンギアは惰性回転を続ける。
【００５２】
次にステップ６０５では、再始動要求判定部２０４は再始動要求が発生したかを判定する。ステップ６０５で再始動要求が発生したと判定された場合には（図７における時刻ｔ２）、ステップ６０６に進み、惰性回転判定部２０３はエンジン惰性回転中であるか否かを判定する。エンジン惰性回転中であるか否かの判定は、例えば、エンジン回転数から判定してもよいし、クランク角度の変化度合いから判定してもよい。
【００５３】
エンジン惰性回転中でないと判断した場合には、ステップ６２０に進み、ピニオン惰性回転中であるか否かを判定する。ピニオン惰性回転中であるか否かの判定は、例えば、ピニオン回転数から判定してもよいし、スタータモータの通電開始からの経過時間から判定してもよい。
【００５４】
ピニオン惰性回転中でない場合、エンジン回転数とピニオンギアの回転数はどちらも０ｒ／ｍｉｎであり、同期しているため、ステップ６２１に進み、通常の再始動制御を行う。通常の再始動制御では、上述したように、再始動アシスト部２０８からの押出し指令信号により、マグネットスイッチ１０２に通電してピニオンギア１０３を押し出してリングギア１０４に噛み合わせる。次に、再始動アシスト部２０８からのモータ回転指令信号により、スタータモータ１０５に通電する。これによりエンジンをクランキングして、燃焼復帰部２０５により燃料供給を再開し（燃焼復帰をし）、エンジンを再始動させる。
【００５５】
一方、ステップ６０６においてエンジン惰性回転中と判定した場合には、ステップ６０７に進み、燃焼復帰部２０５で燃料供給を再開し、ステップ６０８に進む。ステップ６０８では、エンジン回転数Ｎｅ１の読み込みタイミングに達しているか判定する。
【００５６】
燃焼復帰部２０５により燃料が最初に供給された気筒が燃料供給後の膨張行程に達するまでの間に（具体的には、ステップ６０８においてＮｏ、すなわちエンジン回転数の読み込みがされていないときに）、再始動アシスト判定部２０７は、スタータによるエンジンの再始動のアシストを行うか否かを判定する。
【００５７】
ステップ６０８でエンジン回転数Ｎｅ１の読み込みタイミングの条件が成立していない場合、次にステップ６０９に進む。ステップ６０９では、回転数差演算部２０６はエンジン回転数Ｎｅとピニオン回転数Ｎｐとの回転数差を演算し、再始動アシスト判定部２０７は、演算された回転数差（Ｎｅ−Ｎｐ）がピニオン押し出し許可回転数差ＰＩＪＤＧ２以下であるか否かを判定する。
【００５８】
この条件が成立した場合（（Ｎｅ−Ｎｐ）≦ＰＩＪＤＧ２）、ステップ６１０に進み、ステップ６１０では、再始動アシスト判定部２０７はスタータアシスト始動と判定し、ステップ６１１に進む。ステップ６１１では、再始動アシスト部２０８により、ピニオンギア１０３を押し出すためのマグネットスイッチ１０２に通電を行う（図７における時刻ｔ３）。
【００５９】
このようにして、回転数差が小さい状態でリングギア１０４に向かってピニオンギア１０３が押し出されることによりピニオンギア１０３とリングギア１０４が噛み込む際の衝撃が緩和され、衝突音、噛み込み音が低減されると共にピニオンギア１０３とリングギア１０４の磨耗が緩和できる。
【００６０】
次にステップ６１２では、再始動アシスト部２０８はピニオンギア１０３がリングギア１０４に噛み込んだか否かを判定する。噛み込み判定は、ステップ６１２のピニオン押し出し通電開始から所定時間（図７における時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間）経過後、噛み込み完了と判定してよい。つまり、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間とはピニオン押し出し通電開始からピニオンギア１０３が移動してリングギア１０４に到達しリングギアに噛み込んでいくまでの時間である。もしくは、ピニオンギア１０３とリングギア１０４が噛み込んだことを検出可能なセンサを設けておき、センサの出力値に基づいて噛み込み完了と判定してもよい。条件が成立した場合（図７における時刻ｔ４）、ステップ６１３にてスタータモータに通電してエンジンをクランキングして再始動させる。
【００６１】
このように本実施形態では、ピニオン予回転部２０９は、燃料供給停止部２０２により燃料の供給を停止してから、燃焼復帰部２０５により燃料の供給を行うまでの間に、スタータモータに通電することによりピニオンギア１０３を予回転させている。これにより、より早い段階で、リングギア１０４にピニオンギア１０３を噛み込ませ、より迅速にクランキングを開始することができる。
【００６２】
さらに、ピニオン予回転部２０９は、ピニオンギア１０３の回転数が所定の回転数以上に達したタイミングもしくはスタータモータ１０５に通電してから所定の時間に達したタイミングに基づき、スタータモータ１０５の通電を終了するので、効率的に、リングギア１０４にピニオンギア１０３を噛み込ませることができる。
【００６３】
尚、本発明を適用可能なエンジンは、筒内燃料噴射型のエンジンに限定されず、吸気ポートに燃料噴射する吸気ポート型のエンジンや、吸気ポートと筒内燃料噴射を併用するデュアル燃料噴射型のエンジンにも適用して実施できる。また、気筒数やエンジン形式（Ｖ型や水平対抗型）についても限定されず、適用して実施できる。
【００６４】
以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６５】
１：アイドルストップシステム
１０１：スタータ
１０２：マグネットスイッチ
１０３：ピニオンギア
１０４：リングギア
１０５：スタータモータ
１０６ａ：マグネットスイッチ通電用スイッチ
１０６ｂ：スタータモータ通電用スイッチ
１０７：ワンウェイクラッチ
１０８：制御装置
１０９：クランク角度センサ
１１０：ピニオン回転センサ
１１１：ブレーキスイッチ
１１２：車速センサ
２０１：アイドルストップ判定部
２０２：燃料供給停止部
２０３：惰性回転判定部
２０４：再始動要求判定部
２０５：燃焼復帰部
２０６：回転数差演算部
２０７：再始動アシスト判定部
２０８：再始動アシスト部
２０９：ピニオン予回転部
ｔ１：燃料噴射停止のタイミング
ｔ２：再始動要求発生タイミングおよび燃料供給再開タイミング
ｔ３：ピニオン押し出しタイミング
ｔ４：噛み込み完了タイミングおよびクランキング開始タイミング
ｔ５：Ｎｅ１読み込みタイミング
ｔｓ１：スタータモータ通電開始タイミング
ｔｓ２：スタータモータ通電終了タイミング
Ｎｅ：エンジン回転数（リングギア回転数）
Ｎｐ：ピニオンギアの回転数
Ｎｅ１：燃料供給を最初に再開した気筒のクランク角度が膨張行程以降のタイミング時のエンジン回転数
ＰＩＪＤＧ１：ピニオン押し出し許可回転数差
ＰＩＪＤＧ２：ピニオン押し出し許可回転数差
ＮｅＪＤＧ：燃焼復帰判定基準値
【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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