(57)【要約】【課題】マニュアル車のアイドリングストップ時におけるエンジン回転降下期間中において、エンジン回転速度の予測値を精度よく算出する。【解決手段】エンジン１０と、変速機１３と、クラッチ装置１２とを備え、クラッチ装置１２が遮断状態の場合、クランク軸１１が入力ギアと一体で回転し、クラッチ装置１２が伝達状態の場合、入力ギアがクランク軸１１と切り離されて回転し、ニュートラル状態では入力ギアとトランスミッション出力軸２３との動力の伝達が解除されるようになっている。ＥＣＵ３０は、エンジン１０の自動停止及び自動再始動を行う。また、回転降下期間において、時系列で前後する複数の回転検出値に基づいて第１回転予測値を算出する。また、回転降下期間中において、クラッチ装置１２が遮断状態に移行し、その後伝達状態に戻される場合に、遮断状態におけるクランク軸１１及び入力ギアそれぞれの回転状態に基づいて第２回転予測値を算出する。【選択図】      図１
2015059437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（１０）と、変速機（１３）と、ドライバによる操作に応じて前記エンジンの出力軸（１１）及び前記変速機の入力ギア（１３１〜１３５）の間の動力の伝達及び遮断を行うクラッチ手段（１２）とを備え、
前記クラッチ手段が伝達状態の場合、前記変速機の前記入力ギアが前記出力軸と一体的に回転し、前記クラッチ手段が遮断状態の場合、前記変速機の前記入力ギアが前記出力軸から切り離されて回転し、
前記変速機においてニュートラル状態では前記入力ギアと前記変速機の出力部（２３）との動力の伝達が解除されるようになっている車両に適用され、
前記変速機が前記ニュートラル状態にあり、かつ前記クラッチ手段の遮断状態から伝達状態への移行が生じたことを条件に前記エンジンの自動停止を行う自動停止手段と、
前記エンジンの自動停止中において前記クラッチ手段の伝達状態から遮断状態への移行が生じたことを条件に前記エンジンの自動再始動を行う再始動手段と、
前記出力軸の回転を検出する回転センサ（５３）の検出信号に基づいて、エンジン回転速度としての回転検出値を算出する回転速度算出手段と、
前記自動停止に伴いエンジン回転速度が降下する回転降下期間において、時系列で前後する複数の前記回転検出値に基づいてエンジン回転速度の予測値である回転予測値を算出する第１予測手段と、
前記回転降下期間中において、前記クラッチ手段が遮断状態に移行し、その後伝達状態に戻される場合に、遮断状態における前記出力軸及び前記入力ギアそれぞれの回転状態に基づいて前記回転予測値を算出する第２予測手段と、を備えることを特徴とするアイドリングストップ制御装置。
【請求項２】
前記第２予測手段は、
前記クラッチ手段が遮断状態から伝達状態に戻った時に、その伝達状態に戻る前に前記回転速度算出手段により算出された前記回転検出値及び前記第１予測手段により算出された前記回転予測値のいずれかと、同じく伝達状態に戻る前における前記入力ギアの回転速度であるギア回転速度とを、前記出力軸及び前記入力ギアそれぞれの回転状態として取得し、
それら回転状態に基づいて、前記クラッチ手段が遮断状態から伝達状態に戻される場合の前記回転予測値を算出する請求項１に記載のアイドリングストップ制御装置。
【請求項３】
前記クラッチ手段が遮断状態に移行した時点において前記回転速度算出手段により算出された前記回転検出値、及び、同じく前記クラッチ手段が遮断状態に移行した時点において前記第１予測手段により算出された前記回転予測値のいずれかにより、前記クラッチ手段が伝達状態に戻る前における前記ギア回転速度を算出するギア回転速度算出手段を備える請求項２に記載のアイドリングストップ制御装置。
【請求項４】
前記ギア回転速度算出手段は、前記クラッチ手段が伝達状態から遮断状態に移行し、その伝達状態に戻されるまでの遮断継続時間に基づいて、前記ギア回転速度を算出する請求項３に記載のアイドリングストップ制御装置。
【請求項５】
前記第２予測手段は、
前記クラッチ手段の遮断状態において、前記回転速度算出手段により算出された前記回転検出値及び前記第１予測手段により算出された前記回転予測値のいずれかと前記出力軸に作用する慣性モーメントとに基づいて算出される、前記出力軸に作用する回転エネルギと、
同じく前記クラッチ手段の遮断状態において、前記ギア回転速度と前記入力ギアに作用する慣性モーメントとに基づいて算出される、前記入力ギアに作用する回転エネルギと、の和を用い、前記クラッチ手段が遮断状態から伝達状態に戻される場合の前記回転予測値を算出することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のアイドリングストップ制御装置。
【請求項６】
前記回転速度算出手段は、前記エンジンの燃焼室の容積変化に基づく回転変動の１周期分となる回転変動期間において所定間隔で前記回転検出値として瞬時回転速度を算出し、
前記第１予測手段は、今回の前記回転変動期間における前記所定間隔ごとの前記回転予測値を、前回の前記回転変動期間における同じ回転位置での前記回転検出値を用いて算出し、
前記第２予測手段は、
前記クラッチ手段が遮断状態から伝達状態に戻される場合に、前記回転速度算出手段により算出された前記回転検出値及び前記第１予測手段により算出された前記回転予測値のいずれかと、前記第２予測手段によって算出された前記回転予測値との差分を算出し、
前記伝達状態に戻される時点で含まれる前記回転変動期間において次回の回転変動期間となるまでは、前記算出された差分に基づいて、当該回転変動期間について前記第１予測手段によって算出済みの前記回転予測値を補正して前記回転予測値を算出する請求項１乃至５のいずれか１項に記載のアイドリングストップ制御装置。
【請求項７】
前記回転速度算出手段は、前記エンジンの燃焼室の容積変化に基づく回転変動の１周期分となる回転変動期間において所定間隔で前記回転検出値として瞬時回転速度を算出し、
前記第１予測手段は、
今回の前記回転変動期間における前記所定間隔ごとの前記回転予測値を、前回の前記回転変動期間における同じ回転位置での前記回転検出値を用いて算出するものであって、
前回の前記回転変動期間に、前記クラッチ手段が遮断状態から伝達状態に戻される時点が含まれる場合には、当該前回の回転変動期間における前記所定間隔ごとの前記回転検出値に代えて、当該前回の回転変動期間より前の前記回転変動期間における前記所定間隔ごとの前記回転検出値に基づいて、今回の前記回転変動期間における前記回転予測値を前記所定間隔ごとに算出するものであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のアイドリングストップ制御装置。
【請求項８】
前記第１予測手段は、
前記時系列で前後する複数の回転検出値に加え、前記出力軸に作用する慣性モーメントに基づいて前記回転予測値を算出するものであり、
前記クラッチ手段の遮断状態において前記出力軸に作用する慣性モーメントの値として、伝達状態において前記出力軸に作用する慣性モーメントから前記変速機の前記入力ギアの慣性モーメント分引いた値を用いて、前記クラッチ手段の遮断状態における前記回転予測値を算出することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のアイドリングストップ制御装置。
【請求項９】
前記出力軸に設けられたリングギア（１８）に近づく側に移動することで当該リングギアに噛み合うピニオン（４１）と、そのピニオンを回転させるモータ（４２）とを有する始動装置（４０）を用いるアイドリングストップ制御システムに適用され、
前記再始動手段は、前記回転降下期間において前記自動再始動を行う際に、前記第１予測手段及び前記第２予測手段により各々算出した前記回転予測値と、前記ピニオンを回転させた状態で当該ピニオンを前記リングギアに噛み合わせる所定の噛み合わせ回転速度とに基づいて、前記ピニオンの噛み合わせを実施する請求項１乃至８のいずれか１項に記載のアイドリングストップ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの自動停止を行い、その後自動再始動を行うアイドリングストップ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、アイドル運転時に所定の停止条件が成立するとエンジン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を再始動させる、いわゆるアイドリングストップ制御を実施する技術が知られている。このアイドリングストップ制御によれば、エンジンの燃費低減等の効果が得られるものとなっている。
【０００３】
また従来、エンジンの燃焼を停止させエンジンの回転を自動停止させる際のエンジン回転速度の降下期間中に再始動要求が発生した場合に、エンジン出力軸の回転が完全に停止するのを待たずに、再始動要求の発生後できるだけ速やかにエンジン再始動を行うことが提案されている。また、エンジンの回転停止前のエンジン再始動に際し、エンジン回転降下期間中のエンジン回転降下軌道を予測し、その予測データに基づいてエンジン始動装置（スタータ）のピニオンを駆動することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
エンジンの回転が未だ行われている状態でピニオンとリングギアとの噛み合いを実施すると、ピニオンとリングギアとの相対回転速度の大きさによっては噛み合い音が大きくなったりギアの磨耗が促進させたりすることが懸念される。これを考慮し、上記特許文献１では、エンジン回転降下軌道の予測データに基づいてピニオンの駆動タイミングを制御することにより、上記の不都合を抑制しつつ、かつ再始動要求の発生後できるだけ速やかにエンジン再始動が行わ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２０１１−１４０９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
手動変速機（マニュアルトランスミッション）を備える自動車（マニュアル車）のアイドリングストップ制御技術として、エンジン回転速度の降下期間中にクラッチペダルを踏込み操作することで再始動条件が成立し、その条件成立に伴いエンジンを再始動させる技術がある。エンジン回転降下中において、クラッチペダルが踏み込まれることでエンジンの出力軸と変速機の入力ギアとが切り離されると、エンジンの出力軸に作用する慣性モーメント（イナーシャ）が変化してエンジン回転降下軌道の予測がずれ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、マニュアル車のアイドリングストップ時におけるエンジン回転降下期間中において、エンジン回転速度の予測値を精度よく算出することが可能なエンジンのアイドリングストップ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、エンジン（１０）と、変速機（１３）と、ドライバによる操作に応じて前記エンジンの出力軸（１１）及び前記変速機の入力ギア（１３１〜１３５）の間の動力の伝達及び遮断を行うクラッチ手段（１２）とを備え、前記クラッチ手段が伝達状態の場合、前記変速機の前記入力ギアが前記出力軸と一体的に回転し、前記クラッチ手段が遮断状態の場合、前記変速機の前記入力ギアが前記出力軸から切り離されて回転し、前記変速機においてニュートラル状態では前記入力ギアと前記変速機の出力部（２３）との動力の伝達が解除されるようになっている車両に適用されるアイドリングストップ制御装置である。
【０００９】
更に、前記変速機が前記ニュートラル状態にあり、かつ前記クラッチ手段の遮断状態から伝達状態への移行が生じたことを条件に前記エンジンの自動停止を行う自動停止手段と、前記エンジンの自動停止中において前記クラッチ手段の伝達状態から遮断状態への移行が生じたことを条件に前記エンジンの自動再始動を行う再始動手段と、前記出力軸の回転を検出する回転センサ（５３）の検出信号に基づいて、エンジン回転速度としての回転検出値を算出する回転速度算出手段と、前記自動停止に伴いエンジン回転速度が降下する回転降下期間において、時系列で前後する複数の前記回転検出値に基づいてエンジン回転速度の予測値である回転予測値を算出する第１予測手段と、前記回転降下期間中において、前記クラッチ手段が遮断状態に移行し、その後伝達状態に戻される場合に、遮断状態における前記出力軸及び前記入力ギアそれぞれの回転状態に基づいて前記回転予測値を算出する第２予測手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
エンジンの自動停止に伴いエンジン回転速度が降下する期間ではエンジンの出力軸が惰性で回転するが、クラッチ手段の遮断操作が行われる際にはエンジンの出力軸と一体で回転する回転要素が変わるため、それに伴いエンジンの出力軸の回転状態が変化する。具体的には、クラッチ伝達状態ではエンジンの出力軸と変速機の入力ギアとが一体回転するのに対し、クラッチ遮断状態で変速機の入力ギアがエンジンの出力軸から切り離されて回転する。
【００１１】
遮断状態では出力軸と入力ギアとが異なる回転状態で回転しているため、その遮断状態から伝達状態に戻る場合、出力軸の回転状態が非連続的に変化する。この点、本発明では、変速機の入力ギアがエンジンの出力軸から切り離されて回転する遮断状態における出力軸及び入力ギアそれぞれの回転状態に基づいて、遮断状態から伝達状態に戻る場合の回転予測値を算出する構成としたため、エンジンの回転降下中にクラッチ手段の遮断操作が行われても正確にエンジン回転速度を予測できる。以上により、マニュアル車のアイドリングストップ時におけるエンジン回転降下期間中においてエンジン回転速度の予測値を精度よく算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】手動式変速機を備える車両の制御システムの概略図。
【図２】手動式変速機の概略図。
【図３】アイドリングストップ制御に係る車両制御システムの概略図。
【図４】エンジン回転速度の予測値の算出方法を示す図。
【図５】エンジン回転速度及びギア回転速度のタイミングチャート。
【図６】エンジントルク算出処理を示すフローチャート。
【図７】回転速度予測処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、例えばエンジンと手動式変速機（マニュアルトランスミッション）とを搭載した車両に具体化している。また、本実施形態は、４サイクル４気筒エンジンを対象にエンジン制御システムを構築するものとしている。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、アイドリングストップ制御等を実施する。
【００１４】
図１に手動式変速機を中心とした車両制御システムの概略図を示す。エンジン１０の出力軸（クランク軸１１）にはクラッチ装置１２を介して変速機１３が接続されている。エンジン１０は、火花点火式のガソリンエンジンであって、気筒ごとに燃料噴射手段としてのインジェクタ１４と点火手段としての点火装置１５（イグナイタ等）とを備えている。また、エンジン１０には、エンジン始動時において当該エンジン１０に初期回転（クランキング回転）を付与する始動装置としてのスタータ装置４０が設けられている。なお、エンジン１０はガソリンエンジンに限定されず、ディーゼルエンジンであってもよい。
【００１５】
クラッチ装置１２は、クランク軸１１に接続されたエンジン１０側の円板１２ａ（フライホイール等）と、トランスミッション入力シャフト２１に接続された変速機１３側の円板１２ｂ（クラッチディスク等）とを備えており、ドライバによるクラッチペダル１７の踏込み操作又は踏込みの解除操作により、両円板１２ａ，１２ｂ同士が接触及び離間のいずれかの状態に切り替えられるようになっている。すなわち、クラッチペダル１７の踏込み操作に応じてクラッチ装置１２の断続が行われる。詳しくは、ドライバによりクラッチペダル１７が踏み込まれると、両円板１２ａ，１２ｂが相互に離れてエンジン１０から変速機１３への動力が遮断され、その踏込み操作が解除されると、両円板１２ａ，１２ｂが相互に接触してエンジン１０から変速機１３に動力が伝達されるようになっている。なお、クラッチ装置１２により、ドライバによる操作に応じて動力の遮断及び伝達を行うクラッチ手段が構成されている。
【００１６】
変速機１３は、ドライバによるシフト装置２２の手動操作により変速比が切り替えられるマニュアルトランスミッションであり、トランスミッション入力シャフト２１の回転をトランスミッション出力軸２３（出力部）の回転に変換するものである。
【００１７】
図２に変速機１３の概略図を示す。変速機１３は、トランスミッション入力シャフト２１を中心軸として回転するメインドライブギア１３１と、そのメインドライブギア１３１と噛み合わされ、カウンターシャフト１３２を中心軸として中心するメインドリブンギア１３３を備える。また、変速機１３は、カウンターシャフト１３２を中心軸として回転する複数のドライブギア１３４を備え、そのドライブギア１３４と噛み合わされ、トランスミッション出力軸２３を中心軸として回転する複数のドリブンギア１３５を備える。ドリブンギア１３５はトランスミッション出力軸２３上で空転するようになっている。
【００１８】
ドリブンギア１３５の側方に設けられたスリーブ１３６が複数のドリブンギア１３５のいずれか一つとトランスミッション出力軸２３とを固定することで、トランスミッション入力シャフト２１の回転がトランスミッション出力軸２３の回転に変換される。シフト位置がニュートラルの状態においては、メインドライブギア１３１、カウンターシャフト１３２，メインドリブンギア１３３及びドライブギア１３４が空転することになる。ここで、メインドライブギア１３１、カウンターシャフト１３２、メインドリブンギア１３３、ドライブギア１３４、ドリブンギア１３５は、トランスミッション入力シャフト２１が回転する場合にそれに追従して各々回転する部材であり、これらを纏めて「入力ギア」と言う。
【００１９】
図１の説明に戻り、トランスミッション出力軸２３には、ディファレンシャルギア２５やドライブシャフト２６等を介して車輪（駆動輪）２７が接続されている。また、車輪２７には、図示しない油圧回路等により駆動され、各車輪２７に対して制動力を付与するブレーキアクチュエータ２８が設けられている。
【００２０】
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（制御手段）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、インジェクタ１４による燃料噴射量制御、点火装置１５による点火制御など各種エンジン制御や、スタータ装置４０の駆動制御、ブレーキアクチュエータ２８による制動制御を実施する。センサ類について詳しくは、ＥＣＵ３０には、アクセル操作部材としてのアクセルペダル（図示略）の踏込み操作量を検出するアクセルセンサ３１、クラッチペダル１７の踏込み操作を検出するクラッチセンサ３２、ブレーキペダル（図示しない）の踏込み操作量を検出するブレーキセンサ３３、シフト装置２２のシフト位置を検出するシフト位置センサ３４、車速を検出する車速センサ３５等が接続されており、これら各センサの検出信号がＥＣＵ３０に逐次入力されるようになっている。その他、本システムには回転速度センサや負荷センサ（エアフロメータ、吸気圧センサ）等も設けられているが、図示は省略している。
【００２１】
図３にアイドリングストップ制御に係る車両制御システムの概略図を示す。スタータ装置４０は、ピニオン押出し式のエンジン始動装置であり、ピニオン４１を回転駆動するモータ４２と、ピニオン４１をその軸線方向に押出し可能な電気駆動式のアクチュエータとしての電磁アクチュエータ４３と、を備えている。モータ４２は、モータ通電用リレー４５を介してバッテリ４６に接続されており、モータ通電用リレー４５のスイッチ部が閉状態となることにより、バッテリ４６からモータ４２への給電が可能になっている。また、モータ通電用リレー４５のコイルには、電気信号により開閉可能なモータ駆動リレー４４が接続されている。このモータ駆動リレー４４への閉信号によりモータ通電用リレー４５のスイッチ部が閉状態となると、バッテリ４６からモータ４２への給電が行われ、モータ４２が回転駆動する。
【００２２】
電磁アクチュエータ４３は、ピニオン４１にレバー等を介して駆動力を伝達するプランジャ４７と、通電に伴いプランジャ４７を軸線方向に移動させるコイル４８と、を備えており、ピニオン駆動リレー４９を介してバッテリ４６に接続されている。ピニオン駆動リレー４９は、モータ駆動リレー４４に対する電気信号とは別個の電気信号により開閉可能となっている。これにより、モータ４２によるピニオン４１の回転駆動と、電磁アクチュエータ４３によるピニオン４１の押出しとを独立して制御可能になっている。
【００２３】
ピニオン４１は、エンジン１０の出力軸（クランク軸１１）に連結されたリングギア１８に対して、ピニオン４１の押出しに伴い互いの歯部が噛み合い可能な位置に配置されている。詳しくは、電磁アクチュエータ４３の非通電時では、ピニオン４１はリングギア１８に対して非接触の状態になっている。この非接触の状態においてピニオン駆動リレー４９がオンされる（閉状態にされる）と、バッテリ４６から電磁アクチュエータ４３への給電によりプランジャ４７が軸線方向に吸引されるとともに、ピニオン４１がリングギア１８に向かって押し出される。このとき、リングギア１８の外周縁に設けられた歯部と歯部との間に、ピニオン４１の外周縁に設けられた歯部が嵌り込むことにより、ピニオン４１の歯部とリングギア１８の歯部との噛み合いが生じる。また、この噛み合いが生じている状態でモータ４２へ通電されることにより、ピニオン４１によってリングギア１８が回転され、エンジン１０に初期回転が付与される。
【００２４】
本システムには、エンジン１０の出力軸の回転に伴い所定クランク角毎に矩形状の信号を出力する回転センサとしてのクランク角センサ５３が設けられている。クランク角センサ５３は、クランク軸１１と一体に回転するパルサ（回転円板）５４と、パルサ５４の外周部近傍に設けられた電磁ピックアップ部５５と、を備えている。パルサ５４の外周部には、所定の回転角度間隔（本実施形態では３０°ＣＡ間隔）で突起５６が設けられているとともに、その外周部の一部において複数の突起（例えば２歯分の突起）を欠落させた欠歯部５７が設けられている。クランク軸１１の回転に伴いパルサ５４が回転すると、パルサ５４の突起５６が電磁ピックアップ部５５に近付く毎に（本実施形態では基本的には３０°ＣＡ毎に）電磁ピックアップ部５５から検出信号（クランクパルス信号）が出力される。このクランクパルス信号のパルス幅に基づきエンジン回転速度や角速度が算出されるとともに、クランクパルス信号をカウントして回転角度位置（クランク角位置）が算出される。なお、クランク角センサ５３の検出信号に基づいて算出したエンジン回転速度が回転検出値に相当する。
【００２５】
ＥＣＵ３０は、クランク角センサ５３等の各種センサの検出結果等を入力し、それらに基づいてアイドリングストップ制御及びスタータ装置４０の駆動制御を実施する。
【００２６】
次に、上記のシステム構成において実施されるアイドリングストップ制御について詳述する。アイドリングストップ制御は、概略として、エンジン１０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１０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１０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、変速機１３のシフトポジションがニュートラルに操作されたこと、及び、そのニュートラル操作の後にクラッチペダル１７の踏込み操作が解除されたことが少なくとも含まれる。自動停止手段としてのＥＣＵ３０は、クラッチセンサ３２及びシフト位置センサ３４から入力される検出信号に基づいてエンジン停止条件が成立したか否かを判定する。なお、エンジン停止条件としては、車速が所定値以下まで低下したこと等を含んでいてもよい。
【００２７】
また、エンジン再始動条件としては、クラッチペダル１７の踏込み解除操作の開始が含まれ、エンジン停止状態において、ドライバがクラッチペダル１７を完全に踏み込んだ状態からその踏込みを解除し始めると、エンジン再始動条件が成立する。再始動手段としてのＥＣＵ３０は、クラッチセンサ３２から入力される検出信号に基づいてエンジン停止条件が成立したか否かを判定する。
【００２８】
本システムでは、エンジン自動停止に伴いエンジン１０の回転降下が生じる所定期間（回転降下期間）内に再始動条件が成立した場合、エンジン１０の回転が完全に停止するのを待たずに、エンジン１０を再始動することを可能にしている。エンジン回転速度が高い回転領域でピニオン４１の噛み合わせを行うと、噛み合い音が大きくなったりギアの磨耗が促進させたりすることが懸念される。このとき、再始動要求の発生後においてできるだけ早い再始動を行うべく、回転予測手段としてのＥＣＵ３０は、エンジン回転速度の予測を行いその予測値が所定値となるタイミングでエンジン１０を再始動する構成としている。
【００２９】
具体的には、自動停止条件の成立に伴いエンジン１０の燃焼を停止し、その燃焼停止に伴う回転降下期間中に再始動条件が成立した場合、まず、エンジン回転速度に基づき決定されるタイミング（例えば、１００ｒｐｍ以下の低回転領域内）でピニオン駆動リレー４９にオン信号を出力する。これにより、コイル４８に通電され、ピニオン４１がリングギア１８に向かって押し出される。また、ピニオン４１の押出しタイミングから所定の移動所要時間Ｔｐが経過した後、モータ駆動リレー４４にオン信号を出力する。ここで、移動所要時間Ｔｐは、ピニオン４１の押出し開始から、ピニオン４１がリングギア１８との接触位置まで移動してリングギア１８に噛み合わされるのに要する時間に設定されている。これにより、エンジン１０の回転が完全に停止するのを待たずに、ピニオン４１がリングギア１８に噛み合わされた状態で回転され、エンジン１０のクランキングが実施される。
【００３０】
ここで、ピニオン４１とリングギア１８との噛み合いは、両者の噛み合い音やギアの摩耗を最小限に抑えるべく、ピニオン４１に対するリングギア１８の相対回転速度が所定の許容範囲（例えば０±１００ｒｐｍ）となるタイミングで実施することが好ましい。ところが、ピニオン４１とリングギア１８とは非接触の状態で配置されており、ピニオン４１を押し出してリングギア１８に噛み合わさせるには所定時間がかかる。そのため、再始動要求のタイミングでピニオン４１の押出しを実施した場合、再始動要求のタイミングでは、ピニオン４１とリングギア１８との噛み合いを許容する許容範囲内にエンジン回転速度があっても、実際の噛み合い時には許容範囲外となることがある。
【００３１】
そこで、ＥＣＵ３０は、エンジン回転降下期間において、現時点よりも後のエンジン回転速度を予測しており、その予測データを用いることにより、ピニオン４１の押出しタイミング及びモータ４２の駆動タイミングを決定している。
【００３２】
本実施形態における回転予測方法について、図４を用いて以下説明する。本実施形態では、燃焼室の容積（シリンダ容積）の増減変化に伴うエンジン回転速度の増減１周期分を回転変動期間とし、前の回転変動期間のエンジントルク（ロスエネルギ）に基づいてその後の回転変動期間のエンジン回転速度を予測することによりエンジン回転速度を予測する。
【００３３】
より詳細には、回転予測手段が、回転降下期間においてエンジントルクは、ピストン位置で決まる同じ回転角度位置では一定であると仮定する。そして、シリンダ容積の増減変化に伴う瞬時回転速度の増減１周期分（本実施形態では１８０°ＣＡ）を回転変動期間として、現時点よりも前の回転変動期間において時系列で前後する複数のエンジン回転速度に基づいて、その後の回転変動期間のエンジン回転速度（瞬時回転速度）を予測するものである。なお、瞬時回転速度は、クランク軸１１の所定回転角度の回転に要した時間から算出されるエンジン回転速度であり、クランクパルス信号の出力毎に回転速度算出手段としてのＥＣＵ３０によって算出されるエンジン回転速度である。この予測方法では、次のクランクパルス信号が出力される回転角度位置、すなわち次の演算タイミングの瞬時回転速度の予測値を算出するとともに、その回転予測値に基づいて、更にその次の演算タイミングの瞬時回転速度の予測値を算出するといった処理を複数回繰り返す。これにより、エンジン回転降下期間内でのエンジン回転軌道の予測が可能となる。
【００３４】
図４は、エンジン回転速度の予測値の算出方法を説明するための図である。なお、図４では、各気筒の上死点（ＴＤＣ）から次のＴＤＣまでの１８０°ＣＡ区間（回転変動期間）のうち、今回の回転変動期間をＳ[j]、前回の回転変動期間をＳ[j-1]、次回の回転変動期間をＳ[j+1]と示している。
【００３５】
ＥＣＵ３０は、エンジン自動停止要求後の回転降下期間において、クランク角センサ５３からクランクパルス信号が入力される毎に（本実施形態では３０°ＣＡ毎に）、前回のパルスの立ち上がりタイミングから今回のパルスの立ち上がりタイミングまでの時間である時間幅Δt[sec]に基づいて瞬時回転速度Ｎｅ(i)を算出し、これを都度記憶する。また、ＴＤＣから所定回転角度θ（クランク分解能）ごとの瞬時回転速度Ｎｅ(θ,i-1)の変化に基づいて、回転変動期間における回転角度位置間のエンジントルクＴｅ(θn-θn+1)を算出する。例えば前回の回転変動期間（前回の１８０°ＣＡ区間）Ｓ[j-1]における回転角度位置間のエンジントルクＴｅ(j-1)(θn-θn+1)は、下記式（１）により表される。
Ｔｅ(j-1)(θn-θn+1)＝−Ｊ・（（ω(j-1)(θn+1)）2 −（ω(j-1)(θn)）2）／２  …（１）
ω(θn)[rad/sec]＝Ne(θn)×360／60
なお、式（１）中、Ｊはエンジン１０のイナーシャ（慣性モーメント）である。
【００３６】
図４において、現在のクランク角度位置がＴＤＣ後３０°ＣＡであり、それ以降のエンジン回転速度を予測する場合、まず、クランクパルス信号に基づいて、現時点の瞬時回転速度Ｎｅ(30,i)を算出する。また、その算出した瞬時回転速度Ｎｅ(30,i)と、直前のクランク角度位置の瞬時回転速度Ｎｅ(0,i)とを用いて、上記式（１）によりエンジントルクＴｅ(0-30,i)を算出し、これを記憶する。
【００３７】
次いで、前回の１８０°ＣＡ区間Ｓ[j-1]において、ＴＤＣを基準とする回転角度が予測点と同じになるクランク角度位置と、その前回のクランク角度位置との間のエンジントルクの履歴値、ここではエンジントルクＴｅ(j-1)(30-60)と、現在の瞬時回転速度Ｎｅ(30,i)とを用いて、次のパルスの立ち上がりタイミングのエンジン回転速度の予測値として、クランク角度位置６０°ＣＡの予測値Ｎｅ(60,i)を演算する。併せて、クランク角度位置３０°ＣＡから６０°ＣＡに到達するまでの予測到達時間ｔ(j)(30-60)を演算する。さらに、前回の１８０°ＣＡ区間Ｓ[j-1]のクランク角度位置６０°ＣＡから９０°ＣＡまでのエンジントルクＴｅ(j-1)(60-90)と、エンジン回転速度の予測値Ｎｅ(60,i)とを用いて、今回の１８０°ＣＡ区間Ｓ[j]においてＴＤＣ後の回転角度９０°ＣＡのクランク角度位置の予測値Ｎｅ(90,i)を演算するとともに、クランク角度位置６０°ＣＡから９０°ＣＡに到達するまでの予測到達時間ｔ(j)(60-90)を演算する。この処理を何回も繰り返すことで、エンジン１０の回転降下期間におけるエンジン回転速度（瞬時回転速度）を予測するとともに、その予測データを例えば線形補間することにより、回転降下期間におけるエンジン回転速度の軌道を予測する。なお、この予測方法に基づき算出した瞬時回転速度の予測値が図４中の黒丸で示すものであり、エンジン１０の予測回転軌道が図中の破線で示すものである。
【００３８】
この予測演算は、クランクパルス信号の入力毎（３０°ＣＡ毎）に、次のクランクパルス信号が入力されるまでの時間を利用して実行され、その都度、回転軌道の予測データが更新される。このとき、次のクランクパルス信号入力までの期間では、エンジン１０の回転が停止するまでのエンジン回転降下軌道を予測してもよいし、あるいは、エンジン回転が停止する前の途中の時点で予測演算を打ち切ってもよい。なお、エンジン回転速度（瞬時回転速度）を角速度に換算して予測演算を行うようにしてもよい。
【００３９】
ここで、従来技術では、式（１）で用いるクランク軸１１に作用するイナーシャＪを、回転降下期間内において変化しない値として取り扱っている。しかしながら、手動変速機を備える車両では、クラッチペダル１７が踏み込まれると、エンジン１０から変速機１３への動力が遮断され、その踏込み操作が解除されると、エンジン１０から変速機１３に動力が伝達されるようになっている。この踏込み操作によって、クランク軸１１と一体として回転する部材が変化することで、クランク軸１１に作用するイナーシャが変化する。
【００４０】
具体的には、エンジン１０から変速機１３への動力が遮断されていると、エンジン１０のイナーシャＪは、エンジン内部のピストン（図示略）、ピストンとクランク軸１１とを連結するコンロッド（図示略）、クランク軸１１及びフライホイール１２ａの各イナーシャの合計値、つまりエンジン１０単体のイナーシャＪｅとなる。一方、変速機１３のシフトポジションがニュートラルの状態でエンジン１０から変速機１３への動力が伝達されていると、図１及び図２に示すようにエンジン１０とともに、クラッチホイール１２ｂ、トランスミッション入力シャフト２１及び変速機１３の入力ギアが回転する。このとき、エンジン１０のイナーシャＪは、入力ギアのイナーシャＪｇとエンジン１０単体のイナーシャＪｅとを合算した値となる。
【００４１】
つまり、エンジン１０と変速機１３とを接続するクラッチ装置１２が伝達状態から遮断状態へと変化すると、エンジン１０のイナーシャＪは入力ギアのイナーシャＪｇ分減少する。また、クラッチ装置１２が遮断状態から伝達状態へと変化するとエンジン１０のイナーシャＪは入力ギアのイナーシャＪｇ分増加する。これら、エンジン１０単体のイナーシャＪｅ及び入力ギアのイナーシャＪｇは、予め実験により測定され、ＥＣＵ３０に記憶されている。
【００４２】
エンジン回転速度及びトランスミッション入力ギアの回転速度（ギア回転速度）の時間変化を図５にタイミングチャートとして示す。なお、図５におけるタイミングチャートにおいては、シリンダ容積の増減変化に伴うエンジン回転速度の増減を省略している。
【００４３】
時刻Ｔ１において、自動停止条件が成立し、エンジン１０を停止させる処理が実行される。具体的には、点火装置１５による燃料噴射および点火プラグによる点火が停止され、フリクションロス及びポンピングロスなどのエネルギロスに伴ってエンジン１０の回転速度が降下していく。
【００４４】
時刻Ｔ２において、クラッチペダル１７が踏み込まれて、クラッチ装置１２が伝達状態から遮断状態へと変化する。この場合、クランク軸１１に作用するフリクションロス及びポンピングロスなどのエネルギロスがほぼ一定のままで、クラッチ装置１２が伝達状態から遮断状態へと変化しクランク軸１１に作用するイナーシャＪが入力ギアのイナーシャＪｇ分だけ減少することとなる。このため、クラッチ装置１２が遮断状態とされている間、エンジン回転速度は急峻に減少していく。
【００４５】
また、クラッチ装置１２が伝達状態の場合、トランスミッション入力シャフト２１（入力ギア）はクランク軸１１と一体的に回転しているためギア回転速度とエンジン回転速度と等しい値となる。時刻Ｔ２において、クラッチ装置１２が伝達状態から遮断状態へと変化すると、入力ギアはクランク軸１１と切り離された状態で回転するようになり、ギア回転速度とエンジン回転速度とは異なる値となる。入力ギアに作用するエネルギロスは主としてギアの回転に伴うフリクションロスであり、このエネルギロスはエンジン１０のエネルギロスに比べて極めて小さな値である。このため、ギア回転速度は、遮断状態へと変化する直前の回転速度（時刻Ｔ２における回転速度）から、エンジン回転速度の減少に比べて緩やかに減少していく。ここで、クラッチ遮断中におけるギア回転速度の減少量は、遮断状態の継続時間に応じたものとなる。
【００４６】
時刻Ｔ３において、クラッチペダル１７の踏込みが解除されて、クラッチ装置１２が遮断状態から伝達状態へと変化する。このとき、クラッチ装置１２が伝達状態とされる直前において、エンジン１０におけるロスエネルギに相当する分エンジン回転速度よりギア回転速度Ｎｇが速いため、クラッチ装置１２が伝達状態とされる前後においてエンジン回転速度が非連続的に上昇する。
【００４７】
時刻Ｔ３以降において、クラッチ装置１２が伝達状態とされるため、イナーシャＪが増加することでエンジン回転速度の減少速度が遅くなり期間Ｔ１〜Ｔ２における減少速度と略等しくなる。
【００４８】
上述したように、時刻Ｔ２及び時刻Ｔ３において、エンジン回転速度の減少速度が変化する。このため、エンジントルクＴｅの履歴値を用いたエンジン回転速度の予測（第１予測手段による予測）が困難になることが懸念される。特に、時刻Ｔ３においては、エンジン回転速度の降下期間中にエンジン回転速度が非連続的に上昇するため、エンジン回転速度の予測値（第１回転予測値Ｎｅ１）が実際値と大きくずれると考えられる。
【００４９】
ここで、クラッチ装置１２が伝達状態とされた直後のエンジン回転速度は、エンジン１０単体のイナーシャＪｅ及び変速機１３のイナーシャＪｇ、クラッチ装置１２が伝達状態とされる直前のエンジン回転速度Ｎｅ及びギア回転速度Ｎｇに応じた値となる。具体的には、クランク軸１１に作用する回転エネルギと入力ギアに作用する回転エネルギとの和を、各イナーシャの和（Ｊｅ＋Ｊｇ）で割り、その割った値の平方根を算出することで、クラッチ装置１２が伝達状態とされた直後のエンジン回転速度（Ｎｅ’）を算出することができる。
Ｎｅ’＝√（（Ｊｅ×Ｎｅ２＋Ｊｇ×Ｎｇ２）／（Ｊｅ＋Ｊｇ））…  （２）
そこで、本実施形態の第２予測手段としてのＥＣＵ３０は、回転降下期間中において、クラッチ装置１２が遮断状態に移行し、その後伝達状態に戻される場合に、エンジン回転速度の推定値Ｎｅ’を上記の式（２）を用いて算出する。そして、その算出したエンジン回転速度の推定値Ｎｅ’を用いて第２回転予測値Ｎｅ２を算出し、その第２回転予測値Ｎｅ２を用いることでエンジン回転速度の予測値の精度を向上させることができる。ここで、第１回転予測値Ｎｅ１と、回転速度の推定値Ｎｅ’と、その推定値を用いて算出された第２回転予測値Ｎｅ２とを合わせて「回転予測値」と言う。本実施形態では、これら第１回転予測値Ｎｅ１、回転速度の推定値Ｎｅ’、及び、第２回転予測値Ｎｅ２のいずれかを用いて、ピニオン４１の押出しタイミング及びモータ４２の駆動タイミングを決定している。
【００５０】
次に、本実施形態におけるエンジントルク算出処理を図６に示す。当該エンジントルク算出処理は、ＥＣＵ３０が所定時間毎に実施する。
【００５１】
ステップＳ１１において、アイドリングストップ制御のエンジン自動停止におけるエンジン回転速度降下期間であるか否かを判定する。エンジン回転降下期間中でないと判定された場合（Ｓ１１：ＮＯ）、処理を終了する。エンジン回転降下期間中であると判定された場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１２において、クランク角センサ５３からのクランクパルスが入力されたか否かを判定する。クランクパルスが入力されていない場合（Ｓ１２：ＮＯ）、処理を終了する。クランクパルスが入力されている場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１３において、エンジン回転速度の検出値（瞬時回転速度Ｎｅ）を算出する。
【００５２】
次に、ステップＳ１４において、クラッチ装置１２が伝達状態であるか否かを判定する。クラッチ装置１２が伝達状態であると判定された場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１５において、エンジン１０のイナーシャＪをＪｅ＋Ｊｇに設定する。クラッチ装置１２が遮断状態であると判定された場合（Ｓ１４：ＮＯ）、ステップＳ１６において、エンジン１０のイナーシャＪをＪｅに設定する。そして、ステップＳ１５又はＳ１６におけるイナーシャＪの設定の後、ステップＳ１７において、イナーシャＪ及びステップＳ１３において算出されたエンジン回転速度Ｎｅを用いてエンジントルクＴｅを算出して処理を終了する。
【００５３】
次に、本実施形態における回転速度予測処理を図７に示す。当該回転速度予測処理は、ＥＣＵ３０が所定時間毎に実施する。なお、イナーシャＪの初期値は、Ｊｅ＋Ｊｇとして設定されている。
【００５４】
ステップＳ２１において、アイドリングストップ制御のエンジン自動停止におけるエンジン回転速度降下期間であるか否かを判定する。エンジン回転降下期間中でないと判定された場合（Ｓ２１：ＮＯ）、処理を終了する。エンジン回転降下期間であると判定された場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ステップＳ２２において、前回の回転予測タイミングからクラッチ装置１２の状態が変化したか否かを判定する。クラッチ装置１２の状態が変化していないと判定された場合（Ｓ２２：ＮＯ）、ステップＳ２３において、回転速度予測タイミングか否かを判定する。回転速度予測タイミングは、例えば、ピストンの位置がＴＤＣであることである。これにより、１８０°ＣＡごとにエンジン回転速度の予測値が算出される。回転速度予測タイミングでないと判定された場合（Ｓ２３：ＮＯ）、処理を終了する。
【００５５】
回転速度予測タイミングであると判定された場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、ステップＳ２４において、ステップＳ１３において算出されたエンジン回転速度の検出値Ｎｅを取得する。次に、ステップＳ２５において、前回の回転変動期間において、クラッチ装置１２が遮断状態から伝達状態に変化したか否かを判定する。前回の回転変動期間において、クラッチ装置１２が遮断状態から伝達状態に変化していないと判定された場合（Ｓ２５：ＮＯ）、ステップＳ２６において、エンジントルク算出処理によって算出された前回の回転変動期間におけるエンジントルクＴｅの履歴値（前回値）を読み込む。
【００５６】
次に、ステップＳ２８において、今回の回転変動期間における各クランク角度位置（θｎ＝３０，６０，９０，１２０，１５０，１８０°ＣＡ）におけるエンジン回転速度の予測値（第１回転予測値Ｎｅ１）及び各クランク角度位置に到達するまでの予測到達時間ｔを、前回の回転変動期間における同じ回転位置での回転検出値Ｎｅを用いて算出する。より詳細には、エンジン回転速度の検出値Ｎｅ、エンジントルクＴｅの履歴値及びクランク軸１１に作用するイナーシャＪに基づいて、各クランク角度位置（θｎ＝３０，６０，９０，１２０，１５０，１８０°ＣＡ）におけるエンジン回転速度の予測値（第１回転予測値Ｎｅ１）及び各クランク角度位置に到達するまでの予測到達時間ｔを算出して処理を終了する。
ω2(j)(θn+1)=ω2(j)(θn)−2／Ｊ×Te(j-1)(θn-θn+1) …  （３）
ω(θn)[rad/sec]＝Ｎｅ(θn)×360／60
具体的には、上記の関係式（３）を用いてエンジン回転速度の予測値Ｎｅ１を算出する。
【００５７】
前回の回転変動期間において、クラッチ装置１２が遮断状態から伝達状態に変化していいると判定された場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、ステップＳ２７において、エンジントルクＴｅの履歴値（前回値）に代えて、エンジントルク算出処理によって算出された前々回の回転変動期間におけるエンジントルクＴｅの履歴値（前々回値）を読み込む。そして、ステップＳ２８において、各クランク角度位置におけるエンジン回転速度の予測値Ｎｅ１及び各クランク角度位置に到達するまでの予測到達時間ｔを算出して処理を終了する。つまり、前回の回転変動期間に、クラッチ装置１２が遮断状態から伝達状態に戻される時点が含まれる場合には、前回の回転変動期間におけるエンジントルクＴｅの履歴値に代えて、前回より前の回転変動期間におけるエンジントルクＴｅの履歴値を用いて、各クランク角度位置における第１回転予測値Ｎｅ１を算出する。
【００５８】
前回の回転予測タイミングからクラッチ装置１２の状態が変化していると判定された場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、ステップＳ２９において、クラッチ装置１２が伝達状態から遮断状態に変化したか、又は、遮断状態から伝達状態に変化したか、のいずれであるかを判定する。クラッチ装置１２が伝達状態から遮断状態に変化したと判定された場合（Ｓ２９：ＹＥＳ）、ステップＳ３０において、現在のエンジン回転速度の検出値Ｎｅを取得する。そして、ステップＳ３１において、その取得した現在のエンジン回転速度の検出値Ｎｅをギア回転速度Ｎｇとして記憶する。そして、ステップＳ３２において、イナーシャＪの値をＪｅに設定して処理を終了する。
【００５９】
クラッチ装置１２が遮断状態から伝達状態に変化したと判定された場合（Ｓ２９：ＮＯ）、ステップＳ３３において、クラッチ装置が伝達状態となる直前のエンジン回転速度Ｎｅの検出値を取得する。次に、ステップＳ３４において、ギア回転速度算出手段としてのＥＣＵ３０は、ステップＳ３１において記憶されたギア回転速度Ｎｇ及びクラッチ装置１２が遮断状態とされていた時間（遮断継続時間）を用い、遮断継続時間が長いほど入力ギアに作用するロスエネルギが大きいとして、クラッチ装置１２が伝達状態となる直前のギア回転速度Ｎｇ（ギア予測値）を算出する。具体的には、ステップＳ３１において記憶されたギア回転速度Ｎｇから遮断継続時間に応じた減速値を引くことで、ギア予測値を算出する。
【００６０】
次に、ステップＳ３５において、クラッチ装置１２が遮断状態から伝達状態に変化した直後、即ち、現時点のエンジン回転速度の推定値Ｎｅ’を算出する。具体的には、式（２）を用いて、クラッチ装置１２が伝達状態となる直前のギア回転速度Ｎｇ及びエンジン回転速度の予測値Ｎｅ１、並びに、入力ギアのイナーシャＪｇ及びクランク軸１１のイナーシャＪｅに基づいて、現時点のエンジン回転速度の推定値Ｎｅ’を算出する。つまり、遮断状態においてクランク軸１１に作用するイナーシャＪｅと、エンジン回転速度の予測値Ｎｅとに基づいて、遮断状態においてクランク軸１１に作用する回転エネルギを算出する。また、遮断状態において入力ギアに作用するイナーシャＪｇと、ギア回転速度Ｎｇとに基づいて、遮断状態において入力ギアに作用する回転エネルギを算出する。そして、クランク軸１１及び入力ギアにそれぞれ作用する回転エネルギの算出値の和と、伝達状態においてクランク軸１１に作用するイナーシャＪｅ＋Ｊｇに基づいて、クラッチ装置１２が伝達状態に戻った時のエンジン回転速度の推定値Ｎｅ’を算出する。次に、ステップＳ３６において、エンジン１０のイナーシャＪを伝達状態においてクランク軸１１に作用するＪｅ＋Ｊｇに設定する。
【００６１】
次に、ステップＳ３７において、ステップＳ３５において算出された現時点のエンジン回転速度の推定値Ｎｅ’を用いて、クラッチ装置１２が遮伝達状態に戻される時点で含まれる回転変動期間において、次の変動期間となるまでの各クランク角度位置におけるエンジン回転速度の予測値（第２回転予測値Ｎｅ２）と、各クランク角度位置に到達するまでの予測到達時間ｔを算出する。具体的には、伝達状態への戻り時点におけるステップＳ２８において算出済みの第１回転予測値Ｎｅ１と、ステップＳ３５において算出されたエンジン回転速度の推定値Ｎｅ’との差（ΔＮｅ）を算出する。そして、そのΔＮｅをステップＳ２８において算出済みの第１回転予測値Ｎｅ１に加算することで補正して、第２回転予測値Ｎｅ２を算出する。そして、その算出された第２回転予測値Ｎｅ２を用いて予測到達時間ｔを算出する。ステップＳ３７における処理の後、処理を終了する。
【００６２】
以下、本実施形態の効果を述べる。
【００６３】
エンジン１０の自動停止に伴いエンジン回転速度が降下する期間において、変速機１３の入力ギアがクランク軸１１から切り離されて回転する遮断状態におけるクランク軸１１及び入力ギアそれぞれの回転状態に基づいて、遮断状態から伝達状態に戻る場合の回転推定値Ｎｅ’及び第２回転予測値Ｎｅ２を算出する構成とした。このため、エンジン１０の回転降下中にクラッチ装置１２の遮断操作が行われても正確にエンジン回転速度を予測できる。
【００６４】
クラッチ装置１２が遮断状態から伝達状態に戻った時のエンジン回転速度は、伝達状態に戻る前のエンジン回転速度とギア回転速度とから予測することが可能である。そこで、伝達状態に戻る前のエンジン回転速度の検出値Ｎｅ及びギア回転速度Ｎｇに基づいて、前記クラッチ手段が遮断状態から伝達状態に戻った時のエンジン回転速度の推定値Ｎｅ’を算出することで、好適に回転予測値を算出することが可能になる。なお、伝達状態に戻る前のエンジン回転速度として、検出値Ｎｅに代えて、第１回転予測値Ｎｅ１を用いてもよい。
【００６５】
クラッチ装置１２が伝達状態とされていると、クランク軸１１と入力ギアとは一体で回転しているため、ギア回転速度とエンジン回転速度とは等しくなる。つまり、遮断状態におけるギア予測値Ｎｇは、伝達状態から遮断状態に移行した際のエンジン回転速度の検出値Ｎｅ又は予測値Ｎｅ１を初期値として算出することができる。
【００６６】
遮断状態に移行し、その後伝達状態に戻されるまでの時間である継続時間が長くなるほど入力ギアに作用する摩擦によるロスエネルギが大きくなることから、本実施形態では、回転速度が減少しているとしてギア予測値Ｎｇを算出する構成とした。これにより、ギア予測値Ｎｇをより正確に算出することが可能になり、ひいては、エンジン回転速度の推定値Ｎｅ’及びエンジン回転速度の予測値Ｎｅ２の精度をより向上させることができる。
【００６７】
遮断状態から伝達状態に戻される場合のクランク軸１１の回転速度は、遮断状態におけるクランク軸１１及び入力ギアにそれぞれ作用する回転エネルギの和に基づいて算出することができる。遮断状態におけるクランク軸１１及び入力ギアにそれぞれ作用する回転エネルギは、各回転速度の自乗値に比例し、また、クランク軸１１及び入力ギアそれぞれに作用するイナーシャに比例する。そこで、クランク軸１１の回転速度及びクランク軸１１に作用するイナーシャＪｅから算出されるクランク軸１１に作用する回転エネルギと、入力ギアの回転速度及び入力ギアに作用するイナーシャＪｇから算出される入力ギアに作用する回転エネルギと、に基づいて回転推定値Ｎｅ’を算出する構成とする。これにより、回転推定値Ｎｅ’及び第２回転予測値Ｎｅ２の精度をより向上させることができる。
【００６８】
エンジン１０の燃焼に基づき定められる回転変動期間では、回転位置に応じてエンジントルクＴｅ（瞬時トルク）が変動する。この場合、各回転変動期間の当初の回転検出値と、回転変動期間内の各クランク角度位置におけるトルク変動の傾向とを用いることで、回転変動期間内において所定間隔ごとの第１回転予測値の算出が可能となっている。また、回転降下期間中にクラッチ操作が生じた場合には、第１回転予測値Ｎｅ１に代えて一時的に第２回転予測値Ｎｅ２が用いられるが、その直後であって、次の回転変動期間になるまでの期間においても、同様に第１回転予測値Ｎｅ１の使用が不可となる。
【００６９】
この点、次の回転変動期間となるまでは、第１回転予測値Ｎｅ１を、伝達状態への戻り時点における第１回転予測値Ｎｅ１と回転推定値Ｎｅ’との差分（ΔＮｅ）に基づいて補正して第２回転予測値Ｎｅ２を算出するようにしたため、クラッチ操作の直後においても適正なる回転予測を実施できる。
【００７０】
回転降下期間においてピストン位置で決まる回転角度位置が同一であれば、クランク軸１１に作用するエンジントルクＴｅが一定であると仮定する。第１回転予測手段は、その仮定の下、エンジン１０の燃焼室の容積の増減変化に伴う瞬時回転速度の増減１周期分（本実施形態では１８０°ＣＡ）を回転変動期間として、現時点よりも前の回転変動期間のエンジン回転速度に基づいて、その後の回転変動期間のエンジン回転速度（瞬時回転速度）を予測するものである。より詳細には、各クランク角度位置におけるエンジン回転速度の検出値を用いて各クランク角度位置におけるエンジントルクＴｅを算出し、そのエンジントルクＴｅの算出値（履歴値）を用いて同じクランク角度位置におけるエンジン回転速度の予測値（第１回転予測値Ｎｅ１）を算出する。
【００７１】
ここで、クラッチ装置１２が遮断状態から伝達状態に戻ると、クランク軸１１に作用するエネルギが非連続的に変化する。つまり、クラッチペダル１７の踏込み解除操作が生じた時点を含む回転変動期間の１周期において、クランク軸１１に作用するエンジントルクＴｅがピストン位置で決まる回転角度位置では一定であるとする仮定が成立しなくなる。このため、クラッチペダル１７の踏込み解除操作が生じた時点を含む回転変動期間の１周期において算出されたエンジントルクＴｅを用いて回転予測値を算出すると、第１回転予測値Ｎｅ１の算出精度が低下する。
【００７２】
そこで、本実施形態では、クラッチペダル１７の踏込み解除操作が生じた時点を含む回転変動期間の１周期において算出されたエンジントルクＴｅの履歴値（前回値）に代えて、クラッチペダル１７の踏込み解除操作が生じる以前に算出されたエンジントルクＴｅの履歴値（前々回値）に基づいて第１回転予測値Ｎｅ１を算出する。
【００７３】
遮断状態では入力ギアがクランク軸１１から切り離されて回転し、伝達状態ではクランク軸１１と入力ギアとが一体として回転する。このため、遮断状態におけるクランク軸１１に作用するイナーシャは、伝達状態におけるクランク軸１１に作用するイナーシャと比べて、入力ギアのイナーシャだけ減少することになる。そこで、遮断状態におけるクランク軸１１に作用するイナーシャＪの値として、伝達状態における出力軸に作用するイナーシャＪ＝Ｊｅ＋Ｊｇから入力ギアのイナーシャ分だけ引いた値Ｊｅを用いて第１回転予測値Ｎｅ１を算出することで、より正確に予測値Ｎｅ１を算出することが可能になる。また、本実施形態では、回転予測値の算出に用いるエンジントルクの算出においても、遮断状態におけるクランク軸１１に作用するイナーシャＪの値として、伝達状態における出力軸に作用するイナーシャＪ＝Ｊｅ＋Ｊｇから入力ギアのイナーシャ分だけ引いた値Ｊｅを用いている。
【００７４】
実施形態における回転速度予測処理によって算出された第１回転予測値Ｎｅ１、回転推定値Ｎｅ’及び第２回転予測値Ｎｅ２を用いれば、回転速度の予測値と実際値との差を小さくすることができる。このため、回転降下期間中において自動再始動を行う際に、第１回転予測値Ｎｅ１、回転推定値Ｎｅ’及び第２回転予測値Ｎｅ２と、ピニオン４１を回転させた状態でピニオン４１をリングギア１８に噛み合わせる所定の噛み合わせ回転速度とに基づいてピニオン４１の噛み合わせを実施するシステムにおいて、好適に再始動を実施することができる。
【００７５】
（他の実施形態）
・上記実施形態では、エンジン１０の自動停止に伴いエンジン回転速度が降下する期間において、クラッチ装置１２が遮断状態から伝達状態に戻る場合に、エンジン回転速度の推定値Ｎｅ’及び第２回転予測値Ｎｅ２を式（２）を用いて算出する構成とした。換言すると、エンジン回転速度の予測値Ｎｅ１又はエンジン回転速度の検出値Ｎｅ、ギア予測値Ｎｇ及びイナーシャＪｅ，Ｊｇを用いて推定値Ｎｅ’及び第２回転予測値Ｎｅ２を算出する構成としたが、これを変更してもよい。例えば、ギア予測値Ｎｇ及びイナーシャＪｅ，Ｊｇのいずれも用いずに推定値Ｎｅ’及び第２回転予測値Ｎｅ２を算出する構成としてもよい。具体的には、クラッチ装置１２が遮断状態から伝達状態へと戻った時点で、エンジン回転速度の予測値Ｎｅ１に予め定めた所定値を加算して推定値Ｎｅ’を算出し、その推定値Ｎｅ’に基づいて第２回転予測値Ｎｅ２を算出する構成としてもよい。
【００７６】
また、イナーシャＪｅ，Ｊｇを用いずに推定値Ｎｅ’及び第２回転予測値Ｎｅ２を算出する構成としてもよい。具体的には、エンジン回転速度の検出値Ｎｅ又は予測値Ｎｅ１とギア回転速度Ｎｇの差に所定の比率を掛けた値を第１回転予測値Ｎｅ１に加算することで、推定値Ｎｅ’を算出し、その推定値Ｎｅ’に基づいて第２回転予測値Ｎｅ２を算出する構成としてもよい。
【００７７】
・入力ギアに作用するエネルギロスを極めて小さいと見なし、遮断状態におけるギア回転速度Ｎｇを一定であるとしてもよい。即ち、図４の時刻Ｔ２におけるエンジン回転速度Ｎｅを時刻Ｔ３におけるギア回転速度Ｎｇとみなし、そのギア回転速度Ｎｇを用いてクラッチ装置１２が遮断状態から伝達状態へと戻った時点でのエンジン回転速度の推定値Ｎｅ’を算出してもよい。
【００７８】
・クラッチペダル１７の踏込み解除操作が生じた時点を含む回転変動期間の１周期において算出されたエンジントルクＴｅの履歴値（前回値）に代えて、クラッチペダル１７の踏込み解除操作が生じる以前に算出されたエンジントルクＴｅの履歴値（前々回値）に基づいて第１回転予測値Ｎｅ１を算出する構成とした。ここで、エンジントルクＴｅの履歴値（前々回値）に代えて、クラッチペダル１７の踏込み操作が行われる以前に算出された、即ち、クラッチ装置１２が伝達状態とされていた状態で算出されたエンジントルクＴｅの履歴値に基づいて第１回転予測値Ｎｅ１を算出する構成としてもよい。クラッチ装置１２が伝達状態に戻された後の第１回転予測値Ｎｅ１の算出を、クラッチ装置１２が伝達状態とされていた状態で算出されたエンジントルクＴｅの履歴値を用いることで、予測精度を向上させることが可能となる。
【００７９】
・クラッチ装置１２が伝達状態から遮断状態とされた場合において、クランク軸１１に作用するイナーシャＪが変化しないものとしてエンジン回転速度の予測値Ｎｅ１，Ｎｅ２及びエンジントルクＴｅの算出を行ってもよい。
【００８０】
・回転速度センサを変速機１３に設け、そのセンサによって入力ギアの回転速度を検出し、その検出値を用いてクラッチ装置１２が遮断状態から伝達状態へと戻った時点でのエンジン回転速度の予測値Ｎｅ２を算出する構成としてもよい。
【００８１】
・上記実施形態では、変速機１３として常時噛み合い式の構造の変速機を用いたが、ニュートラル状態においてトランスミッション入力シャフト２１とトランスミッション出力軸２３との間で動力が遮断されるものであればよく、同期噛み合い式など他の構造であってもよい。
【００８２】
・上記実施形態では、コイル４８の通電／非通電を制御するピニオン駆動リレー４９と、モータ４２の通電／非通電を制御するモータ駆動リレー４４とを有するスタータ装置４０を本発明に適用する場合について説明したが、ピニオン４１の移動と、モータ４２の回転とを独立して制御可能なスタータ装置４０の構成は上記に限定しない。例えば、従来のスタータ装置において、モータ通電制御用のリレーを設けたものを本発明に適用してもよい。具体的には、図３のスタータ装置４０において、モータ駆動リレー４４の代わりに、プランジャにおけるレバーとは反対側の端部にモータ通電用の接点が設けられているとともに、モータ４２とバッテリ４６との間に、ＥＣＵ３０からの制御信号に基づいてオン／オフの切り替え可能なモータ通電制御用のリレーが設けられている構成に適用する。この構成においても、ピニオン駆動リレー４９とモータ通電制御用のリレーとを個別に制御することにより、ピニオン４１とリングギア１８との噛み合わせ動作と、モータ４２の回転動作とを独立して制御可能である。
【００８３】
・本実施形態のエンジン制御システムは、４気筒エンジンを対象に適用されるものであるが、気筒数は限定されず、例えば、６気筒エンジンに適用されるものであってもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１０…エンジン、１１…クランク軸（出力軸）、１２…クラッチ装置（クラッチ手段）、１３…変速機、２３…トランスミッション出力軸（出力部）、３０…ＥＣＵ（自動停止手段、再始動手段、回転速度算出手段、第１予測手段、第２予測手段）、５３…クランク角センサ（回転センサ）、１３１〜１３５…入力ギア。
【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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