(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の始動時に内燃機関のリングギアをピニオンギアによって駆動し、内燃機関の停止過程に、予め前記ピニオンギアを前記リングギアに嵌合する内燃機関のスタータにおいて、
内燃機関の停止過程に、前記リングギアによる前記ピニオンギアの駆動で発生する電磁誘導作用によって発電を行う発電機構を、前記ピニオンギアの噛み合い部に備えると共に、
前記発電機構の発電量を制御することで、この発電によって生じる制動トルクを調整して、前記内燃機関のピストンとクランクシャフトを所定の位置に停止させる制御装置を備えることを特徴とする内燃機関のスタータ。
【請求項２】
前記発電機構を、前記ピニオンギアの内部に設ける電磁石と、前記ピニオンギアの外側に設けるコイルとから構成し、
前記制御装置が、前記電磁石に供給される電流を制御することで、磁束密度を調整して、前記発電量を調整する手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のスタータ。
【請求項３】
前記制御装置が、前記内燃機関を含むパワープラントと該パワープラントの支持装置におけるロール振動の共振が発生する回転数の近傍の共振回転数領域内に前記内燃機関の回転数があるときに、前記発電機構の発電量を増加する手段と、
圧縮圧力によるピストンの逆回転が起きないように、前記内燃機関の完全停止直前に前記発電機構の発電量を増減する手段と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関のスタータ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関のスタートを備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項５】
内燃機関の始動時に内燃機関のリングギアをピニオンギアによって駆動し、内燃機関の停止過程に、予め前記ピニオンギアを前記リングギアに嵌合する内燃機関のスタータの制御方法において、
内燃機関の停止過程に、前記ピニオンギアの噛み合い部に備えた発電機構が、前記リングギアによる前記ピニオンギアの駆動で発生する電磁誘導作用によって発電を行い、制動トルクを発生させて、前記内燃機関のピストンとクランクシャフトを所定の位置に停止させることを特徴とする内燃機関のスタータの制御方法。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関のスタータを備える車両のアイドリングストップシステムの制御方法であって、
内燃機関の停止過程で、予め前記ピニオンギアを前記リングギアに嵌合し、前記ピニオンギアの噛み合い部に備えた発電機が、前記リングギアによる前記ピニオンギアの駆動で発生する電磁誘導作用によって発電を行い、制動トルクを発生させて、前記内燃機関のピストンとクランクシャフトを所定の位置に停止させることを特徴とするアイドリングストップシステムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の停止過程に発電による制動トルクを発生させて、ピストンとクランクシャフトを最適なクランクアングルに停止して、始動時間を短縮する内燃機関のスタータ、それを備える内燃機関、内燃機関のスタータの制御方法、及びアイドリングストップシステムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン（内燃機関）の始動には、クランクシャフトに駆動トルクを与えて吸入、圧縮、膨張、及び排出というエンジンサイクルを発起させる始動補助装置が必要である。この始動補助装置として、アーマチャ（電気モータ）を利用したスタータが広く採用されている。中でもピニオンギアをソレノイドで軸方向に押し出し、エンジンのフライホイール外周に設置されたリングギアに嵌合する飛び込み式スタータが主流である。
【０００３】
従来の飛び込み式スタータは前述のソレノイドによりピニオンギアを押し出すと同時に、押し出し機構に設けられたメーン接点でアーマチャへの通電回路を閉じてアーマチャシャフトの回転を開始させる。ピニオンギアとリングギアが嵌合してエンジンが回転を始め、燃焼が開始されるとエンジンは自立して回転を上げる。スタータの回転数（ピニオンギアとリングギアのギア比からエンジン回転数に換算）がエンジンの回転数以下の状態（以下、アシスト領域という）では、ピニオンギアはオーバーランニングクラッチおよびアーマチャシャフトと一体で回転して駆動トルクを伝達する。
【０００４】
一方、エンジンの回転数がスタータの回転数を上回った状態（以下、自立運転領域）では、ローラによるロックが解除されてピニオンギアの回転はオーバーランニングクラッチ及びアーマチャシャフトの回転とは独立し、フライホイールイのリングギアと共に連れ回る。その後、エンジン始動指令が解除（スタートＯＦＦ）されるとピニオンギアを引き戻し、嵌合を解除する。
【０００５】
最近では燃費改善を狙ったアイドリングストップシステムを搭載した車両での高度なエンジン始動停止動作を実現させる目的で、前述のピニオンギア押し出しと回転を独立して制御出来るスタータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。アイドリングストップシステムはエンジン停止による燃費改善効果が得られる一方で、ドライバーの発進の意志を認識する動作によって即座にエンジンを再始動し、短時間で発進準備を完了する必要がある。この装置はエンジンの停止過程に予めピニオンギアをリングギアに嵌合させて、再始動にかかる時間を短縮することができる。
【０００６】
しかしながら、発進意志の認識からエンジンが運転可能な状態になるまでの始動時間は、実社会の交通流における運転で安全、且つストレス無くシステムが動作するように設定される必要があり、アイドリングストップシステムでは、より一層、始動時間を短縮する必要がある。
【０００７】
始動時間の短縮には、スタータ出力の向上や燃焼開始の早期化などの始動時の技術改善だけでなく、停止時に次の始動開始に最適なクランクアングルにピストン、及びクランクシャフトを停止させる技術が必要になる。その課題に対して、オルタネータなどの電動機を用いてエンジンの停止時に制動トルクを与える装置が提案されている（例えば、特許文献２、及び特許文献３参照）。この装置はエンジンに取り付けられた発電機を利用し、発電量の調整によって運動エネルギを電気エネルギに変換してエンジン回転を制動している
。しかしながら、電動機とエンジンとを常に噛み合わせていると燃費が悪くなることや、噛み合い部の劣化が激しく、損傷してしまう恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４２３２０６９号
【特許文献２】特開２００１−０２７１７１号公報
【特許文献３】特開２００７−０８５２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の停止過程に発電による制動トルクを発生させ、ピストンとクランクシャフトを最適なクランクアングルに停止して、始動時間を短縮することができる内燃機関のスタータ、それを備える内燃機関、内燃機関のスタータの制御方法、及びアイドリングストップシステムの制御方法を提供することである。また、内燃機関の停止時の振動を抑制することができる内燃機関のスタータ、それを備える内燃機関、内燃機関のスタータの制御方法、及びアイドリングストップシステムの制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を解決するための本発明の内燃機関のスタータは、内燃機関の始動時に内燃機関のリングギアをピニオンギアによって駆動し、内燃機関の停止過程に、予め前記ピニオンギアを前記リングギアに嵌合する内燃機関のスタータにおいて、内燃機関の停止過程に、前記リングギアによる前記ピニオンギアの駆動で発生する電磁誘導作用によって発電を行う発電機構を、前記ピニオンギアの噛み合い部に備えると共に、前記発電機構の発電量を制御することで、この発電によって生じる制動トルクを調整して、前記内燃機関のピストンとクランクシャフトを所定の位置に停止させる制御装置を備えて構成される。
【００１１】
この構成によれば、内燃機関の始動時と停止時にのみピリオンギアをリングギアに嵌合するスタータのピニオンギアの噛み合い部に発電機構を備え、その発電量を制御することで、発電に伴って発生する制動トルクを調整する。これにより、目的のクランクアングルにピストンとクランクシャフトを停止して、次回の始動時間を短縮することができる。また、内燃機関の制動に必要なエネルギを電気エネルギとして回収することができ、回収したエネルギを始動時に使用することで、エネルギ損失を改善することができる。
【００１２】
また、上記の内燃機関のスタータにおいて、前記発電機構を、前記ピニオンギアの内部に設ける電磁石と、前記ピニオンギアの外側に設けるコイルとから構成し、前記制御装置が、前記電磁石に供給される電流を制御することで、磁束密度を調整して、前記発電量を調整する手段を備える。
【００１３】
この構成によれば、上記のスタータは、ピニオンの押し出しと回転を独立して制御できるスタータであり、そのスタータのピニオンギアの噛み合い部に発電機構を設けることで、スタータの動作に影響を与えることなく、エンジンの停止過程に発電を行うことができる。これにより、モータに発電機構を備えた場合に発生するスタータの制御への悪影響、特にピニオンの押し出しの制御への悪影響を防ぐことができる。
【００１４】
なお、アーマチャシャフトに設けたスリップリングを介して、電磁石に供給される電流の制御をレギュレータによって行い、磁束密度を調整して、発電量を調整することができる。また、得られた電力は整流器によって直流に変換され、バッテリに充電することができる。
【００１５】
加えて、上記の内燃機関において、前記制御装置が、前記内燃機関を含むパワープラントと該パワープラントの支持装置におけるロール振動の共振が発生する回転数の近傍の共振回転数領域内に前記内燃機関の回転数があるときに、前記発電機構の発電量を増加する手段と、圧縮圧力によるピストンの逆回転が起きないように、前記内燃機関の完全停止直前に前記発電機構の発電量を増減する手段と、を備える。
【００１６】
この構成によれば、停止時に、エンジンマウントの共振を励起しやすい回転数の領域で、制動トルクを大きくすることで、その領域でのエンジンの回転数の低下が急速となり、その領域を素早く通過することで、停止時の振動を抑制することができる。また、エンジン回転の制動により完全停止する直前に、シリンダ内の圧縮圧力による逆回転現象を抑制して揺り返し振動も抑制することができる。
【００１７】
上記の問題を解決するための内燃機関は、上記に記載の内燃機関のスタータを備えて構成される。この構成によれば、ピストンとクランクシャフトを所定の位置に停止することができるので、特にアイドリングストップシステムを搭載した車両の再始動時間を短縮することができる。
【００１８】
上記の問題を解決するための内燃機関のスタータの制御方法は、内燃機関の始動時に内燃機関のリングギアをピニオンギアによって駆動し、内燃機関の停止過程に、予め前記ピニオンギアを前記リングギアに嵌合する内燃機関のスタータの制御方法において、内燃機関の停止過程に、前記ピニオンギアの噛み合い部に備えた発電機構が、前記リングギアによる前記ピニオンギアの駆動で発生する電磁誘導作用によって発電を行い、制動トルクを発生させて、前記内燃機関のピストンとクランクシャフトを所定の位置に停止させることを特徴とする方法である。
【００１９】
この方法によれば、ピストンとクランクシャフトを所定の位置に停止することができ、再始動時間を短縮することができる。また、ピニオンギアの噛み合い部に発電機構を備えているため、スタータのピニオン押し出しと回転の制御に影響なく、発電することができる。加えて、回転速度が高いピニオンギアに発電機構を設けることで、より大きな制動トルクをエンジンに与えることができる。
【００２０】
上記の問題を解決するためのアイドリングストップシステムの制御方法は、上記に記載の内燃機関のスタータを備える車両のアイドリングストップシステムの制御方法であって、内燃機関の停止過程で、予め前記ピニオンギアを前記リングギアに嵌合し、前記ピニオンギアの噛み合い部に備えた発電機が、前記リングギアによる前記ピニオンギアの駆動で発生する電磁誘導作用によって発電を行い、制動トルクを発生させて、前記内燃機関のピストンとクランクシャフトを所定の位置に停止させることを特徴とする方法である。
【００２１】
この方法によれば、上記の作用効果から、アイドリングストップシステムを搭載した車両の始動時間の短縮や、停止時の振動を低減といった課題を解決することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、内燃機関の停止過程に発電による制動トルクを発生させ、ピストンとクランクシャフトを最適なクランクアングルに停止して、始動時間を短縮することができる。また、内燃機関の停止時の振動を抑制することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る実施の形態の内燃機関のスタータを示した断面図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の内燃機関のスタータの動作を示した図である。
【図３】図１の一部を拡大した概略図である。
【図４】図１の回路図である。
【図５】本発明に係る実施の形態の内燃機関のスタータの制御方法を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る実施の形態の内燃機関のスタータ、それを備える内燃機関、内燃機関のスタータの制御方法、及びアイドリングストップシステムの制御方法について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態では、ディーゼルエンジンを例に説明するが、本発明はディーゼルエンジンに限定せずに、ガソリンエンジンにも適用することができる。
【００２５】
まず、本発明に係る実施の形態の内燃機関について、図１及び図２を参照しながら説明する。エンジン（内燃機関）１は、クランクシャフト（図示しない）に固着されたフライホイール２、その外周に配置されたリングギア３、及びスタータ（始動補助装置）１０を備える。スタータ１０は、ハウジング１１、ピニオンギア１２、回転機構２０、押し出し機構３０、及び発電機構４０を備える。また、それらと接続されるバッテリ１３、メーン接点１４、コンタクトプレート１５、及びフィールドコイル１６も備える。
【００２６】
回転機構２０は、アーマチャシャフト２１、アーマチャ２２、及びコンミテータ２３を備える。この回転機構２０は、図示しないＥＣＵ（制御装置）により回転を制御され、ドライバーの発進の意志を認識する動作、つまりエンジン１の始動命令により、メーン接点１４がコンタクトプレート１５に接することで、コンミテータ２３に電力が供給されて、アーマチャシャフト２１に固定されたピニオンギア１２を回転させることができる。
【００２７】
押し出し機構３０は、プランジャ３１、ソレノイドコイル３２、リターンスプリング３３、ドライブレバー３４、オーバーランニングクラッチ３５、ローラストッパ３６、及びスイッチ３７を備える。この押し出し機構３０は、ＥＣＵによりスイッチ３７を制御され、プランジャ３１に電力が供給されると、プランジャ３１の直動により、ドライブレバー３４が稼働して、オーバーランニングクラッチ３５を押し出す。これにより、ピニオンギア１２を押し出し、リングギア３と嵌合させることができる。
【００２８】
オーバーランニングクラッチ３５は、スプラインを介してアーマチャシャフト２１の軸方向に摺動可能かつトルク伝達可能な円筒状に形成され、その内面にはスプリング（図示しない）により押し付け方向が規定されたローラストッパ３６が設置されており、スタータ１０の回転数（ピニオンギア１２とリングギア３のギア比からエンジン１の回転数に換算）がエンジン１の回転数以下の状態であるアシスト領域ではピニオンギア１２をアーマチャシャフト２１にロックする。また、エンジン１の回転数がスタータ１０の回転数を上回った状態である自立運転領域ではそのロックが解除されてピニオンギア１２がエンジン１に駆動（リングギア３の回転により駆動）されるように作動する。
【００２９】
上記の回転機構２０と押し出し機構３０は、それぞれ独立してＥＣＵにより制御することができ、ピニオンギア１２を押し出して、リングギア３を回転駆動できれば、上記の構成に限定しない。例えば、ピニオンギアがギア機構を介して回転するように、プランジャの軸線上に設けて、プランジャの直動により直接ピニオンギアが押し出される構成でもよい。
【００３０】
この回転機構２０と押し出し機構３０の動作について、図２を参照しながら説明する。エンジン１の通常稼働時、及び完全停止時は、図２の（ａ）に示すように、メーン接点１４とコンタクトプレート１５が接しておらず、通電していないため、ピニオンギア１２と
リングギア３は嵌合していない。エンジン１の始動指令、又は停止指令を受けると、図２の（ｂ）に示すように、メーン接点１４とコンタクトプレート１５とが接触して、回転機構２０と押し出し機構３０に電力が供給され、ピニオンギア１２をリングギア３に嵌合する。
【００３１】
ソレノイドコイル３２に電力が供給され、スイッチ３７を閉じて、プランジャ３１に磁力を発生させる。これにより、プランジャ３１が図中の右側に摺動して、ドライブレバー３４を介してオーバーランニングクラッチ３６をリングギア３側に押し付ける。これによりピニオンギア１２をリングギア３に嵌合する。
【００３２】
上記の構成により、スタータ１０は、回転機構２０と押し出し機構３０とをそれぞれ独立してＥＣＵにより制御することができるので、エンジン１の停止過程で、予めピニオンギア１２をリングギア３に嵌合することができる。これにより、再始動時にピニオンギア１２をリングギア３に嵌合する動作を省略することができ、再始動時間を短縮することができる。
【００３３】
次に、本発明の発電機構４０について、図３を参照しながら説明する。発電機構４０は、電磁石４１とステータコイル４２とを備える。また、それらに接続される整流器４３、レギュレータ４４、及び各スリップリング４５が設けられ、前述の回転機構２０と押し出し機構３０とからなる回路と接続する。加えて、これらをエンジン１の回転数を検出するクランク角センサ５などのセンサと接続されるＥＣＵ４と接続する。
【００３４】
本発明のピニオンギア１２を、リングギア３よりも幅広に形成する。これにより、噛み合い部１２ａのオーバーランニングクラッチ３５側に、リングギア３と嵌合しない部分を設けることができ、その部分に円筒状に形成された電磁石４１を配置することができる。この電磁石４１は、アーマチャシャフト２１の内部に配設された各スリップリング４５を介して、レギュレータ４４から電力を受け取る。
【００３５】
ステータコイル４２は、ハウジング１１の内部又は内周面に設けられており、上記の電磁石４１と発電機構４０を形成する。このステータコイル４２を設けるため、ハウジング１１をピニオンギア１２の噛み合い部１２ａに接近するように形成する。
【００３６】
ピニオンギア１２の噛み合い部１２ａに電磁石４１を設け、その外側にステータコイル４２を設ける構成によって、回転機構２０と押し出し機構３０とを独立して制御するスタータ１０に発電機構４０を設けることができる。前述したように、スタータ１０はエンジン１の回転の始動を補助する役割を持つため、ピニオンギア１２は、アシスト領域ではアーマチャシャフト２１と一体に回転するが、自立運転領域ではローラストッパ３６によりロックが解除されて、アーマチャシャフト２１と一体に回転することができない。よって、上記のように構成することで、エンジン１の始動を補助するスタータ１０に発電機能を備えることができる。
【００３７】
この発電機構４０を含むスタータ１０の回路図を、図４に示す。コンデンサ４６を境にして、図１に示す始動補助装置としての回路と、図３に示す発電機構４０を含む発電回路とに分岐している。発電機構４０を含む発電回路は、自立運転領域において、アーマチャシャフト２１とのロックを解除されてリングギア３の回転によりピニオンギア１２が回転駆動して、電磁石４１を回転させることで電磁誘導を生じる。これらの構成は自動車用として一般的な三相交流発電機と同様であり、得られた電力は整流器４３によって直流に変換され、バッテリ１３を充電することができる。また、この発電機構４０の発電量は電磁石４１への供給電力をレギュレータ４４で制御し、その磁束密度を変化させることで、調整することができる。
【００３８】
この発電機構４０は、ピニオンギア１２の噛み合い部１２ａに設けられ、ピニオンギア１２の回転により発電することができれば、上記の構成に限定しない。なお、発電機構４０に接続する整流器４３、レギュレータ４４、及び同心円状に配置された環状の電路４５ａとブラシ４５ｂとからなる各スリップリング４５は、周知の技術のものを使用する。
【００３９】
ＥＣＵ４は、エンジンコントロールユニットと呼ばれる制御装置であり、電気回路によってエンジン１の制御を担当している電気的な制御を総合的に行うマイクロコントローラである。オートマチック車においては、ＥＣＵ４に全ての運転状態における最適制御値を記憶させ、その時々の状態をセンサで検出し、センサからの入力信号により、記憶しているデータの中から最適値を選出し各機構を制御している。
【００４０】
また、このＥＣＵ４は、アイドリングストップシステムも備えており、車両の停止時間などに応じてエンジン１を停止する手段を備えると共に、回転機構２０を制御する手段、押し出し機構３０を制御する手段、及びレギュレータ４４を制御して、発電機構４０の発電量を調整する手段も備える。
【００４１】
次に、このスタータ１０の動作について説明する。エンジン１の停止過程において、ＥＣＵ４が回転機構２０と押し出し機構３０を制御して、ピニオンギア１２をリングギア３に嵌合する。このときアーマチャシャフト２１は回転していないので、自立運転領域と同様に、ローラストッパ３６によりピニオンギア１２とアーマチャシャフト２１とのロックは解除され、リングギア３によりピニオンギア１２は回転する。
【００４２】
その後、ＥＣＵ４はレギュレータ４４を制御して、電磁石４１へ電力を供給する。ピニオンギア１２と共に電磁石４１が回転して、ステータコイル４２との間の磁束が変化することで、電磁誘導作用による発電を行う。この発電によりエンジン１の回転を停止させる制動トルクが発生する。発電機構４０の発電量を制御することにより、制動トルクを調整して、エンジン１の図示しないピストンとクランクシャフトを、再始動時に最適なクランクアングルに停止することができる。この最適なクランクアングルは、次回始動時の１圧縮目に着火温度に達することができる位置であり、好ましくは下死点から行程中間部の間である。
【００４３】
上記の動作によれば、エンジン１の始動時と停止時にピニオンギア１２をリングギア３に嵌合するスタータ１０を用いて、エンジン１の停止過程において、発電機構４０の発電により発生する制動トルクで、ピストンとクランクシャフトを再始動時に最適なクランクアングルに停止することができる。そのため、エンジン１の再始動時にかかる時間を短縮することができる。また、そのエンジン１の制動に必要なエネルギを電気エネルギとして回収することができ、回収したエネルギを始動時に使用することで、エネルギ損失を改善することができる。
【００４４】
加えて、上記のスタータ１０は、回転機構２０と押し出し機構３０とを独立して制御して、エンジン１の停止過程にピニオンギア１２をリングギア３に嵌合するスタータである。そのため、発電機構４０をピニオンギア１２の噛み合い部１２ａに設けることで、そのスタータ１０の動作に影響を与えることなく、エンジン１の停止過程に発電して、制動トルクを発生することができる。
【００４５】
さらに、従来の方法と比べると、クランクプーリーからベルト駆動される発電機のプーリー比の１：３程度に対して、リングギア３とピニオンギア１２のギア比は１０：１程度と比較的大きいため、電磁石４１の回転速度が高くなり、同一磁束密度、及び同一コイル長の場合は起電力を高くすることができる。その上、発電による発生トルクが同一の場合
は、ギア比が大きい方がより大きな制動トルクをエンジン１に与えることができる。
【００４６】
次に、スタータ１０の制御方法について、図５を参照しながら説明する。制御方法Ｓ１０は、先ず、スタートすると、車両の停止指令があったか否かを判断するステップＳ１１を行う。このエンジン１の停止指令は、運転手の停止操作によるものとアイドリングストップシステムによるものとがある。エンジン１の停止指令があると判断されると、次に、ピニオンギア１２をリングギア３に嵌合するステップＳ１２を行う。
【００４７】
このステップＳ１２では、ピニオンギア１２を回転機構２０により回転駆動し、クランクシャフトの回転速度の低下を予測して、その回転速度がピニオンギア１２の回転速度と略同一になったときに、押し出し機構３０によりピニオンギア１２を押し出して、リングギア３に嵌合する方法などを用いることができる。このステップＳ１２はエンジン１の停止過程において、ピニオンギア１２をリングギア３に嵌合することができれば、上記の方法に限定しない。
【００４８】
次に、レギュレータ４４から電磁石４１に電力を供給して、発電を開始するステップＳ１３を行う。その後、クランク角センサ５で検知されるエンジン１の回転数が、振動制御回転範囲の下限よりも小さいか否かを判断するステップＳ１４を行う。この振動制御回転範囲とは、エンジン１を含むパワープラントを支持するラバーマウントとのマウント共振周波数とローリング起振モーメントの主成分が一致するエンジン１の回転数（以下、共振回転数という）が、０からアイドリング回転数の範囲にあり、この共振回転数の近傍で、共振現象が顕著となるエンジン１の回転数の範囲のことをいう。このステップＳ１３では、振動制御回転範囲を予め定めて、ＥＣＵ４に登録しておく。
【００４９】
ステップＳ１４でエンジン１の回転数が、振動制御回転範囲の下限より大きいと判断されると、電磁石４１へ供給される電力の電圧を上げ、磁束密度を大きくするステップＳ１５を行う。これにより、発電量が大きくなりと共に、それにより発生する制動トルクも大きくなる。そのため、エンジン１の回転数の低下が急速になり、振動や騒音の原因となっている振動制御回転範囲をその領域を素早く通過することで、停止時の振動を抑制することができる。
【００５０】
このステップＳ１４とＳ１５をエンジン１の回転数が、振動制御回転数範囲の下限よりも小さくなるまで行う。次に、ピストンとクランクシャフトが始動時に最適なクランクアングルで停止するか否かを判断するステップＳ１６を行う。
【００５１】
従来エンジン１が停止するときは、停止直前に圧縮行程にある気筒のピストンがクランク回転運動及びピストン往復運動の慣性力により押し上げられ、それに伴って上昇した筒内圧が慣性力と釣り合ったところで運動方向を変えて逆回転を始める。その後、筒内圧の持つ内部エネルギを逆回転の運動エネルギと機関フリクションで消費して完全停止していた。
【００５２】
そこで、上記のステップＳ１６で、クランク回転運動及びピストン往復運動の慣性力と筒内圧の差分を算出し、その差分が、最適なクランクアングルとなるピストンの停止位置で発電機構４０の発生する制動トルクと釣り合うか否かを判断する。
【００５３】
差分よりも制動トルクが小さいと判断されると電磁石へ供給される電力の電圧を上げ、磁束密度を大きくするステップＳ１７を行って、制動トルクを大きくする。また、差分よりも制動トルクが大きいと判断されると電磁石４１へ供給される電力の電圧を下げ、磁束密度を小さくするステップＳ１８を行って、制動トルクを小さくする。上記のステップＳ１６〜Ｓ１８を差分と制動トルクが最適なクランクアングルで釣り合うまで行う。そして
、ピストンが最適なクランクアングルで停止するステップＳ１９を行い、この制御方法Ｓ１０は完了する。
【００５４】
上記の制御方法Ｓ１０によれば、上記の作用効果に加えて、停止時に、エンジンマウントの共振を励起しやすい回転数の領域である振動制御回転数範囲内で、制動トルクを特に大きくすることで、その領域でのエンジン１の回転数の低下が急速となり、その領域を素早く通過するので、停止時の振動を抑制することができる。また、エンジン１の回転の制動により完全停止直前に、シリンダ内の圧縮圧力による逆回転現象を抑制できるので、揺り返し振動も抑制することができる。加えて、スタータ１０のピニオンギア１２をリングギア３に常時嵌合することがないため、燃費の悪化を防止し、またピニオンギア１２とリングギア３の劣化を防止することができる。
【００５５】
この制御方法Ｓ１０を、アイドリングストップシステムが搭載された車両に適用すると、アイドリングストップシステムを搭載した車両の始動時間の短縮、及び停止時の振動を低減するといった課題を解決することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の内燃機関は、内燃機関の通常稼働時にはピニオンギアとリングギアの嵌合を外すスタータを用いて、内燃機関の始動時にかかる時間を短縮することができるため、特にアイドリングストップシステムを搭載した車両に利用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  エンジン（内燃機関）
２  フライホイール
３  リングギア
４  ＥＣＵ（制御装置）
１０  スタータ
１１  ハウジング
１２  ピニオンギア
１３  バッテリ
１４  メーン接点
１５  コンタクトプレート
２０  回転機構
２１  アーマチャシャフト
２２  アーマチャ
２３  コンミテータ
３０  押し出し機構
３１  プランジャ
３２  ソレノイドコイル
３３  リターンスプリング
３４  ドライブレバー
３５  オーバーランニングクラッチ
３６  ローラストッパ
４０  発電機構
４１  電磁石
４２  ステータコイル
４３  整流器
４４  レギュレータ
４５  スリップリング
【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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