(57)【要約】【課題】停止制御後におけるクランク角度停止位置の状態に応じて、迅速かつ確実にエンジンを再始動させるエンジン始動制御方法を提供する。【解決手段】アイドリングストップなどのエンジンの自動停止制御によって、クランク角度が最適なクランク角度停止位置に停止制御されている場合、又はそのクランク角度停止位置が高精度に推定できる場合には、次回のエンジン再始動時には、電動機又は発電機として機能するモータジェネレータなどによりエンジン自動再始動を行う。一方、クランク角度が最適なクランク角度停止位置に停止制御されていない場合、そのクランク角度停止位置が高精度に推定できない場合、又は停止制御後にクランク角度停止位置が変化した場合には、次回のエンジン再始動時には、モータジェネレータより出力トルクの大きなＤＣスタータにより迅速かつ確実にエンジンの再始動を行う。【選択図】      図１０
2004239111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の停止時に、当該内燃機関のクランク角度を所定のクランク角度範囲内に制御する停止制御手段と、
前記内燃機関の始動時に、クランキング手段により前記内燃機関を始動する始動制御手段と、を備え、
前記始動制御手段は、前記内燃機関が所定のクランク角度の範囲内で停止していない可能性がある場合と前記内燃機関が所定のクランク角度の範囲内で停止している場合とで、異なる態様で前記内燃機関を始動することを特徴とする内燃機関の停止始動制御装置。
【請求項２】
前記クランキング手段は電動機であり、前記始動制御手段は、前記内燃機関が所定のクランク角度範囲内で停止していない可能性がある場合には、前記内燃機関が所定のクランク角度範囲内で停止した場合に比べて、大きなトルクを前記電動機により付与して前記内燃機関を始動することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の停止始動制御装置。
【請求項３】
前記始動制御手段は、前記内燃機関が所定のクランク角度範囲内で停止した場合には第１の電動機により前記内燃機関を始動し、前記内燃機関が所定のクランク角度範囲内で停止していない可能性がある場合には前記第１の電動機とは異なる第２の電動機により前記内燃機関を始動することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の停止始動制御装置。
【請求項４】
前記第１の電動機は、モータ及び発電機として機能するモータジェネレータであり、前記第２の電動機は、モータとして機能するＤＣスタータであることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の停止始動制御装置。
【請求項５】
前記始動制御手段は、前記内燃機関が所定のクランク角度範囲内で停止した場合には前記内燃機関の停止時に供給した燃料を膨張行程時に燃焼させることにより前記内燃機関を始動し、前記内燃機関が所定のクランク角度範囲内で停止していない可能性がある場合には前記電動機により前記内燃機関を始動することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の停止始動制御装置。
【請求項６】
前記内燃機関が所定のクランク角度の範囲内で停止していない可能性がある場合とは、前記内燃機関の停止時における実際のクランク角度が前記所定のクランク角度範囲外である場合であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の内燃機関の停止始動制御装置。
【請求項７】
前記実際のクランク角度は、前記内燃機関のクランク角度を検出するクランク角センサから出力されることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の停止始動制御装置。
【請求項８】
前記内燃機関が所定のクランク角度の範囲内で停止していない可能性がある場合とは、前記内燃機関の停止時におけるクランク角度の推定処理の推定精度が所定の基準より低い場合であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の内燃機関の停止始動制御装置。
【請求項９】
前記推定処理は、前記内燃機関のクランク角センサからの出力と、前記クランキング手段として機能する電動機からの回転検出出力とに基づいて、前記クランク角度を推定する処理であることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の停止始動制御装置。
【請求項１０】
前記推定処理は、前記電動機からの回転検出出力を前記クランク角センサからの出力によって補正することを特徴とする請求項９に記載の内燃機関の停止始動制御装置。
【請求項１１】
前記内燃機関が所定のクランク角度の範囲内で停止していない可能性がある場合とは、前記内燃機関の停止後に前記クランク角度が変化した可能性がある場合であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の内燃機関の停止始動制御装置。
【請求項１２】
前記クランク角度が変化した可能性がある場合とは、前記内燃機関の停止後に外力を受けることにより、前記クランク角度が変化した場合であることを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の停止始動制御装置。
【請求項１３】
前記停止制御手段は所定の停止条件が具備された場合に前記内燃機関を自動停止させ、前記始動制御手段は所定の始動条件が具備された場合に前記内燃機関を自動始動することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の内燃機関の停止始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の停止時にクランク角度停止位置制御を実行し、その停止後のクランク角度停止位置の状態に応じて、最適なエンジン始動方法を選択する車両の停止始動制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、環境保全若しくは省資源エネルギー化等の観点から、アイドリング時の燃料消費量及び排出ガスの低減などを図るため、車両を停止させるとエンジンを自動停止し、停止状態から発進指示があるとエンジンを自動的に再始動して車両を発進させるエンジン停止始動制御装置が知られている。
【０００３】
また、エンジン始動時における始動性の向上を図るため、車両停止時にスタータを正転させたとき、クランク角度がスタータの始動トルクが増大するクランク角度停止位置であったときは、車両発進までの間に、その始動トルクが小さくなるクランク角度停止位置までクランクシャフトを逆転させて、スタータによりエンジンの再始動を行うエンジン始動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
さらに、前記同様の目的として、膨張行程にある気筒に燃料を供給しておき、エンジン始動時にその気筒内の燃料を着火させてスタータを作動させずにエンジン始動を行うエンジン始動装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２８３０１０号公報
【特許文献２】
特開２００２−４９８５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したエンジン始動装置において、クランク角センサに不具合が生じるなどして、クランク角を、所望するクランク角停止位置に停止させることができなかった場合には、エンジンの始動トルクが増大するためスタータによるエンジンの再始動が失敗する可能性がある。エンジンの再始動が失敗したときには、再度スタータによりエンジンを再始動するようにすれば良いが、これでは迅速なエンジン再始動を行うことができず、ドライバビリティが低下する。
【０００７】
特に、エンジン自動停止・自動始動可能なエンジン停止始動制御装置を備えるエコラン車両やハイブリット車両などに対して、上述したエンジン再始動方法を適用した場合には、エンジンの停止・始動が頻繁に行われるため、より一層ドライバビリティの低下が問題となる。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、停止制御後におけるクランク角度停止位置の状態に応じて、迅速かつ確実にエンジンを再始動させるエンジン始動制御方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの観点では、内燃機関の停止時に、当該内燃機関のクランク角度を所定のクランク角度範囲内に制御する停止制御手段と、前記内燃機関の始動時に、クランキング手段により前記内燃機関を始動する始動制御手段と、を備え、前記始動制御手段は、前記内燃機関が所定のクランク角度の範囲内で停止していない可能性がある場合と前記内燃機関が所定のクランク角度の範囲内で停止している場合とで、異なる態様で前記内燃機関を始動する。
【００１０】
上記の内燃機関の停止始動制御装置によれば、例えばアイドリングストップ時などにおいて、クランク角度が所定のクランク角度範囲内となるように内燃機関が停止制御される。所定のクランク角度範囲とは、次回の始動時に必要なエネルギーが小さいクランク角度の範囲とすることができる。そして、始動時に、内燃機関が所定のクランク角度の範囲内で停止している場合には、所定のクランキング手段により内燃機関が始動される。しかし、前記内燃機関が所定のクランク角度の範囲内で停止していない可能性がある場合には、前記クランキング手段による内燃機関の始動態様とは異なる態様によって始動を行う。これにより、機関停止後のクランク角度位置に応じて、適切なクランキング手段により、迅速かつ確実に内燃機関の始動を行うことができる。
【００１１】
上記の内燃機関の停止始動制御装置の一態様では、前記クランキング手段は電動機であり、前記始動制御手段は、前記内燃機関が所定のクランク角度範囲内で停止していない可能性がある場合には、前記内燃機関が所定のクランク角度範囲内で停止した場合に比べて、大きなトルクを前記電動機により付与して前記内燃機関を始動する。内燃機関が所定のクランク角度範囲内で停止していない可能性がある場合は、次回の始動に大きなトルクを必要とすることが予想される。よって、その場合には大きなトルクを電動機により付与して確実に機関を始動させる。
【００１２】
上記の内燃機関の停止始動制御装置の他の一態様では、前記始動制御手段は、前記内燃機関が所定のクランク角度範囲内で停止した場合には第１の電動機により前記内燃機関を始動し、前記内燃機関が所定のクランク角度範囲内で停止していない可能性がある場合には前記第１の電動機とは異なる第２の電動機により前記内燃機関を始動する。この態様によれば、トルクの大きな電動機と小さな電動機を使用し、機関が所定のクランク角度範囲内で停止した場合にはトルクの小さな電動機を使用し、所定のクランク角度範囲内で停止していない可能性がある場合はトルクの大きな電動機で確実に機関を始動する。
【００１３】
上記の内燃機関の停止始動制御装置の一態様では、前記第１の電動機は、モータ及び発電機として機能するモータジェネレータであり、前記第２の電動機は、モータとして機能するＤＣスタータである。この態様によれば、第１の電動機は、モータとしての機能を有すると共に、発電機としても機能することが可能である。よって、第２の電動機が発電機として機能する場合には、車両の減速等の制動時に、発電した電力を電源装置に供給し充電を行うことができる。一方、第２の電動機は、初めの内燃機関の始動時に使用され、モータとしての機能を有するＤＣスタータとすることができる。
【００１４】
上記の内燃機関の停止始動制御装置の一態様では、前記始動制御手段は、前記内燃機関が所定のクランク角度範囲内で停止した場合には前記内燃機関の停止時に供給した燃料を膨張行程時に燃焼させることにより前記内燃機関を始動し、前記内燃機関が所定のクランク角度範囲内で停止していない可能性がある場合には前記電動機により前記内燃機関を始動する。この態様によれば、機関が所定のクランク角度範囲内で停止した場合には始動に要するエネルギーは比較的小さくてすむので、機関の停止時に供給した燃料を膨張行程時に燃焼させることにより前記内燃機関を始動する。一方、所定のクランク角度範囲外で機関が停止した可能性がある場合は、大きなトルクを必要とするので、電動機で確実に機関を始動する。
【００１５】
上記の内燃機関の停止始動制御装置の一実施例においては、前記内燃機関が所定のクランク角度の範囲内で停止していない可能性がある場合とは、前記内燃機関の停止時における実際のクランク角度が前記所定のクランク角度範囲外である場合とすることができる。また、他の実施例では、前記実際のクランク角度は、前記内燃機関のクランク角度を検出するクランク角センサから出力される。よって、正確且つ確実に実際のクランク角度を検出することができる。
【００１６】
上記の内燃機関の停止始動制御装置の他の実施例においては、前記内燃機関が所定のクランク角度の範囲内で停止していない可能性がある場合とは、前記内燃機関の停止時におけるクランク角度の推定処理の推定精度が所定の基準より低い場合とすることができる。また、他の実施例では、前記推定処理は、前記内燃機関のクランク角センサからの出力と、前記クランキング手段として機能する電動機からの回転検出出力とに基づいて、前記クランク角度を推定する処理である。この態様によれば、クランク角センサからの出力と、電動機からの回転検出出力とに基づいてクランク角度を推定するようにしているので、高精度にクランク角度の推定を行うことができる。さらに、他の実施例では、前記推定処理は、前記電動機からの回転検出出力を前記クランク角センサからの出力によって補正する。この態様によれば、電動機は、クランクシャフトの回転出力を高精度に検出でき、尚且つ、その逆転検出も可能である。しかし、電動機からの回転検出出力においては、電動機のプーリとクランクシャフトプーリとを連結するベルトのずれなどによって、積算誤差が生じる。このため、その誤差分をクランク角センサからの出力によって補正する。これにより、クランク角度を絶対的な角度で、尚且つ高精度に検出することができる。
【００１７】
上記の内燃機関の停止始動制御装置の他の実施例においては、前記内燃機関が所定のクランク角度の範囲内で停止していない可能性がある場合とは、前記内燃機関の停止後に前記クランク角度が変化した可能性がある場合とすることができる。また、他の実施例では、前記クランク角度が変化した可能性がある場合とは、前記内燃機関の停止後に外力を受けることにより、前記クランク角度が変化した場合である。この態様によれば、クランク角度が変化した可能性がある場合とは、内燃機関の停止後に、例えば、登坂車線などで停車した場合に、その勾配による外力によって車両が動かされてしまった場合などにより、クランク角度が変化した場合とすることができる。
【００１８】
上記の内燃機関の停止始動制御装置の一態様では、前記停止制御手段は所定の停止条件が具備された場合に前記内燃機関を自動停止させ、前記始動制御手段は所定の始動条件が具備された場合に前記内燃機関を自動始動する。この態様によれば、いわゆるエコラン車両又はハイブリット車両などのアイドリングストップ制御に対して、本発明の内燃機関の停止始動制御を好適に適用することができる。これにより、停止制御後のクランク角度停止位置の状態に応じて、適切なクランキング手段を選択し、迅速かつ確実に内燃機関を始動することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００２０】
［車両の構成］
まず、本発明に係る内燃機関の停止始動制御を適用した車両の概略構成を説明する。本発明に係る内燃機関の停止始動制御は、アイドリングストップ技術を適用したいわゆるエコラン車両又はハイブリット車両などを対象とする。「エコラン車両」とは、主としてエンジンの始動を目的とした電動機（モータジェネレータ）を搭載し、アイドリングストップによるエンジンの停止後、モータジェネレータによりエンジンを自動的に再始動する車両である。また、「ハイブリット車両」とは、エンジン及びモータジェネレータをそれぞれ動力源とするパワートレーンである。ハイブリット車両では、走行状態に応じてエンジン及びモータジェネレータの両者を協働させ、あるいは使い分けて、滑らかでレスポンスのよい動力性能を得ることができる。
【００２１】
図１に、本発明に係る車両１０のシステム構成を示す。
【００２２】
車両１０は、図１に示すように、ＤＣスタータ１と、エンジン２と、エンジン２から出力される駆動力により発電すると共にエンジン２を始動する際のセルモータとして駆動可能なモータジェネレータ３と、モータジェネレータ３等を制御するためのモータ制御装置４と、モータ制御装置４を介してモータジェネレータ３等と電力の授受を行う電源装置５と、モータジェネレータ３、モータ制御装置４及び電源装置５を各々接続する電源ケーブル６と、エンジン２から発生する駆動力を車輪に伝える動力伝達装置７と、車輪８とを備える。
【００２３】
次に、上記各構成について、図１を参照して説明する。
【００２４】
ＤＣスタータ１は、エンジン２を始動させる直流方式のセルモータである。ＤＣスタータ１はシャフトを有し、イグニションスイッチがオン状態とされることにより、１２Ｖ電源装置からの電力供給を受けて、そのシャフトを回転させる。ＤＣスタータ１のシャフトが回転することにより、エンジン２のクランクシャフトが回され、エンジン２を始動する。具体的には、ＤＣスタータ１のシャフトの先端部には、ピニオンギアが取り付けられている。ピニオンギアは、エンジン２のクランクシャフトに設けられたフライホイールのリングギアと噛み合っている。そのため、ＤＣスタータ１は、エンジン２の始動により１２Ｖ電源装置から電力供給を受けると、そのピニオンギアがフライホイールのリングギアと噛み合って回転し、フライホイールを回転させる。これにより、所定気筒数のピストンが連結されたクランクシャフトが回転させられるため、その回転駆動力によりエンジン２を始動することができる。なお、エンジンの始動のためにクランクシャフトを駆動することを「クランキング」と呼ぶ。
【００２５】
エンジン２は、シリンダ内の混合気を爆発させて、動力を発生する内燃機関である。内燃機関には、ガソリンを燃料とするガソリンエンジン、又は軽油などを燃料とするディーゼルエンジンなどがある。ガソリンエンジンには、クランクシャフトが２回転する間に、吸気、圧縮、膨張、排気の１サイクルを完了して動力を発生する４サイクルガソリンエンジン、又はクランクシャフトが１回転する間に前記の１サイクルを完了する２サイクルガソリンエンジンがある。なお、本実施形態における車両１０は、４サイクルガソリンエンジンであるとする。
【００２６】
図２にエンジン２の概略構成の一例を示す。
【００２７】
シリンダヘッド１２に形成された吸気ポート２４は吸気バルブ２６により開閉される。吸気ポート２４への吸気の供給は、吸気通路２８を介してなされる。吸気通路２８にはサージタンク３０が設けられ、サージタンク３０の上流にはスロットルバルブ３２が設けられている。スロットルバルブ３２は電動モータ３４により開度（スロットル開度ＴＡ）が調整され、このスロットル開度ＴＡはスロットル開度センサ３６により検出されている。
【００２８】
エンジン２はいわゆるポート噴射型のエンジンであり、吸気ポート２４に燃料噴射弁１４が設けられている。吸気ポート２４内の吸気と、吸気ポート２４内に噴射された燃料により混合気が生成され、シリンダブロック１６、ピストン１８及びシリンダヘッド１２により区画された燃焼室２０内に導入される。燃焼室２０の天井部分には点火プラグ２２が配置され、吸気ポート２４から導入された混合気に対して点火可能としている。なお燃料噴射弁１４には高圧燃料ポンプ（図示略）からデリバリパイプ１４ａを介して高圧燃料が供給されている。このことにより、圧縮行程末期においても燃料噴射弁１４から燃焼室２０内に燃料噴射が可能となっている。このデリバリパイプ１４ａ内の燃料圧力は燃圧センサ１４ｂにより検出されている。
【００２９】
また、シリンダヘッド１２に形成された排気ポート３８は排気バルブ４０により開閉される。燃焼室２０から排気ポート３８に排出された排気は、排気通路４２及び排気浄化触媒（図示略）等を介して外部に排出される。
【００３０】
燃焼室２０内での混合気の燃焼に伴うピストン１８の往復運動は、コンロッド４４を介してクランクシャフト４６の回転運動に変換される。クランクシャフト４６は図示しないトルクコンバータや変速機を介して車輪８に動力を伝達している。
【００３１】
また、このような動力伝達系とは別に、クランクシャフト４６の一端は電磁クラッチ４８を介してプーリ５０（以下、「クランクシャフトプーリ」とも呼ぶ。）に接続されている。このプーリ５０は、ベルト５２により他の３つのプーリ５４，５６，５８との間で動力の伝達が可能とされている。本例では、プーリ５４によりエアコン用コンプレッサ６０が駆動可能とされ、プーリ５６によりパワーステアリングポンプ６２が駆動可能とされている。もう一つのプーリ５８（以下、「ＭＧプーリ」とも呼ぶ。）は、モータジェネレータ３に連結されている。モータジェネレータ３はＭＧプーリ５８側からのエンジン駆動力により発電を行う発電機としての機能と、ＭＧプーリ５８側へモータジェネレータ３の駆動力を供給する電動機としての機能とを併せ持っている。  マイクロコンピュータを中心として構成されているＥＣＵ７０（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）は、入出力装置、記憶装置、中央処理演算装置、などから構成され、車両１０のシステムを統括制御する。ＥＣＵ７０は、エンジン２に搭載された各センサなどからの入力情報などに基づいて、車両１０を最適な状態に制御する。具体的には、ＥＣＵ７０は、前述した燃圧センサ１４ｂから燃料圧力、スロットル開度センサ３６からスロットル開度ＴＡ、モータジェネレータ３内蔵の回転数センサからモータジェネレータ回転数、電源装置５の電圧あるいは充放電時の電流量、イグニッションスイッチ７２のスイッチ状態、車速センサ７４から車速ＳＰＤ、アクセル開度センサ７６からアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度ＡＣＣＰ）、ブレーキスイッチ７８からブレーキペダルの踏み込み有無、エンジン回転数センサ８０からクランクシャフト４６の回転数（エンジン回転数ＮＥ）、エアフロメータ８２から吸入空気量ＧＡ、冷却水温センサ８４からエンジン冷却水温ＴＨＷ、アイドルスイッチ８６からアクセルペダルの踏み込み有無状態、排気通路４２に設けられた空燃比センサ８８から空燃比検出値Ｖｏｘ、カム角センサ９２からカムシャフトの回転位置を、クランク角センサ９０からクランクシャフトの回転角度（クランク角度）を、それぞれ検出している。
【００３２】
クランク角センサ９０は、被検出物（例えば、金属など）を検出することが可能な磁気式センサなどであり、エンジン２内のクランクシャフト４６近傍の所定の位置に設けられる。即ち、クランクシャフト４６上の所定の位置には、外周に凹凸が形成された歯車（以下、「シグナルロータ」と呼ぶ。）が取り付けられるが、クランク角センサ９０は、そのシグナルロータの歯数を検出することが可能な位置に設けられる。また、クランク角センサ９０は、クランクシャフト４６の回転角度（以下、「クランク角度」と呼ぶ。）を例えば１０〜３０°ＣＡ程度の分解能で検出することができる。クランクシャフト４６が回転するとシグナルロータもそれに連動して回転する。このとき、クランク角センサ９０は、そのシグナルロータの歯数を検出し、パルス信号としてＥＣＵ７０などに出力する。ＥＣＵ７０は、クランク角センサ９０から出力されたパルス信号をカウントして、それをクランク角度に変換する。これにより、ＥＣＵ７０などは、クランク角度を検出する。また、クランク角センサ９０は、エンジン２内に直接設けられるため、クランク角度を絶対角度として検出することができる。
【００３３】
なお、クランク角センサ９０は、シグナルロータの歯数を１つ検出すると、１つのパルス信号をＥＣＵ７０などに出力する。このため、クランク角センサ９０から出力されるパルス信号は、クランクシャフト４６が正転しても、あるいは逆転しても同様の出力状態となるため、ＥＣＵ７０などは、クランクシャフト４６の正転又は逆転の別を検出することができない。
【００３４】
このようにして得られたデータに基づいて、ＥＣＵ７０は、電動モータ３４を駆動してスロットル開度ＴＡを調整するとともに、燃料噴射弁１４からの噴射時期を調整する。更に自動停止条件が成立すると、燃料噴射弁１４からの燃料噴射を停止して、エンジン２の運転を自動停止させる。また、自動始動条件が成立するとモータジェネレータ３の駆動力により、プーリ５８、ベルト５２、プーリ５０及び電磁クラッチ４８を介してクランクシャフト４６を回転させ、エンジン２を始動させる。更に、ＥＣＵ７０は、点火時期制御、その他の必要な制御を実行している。
【００３５】
モータジェネレータ３は、プーリ５０、プーリ５８及びベルト５２を通じて、クランクシャフト４６と連結されている。クランクシャフト４６に連結されたクランクシャフトプーリ５０又はモータジェネレータ３に連結されたＭＧプーリ５８の一方が回転駆動することにより、ベルト５２を介して他方に動力が伝達される。
【００３６】
モータジェネレータ３は、後述する電源装置５からの電力供給を受けて回転駆動するモータ（電動機）としての機能を有するとともに、車輪８からの回転駆動力を受けて回転している場合には三相コイルの両端に起電力を生じさせるジェネレータ（発電機）としての機能を併せ持つ。モータジェネレータ３が電動機として機能する場合には、モータジェネレータ３は電源装置５からの電力供給を受けて回転し、その回転駆動力をクランクシャフトプーリ５０に伝達してクランクシャフト４６を回転させエンジン２を始動する。一方、モータジェネレータ３が発電機として機能する場合には、車輪８からの回転駆動力がクランクシャフト４６及びクランクシャフトプーリ５０を介してモータジェネレータ側のＭＧプーリ５８に伝達され、モータジェネレータ３を回転させる。モータジェネレータ３が回転することによってモータジェネレータ３内で起電力が発生し、その起電力が、モータ制御装置４を介して直流電流に変換され、電源装置５に電力を供給する。これにより、電源装置５は充電される。
【００３７】
図１に戻り、モータ角センサ３ａは、検出部にホール素子などが好適に適用され、モータジェネレータ３内の所定の位置に設けられる。モータ角センサ３ａは、モータジェネレータ３のシャフトの回転角度を、概ね７．５°ＣＡ単位の高い分解能で検出することができる。モータジェネレータ３が電源装置５からの電力供給を受けて回転駆動すると、モータ角センサ３ａは、そのシャフトの回転角度を検出する。具体的には、モータ角センサ３ａは、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相の交流電流をそれぞれ検出できるように、それらの各相に設けられる。各モータ角センサ３ａは、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相の交流電流をそれぞれ検出してパルス信号に変換し、モータ制御装置４に出力する。
【００３８】
モータ制御装置４は、エンジン２内に設けられ、モータジェネレータ３及び電源装置５と電源ケーブル６によりそれぞれ接続される。モータ制御装置４は、主として、インバータ、コンバータ、又は制御用コンピュータなどから構成される。
【００３９】
インバータは、電源装置５からの高電圧直流電流を所定の３相交流電流に変換して、モータジェネレータ３に電力を供給する。また、インバータは、逆にモータジェネレータ３から生じた起電力（３相交流電流）を、電源装置５を充電するのに適した直流電流に変換する。
【００４０】
コンバータは、所定の直流電圧から所定の直流電圧へ変換するＤＣ／ＤＣ変換装置である。即ち、コンバータは、電源装置５の定格電圧（例えば、３６Ｖ電圧）を所定の電圧（例えば、１２Ｖ電圧）に降圧して、補機類などの駆動、又は車両に搭載された１２Ｖ電源装置への充電を行う。
【００４１】
制御用コンピュータは、インバータやコンバータの制御を行う。即ち、制御用コンピュータは、モータジェネレータ３の駆動トルクや発電量を最適な状態に制御すると共に、電源装置５への充電量を最適な状態に制御して充電を行う。具体的には、モータジェネレータ３が電動機として機能する場合には、制御用コンピュータは、電源装置５から供給された電力に基づいて、モータジェネレータ３の駆動トルクや発電量の制御を行う。これにより、モータジェネレータ３が電動機として機能するのに最適な状態に制御される。一方、モータジェネレータ３が発電機として機能する場合には、制御用コンピュータは、モータジェネレータ３から生じた起電力に基づいて、所定の直流電流を電源装置５に供給して電源装置５の充電を行う。
【００４２】
また、モータ制御装置４は、上述したモータ角センサ３ａから出力されたパルス信号の数をカウントすることにより、モータジェネレータ３のシャフトの回転角度に変換する。さらに、モータ制御装置４は、その変換後の回転角度に基づいてクランクシャフトプーリ５０とＭＧプーリ５８との回転比率からクランク角度への変換を行う。これにより、モータ制御装置４は、クランク角度を、概ね３°ＣＡ単位の高い分解能で検出することができる。
【００４３】
さらに、モータ制御装置４は、モータジェネレータ３のシャフトの正転又は逆転の別を検出することもできる。即ち、モータジェネレータ３のシャフトが正転したときと、逆転したときではＵ、Ｖ、Ｗの各相のパルス信号の出力状態が異なる。モータジェネレータ３のシャフトが正転したときのＵ、Ｖ、Ｗの各相のパルス信号は、位相差により、先ずＵ相のパルス信号が一定時間出力され、その後遅れてＶ相のパルス信号が一定時間出力され、さらにその後遅れてＷ相のパルス信号が一定時間出力され、それらが周期的に繰り返される出力状態となる。これに対し、モータジェネレータ３のシャフトが逆転したときのＵ、Ｖ、Ｗの各相のパルス信号は、正転の場合とは逆のパルス信号の出力状態となる。つまり、Ｗ相、Ｖ相、Ｕ相の順にパルス信号が一定時間それぞれ周期的に繰返される出力状態となる。そのため、モータ制御装置４は、それらの位相差を利用してモータジェネレータ３のシャフトの正転又は逆転の別を検出することができる。
【００４４】
電源装置５は、鉛蓄電池、ニッケル水素電池などの２次電池である。電源装置５は、車両１０のスペースの効率化などを図るため、例えば、車両１０の後部などに設置される。電源装置５は、例えば、３６Ｖなどの定格電圧とすることができる。そのため、電源装置５は、モータジェネレータ３の起動、又は車両制動時におけるエネルギー回生などにおいて高い入出力特性を有する。電源装置５は、具体的には、補機類やモータジェネレータ３などに対して電力を供給する。モータジェネレータ３への電力供給は、主として、車両１０が停止中に行われる。また、車両１０が走行中、あるいは制動時の場合には、モータジェネレータ３から発生する起電力がモータ制御装置４を介して、直流電流に変換され電源装置５に供給される。これにより、電源装置５を充電することができる。
【００４５】
電源ケーブル６は、上述したように、モータジェネレータ３とモータ制御装置４、及びモータ制御装置４と電源装置５とにそれぞれ接続され、直流電流や３相交流電流を流す役割を果たす。
【００４６】
動力伝達装置７は、主として、トルクコンバータ、ロックアップクラッチ、変速機、動力切換機構などから構成される。これらが有機的に作用することにより、動力伝達装置７は、走行状態などに応じて、エンジン２、又はモータジェネレータ３から発生する回転駆動力を車輪８に伝達し又は遮断する。また、動力伝達装置７は、制動時などにおいては、逆に車輪８からの回転駆動力をモータジェネレータ３に伝達する。
【００４７】
車輪８は、動力伝達装置７からの回転駆動力を路面に伝える車軸、及びタイヤなどである。本実施形態においては、車輪８として後輪を図示している。
【００４８】
次に、クランク角センサ９０とカム角センサ９２の例について説明する。
【００４９】
図３に示すように（図２では図示を略している）、クランクシャフト４６にはシグナルロータ９１が取り付けられている。このシグナルロータ９１の外周部には、クランクシャフト４６の軸線を中心として等角度間隔（ここでは１０°間隔）に配置された３４個の歯（突起部分）９１ａと、１個の幅広の欠歯（歯が存在しない部分）９１ｂが設けられている。欠歯９１ｂの長さは、歯９１ａの２個分に相当する。そして、シグナルロータ９１の外周部に対向して、クランク角センサ９０が設けられている。クランクシャフト４６が回転した場合には、シグナルロータ９１の各歯９１ａおよび欠歯９１ｂが順次クランク角センサ９０の近傍を通過することにより、クランク角センサ９０からはそれら各歯９１ａおよび欠歯９１ｂの通過数に対応したパルス状の回転信号（以下「ＮＥ信号」と称する）が出力される。
【００５０】
一方、吸気カムシャフト２７の外周面には３個の突起２７ａ，２７ｂ，２７ｃが吸気カムシャフト２７の軸線を中心として９０°（１８０°ＣＡに相当する）間隔に配列して設けられている。したがって両端の突起２７ａと突起２７ｃとの間隔は１８０°（３６０°ＣＡに相当する）となっている。これら突起２７ａ〜２７ｃに対向するように、突起２７ａ〜２７ｃを検出して検出信号を出力するカム角センサ９２が設けられている。吸気カムシャフト２７が回転した場合には、突起２７ａ〜２７ｃがカム角センサ９２の近傍を通過する。これにより、カム角センサ９２からは、突起２７ａ〜２７ｃのそれぞれの通過に対応してパルス状の検出信号が出力される。
【００５１】
ここで、エンジン２が駆動している時においてＥＣＵ７０に入力されるクランク角センサ９０、およびカム角センサ９２からの信号を図４に示す。図４（ａ）は吸気カムシャフト２７の回転に伴いカム角センサ９２内に発生する電圧波形を示すものである。図４（ｂ）は、図４（ａ）の電圧波形をパルス状のカム角信号（Ｇ２信号）に変換したものである。図４（ｃ）はクランクシャフト４６の回転に伴いクランク角センサ９０内に発生する電圧波形を示すものである。図４（ｄ）は図４（ｃ）の電圧波形をＮＥ信号に変換したものである。本例では、ＮＥ信号のうち、歯９１ａに対応するパルス数は、クランクシャフト４６の１回転（３６０°ＣＡ）当たり３４個となっている。また、クランク角センサ９０から出力される回転信号のうち、欠歯９１ｂに対応する部分ではパルスの間隔が２パルス存在しないことにより広くされている。このパルス間隔が広い部分の数は、クランクシャフト４６の１回転（３６０°ＣＡ）当たり１つとなっている。
【００５２】
ＥＣＵ７０は、上述したクランク角センサ９０のＮＥ信号およびカム角センサ９２からのカム角信号に基づきクランクシャフト４６および吸気カムシャフト２７の回転位相を検知する。そして、ＥＣＵ７０は、クランクシャフト４６および吸気カムシャフト２７の回転位相から各気筒（＃１〜＃４）について気筒判別を行い、それら各気筒（＃１〜＃４）のうち燃料噴射や点火を行うべき気筒を選択する。
【００５３】
［車両の動作］
次に、上記の構成からなる車両１０の動作について説明する。車両１０は、停車、発進、通常走行、加速走行、又は制動などの各運転状態に応じて、各種の動作を行う。
【００５４】
車両１０の自動停止（アイドリングストップ）中では、エンジン２は停止状態である。この状態において、エアーコンプレッサ、ウォータポンプ、又はパワーステアリングポンプなどの補機類の駆動が必要な場合には、モータジェネレータ３は、エンジン２を駆動させることなく、電源装置５からの電力供給を受けて、それらの補機類を駆動する。ただし、エンジン２とモータジェネレータ３とは各々のプーリを介してＶベルトで回動自在に接続されているため、この状態においては、モータジェネレータ３のシャフトが回転することにより、その回転駆動力がエンジン２に伝達されてしまう。そこで、上記補機類のみを駆動するためには、エンジン２のクランクシャフトが回転しないように電磁クラッチを作動させて、モータジェネレータ３からの回転駆動力を遮断する。これにより、エンジン２を駆動させることなく、補機類のみ駆動させることができる。
【００５５】
車両１０の発進時、即ち、アイドリングストップ状態のときに運転者がブレーキペダルから足を離すと、モータジェネレータ３は、アイドリング回転数付近まで回転数を上昇する。そして、運転者がアクセルペダルを踏むことにより、モータジェネレータ３はエンジン２のクランクシャフトを回転させてエンジン２を自動再始動する。また、ブレーキオフ操作、つまり運転者がブレーキペダルから足を離した状態から一定時間が経過した場合においても、最適な動力性能を得るためエンジン２を自動再始動することができる。
【００５６】
通常走行時には、車両１０は、一般的な車両と同様にエンジン２からの駆動力が車輪８に伝達されて走行する。なお、通常走行時において電源装置５の電圧が低下している場合には、車輪８からの駆動力がモータジェネレータ３に伝達されてモータジェネレータ３が発電を行う。これにより、モータジェネレータ３は発電機として機能し、電源装置５の不足する電力を補充するために、電源装置５に対して充電を行う（以下、この運転状態を「回生」と呼ぶ。）。よって、電源装置５は、常時、適正な充電状態に維持される。
【００５７】
車両１０が登坂走行や加速走行をするときには、適切な動力性能を発揮するため、前記した通常走行時の状態に加えて、電源装置５の電力を使用してモータジェネレータ３を駆動し、モータジェネレータ３による回転駆動力をエンジン２の回転駆動力に付与することができる（以下、この運転状態を「アシスト」と称する。）これにより、車両１０は、エンジン２及びモータジェネレータ３の２つの動力源を効果的に使用して、高い動力性能を得ることができる。
【００５８】
減速などにおける制動時には、車輪８による駆動力が、動力伝達装置７、エンジン２を介してモータジェネレータ３に伝達され回生が行われる。
【００５９】
［エンジンの停止制御］
次に、上述した車両１０のエンジンの停止制御について説明する。上述したように、車両１０は、走行停止時にはアイドリングストップ、つまりエンジン２を自動停止する。その後、運転者が、ブレーキペダルから足を離すと同時にモータジェネレータ３はエンジン２のアイドリング回転数付近まで回転を上昇する。そして、運転者がアクセルペダルを踏むことによりモータジェネレータ３が回転駆動し、その回転駆動力によりエンジン２を自動再始動させる。このとき、車両１０では、エンジン２の自動始動時にスムーズな発進を可能とするために、アイドリングストップ時にエンジン２の内部において、クランク角度が最適なクランク角度停止位置に停止するように制御される。以下の例では、車両停止時におけるエンジンの慣性エネルギーを効果的に活用して正確な停止制御を行う。
【００６０】
以下、クランク角度を最適なクランク角度停止位置に停止制御させる方法について述べる。なお、最適なクランク角度停止位置は、圧縮行程にある気筒において、エンジン２の再始動時に圧縮行程上死点の乗越しが容易なクランク角度の停止位置とすることができる。例えば、本例のような４気筒エンジンの場合、クランク角度停止位置がクランク角度９０°ＣＡ〜１２０°ＣＡの範囲内にあれば最適なクランク角度停止位置となる。
【００６１】
概要を説明すると、通常の車両１０の停止制御方法は、ＥＣＵ７０がアイドリング状態から所定のタイミングでエンジン２への燃料カットを実行し、その後のエンジン２の有する慣性エネルギーによって自然とエンジン２を停止させる。しかし、燃料カット時のエンジン回転数の大きさによってエンジン２の有する慣性エネルギーは毎回まちまちとなり、それに連動してクランク角度停止位置も毎回異なってしまう。そのため、通常の車両１０の停止制御方法では、クランク角度を最適なクランク角度停止位置に停止制御させることが困難となり、実際に車両が停止した際のクランク角度停止位置によっては次回のエンジン始動負荷が大きくなる。よって、モータジェネレータ３の有する出力トルクとの関係では、エンジン２のクランクシャフトを回転させることができず、エンジン２の自動再始動が失敗する確率が高くなる。
【００６２】
そこで、本例においては、燃料カット後のエンジン回転数を所定のタイミングで一定にすることにより、その時点においてエンジン２が有する慣性エネルギーを一定にする。そして、その後はその時点でエンジン２が有する慣性エネルギーを利用してエンジン２の回転を停止させる。これにより、毎回確実に、クランク角度を最適なクランク角度停止位置へ停止制御させることができる。
【００６３】
特に本例においては、エンジン回転数を一定にさせる方法としてモータジェネレータ３を使用する。つまり、燃料カット後のクランクシャフトに所定のタイミングでモータジェネレータ３からの回転駆動力を付与することで（以下、「モータリング」と呼ぶ。）、エンジン２の有する慣性エネルギーを一定にする。これにより、エンジン停止時のクランク角度を最適なクランク角度停止位置に停止制御させる。クランク角度が最適なクランク角度停止位置にあれば、エンジン始動時におけるエンジン始動負荷を最小限にすることができ、エンジン２の自動再始動の失敗を効果的に防止することができる。
【００６４】
モータジェネレータ３を利用したエンジン停止時の回転数制御の様子を図５に示す。図５において、波形１００は本実施形態のエンジン停止制御によるエンジン回転数の変化を示す。波形１０１はエンジン停止制御における燃料カット信号波形を示し、燃料カット信号がＨレベルになると燃料カットを実行する。波形１０２はモータジェネレータ３の駆動信号（ＭＧ駆動信号）波形を示し、Ｈレベルの区間でモータジェネレータ３が駆動される。
【００６５】
今、時刻ｔ０で運転者がアクセルペダルを離したとすると、時刻ｔ０以降はエンジン２の回転数は、ほぼそのエンジンのアイドリング回転数ＮＥ１となる。時刻ｔ１において運転者がブレーキペダルを踏み込んだとすると、その時点でＥＣＵ７０は燃料カット信号をＨレベルとし、燃料カットを指示する。時刻ｔ１にて燃料カットが実行されると、エンジン２の回転数は徐々に低下する。ＥＣＵ７０は、エンジン回転数が予め決められたモータ設定回転数ＮＥ２まで低下したことを検出すると（時刻ｔ２）、ＭＧ駆動信号をＨレベルとし、モータジェネレータ３を駆動させ、エンジン２をモータジェネレータ３による駆動に切り替える。
【００６６】
そして、所定期間（時刻ｔ２〜ｔ３）にわたりモータジェネレータ３は予め決定されたモータ設定回転数ＮＥ２でエンジン２を駆動し、所定期間が経過するとＥＣＵ７０はモータジェネレータ３の駆動を停止する（時刻ｔ３）。時刻ｔ３でモータジェネレータ３による駆動力が除去されると、エンジン２はその時点で有する慣性エネルギーのみにより回転するのでエンジン回転数は徐々に低下し、時刻ｔ４付近でエンジン２は停止する。
【００６７】
このように、本実施形態では、エンジン停止時にエンジン２の駆動を一旦モータジェネレータ３による駆動に切り替え、エンジン２を所定の回転数ＮＥ２に保持した後でエンジンの駆動力を除去する。駆動力を除去した時点でエンジン２が有する慣性エネルギーは主としてその時点のエンジン回転数により決まるので、必ず所定のエンジン回転数ＮＥ２にエンジンの回転数を維持してから駆動力を除去するようにすれば、エンジン２は毎回同じ慣性エネルギーを持ち、同じ推移で停止する。
【００６８】
次に、上述のように所定のエンジン回転数ＮＥ２で駆動力を除去した後、エンジンが停止するまでのエンジンの挙動を説明する。図６は、エンジン２に対する駆動力を除去した後のエンジン２のクランク角度の変位を示す。図６において、縦軸は所定気筒のクランク角度の変位（°ＣＡ）を示す。なお、前記所定気筒とは、クランク角度が０°ＣＡ〜１８０°ＣＡに変位するとき圧縮行程にある気筒、例えば、＃３気筒を対象とする。一方、横軸は時間（秒）を示す。
【００６９】
具体的には、縦軸は、所定気筒に対応するピストンが圧縮行程から膨張行程に移行する際のクランク角度変位（°ＣＡ）を示しており、クランク角度変位が、下死点（０°ＣＡ）から上死点（１８０°ＣＡ）まで、３０°ＣＡ間隔毎に示される。一方、横軸は、モータリング停止時（０（秒））から所定気筒のクランク角度を最適なクランク角度停止位置に停止制御させるまでの経過時間（０．６（秒））を０．１（秒）間隔毎に示したものである。
【００７０】
次に、図中のグラフについて説明する。図中には２種類のグラフが示されている。これは、モータジェネレータ３による駆動（モータリング）停止時のエンジン回転数が高い場合のグラフ１１０と低い場合のグラフ１１２である。即ち、０秒から０．１秒の間において、傾きが大きいグラフ１１０はモータリング停止時のエンジン回転数が高い場合のクランク角度変位を示し、傾きが小さいグラフ７１はモータリング停止時のエンジン回転数が低い場合のクランク角度変位を示す。
【００７１】
先ず、０秒から０．１秒付近においては、所定気筒に対応するピストンが圧縮行程の下死点から上死点に上昇している様子を示している。所定気筒に対応するピストンは、０．１秒経過直後に圧縮行程上死点近傍まで上昇する。このときは、エンジン２のクランクシャフト４６は正転している。
【００７２】
その後、所定気筒に対応するピストンは圧縮行程上死点（１８０°ＣＡ）の乗越しができずに、０．３秒付近までエンジン２のクランクシャフトは逆転する。これは以下の理由による。即ち、所定気筒に対応するピストンが圧縮行程上死点に接近することにより、シリンダ内の容積は次第に小さくなり、圧力が高まってくる。これに比例して、シリンダ内においてはピストンを押し返そうとする圧縮反力１１６（以下、「コンプレッション反力」と呼ぶ。）も大きくなってくる。したがって、圧縮行程上死点付近では、シリンダ内におけるコンプレッション反力が最も大きい状態となるので、その時のエンジンが有する慣性エネルギーによってはコンプレッション反力に対抗できず、所定気筒に対応するピストンが圧縮行程下死点側に押し返される結果となる。このように、所定気筒に対応するピストンは、圧縮行程上死点への乗越しができずにエンジン２のクランクシャフトが逆転する。
【００７３】
その後、所定気筒に対応するピストンは、圧縮行程下死点側に移行するが、０．３秒付近においてエンジン２のクランクシャフト４６は再び逆転する。つまり、エンジン２のクランクシャフトは正転する。これは以下の理由による。即ち、このとき、クランクシャフトが逆転することにより、所定気筒が圧縮行程にある状態で膨張行程にあった他気筒に対応するピストンは、膨張行程下死点側に下降する。膨張行程では吸排気弁がともに閉状態となっているため、ピストンが膨張行程下死点側に下降するのに従い、シリンダ内の容積が次第に大きくなる。これによって、シリンダ内では負圧が形成されると共に、その負圧が次第に大きくなる。したがって、他気筒に対応するピストンは、その負圧に起因する反力１１８によって上死点側の方向に再び引き戻される。これにより、エンジン２のクランクシャフトは再び正転する。
【００７４】
その後、０．３秒付近からエンジン２の有する慣性エネルギーが徐々に低下し、０．６秒後にエンジン２が停止する。これにより、クランク角度停止位置は、クランク角度９０°ＣＡ〜１２０°ＣＡの範囲内に収束する。クランク角度停止位置が、最終的にクランク角度９０°ＣＡ〜１２０°ＣＡの範囲内に収束すれば、最適なクランク角度停止位置に停止制御されたことになり、停止制御は成功といえる。
【００７５】
［エンジン停止位置推定処理］
次に、エンジン停止位置推定処理について説明する。図７に、本発明によるエンジン停止位置推定装置の概略構成を示す。本例では、エンジン停止位置推定処理は、モータ制御装置４が実行する。具体的には、モータ制御装置４は、モータ角センサ３ａから出力されるＭＧ位置信号Ｓｍｇ、クランク角センサ９０から出力されるＮＥ信号Ｓｎｅ、カム角センサ９２から出力されるカム角信号（Ｇ２信号）Ｓｇ２、及び、ＥＣＵ７０内で生成されるＴＤＣ信号Ｓｔｄｃに基づいて、エンジン停止位置、即ち、エンジン停止時におけるクランク角度を推定する。なお、ＴＤＣ信号は後述する２つの信号（ＴＤＣ１信号とＴＤＣ２信号）を含む。
【００７６】
図８は、上記のＭＧ位置信号、ＮＥ信号、Ｇ２信号及びＴＤＣ信号の性質を整理した図表である。
【００７７】
ＭＧ位置信号は、モータジェネレータ３のモータ角センサ３ａにより出力され、モータシャフトの回転角を示す信号である。モータジェネレータ３のシャフトは、図２に示すようにＭＧプーリ５８と連結されており、ベルト５２により、クランクシャフト４６に連結されたクランクシャフトプーリ５０と連動する。従って、ＭＧプーリ５８とクランクシャフトプーリ５０を接続するベルトの滑り分などが存在するので、ＭＧ位置信号はクランクシャフトの絶対角度を検出することはできないが、クランクシャフトの相対角度を示すことができる。ＭＧ位置信号によれば、ＭＧプーリ５８とクランクシャフトプーリ５０のプーリ比によるが、３°ＣＡ程度の分解能でクランク角度を検出することができる。また、ＭＧ位置信号からは、前述のようにモータの正転・反転を区別し、モータが正転しているか反転しているかを示す反転信号を生成することができる。
【００７８】
ＮＥ信号は、前述のようにクランクシャフト４６に取り付けられたシグナルロータ９１の歯９１ａの検出信号であり、シグナルロータ９１に設けられる歯９１ａの数に応じて、１０°ＣＡ〜３０°ＣＡ程度の分解能で絶対クランク角度を検出できる。
【００７９】
カム角信号（Ｇ２）信号は、前述のように、主として気筒判別信号として利用される。カムシャフトとクランクシャフトとがタイミングベルトやタイミングチェーンなどで連結されているので、Ｇ２信号は基本的には絶対クランク角度に対応する信号となるが、可変動弁機構（ＶＶＴ）と搭載しているエンジンの場合にはタイミングのずれを含むことになる。
【００８０】
ＴＤＣ信号は、クランク角センサ９０が出力したＮＥ信号に基づいてＥＣＵ７０などが生成する信号であり、ＴＤＣの周期を示す信号である。よって、絶対クランク角の３６０°ＣＡを検出することができる。
【００８１】
なお、クランク角センサ９０及びカム角センサ９２としてＭＰＵセンサを用いた場合は、エンジン（クランクシャフト）の低回転時にはセンサ出力を得ることができないが、ＭＲＥセンサを使用した場合は低回転時でもセンサ出力を得ることができ、各信号を得ることができる。
【００８２】
次に、クランク角度推定処理について説明する。ここで説明するクランク角度推定処理は、モータジェネレータ側のモータ角センサと、エンジン側のクランク角センサ及びカム角センサの出力を組み合わせて、高精度のクランク角度推定を行うものである。
【００８３】
図８の図表に示したように、クランク角度を最も高精度で検出することができるのはＭＧ位置信号である。但し、ＭＧ位置信号は絶対クランク角度を得ることはできない。そこで、最も高精度なＭＧ位置信号によりクランク角度を算出し、これに対して、絶対クランク位置を示すＴＤＣ信号又はＮＥ信号を使用して補正を行うことにより高精度にクランク角度の推定を行うこととする。
【００８４】
図９にその具体例を示す。ＭＧ位置信号は、前述のように３°ＣＡの分解能でクランク角度を検出することができる。従って、基本的にＭＧ位置信号に基づいてクランク角度を算出する。なお、その際には、反転信号を利用して、エンジンの回転方向を考慮してクランク角度を算出する。
【００８５】
一方、ＮＥ信号はクランクシャフト４６に取り付けられたシグナルロータ９１の歯９１ａを検出した信号であり、欠歯９１ｂの部分ではパルス出力が存在しない（本例では２パルス分）。欠歯９１ｂの部分は、エンジン２の特定気筒における上死点（ＴＤＣ）の直前に対応するように構成されているので、図９に示すように、ＮＥ信号の欠歯に対応する部分の直後に当該気筒の上死点が位置することになる。よって、ＥＣＵ７０は、ＮＥ信号に基づいて、図９に示すＴＤＣ信号、即ち、当該気筒における上死点に対応するパルスを３６０°ＣＡ毎に出力する信号を生成する。また、ＥＣＵ７０は、ＴＤＣ信号を分周して、１８０°ＣＡ毎にレベルが変化する信号（図９におけるＴＤＣ２信号）を生成することができる。このＴＤＣ信号及びＴＤＣ２信号は、絶対クランク角度を示す信号である。よって、高分解能のＭＧ位置信号に基づいて得られたクランク角度信号を、ＴＤＣ信号又はＴＤＣ２信号に基づいて補正することにより、高精度な絶対クランク角度を得ることが可能となる。
【００８６】
具体的には、図９に示すように、ＭＧ位置信号に基づいて得られたクランク角度（以下、「ＭＧ推定クランク角度」と呼ぶ。）の１８０°ＣＡのタイミングと、ＴＤＣ２信号が示す１８０°ＣＡのタイミングとを比較する。ＭＧ位置信号はＭＧプーリとクランクシャフトプーリを連結するベルトのずれなどによる積算誤差を含むが、ＴＤＣ２信号に基づいてこの誤差分を補正する。つまり、ＭＧ位置信号に基づいて高精度（本例では３°ＣＡ）単位でクランク角度推定しながら、絶対クランク角度を与えるＴＤＣ２信号に基づいて１８０°ＣＡ毎にＭＧ推定クランク角度を補正する。実際には、ＭＧ位置信号に基づいてＭＧ推定クランク角度をカウントアップし、ＴＤＣ２信号に基づいて１８０°ＣＡ毎にＭＧ推定クランク角度をリセットする処理を行えばよい。
【００８７】
なお、上記のＴＤＣ２信号を生成して１８０°ＣＡ毎に補正を行う方法は単なる一例である。絶対クランク角度を示すＮＥ信号又はＴＤＣ信号に基づく信号を利用して、ＭＧ推定クランク角度信号を補正する方法であれば、どのような方法を採用することもできる。例えば、ＴＤＣ信号に基づいて９０°ＣＡ毎にレベルが変化する信号を生成し、その信号を用いて９０°ＣＡ毎にＭＧ推定クランク角度信号を補正してもよいし、３０°ＣＡの精度を有するＮＥ信号自体を用いて３０°ＣＡ毎にＭＧ推定クランク角度信号を補正することとしてもよい。また、Ｇ２信号を用いて７２０°ＣＡ毎にＭＧ推定クランク角度を補正してもよい。Ｇ２信号は気筒判別信号であるので、Ｇ２信号と組み合わせることにより、ＭＧ推定クランク角度を補正するとともに気筒判別を行って、エンジン停止時における各気筒の行程を把握することも可能となる。
【００８８】
なお、ＭＧ位置センサはエンジンの低回転時においてもモータ回転角を検出することができるので（図８参照）、クランク角センサやカム角センサにＭＰＵセンサを使用するか、ＭＲＥセンサを使用するかにかかわらず、エンジンの低回転時からエンジン停止に至るまで、クランク角度を正確に推定することが可能となる。
【００８９】
また、上記のクランク角度推定処理においては、ＭＧ推定クランク角度の補正時の誤差に基づいて、当該クランク角度推定処理が安定的に行われているか否か、即ち、クランク角度推定の精度が十分であるか否かを示す状態信号を生成することができる。
【００９０】
ＭＧ推定クランク角度が含む誤差は、基本的にはＭＧプーリ５８とクランクシャフトプーリ５０を接続するベルト５２のすべりにより生じる誤差、及び、ＭＧ位置信号に基づいてＭＧ推定クランク角度を算出する際の演算誤差などが考えられるが、ベルトのすべりによる誤差はベルト及びプーリ部分の構造に応じてある程度の範囲内に収まるものであり、ＭＧ推定クランク角度の演算誤差もやはりある程度の範囲内に収まるものであると考えられる。
【００９１】
よって、クランク角度推定処理が、精度良く安定して実行されている間は、ＭＧ推定クランク角度と、ＴＤＣ信号などに基づいて得られる絶対クランク角度との誤差は、標準的な誤差範囲内に収まっているはずである。逆に言えば、その誤差が標準的な誤差範囲内に収まっていない場合は、何らかの要因でクランク角度推定処理が不安定な状態、つまり推定精度が十分でない、推定結果が信頼できない状態であると考えることができる。そこで、モータ制御装置４は、推定精度フラグなどの状態フラグを設定し、誤差が標準的な誤差範囲内にある場合には推定精度フラグをオン（推定精度が確保されている状態を示す）とし、誤差が標準的な誤差範囲外である場合には推定精度フラグをオフ（推定精度が不足している状態を示す）とする。これにより、停止位置制御中に実行されたクランク角度推定処理の推定結果が信頼できるか否かを、推定精度フラグを参照することにより容易に知ることができるようになる。よって、例えばアイドリングストップなどのエンジン停止制御中の推定精度フラグがオフである場合には、その時のエンジン停止位置推定結果は信用できないものとして、エンジン停止制御を中止するとか、推定精度フラグがオフであった場合にはエンジン始動時に所定の処理を実行する、といった各種の対策を行うことができる。
【００９２】
［始動制御方法］
次に、本発明の中心的な部分である、クランク角度停止位置に応じた各種の始動制御方法について述べる。
【００９３】
先ず、クランク角度が最適なクランク角度停止位置に停止制御されているのであれば、モータジェネレータ３による自動再始動が成功する確率が高いので問題は生じない。一方、何らかの原因により、アイドリングストップ時にクランク角度が最適なクランク角度停止位置に停止制御できなかった場合には、自動再始動が失敗する可能性があるので、始動時に適切な制御が必要となる。本発明では、エンジン停止制御により最適なクランク角度停止位置でエンジンが停止していない可能性が高い場合、その状況に応じて適切な始動制御を行うものである。なお、最適なクランク角度停止位置に停止制御が行えない原因としては、主として、ノイズ等の原因により停止制御方法に不具合が生じている場合、又はモータ角センサ３ａやクランク角センサ９０などに不具合が生じている場合などが考えられる。
【００９４】
（第１実施形態）
先ず、第１実施形態について説明する。本実施形態は、エンジン停止制御後に、上述のクランク角センサ９０の出力を利用してクランク角の検出を行う場合の始動制御に関する。
【００９５】
アイドリングストップ時に車両１０の停止制御を行ったにも拘わらずクランク角度が予め設定された最適なクランク角度停止位置、例えば、上述したようにクランク角度９０°ＣＡ〜１２０°ＣＡの範囲内にないときは、エンジン２の再始動時におけるエンジン始動負荷が大きくなる。よって、このときにモータジェネレータ３によるエンジン自動再始動を行うと、モータジェネレータ３の出力トルクによってはエンジン自動再始動が失敗する可能性がある。そこで、本実施形態では、エンジンの停止制御によって最適なクランク角度停止位置に停止が成功したか否かをクランク角センサ９０を利用して検出する。そして、不成功である場合には、ＥＣＵ７０は、モータジェネレータ３ではなく、出力トルクの大きなＤＣスタータ１によりエンジン２の始動を行う。
【００９６】
最適なクランク角度停止位置への停止制御が失敗している場合には、エンジン２を自動再始動するためのエンジン始動負荷が極めて大きいものとなる。具体的には、停止制御が失敗している場合には、エンジン自動再始動時に圧縮行程にあるピストンが圧縮行程上死点に接近するに従い、非常に大きなコンプレッション反力を受けることになる。このため、エンジン自動再始動時には、そのピストンがコンプレッション反力に対抗して圧縮行程上死点を乗越すだけのエンジン始動負荷が生じる。よって、モータジェネレータ３の有する出力トルクとの関係では、モータジェネレータ３がクランクシャフトを回転させてエンジン２を始動するだけのトルクを出力することができず、エンジン自動再始動が失敗する確率が高くなる。
【００９７】
そこで、最適なクランク角度停止位置への停止制御が失敗している場合には、ＥＣＵ７０は、モータジェネレータ３によるエンジン自動再始動は行わず、代わりに出力トルクの大きいＤＣスタータ１によりエンジン２を始動する。これにより、最適なクランク角度停止位置への停止制御が失敗している場合においても、確実にエンジン２の再始動を行うことができ、アイドリングストップ状態からのエンジン再始動時間を短縮することができる。よって、ドライバビリティの低下を招来することなく、運転者の発進要求に的確に応えることができる。
【００９８】
次に、第１実施形態にエンジンの停止始動制御の流れについて図１０を参照して説明する。図１０は、本実施形態による停止始動制御方法を示すフローチャートである。なお、この停止始動制御は、基本的には、ＥＣＵ７０が各種センサからの出力信号に基づいて実行する。
【００９９】
先ず、ステップＳ１では、ＥＣＵ７０は、エンジン停止条件が具備されたか否か、例えばブレーキスイッチがオンかオフか及びエンジン回転数が所定の回転数になったか否かを判定する。具体的には、ブレーキペダルと連動するブレーキスイッチ７８がオン（即ち、運転者がブレーキを踏んでいる状態）であり、かつ、エンジン回転数が所定の回転数（例えば、０（ｒｐｍ）近傍）にあるとき、ＥＣＵ７０は、それらの各状態を検出するセンサからの出力信号に基づいてエンジン停止条件が具備されたと判断する（ステップＳ１；Ｙｅｓ）。一方、ブレーキスイッチがオフ、或いはエンジン回転数が所定の回転数（例えば、０（ｒｐｍ）近傍）にないとき、ＥＣＵ７０はエンジン停止条件が具備されていないと判断する。
【０１００】
次に、ステップＳ２では、ＥＣＵ７０は前述のエンジン停止制御により、エンジン２を停止させる。エンジン停止制御により、クランク角度が最適なクランク角度停止位置にくるように制御される。即ち、上述したように、アイドリング状態から各気筒に対する燃料噴射カットが行なわれ、所定のタイミングでモータリングが実行されることにより、エンジン２の有する慣性エネルギーが一定にされて、最終的にエンジン回転数が０（ｒｐｍ）になりエンジン２が停止する（ステップＳ２）。
【０１０１】
次に、ステップＳ３では、エンジン停止後のクランク角度停止位置の検出を行う。具体的には、モータ制御装置４は、ＥＣＵ７０からの指令信号により絶対的なクランク角度の検出が可能なクランク角センサ９０に基づいて、クランク角度の検出を行う（ステップＳ３）。これにより、停止制御後のクランク角度が検出される。
【０１０２】
次に、ステップＳ４では、ＥＣＵ７０は、モータ制御装置４からの出力信号を受信して、ステップＳ３で検出されたクランク角度が設定範囲内にあるか、つまり車両が最適なクランク角度停止位置に停止制御されているか否かについて判定する。
【０１０３】
次に、ＥＣＵ７０は、クランク角度停止位置の状態に応じて、モータジェネレータ３によるエンジン始動にするべきか、或いはＤＣスタータ１によるエンジン始動にするべきかを設定する。クランク角度が最適なクランク角度停止位置にあるときは、エンジン２を再始動するためのエンジン始動負荷は小さくなる。したがって、モータジェネレータ３の出力トルクで十分にエンジン２の再始動が可能であるため、ＥＣＵ７０は、次回のエンジン２の始動方法をモータジェネレータ３によるエンジン始動に設定する（ステップＳ５）。
【０１０４】
一方、クランク角度が最適なクランク角度停止位置にないときは、エンジン２を再始動するためのエンジン始動負荷が大きくなる。よって、ＥＣＵ７０は、次回のエンジン２の始動方法を、モータジェネレータ３より出力トルクの大きなＤＣスタータ１によるエンジン２に設定する（ステップＳ６）。
【０１０５】
次に、ステップＳ７では、ＥＣＵ７０は、ブレーキスイッチがオンからオフになったか否かに基づいて、エンジン始動条件が具備されたか否かを判定する。具体的には、ブレーキペダルと連動するブレーキスイッチ７８がオンからオフになったとき、即ち運転者がブレーキペダルから足をはなしたときに、ＥＣＵ７０は、その状態を検出するセンサからの出力信号に基づいてエンジン始動条件が具備されたと判定する（ステップＳ７；Ｙｅｓ）。これにより、ＥＣＵ７０は、ステップＳ５又はステップＳ６において設定されたエンジン始動方法によりエンジン２を始動させる（ステップＳ８）。
【０１０６】
一方、ブレーキスイッチが未だオンであるときは、ＥＣＵ７０は、その状態を検出するセンサからの出力信号に基づいてエンジン始動条件が不備と判定し（ステップＳ７；Ｎｏ）、エンジン始動許可が成立するまで、エンジン２の始動を実行しない。
【０１０７】
以上のように、ＥＣＵ７０は、クランク角センサにより停止制御後の絶対クランク角度を検出し、その状態に応じて最適なエンジン始動方法を選択する。よって、次回のエンジンの再始動を迅速かつ確実に行うことができる。
【０１０８】
なお、何度かアイドリングストップを行い、最適なクランク角度停止位置への停止制御が所定回数続けて失敗した場合には、エンジンの停止制御方法に不具合が生じたものと判断して、それ以降ＥＣＵ７０はアイドリングストップを禁止することができる。最適なクランク角度停止位置への停止制御が失敗した場合には、上述したように、その度毎にＤＣスタータ１によるエンジン始動制御方法に変更されるため、エンジン自動始動時のドライバビリティの低下をもたらす。また、エンジン再始動のために何度もＤＣスタータ１が使用されるため、ＤＣスタータ１の耐久性（寿命）にも問題が生ずる。
【０１０９】
ＤＣスタータ１は、エンジン始動時に、例えば、６００〜８００Ａ（アンペア）もの高い電流が流れる。そのため、ＤＣスタータ１によるエンジン再始動が度々繰り返されると、ＤＣスタータ１に電力供給をする接点部分（ブラシ）の磨耗が促進される。これにより、ＤＣスタータ１は、著しい寿命の低下を招く。よって、ＥＣＵ７０はアイドリングストップを以後禁止する。これにより、ＤＣスタータ１によるエンジン再始動が何度も繰り返されることを防止することができ、運転者の発進要求に対するドライバビリティ低下の防止とＤＣスタータ１の耐久性の問題を解消することができる。
【０１１０】
この場合は、図１０に示した停止始動制御のフローチャートのステップＳ６において、最適なクランク角度停止位置への停止制御失敗の回数をカウントし、予め設定された回数と比較する。そのカウント値が設定回数を上回るようであれば、ＥＣＵ７０は、停止制御方法に不具合が生じているものと判断して、その後、アイドリングストップを禁止する。これにより、ＤＣスタータ１により何度もエンジン再始動が行われることを防止することができ、ＤＣスタータ１の耐久性の問題を解消することができる。なお、アイドリングストップの禁止設定は、停止制御方法の不具合が解消されたときに解除することができる。
【０１１１】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第１実施形態においては、アイドリングストップのためのエンジンの自動停止後に最適なクランク角度停止位置で停止が成功した否かを、クランク角センサにより検出しているが、本実施形態ではその代わりに前述のクランク角度の推定処理を利用してこの検出を行う。
【０１１２】
クランク角度の推定を行う場合、クランク角センサ９０モータセンサ３ａなどに不具合が生じている場合などにおいては、クランク角度停止位置の推定精度が不十分となる可能性が高い。このような場合には、上記第１の方法と同様に、ＥＣＵ７０は、モータジェネレータ３によるエンジン自動再始動を中止して、代わりに出力トルクの大きなＤＣスタータ１によりエンジン２を始動させる。
【０１１３】
また、クランク角度停止位置の推定精度が低い場合には、例えば、実際のクランク角度停止位置が最適クランク角度９０°ＣＡ〜１２０°ＣＡの範囲内にあるのか否かの信頼性が低い。クランク角度停止位置の推定精度が低くても、実際にクランク角度停止位置がクランク角度９０°ＣＡ〜１２０°ＣＡの範囲内にあればよいのであるが、万が一逸脱している場合にはエンジン始動負荷が極めて大きくなり、モータジェネレータ３によるエンジン自動再始動が失敗する可能性がある。そこで、迅速かつ確実にエンジン２の再始動を行うため、クランク角度停止位置の推定精度が低い場合には、実際のクランク角度停止位置にかかわらず、ＥＣＵ７０はモータジェネレータ３によるエンジン自動再始動を中止し、出力トルクの大きなＤＣスタータ１によりエンジンを始動する。これにより、アイドリングストップからのエンジン再始動を確実に行うことができる。
【０１１４】
次に、第２実施形態の停止始動制御の流れを説明する。図１１は、本実施形態によるエンジンの停止始動制御を示すフローチャートである。なお、この停止始動制御は、基本的には、ＥＣＵ７０が各種センサからの出力信号に基づいて実行する。
【０１１５】
また、図１１に示すフローチャートにおいて、図１０に示すフローチャートと同一の部分は簡略化して説明する。
【０１１６】
先ず、ステップＳ１１において、エンジン停止条件が具備されると、処理はステップＳ１２に移行する。これにより、エンジン２が停止して、クランク角度が最適なクランク角度停止位置に停止制御される。
【０１１７】
次に、ステップＳ１３においては、クランク角センサ９０やモータ角センサ３ａなどからの出力信号に基づいて、ＥＣＵ７０は、クランク角度停止位置の推定が可能か否か判定する。具体的には、クランク角センサ９０やモータ角センサ３ａから正しく出力が得られているかを判定する。そして、クランク角度停止位置の推定が可能である場合には、処理はステップＳ１４へ移行する（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）。一方、クランク角度停止位置の推定が不可能である場合には、処理はステップＳ１７へ移行する（ステップＳ１３；Ｎｏ）。クランク角度停止位置の推定が不可能である場合には、モータ制御装置４は、クランク角度停止位置の推定を行うことができない。よって、迅速かつ確実にエンジン２の再始動を行うため、ＥＣＵ７０は、次回のエンジンの始動方法を、ＤＣスタータ１によるエンジン始動に設定する（ステップＳ１７）。
【０１１８】
ステップＳ１４においては、モータ制御装置４は、ＥＣＵ７０からの指令信号に基づき、クランク角度停止位置の推定を行う。クランク角度停止位置の推定をするにあたっては、モータ制御装置４は、モータ角センサ３ａからのＭＧ位置信号と、クランク角センサ９０からのＮＥ信号やＥＣＵ７０からのＴＤＣ信号などを使用して前述した方法などによりクランク角度停止位置の推定を行う。
【０１１９】
ステップＳ１５においては、ＥＣＵ７０は、前述の推定精度フラグを参照し、クランク角度停止位置の推定精度が高いか否かについて判定する。また、同時に、推定されたクランク角が設定範囲内にあるか、つまり車両が最適なクランク角度停止位置に停止制御されているか否かを判断する。そして、クランク角度停止位置の推定精度が高く、かつ、推定されたクランク角が設定範囲内にあるときは、ＥＣＵ７０は、次回のエンジン２の始動方法をモータジェネレータ３によるエンジン始動に設定する（ステップＳ１６）。一方、クランク角度停止位置の推定精度が低いとき、又は、推定されたクランク角が設定範囲内にない場合のいずれかの場合、ＥＣＵ７０は、次回のエンジン２の始動方法をＤＣスタータ１によるエンジン始動に設定する（ステップＳ１７）。このように、停止制御後におけるクランク角度停止位置の推定精度の高低に応じて適切なエンジン始動方法を選択するので、迅速かつ確実にエンジン２の再始動を実行することができる。
【０１２０】
次に、ステップＳ１８では、ＥＣＵ７０は、例えば運転者がブレーキペダルをオフしたことなどのエンジン始動条件が具備されたか否かを判定し、エンジン始動条件が具備された場合には、ステップＳ１６又はステップＳ１７において設定されたエンジン始動方法によりエンジン２を始動する（ステップＳ１９）。
【０１２１】
以上のように、第２実施形態の停止始動制御によれば、停止制御後におけるクランク角度停止位置の推定精度を考慮して最適なエンジン始動方法を選択し、次回のエンジン２の再始動を迅速かつ確実に行うことができる。
【０１２２】
また、第１実施形態の場合と同様に、何度かアイドリングストップを行い、最適なクランク角度停止位置への制御を行った後、クランク角度停止位置の推定不良が所定回数繰り返される場合には、クランク角度の推定処理に問題があるものと判断して、ＥＣＵ７０は、以後アイドリングストップを禁止することができる。これにより、ＤＣスタータ１により何度もエンジン再始動が行われることを防止することができ、ＤＣスタータ１の耐久性の問題を解消することができる。
【０１２３】
この場合は、図１１に示した停止始動制御のフローチャートのステップＳ１７において、最適なクランク角度停止位置への停止制御失敗の回数をカウントし、予め設定された回数と比較する。そのカウント値が設定回数を上回るようであれば、ＥＣＵ７０は、クランク角の推定処理に不具合が生じているものと判断して、その後、アイドリングストップを禁止する。これにより、ＤＣスタータ１により何度もエンジン再始動が行われることを防止することができ、ＤＣスタータ１の耐久性の問題を解消することができる。なお、アイドリングストップ禁止の設定は、停止制御方法の不具合が解消されたときに解除することができる。
【０１２４】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。
【０１２５】
エンジンの停止制御が成功し、最適なクランク角度停止位置への停止制御が成功した場合でも、その後に不可抗力等によって車両１０が動いてしまう場合もありうる。本実施形態では、そのような場合に、モータジェネレータ３によるエンジン自動再始動を中止し、ＤＣスタータ１によるエンジン再始動方法に制御を変えることを特徴とする。
【０１２６】
なお、不可抗力等によって車両１０が動いてしまう場合とは、例として挙げればいくつかのケースが考えられる。例えば、オートマチック仕様の車両１０（以下、「ＡＴ車両」と呼ぶ。）において車輪８が動力伝達装置７と連結している状態で（例えば、ドライブモードなど）、勾配の激しい登坂車線などでアイドリングストップした場合には、その登坂車線による勾配によりＡＴ車両がゆっくりと動き出してしまうことが起こりうる。また、ＡＴ車両においてドライブモードでアイドリングストップしたとき、故意にＡＴ車両が動かされてしまうこともありうる。
【０１２７】
これらのケースでは、車輪８、動力伝達装置７及びエンジン２は夫々機構上連結されているため、車輪８が回転するのに連動してクランクシャフトも回転してしまう。このため、最適なクランク角度停止位置にあったクランク角度は、最適なクランク角度停止位置の範囲内から逸脱してしまう可能性がある。もしクランク角度が最適なクランク角度停止位置の範囲外になった場合には、エンジン始動時のエンジン始動負荷が極めて大きくなる。これにより、モータジェネレータ３によるエンジン自動再始動が失敗する可能性が高くなる。そこで、クランク角度が最適なクランク角度停止位置の範囲から逸脱してしまった場合には、確実にエンジン始動を実行するため、ＥＣＵ７０は、モータジェネレータ３によるエンジン自動再始動を中止し、出力トルクの大きいＤＣスタータ１によるエンジン始動に変更する。
【０１２８】
具体的には、エンジン停止制御により車両が停止した後、次のエンジン自動始動前に、ＥＣＵ７０は絶対的なクランク角度の検出が可能なクランク角センサ９０によりクランク角度を検出し、検出されたクランク角度が最適なクランク角度停止位置の範囲内にあるか否かの判断を行う。そして、検出されたクランク角度が最適なクランク角度停止位置の範囲内にあるときは、ＥＣＵ７０は、モータジェネレータ３により次回のエンジン自動再始動を行う。一方、検出されたクランク角度が最適なクランク角度停止位置の範囲外にあるときは、ＥＣＵ７０は出力トルクの大きいＤＣスタータ１により次回のエンジン自動始動を行う。
【０１２９】
仮に、車両の停止後にクランク角度位置が動いてしまい、最適なクランク角度停止位置外となっているにも拘わらず、なおモータジェネレータ３によるエンジン自動再始動を試みると、エンジン自動再始動が失敗する可能性がある。その場合、エンジン自動再始動の失敗後に改めて、ＤＣスタータ１によるエンジン始動方法に制御を切り換えるとすると、実際のエンジン始動までに要する時間が非常に長くなる。そこで、第３実施形態においては、車両停止後にクランク角度が最適なクランク角度停止位置の範囲外まで動いてしまった場合には、モータジェネレータ３によるエンジン自動再始動を試みることなく、ＤＣスタータ１によるエンジン始動に切り換える。これにより、迅速かつ確実にエンジン２の始動を行うことができる。
【０１３０】
次に、第３実施形態によるエンジン停止始動制御の流れについて図１２を参照して説明する。図１２は、本実施形態による停止始動制御を示すフローチャートである。なお、この停止始動制御は、基本的には、ＥＣＵ７０が各種センサからの出力信号に基づいて実行する。
【０１３１】
図１２において、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０７までは、図１０に示す第１実施形態のフローチャートにおけるステップＳ１〜ステップＳ７までの処理と同様である。即ち、エンジンの停止制御後にクランク角センサによりクランク角度を検出し、検出されたクランク角度が最適なクランク角度停止位置にあるか否かの判定を行い、その判定結果に基づいて、次回のエンジン始動方法を、モータジェネレータ３による始動又はＤＣスタータ１による始動のいずれかに設定する。
【０１３２】
続いて、ステップＳ１０７でエンジンの始動条件が具備されたと判断された場合、ＥＣＵ７０はエンジンの始動を行う前に、再度クランク角センサを利用してクランク角度の検出を行う。つまり、車両の停止後にクランク角度が変化していないかを確認する。そして、ステップＳ１０８〜ステップＳ１１１では、ステップＳ１０３〜ステップＳ１０６と同様の処理を行う。即ち、エンジンの自動始動直前においてもクランク角度が最適なクランク角度停止位置にある場合はモータジェネレータ３による始動を設定し、そうでない場合にはＤＣスタータ１による始動を設定する。続いて、ステップＳ１１２では、ＥＣＵ７０などは、ステップＳ１１０又はステップＳ１１１において設定されたエンジン始動方法によりエンジン再始動を実行する。これにより、迅速かつ確実にエンジンの再始動を行うことができる。
【０１３３】
［変形例］
上記の第３実施形態では、エンジン停止後及びエンジン始動直前の両方でクランク角度が最適なクランク角度停止位置に停止制御されているか否かの判断を行うようにしているが、エンジン始動直前のみにクランク角度が最適なクランク角度停止位置に停止制御されているか否を検出し、その検出結果に応じて次回のエンジン始動方法を設定するように構成することもできる。
【０１３４】
なお、上記実施形態では、停止制御時に最適なクランク角度停止位置への停止制御が成功した場合には、次回のエンジン始動をモータジェネレータ３により実行するようにしているが、これに代えて、停止制御時に最適なクランク角度停止位置への停止制御が成功した場合には、停止制御時に所定気筒の膨張行程へ予め燃料噴射を行い、エンジン始動時にその燃料を燃焼させて爆発エネルギーを発生させ、これによりエンジン２の始動を行うような構成にしてもよい。
【０１３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、エンジン停止制御後にクランク角度停止位置の検出、又はクランク角度停止位置の推定を行うことにより、停止制御後のクランク角度の状態に応じて、確実かつ迅速な方法で内燃機関の再始動を実行することができる。
【０１３６】
さらに、エンジン始動直前に再度クランク角度停止位置の確認を行うこととすれば、エンジン停止制御後にクランク角度停止位置が何らかの原因で変化してしまったとしても、確実かつ迅速な方法で内燃機関の再始動を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエンジン停止始動制御を適用した車両のシステム構成を示す。
【図２】本発明に係るエンジンの概略構成図を示す。
【図３】クランク角センサ及びカム角センサの構成を示す図である。
【図４】クランク角センサ及びカム角センサの出力信号波形を示す。
【図５】エンジン停止制御によるエンジン回転数の推移を示すグラフである。
【図６】エンジン停止制御によるクランク角度位置の変化の様子を示すグラフである。
【図７】本発明の実施形態によるエンジン停止位置推定装置の構成例を示すブロック図である。
【図８】クランク角度推定処理に使用する各センサ出力信号の性質を示す図表である。
【図９】クランク角度推定方法を説明する図である。
【図１０】第１実施形態によるエンジン停止始動制御のフローチャートを示す。
【図１１】第２実施形態によるエンジン停止始動制御のフローチャートを示す。
【図１２】第３実施形態によるエンジン停止始動制御のフローチャートを示す。
【符号の説明】
１  ＤＣスタータ
２  エンジン
３  モータジェネレータ
３ａ  モータ角センサ
４  モータ制御装置
５  電源装置
６  電源ケーブル
７  動力伝達装置
８  車輪
９  ＥＣＵ
１０  車両
９０  クランク角センサ
９２  カム角センサ
【図１】
2004239111.tif 000003
【図２】
2004239111.tif 000004
【図３】
2004239111.tif 000005
【図４】
2004239111.tif 000006
【図５】
2004239111.tif 000007
【図６】
2004239111.tif 000008
【図７】
2004239111.tif 000009
【図８】
2004239111.tif 000010
【図９】
2004239111.tif 000011
【図１０】
2004239111.tif 000012
【図１１】
2004239111.tif 000013
【図１２】
2004239111.tif 000014