(57)【要約】【課題】  クランクシャフトからカムシャフトへの動力の伝達を切断した状態でクランキングを開始することができ、クランキングの始めに必要となる過大なトルクを低減してエンジンの始動に必要なトルクを平準化することができる始動方法を提供する。【解決手段】  エンジン１に、そのクランクシャフトからカムシャフトへの動力伝達を切断、再接続し得る動力伝達調整機構４を備え、前記動力伝達調整機構４によって前記クランクシャフトからカムシャフトへの動力伝達を切断した状態で前記クランクシャフトを回転させるようにした構成とする。【選択図】図１
2005344635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに、そのクランクシャフトからカムシャフトへの動力伝達を切断、再接続し得る動力伝達調整機構を備え、前記動力伝達調整機構によって前記クランクシャフトからカムシャフトへの動力伝達を切断した状態で前記クランクシャフトを回転させるようにしたことを特徴とするエンジンの始動方法。
【請求項２】
前記クランクシャフトが回転を開始する前に前記動力伝達調整機構によって前記動力伝達を切断することを特徴とする請求項１記載のエンジンの始動方法。
【請求項３】
前記動力伝達調整機構によってクランクシャフトからカムシャフトへの動力伝達ができる状態で前記クランクシャフトを回転させることができない場合に、前記動力伝達調整機構の動力伝達を切断するようにしたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの始動方法。
【請求項４】
イグニッションスイッチがオンとなったときに、前記動力伝達調整機構の動力伝達を切断するようにしたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの始動方法。
【請求項５】
エンジン温度が所定値以下のとき、前記動力伝達調整機構の動力伝達を切断するようにしたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの始動方法。
【請求項６】
バッテリの充電状態が所定値以下のとき、前記動力伝達調整機構の動力伝達を切断するようにしたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの始動方法。
【請求項７】
前記クランクシャフトが回転を開始してから所定の回数だけ回転したとき、前記動力伝達調整機構によって動力を再接続するようにしたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの始動方法。
【請求項８】
前記クランクシャフトが所定の回転速度に達したとき、前記動力伝達調整機構によって動力を再接続するようにしたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの始動方法。
【請求項９】
エンジンを回転させるトルクが所定値以下になったとき、前記動力伝達調整機構によって動力を再接続するようにしたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの始動方法。
【請求項１０】
前記動力伝達調整機構によって動力を再接続する閾値をエンジン温度に依存する変数によって設定することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項記載のエンジンの始動方法。
【請求項１１】
前記動力伝達調整機構によって動力を再接続する閾値をバッテリの充電状態に依存する変数によって設定することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項記載のエンジンの始動方法。
【請求項１２】
複数のカムシャフトとそれぞれのカムシャフトに対応する複数の動力伝達調整機構を有し、各カムシャフトに対する動力の再接続をそれぞれ異なるタイミングで実施するようにしたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの始動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの始動方法、例えばプーリとベルトによってクランクシャフトに動力を伝達する電動発電機（モータジェネレータ）を装備した車両に適用して好適なエンジンの始動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、アイドルストップシステムを搭載した車両からスタータを取り外し、エンジンの冷機、暖機状態によらず常にモータジェネレータでエンジンを始動するシステムの開発が進められている。
一般に、エンジンをクランキングするための駆動力はエンジンの温度によって異なり、エンジンが冷機状態から始動されるときと、エンジンが暖機状態から始動されるときとでは、前者のクランキングに要する駆動力は、後者のクランキングに要する駆動力に比してかなり大きくなる。
【０００３】
したがって、冷機状態にあるエンジンをモータジェネレータで始動するためには、モータジェネレータに大きな駆動力を確保するため大電流を通電する必要からモータジェネレータの容量およびモータジェネレータに電力を供給するインバータ装置の容量を大きくする処置が考えられるが、結果として、モータジェネレータおよびインバータ装置のサイズの大型化、重量増、コスト増になるという問題点があった。
【０００４】
一方で、ベルト駆動式のモータジェネレータを使ってエンジンを始動するときにモータジェネレータが発生するトルクはプーリ、ベルトを介してクランクシャフトに伝達されるが、冷機状態における始動においては、前記のとおり暖機状態に比べて一層大きなトルクが必要であるため、プーリおよびベルト駆動系で大きなトルクを伝達する必要が生じ、ベルトのテンションを高める処置や、摩擦係数の大きな材料、形状を採用する処置が考えられるが、結果として、ベルト駆動系の耐久上の問題やコスト増の問題が発生する。
【０００５】
また、スタータモータでプーリおよびベルトを介してエンジンを始動する際に、ベルトの張力増加を抑止すると共に、プーリおよびベルト間のスリップを抑制してベルトの耐久性を確保するエンジンの始動方法もある。（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３２８９１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された方法は、ベルト駆動システムに由来して発生するエンジン始動時のベルトの過渡的な張力増加を抑止することはできるが、エンジンをクランキングするための駆動トルク自体が低減されるわけではないため、ベルトが伝達しなければならないトルクを低減するものではなかった。
【０００８】
この発明は、前記のような問題点に対処するためになされたものであり、クランクシャフトからカムシャフトへの動力の伝達を切断した状態でクランキングを開始することができ、クランキングの始めに必要となる過大なトルクを低減してエンジンの始動に必要なトルクを平準化することができる始動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係るエンジンの始動方法は、エンジンに、そのクランクシャフトからカムシャフトへの動力伝達を切断、再接続し得る動力伝達調整機構を備え、前記動力伝達調整機構によって前記クランクシャフトからカムシャフトへの動力伝達を切断した状態で前記クランクシャフトを回転させるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
エンジンを始動するための始動用駆動手段を用いてクランクシャフトを駆動する場合、エンジンの回転数に対する駆動トルクの遷移は図９に示すような曲線となる。図９（ａ）はエンジン全体の駆動トルクを示すものであり、（ｂ）はカムシャフトおよびバルブ駆動以外の駆動トルク成分を示すものである。
【００１１】
この図に示すように、エンジンの駆動トルクは、エンジンの回転数が０でクランクシャフトが静止した状態から回転を開始させるときに最も高くなり、回転が開始されると回転速度の上昇と共に急速に低下する特徴を持つ。また、エンジンの駆動トルクにおける機械的な駆動成分に着目すると、クランクシャフト、ピストン、ドライブチェーン、カムシャフト、バルブ等に分割できる。図９は前記機械的な駆動成分のうち、カムシャフトを駆動しない場合の駆動トルク（ｂ）をエンジン全体の駆動トルク（ａ）と対比して表現しているが、カムシャフトを駆動せずにクランクシャフトを駆動するとエンジンの駆動トルクは小さくなる。
【００１２】
図１０は、図９と同様、エンジンのトルク特性を示すものであるが、従来の始動方法によるトルク特性τ１と、この発明の始動方法によるトルク特性τ２とを対比できるように表示し、この発明のように、カムシャフトを駆動しない状態でクランクシャフトを駆動し、クランクシャフトの回転速度が高まり駆動トルクが十分低減された回転数ｎ１でカムシャフトを再接続すれば、エンジンの始動に伴う過大なトルクを従来より△τ低減可能であることを示している。
【００１３】
このようにしてクランキングに必要なトルクの絶対値が下がると、エンジンの始動装置の低容量化、小型軽量化が容易に実現可能となる。特に、エンジンが始動用駆動手段によりベルトを介してクランキングされる場合、始動装置自身の小型軽量化に加え、ベルトにより伝達されるトルクが低減されるためベルトの耐久性も向上する。
また、ベルト駆動システムの構成要素やベルト駆動システムに接続される補機に加わる機械的負荷も低減され、それら構成要素の小型軽量化も可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施の形態１を４サイクルガソリンエンジンに適用する場合の例を示すシステム構成図である。
エンジン始動制御装置２は、エンジン１、モータジェネレータ３、動力伝達調整機構４を制御し、水温センサ５、油温センサ６、クランクセンサ７、カムセンサ８がエンジン始動制御装置２に接続されている。なお、エンジン始動制御装置２は、エンジン制御装置（ＥＣＵ）に組み込まれる形態でも、エンジン制御装置（ＥＣＵ）から独立し相互にインタフェースを持つ形態でもかまわない。
【００１５】
動力伝達調整機構４はエンジン１において、クランクシャフトからカムシャフトへの動力の伝達経路中に組み付けられ、前記動力伝達の切断および再接続機能を提供する。
図２は、カムシャフトの駆動機構の一例を示す概略図である。クランクシャフトに与えられる動力は、クランクシャフトプーリ１２、タイミングベルト１１を経由し、吸気側カムシャフトプーリ９、および排気側カムシャフトプーリ１０に伝達される。よって、動力伝達調整機構４は前記した動力伝達経路のいずれかに実装されればよい。この発明の実施の形態においては、後述するように、吸気側カムシャフトプーリ９、および排気側カムシャフトプーリ１０の両方に実装され、比較的単純な構造で安価に製造可能な動力伝達調整機構４を提供する。
【００１６】
図３は、この発明の実施の形態で用いる動力伝達調整機構４の構造の一例を示す断面図である。近年の車両用４サイクルガソリンエンジンでは、吸気側カムシャフトプーリ９や排気側カムシャフトプーリ１０に可変バルブタイミング機構（以下ＶＶＴという）を実装することが多いため、図３の動力伝達調整機構４においてもＶＶＴと共存した構造を示している。なお、この発明の実施の形態で用いる動力伝達調整機構４は構造上および動作上、吸排気カムシャフトの区別を持たないため、以降の説明ではカムシャフトを引用する際、特に必要のない場合は吸気側、排気側の区別を省略して記載する。
【００１７】
図３に示した動力伝達調整機構４の構造を詳細に説明する。動力伝達調整機構４はカムシャフトプーリ１３およびVVTハウジング部１４に一体に構成されている。
VVTはカムシャフト１８と一体に回転するVVTベーン部１５とVVTハウジング部１４から構成され、VVTハウジング部１４はVVTベーン部１５に対して制限された範囲で回転可能に組み付けられ、カムシャフトプーリ１３は、VVTハウジング部１４に対して回転可能に組み付けられている。
【００１８】
VVTハウジング部１４の外周肉厚部に互いに１８０°離隔した状態でVVTハウジング部１４を貫通する穴が２つ設けられ、それぞれの貫通穴にロックピン２６が挿入されている。カムシャフトプーリ１３には前記２つのロックピン２６の差し込み口が設けられ、図３のようにロックピン２６がVVTハウジング１４とカムシャフトプーリ１３に跨って差し込まれた状態ではカムシャフトプーリ１３とVVTハウジング部１４が連結され、カムシャフトプーリ１３の回転運動がVVTハウジング部１４、VVTベーン部１５を介してカムシャフト１８に伝達されるようになっている。
【００１９】
ロックピン２６がカムシャフトプーリ１３から引き抜かれると、カムシャフトプーリ１３とVVTハウジング部１４とが切り離され、カムシャフトプーリ１３の回転運動がVVTハウジング１４およびカムシャフト１８に伝達されない。
【００２０】
次に、図３に示した動力伝達調整機構４の動作について詳細に説明する。ロックピン２６は、第１のスプリング２１によってアーマチュアベース２５を経由してカムシャフトプーリ１３の方向に押し突けられている。一方、シリンダヘッド１９に固定されたコイル２２、ヨーク２３と、アーマチュアベース２５に配設されたアーマチュア２４により電磁石が構成されている。
【００２１】
動力伝達調整機構４の制御装置であるエンジン始動制御装置２の命令で前記電磁石が通電されるとアーマチュア２４およびアーマチュアベース２５が第１のスプリング２１に抗してヨーク２３に引き寄せられ、図３において左方に移動するため、ロックピン２６が第１のスプリング２１の圧力から開放される。このとき同時に、ロックピン２６はカムシャフトプーリ１３の内部に組み込まれた第２のスプリング２８およびストッパピン２７によって図３において左方に押し出されVVTハウジング部１４とカムシャフトプーリ１３とのロックが解放される。
【００２２】
ロックが解放された状態では、カムシャフトプーリ１３はVVTハウジング部１４とは無関係に回転できる。この状態でエンジン１のクランキングが開始され、カムシャフトプーリ１３の回転中にエンジン始動制御装置２の命令で前記電磁石への通電が停止されると、ロックピン２６は再び第１のスプリング２１によってカムシャフトプーリ１３に押し突けられる。
【００２３】
このときカムシャフトプーリ１３は回転中であるためロックピン２６とカムシャフトプーリ１３の開口部の位置が合わない場合が多く、カムシャフトプーリ１３はロックピン２６と連結されないまま回転を続けカムシャフトプーリ１３の開口部がロックピン２６の位置と一致したところでロックピン２６の図３において右端がカムシャフトプーリ１３の開口部に図示のように挿入され、VVTハウジング部１４とカムシャフトプーリ１３とが連結される。
【００２４】
ところで、１８０°離隔した位置に設けられた２つのロックピン２６によりクランクシャフトの動力の切断、再接続を実施すると、カムシャフトプーリ１３がカムシャフト１８に対して空回りする角度は必ず（１８０×ｍ）°（ｍは整数）となる。４サイクルエンジンにおいてはクランクシャフトタイミングプーリとカムシャフトプーリ１３のプーリ比は２であるため、クランクシャフトとカムシャフト１８の回転比も２：１となる。よって、クランクシャフトがカムシャフト１８に対して空回りする角度は（３６０×ｍ）°（ｍは整数）、つまりｍ回転に固定される。
【００２５】
この発明のエンジン始動方法では、動力伝達調整機構４により前記動力の伝達が切断された状態でクランクシャフトの回転を開始し、動力を再接続した後で点火およびエンジン１の始動を実施するため、カムシャフトプーリ１３において１８０°単位で動力の切断、再接続を実施する限りピストンとバルブの相対関係は不変に保持される。
【００２６】
次に、この発明の実施の形態１におけるエンジン１の始動制御方法について詳細に説明する。実施の形態１は、図１のシステム構成、図３の動力伝達調整機構４により、図４のフローチャートに示す手順にて実行される。はじめに、ステップＳ１０においてエンジン始動制御装置２により、クランクシャフトを回転させる前に、動力伝達調整機構４を制御してクランクシャフトからカムシャフト１８への動力伝達を切断する。即ち、上述した電磁石に通電し、ロックピン２６を図３において左方に押し出す。
【００２７】
続いて、ステップＳ２０によりエンジン始動制御装置２からモータジェネレータ３を制御してクランキングを開始する。次に、ステップＳ３０で動力再接続条件判定を行なう。即ち、ステップＳ１０において切断したカムシャフトプーリ１３とカムシャフト１８の動力を再接続するための条件判定を実施する。実施の形態１では、クランクシャフトの回転回数により決定する。予めクランクシャフトが回転を開始してから何回目の回転で再接続するかを設定しておき、クランクセンサ７の入力値からエンジン始動制御装置２で求めた実際のクランクシャフトの回転回数と前記設定値とを比較する。
【００２８】
ステップＳ４０において動力再接続条件が満たされれば”Ｙｅｓ”へ進み、動力再接続条件が満たされていないときは”Ｎｏ”に進む。ステップＳ５０では動力伝達調整機構４への通電を停止して動力再接続処理を実施する。この実施の形態における動力伝達調整機構４では通電を停止したあと実際に動力の伝達が再接続されるまでに上述のように時間を要する場合があるため、ステップＳ６０の動力再接続判定処理にて動力が再接続されたかどうかを確認する必要がある。
【００２９】
このステップＳ６０では、カムセンサ８からの入力を用いてエンジン始動制御装置２にて動力の再接続を判定し、動力が再接続されていればステップＳ７０において”Ｙｅｓ”へ進み、動力がまだ再接続されていなければステップＳ７０において”Ｎｏ”へ進む。
動力の再接続が確認されれば、ステップＳ８０で燃料の噴射および点火によるエンジン１の始動へ進む。
【００３０】
このようにして、エンジン１のクランクシャフトとカムシャフトの動力伝達を切断した状態でクランキングを開始し、クランクシャフトの回転速度が高まり駆動トルクが十分低減されたところで、往復運動するピストンとカムの相対関係を変えずにクランクシャフトとカムシャフトを再接続する始動方法が実現され、エンジン１の始動に伴う過大なトルクが低減されると同時に、ベルトに加わる伝達トルクも低減される。その結果、エンジン１の始動用駆動装置の小型軽量化、低容量化が可能となり、また、ベルトの耐久性の向上や、ベルト駆動システムの構成要素およびベルト駆動システムに接続される補機の小型軽量化も可能となる。
【００３１】
実施の形態２
次に、この発明の実施の形態２を図１のシステム構成、図３の動力伝達調整機構４および図５のフローチャートに示した手順により説明する。なお、図５において図４と同じ処理手順には同じステップ番号を付して説明を省略する。はじめに、ステップＳ１００においてエンジン始動制御装置２は、エンジン制御装置（ECU）からイグニッションキーのオンの通知を受ける。この状態でステップＳ１０に進み動力伝達調整機構４を制御してクランクシャフトからカムシャフト１８への動力伝達を切断する。
【００３２】
続いて、ステップＳ２０によりエンジン始動制御装置２からモータジェネレータ３を制御してクランキングを開始し、以下、図４のステップＳ３０以降と同じ手順でエンジン始動に至る。実施の形態２によれば、実施の形態１と同様にエンジン１の始動に伴う過大なトルクを低減することが可能となる。
【００３３】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３を図１のシステム構成、図３の動力伝達調整機構４および図６のフローチャートに示した手順により説明する。なお、図６において図４と同じ処理手順には同じステップ番号を付して説明を省略する。はじめに、ステップＳ２１０によりエンジン１の状態に応じた始動方法を決定する。エンジン１の状態は、水温センサ５および油温センサ６の入力値からエンジン始動制御装置２にて求めた温度により判断する。
【００３４】
エンジン１の温度が低く冷機状態と判定すれば上述したように、動力伝達調整機構４によってカムシャフトへの動力を切断するこの発明の始動方法を実施し、ステップＳ２２０において”Ｙｅｓ”、つまりステップＳ１０の動力切断処理に進む。エンジン１の温度が高く暖気状態と判定すればステップＳ２２０において”Ｎｏ”へ進み、ステップＳ２３０で動力切断処理を実施せずにクランキングを開始し、ステップＳ８０で燃料の噴射および点火によるエンジン１の始動を実施する。ステップＳ２２０で“Ｙｅｓ”に進んだ以降は図４のステップＳ１０以降と同じ手順でエンジン始動に至る。
【００３５】
実施の形態３においては、冷機状態でエンジン１の始動に伴う駆動トルクが大きいときは、動力伝達調整機構４を利用してエンジン１の始動に伴う過大なトルクを低減させ、暖気状態でエンジン１の始動に伴う駆動トルクが比較的小さいときは動力切断処理を実施せずにそのままクランキングし、スムーズに早くエンジン１を始動させることで状況に応じた適切な始動を実現するとともに、動力伝達調整機構４の磨耗による劣化を防止する効果も得られる。
【００３６】
実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４を図１のシステム構成、図３の動力伝達調整機構４および図６のフローチャートに示した手順により説明する。なお、図６において図４と同じ処理手順には同じステップ番号を付して説明を省略する。
実施の形態４は、ハッテリの充電状態を検出する手段を備え、ステップS２１０において、検出したバッテリの充電状態を予め定義した基準値と比較する。
【００３７】
バッテリの充電状態が基準値を下回れば上述したように、動力伝達調整機構４によってカムシャフトへの動力を切断するこの発明の始動方法を実施し、ステップS２２０において“Ｙｅｓ”、つまりステップS１０の動力切断処理に進む。
バッテリの充電状態が基準値を上回るときはステップS２２０において“Ｎｏ”へ進み、ステップS２３０で動力切断処理を実施せずにクランキングを開始し、ステップS８０で燃料の噴射および点火によるエンジン１の始動を実施する。
【００３８】
ステップS２２０で“Ｙｅｓ”に進んだ以降は、図４のステップS１０以降を同じ手順でエンジン始動に至る。
実施の形態４によれば実施の形態３と同様な効果が得られる。
【００３９】
実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５を図１のシステム構成、図３の動力伝達調整機構４および図７のフローチャートに示した手順により説明する。なお、図７において図４と同じ処理手順には同じステップ番号を付して説明を省略する。はじめに、ステップＳ３１０でのクランキング試行において動力伝達調整機構４によって動力伝達ができる状態でクランキングを実施し、エンジン１の始動を試みる。始動できない場合はステップＳ３２０にて”Ｎｏ”に進み、ステップＳ１０で動力を切断する。始動できる場合はステップＳ３２０にて”Ｙｅｓ”に進み、ステップＳ８０でエンジンを始動する。ステップＳ３２０で“Ｎｏ”に進んだ以降は図４のステップＳ１０以降と同じ手順でエンジン始動に至る。
実施の形態５によれば、実施の形態３と異なる手順により実施の形態３と同様な効果が得られる。
【００４０】
実施の形態６．
次に、実施の形態６を図１のシステム構成、図３の動力伝達調整機構４および図４のフローチャートに示した手順により説明する。実施の形態６は図４のステップＳ３０で動力再接続条件判定にクランクシャフトの回転速度を利用することを特徴とする。予め再接続時の閾値となるクランクシャフトの回転速度を設定しておき、クランクセンサ７の入力値からエンジン始動制御装置２で求めた実際のクランクシャフトの回転速度と前記設定値とを比較する。
【００４１】
エンジン１をクランキングしたときの挙動は、温度など環境的な状況のみならずエンジン１の経年変化や潤滑の状態の影響も受ける。
実施の形態６によれば、実施の形態１と比較して動力を再接続する時のエンジン１の動的な状態のばらつきを小さくすることができる。実施の形態６におけるステップＳ３０の動力再接続条件判定以外の手順は実施の形態１〜５のいずれかの手順と同じにしてもよい。
【００４２】
実施の形態７．
次に、この発明の実施の形態７を図１のシステム構成、図３の動力伝達調整機構４および図４のフローチャートに示した手順により説明する。実施の形態７は図４のステップＳ３０で動力再接続条件判定にエンジン１の駆動トルクを利用することを特徴とする。
予め再接続時の閾値となるモータジェネレータ３の駆動トルクを設定しておき、クランキング中のモータジェネレータ３の駆動トルクを前記設定値と比較する。
【００４３】
クランキング中のモータジェネレータ３の駆動トルクは、モータジェネレータ３の電圧、電流値およびモータジェネレータ３の回転速度からエンジン始動制御装置２にて求められる。エンジン１をクランキングしたときの挙動は、温度など環境的な状況のみならずエンジン１の経年変化や潤滑の状態の影響も受ける。実施の形態７におけるステップＳ３０の動力再接続条件判定以外の手順は実施の形態１〜５のいずれかの手順と同じにしてもよい。
実施の形態７においては、実際のトルクを求めて再接続のタイミングを決定しているので、実施の形態６よりもさらに動力を再接続する時のエンジン１の動的な状態のばらつきを小さくすることができる。
【００４４】
実施の形態８．
次に、この発明の実施の形態８を図１のシステム構成、図３の動力伝達調整機構４および図４のフローチャートに示した手順により説明する。実施の形態８は、実施の形態１の応用であり、図４のステップＳ３０で動力再接続条件判定における判定基準をエンジン１の温度に応じたクランクシャフトの回転回数により決定することを特徴とする。
【００４５】
動力再接続の判定条件であるクランクシャフトの回転回数が温度に応じて複数値設定され、予めエンジン始動制御装置２に記録されている。ステップＳ３０において、水温センサ５および油温センサ６の入力値からエンジン始動制御装置２にてエンジン１の温度を求め、前記温度における動力再接続条件として設定されたクランクシャフトの回転回数と、クランクセンサ７の入力値から求められるクランクシャフトの実際の回転回数とを比較する。
【００４６】
動力再接続条件が満たされればステップＳ４０において”Ｙｅｓ”へ進み、動力再接続条件が満たされていないときはステップＳ４０において”Ｎｏ”に進む。実施の形態８におけるステップＳ３０の動力再接続条件判定以外の手順は実施の形態１〜５のいずれかの手順と同じにしてもよい。
【００４７】
実施の形態８によれば、実施の形態１に加えて動力を再接続するタイミングをエンジン１の温度に応じて柔軟に制御可能となる。例えば、エンジン１の温度が低い場合は、エンジン１の駆動トルクが十分に下がるまでに必要なエンジン１の回転回数は多くなるが、一方で、たくさん回転させると始動までに長い時間を要することとなる。したがって、エンジン１の温度に応じて回転させる回数を決定することで駆動トルクを下げつつ始動にかかる時間を必要最低限に押さえることが可能となる。
【００４８】
実施の形態９．
次に、実施の形態９を図１のシステム構成、図３の動力伝達調整機構４および図４のフローチャートに示した手順により説明する。実施の形態９は、実施の形態１の応用であり実施の形態１に対しバッテリの充電状態を検出する手段を備え、ステップＳ３０の動力再接続条件判定における判定基準をバッテリの充電状態に応じたクランクシャフトの回転回数により決定することを特徴とする。
【００４９】
動力再接続の判定条件であるクランクシャフトの回転回数がバッテリの充電状態に応じて複数値設定され、予めエンジン始動制御装置２に記録されている。ステップＳ３０において、バッテリの充電状態を検出し、前記バッテリの充電状態における動力再接続判定条件として設定されたクランクシャフトの回転回数と、クランクセンサ７の入力値から求められるクランクシャフトの実際の回転回数とを比較する。動力再接続条件が満たされればステップＳ４０において”Ｙｅｓ”へ進み、動力再接続条件が満たされていないときはステップＳ４０において”Ｎｏ”に進む。実施の形態９におけるステップＳ３０の動力再接続条件判定以外の手順は実施の形態１と同様である。
【００５０】
実施の形態９によれば、実施の形態１に加えて動力を再接続するタイミングをバッテリの充電状態に応じて柔軟に制御可能となる。例えば、駆動トルクを十分に下げるに必要なエンジン１の回転回数は多くなるが、一方で、回転させればさせるほどバッテリを消耗することになる。したがって、バッテリの充電状態に応じて回転させる回数を決定することで、駆動トルクを下げつつバッテリの消耗を必要最小限に押さえることが可能となる。
【００５１】
実施の形態１０．
次に、この発明の実施の形態１０を図１のシステム構成、図３の動力伝達調整機構４および図４のフローチャートに示した手順により説明する。実施の形態１０は実施の形態６の応用であり、実施の形態６のステップＳ３０で動力再接続条件判定における判定基準をエンジン１の温度に応じたクランクシャフトの回転速度により決定することを特徴とする。
【００５２】
動力再接続の判定条件であるクランクシャフトの回転速度が温度に応じて複数値設定され、予めエンジン始動制御装置２に記録されている。ステップＳ３０において、水温センサ５および油温センサ６の入力値からエンジン始動制御装置２にてエンジン１の温度を求め、前記温度における動力再接続条件として設定されたクランクシャフトの回転速度と、クランクセンサ７の入力値から求められるクランクシャフトの実際の回転速度とを比較する。
【００５３】
動力再接続条件が満たされればステップＳ４０において”Ｙｅｓ”へ進み、動力再接続条件が満たされていないときはステップＳ４０において”Ｎｏ”に進む。実施の形態１０におけるステップＳ３０の動力再接続条件判定以外の手順は実施の形態６と同様である。
【００５４】
実施の形態１０によれば、実施の形態６に加えて動力を再接続するタイミングをエンジン１の温度に応じて柔軟に制御可能となる。例えば、エンジン１の温度が低い場合は、エンジン１の駆動トルクが十分に下がる回転速度に達するまでエンジン１を駆動し続けると、エンジン１の温度が高いときと比較して始動に要する時間が長くなる。したがって、エンジン１の温度に応じて再接続時の回転速度を決定することで駆動トルクを下げつつ始動にかかる時間を必要最低限に押さえることが可能となる。
【００５５】
実施の形態１１．
次に、この発明の実施の形態１１を図１のシステム構成、図３の動力伝達調整機構４および図４のフローチャートに示した手順により説明する。実施の形態１１は実施の形態６の応用であり、実施の形態６に対しバッテリの充電状態を検出する手段を備え、ステップＳ３０の動力再接続条件判定における判定基準をバッテリの充電状態に応じたクランクシャフトの回転速度により決定することを特徴とする。
【００５６】
動力再接続の判定条件であるクランクシャフトの回転速度がバッテリの充電状態に応じて複数値設定され、予めエンジン始動制御装置２に記録されている。ステップＳ３０において、バッテリの充電状態を検出し、前記バッテリの充電状態における動力再接続判定条件として設定されたクランクシャフトの回転速度と、クランクセンサ７の入力値から求められるクランクシャフトの実際の回転速度とを比較する。動力再接続条件が満たされればステップＳ４０において”Ｙｅｓ”へ進み、動力再接続条件が満たされていないときはステップＳ４０において”Ｎｏ”に進む。実施の形態１１におけるステップＳ３０の動力再接続条件判定以外の手順は実施の形態６と同様である。
【００５７】
実施の形態１１によれば、実施の形態６に加えて動力を再接続するタイミングをバッテリの充電状態に応じて柔軟に制御可能となる。例えば、駆動トルクを十分に下げるためにはエンジン１の回転速度を高くする必要があるが、一方で、エンジン１の回転速度を高くするほどバッテリをより多く消耗することになる。したがって、バッテリの充電状態に応じてエンジン１の回転速度を決定することで、駆動トルクを下げつつバッテリの消耗を必要最小限に押さえることが可能となる。
【００５８】
実施の形態１２．
次に、この発明の実施の形態１２を図１のシステム構成、図３の動力伝達調整機構４および図４のフローチャートに示した手順により説明する。実施の形態１２は実施の形態７の応用であり、実施の形態７のステップＳ３０で動力再接続条件判定における判定基準をエンジン１の温度に応じたエンジン１の駆動トルクにより決定することを特徴とする。
【００５９】
動力再接続の判定条件であるモータジェネレータ３の駆動トルクがエンジン１の温度に応じて複数値設定され、予めエンジン始動制御装置２に記録されている。ステップＳ３０において、水温センサ５および油温センサ６の入力値からエンジン１の温度を求め、前記温度における動力再接続条件として設定されたモータジェネレータ３の駆動トルクと、実際に求められるモータジェネレータ３の駆動トルクとを比較する。
【００６０】
クランキング中のモータジェネレータ３の駆動トルクは、モータジェネレータ３の電圧、電流値およびモータジェネレータ３の回転速度からエンジン始動制御装置２にて求められる。動力再接続条件が満たされればステップＳ４０において”Ｙｅｓ”へ進み、動力再接続条件が満たされていないときはステップＳ４０において”Ｎｏ”に進む。
実施の形態１２におけるステップＳ３０の動力再接続条件判定以外の手順は実施の形態７と同様である。
【００６１】
実施の形態１２によれば、実施の形態７に加えて動力を再接続するタイミングをエンジン１の温度に応じて柔軟に制御可能となる。例えば、エンジン１の温度が低い場合は、エンジン１の駆動トルクが十分に下がるまでに必要な時間は長くなるため、エンジン１の温度に応じて再接続する時のエンジン１の駆動トルクを決定することで駆動トルクを下げつつ始動にかかる時間を必要最低限に押さえることが可能となる。
【００６２】
実施の形態１３．
次に、この発明の実施の形態１３を図１のシステム構成、図３の動力伝達調整機構４および図４のフローチャートに示した手順により説明する。実施の形態１３は実施の形態７の応用であり、実施の形態７に対しバッテリの充電状態を検出する手段を備え、ステップＳ３０の動力再接続条件判定における判定基準をバッテリの充電状態に応じたエンジン１の駆動トルクにより決定することを特徴とする。
【００６３】
動力再接続の判定条件であるモータジェネレータ３の駆動トルクがバッテリの充電状態に応じて複数値設定され、予めエンジン始動制御装置２に記録されている。ステップＳ３０において、バッテリの充電状態を検出し、前記バッテリの充電状態における動力再接続判定条件として設定されたモータジェネレータ３の駆動トルクと、実際に求められるモータジェネレータ３の駆動トルクとを比較する。
【００６４】
クランキング中のモータジェネレータ３の駆動トルクは、モータジェネレータ３の電圧、電流値およびモータジェネレータ３の回転速度からエンジン始動制御装置２にて求められる。動力再接続条件が満たされればステップＳ４０において”Ｙｅｓ”へ進み、動力再接続条件が満たされていないときはステップＳ４０において”Ｎｏ”に進む。
実施の形態１３におけるステップＳ３０の動力再接続条件判定以外の手順は実施の形態７と同様である。
【００６５】
実施の形態１３によれば、実施の形態７に加えて動力を再接続するタイミングをバッテリの充電状態に応じて柔軟に制御可能となる。例えば、駆動トルクを十分に下げるためにはエンジン１の回転速度を高くする必要があるが、一方で、エンジン１の回転速度を高くするほどバッテリをより多く消耗することになる。したがって、バッテリの充電状態に応じてエンジン１の回転速度を決定することで、駆動トルクを下げつつバッテリの消耗を必要最小限に押さえることが可能となる。
【００６６】
実施の形態１４．
次に、この発明の実施の形態１４を図１のシステム構成、図３の動力伝達調整機構４および図８のフローチャートに示した手順により説明する。なお、図８において、図４と同じ処理手順には同じステップ番号を付して説明を省略する。実施の形態１４は、２本のカムシャフトとそれぞれのカムシャフトに対応する動力伝達調整機構４を装備したエンジン１において、２本のカムシャフトを異なるタイミングで再接続することを特徴とする。
【００６７】
具体的には、実施の形態１のフローチャートである図４においてステップＳ５０の動力再接続処理、ステップＳ６０の動力再接続判定処理およびステップＳ７０の分岐処理を、動力伝達調整機構４を装備した吸気用カムシャフトと動力伝達調整機構４を装備した排気用カムシャフトに対して順次実施する方法であり詳しくは後述する。
【００６８】
図８のフローチャートにおいて、図４のステップＳ１０〜Ｓ４０を実行した後、ステップＳ４１０において、吸気側カムシャフトに対し動力再接続処理を実施する。即ち、吸気側カムシャフトプーリ９に装備された動力伝達調整機構４への通電を停止する。次に、吸気側カムシャフト用のカムセンサ８を利用してステップＳ４２０の動力再接続判定処理を実施し、吸気側カムシャフトへの動力が再接続されたことを確認する。
【００６９】
次に、ステップＳ４３０で動力が再接続されたかどうかを確認し、“Ｙｅｓ”の場合にはステップＳ４４０で吸気側カムシャフトと同様の手続きにて排気側カムシャフトプーリ１０の動力を再接続する。このとき、吸気側カムと排気側カムの作動タイミングを適正な関係に保持するため、吸気側カムシャフトがちょうどｎ回転（ｎは整数）したところ、つまり、クランクシャフトの回転数において（２×ｎ）回転（ｎは整数）したところで排気側カムシャフトを接続すればよい。
【００７０】
したがって、図３に示す動力伝達調整機構４を利用する場合、ステップＳ４４０の排気側カムシャフトの動力再接続処理による通電の停止タイミングは、吸気カムが回転を開始してから、クランクシャフトが１回転したあと２回転する前の適当な時期となる。
このようにして通電を停止した後、ステップＳ４５０の排気側カムシャフトの動力再接続判定処理により排気側カムシャフトの動力の再接続をステップＳ４６０で確認し、ステップＳ８０でエンジンの始動に至る。
【００７１】
実施の形態１４の始動方法においては、一旦切断したクランクシャフトからカムシャフトまでの動力を再び接続するため、再接続してカムシャフトが駆動を開始するときに、特にカムシャフトの回転に伴うバルブ駆動仕事によりエンジン１の駆動トルクが増加する。
実施の形態１４のように複数のカムシャフトを再接続するタイミングを分散すれば、図１１にトルク特性を示すように動力の再接続に伴う駆動トルクの変化を小さく収めることが可能となる。
【００７２】
なお、図１１において、τ１は従来の始動方法によるトルク特性、τ３は実施の形態１４におけるトルク特性を示すものであり、ｎ２、ｎ３は吸気側カムシャフトの再接続タイミングを示すものである。また、以上の実施の形態１４の説明では、実施の形態１において吸気用カムシャフトと排気用カムシャフトに対する動力の再接続処理を順次実施する方法として記述しているが、実施の形態２〜１３において動力再接続の際に適用しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００７３】
なお、上述した各実施の形態の説明では、ベルト駆動式のモータジェネレータを装備したエンジンの始動にこの発明のエンジンの始動方法を適用したものとしているが、従来からのピニオン式スタータを装備したエンジンの始動に適用してもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】この発明の実施の形態におけるシステム構成図である。
【図２】エンジンブロックおよびカムシャフトの駆動機構の一例を示す概略図である。
【図３】この発明の実施の形態における動力伝達調整機構の構造の一例を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１の手順を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態２の手順を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態３の手順を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態５の手順を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態１４の手順を示すフローチャートである。
【図９】エンジン始動に伴う駆動トルクを示す特性図である。
【図１０】この発明のエンジン始動方法におけるエンジンの駆動トルクを示す特性図である。
【図１１】この発明の実施の形態１４のエンジン始動方法におけるエンジンの駆動トルクを示す特性図である。
【符号の説明】
【００７５】
１  エンジン、  ２  エンジン始動制御装置、  ３  モータジェネレータ、
４  動力伝達調整機構、  ５  水温センサ、  ６  油温センサ、
７  クランクセンサ、  ８  カムセンサ、  ９  吸気側カムシャフトプーリ、
１０  排気側カムシャフトプーリ、  １１  タイミングベルト、
１２  クランクシャフトプーリ、  １３  カムシャフトプーリ、
１４  VVTハウジング部、  １５  VVTベーン部、  １７  カム、
１８  カムシャフト、  ２１  第１のスプリング、  ２２  コイル、  ２３  ヨーク、
２４  アーマチュア、  ２５  アーマチュアベース、  ２６  ロックピン、
２７  ストッパピン、  ２８  第２のスプリング。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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