(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機と、
当該電動機により駆動されるオイルポンプと、
当該オイルポンプから吐き出された油圧を蓄圧するアキュムレータと、
当該アキュムレータに油路を介して接続され、当該アキュムレータに蓄圧された油圧により駆動されることによって、内燃機関を始動させる油圧アクチュエータと、
前記油路に設けられ、前記油圧アクチュエータへの油圧の供給を制御する油圧供給制御弁と、
前記油圧供給制御弁を駆動することにより、前記内燃機関を始動させるように制御する制御手段と、
前記内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数検出手段と、
前記内燃機関の始動前の停止時間が所定時間より長いか否かを判別する停止時間判別手段と、を備え、
前記制御手段は、前記油圧アクチュエータへの前記油圧の供給を開始した後、前記検出された機関回転数が所定回転数を超えたときに、前記油圧アクチュエータへの前記油圧の供給を停止させるように制御し、
前記所定回転数は、前記停止時間判別手段により前記停止時間が前記所定時間より長いと判別されたときに、第１の所定回転数に設定され、前記停止時間が前記所定時間以下と判別されたときに、前記第１の所定回転数より低い第２の所定回転数に設定されることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【請求項２】
電動機と、
当該電動機により駆動されるオイルポンプと、
当該オイルポンプから吐き出された油圧を蓄圧するアキュムレータと、
当該アキュムレータに油路を介して接続され、当該アキュムレータに蓄圧された油圧により駆動されることによって、内燃機関を始動させる油圧アクチュエータと、
前記油路に設けられ、前記油圧アクチュエータへの油圧の供給を制御する油圧供給制御弁と、
前記油圧供給制御弁を駆動することにより、前記内燃機関を始動させるように制御する制御手段と、
前記内燃機関の停止後に、運転者がスタータスイッチを操作したか否かを判別する手動操作判別手段と、
前記内燃機関の停止後に、運転状態に応じて、運転者に発進を行う意志があるか否かを判別する発進意志判別手段と、
前記内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記手動操作判別手段により前記スタータスイッチが操作されたと判別されたときに、前記油圧アクチュエータへの前記油圧の供給を開始した後、前記検出された機関回転数が第３の所定回転数を超えた時点で、前記油圧アクチュエータへの前記油圧の供給を停止させるように制御し、前記発進意志判別手段により運転者に発進の意志があると判別されたときに、前記油圧アクチュエータへの前記油圧の供給を開始した後、前記検出された機関回転数が前記第３の所定回転数よりも低い第４の所定回転数を超えた時点で、前記油圧アクチュエータへの前記油圧の供給を停止させるように制御することを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【請求項３】
電動機と、
当該電動機により駆動されるオイルポンプと、
当該オイルポンプから吐き出された油圧を蓄圧するアキュムレータと、
当該アキュムレータに油路を介して接続され、当該アキュムレータに蓄圧された油圧により駆動されることによって、内燃機関を始動させる油圧アクチュエータと、
前記油路に設けられ、前記油圧アクチュエータへの油圧の供給を制御する油圧供給制御弁と、
前記油圧供給制御弁を駆動することにより、前記内燃機関を始動させるように制御する制御手段と、
前記内燃機関の停止後に、運転者がスタータスイッチを操作したか否かを判別する手動操作判別手段と、
前記内燃機関の停止後に、運転状態に応じて、運転者に発進を行う意志があるか否かを判別する発進意志判別手段と、を備え、
前記制御手段は、前記手動操作判別手段により前記スタータスイッチが操作されたと判別されたときに、前記油圧アクチュエータへの前記油圧の供給を開始した後、第２の所定時間が経過した時点で、前記油圧アクチュエータへの前記油圧の供給を停止させるように制御し、前記発進意志判別手段により運転者に発進の意志があると判別されたときに、前記油圧アクチュエータへの前記油圧の供給を開始した後、前記第２の所定時間よりも短い第３の所定時間が経過した時点で、前記油圧アクチュエータへの前記油圧の供給を停止させるように制御することを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧を利用して内燃機関を始動させるタイプの内燃機関の始動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用の内燃機関の始動装置では、始動時に、運転者のイグニッション・キーの始動操作に伴い、バッテリの電力がスタータの電動モータに供給され、電動モータがクランクシャフトを強制的に回転させるとともに、混合気がシリンダ内に供給される。以上により、シリンダ内の混合気を着火させ、内燃機関を始動させるようにしている。また、始動後は、運転者がイグニッション・キーを放すことにより、電動モータが停止する。
【０００３】
さらに、近年、自動車用の内燃機関の始動制御装置として、信号待ちや踏切待ちのときなどにアイドル運転を自動的に停止し、発進時に自動的に再始動するものが知られている。このような始動制御装置では、アイドル運転を自動的に停止した後の再始動は、運転者の発進操作に伴い、上記始動装置を作動させることによって行われる。この運転者の発進操作には、クラッチ、シフト操作、ブレーキ開放あるいはアクセル操作などがあり、これらの発進操作が行われると、バッテリの電力がスタータの電動モータに供給され、電動モータがクランクシャフトを強制的に回転させるとともに、混合気がシリンダ内に供給される。以上により、シリンダ内の混合気を着火させ、内燃機関を始動させるように制御している。また、上記のように信号待ちのときなどにアイドル運転を自動的に停止させることで、良好な燃費が確保される。
【０００４】
しかし、上記の始動制御装置では、スタータの電動モータは、バッテリを電源としており、そのトルクが小さいので、減速ギア機構と組み合わされているものが一般的である。このため、始動時および再始動時には、クランクシャフトをアイドル回転数よりもかなり低い回転数でしか回転させることができず、これにより、内燃機関が実際に始動するまでに時間がかかる。また、クランキング時には、内燃機関のシリンダ内における空気の圧縮および膨張により、トルク変動が生じ、これがクランクシャフトの回転を変動させる。この場合、電動モータによるクランクシャフトの駆動回転数が、内燃機関のフリクションにバランスすることにより低い回転数で安定してしまうので、その回転変動量が非常に大きくなることで、減速ギア機構から騒音が発生してしまう。以上のように、発進操作の時点から内燃機関が実際に始動し、車両が発進するまでに時間がかかることや、始動時に発生する内燃機関の振動および駆動系の騒音が運転者に嫌われることにより、その商品性が低いという問題がある。
【０００５】
以上のような内燃機関の始動制御装置の欠点を解消した例として、圧縮空気を利用して内燃機関を始動させるものが知られており、例えば特開昭６０−８５２４９号公報に記載されている。この始動制御装置は、クランクシャフトの回転力により駆動されるコンプレッサと、このコンプレッサから供給された圧縮空気を蓄えるリザーブタンクと、を備えている。この始動制御装置では、イグニッション・キーによる始動操作に伴い、リザーブタンクの圧縮空気を動力源としてクランクシャフトを回転駆動することにより、内燃機関が始動される。また、再始動時にも、イグニッション・キーの始動操作に伴い、始動時と同様の制御が行われる。このように圧縮空気を用いることで、スタータの電動モータよりも大きなトルクを確保でき、内燃機関の始動時間が短縮される。また、機関回転数をアイドル回転数まで短時間で上昇させるが可能であり、これにより、始動時の振動や騒音が抑制される。
【０００６】
また、他の内燃機関の始動制御装置として、大型電動モータと大容量のバッテリとを備え、大型電動モータおよび内燃機関の駆動力により走行する車両、いわゆるハイブリッドカーに適用されたものが知られている。このような始動制御装置には、大型電動モータにより内燃機関を始動させるとともに、イグニッション・キーによる始動操作を行うことなく、内燃機関を自動的に再始動させるものがある。このようにスタータの電動モータと比べてかなり大きなトルクを備えた大型電動モータを用いることで、上記の始動制御装置と同様に、内燃機関の始動時間が短縮されるとともに、始動時の振動が抑制される。また、再始動時には、イグニッション・キーによる始動操作を行うことなく、内燃機関を自動的に始動させることで、高い商品性が確保される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の圧縮空気を用いた始動制御装置によれば、内燃機関の回転力をコンプレッサの動力源として用いているので、内燃機関の停止時には、コンプレッサを駆動することができない。このため、内燃機関の停止直前において、誤操作等によりリザーブタンク内の圧縮空気が消費され、これに蓄圧されていなかった場合には、内燃機関を始動させることができない。また、空気の高圧化には限界があるため、始動に必要な圧縮空気を確保するには、リザーブタンクを大型化する必要があり、重量増加を招くとともにその収納スペースの確保が難しくなる。さらに、温度が低下すると、これに伴う飽和蒸気圧の低下によりリザーブタンク内や配管内に結露が生じ、極低温時には、これが氷結することにより、装置が破損したり、作動不良を起こしたりことがある。また、始動制御装置の作動時に、これから排気される圧縮空気中の残存エネルギが大きいので、排気音がかなり大きくなり、騒音が生じることがある。さらに、再始動時には、イグニッション・キーによる始動操作を行う必要がある。
【０００８】
一方、上記従来のハイブリッドカーに適用した始動制御装置によれば、大型電動モータと大容量のバッテリを必要とし、両者ともに非常に高価でかつ重いことから、重量および製造コストの大幅な増大を招いてしまう。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、良好な始動性および燃費を確保でき、重量および製造コストの増大を抑制でき、装置を小型化でき、自動的に再始動させることができる内燃機関の始動制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１の内燃機関３の始動制御装置１は、電動機９と、電動機９により駆動されるオイルポンプ４と、オイルポンプ４から吐き出された油圧を蓄圧するアキュムレータ５と、アキュムレータ５に油路８を介して接続され、アキュムレータ５に蓄圧された油圧により駆動されることによって、内燃機関３を始動させる油圧アクチュエータ（例えば実施形態における（以下、この項において同じ）油圧モータ６）と、油路８に設けられ、油圧アクチュエータ（油圧モータ６）への油圧の供給を制御する油圧供給制御弁（電磁弁７）と、油圧供給制御弁（電磁弁７）を駆動することにより、内燃機関３を始動させるように制御する制御手段（ＥＣＵ２、ステップ６１）と、内燃機関３の機関回転数ＮＥを検出する機関回転数検出手段（ＥＣＵ２，クランク角センサ２８）と、内燃機関３の始動前の停止時間ｔｘが所定時間ｔｂより長いか否かを判別する停止時間判別手段（ＥＣＵ２、図１０（ｂ）のステップ６０Ａ）と、を備え、制御手段（ＥＣＵ２）は、油圧アクチュエータ（油圧モータ６）への油圧の供給を開始した後、検出された機関回転数ＮＥが所定回転数ＮＥＡを超えたときに、油圧アクチュエータ（油圧モータ６）への油圧の供給を停止させるように制御し（図１０（ｂ）のステップ６１〜６３）、所定回転数ＮＥＡは、停止時間判別手段（ＥＣＵ２、ステップ６０Ａ）により停止時間ｔｘが所定時間ｔｂより長いと判別されたときに、第１の所定回転数（所定回転数ＮＥ１）に設定され（ステップ６０Ｃ）、停止時間ｔｘが所定時間ｔｂ以下と判別されたときに、第１の所定回転数（所定回転数ＮＥ１）より低い第２の所定回転数（所定回転数ＮＥ２）に設定される（ステップ６０Ｂ）ことを特徴とする。
【００１１】
この内燃機関の始動制御装置によれば、電動機の作動によってオイルポンプが駆動され、オイルポンプから吐き出された油圧がアキュムレータに蓄圧される。また、内燃機関を始動させるときには、制御手段が油圧供給制御弁を駆動することにより、油圧アクチュエータに対してアキュムレータからの油圧が供給される。これにより、油圧アクチュエータが駆動されることによって、内燃機関が始動される。以上のように、内燃機関を始動させるのに、電動機により発生させた油圧を利用しているので、内燃機関の運転停止中でも、次回の始動に備えて、電動機を作動させることによりアキュムレータに蓄圧させることができる。その結果、従来の圧縮空気を用いた始動制御装置と異なり、運転停止後の次回の始動時において、始動不能を招くことがなく、良好な始動性を確保することができる。
【００１２】
また、同じ理由により、圧縮空気を利用する従来の場合よりも高い圧力を容易に発生させることができ、アキュムレータ全体のサイズを小さくできることで、装置をコンパクトにすることができる。さらに、一般的に、油圧を動力源とする油圧アクチュエータは、スタータで通常、使用される電動モータと比べて大きな駆動力を発生するので、内燃機関のクランキング時の回転数を従来よりも高い目標回転数、例えばアイドル回転数よりも高い回転数まで上昇させることができるとともに、その目標回転数に到達するまでの所要時間を短縮できることで、始動時の内燃機関の振動や駆動系の騒音を抑制できる。また、作動媒体として油を用いており、油は空気と比べて圧力変化に伴う体積変化が小さいので、装置から排出された排出油の中に残存するエネルギが小さくなることにより、排出時の発生音を抑制することができる。さらに、同じ理由により、空気を作動媒体として用いたときのような氷結およびそれに起因する装置の破損などを防止することができる。また、オイルポンプを回転駆動可能なトルクを有する電動機と、これを駆動可能なバッテリとを備えていればよく、従来のハイブリッド車に適用した始動制御装置のような大型電動モータおよび大容量バッテリが不要になることにより、装置をコンパクトかつ軽量にすることができ、製造コストの上昇を抑制することができる。以上により、高い商品性を確保することができる。
【００１３】
さらに、制御手段により、機関回転数が所定回転数を超えたときに、油圧アクチュエータへの油圧の供給が停止されるので、この所定回転数を目標回転数として適切に設定することにより、内燃機関を確実に始動させることができる。また、油圧アクチュエータを用いているので、機関回転数が所定回転数を超え、油圧の供給が停止された時点以降においても、油圧アクチュエータが電磁弁の作動遅れなどにより内燃機関を駆動し続けることで、機関回転数がさらに上昇する。したがって、この機関回転数の上昇分を見込んで、所定回転数を上記目標回転数よりも少し低く設定することも可能であり、これにより、内燃機関の始動性を確保しながら、油圧の供給時間を短縮でき、アキュムレータに蓄圧された油圧の低下を抑制することができる。その結果、電動機の作動時間を短縮でき、消費電力を低減することができる。また、一般的に、内燃機関の停止時間が短いときには、機関温度の低下の度合いが小さいことで、フリクションも小さい状態にあり、さらに、油温の低下の度合いも小さいことで、油圧アクチュエータの応答性も高い状態になっている。したがって、この始動制御装置のように、停止時間が所定時間以下の場合に、油圧アクチュエータへの油圧の供給を停止するときの機関回転数を、第１回転数より低い第２の所定回転数に設定することにより、始動前の停止時間に応じて良好な始動性を確保することができる。これにより、油圧アクチュエータへの油圧の供給時間を短縮でき、アキュムレータの油圧を効率よく利用することができる。
【００１４】
また、請求項２の内燃機関３の始動制御装置１は、電動機９と、電動機９により駆動されるオイルポンプ４と、オイルポンプ４から吐き出された油圧を蓄圧するアキュムレータ５と、アキュムレータ５に油路８を介して接続され、アキュムレータ５に蓄圧された油圧により駆動されることによって、内燃機関３を始動させる油圧アクチュエータ（油圧モータ６）と、油路８に設けられ、油圧アクチュエータ（油圧モータ６）への油圧の供給を制御する油圧供給制御弁（電磁弁７）と、油圧供給制御弁（電磁弁７）を駆動することにより、内燃機関３を始動させるように制御する制御手段（ＥＣＵ２、ステップ９、ステップ６１）と、内燃機関３の停止後に、運転者がスタータスイッチ（キースイッチ２１）を操作したか否かを判別する手動操作判別手段（ＥＣＵ２、ステップ１）と、内燃機関３の停止後に、運転状態に応じて、運転者に発進を行う意志があるか否かを判別する発進意志判別手段（ＥＣＵ２、ステップ５２〜５３，５５〜５７）と、内燃機関の機関回転数ＮＥを検出する機関回転数検出手段（ＥＣＵ２、クランク角センサ２８）と、を備え、制御手段（ＥＣＵ２）は、手動操作判別手段（ＥＣＵ２、ステップ１）によりスタータスイッチ（キースイッチ２１）が操作されたと判別されたときに、油圧アクチュエータ（油圧モータ６）への油圧の供給を開始した後、検出された機関回転数ＮＥが第３の所定回転数（所定回転数ＮＥ１）を超えた時点で、油圧アクチュエータ（油圧モータ６）への油圧の供給を停止させるように制御し（図５（ａ）のステップ９〜１１）、発進意志判別手段（ＥＣＵ２、ステップ５２〜５３，５５〜５７）により運転者に発進の意志があると判別されたときに、油圧アクチュエータ（油圧モータ６）への油圧の供給を開始した後、検出された機関回転数ＮＥが第３の所定回転数（所定回転数ＮＥ１）よりも低い第４の所定回転数（所定回転数ＮＥ２）を超えた時点で、油圧アクチュエータ（油圧モータ６）への油圧の供給を停止させるように制御する（図１０（ａ）のステップ６１〜６３）ことを特徴とする。
【００１５】
この内燃機関の始動制御装置によれば、電動機の作動によってオイルポンプが駆動され、オイルポンプから吐き出された油圧がアキュムレータに蓄圧される。また、内燃機関を始動させるときには、制御手段が油圧供給制御弁を駆動することにより、油圧アクチュエータに対してアキュムレータからの油圧が供給される。これにより、油圧アクチュエータが駆動されることによって、内燃機関が始動される。以上のように、内燃機関を始動させるのに、電動機により発生させた油圧を利用しているので、内燃機関の運転停止中でも、次回の始動に備えて、電動機を作動させることによりアキュムレータに蓄圧させることができる。その結果、従来の圧縮空気を用いた始動制御装置と異なり、運転停止後の次回の始動時において、始動不能を招くことがなく、良好な始動性を確保することができる。
【００１６】
また、同じ理由により、圧縮空気を利用する従来の場合よりも高い圧力を容易に発生させることができ、アキュムレータ全体のサイズを小さくできることで、装置をコンパクトにすることができる。さらに、一般的に、油圧を動力源とする油圧アクチュエータは、スタータで通常、使用される電動モータと比べて大きな駆動力を発生するので、内燃機関のクランキング時の回転数を従来よりも高い目標回転数、例えばアイドル回転数よりも高い回転数まで上昇させることができるとともに、その目標回転数に到達するまでの所要時間を短縮できることで、始動時の内燃機関の振動や駆動系の騒音を抑制できる。また、作動媒体として油を用いており、油は空気と比べて圧力変化に伴う体積変化が小さいので、装置から排出された排出油の中に残存するエネルギが小さくなることにより、排出時の発生音を抑制することができる。さらに、同じ理由により、空気を作動媒体として用いたときのような氷結およびそれに起因する装置の破損などを防止することができる。また、オイルポンプを回転駆動可能なトルクを有する電動機と、これを駆動可能なバッテリとを備えていればよく、従来のハイブリッド車に適用した始動制御装置のような大型電動モータおよび大容量バッテリが不要になることにより、装置をコンパクトかつ軽量にすることができ、製造コストの上昇を抑制することができる。以上により、高い商品性を確保することができる。
【００１７】
さらに、内燃機関を、その停止後に、運転者のスタータスイッチ操作により通常と同様に手動始動できるだけでなく、運転状態に応じて運転者の発進の意志により、自動的に再始動できる。このように停止後に自動的に再始動される内燃機関では、再始動時の方が手動始動時よりも始動前の停止時間が短く、機関温度が高いため、機関自身がより始動しやすい状態にあるのが通常である。したがって、この始動制御装置のように、再始動時の目標回転数である所定回転数を、手動始動時よりも低く設定することによって、再始動時および手動始動時の双方において、良好な始動性を確保することができる。また、再始動時に所定回転数を低く設定することより、油圧アクチュエータへの油圧の供給時間をより短縮することができ、電動機の消費電力を低減することができる。
【００１８】
また、請求項３の内燃機関３の始動制御装置１は、電動機９と、電動機９により駆動されるオイルポンプ４と、オイルポンプ４から吐き出された油圧を蓄圧するアキュムレータ５と、アキュムレータ５に油路８を介して接続され、アキュムレータ５に蓄圧された油圧により駆動されることによって、内燃機関３を始動させる油圧アクチュエータ（油圧モータ６）と、油路８に設けられ、油圧アクチュエータ（油圧モータ６）への油圧の供給を制御する油圧供給制御弁（電磁弁７）と、油圧供給制御弁（電磁弁７）を駆動することにより、内燃機関３を始動させるように制御する制御手段（ＥＣＵ２、ステップ９、ステップ６１）と、内燃機関３の停止後に、運転者がスタータスイッチ（キースイッチ２１）を操作したか否かを判別する手動操作判別手段（ＥＣＵ２、ステップ１）と、内燃機関３の停止後に、運転状態に応じて、運転者に発進を行う意志があるか否かを判別する発進意志判別手段（ＥＣＵ２、ステップ５２〜５３，５５〜５７）と、を備え、制御手段（ＥＣＵ２）は、手動操作判別手段（ＥＣＵ２、ステップ１）によりスタータスイッチ（キースイッチ２１）が操作されたと判別されたときに、油圧アクチュエータ（油圧モータ６）への油圧の供給を開始した後、第２の所定時間（駆動時間ｔｃ）が経過した時点で、油圧アクチュエータ（油圧モータ６）への油圧の供給を停止させるように制御し（図４のステップ９〜１１）、発進意志判別手段（ＥＣＵ２、ステップ５２〜５３，５５〜５７）により運転者に発進の意志があると判別されたときに、油圧アクチュエータ（油圧モータ６）への油圧の供給を開始した後、第２の所定時間（駆動時間ｔｃ）よりも短い第３の所定時間（駆動時間ｔｄ）が経過した時点で、油圧アクチュエータ（油圧モータ６）への油圧の供給を停止させるように制御する（図９のステップ６１〜６３）ことを特徴とする。
【００１９】
この内燃機関の始動制御装置によれば、電動機の作動によってオイルポンプが駆動され、オイルポンプから吐き出された油圧がアキュムレータに蓄圧される。また、内燃機関を始動させるときには、制御手段が油圧供給制御弁を駆動することにより、油圧アクチュエータに対してアキュムレータからの油圧が供給される。これにより、油圧アクチュエータが駆動されることによって、内燃機関が始動される。以上のように、内燃機関を始動させるのに、電動機により発生させた油圧を利用しているので、内燃機関の運転停止中でも、次回の始動に備えて、電動機を作動させることによりアキュムレータに蓄圧させることができる。その結果、従来の圧縮空気を用いた始動制御装置と異なり、運転停止後の次回の始動時において、始動不能を招くことがなく、良好な始動性を確保することができる。
【００２０】
また、同じ理由により、圧縮空気を利用する従来の場合よりも高い圧力を容易に発生させることができ、アキュムレータ全体のサイズを小さくできることで、装置をコンパクトにすることができる。さらに、一般的に、油圧を動力源とする油圧アクチュエータは、スタータで通常、使用される電動モータと比べて大きな駆動力を発生するので、内燃機関のクランキング時の回転数を従来よりも高い目標回転数、例えばアイドル回転数よりも高い回転数まで上昇させることができるとともに、その目標回転数に到達するまでの所要時間を短縮できることで、始動時の内燃機関の振動や駆動系の騒音を抑制できる。また、作動媒体として油を用いており、油は空気と比べて圧力変化に伴う体積変化が小さいので、装置から排出された排出油の中に残存するエネルギが小さくなることにより、排出時の発生音を抑制することができる。さらに、同じ理由により、空気を作動媒体として用いたときのような氷結およびそれに起因する装置の破損などを防止することができる。また、オイルポンプを回転駆動可能なトルクを有する電動機と、これを駆動可能なバッテリとを備えていればよく、従来のハイブリッド車に適用した始動制御装置のような大型電動モータおよび大容量バッテリが不要になることにより、装置をコンパクトかつ軽量にすることができ、製造コストの上昇を抑制することができる。以上により、高い商品性を確保することができる。
【００２１】
さらに、前述したように、停止後に自動的に再始動される内燃機関では再始動時の方が手動始動時よりも、機関自身が始動しやすく、始動までに要する時間が短いのが通常である。したがって、この始動制御装置のように、再始動時の油圧アクチュエータの駆動時間を、手動始動時よりも短く設定することによって、再始動時および手動始動時の双方において、良好な始動性を確保することができるとともに、油圧の供給時間を短縮することで、電動機の消費電力を低減することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る内燃機関の始動制御装置について説明する。図１は、本実施形態の始動制御装置を自動車用の内燃機関に適用した例の概略構成を示している。同図に示すように、この始動制御装置１は、ＥＣＵ２（制御手段、機関回転数検出手段、停止時間判別手段、手動操作判別手段、発進意志判別手段）を備えており、このＥＣＵ２は、運転者の始動操作および内燃機関３（以下「エンジン３」という）の運転状態に応じて、後述するようにエンジン３の始動、停止および再始動を制御する。
【００２８】
エンジン３は、図示しない自動変速機構を備えた４サイクル４気筒エンジンである。自動変速機構は、オーバードライブギア付きの４速電子制御式自動変速機構で構成されており、Ｌ，２，Ｄ，Ｎ，Ｒ，Ｐの６つのシフトポジション（シフトレンジ）を備えている。Ｌポジションでは１速〜２速ギアが、２ポジションでは１速〜３速ギアが、Ｄポジションでは１速〜４速ギア（オーバードライブギア）がそれぞれ運転状態に応じて自動的に選択され、Ｒポジションではリバースギアが選択される。
【００２９】
また、始動制御装置１は、オイルポンプ４、アキュムレータ５、油圧モータ６（油圧アクチュエータ）および電磁弁７（油圧供給制御弁）を備えている。これらのオイルポンプ４、アキュムレータ５、油圧モータ６および電磁弁７は、図示しない金属管などからなる油路８により接続され、油圧回路４０を構成している。
【００３０】
オイルポンプ４には、電動機９（以下「電動モータ９」という）が連結されており、オイルポンプ４は、この電動モータ９により駆動される。この電動モータ９は、リレー１０を介してバッテリ１１に接続されている。リレー１０は、ＥＣＵ２に接続されており、ＥＣＵ２からの駆動信号に応じて、バッテリ１１と電動モータ９の間を電気的に接続し、または切り離す。このリレーの動作に伴い、バッテリ１１の電力が電動モータ９に供給および供給停止されることにより、オイルポンプ４が駆動および停止される。
【００３１】
また、オイルポンプ４は、その吸込側の油路８がリザーブタンク１２に接続されており、作動時に、リザーブタンク１２内のオイル１３を吸い込むようになっている。さらに、吐出側の油路８は、その途中にチェックバルブ１４が設けられており、その下流側で２経路に分岐している。一方の経路はアキュムレータ５に接続されており、他方の経路は、油圧モータ６に接続されるとともに、その途中に電磁弁７が設けられている。アキュムレータ５は、オイルポンプ４から吐出された油圧を蓄圧するものであり、後述するエンジン３の始動動作を２回連続して実行できるような油圧を蓄圧可能な容量を備えている。このアキュムレータ５に蓄圧された油圧は、チェックバルブ１４により、電磁弁７が開放されない限り、低下することなく一定に保持される。
【００３２】
さらに、アキュムレータ５とチェックバルブ１４の間の油路８には、圧力スイッチ１５が配置されており、この圧力スイッチ１５は、ＥＣＵ２に電気的に接続されている。この圧力スイッチ１５は、アキュムレータ５に蓄圧された油圧に応じてＯＮ／ＯＦＦ動作するものであり、その油圧が所定圧（例えば３００気圧）以上のときにＯＦＦ信号を、所定圧未満のときにＯＮ信号をＥＣＵ２に出力する。
【００３３】
一方、電磁弁７は、ノンリーク型のカットオフバルブであり、ＥＣＵ２に電気的に接続されている。電磁弁７は、常閉型のものであり、ＥＣＵ２によって駆動されたときに、油圧モータ６の入口側の油路８を開放し、アキュムレータ５からの油圧を油圧モータ６に供給する。
【００３４】
また、油圧モータ６は、アキュムレータ５からの油圧の供給によって回転駆動される例えばアキシャル型ピストンモータで構成され、その回転軸が減速ギア機構１６に連結されている。減速ギア機構１６は、ワンウェイクラッチ１７を介してタイミングプーリ１８の回転軸１８ａに連結され、このタイミングプーリ１８は、歯付きタイミングベルト１９を介してエンジン３のタイミングプーリ３ａに連結されている。さらに、このタイミングプーリ３ａは、クランクシャフト３ｂの先端部に取り付けられている。以上の構成により、エンジン３の始動時には、油圧モータ６が駆動されることにより、油圧モータ６のトルクがクランクシャフト３ｂに伝達され、クランクシャフト３ｂが所定の減速比（例えば５：１）で駆動される。また、これとは逆に、エンジン３の運転時には、ワンウェイクラッチ１７の作用により、クランクシャフト３ｂのトルクは、油圧モータ６に伝達されない。
【００３５】
また、ＥＣＵ２には、チャージランプ２０が接続されており、このチャージランプ２０は、図示しない計器板に配置されている。チャージランプ２０は、後述するように、アキュムレータ５の蓄圧が不十分であることで、エンジン３の始動動作を実行不能であるときに、それを運転者に報知するために点灯される。
【００３６】
さらに、図２に示すように、ＥＣＵ２には、以下に述べる３個のスイッチ２１〜２３および７個のセンサ２４〜３０が接続されている。キースイッチ２１（スタータスイッチ）は、図示しないステアリングコラムに取り付けられており、キー穴に差し込まれたイグニッション・キー（ともに図示せず）がＯＦＦ位置、ＡＣＣＥＳＳＯＲＹ位置、ＯＮ位置およびＳＴＡＲＴ位置にあることを検出し、それらの検出信号をＥＣＵ２に送る。
【００３７】
また、ブレーキスイッチ２２は、図示しないブレーキペダル機構に設けられ、ブレーキペダルが所定量以上、踏み込まれたときにＯＮ信号をＥＣＵ２に出力し、それ以外はＯＦＦ信号を出力する。
【００３８】
さらに、エアコンスイッチ２３は、図示しないエアコンデイショナーに取り付けられ、エアコンデイショナーが作動中のときにＯＮ信号をＥＣＵ２に出力し、それ以外はＯＦＦ信号を出力する。
【００３９】
一方、シフトポジションセンサ２４は、自動変速機構に設けられ、図示しないシフトレバーが前述した６つのシフトポジションのうちのいずれにあるかを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００４０】
また、アクセルセンサ２５は、図示しないアクセルペダル機構に設けられており、アクセルペダルが踏み込まれたときに、その踏み込み量（アクセル開度）を検出し、検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、このアクセルセンサ２５の検出信号に応じて、吸気管のスロットルバルブ（ともに図示せず）の開度を制御する。
【００４１】
さらに、車速センサ２６は、図示しない車両の車軸に取り付けられ、車軸に取り付けられたマグネットロータおよびＭＲＥピックアップによって構成され（いずれも図示せず）、車両の走行速度である車速ＶＰを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００４２】
一方、水温センサ２７（機関温度検出手段）、クランク角センサ２８（機関回転数検出手段）および失火センサ２９は、エンジン３に設けられている。水温センサ２７は、エンジン３の本体に取り付けられ、これを循環する冷却水の温度であるエンジン水温ＴＷ（機関温度）を検出して、その検出信号をＥＣＵ２に送る。また、クランク角センサ２８は、図示しないマグネットロータおよびＭＲＥピックアップで構成されており、クランクシャフト３ｂの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号を出力する。ＣＲＫ信号は、所定のクランク角ごとに１パルスが出力され、ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の機関回転数ＮＥ（以下「エンジン回転数ＮＥ」という）を求める。
【００４３】
さらに、失火センサ２９は、燃焼室内の失火を検出するものであり、燃焼室内に突出するように配置された２つの電極（いずれも図示せず）で構成されている。ＥＣＵ２は、これら２つの電極間を流れるイオン電流に基づく検出信号から、失火の有無を判別する。
【００４４】
また、バッテリ１１には、バッテリセンサ３０が取り付けられており、バッテリセンサ３０は、バッテリ１１の放電および充電電流値を検出するものであり、ＥＣＵ２は、バッテリセンサ３０の検出信号からバッテリ１１の放電積算量および充電積算量を算出し、これらからバッテリ１１の残容量を求める。
【００４５】
一方、ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび入出力インターフェースなどからなるマイクロコンピュータ（いずれも図示せず）で構成されている。前述したスイッチ１５，２１〜２３およびセンサ２４〜３０の検出信号はそれぞれ、ＥＣＵ２に入力され、入力インターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵに入力される。ＣＰＵは、これらの検出信号を所定のタイミングでサンプリングし、ＲＡＭ内にすでに記憶されている検出信号の値を更新するとともに、これらの値に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムおよびＲＡＭに記憶された後述する各フラグ値および演算値などに基づいて各種の演算処理を実行する。具体的には、ＥＣＵ２は、後述するように、手動始動制御処理、アイドル運転停止制御処理、再始動制御処理および手動停止制御処理を実行するとともに、前述した油圧回路４０の蓄圧動作を次のように制御する。
【００４６】
この油圧回路４０による蓄圧動作について簡単に説明すると、まず、アキュムレータ５に蓄圧された油圧が所定圧未満のときには、圧力スイッチ１５の出力がＯＮになり、電磁弁７がＯＦＦ状態に保持されるとともに、バッテリ１１の電力が電動モータ９に供給される。これにより、電動モータ９が作動し、オイルポンプ４が駆動されることで、オイルポンプ４は、リザーブタンク１２内のオイル１３を吸い込み、アキュムレータ５側および電磁弁７側に吐出する。このとき、電磁弁７が油路８を閉鎖しており、オイルポンプ４によってオイル１３が閉鎖された油路８内に連続して送り込まれることで、油圧が上昇し、これがアキュムレータ５に蓄圧される。
【００４７】
そして、油圧が所定圧以上に上昇すると、圧力スイッチ１５の出力がＯＮからＯＦＦに変化し、電動モータ９への電力供給が停止され、オイルポンプ４が停止する。このとき、チェックバルブ１４により、アキュムレータ５の油圧が低下しないように保持される。
【００４８】
次いで、アキュムレータ５に所定圧以上の油圧を蓄圧した状態で、後述する始動制御処理および再始動制御処理が実行されると、電磁弁７が油路８を開放し、アキュムレータ５の油圧が油圧モータ６に供給される。これにより、アキュムレータ５の油圧が低下することで、圧力スイッチ１５の出力がＯＦＦからＯＮに変化し、上述したようなアキュムレータ５への蓄圧動作が再度、実行される。以上のように、油圧回路４０では、圧力スイッチ１５の出力がＯＮになると、エンジン３の運転・停止状態とは無関係に、アキュムレータ５への蓄圧動作が実行されることで、その油圧が所定圧以上になるように制御される。
【００４９】
以下、ＥＣＵ２が実行する手動始動制御処理について、図３〜図４のフローチャートを参照しながら説明する。この手動始動制御処理は、運転者によりイグニッション・キーがキー穴に差し込まれ、ＯＮ位置まで回されたときに実行されるものである。イグニッション・キーがＯＮ位置まで回された直後の状態から時間を追って説明すると、まず、ステップ１（図では「Ｓ１」と略す。以下同じ）で、キースイッチ２１の出力によりイグニッション・キーがＳＴＡＲＴ位置に位置しているか否かを判別する。この判別結果がＮＯのとき、すなわちイグニッション・キーがＳＴＡＲＴ位置に位置していないときには、ステップ１に戻り、ステップ１の判別を繰り返し実行する。
【００５０】
また、ステップ１の判別結果がＹＥＳのとき、すなわちイグニッション・キーがＳＴＡＲＴ位置に位置しているときには、ステップ２に進み、シフトポジションがＰまたはＮにあり、かつエンジン回転数ＮＥが「０」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのとき、すなわちシフトポジションがＰおよびＮ以外にあるか、またはエンジン回転数ＮＥが「０」でないときには、ステップ１に戻り、ステップ１を再実行する。ステップ２の判別結果がＹＥＳのとき、すなわちシフトポジションがＰまたはＮにあり、かつエンジン回転数ＮＥが「０」であるときには、ステップ３に進み、圧力スイッチ１５がＯＦＦであるか否かを判別する。
【００５１】
ステップ３の判別結果がＹＥＳのとき、すなわちアキュムレータ５に所定圧以上の油圧が蓄圧されているときには、フラグＦＬ１を「０」にセットし（ステップ４）、ステップ６に進む。今回が本処理の１回目の実行時であれば、アキュムレータ５に所定圧以上の油圧が通常、蓄圧されており、圧力スイッチ１５がＯＦＦ状態に保持されているので、ステップ３の判別結果は、通常、ＹＥＳとなってステップ４が実行される。このフラグＦＬ１は、後述する手動停止制御処理において、イグニッション・キーがＯＦＦ位置に回されたときに、「０」にセットされるとともに、本処理の後述するステップ１２において「１」インクリメントされるものである。
【００５２】
一方、ステップ３の判別結果がＮＯのときには、ステップ５に進み、フラグＦＬ１が「１」または「０」か否かを判別する。この判別結果がＹＥＳ、すなわち今回が本処理の１回目または２回目の実行時であるときには、ステップ６に進む。
【００５３】
ステップ４またはステップ５に続くステップ６では、エンジン水温ＴＷが所定値ＴＷ１（例えば−１５℃）未満か否かを判別する。ステップ６でエンジン水温ＴＷ≧ＴＷ１であれば、電磁弁７の駆動時間ｔｃ（第１の所定時間、第２の所定時間、単位：ｓｅｃ）として「ｔ１＋０．０３・ＦＬ１」をセットし（ステップ７）、エンジン水温ＴＷ＜ＴＷ１であれば、駆動時間ｔｃとして「ｔ１＋０．０２＋０．０３・ＦＬ１」をセットする（ステップ８）。この後、図４のステップ９に進み、電磁弁７を駆動（ＯＮ）し、油路８を開放させる。これにより、アキュムレータ５の油圧が油圧モータ６に供給されることで、油圧モータ６がクランクシャフト３ｂを回転させる。これと同時に、混合気が燃焼室内に供給され、かつ図示しない点火プラグから燃焼室内に火花が飛ばされる。これにより、エンジン３を始動させる。
【００５４】
一般的に、本実施形態のような油圧回路４０では、電磁弁７がＯＦＦされ、油圧モータ６への油圧の供給が停止された時点以降においても、電磁弁７の作動遅れなどにより油圧モータ６がエンジン３を駆動し続けることで、エンジン回転数ＮＥがさらに上昇する。したがって、上記の値ｔ１は、このエンジン回転数ＮＥの上昇分を考慮しながら実験により求めた所定時間であり、上記のように算出した駆動時間ｔｃだけ電磁弁７をＯＮすることにより、エンジン３自身が確実に始動するような値（例えば０．１４ｓｅｃ）として設定されている。
【００５５】
ステップ９に続き、ステップ１０に進み、駆動時間ｔｃが経過したか否かを判別する。ステップ１０において、駆動時間ｔｃが経過していないときには、電磁弁７の開放を継続し、駆動時間ｔｃが経過したときには、ステップ１１に進み、電磁弁７の駆動を停止（ＯＦＦ）し、さらに、ステップ１２に進み、現在のフラグＦＬ１の値を「１」インクリメントする（ＦＬ＝ＦＬ＋１）。今回のステップ１２では、ＦＬ１の値が「１」にセットされる。
【００５６】
この後、ステップ１３に進み、電磁弁７をＯＦＦにしてから所定時間ｔａが経過したか否かを判別する。所定時間ｔａが経過していなければステップ１３の判別を繰り返し実行し、所定時間ｔａが経過したときには、ステップ１４に進み、エンジン回転数ＮＥが「０」でないか否かを判別する。ステップ１４において、エンジン回転数ＮＥが「０」でないときには、エンジン３が始動したとして、ステップ１５に進み、後述するアイドル運転停止制御処理を実行する。すなわち、ステップ１３の所定時間ｔａは、エンジン３の始動後の過渡運転状態が終了した後に、エンジン３が実際に始動したか否かを正しく判断するための待機時間であり、例えば２ｓｅｃに設定される。
【００５７】
また、ステップ１４において、エンジン回転数ＮＥが「０」のときには、エンジン３が始動していないとして、前述した図３のステップ１に戻り、前記と同様に２回目の処理を実行する。このときには、１回目の処理において、アキュムレータ５の油圧がすでに使用されているので、油圧が通常、所定圧未満に低下しており、圧力スイッチ１５がＯＮ状態になる。したがって、今回の本処理実行時には、ステップ３の判別結果がＮＯになるので、ステップ５に進み、フラグＦＬが「１」または「０」か否かを判別する。
【００５８】
このフラグＦＬ１は、前記１回目の本処理のステップ１２において「１」にセットされているので、ステップ５の判別結果がＹＥＳになる。したがって、前記と同様、ステップ６〜１４の処理を実行する。この場合、２回目の本処理の実行時には、フラグＦＬ１＝１であることにより、ステップ７またはステップ８において、駆動時間ｔｃの値が１回目よりも長く設定される。このようにする理由は、上述したように、２回目の本処理の実行時には、油圧が低下していることで、エンジン３の始動に要する時間が長くなるからである。
【００５９】
以上のように、圧力スイッチ１５の出力のＯＮ／ＯＦＦ状態にかかわらず、電磁弁７の開放によるエンジン３の始動動作が２回、実行される。また、前述したように、アキュムレータ５には、２回の始動動作を実行できるような油圧が通常、蓄圧されているので、以上の２回の始動制御処理により、エンジン３が通常、始動されることになる。
【００６０】
次いで、ステップ１４の判別結果がＮＯのとき、すなわち２回の始動制御処理を実行したにもかかわらず、エンジン３がまだ始動していないときには、ステップ１に戻り、３回目の本処理を実行する。この３回目の本処理実行時には、本処理の２回目実行時のステップ１１においてフラグＦＬの値が「２」にセットされていることから、ステップ５の判別結果がＮＯになるので、ステップ１６に進み、始動の準備が不十分であるとして、電磁弁７の開放によるエンジン３の始動動作を行うことなく、チャージランプ２０を点灯（ＯＮ）させ、ステップ１に戻り、前記と同様に４回目以降の処理を実行する。
【００６１】
このように４回目以降の処理を実行している間に、アキュムレータ５への蓄圧が終了し、圧力スイッチ１５の出力がＯＮからＯＦＦに変化すると、ステップ３の判別結果がＹＥＳになり、前述した電磁弁７の開放による始動制御が再度、実行される。以上のように、始動制御装置１の手動始動制御処理が実行される。
【００６２】
以上のように、この始動制御装置１では、エンジン３を始動させるのに、電動モータ９により発生させた油圧を利用しているので、エンジン３の運転停止中でも、次回の始動に備えて電動モータ９を作動させることにより、アキュムレータ５に蓄圧させることができる。その結果、従来の圧縮空気を用いた始動制御装置と異なり、運転停止後の次回の始動時において、始動不能を招くことがなく良好な始動性を確保することができる。
【００６３】
また、同じ理由により、圧縮空気を利用する従来の場合よりも高い圧力を容易に発生させることができ、アキュムレータ５全体のサイズを小さくできることで、始動制御装置１をコンパクトにすることができる。さらに、一般的に、油圧を動力源とする油圧モータ６などの油圧アクチュエータは、大きな駆動力を発生するので、エンジン３のクランキング時のエンジン回転数ＮＥを従来よりも高い目標回転数、例えばアイドル回転数より高い回転数まで上昇させることができるとともに、その目標回転数に到達するまでの所要時間を短縮できることで、始動時のエンジン３の振動を抑制できる。
【００６４】
さらに、作動媒体として、空気と比べて圧力変化に伴う体積変化が小さいオイル１３を用いているので、装置１から排出された排出油の中に残存するエネルギが小さくなることにより、排出時の発生音を抑制することができる。さらに、同じ理由により、空気を作動媒体として用いたときのような氷結およびそれに起因する装置１の破損などを防止することができる。また、オイルポンプ４を回転駆動可能なトルクを有する電動モータ９と、これを駆動可能なバッテリ１１とを備えていればよく、従来のハイブリッド車に適用した始動制御装置のような大型電動モータおよび大容量バッテリが不要になることにより、装置１をコンパクトかつ軽量にすることができ、製造コストの上昇を抑制することができる。以上により、高い商品性を確保することができる。
【００６５】
また、ステップ６において、エンジン水温ＴＷが所定値ＴＷ１より低いとき、すなわちエンジン３のフリクションが大きくかつオイル１３の粘性抵抗が大きいことで、始動に要する時間が長いときには、ＴＷ１以上のときよりも電磁弁７の駆動時間ｔｃが長く設定される（ステップ８）ことにより、エンジン３を確実に始動させることができる。さらに、電磁弁７の駆動時間ｔｃが経過した時点で、電磁弁７がＯＦＦされるので、故障などの理由によりエンジン３が目標回転数まで上昇しない場合でも、アキュムレータ５の油圧を無駄にすることがなく、これを効率よく利用することができる。
【００６６】
なお、本実施形態の始動制御処理においては、所定値ＴＷ１をしきい値として、電磁弁７の駆動時間ｔｃを２つの演算値に切り換えて設定するようにしたが、これに限らず、エンジン水温ＴＷと駆動時間ｔｃの関係を予め設定したテーブルを用いて、検出したエンジン水温ＴＷに応じて駆動時間ｔｃの値を決定するようにしてもよい。
【００６７】
また、電磁弁７を開放した後、駆動時間ｔｃが経過した時点で、これを閉じるように制御したが、これに代えて、図５（ａ）に示すように、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥ１（第１の所定回転数、第３の所定回転数）を超えた時点で、電磁弁７を閉鎖するように制御してもよい。具体的には、前述したステップ６〜ステップ１１に代えて、図５（ａ）に示すステップ９，１０Ａ，１１を実行する。すなわち、ステップ９で電磁弁７をＯＮした後、ステップ１０Ａで、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥ１（例えば７００ｒｐｍ）を超えたか否かを判別し、ＮＥ＞ＮＥ１と判別されたときに電磁弁７を閉鎖する（ステップ１１）。
【００６８】
一般的に、エンジン３では、そのエンジン水温ＴＷが低いほど潤滑油の粘性抵抗が大きくなり、フリクションが大きくなるとともに、油圧回路４０のオイル温度も低いことで、油圧モータ６の応答性が低い状態にある。これに対して、上記のように、実際のエンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥ１を超えるまで電磁弁７を開放させるように制御することにより、フリクションの大きさや油圧モータ６の応答性の低さとは無関係に、エンジン回転数ＮＥを所定回転数ＮＥ１まで確実に上昇させることができる。その結果、良好な始動性を確保できる。また、所定回転数ＮＥ１を、電磁弁７の停止後におけるエンジン回転数ＮＥの上昇分を見込んで設定することにより、油圧の消費を抑制することができる。
【００６９】
さらに、図５（ｂ）に示すように、上記図５（ａ）の所定回転数ＮＥ１をエンジン水温ＴＷに応じて設定するように制御してもよい。具体的には、図５（ｂ）に示すように、図５（ａ）のステップ９とステップ１０Ａの間において、ステップ１０Ｂを実行する。このステップ１０Ｂでは、水温センサ２７が検出したエンジン水温ＴＷに応じて、図１２にその一例を示すＴＷ−ＮＥ１テーブルを検索することにより、所定回転数ＮＥ１の値を設定する。同図に示すように、このＴＷ−ＮＥ１テーブルでは、エンジン水温ＴＷが低いほど、所定回転数ＮＥ１の値が大きくなるように設定されている。
【００７０】
以上のように制御すれば、エンジン水温ＴＷが低いことによるエンジン３の始動性の低い状態や、エンジン水温ＴＷが高いことによるエンジン３の始動性の高い状態を加味しながら、エンジン３を始動させることができる。すなわち、始動前のエンジン水温ＴＷによって異なるエンジン３の始動性の良否に応じて、エンジン３を適切に始動させることができる。
【００７１】
また、図５（ｃ）のステップ１０Ｃに示すように、上記図５（ａ）のステップ１０Ａの判別に代えて、エンジン３が実際に始動したか否かを判別してもよい。この判別は、エンジン回転数ＮＥと失火センサ２９の出力に応じて行う。このように制御すれば、エンジン３の始動を確実に検出できる。
【００７２】
次いで、上述した手動始動制御処理に続いて実行される、図４のステップ１５のアイドル運転停止制御処理について、図６および図７を参照しながら説明する。このアイドル運転停止制御処理は、踏切で停車しているときなどに、エンジン３を自動的に停止する処理である。本処理では、まず、ステップ２０において、エンジン回転数ＮＥが「０」か否かを判別する。ステップ２０の判別結果がＹＥＳのとき、すなわちエンジン回転数ＮＥが「０」のときには、何らかの予期しない理由によりエンジンストールしているとして、エンジン３を自動的に再始動させるために、ステップ３６に進み、後述する再始動制御処理を実行する。
【００７３】
また、ステップ２０の判別結果がＮＯのとき、すなわちエンジン回転数ＮＥが「０」でないときには、ステップ２１に進み、車速ＶＰが第１の所定車速ＶＰ１（例えば２０ｋｍ／ｈ）を超えているか否かを判別する。ステップ２１においてＶＰ＞ＶＰ１のときには、フラグＦＬ２を「１」にセットし（ステップ２２）、ステップ２０に戻る。また、ＶＰ≦ＶＰ１のときには、ステップ２３に進み、アクセルセンサ２５の出力に基づき、アクセルがＯＦＦ（アクセルペダルの踏み込み量が所定量未満）か否かを判別する。
【００７４】
ステップ２３において、アクセルがＯＮであるときには、フラグＦＬ２を「０」にセットし（ステップ２４）、ステップ２０に戻る。ステップ２３において、アクセルがＯＦＦであるときには、ステップ２５に進み、車速ＶＰが第２の所定車速ＶＰ２（例えば１０ｋｍ／ｈ）未満か否かを判別する。ステップ２５において、ＶＰ≧ＶＰ２であれば、ステップ２６に進み、フラグＦＬ２が「１」か否かを判別する。ステップ２６において、フラグＦＬ２が「１」であればフラグＦＬ２を「２」にセットし（ステップ２７）、ステップ２０に戻り、フラグＦＬ２が「１」でなければ、そのままステップ２０に戻る。
【００７５】
また、ステップ２５でＶＰ＜ＶＰ２であれば、ステップ２８に進み、シフトポジションがＤであるか否かを判別する。ステップ２８でシフトポジションがＤであるときには、ステップ２９に進み、ブレーキスイッチ２２の出力に基づき、ブレーキがＯＮ（ブレーキペダルの踏み込み量が所定量以上）であるか否かを判別する。ステップ２９で、ブレーキがＯＮでなければステップ２０に戻り、ブレーキがＯＮであれば、ステップ３０に進み、フラグＦＬ２が「２」であるか否かを判別する。
【００７６】
ステップ３０で、フラグＦＬ２が「２」でないときはステップ２０に戻り、フラグＦＬ２が「２」であるときには、車速ＶＰがＶＰ１より高い値からＶＰ２未満の値まで低下し、エンジン３のアイドル運転を停止してもよい状態であるとして、図７のステップ３１に進み、エンジン水温ＴＷが所定値ＴＷ２（例えば６０℃）以上であること、バッテリ１１の残容量が所定量以上であること、およびエアコンがＯＦＦであることの３つの条件がすべて成立しているか否かを判別する。ステップ３１で、これら３つの条件のうちの少なくとも１つが成立していないときにはステップ２０に戻り、これら３つの条件がすべて成立しているときには、ステップ３２に進み、圧力スイッチ１５がＯＦＦであるか否かを判別する。
【００７７】
ステップ３２において、圧力スイッチ１５がＯＮであるときには、アキュムレータ５に蓄圧した油圧が不十分であり、エンジン停止後にすぐには再始動できない可能性があるとして、エンジン３を停止させることなく、チャージランプをＯＮし（ステップ３３）、ステップ２０に戻る。ステップ３２において、圧力スイッチ１５がＯＦＦであるときには、十分な油圧がアキュムレータ５に蓄圧されており、エンジン停止後に再始動が可能であるとして、ステップ３４に進み、エンジン３を停止する。具体的には、インジェクタによる燃料噴射と点火プラグによる点火動作とを中止するとともに、アイドルコントロールバルブをＯＦＦにする（いずれも図示せず）。
【００７８】
ステップ３４に続き、ステップ３５に進み、エンジン回転数ＮＥが「０」であるか否かを判別する。ステップ３５で、エンジン回転数ＮＥが「０」であれば、ステップ３６に進み、後述する再始動制御処理を実行する。また、ステップ３５で、エンジン回転数ＮＥが「０」でなければ、ステップ２０に戻り、本処理を引き続き実行する。
【００７９】
また、前述したステップ２８において、シフトポジションがＤでないときには、ステップ３７に進み、シフトポジションがＮであるか否かを判別する。ステップ３７で、シフトポジションがＮでないときにはステップ２０に戻り、シフトポジションがＮであるときには、ステップ３８に進み、過去１０秒間の間にシフトポジションがＲにあったか否かを判別する。
【００８０】
ステップ３８において、過去１０秒間の間にシフトポジションがＲにあった場合には、例えば車庫入れ運転中であるとして、エンジン３の停止を行うことなくステップ２０に戻り、シフトポジションがＲになかった場合には、フラグＦＬ３を「１」にセットし（ステップ３９）、前述したステップ３１に進む。なお、このフラグＦＬ３は、後述するステップ３６の再始動制御処理において用いられるものである。
【００８１】
以上詳述したように、このアイドル運転停止制御処理では、車速ＶＰが第１の所定車速ＶＰ１以上の値から第２の所定車速ＶＰ２（＜ＶＰ１）未満の値まで低下し、その間に、シフトポジションがＤにあり、アクセルがＯＦＦされ、ブレーキが踏まれた状態が継続している状態でなければ、エンジン３が停止されない。これにより、渋滞中の頻繁なエンジン停止を回避することができる。また、シフトポジションがＮにある場合に、過去１０秒間の間にシフトポジションがＲにあったときには、エンジン３が停止されない。これにより、車庫入れ運転中におけるエンジン停止を回避することができる。
【００８２】
次いで、上述したアイドル運転停止制御処理に続いて実行される、図７のステップ３６の再始動制御処理について、図８および図９を参照しながら説明する。この再始動制御処理は、アイドル運転停止制御処理によりエンジン３が停止しているときや、何らかの理由によりエンジンストールが発生したときに、エンジン３を自動的に再始動させる処理である。本処理では、まず、ステップ５０において、エンジン回転数ＮＥが「０」か否かを判別する。ステップ５０の判別結果がＮＯのとき、すなわちエンジン回転数ＮＥが「０」でないときには、エンジン３が運転中であり、本処理を実行する必要がないとして、ステップ６７に進み、アイドル運転停止制御処理を実行する。
【００８３】
また、ステップ５０の判別結果がＹＥＳのとき、すなわちエンジン回転数ＮＥが「０」のときには、ステップ５１に進み、車速ＶＰが前記第２の所定車速ＶＰ２未満か否かを判別する。ステップ５１において、ＶＰ＜ＶＰ２のときには、ステップ５２に進み、前述した図７のステップ３１と同じ３つの条件がすべて成立しているか否かを判別する。ステップ５２で、これら３つの条件がすべて成立しているときには、ステップ５３に進み、シフトポジションがＮであるか否かを判別する。
【００８４】
ステップ５３において、シフトポジションがＮであるときには、フラグＦＬ３を「１」にセットし（ステップ５４）、ステップ５０に戻る。また、シフトポジションがＮでないときには、ステップ５５に進み、シフトポジションがＤであるか否かを判別する。ステップ５５でシフトポジションがＤであるときには、ステップ５６に進み、フラグＦＬ３が「０」であるか否かを判別する。
【００８５】
ステップ５６で、フラグＦＬ３が「０」であれば、ステップ５７に進み、ブレーキがＯＮかつアクセルがＯＦＦであるか否かを判別する。ステップ５７で、ブレーキがＯＦＦまたはアクセルがＯＮであるときには、ステップ５０に戻り、ブレーキがＯＮかつアクセルがＯＦＦであるときには、図９のステップ５８に進む。
【００８６】
また、前述したステップ５１においてＶＰ≧ＶＰ２のとき、ステップ５２において３つの条件のうちの少なくとも１つが成立していないとき、ステップ５５においてシフトポジションがＤでないとき、またはステップ５６においてフラグＦＬ３が「０」でないときにも、図９のステップ５８に進む。
【００８７】
図９に示すように、ステップ５８〜ステップ６９の処理は、電磁弁７の駆動時間ｔｄの値を設定する処理以外は、前述した手動始動制御処理のステップ３〜ステップ１６の処理と同様であるので、ここでは詳しい説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。本処理では、ステップ６０において、電磁弁７の駆動時間ｔｄ（第３の所定時間）が所定値ｔ２に設定される。この所定値ｔ２は、前述した値ｔ１よりも若干、短い時間（例えば０．１３ｓｅｃ）としてセットされる。このように駆動時間ｔｄを設定する理由の１つは、再始動時には、手動始動時よりも、始動前の停止時間が短くエンジン水温ＴＷの低下度合が小さいことで、エンジン３が始動しやすく、始動に要する時間が短いのが一般的であるからである。また、他の理由として、再始動時には、運転者によるイグニッション・キー操作が行われず、エンジン３が自動的に始動されるので、その発生音を抑制することが望ましいからである。
【００８８】
以上詳述したように、始動制御装置１の再始動制御処理が実行され、エンジン３が自動的に再始動される。このようにアイドル運転停止制御処理と再始動制御処理が自動的に実行されることにより、エンジン３が、運転を自動停止した後、所定の運転状態に応じて自動的に再始動される。すなわち前述したように、車速ＶＰ、エンジン水温ＴＷ、バッテリ残容量、エアコンの作動状態、シフトポジション、ブレーキの踏み込み状態、およびアクセルの踏み込み状態などに応じて、エンジン３が自動的に再始動される。これにより、信号待ちのときなどにアイドル運転を自動的に停止させた後の始動操作がまったく不要になる。その結果、高い商品性を確保することができる。
【００８９】
また、エンジン水温ＴＷの低下度合が小さく、エンジン３が始動しやすい再始動時において、電磁弁７の駆動時間ｔｄ、すなわち油圧モータ６が駆動される時間が、手動始動時の駆動時間ｔｃよりも短く設定される（ｔｄ＜ｔｃ）。これにより、再始動時および手動始動時の双方において、良好な始動性を確保することができるとともに、油圧モータ６への油圧の供給時間を短縮することで、電動モータ９の消費電力を低減することができる。
【００９０】
さらに、自動変速機構においては、クラッチの断続時間すなわちクラッチを滑らせる時間を短くすることが燃費上、好ましいが、そのようにすると、急ブレーキ時などにエンジン停止が生じやすい。本実施形態の始動制御装置１では、このような原因でエンジン停止が発生した場合でも、油圧によりエンジン３を短時間で再始動することができる。したがって、良好なドライバビリティを確保しながら、燃費を向上させることができる。
【００９１】
なお、本実施形態の再始動制御処理においては、電磁弁７を開放した後、駆動時間ｔｃが経過した時点で、これを閉じるように制御したが、図１０（ａ）に示すように、エンジン回転数ＮＥが手動始動制御処理時の所定回転数ＮＥ１より低い所定回転数ＮＥ２（第２の所定回転数、第４の所定回転数、例えば６００ｒｐｍ）を超えた時点で、電磁弁７を閉鎖するように制御してもよい。具体的には、前記テップ６０〜ステップ６３に代えて、図１０（ａ）に示すステップ６１，６２Ａ，６３を実行する。特に、ステップ６２Ａでは、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥ２を超えたか否かを判別し、ＮＥ＞ＮＥ２と判別されたときに電磁弁７を閉鎖する（ステップ６３）。
【００９２】
このように、エンジン水温ＴＷの低下度合が小さく、エンジン３が始動しやすい再始動時には、その目標回転数である所定回転数ＮＥ２が、手動始動時の目標回転数Ｎ１よりも低く設定される（ＮＥ２＜ＮＥ１）。これにより、再始動時および手動始動時の双方において、良好な始動性を確保することができるとともに、油圧の供給時間を短縮することで、電動モータ９の消費電力を低減することができる。
【００９３】
さらに、図１０（ｂ）に示すように、上記図１０（ａ）の所定回転数ＮＥ１に代えて、エンジン始動前の停止時間ｔｘに応じて設定される所定回転数ＮＥＡを用いて制御してもよい。具体的には、図１０（ｂ）に示すように、ステップ６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６１，６２Ｂ，６３を実行する。まず、ステップ６０Ａで、エンジン３の停止時間ｔｘが所定時間ｔｂを超えているか否かを判別し、ｔｘ≦ｔｂのときには、所定回転数ＮＥＡとして前述した所定回転数ＮＥ２をセットし（ステップ６２Ｂ）、ｔｘ＞ｔｂのときには、所定回転数ＮＥＡとして前述した所定回転数ＮＥ１をセットする。次いで、電磁弁７をＯＮし（ステップ６１）、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥＡを超えたときに（ステップ６２Ｂの判別結果がＹＥＳのとき）、電磁弁７をＯＦＦする（ステップ６３）。なお、ＥＣＵ２は、イグニッション・キーがＯＦＦ位置にあるときでも作動するタイマを備えており、この始動前の停止時間ｔｘは、前記アイドル運転停止制御処理によりエンジン３を自動的に停止した時点のタイマ値と、前記再始動制御処理により再始動した時点のタイマ値の差として求められる。
【００９４】
以上のような制御によって、エンジン３のクランキング時間が、始動前の停止時間ｔｘの長短に応じて設定されることにより、良好な始動性を確保することができる。これにより、油圧モータ６への油圧の供給時間を短縮でき、油圧を効率よく利用できる。
【００９５】
なお、前述した図５（ｂ）に示す手動始動制御処理においても、上記再始動制御処理と同様に、始動前の停止時間ｔｘに応じて所定回転数ＮＥ１を設定してもよい。この場合には、始動前の停止時間ｔｘを、イグニッション・キーがＯＦＦ位置になった時点のタイマ値と、この後ＯＮ位置になった時点のタイマ値との差から求めればよい。
【００９６】
次いで、本実施形態の手動停止制御処理について、図１１を参照しながら説明する。この手動停止制御処理は、イグニッション・キーがＯＦＦ位置に回されたときに実行されるものである。同図に示すように、本処理では、まず、ステップ８０において、圧力スイッチ１５がＯＦＦか否かを判別する。ステップ８０で、圧力スイッチ１５がＯＮのときには、ステップ８０の判別を繰り返し実行し、圧力スイッチ１５がＯＦＦのときには、ステップ８１に進み、３つのフラグＦＬ１，２，３の値を「０」にセットして、本処理を終了する。
【００９７】
このように、エンジン３が手動停止されたときには、圧力スイッチ１５がＯＦＦになった状態、すなわちアキュムレータ５に所定圧以上の油圧を蓄圧させた状態を確認した後、本処理を終了するので、次回の手動始動制御処理の実行時において、エンジン３を直ちに始動させることができる。
【００９８】
なお、前述した実施形態においては、始動制御装置１を自動車用の内燃機関３に適用した例について説明したが、これに限らず、内燃機関付きの２輪車などに適用してもよく、内燃機関を備える車両であればよい。また、内燃機関３を始動させるための油圧アクチュエータとして油圧モータ６を用いたが、油圧アクチュエータはこれに限らず、回転運動型や往復運動型の油圧アクチュエータを用いてもよく、内燃機関を始動可能なものであればよい。
【００９９】
さらに、始動制御装置１を４速電子式自動変速機構を備えた内燃機関３に適用したが、手動変速機構を備えた内燃機関に適用してもよい。この場合には、始動制御処理において、図３のステップ２の判別を行わないようにすればよい。また、アイドル運転停止制御処理では、シフトポジションがニュートラルにあること、クラッチペダルが踏み込まれたこと、および車速ＶＰが「０」になったことなどを条件として、エンジン３を停止させるように制御すればよい。さらに、再始動制御処理では、エンジン停止後に、１速ギアか２速ギアが選択されたこと、ギアがニュートラルでかつクラッチペダルが踏まれたこと、および足がブレーキペダルから離れたことなどを条件として、エンジン３を再始動させるように制御すればよい。
【０１００】
【発明の効果】
以上のように、本発明の内燃機関の始動制御装置によれば、良好な始動性および燃費を確保でき、重量および製造コストの増大を抑制でき、装置を小型化でき、自動的に再始動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の始動制御装置の概略構成を示す系統図である。
【図２】図１の始動制御装置のＥＣＵ、各種スイッチおよび各種センサを示すブロック図である。
【図３】始動制御装置のイグニッション・キーの操作による通常の始動制御処理の一部を示すフローチャートである。
【図４】図３の残りの部分を示すフローチャートである。
【図５】図３および図４のステップ６〜１１の変形例をそれぞれ示す（ａ）（ｂ）（ｃ）フローチャートである。
【図６】始動制御装置のアイドル運転停止制御処理を示すフローチャートである。
【図７】図６の残りの部分を示すフローチャートである。
【図８】始動制御装置の再始動制御処理を示すフローチャートである。
【図９】図８の残りの部分を示すフローチャートである。
【図１０】図９のステップ６０〜６２の変形例をそれぞれ示す（ａ）（ｂ）フローチャートである。
【図１１】始動制御装置のイグニッション・キーの操作による通常の手動運転停止制御処理を示すフローチャートである。
【図１２】ＴＷ−ＮＥ１テーブルの一例を示す図である。
【符号の説明】
１    始動制御装置
２    ＥＣＵ（制御手段、機関回転数検出手段、停止時間判別手段、手動
操作判別手段、発進意志判別手段）
３    内燃機関
４    オイルポンプ
５    アキュムレータ
６    油圧モータ（油圧アクチュエータ）
７    電磁弁（油圧供給制御弁）
８    油路
９    電動機
２１    キースイッチ（スタータスイッチ）
２７    水温センサ（機関温度検出手段）
２８    クランク角センサ（機関回転数検出手段）
ＮＥ    機関回転数
ＮＥ１    所定回転数（第１の所定回転数、第３の所定回転数）
ＮＥ２    所定回転数（第２の所定回転数、第４の所定回転数）
ＮＥＡ    所定回転数
ＴＷ    エンジン水温（機関温度）
ｔｂ    所定時間
ｔｃ    駆動時間（第１の所定時間、第２の所定時間）
ｔｄ    駆動時間（第３の所定時間）
ｔｘ    停止時間
【図１】
0004064016.tif 000002
【図２】
0004064016.tif 000003
【図３】
0004064016.tif 000004
【図４】
0004064016.tif 000005
【図５】
0004064016.tif 000006
【図６】
0004064016.tif 000007
【図７】
0004064016.tif 000008
【図８】
0004064016.tif 000009
【図９】
0004064016.tif 000010
【図１０】
0004064016.tif 000011
【図１１】
0004064016.tif 000012
【図１２】
0004064016.tif 000013