(57)【要約】【課題】内燃機関の停止時における内燃機関の逆回転を抑制する。【解決手段】内燃機関２００の始動制御装置１００は、作動油の油圧により駆動されることで内燃機関２００を始動させる油圧モータ１０５と、油圧モータにおいて発生される駆動トルクの内燃機関への伝動を一方向的に行う一方向伝動手段２０３と、開弁時に油路１０１の上流側及び下流側を連通させると共に閉弁時に油路１０１の上流側と下流側との連通を遮断する油圧モータ１０５の上流側に備えられる第一制御弁１０４と、油圧モータ１０５の下流側に備えられる第二制御弁１０６と、内燃機関２００の逆回転時には、第一制御弁１０４及び第二制御弁１０６の開閉状態を閉弁方向に遷移させることで、少なくとも油圧モータ１０５の周辺における作動油の流動を抑制させる制御手段３００とを備える。【選択図】図１
2009228633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動油を供給するポンプと、
前記ポンプより供給される前記作動油を蓄圧するアキュムレータと、
前記アキュムレータに油路を介して接続され、前記アキュムレータに蓄えられた油圧により駆動されることで内燃機関を始動させる油圧モータと、
前記油圧モータにおいて発生される駆動トルクの前記内燃機関への伝動を行う一方で、前記内燃機関における駆動トルクの前記油圧モータへの伝動を行わない一方向伝動手段と、
前記油路上において前記油圧モータの上流側に備えられ、開弁時に前記油路の上流側及び下流側を連通させると共に閉弁時に前記油路の上流側と下流側との連通を遮断する第一制御弁と、
前記油路上において前記油圧モータの下流側に備えられ、開弁時に前記油路の上流側及び下流側を連通させると共に閉弁時に前記油路の上流側と下流側との連通を遮断する第二制御弁と、
前記第一制御弁及び前記第二制御弁の少なくとも一方の開閉を制御することで、前記油圧モータに供給される前記作動油の油圧及び流量を制御するとともに、前記内燃機関の逆回転時には、前記第一制御弁及び前記第二制御弁の開閉状態を閉弁方向に遷移させることで、少なくとも前記油圧モータの周辺における前記作動油の流動を抑制させる制御手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記内燃機関の逆回転時には、前記第一制御弁及び前記第二制御弁を閉弁させることで、少なくとも前記油圧モータの周辺における前記作動油の流動を停止させることを特徴とする請求項１に記載の始動制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記内燃機関の停止に伴って発生する前記内燃機関の逆回転時には、前記第一制御弁及び前記第二制御弁の開閉状態を閉弁方向に遷移させることで、少なくとも前記油圧モータの周辺における前記作動油の流動を抑制させることを特徴とする請求項１又は２に記載の始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばモータなどを利用して内燃機関を始動させる内燃機関の始動制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、油圧モータを利用して内燃機関の始動を行う車両のエンジンスタータ装置が知られている。このような油圧式のエンジンスタータにおいては、例えば、電動モータを用いたエンジンスタータに比して、高い圧力密度で動力の供給を行うことが出来、内燃機関の始動に寄与する駆動トルクを増大させることが可能となる。しかしその反面、油圧モータの駆動の適切な制御が行われない場合には、目標エンジン回転数を超過する過剰な駆動トルクの供給が行われることによって、エネルギー損失及び内燃機関の振動などを引き起こす虞がある。
【０００３】
このような問題に鑑み、特許文献１には、油圧モータに接続される作動油の通路であるところの油路内における複数点での作動油の圧力を検出し、該複数点における圧力差が所定の値を超過する場合に、油圧モータの駆動を停止する構成が開示されている。一方、特許文献２に記載の構成においては、内燃機関のエンジン回転数が所定の値に達するまで、油圧モータへの油圧の供給を行う構成が開示されている。また、特許文献３には、油圧モータに接続されるアキュムレータなどの蓄圧容器の内圧や容量に基づいて油圧モータへの油圧の供給を行う構成が開示されている。特許文献４には、油圧アクチュエータと内燃機関との間に一方向的に動力を伝達し得るワンウェイクラッチを備えることで、内燃機関の始動後に、内燃機関の駆動トルクがエンジンスタータに伝動されることによる動力損失を抑制する構成が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３４９４０３号公報
【特許文献２】特開２００１−０８２２０２号公報
【特許文献３】特開２００４−０６０５２７号公報
【特許文献４】特開２００７−２２４７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
典型的に、内燃機関においては、駆動の停止時（つまり、エンジン回転数＝零となる時）に動力軸の逆回転が発生することが知られており、結果として、内燃機関の停止クランク角の変動、或いは逆回転に伴う内燃機関の急振動などが生じるという技術的問題点が指摘されている。このような内燃機関の停止クランク角の変動によって、内燃機関が停止時のクランク角を正確に把握することができない。その結果、内燃機関の再始動時等において、クランク角を把握するための処理を別途行う必要がある。これにより、内燃機関の早期始動が妨げられるという技術的な問題点が生ずる。
【０００６】
本発明は、上述した問題点に鑑みて為されたものであり、一方向的にエンジンスタータから内燃機関へと動力を伝動し得るエンジンシステムにおいて、内燃機関の停止時の逆回転を抑制することで、停止クランク位置の判別を容易とすると共に、逆回転に伴う車両振動などの不具合をも抑制可能な内燃機関の始動制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題を解決するために、本発明の内燃機関の始動制御装置は、作動油を供給するポンプと、前記ポンプより供給される前記作動油を蓄圧するアキュムレータと、前記アキュムレータに油路を介して接続され、前記アキュムレータに蓄えられた油圧により駆動されることで内燃機関を始動させる油圧モータと、前記油圧モータにおいて発生される駆動トルクの前記内燃機関への伝動を行う一方で、前記内燃機関における駆動トルクの前記油圧モータへの伝動を行わない一方向伝動手段と、前記油路上において前記油圧モータの上流側に備えられ、開弁時に前記油路の上流側及び下流側を連通させると共に閉弁時に前記油路の上流側と下流側との連通を遮断する第一制御弁と、前記油路上において前記油圧モータの下流側に備えられ、開弁時に前記油路の上流側及び下流側を連通させると共に閉弁時に前記油路の上流側と下流側との連通を遮断する第二制御弁と、前記第一制御弁及び前記第二制御弁の少なくとも一方の開閉を制御することで、前記油圧モータに供給される前記作動油の油圧及び流量を制御するとともに、前記内燃機関の逆回転時には、前記第一制御弁及び前記第二制御弁の開閉状態を閉弁方向に遷移させることで、少なくとも前記油圧モータの周辺における前記作動油の流動を抑制させる制御手段とを備える。
【０００８】
本発明に係る「内燃機関」とは、一又は複数の気筒を有し、当該気筒の各々における燃焼室において、例えばガソリン、軽油、各種アルコール若しくは各種アルコールとガソリンとの混合燃料等各種の燃料又は当該各種燃料を含む混合気等が爆発或いは燃焼した際に生じる力を、例えばピストン、コネクティングロッド及びクランクシャフト等の物理的な又は機械的な伝達経路を経て駆動力として取り出すことが可能に構成された機関を包括する概念である。
【０００９】
この種の内燃機関に係る「始動制御装置」とは、所謂原動機を含んで成り、該内燃機関の回転軸たるクランクシャフトに対して、例えばリングギア或いはタイミングベルトなどの少なくとも動力を伝動し得る態様を介して接続され、内燃機関の始動時に制御手段の制御のもと、所定のトルク及び回転速度でクランクシャフトを回転させる動力を供給し得る、所謂エンジンスタータを好例とする構成である。
【００１０】
本発明に係る内燃機関の始動制御装置における「油路」とは、即ち作動油の通路であって、好適な一形態として、例えばポンプ、アキュムレータ及び油圧モータを相互に且つ適宜連通又は連結せしめ得る、例えば単一又は複数の管状部材の形態を採る。このとき、ポンプにより吐出される作動油は、アキュムレータにおいて蓄圧された後、油圧モータに流れ込みその駆動に供される。その後、作動油は、例えば、リザーブタンクなどに蓄積され、ポンプにより吸い出されることで繰り返し油路内を流動する。従って、本発明における油路の上流側或いは下流側とは、このような作動油の流動の態様によって決定されるものであり、例えば、油圧モータの上流側とは、少なくとも油圧モータより上流側の地点を示し、特別な記載がない場合には、好適にはアキュムレータより下流側の地点を示す。
【００１１】
本発明に係る内燃機関の始動制御装置においては、例えばバッテリィにより駆動されるポンプによって吐出される作動油が、蓄圧機であるアキュムレータに蓄積されることで加圧される。また、「アキュムレータ」とは、例えばアキュムレータ内に流体が蓄積されるに従って、初期状態において充満していた気体或いはバネが加圧により圧縮されるとともに、流体が蓄積から解放された際に、該気体の膨張或いは該バネの伸長に伴う圧力によって流体の放出を支援する手段である。この態様においては、アキュムレータは、少なくとも前述のポンプにより供給される作動油を蓄圧し、例えば第一制御弁及び第二制御弁の開弁などによる蓄圧圧力の解放時には、該ポンプの吐出流量より幾らかなりと大きな流量或いは油圧で作動油の放出を行う。
【００１２】
油圧モータは、供給される作動油の油圧によりギア、ペーン或いはピストンモーターなどが回転されることで駆動される原動機であり、少なくとも後述する第一制御弁及び第二制御弁の開弁に伴って供給される作動油の油圧及び流量に応じて、出力トルク及び回転速度が制御可能な軸の回転運動を取り出すことが可能である。このような軸の回転運動は、本発明における「一方向伝動手段」によって、内燃機関の回転軸（つまり、クランクシャフト）に伝動される。ここに、一方向伝動手段とは、一具体例として、油圧モータの回転軸に接続されるピニオンギア、該ピニオンギアと係合されるリングギア、及び該リングギアとクランクシャフトとの係合を行い、リングギアの回転（ひいては、油圧モータの回転）に伴う駆動トルクを一方向的にクランクシャフトに伝動するワンウェイクラッチなど、典型的には複数のギア及びクラッチを備える動力伝達機構である。すなわち、この構成によれば、エンジン回転数（つまり、内燃機関の回転軸たるクランクシャフトの回転数）が、リングギア回転数に比して高い場合には、クランクシャフトの駆動トルクによってリングギアが回転されることなく、リングギアは空転する。他方で、リングギア回転数がエンジン回転数に比して高い場合には、リングギアとクランクシャフトとは共回りし、リングギアの駆動トルクがクランクシャフトに伝動される。他方で、内燃機関において通常の駆動による回転とは逆方向の回転が行われた場合、ワンウェイクラッチによる係合の態様から、内燃機関における回転に伴う駆動トルクが、逆に油圧モータ方向に伝動される。また、一方向伝動手段は、減速機構などを介することで、油圧モータにおける回転を、内燃機関における好適な駆動トルクを発生出来るよう減速した上で内燃機関に伝動するよう構成されていることが好ましい。油圧モータの駆動に供された作動油は、油圧モータに流入したものとは別の油路より流出し、リザーブタンクなどに蓄積された後に油圧ポンプにより再度流動されるよう構成されることが望ましい。
【００１３】
ポンプ、アキュムレータ及び油圧モータは相互に油路を介して連通されており、該油路上におけるアキュムレータと油圧モータとの間には第一制御弁が設置される。また、油圧モータに接続される油路上において、油圧モータとその下流側に位置するリザーブタンクとの間には第二制御弁が設置される。このような、第一制御弁及び第二制御弁は、制御手段により、例えば二値的に、段階的に或いは連続的に制御され得るその開閉状態に応じて、ポンプ或いはアキュムレータにより供給される作動油が流動する油路を少なくとも連通或いは遮断可能であって、且つ当該作動油の流動により生じる圧力たる油圧を調整可能である、例えば弁体、或いは当該弁体に加え更に当該弁体を駆動する駆動装置等を適宜に含んで成る動弁機構又は動弁装置等の形態を採り得る手段である。
【００１４】
また、本発明に係る内燃機関の始動制御装置における油路の所定の部位には、作動油の逆流を抑制し、単一方向にのみその流動を実現せしめる方向制御弁が設置されていることが望ましく、そのような設置の態様として、例えば、ポンプとアキュムレータの間において、ポンプより吐出される作動油の逆流を防ぎ、前述の第一制御弁が開弁されない限り、アキュムレータ内に作動油が蓄積されるよう設置されることが挙げられる。
【００１５】
ここで特に、本発明に係る内燃機関の始動制御装置に備えられる、例えばＥＣＵなどの車両制御用のコンピュータユニットである制御手段は、好適に第一制御弁及び第二制御弁の駆動による開閉状態の態様を制御し得る手段であって、そのような第一制御弁及び第二制御弁の駆動を制御し得るように、例えば、物理的、機械的、機構的或いは電気的態様などを伴って接続される。また、当該制御手段は、少なくとも主に回転数などである内燃機関の駆動に係る情報を取得可能な、例えば各種センサ類などを介して内燃機関と接続される。内燃機関の始動時には、制御手段の制御のもと、第一制御弁及び第二制御弁を開弁することで、ポンプの駆動によって吐出される作動油が、アキュムレータに蓄積された後に油圧モータに供給され、油圧モータの駆動、ひいては内燃機関への駆動トルクの伝動が開始される。なお、このとき、第二制御弁を常に所定の開度で開弁しておくとともに、内燃機関の始動時には、第一制御弁の開度のみを制御することで、油圧モータの駆動の態様の制御を行うよう構成されていても良い。このように構成すれば、第一制御弁の開閉状態を制御することで、容易な油圧モータの駆動の態様を制御することが可能となる。
【００１６】
また、本発明に係る制御手段は、特に、内燃機関の停止時に第一制御弁及び第二制御弁の開閉状態を開弁方向から閉弁方向に遷移させることを特徴とする。一般的に、エンジン回転数が零ｒｐｍ（Ｒｏｔａｔｉｏｎ  Ｐｅｒ  Ｍｉｎｕｔｅ）となった直後には、内燃機関において回転軸の逆回転が発生することが知られている。本発明の制御手段に依らない、従来型の油圧モータによって駆動される内燃機関の始動制御装置における内燃機関においては、このような逆回転によって、クランク位置の変動（所謂、停止クランク角の変動）、及び逆回転による内燃機関の振動に起因する車両振動の発生が指摘されている。また、このような内燃機関の逆回転に伴う駆動トルク（便宜上、逆方向の駆動トルクと記載する）は、前述のリングギアなどの連結部分を介して接続されるエンジンスタータに伝動される。すなわち、内燃機関よりの逆方向の駆動トルクにより、エンジンスタータにおける、例えば油圧モータなどのアクチュエータが、内燃機関始動時とは逆向きに回転される。このような逆方向の動力伝達は、仮令、特許文献３に記載の如く、ワンウェイクラッチなどの一方向型の動力伝達機構を介してエンジンスタータと内燃機関とが連結される構成に依ったとしても、ワンウェイクラッチの構造によって行われ得る。
【００１７】
他方で、本発明の構成によれば、制御手段の制御の下、内燃機関の停止時に第一制御弁及び第二制御弁の開閉状態を開弁方向から閉弁方向に遷移することで油圧モータの上流側及び下流側において油路を遮断し又は遮断状態に近づけ、内燃機関から伝動される逆方向の駆動トルクによって油圧モータの回転軸が回転されることを抑制し、ひいては、内燃機関の回転軸の逆回転をも抑制することが可能となる。つまり、本発明によれば、内燃機関の回転軸たるクランクシャフトに係合される油圧モータの回転を抑制する又は止めることで、間接的に内燃機関の回転をも抑制する又は止めることが可能となる。
【００１８】
以上説明したように、本発明に係る内燃機関の始動制御装置によれば、内燃機関の停止時に逆回転が発生することを好適に抑制することで、停止クランク角の変動及び逆回転に伴う車両振動をも好適に抑制することが可能となる。
【００１９】
本発明の内燃機関の始動制御装置の一の態様は、前記制御手段は、前記内燃機関の逆回転時には、前記第一制御弁及び前記第二制御弁を閉弁させることで、少なくとも前記油圧モータの周辺における前記作動油の流動を停止させる。
【００２０】
この態様によれば、油圧モータの上流側及び下流側において油路を遮断し、内燃機関から伝動される逆方向の駆動トルクによって油圧モータの回転軸が回転されることを抑制し、ひいては、内燃機関の回転軸の逆回転をも抑制することが可能となる。つまり、本発明によれば、内燃機関の回転軸たるクランクシャフトに係合される油圧モータの回転を止めることで、間接的に内燃機関の回転をも止めることが可能となる。
【００２１】
本発明の内燃機関の始動制御装置の他の態様は、前記制御手段は、前記内燃機関の停止に伴って発生する前記内燃機関の逆回転時には、前記第一制御弁及び前記第二制御弁の開閉状態を閉弁方向に遷移させることで、少なくとも前記油圧モータの周辺における前記作動油の流動を抑制させる。
【００２２】
この態様によれば、内燃機関の停止時に内燃機関から伝動される逆方向の駆動トルクによって油圧モータの回転軸が回転されることを抑制し、ひいては、内燃機関の回転軸の逆回転をも抑制することが可能となる。つまり、本発明によれば、内燃機関の回転軸たるクランクシャフトに係合される油圧モータの回転を止めることで、間接的に内燃機関の回転をも止めることが可能となる。
【００２３】
以上説明したように、本発明に係る内燃機関の始動制御装置によれば、内燃機関の停止時に逆回転が発生することを好適に抑制することで、停止クランク角の変動及び逆回転に伴う車両振動をも好適に抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００２５】
始めに、図１を参照して、本発明の実施形態に係るエンジンシステム１の基本構成について一部その動作を交えて説明する。ここに、図１は、エンジンシステム１の構成を概略的に表してなるブロック図である。
【００２６】
図１において、エンジンシステム１は、図示せぬ車両に搭載され、スタータ１００、ＥＣＵ３００及びエンジン２００を備える。
【００２７】
次に、同じく図１を参照して、スタータ１００の構成を、その動作の一部と共に説明する。スタータ１００は、本発明に係る「内燃機関の始動制御装置」の一例である、所謂常噛式の油圧スタータであり、油路１０１を介して、オイルポンプ１０２、アキュムレータ１０３、第一制御弁１０４、油圧モータ１０５、第二制御弁１０６及びリザーブタンク１０７が連結されて配置された構成を備え、基本的には、オイルポンプ１０２により吐出される油路１０１内の作動油の圧力で油圧モータ１０５が駆動されることで動力を発生させる。ここに、油路１０１は、その内部を作動油が流動し、前述の各部を連通するよう構成される金属製の配管などである。
【００２８】
オイルポンプ１０２には、図示せぬ電動モータ及びその駆動に供されるバッテリィなどが接続されており、この電動モータにより駆動され、油路１０１内の作動油の吸入及び吐出を行う。オイルポンプ１０２或いは電動モータは後述するＥＣＵ３００に電気的、或いは少なくともその駆動、停止及び駆動の態様を指示する信号伝達が可能な態様を備えて接続され、該ＥＣＵ３００からの信号に応じて、その駆動或いは停止を行う。
【００２９】
アキュムレータ１０３は、典型的には、その内部に気体が充満されたピストン（不図示）などを備える所謂蓄圧容器であり、オイルポンプ１０２より供給される作動油を蓄積することで、油圧を蓄圧する。アキュムレータ１０３は、例えば唯一つの開口部を介して油路１０１に連結され、蓄圧時には該開口部より作動油を吸入し、解放時には該開口部より作動油を吐出するような態様を以って配置される。更に、アキュムレータ１０３には、蓄圧された作動油の油圧を計測可能な、不図示の圧力計が備えられる。この圧力計は後述するＥＣＵ３００に接続され、アキュムレータ１０３内の蓄圧圧力を出力することが出来る。また、油路１０１内におけるオイルポンプ１０２とアキュムレータ１０３の間には、作動油の流れの向きを決定する不図示の方向制御弁が設置されるよう構成されている。このような方向制御弁によれば、蓄圧時にアキュムレータ１０３よりオイルポンプ１０２への作動油の逆流を好適に抑制出来るとともに、後述する第一制御弁１０４の閉弁時には、アキュムレータ１０３からの作動油の流出経路を遮断することで作動油の好適な蓄積を実現することが可能となる。つまり、アキュムレータ１０３に蓄積された作動油は、第一制御弁１０４閉弁時には、方向制御弁により、油路１０１を逆流することなく、その油圧を保持したままアキュムレータ１０３内、或いは第一制御弁１０４及び方向制御弁によって遮断されたアキュムレータ１０３に連結される油路１０１内に留まることになる。
【００３０】
油路１０１内において、油圧モータ１０５の上流側（つまり、作動油が供給されるアキュムレータ１０３側）であり、好適には油圧モータ１０５とアキュムレータ１０３との間には、第一制御弁１０４が設置されるとともに、油圧モータ１０５の下流側、好適には油圧モータ１０５とリザーブタンク１０７との間には、第二制御弁１０６が設置される。これらの第一制御弁１０４及び第二制御弁１０６は、その特徴として、開弁時には油路１０１を連通するとともに閉弁時には油路１０１を遮断し、駆動することでその開閉状況を二値的、連続的或いは段階的に変化し得る常閉型の電磁弁である。第一制御弁１０４及び第二制御弁１０６は、後に詳述するＥＣＵ３００に接続され、ＥＣＵ３００からの信号に応じてその開閉の態様（主に開度）を変更可能に駆動する。この第一制御弁１０４の開度は、少なくともその変化に伴って、油路１０１内を流動する作動油の流量及び油圧を変化可能な範囲で調整可能であるものとする。
【００３１】
第一制御弁１０４の開弁に伴い、アキュムレータ１０３に蓄積された作動油は、蓄圧圧力によって油路１０１を介して油圧モータ１０５に流入する。油圧モータ１０５は、少なくとも流入する作動油の油圧によって回転駆動される、例えばアキシャル型のモータなどの原動機である。油圧モータ１０５の回転軸には、図示されない減速機構及びワンウェイクラッチ２０３を介してスタータギア１０８が取り付けられ、スタータギア１０８はリングギア２０１と噛み合うことで油圧モータ１０５で発生した駆動トルクを（適宜、減速を行った上で）クランクシャフト２０２、引いてはエンジン２００に伝動することが出来る。他方で、ワンウェイクラッチ２０３の作用により、エンジン２００で発生したクランクシャフト２０２におけるトルクは、油圧モータ１０５には伝動されない。また、このとき第二制御弁１０６は、好適には、油圧モータ１０５の回転に寄与した作動油の流動の妨げにならない程度の開度で開弁されていることが好ましい。油圧モータ１０５の駆動に供された作動油は、第二制御弁１０６を通過した後に、油路１０１を介してリザーブタンク１０７に流れ込み、オイルポンプ１０２の駆動に伴って再び吸入されることになる。
【００３２】
このようなオイルポンプ１０２、アキュムレータ１０３、第一制御弁１０４、油圧モータ１０５、第二制御弁１０６及びリザーブタンク１０７は、それら各部を連結する油路１０１によって所謂油圧回路を形成している。また、この油圧回路を構成する各部は、少なくとも前述の要件を満たしている限り、その他の公知の態様を採って夫々構成されていても良い。
【００３３】
エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一具体例であり、典型的にはガソリンなどを燃料として駆動する水冷式の原動機である。エンジン２００の概略について説明すると、エンジン２００は、不図示のシリンダブロックに同じく不図示の複数の気筒が配置された構成を有している。そして、各気筒内における圧縮工程において、当該圧縮工程或いは吸気工程に気筒内に直接噴射される燃料と吸入空気との混合気が圧縮され、自発的に着火した際に生じる力が、夫々不図示のピストン及びコネクティングロッドを介してクランクシャフト２０２の回転運動に変換される構成となっている。このクランクシャフト２０２の回転は、エンジンシステム１を搭載する車両の駆動輪に伝達され、当該車両の走行が可能となる。このようなエンジン２００において、クランクシャフト２０２は、リングギア２０１を介して、後述する油圧モータ１０５からの駆動トルクを伝動可能な態様で連結されており、スタータ１００における油圧モータ１０５からの駆動トルクを受けることで、始動を開始する。このとき、リングギア２０１とクランクシャフト２０２とは、ワンウェイクラッチ２０３を介して連結される。このワンウェイクラッチ２０３の作用により、油圧モータ１０５の回転に伴う駆動トルクがクランクシャフト２０２に伝動され、クランクシャフト２０２を回転させる。他方で、このようなクランクシャフト２０２の回転が油圧モータ１０５に伝動されることはない。つまり、油圧モータ１０５において発生された駆動トルクによって回転するリングギア２０１の回転数が、クランクシャフト２０２の回転数（すなわち、エンジン回転数）に比して大きいときのみ、リングギア２０１とクランクシャフト２０２が共回りすることにより、油圧モータ１０５において発生された駆動トルクが、エンジン２００に伝動される。尚、エンジン回転数が、リングギア２０１の回転数に比して高い場合には、リングギア２０１とクランクシャフト２０２は係合されず、リングギア２０１は空転することとなる。また、ワンウェイクラッチ２０３の構成上、油圧モータ１０５の回転の伝動によるものとは逆方向（つまり、通常のエンジン２００駆動時の回転方向を順方向とする場合の逆方向）のクランクシャフト２０２の回転は、ワンウェイクラッチ２０３を介して、油圧モータ１０５の回転軸を回転させる。また、エンジン２００は、ＥＣＵ３００と、後述するセンサ類を介して電気的に接続され、エンジン回転数などの情報をＥＣＵ３００に出力出来るよう構成されている。
【００３４】
ＥＣＵ３００は、本発明における「制御手段」の一具体例であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、エンジンシステム１の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットである。ＥＣＵ３００は、前述のように、オイルポンプ１０２、アキュムレータ１０３、制御弁１０４及びエンジン２００の各部に電気的、或いは何らかの信号の入出力可能な態様で接続され、各部の駆動の制御及び情報の入出力を行う。また、ＥＣＵ３００とエンジン２００とは、エンジン回転数センサ３０１を介して接続されており、該センサにおいて検出されるエンジン２００のエンジン回転数が、ＥＣＵ３００に入力される。
【００３５】
本発明の実施形態の背景として、一般的なエンジンの停止時、エンジン回転数がアイドル状態（一例として、８００ｒｐｍ）から時間とともに低下していき、０ｒｐｍとなる直後に、クランクシャフト２０２の逆回転が生じることがある。図２は、一般的なエンジンの停止処理中のエンジン回転数の時間的変化、及びクランク位置を概略的に示すグラフである。図２の上部にはエンジン回転数の時間的変化、下部にはクランク位置を示すクランクパルサ信号が示されている。エンジン２００の駆動中に、例えばドライバによるイグニションスイッチの操作などの停止要求が行われた場合、エンジン２００の駆動は停止され、時間とともにエンジン回転数が低減していく。このとき、図２のグラフ上の点線部に示されるように、エンジン回転数が０ｒｐｍとなった直後に、比較的短時間ながらも、クランクシャフト２０２が逆回転することが知られている。このような逆回転は、従来のエンジンシステムにおいては検出することが出来ず、エンジン回転数が０ｒｐｍとなった時点でエンジン停止と判断される。従って正確な停止クランク位置を検出出来ないという技術的問題が発生しているのである。このように停止クランク位置が検出出来ないことに起因して、次回のエンジン始動時に、クランク位置の検出工程が必要となることから、始動時間の遅延を引き起こすことにもつながる。また、逆回転に伴ってエンジン２００の振動が発生することに起因して、車両振動の悪化なども問題視されている。
【００３６】
次に、図３及び図４を参照して、本発明の実施形態に係る、スタータ１００とエンジン２００との間の動力伝達の態様について説明する。図３は、本発明の実施形態のエンジンスタータ１００における、エンジン２００始動時にスタータ１００による始動補助が行われる際の回転動力伝達の態様を示す模式図である。
【００３７】
前述のように、スタータ１００における油圧モータ１０５と、エンジン２００におけるクランクシャフト２０２とは、図示されない減速機構、スタータギア１０８、リングギア２０１及びワンウェイクラッチ２０３を介して、動力を伝達し得る態様で連結されている。このような構成に基づき、エンジン２００の始動時に、作動油の油圧によって油圧モータ１０５が駆動されると、その回転軸に接続される（或いは不図示の減速機構を介して接続される）スタータギア１０８も回転を開始し、該スタータギア１０８に係合されるリングギア２０１に回転動力が伝達される。次に、リングギア２０１の回転と共に、リングギア２０１に接続されるとともに、リングギア２０１の回転数が、クランクシャフトの回転数を上回るときにリングギア２０１とクランクシャフト２０２とを係合させるよう構成されたワンウェイクラッチ２０３の動作によって、クランクシャフト２０３が回転を開始する。このときの（すなわち、エンジン２００の始動時における）スタータギア１０８、リングギア２０１及びクランクシャフト２０３夫々の回転方向を、本実施形態においては便宜上順回転とし、該順回転とは逆方向の各部の回転を逆回転と記載する。尚、エンジン２００がアイドル状態になるなどの際に、クランクシャフト２０２の回転数が、リングギア２０１の（ひいては、スタータギア１０８の）回転数を上回る場合、クランクシャフト２０２の回転は、ワンウェイクラッチ２０３の構造によって、リングギア２０１に伝達されることはない。
【００３８】
他方、図４は、前述のエンジン２００の停止時の逆回転に伴う、エンジン２００よりスタータ１００（より詳細には、油圧モータ１０５）への回転動力伝達の態様を示す模式図である。このとき、リングギア２０１とクランクシャフト２０２との間に設置されるワンウェイクラッチ２０３は、その構造上、クランクシャフト２０２における逆回転の回転駆動が、リングギア２０１へ伝達されることを許容する。従って、逆回転を行うリングギア２０１に係合されるスタータギア１０８も同様に逆回転を行い、減速機構などを介して、油圧モータ１０５の回転軸の逆回転を引き起こし、結果、油圧モータ１０５に備えられるギアやペーンなどにおいて、逆方向の動力を受けることで、作動油の逆流が発生する。
【００３９】
続いて、本実施形態における、このようなエンジン２００の逆回転を抑制するための動作の態様について、図５を参照しながら説明する。図５に示されるように、本実施形態においては、エンジン２００の停止時に、ＥＣＵ３００の制御の下、第一制御弁１０４及び第二制御弁１０６が閉弁される。このような動作の態様の一例として、不図示のイグニションスイッチの操作などによって、エンジン２００の停止要求が行われる場合、或いはエンジン回転数センサ３０１により検出されるエンジン回転数が所定の閾値を下回る場合、それらの信号の入力などを受け、ＥＣＵ３００は、第一制御弁１０４及び第二制御弁１０６の夫々を閉弁する。この動作によって、油圧モータ１０５の周辺における、第一制御弁１０４及び第二制御弁１０６に囲まれた油路内における作動油の流動が停止する。従って、油圧モータ１０５において、油圧により駆動されるギア或いはペーンなどの駆動部分の回転が停止することから、油圧モータ１０５の回転軸、ひいてはスタータギア１０８の回転も停止することとなる。結果として、スタータギア１０８に係合されるリングギア２０１及びクランクシャフト２０２の回転に対する抵抗が生じ、クランクシャフト２０２の逆回転を抑制することが可能となる。
【００４０】
以上のことから、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、エンジン２００の停止時におけるクランクシャフト２０２の逆回転を好適に抑制することが可能となり、停止クランク位置の変動を抑制するとともに、エンジン２００の逆回転に伴う車両振動を低減することが可能となる。
【００４１】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の始動制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンシステムの構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】エンジン停止時のエンジン回転数の時間的変化を概略的に示すグラフである。
【図３】本発明の実施形態に係るスタータからエンジンへの始動時の動力伝達の態様を示す概略図である。
【図４】エンジンからスタータへのエンジン逆回転時の動力伝達の態様を示す概略図である。
【図５】本発明の実施形態に係るエンジン逆回転時の動力伝達の態様を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…エンジンシステム、１００…スタータ、１０１…油路、１０２…オイルポンプ、１０３…アキュムレータ、１０４…第一制御弁、１０５…油圧モータ、１０６…第二制御弁、１０７…リザーブタンク、１０８…スタータギア、２００…エンジン、２０１…リングギア、２０２…クランクシャフト、２０３…ワンウェイクラッチ、３００…ＥＣＵ、３０１…エンジン回転数センサ
【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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