JP2016153604A

JP2016153604A - 内燃機関の始動装置

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Publication number: JP2016153604A
Application number: JP2015031244A
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Inventors: 達也藤田; Tatsuya Fujita
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Current assignee: Denso Corp
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Filing date: 2015-02-20
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Abstract

【課題】コースティング制御からの復帰時において、車両の加速性を向上できる内燃機関の始動装置を提供する。【解決手段】制御装置は、内燃機関の燃料カットを行って内燃機関の燃焼を停止させ、かつクラッチ装置を動力遮断状態にして車両を惰性走行させている状態において、内燃機関の始動要求があるか否かを判断する始動要求判断手段を備える。制御装置は、また、始動要求があると判断された場合において、車両の走行速度Ｓｐが高いとき、走行速度Ｓｐが低いときよりもスタータのモータに供給される駆動電圧を高くしてモータを回転駆動させる駆動制御手段を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、走行動力源としての内燃機関と、前記内燃機関の出力軸に連結されたリングギアに初期回転を付与するスタータとを備える車両に適用される内燃機関の始動装置に関する。

この種の装置としては、車両の状態に応じて、スタータモータの駆動電圧を可変とするものが知られている。例えば下記特許文献１には、アイドリングストップ制御による内燃機関の自動停止中に内燃機関の再始動要求がある場合、ドライバのキー操作による内燃機関の始動要求がある場合よりもスタータの駆動電圧を高くするものが記載されている。

特開２００２−１６１８３８号公報

ところで、燃費改善を目的とした技術として、コースティング制御が知られている。コースティング制御とは、内燃機関の燃料カットを行って内燃機関の燃焼を停止させ、内燃機関と変速装置との間に設けられたクラッチ装置を動力遮断状態にして車両を惰性走行させる技術である。ここで、コースティング制御中においては、車両走行速度が比較的高い。このため、コースティング制御中に内燃機関の始動要求がある場合、ドライバに違和感を与えることなくコースティング制御状態からの車両の加速性を向上させる上では、車両走行速度に応じた高回転速度まで機関回転速度を迅速に上昇させることが要求される。

本発明は、コースティング制御からの復帰時において、車両の加速性を向上させることができる内燃機関の始動装置を提供することを主たる目的とする。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

本発明は、走行動力源としての内燃機関（１０）、前記内燃機関の出力軸（１１）と駆動輪（４０）とを繋ぐ動力伝達経路に設けられたクラッチ装置（２０）、及び前記出力軸に連結されたリングギア（１２）に初期回転を付与するスタータ（５０）を備える車両に適用され、前記スタータは、前記リングギアに初期回転を付与するために回転駆動されるモータ（５２）を有し、前記車両には、前記スタータに供給する駆動電圧を可変とする電圧可変手段（６１，６３〜６５；６３，６６，６７）がさらに備えられ、前記内燃機関の燃料カットを行って前記内燃機関の燃焼を停止させ、かつ前記クラッチ装置を動力遮断状態にして前記車両を惰性走行させている状態において、前記内燃機関の始動要求があるか否かを判断する始動要求判断手段と、前記始動要求があると判断された場合において、前記車両の走行速度が高いとき、前記走行速度が低いときよりも前記電圧可変手段から前記モータに供給される駆動電圧を高くして前記モータを回転駆動させる駆動制御手段とを備えることを特徴とする。

上記発明では、車両の惰性走行中に内燃機関の始動要求があると判断された場合において、車両の走行速度が高いとき、走行速度が低いときよりも、電圧可変手段からスタータのモータに供給される駆動電圧を高くしてモータを回転駆動させる。モータの駆動電圧を高くすると、モータの回転上昇速度を高くできることから、内燃機関の出力軸に連結されたリングギアの回転上昇速度を高くできる。このため、車両走行速度が比較的高い惰性走行中において内燃機関の始動要求がある場合であっても、機関回転速度を高回転速度まで迅速に上昇させて内燃機関を始動させることができる。これにより、惰性走行状態からの復帰時における車両の加速性を向上させることができる。

第１実施形態にかかる車載システムの全体構成図。コースティング制御にかかわる処理の手順を示すフローチャート。走行速度とスタータ駆動電圧との関係を示す図。スタータ駆動電圧とモータが回転し始めるまでの時間との関係を示す図。コースティング制御からの復帰処理を示すタイムチャート。スタータ駆動電圧、エンジン回転速度及びピニオン回転速度の関係を示すタイムチャート。スタータ駆動電圧、エンジン回転速度及びピニオン回転速度の関係を示すタイムチャート。第２実施形態にかかる車載システムの全体構成図。その他の実施形態にかかる走行速度とスタータ駆動電圧との関係を示す図。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、走行動力源としてのエンジンを備える車両において、クラッチ装置を動力伝達状態にして走行する通常走行と、クラッチ装置を動力遮断状態にして走行する惰性走行（コースティング走行）とを選択的に実施するものとしている。

図１に示すように、車両は、エンジン１０、クラッチ装置２０、自動変速装置３０、駆動輪４０、スタータ５０、及び制御装置６０（ＥＣＵ）を備えている。エンジン１０は、ガソリンや軽油等の燃料の燃焼により駆動される多気筒内燃機関であり、周知のとおり燃料噴射弁等を備えている。

エンジン１０の出力軸（クランク軸１１）には、クラッチ装置２０を介して自動変速装置３０が機械的に接続されている。クラッチ装置２０は、クランク軸１１に接続された第１回転体２１（例えばフライホイール）と、自動変速装置３０の入力軸３１に接続された第２回転体２２（例えばクラッチディスク）とを有する一組のクラッチ機構を備えている。クラッチ装置２０において両回転体２１，２２が相互に接触することで、エンジン１０と自動変速装置３０との間で動力が伝達される動力伝達状態となり、両回転体２１，２２が相互に離間することで、エンジン１０と自動変速装置３０との間の動力伝達が遮断される動力遮断状態となる。本実施形態のクラッチ装置２０は、動力伝達状態及び動力遮断状態の切り替えを通電操作によって実施可能に構成されている。なお、自動変速装置３０の内部にクラッチ装置２０が設けられる構成であってもよい。

自動変速装置３０は、入力軸３１から入力されたエンジン１０の動力を、車両の走行速度やエンジン回転速度、自動変速装置３０のシフト位置に応じた変速比により変速して自動変速装置３０の出力軸３２に出力する。自動変速装置３０は、モータや油圧装置等のアクチュエータよりなる自動シフト機構を備えている。

自動変速装置３０の出力軸３２には、ディファレンシャルギア３３及びドライブシャフト３４を介して駆動輪４０が機械的に接続されている。

スタータ５０は、ピニオン押出し式のものであり、ピニオンギア５１、ピニオンギア５１を回転駆動するモータ５２、プランジャ５３、通電に伴いプランジャ５３を軸線方向に吸引して移動させるコイル５４、及びリターンスプリング５５を備えている。なお本実施形態において、プランジャ５３、コイル５４及びリターンスプリング５５が「ピニオンシフト手段」に相当する。

コイル５４には、リレー６２を介して第１バッテリ６３が接続されている。モータ５２には、接点５６及び切替部６１を介して第１バッテリ６３が接続されている。また、モータ５２には、接点５６及び切替部６１を介して変圧部６４が接続されている。切替部６１は、第１バッテリ６３の出力電圧と、変圧部６４の出力電圧とのいずれかを選択して、接点５６を介してモータ５２に供給するための切替手段である。変圧部６４は、第２バッテリ６５の出力電圧を変圧して出力する。変圧部６４としては、例えば、第２バッテリ６５の出力電圧を昇降圧可能な昇降圧チョッパ回路を用いることができる。ちなみに本実施形態において、切替部６１、第１バッテリ６３、変圧部６４及び第２バッテリ６５が「電圧可変手段」に相当する。

制御装置６０からリレー６２に対してスタータ５０のオン駆動指令が出力されない場合、リレー６２が遮断状態とされる。このとき、コイル５４に通電されず、リターンスプリング５５の付勢力により、ピニオンギア５１は、クランク軸１１に連結されたリングギア１２と非接触の状態とされる非連結位置に位置する。一方、オン駆動指令が出力される場合、リレー６２が導通状態とされる。このとき、コイル５４に通電され、リターンスプリング５５の付勢力に打ち勝ってプランジャ５３が軸線方向に吸引されるとともに、ピニオンギア５１がリングギア１２と噛み合う連結位置に向かって押し出される。そして、リングギア１２の外周縁に設けられた歯と歯との間に、ピニオンギア５１の外周縁に設けられた歯が嵌り込むことにより、ピニオンギア５１の歯とリングギア１２の歯との噛み合いが生じる。そして、プランジャ５３により接点５６が導通状態とされることにより、モータ５２に通電される。これにより、ピニオンギア５１によってリングギア１２が回転され、エンジン１０に初期回転が付与される（クランキングが行われる）。

その後、オン駆動指令の出力が停止されると、リレー６２が遮断状態とされ、コイル５４への通電が停止される。このため、リターンスプリング５５の付勢力によってプランジャ５３が移動される。これにより、モータ５２の駆動が停止し始めるとともに、ピニオンギア５１がリングギア１２から離脱する。

なお、モータ５２の回転力は、実際には、図示しないワンウェイクラッチを介してピニオンギア５１に伝達される。ワンウェイクラッチは、ピニオンギア５１がリングギア１２を連れ回そうとする回転力のみをモータ５２からピニオンギア５１に伝達し、クランク軸１１の回転によってピニオンギア５１が連れ回されることを空転により遮断する部材である。

車両には、クランク軸１１の回転角度を検出するクランク角センサ７０と、車両の走行速度を検出する車速センサ７１とが備えられている。また、車両には、ドライバのアクセル操作部材７２（アクセルペダル）の操作量（踏み込み量）を検出するアクセルセンサ７３と、ドライバのブレーキ操作部材７４（ブレーキペダル）の操作量（踏み込み量）を検出するブレーキセンサ７５とが備えられている。

上記各センサの出力信号は、制御装置６０に入力される。制御装置６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、エンジン１０の燃焼制御や、自動変速装置３０の変速制御等を行う。ここで、変速制御は、車速センサ７１によって検出された車両の走行速度（以下、車速Ｓｐ）が高いほど、変速比が小さくなるように自動変速装置３０を操作するものである。例えば、自動変速装置３０が有段変速装置の場合、車速Ｓｐが高いほど、変速比が段階的に小さくなるように自動変速装置３０を操作する。本実施形態において、変速比とは、自動変速装置３０の入力軸３１の回転速度Ｎｉｎを、出力軸３２の回転速度Ｎｏｕｔで除算した値「Ｎｉｎ／Ｎｏｕｔ」のことである。

なお、本実施形態では、上述した各種制御を１つの制御装置６０で行う構成とした。ただし、この構成に限らず、例えば、燃焼制御及び変速制御のそれぞれを各別の制御装置で行う構成としてもよい。

制御装置６０は、さらにコースティング制御を行う。コースティング制御は、エンジン１０の燃料カットを行ってエンジン１０の燃焼を停止させ、かつクラッチ装置２０を動力遮断状態にして車両を惰性走行させるものである。これにより、燃費改善効果の向上を図っている。特に本実施形態では、コースティング制御からの復帰時において、車両の加速性を向上できるスタータ５０の駆動制御を行う。

図２に、本実施形態にかかるコースティング制御からの復帰処理の手順を示す。この処理は、制御装置６０によって例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図２に示す処理は、コースティング制御の実行条件が成立し、コースティング制御が行われる場合に実行される。本実施形態では、上記実行条件に、エンジン回転速度ＮＥが所定回転速度以上（例えばアイドル回転速度以上）であるとの条件と、車速Ｓｐが所定の車速範囲（例えば４０〜１２０ｋｍ／ｈ）内であるとの条件とが含まれる。なお、エンジン回転速度ＮＥは、例えばクランク角センサ７０の出力信号に基づいて算出すればよい。

この一連の処理では、ステップＳ１１において、クラッチ装置２０を動力遮断状態とし、また、エンジン１０の燃焼を停止させるコースティング制御を実施する。

続くステップＳ１２では、今回のコースティング制御に移行する直前の自動変速装置３０の変速比であって、通常走行状態における変速比をそのまま保持する減速比保持処理を行う。なお本実施形態において、本ステップの処理が「保持操作手段」に相当する。

続くステップＳ１３では、アクセルセンサ７３の出力信号に基づき算出されたアクセル操作量Ａｃｌが、所定量Ａｔｈ（＞０）以上であるか否かを判断する。この処理は、コースティング制御の解除条件が成立したか否か、すなわちエンジン１０の始動要求があるか否かを判断するための処理である。ちなみに本実施形態において、本ステップの処理が「始動要求判断手段」に相当する。

ステップＳ１３において肯定判断した場合には、コースティング制御の解除条件が成立したと判断し、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、車速Ｓｐが規定速度Ｓｔｈ（＞０）以上であるか否かを判断する。この処理は、モータ５２を高速駆動させてクランキングする必要があるか否かを判断するための処理である。なお、上記規定速度Ｓｔｈは、上述したコースティング制御の実行条件における所定の車速範囲内の値に設定される。具体的には例えば、規定速度Ｓｔｈは、上記所定の車速範囲内の中央よりも下限値側の値に設定される。

ステップＳ１４において否定判断した場合には、ステップＳ１５に進み、通常時始動処理を行う。この処理は、第１バッテリ６３と接点５６とが接続されるように切替部６１を通電操作するとともに、スタータ５０のオン駆動指令を出力することによりリレー６２を導通状態とする処理である。これにより、第１バッテリ６３の出力電圧Ｖｂ（例えば、１２Ｖ）がスタータ５０に供給される。そして、ピニオンギア５１がリングギア１２と噛み合った状態でピニオンギア５１によってリングギア１２に初期回転が付与される。なお、本ステップの処理と合わせて、エンジン１０の燃焼を開始させるための燃焼制御も行われる。

一方、ステップＳ１４において肯定判断した場合には、ステップＳ１６〜Ｓ１９において、モータ５２を高速駆動させてクランキングする。詳しくは、まずステップＳ１６において、第１バッテリ６３と接点５６とが接続されるように切替部６１を通電操作するとともに、スタータ５０のオン駆動指令を出力することによりリレー６２を導通状態とする。これにより、ピニオンギア５１が連結位置に向かって移動し始める。

続くステップＳ１７では、車速Ｓｐに基づいて、変圧部６４の出力電圧Ｖｍを、第１バッテリ６３の出力電圧Ｖｂよりも高い電圧に設定する。本実施形態では、図３に示すように、車速Ｓｐが高いほど、変圧部６４の出力電圧Ｖｍを連続的に高く設定する。

つまり、走行速度が高いほど、エンジン１０の始動に要求されるエンジン回転速度が高くなる。具体的には、走行速度に比例して要求されるエンジン回転速度が高くなる。一方、モータ５２に供給される電圧が高いほど、モータ５２の回転上昇速度が高くなる。このため、車速Ｓｐが高いほど、変圧部６４の出力電圧Ｖｍを連続的に高く設定することにより、走行速度に応じたエンジン回転速度の要求値までエンジン回転速度を迅速に上昇させる。

先の図２の説明に戻り、続くステップＳ１８では、ピニオンギア５１がリングギア１２に当接したか否かを判断する。ここで当接したか否かは、ステップＳ１６でオン駆動指令を出力してからの経過時間が閾値時間以上となったか否かで判断すればよい。

ステップＳ１８において肯定判断した場合には、ステップＳ１９に進み、変圧部６４と接点５６とが接続されるように切替部６１を操作する。また、エンジン１０の燃焼を開始させるための燃焼制御も開始する。切替部６１の操作により、モータ５２に供給される電圧が、第１バッテリ６３の出力電圧Ｖｂから変圧部６４の出力電圧Ｖｍまで上昇する。ここで、ステップＳ１６でスタータ５０のオン駆動指令を出力してから、ステップＳ１８で肯定判断されるまでの期間に渡って、コイル５４に供給する電圧を、変圧部６４ではなく第１バッテリ６３の出力電圧とした理由について説明する。

コイル５４に電圧が供給されてピニオンギア５１が非連結位置から連結位置に向かって移動し始めた後、モータ５２に駆動電圧が供給され始めるようにスタータ５０が構成されている。また、図４に示すように、コイル５４に供給する電圧が高いほど、オン駆動指令が出力されてからモータ５２が回転し始めるまでの時間が短くなるように、スタータ５０が構成されている。このため、コイル５４に供給される電圧が高いと、ピニオンギア５１が連結位置まで移動してリングギア１２と噛み合う前にピニオンギア５１が回転し始め、その後、ピニオンギア５１が回転した状態でリングギア１２に当接する。その結果、ピニオンギア５１やリングギア１２の摩耗を進行させてピニオンギア５１とリングギア１２との噛み合い不良が生じたり、ピニオンギア５１とリングギア１２との衝突音が大きくなったりする。

そこで、ピニオンギア５１が非連結位置から連結位置まで移動する期間におけるコイル５４に供給される電圧を、ピニオンギア５１が連結位置まで移動した後におけるモータ５２に供給される電圧よりも低くする。これにより、コイル５４に電圧が供給され始めてからモータ５２が回転し始めるまでの時間を長くでき、ピニオンギア５１がリングギア１２に噛み合うまでの時間を確保することができる。したがって、噛み合い不良の発生や衝突音の増大を抑制することができる。ちなみに本実施形態において、ステップＳ１７〜Ｓ１９の処理が「駆動制御手段」に相当する。

続くステップＳ２０では、エンジン回転速度ＮＥが判定速度Ｎｔｈ（＞０）以上になったか否かを判断する。この処理は、スタータ５０の駆動を停止してもよいか否かを判断するための処理である。ここで判定速度Ｎｔｈは、クランキング中にエンジン１０に初爆が発生した後、エンジン回転速度ＮＥが車速Ｓｐに見合った回転速度まで上昇したか否かを判断可能な値に設定される。具体的には例えば、判定速度Ｎｔｈは、車速Ｓｐが高いほど高く設定される。

ステップＳ２０において肯定判断した場合には、ステップＳ２１に進み、リレー６２に対するオン駆動指令の出力を停止する。このため、リターンスプリング５５の付勢力により、プランジャ５３が移動される。これにより、接点５６が遮断状態とされてモータ５２の駆動が停止し始め、また、ピニオンギア５１がリングギア１２から離脱する。

続くステップＳ２２では、クラッチ装置２０を動力伝達状態に切り替えることにより、コースティング制御を解除する。

続くステップＳ２３では、上記減速比保持処理を解除する。これにより、通常の変速制御に移行される。

ちなみに本実施形態では、コースティング制御からの復帰時以外のエンジン１０の始動時（例えば、ドライバのキー操作によるエンジン１０の初回の始動）においては、スタータ５０の電力供給源として変圧部６４を用いることなく、第１バッテリ６３と接点５６とを接続するように切替部６１を操作してスタータ５０によるクランキングが行われる。

続いて、図５〜図７を用いて、本実施形態の効果について説明する。図５に、コースティング制御からの復帰時におけるスタータ５０の駆動制御の一例を示す。ここで、図５（ａ）は車速Ｓｐの推移を示し、図５（ｂ）はエンジン回転速度ＮＥとピニオンギア５１の回転速度ＮＰとの推移を示し、図５（ｃ）はスタータ５０の駆動電圧の推移を示し、図５（ｄ）はリレー６２に対するスタータ５０の駆動指令の推移を示す。なお、図５（ｂ）に示すピニオンギア５１の回転速度ＮＰは、エンジン回転速度ＮＥと比較できるように換算した値である。

図示される例では、時刻ｔ１においてコースティング制御が開始される。その後、コースティング制御の解除条件が成立したと判断されることで、時刻ｔ２においてオン駆動指令が制御装置６０から出力される。これにより、第１バッテリ６３からコイル５４へと低電圧Ｖｂが供給される。その後、時刻ｔ３においてピニオンギア５１がリングギア１２に当接したと判断されることで、変圧部６４からモータ５２へと車速Ｓｐに応じた高電圧Ｖｍが供給される。これにより、モータ５２の回転駆動によってエンジン回転速度ＮＥが上昇し始める。なお、図５（ｃ）では、変圧部６４から供給される高電圧Ｖｍを、便宜上、一定値として示している。その後、エンジン回転速度ＮＥが判定速度Ｎｔｈに到達する時刻ｔ４において、オン駆動指令の出力が停止されることにより、スタータ５０の駆動が停止される。

図６に、モータ５２の駆動電圧を低くした場合と高くした場合とにおけるエンジン回転速度ＮＥ及びピニオンギア５１の回転速度ＮＰの推移を示す。また、図７に、モータ５２の駆動電圧を３段階に変化させた場合（例えば、１２Ｖ，２４Ｖ，４８Ｖ）におけるエンジン回転速度ＮＥ及びピニオンギア５１の回転速度ＮＰの推移を示す。

図示されるように、モータ５２の駆動電圧を高くすることにより、クランキングによって到達可能なエンジン回転速度ＮＥを高くでき、また、エンジン回転速度ＮＥの上昇速度も高くできる。このため、エンジン１０の初爆までの時間を短縮でき、車両の加速性を向上できる。また、エンジン回転速度ＮＥの上昇速度を高くできるため、クランキング音の発生時間を短縮することもできる。さらに、クランキングによって到達可能なエンジン回転速度ＮＥを高くできるため、エンジン１０始動時における燃料噴射量を低減することができる。

なお、クランキングによって到達可能なエンジン回転速度ＮＥを高くできるため、図７の時刻ｔ１〜ｔ２の期間に示すように、エンジン１０の初爆後においてもスタータ５０の駆動を継続させることにより、エンジン回転速度ＮＥの上昇をアシストすることもできる。この場合、車両の加速性をより向上できる。ちなみに、アシストによって上昇させるエンジン回転速度ＮＥの目標値は、例えば、車速Ｓｐが高いほど高く設定すればよい。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）コースティング制御の解除条件が成立したと判断された場合、車速Ｓｐが高いとき、車速Ｓｐが低いときよりもモータ５２に供給される駆動電圧を高くしてモータ５２を回転駆動させることにより、エンジン１０を始動させた。モータ５２の駆動電圧を高くすると、クランク軸１１に連結されたリングギア１２の回転上昇速度を高くできる。このため、走行速度が比較的高いコースティング制御状態から通常走行状態に復帰する場合であっても、所望のトルクを得るための高回転速度までエンジン回転速度を迅速に上昇させることができる。これにより、コースティング制御からの復帰時における車両の加速性を向上させることができる。

（２）車速Ｓｐが高いほど、モータ５２に供給される駆動電圧Ｖｍを連続的に高く設定した。このため、エンジン回転速度を判定速度Ｎｔｈまで上昇させるための時間を一定化することができ、ひいては車両加速時におけるドライバビリティを向上させることができる。

（３）スタータ５０のオン駆動指令がなされてから、ピニオンギア５１がリングギア１２に当接するまでの期間におけるコイル５４に供給される駆動電圧Ｖｂを、ピニオンギア５１がリングギア１２に当接した後における変圧部６４からモータ５２に供給される駆動電圧Ｖｍよりも低くした。このため、コイル５４に駆動電圧が供給され始めてからモータ５２が回転し始めるまでの時間を長くでき、ピニオンギア５１が回転駆動されない状態でリングギア１２と噛み合うまでの時間を確保することができる。これにより、ピニオンギア５１とリングギア１２との噛み合い不良の発生や、ピニオンギア５１とリングギア１２との衝突音の増大を抑制することができる。

（４）コースティング制御からの復帰時のエンジン１０始動時のみにおいて、変圧部６４からスタータ５０に駆動電圧を供給し、コースティング制御からの復帰時以外のエンジン１０の始動時において、変圧部６４を電力供給源とせず、出力電圧が変圧部６４よりも低い第１バッテリ６３からスタータ５０に駆動電圧を供給した。駆動電圧が高いほど、リレー６２等、スタータ５０を駆動するための部品の寿命が短くなる傾向にある。このため、コースティング制御からの復帰時のみにおいて、変圧部６４からスタータ５０に駆動電圧を供給する構成により、スタータ５０を駆動するための部品の寿命を長くできる。

（５）アクセル操作量Ａｃｌが増加して所定量Ａｔｈ以上になることをもって、コースティング制御の解除条件が成立すると判断した。ドライバがアクセル操作部材７２を踏み込み始める状況は、ドライバが車両を加速させたい状況である。このため、アクセル操作部材７２が踏み込み始められてから迅速にエンジン１０を始動させるとともに、エンジン回転速度ＮＥを高回転速度まで迅速に上昇させないと、ドライバビリティの低下につながる。ここで本実施形態では、車速Ｓｐが高いとき、車速Ｓｐが低いときよりもモータ５２に供給される駆動電圧を高くする。これにより、エンジン回転速度を車速に応じた高回転速度まで迅速に上昇させることができ、ドライバビリティの低下を回避できる。

（６）コースティング制御が開始されてから解除されるまでの期間に渡って、今回のコースティング制御に移行する直前の変速比を保持するように自動変速装置３０を操作した。コースティング制御に移行する直前の走行速度は比較的高いことから、変速比は比較的小さい値とされている。このため、変速比を保持することにより、クラッチ装置２０を動力遮断状態から動力伝達状態に切り替える場合における自動変速装置３０の入力軸３１とクランク軸１１との回転速度差を小さくできる。これにより、クラッチ装置２０を動力伝達状態に切り替えることによるショックを低減したり、クラッチ装置２０を動力伝達状態に切り替えることによるエンジン回転速度の低下を抑制したりできる。したがって、コースティング制御からの復帰時における車両の加速性を向上できる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、上記第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。図８に示すように、本実施形態では、スタータ５０に供給する駆動電圧の可変手法を変更する。詳しくは、第１バッテリ６３の正極端子には、切替部６７を介して第２バッテリ６６の負極端子が接続されている。第２バッテリ６６の正極端子には、接点５６とリレー６２とのそれぞれが接続されている。第１バッテリ６３の負極端子は接地されている。切替部６７は、第２バッテリ６６の負極端子を、第１バッテリ６３の正極端子及び接地部位のいずれかと接続するように制御装置６０によって通電操作される。

続いて、本実施形態にかかるコースティング制御からの復帰処理について説明する。ここでは、先の図２に示した処理からの主な変更点について説明する。本実施形態では、先の図２のステップＳ１５，Ｓ１６において、第２バッテリ６６の負極端子が接地部位と接続されるように切替部６７を通電操作する。これにより、第２バッテリ６６の出力電圧がコイル５４に供給される。また、ステップＳ１７の処理を削除する。さらに、ステップＳ１９において、第２バッテリ６６の負極端子が第１バッテリ６３の正極端子と接続されるように切替部６７を通電操作する。これにより、第１バッテリ６３及び第２バッテリ６６の直列接続体の出力電圧がモータ５２に供給される。

このように本実施形態では、先の図２のステップＳ１４において車速Ｓｐが規定速度Ｓｔｈ以上であると判断された場合のモータ５２の駆動電圧を、車速Ｓｐが規定速度Ｓｔｈ未満であると判断された場合のモータ５２の駆動電圧よりも高くすることができる。これにより、車速Ｓｐに応じてモータ５２の駆動電圧を２段階に切り替えることができる。したがって、上記第１実施形態の効果に準じた効果を得ることはできる。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・先の図２のステップＳ１３において、ブレーキセンサ７５の検出値に基づくブレーキ操作量が増加して所定値以上になったと判断されたことをもって、コースティング制御の解除条件が成立したと判断してもよい。

・先の図２のステップＳ１７において、図９に示すように、車速Ｓｐが高いほど、モータ５２に供給される駆動電圧Ｖｍを段階的に高くしてもよい。この場合、上記第１実施形態の（２）の効果に準じた効果を得ることはできる。なお、図９には、駆動電圧Ｖｍを３段階に設定する例を示したがこれに限らない。

・上記各実施形態において、ピニオンギア５１が非連結位置から連結位置まで移動する期間におけるコイル５４に供給される電圧を、第１バッテリ６３の出力電圧よりも低い電圧としてもよい。この場合、ピニオンギア５１がリングギア１２に噛み合うまでの時間をいっそう確保することができる。

・スタータとしては、モータによるピニオンギアの回転駆動と、ピニオンギアの押出しとを独立して制御可能なタンデム式のものであってもよい。また、スタータとしては、ピニオン押出し式のものに限らず、ピニオンギアがリングギアと常時噛み合う常時噛み合い式のものであってもよい。タンデム式や常時噛み合い式のものであっても、コースティング制御からの復帰時には、エンジン回転速度を高回転速度まで迅速に上昇させることが要求される。このため、コースティング制御からの復帰時において、車速Ｓｐが高いとき、車速Ｓｐが低いときよりもモータに供給される駆動電圧Ｖｍを高くする構成が有効である。

１０…エンジン、１１…クランク軸、２０…クラッチ装置、５０…スタータ。

Claims

走行動力源としての内燃機関（１０）、前記内燃機関の出力軸（１１）と駆動輪（４０）とを繋ぐ動力伝達経路に設けられたクラッチ装置（２０）、及び前記出力軸に連結されたリングギア（１２）に初期回転を付与するスタータ（５０）を備える車両に適用され、
前記スタータは、前記リングギアに初期回転を付与するために回転駆動されるモータ（５２）を有し、
前記車両には、前記スタータに供給する駆動電圧を可変とする電圧可変手段（６１，６３〜６５；６３，６６，６７）がさらに備えられ、
前記内燃機関の燃料カットを行って前記内燃機関の燃焼を停止させ、かつ前記クラッチ装置を動力遮断状態にして前記車両を惰性走行させている状態において、前記内燃機関の始動要求があるか否かを判断する始動要求判断手段と、
前記始動要求があると判断された場合において、前記車両の走行速度が高いとき、前記走行速度が低いときよりも前記電圧可変手段から前記モータに供給される駆動電圧を高くして前記モータを回転駆動させる駆動制御手段とを備えることを特徴とする内燃機関の始動装置。
前記駆動制御手段は、前記走行速度が高いほど、前記モータに供給される駆動電圧を連続的に高くする請求項１に記載の内燃機関の始動装置。
前記駆動制御手段は、前記走行速度が高いほど、前記モータに供給される駆動電圧を段階的に高くする請求項１に記載の内燃機関の始動装置。
前記スタータは、
前記リングギアと噛み合う連結位置又は前記リングギアと噛み合わない非連結位置に移動可能に設けられ、前記モータの回転力が伝達されるピニオンギア（５１）と、
前記電圧可変手段から電力が供給されることにより前記ピニオンギアを前記非連結位置から前記連結位置へと押し出す機能、及び前記ピニオンギアを前記連結位置から前記非連結位置へと離脱させる機能を有するピニオンシフト手段（５３〜５５）とを有し、
前記スタータは、前記電圧可変手段から前記ピニオンシフト手段に駆動電圧が供給されて前記ピニオンギアが前記非連結位置から前記連結位置に向かって移動し始めた後、前記電圧可変手段から前記モータへと駆動電圧が供給され始めるように構成され、
前記スタータは、また、前記電圧可変手段から前記ピニオンシフト手段に供給される駆動電圧が高いほど、前記ピニオンシフト手段に駆動電圧が供給され始めてから、前記モータが回転し始めるまでの時間が短くなるように構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の始動装置。
前記駆動制御手段は、前記ピニオンギアが前記非連結位置から前記連結位置まで移動する期間における前記電圧可変手段から前記ピニオンシフト手段に供給される駆動電圧を、前記ピニオンギアが前記連結位置まで移動した後における前記電圧可変手段から前記モータに供給される駆動電圧よりも低くする請求項４に記載の内燃機関の始動装置。
前記ピニオンシフト手段は、
前記ピニオンギアに機械的に接続されたプランジャ（５３）と、
前記ピニオンギアが前記連結位置側から前記非連結位置側に向かう方向に前記プランジャに付勢力を与えるスプリング（５５）と、
通電されることにより、前記ピニオンギアが前記非連結位置から前記連結位置へと向かう方向に前記プランジャを吸引して移動させるコイル（５４）とを含み、
前記スタータは、前記ピニオンギアが前記連結位置まで移動した時に前記プランジャによって導通状態とされる接点であって、前記電圧可変手段と前記モータとの間を電気的に接続する接点（５６）を有する請求項４又は５に記載の内燃機関の始動装置。
前記始動要求判断手段は、ドライバによって操作されるアクセル操作部材（７２）の操作量が増加して所定量以上になることをもって、前記始動要求があると判断する請求項１〜６のいずれか１項に記載の内燃機関の始動装置。
前記車両には、前記動力伝達経路のうち、前記クラッチ装置よりも前記駆動輪側に自動変速装置（３０）が備えられ、
前記自動変速装置の入力軸（３１）は、前記クラッチ装置側に機械的に接続され、
前記自動変速装置の出力軸（３２）は、前記駆動輪側に機械的に接続され、
前記入力軸の回転速度を前記出力軸の回転速度で除算した値を変速比と定義し、
前記車両の走行速度が高い場合、前記走行速度が低い場合よりも前記変速比が小さくなるように、前記自動変速装置を操作する変速操作手段と、
前記車両が惰性走行し始めてから、前記始動要求に従って前記内燃機関が始動してかつ前記クラッチ装置が動力伝達状態に切り替えられるまでの期間に渡って、前記惰性走行に移行する直前の前記変速比を保持するように、前記自動変速装置を操作する保持操作手段とをさらに備える請求項１〜７のいずれか１項に記載の内燃機関の始動装置。