JP6076485B2 - エンジン自動停止再始動装置 - Google Patents

Description

この発明は、所定のエンジン自動停止条件が成立するとエンジンの自動停止を行い、その後再始動条件が成立するとエンジンを再始動させるエンジン自動停止再始動装置に関するものである。

従来、自動車の燃費改善・環境負荷低減等を目的として、運転者の操作によりエンジンを停止するための所定の条件、例えば所定車速以下でのブレーキのオン操作等、が満たされるとエンジン自動停止を行い、運転者の操作により再始動するための所定の条件、例えばブレーキ解除操作、アクセル踏み込み操作等、が満たされると、エンジンが自動的に再始動されるようなエンジン自動停止再始動システム、所謂、アイドルストップ制御システムが開発されている。

このような従来のアイドルストップ制御システムでは、自動停止要求発生直後に、燃料カットによりエンジン回転速度が降下する途中で再始動要求が発生することがあるが、このような場合、エンジン回転が完全に停止してから、スタータに通電してエンジンをクランキングして再始動させると、自動停止要求発生から再始動完了までに時間がかかってしまい、運転者に再始動の遅れ（もたつき）を感じさせてしまうことがある。

そこで、アイドルストップ制御の燃料カットによりエンジン回転速度が降下する途中で、リングギアとピニオンギアとの噛み合い許可条件が成立中にエンジンの再始動条件が成立した場合には、ピニオンギアとリングギアとを噛み合わせてエンジンを再始動させるようにした技術が開発されている（例えば、特許文献1参照）。

前述の特許文献１に開示された従来の装置に於いては、エンジン回転数Ｎｅが第二の所定回転数よりも大きい場合に噛み合い禁止条件が不成立であり、且つ、エンジン回転数Ｎｅが第一の所定回転数以下となって噛み合い許可条件が成立した場合には、ピニオンギアとリングギアが噛み合う回転数が規定される回転数差範囲内（−１５０［ｒｐｍ］〜＋１５０［ｒｐｍ］）になると判断し、スタータ制御手段によりソレノイドに通電し、ピニオンを押し出すようにし、ピニオンギアとリングギアとの噛み合い時の衝撃を抑え、自動アイドルストップシステムに於けるエンジンの慣性回転中の再始動を、速やかに、且つ静粛に行うことを可能にしている。

ここで、前述の第二の所定回転数は、エンジン回転数が噛み合い許容範囲下限回転数となる時刻より、ソレノイドへの通電開始から噛み合い完了までの遅れ時間Ｔｄだけ遡った時点でのエンジン回転数を設定し、前述の第一の所定回転数は、エンジン回転数が噛み合い許容範囲上限回転数となる時刻より、ソレノイドへの通電開始から噛み合い完了までの遅れ時間Ｔｄだけ遡った時点でのエンジン回転数を設定している。

ＷＯ２０１３／０３１４３２Ａ１号公報

しかるに、前述の特許文献１に開示された技術を適用した場合の従来のエンジン自動停止再始動装置には、以下に述べるような課題があった。図９は、特許文献１に開示された技術を適用した従来のエンジン自動停止再始動装置の課題を説明するタイミングチャートである。図９に於いて、実線で示す波形Ａは、エンジン油温が十分に高い場合、例えば、６０［℃］、のエンジン惰性回転挙動であり、波線で示す波形Ｂは、エンジン油温が低い場合、例えば、４０［℃］、のエンジン惰性回転挙動である。Ｔｄはソレノイドへの通電開始から噛み合い完了までの遅れ時間であり、Ｎ１は第一の所定回転数（噛み合い許可回転数）、Ｎ２は第二の所定回転数（噛み合い禁止回転数）を表す。

実線の波形Ａで示すように、エンジン油温が十分に高いときでは、時刻ｔ１で噛み合い許可条件が成立し、ソレノイドへの通電が開始されてピニオンギアが移動し、ピニオンギアとリングギアが噛み合うタイミングである時刻ｔ２に於けるエンジン回転数は許容範囲内となる。ここで、図９に於いて、Ｘ１は噛合い範囲に於ける上限回転数、Ｘ２は噛合い許容範囲に於ける下限回転数を示している。

一方で、破線の波形Ｂで示すように、エンジン油温が低いときでは、エンジンオイルの粘度が高いために、エンジンに作用するフリクションが大きくなる結果、エンジン油温が高いときと比較して惰性回転中のエンジン回転数の傾きが急な方向に変化するため、遅れ時間Ｔｄに於けるエンジン回転数の変化量が大きくなる結果、時刻ｔ１’で噛み合い許可条件が成立し、ソレノイドへの通電が開始されてピニオンギアが移動し、ピニオンギアとリングギアが噛み合うタイミングである時刻ｔ２’に於けるエンジン回転数は許容範囲外となってしまい、両ギアの噛み合い時に騒音が発生したり、衝撃トルクが大きくなり、両ギアの磨耗、破損に繋がる恐れがあった。

又、一般的なエンジン自動停止始動装置では、エンジン水温がエンジン自動停止許可水温より高い場合は、エンジンの自動停止を許可し、エンジン水温がエンジン自動停止許可水温以下の場合は、エンジン自動停止を許可しないようにしているので、前述の特許文献１に開示された技術を適用した場合のエンジン自動停止再始動装置に於ける不都合を鑑みて、エンジン自動停止許可水温を高い温度、例えば、６０［℃］以上、に設定することにより、許容範囲外でのピニオンギアとリングギアの噛み合いを回避することが可能となる。

その一方で、エンジンの完全停止からの再始動性能の確保、及び排気ガス浄化性能の確保のみを考慮すると、エンジン自動停止許可水温は比較的低い温度、例えば、４０［℃］以上、に設定可能である。従って、この場合には、許容範囲外での噛み合いを回避できるが、水温が６０［℃］より低い場合にエンジンを自動停止できなくなるので燃費性能（消費燃料低減量）を犠牲にすることになる。

この発明は、従来のエンジン自動停止再始動装置に於ける前述のような課題を解決するためになされたものであり、エンジンの自動停止後に於けるエンジンの惰性回転中の再始動に於いて、エンジン油温が低い場合でも、燃費性能を犠牲にすることなく、ピニオンギアとリングギアの噛み合い時の騒音発生や両ギアへのダメージを回避できるエンジン自動停止再始動装置を提供することを目的とする。

この発明によるエンジン自動停止再始動装置は、
エンジンの自動停止条件が成立すると前記エンジンの自動停止を行い、前記エンジンの再始動条件が成立すると前記エンジンを再始動させるエンジン自動停止再始動装置であって、
前記エンジンのクランク軸に連結されたリングギアと、
通電により回転するスタータモータと、
前記スタータモータの回転を前記リングギアに伝達するピニオンギアと、
通電により前記ピニオンギアを前記リングギアの方向に移動させて、前記ピニオンギアを前記リングギアに噛み合わせるピニオンギア移動部と、
前記エンジンの油温又は水温の検出結果に基づいて、前記エンジンの自動停止後のエンジン惰性回転中に於ける前記エンジンの再始動を許可又は禁止する惰性回転中再始動判定部と、
を備え、
前記惰性回転中再始動判定部は、
前記エンジンの油温又は水温が、予め設定された所定値以上の場合には、エンジン惰性回転中における前記エンジンの再始動を許可し、
前記エンジンの油温又は水温が、予め設定された所定値より低い場合には、前記エンジン惰性回転中に於ける前記エンジンの再始動を禁止するように構成され、
前記エンジン惰性回転中における前記エンジンの再始動が許可されたときは、前記エンジンの回転数が第一の所定回転数以下であって前記第一の所定回転数より小さい第二の所定回転数より大きい場合に、前記ピニオンギア移動部への通電が行われるように構成され、
前記エンジン惰性回転中に於ける前記エンジンの再始動が禁止されたときは、前記エンジンを自動停止してから所定時間経過後に前記エンジンの再始動の禁止を解除して、前記ピニオンギア移動部への通電が行われるように構成されている、
ことを特徴とするものである。

この発明によるエンジン自動停止再始動装置によれば、エンジンの惰性回転中の再始動に於いて、エンジンの油温又は水温が低く、エンジン油温又は水温が高いときと比較してエンジンのフリクションが大きく、惰性回転中のエンジン回転数の傾きが大きく変化するような場合には、エンジンの惰性回転中のエンジン再始動を禁止することにより、噛み合い時の騒音発生やスタータ機構へのダメージを回避できる。又、このような場合に於いて、一旦、エンジン再始動を禁止してもエンジンの惰性回転が終了しエンジンが停止又は停止直前と判断できた場合には、エンジンの再始動の禁止を解除することにより、燃費性能を犠牲にすることなく、確実にエンジンを再始動させることができる。

この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置の概略構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置のスタータの一部破断正面図である。 この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置に於ける、一連処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置に於ける、エンジン惰性回転中か否かの判定に関する一連処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置に於ける、エンジン再始動条件成立時の一連処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１によるエンジン油温が高い状態でのエンジン自動停止再始動装置の動作を示すタイミングチャートである。 この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置に於ける、エンジン油温が低い状態での動作を示すタイミングチャートである。 この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置に於ける、エンジン惰性回転中判定カウンタの所定値を決定するマップである。 従来の技術を適用した場合の課題を説明するタイミングチャートである。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置ついて、図面を用いて詳細に説明する。図１は、この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置の概略構成を示すブロック図、図２は、この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置のスタータの一部破断正面図である。図１及び図２に於いて、エンジン自動停止再始動装置１０は、スタータ制御手段１１、リングギア１２、クランク角センサ１３、スタータモータ１４、ピニオンギア１５、ワンウェイクラッチ１６、プランジャ１７、及びソレノイド１８を有している。

スタータ制御手段１１は、ソレノイド１８への通電を制御する。ソレノイド１８への通電により、プランジャ１７を吸引し、レバー１９（図２参照）を介してピニオンギア１５を移動させることで、ピニオンギア１５をリングギア１２と噛み合わせる。また、プランジャ１７の移動により接点が閉じ、スタータモータ１４へと通電され、ピニオンギア１５を回転させる。

リングギア１２は、ピニオンギア１５と噛み合い、スタータモータ１４の駆動力をエンジンに伝達する。クランク角センサ１３は、エンジンのクランク角を検出する。ワンウェイクラッチ１６は、スタータモータ１４の出力軸に連結され、リングギア１２からトルクが入力された場合は空転するように構成されている。

そして、スタータ制御手段１１は、クランク角センサ１３から出力されるクランク軸の回転パルス周期からエンジン回転数を算出することが可能である。また、エンジン油温センサ２０によりエンジンの油温を検出することが可能であり、エンジン水温センサ２１によりエンジンの水温を検出することが可能である。

車両走行中に自動停止条件、例えば、エンジン水温６０［℃］以上、車速１５［Ｋｍ／ｈ］以下、かつドライバがブレーキを踏んでいる等、が成立した場合には、エンジンへの燃料供給を停止する結果、エンジン回転数が惰性で低下する。

次に、この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置の具体的な動作について説明する。図３は、この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置に於ける、一連処理を示すフローチャートである。図３に於いて、先ず、ステップＳ１０１に於いて、スタータ制御手段１１は、エンジン自動停止条件が成立しているか否かを判定する。そして、このステップＳ１０１に於いてエンジン自動停止条件が成立していないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１０８に進んで後述するエンジン自動停止中フラグＦ１が「１」であるか否かを判定し、「１」である場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１０７の進み、「１」ではない場合、つまり、「０」である場合（Ｎｏ）には処理を終了し、次の制御周期へと進む。

一方、ステップＳ１０１に於いて、エンジン自動停止条件が成立していると判断した場合（Ｙｅｓ）には、Ｓ１０２に進み、エンジン油温を読み込み、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３ではエンジン停止制御によりエンジンへの燃料供給を停止し、エンジン回転数が惰性で回転低下する。

次にステップＳ１０４において、エンジン自動停止中フラグＦ１を「１」にセットし、ステップＳ１０５に進む。また、このエンジン自動停止中フラグＦ１はエンジンが再始動を完了したタイミングで「０」にリセットされる。

次にステップＳ１０５では、エンジンが惰性回転中か否かの判定を行う。図４は、この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置に於ける、エンジン惰性回転中か否かの判定に関する一連処理を示すフローチャートである。ここで、図４を参照しながら、図３のステップＳ１０５に示したエンジンが惰性回転中か否かの判定ルーチンについて詳細に説明する。図４に於いて、先ず、ステップＳ２０１に於いて、図３に於けるステップＳ１０４に於いて設定したエンジン自動停止中フラグF１が「０」から「１」に変化したかどうかを判定し、「０」から「１」に変化した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２０２に進んでエンジン惰性回転中判定カウンタを後述する所定値にセットする。次に、ステップＳ２０３へ進む。

一方、ステップＳ２１０での判定の結果、図３に於けるステップＳ１０４に於いて設定したエンジン自動停止中フラグF１が「０」から「１」に変化していない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２０５へ進み、エンジン惰性回転中判定カウンタを減算し、ステップＳ２０３へ進む。エンジン惰性回転中判定カウンタは、エンジン自動停止時のエンジン回転数と、図３のステップＳ１０２で読み込まれたエンジン油温をパラメータとして制御マップから特定する。

つまり、前述のステップＳ２０２に於いてセットされるエンジン惰性回転中判定カウンタの所定値は、エンジンが自動停止してから完全に停止するまでの時間であり、エンジン自動停止再始動装置１０に予め記憶されているマップに基づいて、エンジン自動停止時のエンジン回転数と、エンジン油温とによりその所定値が決定される。図８は、この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置に於ける、エンジン惰性回転中判定カウンタの所定値を決定するマップであって、エンジン自動停止再始動装置１０に予め記憶されているマップの一例である。

図８に於いて、Ｘ軸はエンジン自動停止時のエンジン回転数を示し、Ｙ軸は任意のエンジン油温毎（例えば、４０［℃］、５０［℃］、６０［℃］、８０［℃］毎）に設定した所定値を示している。この設定値として、エンジン自動停止時のエンジン回転数とエンジン油温とに応じた値が算出される。又、エンジン自動停止時のエンジン回転数が高い程、エンジンが完全停止するまでに要する時間が長くなることを考慮して、前述の所定時間が長くなるように設定され、エンジン油温が低い程、エンジンのフリクションが大きくなるためにエンジンが早く完全停止することを考慮して、前述の所定時間が短くなるように設定されている。従って、図８に示すマップに基づいて、エンジン自動停止時のエンジン回転数とエンジン油温とに応じた最適な所定値、つまり、エンジンが自動停止してから完全に停止するまでの時間、を設定することができる。

又、前述の所定値は、任意のエンジン回転数、及びエンジン油温（例えば、４０［℃］、５０［℃］、６０［℃］、８０［℃］）に於いて、エンジンを自動停止させ、エンジンが自動停止してから停止直前，若しくは完全に停止するまでの時間を実機計測した結果を参考にして求めることができる。

図４に戻り、ステップＳ２０３では、前述のエンジン惰性回転中判定カウンタが「０」であるかどうかを判定し、「０」である場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２０４に進み、エンジン惰性回転中判定フラグを「０」にリセットし、図４のフローチャートにリターンする。又、エンジン惰性回転中判定フラグが「０」ではない場合（つまり、「１」である場合）（Ｎｏ）は、ステップＳ２０６に進み、エンジン惰性回転中判定フラグを「１」にセットし、図４のフローチャートにリターンする。

次に、図３に戻り、ステップＳ１０６では、再始動条件が成立しているか否かを判定する。再始動条件が成立していると判定した場合には、ステップＳ１０７へと進み、エンジン再始動制御を行う。一方、再始動条件が成立していないと判定した場合には処理を終了し、次の制御周期へと進む。

次に、ステップＳ１０７に示したエンジン再始動制御ルーチンについて詳細に説明する。図５は、この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置に於ける、エンジン再始動条件成立時の一連処理を示すフローチャートである。図５に於いて、先ず、ステップＳ３０１に於いて、前述のステップＳ１０５で設定したエンジン惰性回転中判定フラグが「１」の場合（Ｙｅｓ）には、エンジン回転が惰性回転中と判断し、ステップ３０２に進む。一方、エンジン惰性回転中判定フラグが「０」の場合（Ｎｏ）には、エンジン回転が完全に停止または停止直前であると判断し、ステップ３０５へ進み、ソレノイド１８へ通電し、ピニオンギア１５とリングギア１２を噛み合わせ、エンジンを再始動する。

ここで、ステップＳ３０１に於いて、エンジンが惰性回転中であるか否かを前述のステップＳ１０５で設定したエンジン惰性回転中判定フラグで判定したが、エンジンが完全停止または停止直前であるか否かを判断する一般的な手法を用いてもよい。具体的には、エンジン自動停止後のクランク角のパルスが所定時間（例えば、３００［ｍｓ］）の間に検出されなければ、エンジンが完全停止または停止直前であると判断しても良い。

次に、ステップＳ３０２では、前述のステップＳ１０２で読み込んだエンジン油温Ｔｅと、エンジン自動停止再始動装置１０に予め記憶されている所定値Ｔｃｏｍとを比較し、エンジン油温Ｔｅが所定値Ｔｃｏｍ以上の場合（Ｙｅｓ）には、許容範囲内でリングギアとピニオンギアとを噛み合わせ、エンジンを再始動させるべく、ステップＳ３０３へ進む。即ち、エンジン惰性回転中のエンジン再始動を許可する。

一方、ステップＳ３０２での判定の結果、エンジン油温Ｔｅが前記所定値Ｔｃｏｍより低い場合（Ｎｏ）には、エンジンのフリクションが大きくなる結果、エンジン再始動時に於いて、ソレノイドへの通電開始から噛み合い完了までの遅れ時間Ｔｄ間に於けるエンジン回転数の変化が想定よりも大きくなり、許容範囲内でのリングギアとピニオンギアとの噛み合いが困難と判断されるため、ソレノイドへの通電を実施せずに処理を終了する。即ち、エンジン惰性回転中のエンジン再始動を禁止する。

このように、ステップＳ３０２での処理は、エンジンの油温又は水温の検出結果に基づいて、エンジンの自動停止後のエンジン惰性回転中に於けるエンジンの再始動を許可又は禁止する惰性回転中再始動判定部を構成する。

尚、前述の所定値は、実際の装置に於いて、エンジン油温を様々に変化させた場合のリングギアとピニオンギアが噛み合ったときのエンジン回転数を計測し、この結果と噛み合いの許容範囲に基づいて設定することができ、例えば６６０［ｃｃ］の3気筒エンジンでは、５０［℃］に設定することができる。

次に、ステップＳ３０３以降の処理を説明する前に、ピニオンギア１５とリングギア１２の噛み合いに関して説明する。ピニオンギア１５の回転数とリングギア１２の回転数との差が大きい場合には、噛み合い時に衝撃や騒音が発生してしまうため、噛み合い許容範囲上限回転数（例えば、１５０［ｒｐｍ］）と許容範囲下限回転数（例えば、−１５０［ｒｐｍ］）とにより規定される回転数差範囲内（−１５０［ｒｐｍ］〜１５０［ｒｐｍ］）でピニオンギア１５とリングギア１２を噛み合わせる必要がある。

さて、ステップＳ３０３では、エンジン回転数Ｎｅと第二の所定回転数Ｎ２とを比較し、エンジン回転数Ｎｅが第二の所定回転数Ｎ２以下の場合（Ｙｅｓ）には、ソレノイドへの通電を実施せずに処理を終了し、エンジン回転数Ｎｅが第二の所定回転数Ｎ２よりも高い場合（Ｎｏ）には、ステップＳ３０４に進む。

ここで、第二の所定回転数N2は、ソレノイド１８への通電によるピニオンギア１５とリングギア１２の噛み合いにおけるソレノイド１８への通電開始から噛み合い完了までの遅れ時間Ｔｄ（例えば、１０ｍｓ）を考慮して設定される。具体的には、エンジン油温が十分に高い（例えば、６０℃）ときにおいて、エンジン回転数が噛み合い許容範囲下限回転数となる時刻より遅れ時間Ｔｄ遡った時点でのエンジン回転数となる。

従って、エンジン回転数Ｎｅが第二の所定回転数Ｎ２以下でソレノイド１８への通電を開始した場合には、遅れ時間Ｔｄ経過後に噛み合った時には、エンジン回転数が許容範囲下限回転数より低くなり、噛み合い時に衝撃や騒音が発生してしまうので、ステップＳ３０３に於いて、エンジン回転数Ｎｅと第二の所定回転数Ｎ２とを比較し、エンジン回転数Ｎｅが第二の所定回転数Ｎ２以下の場合（Ｙｅｓ）には、ソレノイドへの通電を実施せずに処理を終了する。

又、エンジン回転数Ｎｅが第二の所定回転数Ｎ２より高い回転数でソレノイド１８への通電を開始した場合には、遅れ時間Ｔｄ経過後に噛み合った時には、エンジン回転数が許容範囲下限回転数以上となっており、スムーズに噛み合わせることができるので、ステップＳ３０３に於いて、エンジン回転数Ｎｅと第二の所定回転数Ｎ２とを比較し、エンジン回転数Ｎｅが第二の所定回転数Ｎ２より高い場合（Ｎｏ）には、ステップＳ３０４へ進み、噛み合い許可条件が成立しているか否かを判定する。

ステップＳ３０４では、噛み合い許可条件は、エンジン回転数Ｎｅが第一の所定回転数Ｎ１（ただし、Ｎ１＞Ｎ２）以下か否かにより判定される。そして噛み合い許可条件が成立（Ｎｅ≦Ｎ１）していると判定した場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ３０５へと進み、ソレノイド１８へ通電し、ピニオンギア１５とリングギア１２を噛み合わせ、エンジンを再始動し、エンジン惰性回転中判定フラグを「０」にリセットする。

ここで、第一の所定回転数Ｎ１は、噛み合い許容範囲上限回転数（例えば、１５０［ｒｐｍ］）と遅れ時間Ｔｄを考慮して設定される。具体的には、エンジン油温が十分に高い（例えば、６０［℃］）ときに於いて、エンジン回転数が噛み合い許容範囲上限回転数となる時刻より遅れ時間Ｔｄ遡った時点でのエンジン回転数となる。

又、ステップＳ３０４に於いて、エンジン回転数Ｎｅが第一の所定回転数Ｎ１より大きい場合（Ｎｏ）には、処理を終了する。

次に、図６及び図７を参照しながら、この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置の動作について説明する。図６は、この発明の実施の形態１によるエンジン油温が高い状態でのエンジン自動停止再始動装置の動作を示すタイミングチャートであって、エンジン油温が十分に高い（例えば、６０［℃］）状態におけるエンジン自動停止再始動装置の動作を示す。図７は、この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置に於ける、エンジン油温が低い状態での動作を示すタイミングチャートであって、エンジン油温が低い状態（例えば、４０［℃］）の状態に於けるエンジン自動停止再始動装置の動作を示している。

先ず、エンジン油温が高い状態でエンジン再始動条件が成立し、エンジン惰性回転中にエンジン再始動（ピニオンギアとリングギアの噛み合い）を開始する動作について説明する。図６に於いて、時刻ｔ１でエンジン自動停止条件が成立し、燃料噴射が停止される。このとき、エンジン自動停止中フラグが「０」から「１」に変化するので、エンジン惰性回転中判定フラグが「１」にセットされる。

その後、時刻ｔ２に於いて、エンジン再始動条件（例えば、ドライバがブレーキペダルから足を離す等）が成立し、エンジン再始動制御ルーチン（図３のステップＳ１０７）を開始する。このとき、エンジン惰性回転中フラグが「１」にセットされており（エンジン惰性回転中の再始動条件成立）、エンジン油温がエンジン惰性回転中の再始動を許可する所定油温６０［℃］以上であるが、エンジン回転数Ｎｅが噛み合い許容範囲上限回転数Ｎ１よりも高いので（図５のステップＳ３０４でＮｏ判定）、エンジンは再始動されない。

続いて、エンジン回転数Ｎｅがさらに低下し、許容範囲上限回転数Ｎ１以下（図５のステップＳ３０４でＹｅｓ判定）になった時刻ｔ３に於いて、ソレノイドへ通電しギア噛み合いを開始し、遅れ時間Ｔｄ経過後の時刻ｔ４に於いて、ギア噛み合いが完了し、クランキングによりエンジンを再始動させる。時刻ｔ４におけるエンジン回転数は、噛み合い許容範囲内となるので、静粛な噛み合いとなり、機構にダメージを与えることもない。

次に、エンジン油温が低い状態でエンジン再始動条件が成立し、エンジン惰性回転中にはエンジン再始動（ピニオンギアとリングギアの噛み合い）は実施せず、エンジンが完全停止または停止直前となるタイミングで再始動を開始する動作について説明する。図７に於いて、時刻ｔ１’でエンジン自動停止条件が成立し、燃料噴射が停止される。この時、エンジン自動停止中フラグが「０」から「１」に変化するので、エンジン惰性回転中判定フラグが「１」にセットされ、エンジン惰性回転中判定カウンタが所定値にセットされる。

その後、時刻ｔ２’に於いて、エンジン再始動条件（例えば、ドライバがブレーキペダルから足を離す等）が成立し、エンジン再始動制御ルーチン（図３のステップＳ１０７）を開始する。このとき、エンジン惰性回転中フラグが「１」にセットされているが（エンジン惰性回転中の再始動条件成立）、エンジン油温がエンジン惰性回転中の再始動を許可する所定油温所定値６０［℃］よりも低い（図５のステップＳ３０２でＮｏ判定）ので、エンジン回転数Ｎｅが更に低下し、許容範囲上限回転数Ｎ１以下となってもソレノイドへの通電は実施しない。

続いて、エンジン回転速度Ｎｅが更に低下し、逆回転し、エンジンが完全に停止した時刻ｔ３’に於いて、時刻ｔ１’以降減算を続けてきたエンジン惰性回転中判定カウンタが「０」になり、エンジン惰性回転中判定フラグが「０」（図５のステップＳ３０１でＮｏ判定）となり、ソレノイドへ通電しギア噛み合いを開始し、遅れ時間Ｔｄ経過後の時刻ｔ４’に於いて、ギア噛み合いが完了し、クランキングによりエンジンを再始動させる。時刻ｔ４’に於けるエンジン回転数は完全停止また停止直前状態となるので、通常のキーオン始動と同様に、静粛な噛み合いとなり、機構にダメージを与えることもない。

以上のように、この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置は、エンジン自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止させ、その後エンジンの再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン自動停止再始動装置であって、前記エンジンのクランク軸に連結されたリングギアと、通電により回転するスタータモータと、前記スタータモータの回転を前記リングギアに伝達するピニオンギアと、通電により前記ピニオンギアを前記リングギア方向に移動させて噛み合わせるピニオンギア移動部とを備え、前記エンジンの油温の検出結果が所定値以上の場合には、エンジン自動停止後のエンジン惰性回転中における前記エンジン再始動を許可し、前記エンジンの油温の検出結果が所定値より低い場合には、エンジン自動停止後のエンジン惰性回転中における前記エンジン再始動を禁止し、前記エンジン回転数とエンジン油温に基づいて設定される所定時間経過後に、前記エンジン再始動の禁止を解除するように構成されている。

これにより、エンジンの惰性回転中の再始動に於いて、エンジン油温が低く、エンジンのフリクションが大きくなるために惰性回転中のエンジン回転数の傾きが大きく変化し、リングギアとピニオンギアとの許容範囲内での噛み合いが困難であると判断された場合には、再始動（噛み合い）を禁止し、エンジンが完全に停止または停止直前の状態であることをエンジン自動停止時のエンジン回転数とエンジン油温に応じて最適に判断してから、リングギアとピニオンギアとを噛み合わせ、エンジンを再始動させるので、エンジン油温の状態に関わらず、リングギアとピニオンギアとの噛み合い時の騒音低減、衝撃トルクを抑制できる。また、エンジン油温に応じた最適なタイミングで再始動の禁止を解除するので、無駄な再始動の禁止を回避することができる。

又、エンジン油温が低い場合に於けるエンジン惰性回転中のリングギアとピニオンギアとの噛み合い時の騒音低減、衝撃トルク抑制のため、エンジン自動停止許可水温を上げることも必要ないので、燃費性能を犠牲にすることもない。

尚、上述した実施の形態１では、エンジン油温に基づいてエンジン自動停止後のエンジン惰性回転中に於ける前記エンジン再始動の許可および禁止を判断しているが、エンジン油温とエンジン水温には一定の相関関係があるため、エンジン水温に基づいて判断してもよい。

尚、この発明は、その発明の範囲内に於いて、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

この発明は、エンジン自動停止再始動装置を備えた自動車産業の分野に利用することが可能である。

１０ エンジン自動停止再始動装置、１１ スタータ制御部、
１２ リングギア、１３ クランク角センサ、
１４ スタータモータ、１５ ピニオンギア、
１６ ワンウェイクラッチ、１７ プランジャ、
１８ ソレノイド、１９ レバー、２０ エンジン油温センサ、
２１ エンジン水温センサ

Claims (2)

1. エンジンの自動停止条件が成立すると前記エンジンの自動停止を行い、前記エンジンの再始動条件が成立すると前記エンジンを再始動させるエンジン自動停止再始動装置であって、
   前記エンジンのクランク軸に連結されたリングギアと、
   通電により回転するスタータモータと、
   前記スタータモータの回転を前記リングギアに伝達するピニオンギアと、
   通電により前記ピニオンギアを前記リングギアの方向に移動させて、前記ピニオンギアを前記リングギアに噛み合わせるピニオンギア移動部と、
   前記エンジンの油温又は水温の検出結果に基づいて、前記エンジンの自動停止後のエンジン惰性回転中に於ける前記エンジンの再始動を許可又は禁止する惰性回転中再始動判定部と、
   を備え、
   前記惰性回転中再始動判定部は、
   前記エンジンの油温又は水温が、予め設定された所定値以上の場合には、エンジン惰性回転中における前記エンジンの再始動を許可し、
   前記エンジンの油温又は水温が、予め設定された所定値より低い場合には、前記エンジン惰性回転中に於ける前記エンジンの再始動を禁止するように構成され、
   前記エンジン惰性回転中における前記エンジンの再始動が許可されたときは、前記エンジンの回転数が第一の所定回転数以下であって前記第一の所定回転数より小さい第二の所定回転数より大きい場合に、前記ピニオンギア移動部への通電が行われるように構成され、
   前記エンジン惰性回転中に於ける前記エンジンの再始動が禁止されたときは、前記エンジンを自動停止してから所定時間の経過後に前記エンジンの再始動の禁止を解除して、前記ピニオンギア移動部への通電が行われるように構成されている、
   ことを特徴とするエンジン自動停止再始動装置。
2. 前記所定時間は、前記エンジンの油温又は水温に応じて設定される、
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン自動停止再始動装置。

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