WO2012011167A1

WO2012011167A1 - エンジンの始動装置およびエンジンの始動方法

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Publication number: WO2012011167A1
Application number: PCT/JP2010/062204
Authority: WO
Inventors: 守屋　孝紀; 淳平筧; ハシムハスルルサニービン
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2010-07-21
Filing date: 2010-07-21
Publication date: 2012-01-26
Also published as: CN102472229A; DE112010005750T5; US20120017863A1; US8267061B2; JPWO2012011167A1

Abstract

　ＥＣＵは、エンジンの始動要求がある場合であって（Ｓ１００）、エンジンの回転速度がα１よりも小さい場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ，Ｓ１２０にてＹＥＳ）、係合モードを選択するステップ（Ｓ１４５）と、全駆動モードを選択するステップ（Ｓ１７０）と、エンジンの始動が完了した場合に（Ｓ１８０にてＹＥＳ）、待機モードを選択するステップ（Ｓ１９０）と、エンジンの回転速度がα２以下であって（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、かつ、α１よりも大きい場合（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、回転モードを選択するステップ（Ｓ１４０）と、リングギヤの回転とピニオンギヤの回転との差Ｎｄｉｆｆが予め定められた値β２よりも大きい場合でも（Ｓ１５０にてＮＯ）、変動予測がある場合（Ｓ１６０にてＹＥＳ）、全駆動モードを選択するステップ（Ｓ１７０）とを含む、プログラムを実行する。

Description

エンジンの始動装置およびエンジンの始動方法

　本発明は、エンジンの始動装置およびエンジンの始動方法に関し、特に、エンジンのフライホイールの外周に設けられたリングギヤと係合するようにピニオンギヤを移動させるアクチュエータと、ピニオンギヤを回転させるモータとが個別に制御されるスタータを制御する技術に関する。

　近年、エンジンなどの内燃機関を有する自動車においては、燃費削減や排気エミッション低減などを目的として、車両が停止し、かつ運転者によりブレーキペダルが操作された状態においてエンジンの自動停止を行なうとともに、たとえば、ブレーキペダルの操作量が零まで減少されるなどの、運転者による再発進の動作によって自動再始動をする、いわゆるアイドリングストップ機能を搭載したものがある。

　このアイドリングストップにおいて、エンジンの回転速度が比較的高い状態で、エンジンの再始動が行なわれる場合がある。このような場合において、エンジンを回転させるためのピニオンギヤの押出しとピニオンギヤの回転とが１つの駆動指令によって行なわれる従来のスタータでは、ピニオンギヤとエンジンのリングギヤとの係合が容易となるように、エンジンの回転速度が十分に低下するのを待ってスタータが駆動される。そうすると、エンジンの再始動要求から実際のエンジンのクランキングまでに時間遅れが発生してしまい、運転者に違和感を与えてしまうおそれがあった。

　特開２００５－３３０８１３号公報（特許文献１）には、このような課題を解決するために、ピニオンギヤの係合動作およびピニオンギヤの回転動作が独立して実行可能な構成を有するスタータを用いて、停止要求発生直後のエンジン回転降下期間中に再始動要求が発生した場合に、ピニオンギヤの係合動作に先立ってピニオンギヤの回転動作を行なうとともに、ピニオンギヤの回転速度がエンジン回転速度に同期したときに、ピニオンギヤの係合動作を行なうことによってエンジンの再始動を行なう技術を開示する。

特開２００５－３３０８１３号公報

　しかしながら、特開２００５－３３０８１３号公報に記載の技術のように、ピニオンギヤの回転速度とエンジン回転速度とが同期したときに、ピニオンギヤの係合動作を行なう場合において、エンジンの回転速度が急変動するとピニオンギヤの回転速度とエンジン回転速度とを同期させることが困難となり、エンジンの始動性が悪化するという問題がある。

　本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エンジンの始動性の悪化を抑制するエンジンの始動装置およびエンジンの始動方法を提供することである。

　この発明のある局面に係るエンジンの始動装置は、エンジンを始動させるスタータと、スタータの制御装置とを備える。スタータは、エンジンのクランク軸に連結された第１のギヤと係合可能な第２のギヤと、駆動状態において、第２のギヤを第１のギヤと係合する位置まで移動させるアクチュエータと、第２のギヤを回転させるモータとを含む。制御装置は、アクチュエータおよびモータの各々を個別に駆動可能である。制御装置は、アクチュエータの駆動に先立ってモータを駆動させる回転モードと、モータの駆動に先立ってアクチュエータを駆動し、第２のギヤを第１のギヤと係合させる係合モードとを有する。制御装置は、回転モードの実行時に、エンジンの負荷変動が発生する場合には、係合モードに移行する。

　好ましくは、制御装置は、回転モードの実行時に、モータの作動を開始した後であって、かつ、第１のギヤの回転と第２のギヤの回転とが同期することが推定される推定時点よりも前にエンジンの負荷変動が発生した場合には、アクチュエータを駆動する。

　さらに好ましくは、制御装置は、回転モードの実行時に、エンジンの回転速度の変動の発生が予測されるという予測条件がモータの作動を開始した後であって、かつ、第１のギヤの回転と第２のギヤの回転とが同期することが推定される推定時点よりも前に成立した場合に、アクチュエータを駆動する。

　さらに好ましくは、エンジンのクランク軸には、作動によってエンジンの負荷を変動させる機器が連結される。予測条件は、機器の作動状態を変化させるための指令を受けたという条件である。

　さらに好ましくは、機器は、クラッチである。予測条件は、クラッチの作動状態を変化させるための指令を受けたという条件である。

　さらに好ましくは、予測条件は、クラッチを解放状態から係合状態に変化させるための操作を受けたという条件である。

　さらに好ましくは、機器は、変速機である。予測条件は、変速機の変速状態を変化させるための指令を受けたという条件である。

　さらに好ましくは、予測条件は、変速機の変速段を選択するための操作を受けたという条件である。

　さらに好ましくは、機器は、オルタネータである。予測条件は、オルタネータを作動させるための指令およびオルタネータの作動を停止させるための指令のうちのいずれか一方の指令を受けたという条件である。

　さらに好ましくは、機器は、エアコンディショナコンプレッサである。予測条件は、エアコンディショナコンプレッサを作動させるための指令およびエアコンディショナコンプレッサの作動を停止させるための指令のうちのいずれか一方の指令を受けたという条件である。

　さらに好ましくは、制御装置は、エンジンの回転速度に基づいて回転モードと係合モードとのうちのいずれか一つを選択してエンジンが始動するようにアクチュエータとモータとを制御する。

　この発明の他の局面に係るエンジンの始動方法において、エンジンには、エンジンを始動させるスタータと、スタータの制御装置とが設けられる。スタータは、エンジンのクランク軸に連結された第１のギヤと係合可能な第２のギヤと、駆動状態において、第２のギヤを第１のギヤと係合する位置まで移動させるアクチュエータと、第２のギヤを回転させるモータとを含む。アクチュエータおよびモータの各々は、個別に駆動可能である。この始動方法は、アクチュエータの駆動に先立ってモータを駆動させる回転モードでアクチュエータおよびモータを駆動するステップと、モータの駆動に先立ってアクチュエータを駆動し、第２のギヤを第１のギヤと係合させる係合モードでアクチュエータおよびモータを駆動するステップと、回転モードの実行時に、エンジンの負荷変動が発生する場合には、係合モードに移行するステップとを含む。

　本発明によると、回転モードの実行時に、モータを駆動させた後にエンジンのリングギヤの回転とスタータのピニオンギヤの回転とが同期することが推定される推定時点よりも前にエンジンの負荷変動が発生する場合には、第１のギヤと第２のギヤとが係合するようにアクチュエータを駆動することによって、エンジンの回転速度Ｎｅが急変動したとしても、すばやくエンジンを始動させることができるため、始動性の悪化を抑制することができる。したがって、エンジンの始動性の悪化を抑制するエンジンの始動装置およびエンジンの始動方法を提供することができる。

車両の全体ブロック図である。ＥＣＵの機能ブロック図である。スタータの動作モードの遷移を説明するための図である。エンジン始動動作時の駆動モードを説明するための図である。第１の実施の形態においてＥＣＵが実行する処理の制御構造を示すフローチャートである。第２の実施の形態においてＥＣＵが実行する処理の制御構造を示すフローチャートである。

　以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

　＜第１の実施の形態＞
　［エンジン始動装置の構成］
　図１は、車両１０の全体ブロック図である。図１を参照して、車両１０は、エンジン１００と、バッテリ１２０と、スタータ２００と、制御装置（以下ＥＣＵとも称する。）３００と、リレーＲＹ１，ＲＹ２とを備える。また、スタータ２００は、モータ２２０と、アクチュエータ２３２と、連結部２４０と、出力部材２５０と、ピニオンギヤ２６０とを含む。また、アクチュエータ２３２は、プランジャ２１０とソレノイド２３０とを含む。本実施の形態に係るエンジンの始動装置は、エンジンを始動させるスタータ２００と、スタータ２００の制御装置であるＥＣＵ３００とを備える。

　エンジン１００は、車両１０を走行するための駆動力を発生する。エンジン１００の出力軸であるクランク軸１１１は、クラッチ１１２、変速機１１４あるいは減速機などを含んで構成される動力伝達装置を介在させて、駆動輪に接続される。

　エンジン１００には、エンジン１００に空気を供給する吸気通路１６６が設けられる。吸気通路１６６には、吸気通路１６６を流通する空気の流量を調整するためのスロットルバルブ１６４が設けられる。スロットルバルブ１６４は、スロットルモータ１６０によって作動する。スロットルモータ１６０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＴＨＣに基づいて駆動する。スロットルバルブ１６４の位置、すなわち、スロットル開度は、スロットルポジションセンサ１６２によって検出される。スロットルポジションセンサ１６２は、検出値ＴＨをＥＣＵ３００へ出力する。

　エンジン１００には、吸気バルブおよび排気バルブを駆動するためのバルブ駆動用アクチュエータ１７２が設けられるようにしてもよい。バルブ駆動用アクチュエータ１７２は、たとえば、吸気バルブおよび排気バルブを直接駆動することによって各開弁量を調整するアクチュエータであってもよいし、吸気バルブおよび排気バルブの閉じタイミングおよびリフト量を変更するためのアクチュエータであってもよい。バルブ駆動用アクチュエータ１７２は、ＥＣＵからの制御信号ＶＣに基づいて駆動する。

　エンジン１００には、回転速度センサ１１５が設けられる。回転速度センサ１１５は、エンジン１００の回転速度Ｎｅを検出し、その検出結果をＥＣＵ３００へ出力する。

　バッテリ１２０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。バッテリ１２０は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池または鉛蓄電などの二次電池を含んで構成される。また、バッテリ１２０は、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子により構成されてもよい。

　さらに、エンジン１００のクランク軸１１１には、作動によってエンジン１００の負荷を変動させる機器が連結される。本実施の形態において、エンジン１００の負荷を変動させる機器は、クラッチ１１２と、変速機１１４と、オルタネータ１３２と、エアコンディショナコンプレッサ１３４とである。なお、エンジン１００の負荷を変動させる機器は、上述したクラッチ１１２と、オルタネータ１３２と、エアコンディショナコンプレッサ１３４とに代えてまたは加えて、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じてエンジン１００の動力を用いて作動するパワーステアリングの油圧を発生させるためのポンプあるいはエンジン１００のスロットルバルブ１６４を含むようにしてもよい。

　オルタネータ１３２の入力軸にはプーリ１３６が設けられる。また、エアコンディショナコンプレッサ１３４の入力軸には、プーリ１３８が設けられる。エンジン１００のクランク軸１１１にはプーリ１６８が設けられる。プーリ１３６，１３８，１６８は、ベルト１７０を用いて連結される。したがって、エンジン１００のクランク軸１１１の回転力は、プーリ１６８およびベルト１７０を経由してプーリ１３６，１３８に伝達される。

　オルタネータ１３２は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＡＬＴに基づいて内蔵する電磁コイルを励磁することによってプーリ１３６に伝達された回転力を用いて発電する。オルタネータ１３２は、発電した電力を図示しないインバータやコンバータ等を経由してバッテリ１２０に供給することによってバッテリ１２０を充電する。なお、オルタネータ１３２は、オルタネータ１３２において発電された電力を図示しないインバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータ１２７を経由してバッテリ１２０に供給することによってバッテリ１２０を充電するようにしてもよい。オルタネータ１３２の発電量は、ＥＣＵ３００により制御される。

　エアコンディショナコンプレッサ１３４は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＡＣに基づいて作動する。エアコンディショナコンプレッサ１３４には電磁クラッチ１４２が内蔵される。電磁クラッチ１４２は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＡＣに基づいて係合状態となったり、解放状態となったりする。

　電磁クラッチ１４２の状態が係合状態になる場合、クランク軸１１１からベルト１７０を経由してプーリ１３８に伝達される回転力は、エアコンディショナコンプレッサ１３４の入力軸に伝達される。そのため、プーリ１３８とエアコンディショナコンプレッサ１３４の入力軸とが一体的に回転することによってエアコンディショナコンプレッサ１３４が作動する。

　また、電磁クラッチ１４２の状態が解放状態になる場合、クランク軸１１１からベルト１７０を経由してプーリ１３８に伝達される回転力は、エアコンディショナコンプレッサ１３４の入力軸に伝達されない。そのため、この場合、プーリ１３８とエアコンディショナコンプレッサ１３４の入力軸とのうちのプーリ１３８のみが回転する。

　エンジン１００には、クラッチ１１２と変速機１１４とが連結される。クラッチ１１２は、エンジン１００と変速機１１４との間に設けられる。クラッチ１１２は、係合状態と解放状態とのうちのいずれか一方の状態から他方の状態に変化させられる。クラッチ１１２が係合状態である場合には、エンジン１００の動力はクラッチ１１２を経由して変速機１１４に伝達される。一方、クラッチ１１２が解放状態である場合には、エンジン１００と変速機１１４との間で動力の伝達が遮断されるため、エンジン１００の動力は変速機１１４に伝達されない。

　本実施の形態において、クラッチ１１２は、乾式クラッチであって、運転者によるクラッチペダル１８０の操作に応じて作動状態が変化する。クラッチペダル１８０の初期状態（非操作状態）に対応するクラッチ１１２の初期状態は係合状態であって、たとえば、運転者がクラッチペダル１８０を踏み込んだ場合に、クラッチ１１２は、運転者の操作力を利用して解放状態となる。そして、運転者がクラッチペダル１８０の踏み込みを解除した場合には、クラッチ１１２の内部に設けられる弾性部材（たとえば、ダイヤフラムスプリング）の弾性力を用いてクラッチ１１２は初期状態（係合状態）に復帰する。なお、クラッチ１１２は、たとえば、アクチュエータを用いて解放状態と係合状態とのうちのいずれを一方の状態から他方の状態に切替えるものであってもよい。このとき、アクチュエータは、ＥＣＵ３００からクラッチ１１２の作動状態を変化させるための指令を受けることに応じてクラッチ１１２の作動状態を変化させる。

　クラッチペダル１８０には、クラッチペダルポジションセンサ（図示せず）が設けられる。クラッチポジションセンサは、ＥＣＵ３００に対してクラッチペダル１８０の操作量を表す信号ＣＬＣを出力する。

　たとえば、クラッチポジションセンサは、クラッチペダル１８０の操作量が予め定められた操作量以上になるまで踏み込まれた場合にオン信号をＥＣＵ３００に出力し、予め定められた操作量よりも小さくなるまで踏み込みが解除された場合にオン信号の出力を停止またはオフ信号を出力するようにしてもよい。あるいは、クラッチポジションセンサは、クラッチペダル１８０の操作量が第１操作量以上になるまで踏み込まれた場合にオン信号をＥＣＵ３００に出力し、第１操作量よりも踏み込み解除側の第２操作量以下になるまで踏み込みが解除された場合にオン信号の出力を停止またはオフ信号を出力するようにしてもよい。

　本実施の形態において、変速機１１４は、たとえば、手動変速機であるとして説明するが、特に手動変速機に限定されるものではない。変速機１１４は、アクチュエータを用いて複数の変速段のうちのいずれかの変速段を選択する自動変速機であってもよい。このとき、アクチュエータは、ＥＣＵ３００から変速段を選択するための指令を受けることに応じて指令に対応した変速段を選択する。

　変速機１１４の変速段は、シフトレバー１９０によって選択される。シフトレバー１９０には、シフトポジションセンサ（図示せず）が設けられる。シフトポジションセンサは、ＥＣＵ３００に対してシフトレバー１９０の位置を表す信号ＳＰを出力する。

　たとえば、シフトレバー１９０の位置を表す信号ＳＰは、互いに直交するシフト方向とセレクト方向とについてのニュートラルの位置（非操作状態の初期位置）からの各移動量を示す情報を含む。

　バッテリ１２０は、ＥＣＵ３００によって制御されるリレーＲＹ１，ＲＹ２を介在させて、スタータ２００に接続される。そして、バッテリ１２０は、リレーＲＹ１，ＲＹ２が閉成されることによって、スタータ２００に駆動用の電源電圧を供給する。なお、バッテリ１２０の負極は車両１０のボディアースに接続される。

　バッテリ１２０には、電圧センサ１２５が設けられる。電圧センサ１２５は、バッテリ１２０の出力電圧ＶＢを検出し、その検出値をＥＣＵ３００へ出力する。

　バッテリ１２０の電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２７を経由して、ＥＣＵ３００、および空調装置のインバータなどの補機に供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２７は、ＥＣＵ３００などに供給される電圧を維持するようにＥＣＵ３００により制御される。たとえば、モータ２２０を駆動してエンジン１００をクランキングすることによってバッテリ１２０の電圧が一時的に低下することに鑑みて、モータ２２０を駆動するときに昇圧するように制御される。

　後述するように、モータ２２０は、エンジン１００の始動要求信号が出力された場合に駆動するように制御されるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２７は、エンジン１００の始動要求信号が出力された場合に昇圧するように制御される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２７の制御方法はこれに限定されない。

　リレーＲＹ１の一方端はバッテリ１２０の正極に接続され、リレーＲＹ１の他方端はスタータ２００内のソレノイド２３０の一方端に接続される。リレーＲＹ１は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１により制御され、バッテリ１２０からソレノイド２３０への電源電圧の供給と遮断とを切替える。

　リレーＲＹ２の一方端はバッテリ１２０の正極に接続され、リレーＲＹ２の他方端はスタータ２００内のモータ２２０に接続される。リレーＲＹ２は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ２により制御され、バッテリ１２０からモータ２２０へ電源電圧の供給と遮断とを切替える。また、リレーＲＹ２とモータ２２０とを結ぶ電力線には、電圧センサ１３０が設けられる。電圧センサ１３０は、モータ電圧ＶＭを検出して、その検出値をＥＣＵ３００へ出力する。

　本実施の形態において、スタータ２００は、エンジン１００のクランク軸１１１に連結された第１のギヤと係合可能な第２のギヤと、駆動状態において、第２のギヤを第１のギヤと係合する位置まで移動させるアクチュエータ２３２と、第２のギヤを回転させるモータ２２０とを含む。本実施の形態において「第１のギヤ」は、エンジン１００のクランク軸１１１に連結されたリングギヤ１１０であり、「第２のギヤ」は、ピニオンギヤ２６０である。

　上述のように、スタータ２００内のモータ２２０およびソレノイド２３０への電源電圧の供給は、リレーＲＹ１，ＲＹ２によってそれぞれ独立に制御することが可能である。

　出力部材２５０は、モータ内部のロータ（図示せず）の回転軸と、たとえば直線スプラインなどで結合される。また、出力部材２５０のモータ２２０とは反対側の端部には、ピニオンギヤ２６０が設けられる。リレーＲＹ２が閉成されることによって、バッテリ１２０から電源電圧が供給されてモータ２２０が回転すると、出力部材２５０は、ロータの回転動作をピニオンギヤ２６０に伝達して、ピニオンギヤ２６０を回転させる。

　ソレノイド２３０の一方端は上述のようにリレーＲＹ１に接続され、ソレノイド２３０の他方端はボディアースに接続される。リレーＲＹ１が閉成されソレノイド２３０が励磁されると、ソレノイド２３０はプランジャ２１０を矢印の方向に吸引する。

　プランジャ２１０は、連結部２４０を介して出力部材２５０と結合される。ソレノイド２３０が励磁されてプランジャ２１０が矢印の方向に吸引される。これにより、支点２４５が固定された連結部２４０によって、出力部材２５０が、図１に示された待機位置から、プランジャ２１０の動作方向とは逆の方向、すなわちピニオンギヤ２６０がモータ２２０の本体から遠ざかる方向に動かされる。また、プランジャ２１０は、図示しないばね機構によって、図１中の矢印とは逆向きの力が付勢されており、ソレノイド２３０が非励磁となると、待機位置に戻される。

　このように、ソレノイド２３０が励磁されることによって、出力部材２５０が軸方向に動作すると、ピニオンギヤ２６０が、エンジン１００のクランク軸１１１に取付けられたフライホイールの外周に設けられたリングギヤ１１０と係合する。そして、ピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０とが係合した状態で、ピニオンギヤ２６０が回転動作することによって、エンジン１００がクランキングされ、エンジン１００が始動される。

　このように、本実施の形態においては、エンジン１００のフライホイールの外周に設けられたリングギヤ１１０と係合するようにピニオンギヤ２６０を移動させるアクチュエータ２３２と、ピニオンギヤ２６０を回転させるモータ２２０とが個別に制御される。

　なお、図１には図示しないが、リングギヤ１１０の回転動作によって、モータ２２０のロータが回転されないように、出力部材２５０とモータ２２０のロータ軸の間にワンウェイクラッチが設けられてもよい。

　また、図１におけるアクチュエータ２３２は、ピニオンギヤ２６０の回転をリングギヤ１１０に伝達でき、かつピニオンギヤ２６０およびリングギヤ１１０が係合した状態と、両方が非係合の状態とを切替えることができる機構であれば、上記のような機構に限られるものではなく、たとえば、出力部材２５０の軸を、ピニオンギヤ２６０の径方向に動かすことによってピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０とが係合するような機構であってもよい。

　ＥＣＵ３００は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）と、記憶装置と、入出力バッファとを含み、各センサの入力や各機器への制御指令の出力を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、一部を専用のハードウェア（電子回路）で構築して処理することも可能である。

　ＥＣＵ３００は、アクセルペダル１４０に設けられたセンサ（図示せず）からのアクセルペダル１４０の操作量を表わす信号ＡＣＣを受ける。ＥＣＵ３００は、ブレーキペダル１５０に設けられたセンサ（図示せず）からのブレーキペダル１５０の操作量を表わす信号ＢＲＫを受ける。また、ＥＣＵ３００は、運転者によるイグニッション操作などによる始動操作信号ＩＧ－ＯＮを受ける。ＥＣＵ３００は、これらの情報に基づいて、エンジン１００の始動要求信号および停止要求信号を生成し、それに従って制御信号ＳＥ１，ＳＥ２を出力してスタータ２００の動作を制御する。

　ＥＣＵ３００は、アクチュエータ２３２およびモータ２２０の各々を個別に駆動させることができる。また、ＥＣＵ３００は、アクチュエータ２３２の駆動に先立ってモータ２２０を駆動させる回転モードと、モータ２２０の駆動に先立ってアクチュエータ２３２を駆動し、ピニオンギヤ２６０をリングギヤ１１０と係合させる係合モードとを有する。本実施の形態において、ＥＣＵ３００は、回転モード実行時にエンジン１００の負荷変動が発生する場合には、係合モードに移行する。

　図２を参照して、ＥＣＵ３００の機能について説明する。なお、以下に説明するＥＣＵ３００の機能は、ソフトウェアにより実現してもよく、ハードウェアにより実現してもよく、ソフトウェアとハードウェアの協働により実現してもよい。

　ＥＣＵ３００は、判定部３０２と、制御部３０４とを備える。判定部３０２は、エンジン１００を始動要求があるか否かを判定する。判定部３０２は、たとえば、運転者によるブレーキペダル１５０の操作量が零まで減少すると、エンジン１００の始動要求があると判定する。より具体的には、判定部３０２は、エンジン１００および車両１０が停止した状態において、運転者によるブレーキペダル１５０の操作量が零まで減少すると、エンジン１００の始動要求があると判定する。判定部３０２がエンジン１００の始動要求があるか否かを判定する方法はこれに限らない。ＥＣＵ３００は、エンジン１００の始動要求があると判定した場合、エンジン１００の始動要求信号を生成し、それに従って制御信号ＳＥ１，ＳＥ２を出力する。

　本実施の形態において、制御部３０４は、エンジン１００の始動要求信号が生成された場合、すなわち、エンジン１００の始動要求があると判定された場合、エンジン１００の回転速度Ｎｅに基づいて複数の制御モードのうちのいずれか一つを選択して、エンジン１００が始動するようにアクチュエータ２３２およびモータ２２０を制御する。複数の制御モードは、ピニオンギヤ２６０がリングギヤ１１０に向かって移動した後、ピニオンギヤ２６０が回転を開始するようにアクチュエータ２３２およびモータ２２０が制御される第１のモードと、ピニオンギヤ２６０が回転を開始した後、ピニオンギヤ２６０がリングギヤ１１０に向かって移動するようにアクチュエータ２３２およびモータ２２０が制御される第２のモードとを含む。

　なお、制御部３０４は、エンジン１００の始動要求があると判定された場合、複数の制御モードのうちのいずれか一つを選択することなく、ピニオンギヤ２６０が回転を開始した後、ピニオンギヤ２６０がリングギヤ１１０に向かって移動するようにアクチュエータ２３２およびモータ２２０を制御するものであってもよい。

　制御部３０４は、第１のモードを選択した場合には、判定部３０２によってエンジン１００の始動要求があると判定されたときにピニオンギヤ２６０がリングギヤ１１０に向かって移動するようにアクチュエータ２３２を制御し、ピニオンギヤ２６０がリングギヤ１１０に向かって移動した後に、ピニオンギヤ２６０が回転するようにモータ２２０を制御する。

　制御部３０４は、第２のモードを選択した場合には、判定部３０２によってエンジン１００の始動要求があると判定されたときにピニオンギヤ２６０が回転を開始するようにモータ２２０が制御され、ピニオンギヤ２６０が回転を開始した後にピニオンギヤ２６０がリングギヤ１１０に向かって移動するようにアクチュエータ２３２を制御する。

　制御部３０４は、エンジン１００の回転速度Ｎｅが予め定められた第１の基準値α１以下である場合に、第１のモードを選択する。制御部３０４は、エンジン１００の回転速度Ｎｅが第１の基準値α１より大きい場合に、第２のモードを選択する。

　さらに、本実施の形態において、制御部３０４は、後述する回転モードの実行時に、モータ２２０の作動を開始した後であって、かつ、リングギヤ１１０の回転とピニオンギヤ２６０の回転とが同期することが推定される推定時点よりも前にエンジン１００の負荷変動の発生が予測されるという予測条件が成立した場合にリングギヤ１１０に向けてピニオンギヤ２６０が移動するようにアクチュエータ２３２を作動させてエンジン１００が始動するようにアクチュエータ２３２とモータ２２０とを制御する。予測条件は、機器の作動状態を変化させるための指令を受けたという条件である。また、「機器」は、上述したとおり、作動によってエンジン１００の負荷を変動させる機器であって、本実施の形態においては、クラッチ１１２と、変速機１１４と、オルタネータ１３２と、エアコンディショナコンプレッサ１３４とである。

　本実施の形態において、予測条件は、クラッチ１１２の作動状態を変化させるための指令を受けたという条件を含む。具体的には、予測条件は、クラッチ１１２が解放状態から係合状態に変化する操作を受けたという条件を含む。制御部３０４は、クラッチペダルポジションセンサからの検出値に基づいて予測条件が成立したか否かを判定する。たとえば、制御部３０４は、クラッチペダル１８０が完全に踏み込まれた状態から踏み込みが解除される方向に操作されたことをクラッチポジションセンサを用いて検出した場合（たとえば、オン信号の出力停止あるいはオフ信号を受信した場合）に、クラッチ１１２が解放状態から係合状態に変化する操作を受けたとして予測条件が成立したと判定する。

　あるいは、予測条件は、変速機１１４の変速状態を変化させるための指令を受けたという条件を含む。具体的には、予測条件は、変速機１１４の変速段を選択する操作を受けたという条件を含む。たとえば、制御部３０４は、シフトレバー１９０がニュートラルの位置から予め定められた変速段（たとえば、１速）に対応する位置に移動したことをシフトポジションセンサを用いて検出した場合に、変速機１１４の変速段を選択する操作を受けたとして予測条件が成立したと判定する。

　あるいは、予測条件は、オルタネータ１３２を作動させる（すなわち、発電させる）ための指令およびオルタネータ１３２の作動を停止させるための指令のうちのいずれか一方の指令を受けたという条件を含む。たとえば、制御部３０４は、オルタネータ１３２の非作動中にバッテリの残容量が下限値よりも低下した場合に、オルタネータ１３２を作動させるための指令を受けたとして予測条件が成立したと判定する。あるいは、制御部３０４は、オルタネータ１３２の作動中にバッテリの残容量が上限値よりも上昇した場合に、オルタネータ１３２の作動を停止させるための指令を受けたとして予測条件が成立したと判定する。

　あるいは、予測条件は、エアコンディショナコンプレッサ１３４を作動させるための指令および作動を停止させるための指令のうちのいずれか一方の指令を受けたという条件を含む。たとえば、制御部３０４は、室内の温度を自動的に所定温度にするための冷房の作動の指令あるいは作動の停止の指令を受けた場合に予測条件が成立したと判定するようにしてもよいし、あるいは、冷房を作動させるための操作が運転者によってなされた場合あるいは冷房の作動を停止させるための操作が運転者によってなされた場合、予測条件が成立したと判定するようにしてもよい。

　本実施の形態において、制御部３０４は、上述した各機器についての複数の予測条件のうちのいずれか一つの予測条件が成立した場合に変動予測フラグをオンし、上述した複数の予測条件のちのいずれの予測条件も成立しない場合に変動予測フラグをオフする。

　［スタータの動作モードの説明］
　図３は、本実施の形態におけるスタータ２００の動作モードの遷移を説明するための図である。本実施の形態におけるスタータ２００の動作モードには、待機モード４１０、係合モード４２０、回転モード４３０、および全駆動モード４４０が含まれる。

　前述した第１のモードは、係合モード４２０を経て、全駆動モード４４０に移行するモードである。前述した第２のモードは、回転モード４３０を経て、全駆動モード４４０に移行するモードである。

　待機モード４１０は、スタータ２００のアクチュエータ２３２およびモータ２２０の両方の駆動を停止させるモードであって、エンジン１００の始動要求がない場合に選択されるモードである。待機モード４１０は、スタータ２００の初期状態に相当し、エンジン１００の始動動作前、エンジン１００が始動完了した後、およびエンジン１００の始動が失敗したときなどにおいて、スタータ２００の駆動が不要となった場合に選択される。

　全駆動モード４４０は、スタータ２００のアクチュエータ２３２およびモータ２２０の両方を駆動させるモードである。この全駆動モード４４０が選択された場合、ピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０が係合した状態で、ピニオンギヤ２６０を回転させるようにモータ２２０およびアクチュエータ２３２が制御される。これによって、実際にエンジン１００がクランキングされて始動動作が開始される。

　本実施の形態におけるスタータ２００は、上述のように、アクチュエータ２３２およびモータ２２０の各々を、独立して駆動することができる。そのため、待機モード４１０から全駆動モード４４０に遷移する過程において、モータ２２０の駆動に先立ってアクチュエータ２３２を駆動する場合（すなわち、係合モード４２０に相当）と、アクチュエータ２３２の駆動に先立ってモータ２２０を駆動する場合（すなわち、回転モード４３０に相当）とがある。

　この係合モード４２０および回転モード４３０の選択は、基本的には、エンジン１００の再始動要求が発生したときの、エンジン１００の回転速度Ｎｅに基づいて行なわれる。

　係合モード４２０は、アクチュエータ２３２とモータ２２０とのうちアクチュエータ２３２のみが駆動され、モータ２２０が駆動されていない状態である。このモードは、ピニオンギヤ２６０が停止した状態においても、ピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０とが係合可能である場合に選択される。具体的には、エンジン１００が停止している状態、あるいはエンジン１００の回転速度Ｎｅが十分に低下した状態（Ｎｅ≦第１の基準値α１）の場合に、この係合モード４２０が選択される。

　エンジン１００の始動要求信号が生成された後にアクチュエータ２３２およびモータ２２０が係合モード４２０が選択される。

　そして、係合モード４２０が動作モードとして選択された後に、係合モード４２０から全駆動モード４４０に動作モードが遷移する。すなわち、全駆動モード４４０が選択されてアクチュエータ２３２およびモータ２２０が制御される。すなわち、本実施の形態においては、アクチュエータ２３２の駆動開始から予め定められた時間が経過したことに基づいて、ピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０との係合が完了したと判定される。

　一方、回転モード４３０は、アクチュエータ２３２とモータ２２０とのうちモータ２２０のみが駆動され、アクチュエータ２３２が駆動されていない状態である。このモードは、たとえば、エンジン１００の停止要求直後に、エンジン１００の再始動要求が出力されたような場合に、エンジン１００の回転速度Ｎｅが相対的に高いとき（α１＜Ｎｅ≦第２の基準値α２）に選択される。

　エンジン１００の始動要求信号が生成された場合に、アクチュエータ２３２およびモータ２２０が回転モード４３０で制御される。

　このように、エンジン１００の回転速度Ｎｅが高いときには、ピニオンギヤ２６０を停止したままの状態では、ピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０との間の速度差が大きく、ピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０との係合が困難となる可能性がある。そのため、回転モード４３０においては、アクチュエータ２３２の駆動に先立ってモータ２２０のみが駆動され、リングギヤ１１０の回転速度Ｎｅとピニオンギヤ２６０の回転速度とを同期させる。そして、リングギヤ１１０の回転速度Ｎｅとピニオンギヤ２６０の回転速度との差が十分に小さくなったことに応じて同期が成立したと判定されたときにアクチュエータ２３２が駆動され、リングギヤ１１０とピニオンギヤ２６０との係合が行なわれる。そして、動作モードが回転モード４３０から全駆動モード４４０へ遷移する。

　本実施の形態において同期の成立の判定としては、具体的には、エンジン１００の回転速度Ｎｅとピニオンギヤ２６０の回転速度（クランク軸換算のモータ２２０の回転速度Ｎｍ）との相対回転速度Ｎｄｉｆｆ（＝Ｎｅ－Ｎｍ）が所定のしきい値の範囲内となっているか否かによって行なう（０≦β１≦Ｎｄｉｆｆ＜β２）。なお、同期の成立の判定を、相対回転速度Ｎｄｉｆｆの絶対値がしきい値βより小さいか否か（｜Ｎｄｉｆｆ｜＜β）によって判定することも可能であるが、エンジン１００の回転速度Ｎｅのほうがピニオンギヤ２６０の回転速度より高い状態で係合させるほうがより好ましい。

　また、回転モード４３０においては、リングギヤ１１０の回転とピニオンギヤ２６０の回転とが同期すると推定される推定時点よりも前に上述した予測条件が成立して予測変動フラグがオンされる場合には、推定時点よりも前であってもアクチュエータ２３２が駆動され、リングギヤ１１０とピニオンギヤ２６０との係合が行なわれる。そして、動作モードが回転モード４３０から全駆動モード４４０へ遷移する。

　全駆動モード４４０の場合に、エンジン１００の始動が完了し、エンジン１００が自立運転を開始したことに応じて、運転モードは全駆動モード４４０から待機モード４１０へ戻される。

　このように、エンジン１００の始動要求信号が出力された場合、すなわち、エンジン１００を始動すると判定された場合、係合モード４２０を経て、全駆動モード４４０に移行する第１のモードと、回転モード４３０を経て、全駆動モード４４０に移行する第２のモードとのうちのいずれか一方のモードで、アクチュエータ２３２およびモータ２２０が制御される。

　図４は、本実施の形態において、エンジン始動動作時に選択される２つの駆動モード（第１のモード，第２のモード）によるエンジンの始動制御および変動予測フラグの変化を説明するための図である。

　図４の横軸には時間が示され、縦軸には、エンジン１００の回転速度Ｎｅ、第１のモード時および第２のモード時における、アクチュエータ２３２およびモータ２２０の駆動状態が示される。

　時刻ｔ０において、たとえば車両１０が停止し、かつ運転者によりブレーキペダル１５０が操作されているという条件が満たされたことによってエンジン１００の停止要求が生成され、エンジン１００の燃焼が停止された場合を想定する。この場合に、エンジン１００が再始動されなければ、実線の曲線Ｗ０のように、徐々にエンジン１００の回転速度Ｎｅが低下し、最終的にエンジン１００の回転が停止する。

　次に、エンジン１００の回転速度Ｎｅの低下中に、たとえば、運転者によるブレーキペダル１５０の操作量が零になったことによってエンジン１００の再始動要求が生成された場合について考える。この場合には、エンジン１００の回転速度Ｎｅによって３つの領域に分類される。

　第１の領域（領域１）は、エンジン１００の回転速度Ｎｅが第２の基準値α２よりも高い場合であり、たとえば、図４中の点Ｐ０において再始動要求が生成されたような状態である。

　この領域１は、エンジン１００の回転速度Ｎｅが十分に高いので、燃料噴射および点火動作によって、スタータ２００を用いなくともエンジン１００が始動可能な領域である。すなわち、エンジン１００が自立復帰可能な領域である。したがって、領域１においては、スタータ２００の駆動が禁止される。なお、上述の第２の基準値α２については、モータ２２０の最高回転速度によって制限される場合もある。

　第２の領域は（領域２）は、エンジン１００の回転速度Ｎｅが第１の基準値α１および第２の基準値α２の間にある場合であり、図４中の点Ｐ１において再始動要求が生成されたような状態である。

　この領域２は、エンジン１００は自立復帰できないが、エンジン１００の回転速度Ｎｅが比較的高い状態の領域である。この領域においては、図３で説明したように、回転モード（第２のモード）が選択される。

　時刻ｔ２において、エンジン１００の再始動要求が生成されると、制御部３０４は、まずモータ２２０を駆動させる。これによって、ピニオンギヤ２６０が回転し始める。

　図４の破線に示すように、変動予測フラグがオフの状態のまま、時刻ｔ４において、リングギヤ１１０の回転とピニオンギヤ２６０の回転とが同期することが推定される推定時点となる場合、アクチュエータ２３２が駆動される。時刻ｔ４において、アクチュエータ２３２が駆動されることによってリングギヤ１１０とピニオンギヤ２６０とが係合されると、エンジン１００がクランキングされて、破線の曲線Ｗ１のようにエンジン１００の回転速度Ｎｅが増加する。その後、エンジン１００が自立運転を再開すると、アクチュエータ２３２およびモータ２２０の駆動が停止される。

　一方、時刻ｔ４よりも前の時刻ｔ３において、たとえば、クラッチペダル１８０の踏み込みが解除されるなどして変動予測フラグがオンされた場合、変動予測フラグのオンとともにアクチュエータ２３２が駆動される。時刻ｔ３において、アクチュエータ２３２が駆動されることによってリングギヤ１１０とピニオンギヤ２６０とが係合されると、エンジン１００がクランキングされ、破線の曲線Ｗ３のようにエンジン１００の回転速度Ｎｅが増加する。その後、エンジン１００が自立運転を再開すると、アクチュエータ２３２および２２０の駆動が停止される。

　第３の領域（領域３）は、エンジン１００の回転速度Ｎｅが第１の基準値α１よりも低い場合であり、たとえば、図４中の点Ｐ２において再始動要求が生成されたような状態である。

　この領域３は、エンジン１００の回転速度Ｎｅが低く、ピニオンギヤ２６０を同期させなくても、ピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０との係合が可能な領域である。この領域においては、図３で説明したように、係合モードが選択される。

　時刻ｔ５において、エンジン１００の再始動要求が生成されると、制御部３０４は、まずアクチュエータ２３２を駆動させる。これによって、ピニオンギヤ２６０がリングギヤ１１０側に押し出される。時間ｔ６において、アクチュエータ２３２が駆動された後にリングギヤ１１０とピニオンギヤ２６０との係合が完了すると、モータ２２０が駆動される。これによってエンジン１００がクランキングされて破線の曲線Ｗ２のように、エンジン１００の回転速度Ｎｅが増加する。その後、エンジン１００が自立運転を再開すると、アクチュエータ２３２およびモータ２２０の駆動が停止される。

　このように、アクチュエータ２３２とモータ２２０とが独立して駆動可能なスタータ２００を用いて、エンジン１００の再始動制御を行なうことによって、従来のスタータでは、エンジン１００の自立復帰が不可能となる回転速度（図４中の時刻ｔ１）から、エンジン１００が停止するまで（図４中の時刻ｔ７）の期間（Ｔｉｎｈ）中エンジン１００の再始動動作が禁止されていた場合に比べて、より短時間でエンジン１００を再始動することが可能となる。これによって、運転者に対して、エンジン再始動が遅れてしまうことによる違和感を低減することができる。

　［動作モード設定制御の説明］
　図５は、本実施の形態において、ＥＣＵ３００の制御部３０４で実行される動作モード設定制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図５に示すフローチャートは、ＥＣＵ３００のメモリに予め格納されたプログラムを所定周期で実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。

　図１および図５を参照して、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００において、制御部３０４は、エンジン１００の始動要求があるか否かを判定する。

　エンジン１００の始動要求がない場合は（Ｓ１００にてＮＯ）、制御部３０４は、エンジン１００の始動動作は不要であるので、処理をＳ１９０に進めて、待機モードを選択する。

　エンジン１００の始動要求がある場合は（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理がＳ１１０に進められ、制御部３０４は、エンジン１００の回転速度Ｎｅが第２の基準値α２以下であるか否かを判定する。

　エンジン１００の回転速度Ｎｅが第２の基準値α２より大きい場合（Ｓ１１０にてＮＯ）は、エンジン１００の自立復帰が可能な図４における領域１に対応するので、制御部３０４は、処理をＳ１９０に進めて待機モードを選択する。

　エンジン１００の回転速度Ｎｅが第２の基準値α２以下の場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）は、制御部３０４は、エンジン１００の回転速度Ｎｅが第１の基準値α１以下であるか否かを判定する。

　エンジン１００の回転速度Ｎｅが第１の基準値α１以下の場合（Ｓ１２０にてＹＥＳ）は、図４における領域１に対応するので、処理がＳ１４５に進められ、制御部３０４は、係合モードを選択する。制御部３０４は、制御信号ＳＥ１を出力してリレーＲＹ１を閉成することによってアクチュエータ２３２を駆動する。このとき、モータ２２０は駆動されない。

　その後、Ｓ１７０に処理が進められ、制御部３０４は、全駆動モードを選択する。そして、スタータ２００によって、エンジン１００のクランキングが開始される。

　Ｓ１８０にて、制御部３０４は、エンジン１００の始動が完了したか否かを判定する。エンジン１００の始動完了の判定については、たとえば、モータ２２０の駆動開始から所定時間Ｔ１が経過した後に、エンジン回転速度が、自立運転を示すしきい値γより大きいか否かによって判定するようにしてもよい。

　エンジン１００の始動が完了していない場合（Ｓ１８０にてＮＯ）は、Ｓ１７０に処理が戻され、エンジン１００のクランキングが継続される。

　エンジン１００の始動が完了した場合（Ｓ１８０にてＹＥＳ）は、Ｓ１９０に処理が進められて、制御部３０４は、待機モードを選択する。

　一方、エンジン１００の回転速度Ｎｅが第１の基準値α１より大きい場合（Ｓ１２０にてＮＯ）は、処理がＳ１４０に進められ、ＥＣＵ３００は、回転モードを選択する。このとき、制御部３０４は、制御信号ＳＥ２を出力してリレーＲＹ２を閉成することによってモータ２２０を駆動する。このとき、アクチュエータ２３２は駆動されない。

　そして、処理がＳ１５０に進められ、制御部３０４は、リングギヤ１１０の回転速度Ｎｅと、クランク軸換算のモータ２２０の回転速度Ｎｍ（ピニオンギヤ２６０の回転速度）との差Ｎｄｉｆｆ（＝Ｎｅ－Ｎｍ）が予め定められた値β１以上であって、かつ、予め定められた値β２よりも小さいか否かを判定する。Ｎｄｉｆｆが予め定められた値β１以上であって、かつ、予め定められた値β２よりも小さい場合（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、処理はＳ１７０に進められる。もしそうでない場合（Ｓ１５０にてＮＯ）、処理はＳ１６０に移される。

　Ｓ１６０にて、制御部３０４は、変動予測があるか否かを判定する。具体的には、上述した各機器についての複数の予測条件のうちのいずれか一つが成立した場合に変動予測があると判定する。このとき、制御部３０４は、変動予測判定フラグをオンする。一方、上述した複数の予測条件のうちのいずれも成立しない場合に変動予測がないと判定する。変動予測があると判定した場合（Ｓ１６０にてＹＥＳ）、処理はＳ１７０に移される。もしそうでない場合（Ｓ１６０にてＮＯ）、処理はＳ１５０に移される。

　そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１７０にて、全駆動モードを選択する。これによって、アクチュエータ２３２が駆動されて、ピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０が係合し、エンジン１００がクランキングされる。

　以上のように、本実施の形態においては、エンジン１００の始動要求に応じて回転モードが選択された場合であって、リングギヤ１１０の回転とピニオンギヤ２６０の回転とが同期することが推定される推定時点よりも前にエンジン１００の負荷変動が発生すると予測される条件が成立する場合には、リングギヤ１１０とピニオンギヤ２６０とが係合するようにアクチュエータ２３２を駆動することによって、エンジン１００の回転速度Ｎｅが急変動したとしても、すばやくエンジン１００を始動させることができるため、始動性の悪化を抑制することができる。したがって、エンジンの始動性の悪化を抑制するエンジンの始動装置およびエンジンの始動方法を提供することができる。

　たとえば、回転モードの実行時であって、エンジン１００の回転速度Ｎｅが急減少した場合に、推定時点でアクチュエータ２３２を駆動してもリングギヤ１１０の回転速度がピニオンギヤ２６０の回転速度よりも小さくなる場合がある。この場合、リングギヤ１１０の回転は減少していき、ピニオンギヤ１１０の回転は増加することとなるため、リングギヤ１１０の回転とピニオンギヤ２６０の回転とを同期させることができない。その結果、リングギヤ１１０とピニオンギヤ２６０とを係合させることができず、エンジン１００を始動させることができない。

　一方、エンジン１００の負荷変動が発生する予測条件が成立した時点でアクチュエータ２３２を駆動することによって、たとえ負荷変動によってエンジン１００の回転速度Ｎｅが急減少した場合でも、リングギヤ１１０の回転速度がピニオンギヤ２６０の回転速度よりも大きい状態（すなわち、リングギヤ１１０とピニオンギヤ２６０との係合が可能な状態）でアクチュエータ２３２を駆動することができるため、リングギヤ１１０とピニオンギヤ２６０とが係合した場合には、すばやくエンジン１００を始動させることができる。

　＜第２の実施の形態＞
　以下、第２の実施の形態に係るエンジンの始動装置について説明する。本実施の形態に係るエンジンの始動装置は、上述の第１の実施の形態に係るエンジンの始動装置の構成と比較して制御部３０４の動作が異なる。それ以外の構成は、上述の第１の実施の形態に係るエンジンの始動装置の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。

　本実施の形態において、制御部３０４は、回転モードの実行時に、モータ２２０の作動を開始した後であって、かつ、リングギヤ１１０の回転とピニオンギヤ２６０の回転とが同期することが推定される推定時点よりも前にエンジン１００の負荷変動が発生した場合にリングギヤ１１０に向けてピニオンギヤ２６０が移動するようにアクチュエータ２３２を作動させてエンジン１００が始動するようにアクチュエータ２３２とモータ２２０とを制御する。

　制御部３０４は、エンジン１００の負荷変動が発生したか否かをエンジン１００の回転速度Ｎｅ、吸入空気量、スロットル開度、クラッチペダル１８０の操作量に基づいて判定する。たとえば、制御部３０４は、エンジン１００の回転速度Ｎｅ、吸入空気量およびスロットル開度のうちの少なくともいずれか一つの時間変化量を算出し、前回算出された時間変化量よりもしきい値以上変化している場合にエンジン１００の負荷変動が発生したと判定するようにしてもよいし、クラッチペダル８０の操作量がクラッチ１１２が係合を開始する操作量となる場合にエンジン１００の負荷変動が発生したと判定するようにしてもよい。

　なお、本実施の形態におけるスタータ２００の動作モードについては、第１の実施の形態において図３を用いて説明したスタータの動作モードと比較して回転モード４３０から全駆動モード４４０に遷移する条件がリングギヤ１１０の回転とピニオンギヤ２６０の回転とが同期しているという条件またはエンジン１００の負荷変動が発生したと判定されたという条件である点が異なる。それ以外のスタータ２００の動作モードについては同様であるため、その詳細な説明は繰返さない。

　図６は、本実施の形態において、ＥＣＵ３００の制御部３０４で実行される動作モード設定制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。なお、図６に示したフローチャートの中で、前述の図５に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについての処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。

　Ｓ１５０にて、Ｎｄｉｆｆが予め定められた値β１よりも小さい、または予め定められた値β２以上であると判定された場合（Ｓ１５０にてＮＯ）、Ｓ２００にて、制御部３０４は、エンジン１００の負荷変動があるか否かを判定する。負荷変動があると判定した場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ１７０に移される。もしそうでない場合（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ１５０に移される。

　以上のように、本実施の形態においては、エンジン１００の始動要求に応じて回転モードが選択された場合であって、リングギヤ１１０の回転とピニオンギヤ２６０の回転とが同期することが推定される推定時点よりも前にエンジン１００の負荷変動が発生した場合には、リングギヤ１１０とピニオンギヤ２６０とが係合するようにアクチュエータ２３２を駆動することによって、エンジン１００の回転速度Ｎｅが急変動したとしても、すばやくエンジン１００を始動させることができるため、始動性の悪化を抑制することができる。したがって、エンジンの始動性の悪化を抑制するエンジンの始動装置およびエンジンの始動方法を提供することができる。

　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　１０　車両、１００　エンジン、１１０　リングギヤ、１１１　クランク軸、１１２　クラッチ、１１４　変速機、１１５　回転速度センサ、１２０　バッテリ、１２５，１３０　電圧センサ、１２７　ＤＣ／ＤＣコンバータ、１３２　オルタネータ、１３４　エアコンディショナコンプレッサ、１３６，１３８，１６８　プーリ、１４０　アクセルペダル、１４２　電磁クラッチ、１５０　ブレーキペダル、１６０　スロットルモータ、１６２　スロットルポジションセンサ、１６４　スロットルバルブ、１６６　吸気通路、１７０　ベルト、１７２　バルブ駆動用アクチュエータ、１８０　クラッチペダル、１９０　シフトレバー、２００　スタータ、２１０　プランジャ、２２０　モータ、２３０　ソレノイド、２３２　アクチュエータ、２４０　連結部、２４５　支点、２５０　出力部材、２６０　ピニオンギヤ、３００　ＥＣＵ、３０２　判定部、３０４　制御部。

Claims

　エンジンの始動装置であって、
　前記エンジン（１００）を始動させるスタータ（２００）と、
　前記スタータ（２００）の制御装置（３００）とを備え、
　前記スタータ（２００）は、前記エンジン（１００）のクランク軸（１１１）に連結された第１のギヤ（１１０）と係合可能な第２のギヤ（２６０）と、
　駆動状態において、前記第２のギヤ（２６０）を前記第１のギヤ（１１０）と係合する位置まで移動させるアクチュエータ（２３２）と、
　前記第２のギヤ（２６０）を回転させるモータ（２２０）とを含み、
　前記制御装置（３００）は前記アクチュエータ（２３２）および前記モータ（２２０）の各々を個別に駆動可能であり、
　前記制御装置（３００）は前記アクチュエータ（２３２）の駆動に先立って前記モータ（２２０）を駆動させる回転モードと、前記モータ（２２０）の駆動に先立って前記アクチュエータ（２３２）を駆動し、前記第２のギヤ（２６０）を前記第１のギヤ（１１０）と係合させる係合モードとを有し、
　前記回転モードの実行時に、前記エンジン（１００）の負荷変動が発生する場合には、前記係合モードに移行する、エンジンの始動装置。
　前記制御装置（３００）は、前記回転モードの実行時に、前記モータ（２２０）の作動を開始した後であって、かつ、前記第１のギヤ（１１０）の回転と前記第２のギヤ（２６０）の回転とが同期することが推定される推定時点よりも前に前記エンジン（１００）の負荷変動が発生した場合には、前記アクチュエータ（２３２）を駆動する、請求の範囲第１項に記載のエンジンの始動装置。
　前記制御装置（３００）は、前記回転モードの実行時に、前記エンジン（１００）の回転速度の変動の発生が予測されるという予測条件が前記モータ（２２０）の作動を開始した後であって、かつ、前記第１のギヤ（１１０）の回転と前記第２のギヤ（２６０）の回転とが同期することが推定される推定時点よりも前に成立した場合に、前記アクチュエータ（２３２）を駆動する、請求の範囲第１項に記載のエンジンの始動装置。
　前記エンジン（１００）の前記クランク軸（１１１）には、作動によって前記エンジン（１００）の負荷を変動させる機器（１１２，１１４，１３２，１３４）が連結され、
　前記予測条件は、前記機器の作動状態を変化させるための指令を受けたという条件である、請求の範囲第３項に記載のエンジンの始動装置。
　前記機器は、クラッチ（１１２）であって、
　前記予測条件は、前記クラッチ（１１２）の作動状態を変化させるための指令を受けたという条件である、請求の範囲第４項に記載のエンジンの始動装置。
　前記予測条件は、前記クラッチ（１１２）を解放状態から係合状態に変化させるための操作を受けたという条件である、請求の範囲第５項に記載のエンジンの始動装置。
　前記機器は、変速機（１１４）であって、
　前記予測条件は、前記変速機（１１４）の変速状態を変化させるための指令を受けたという条件である、請求の範囲第４項に記載のエンジンの始動装置。
　前記予測条件は、前記変速機（１１４）の変速段を選択するための操作を受けたという条件である、請求の範囲第７項に記載のエンジンの始動装置。
　前記機器は、オルタネータ（１３２）であって、
　前記予測条件は、前記オルタネータ（１３２）を作動させるための指令および前記オルタネータ（１３２）の作動を停止させるための指令のうちのいずれか一方の指令を受けたという条件である、請求の範囲第４項に記載のエンジンの始動装置。
　前記機器は、エアコンディショナコンプレッサ（１３４）であって、
　前記予測条件は、前記エアコンディショナコンプレッサ（１３４）を作動させるための指令および前記エアコンディショナコンプレッサ（１３４）の作動を停止させるための指令のうちのいずれか一方の指令を受けたという条件である、請求の範囲第４項に記載のエンジンの始動装置。
　前記制御装置（３００）は、前記エンジン（１００）の回転速度に基づいて前記回転モードと前記係合モードとのうちのいずれか一つを選択して前記エンジン（１００）が始動するように前記アクチュエータ（２３２）と前記モータ（２２０）とを制御する、請求の範囲第１項に記載のエンジンの始動装置。
　エンジンの始動方法であって、
　前記エンジン（１００）には、前記エンジン（１００）を始動させるスタータ（２００）と、前記スタータ（２００）の制御装置（３００）とが設けられ、
　前記スタータ（２００）は、前記エンジン（１００）のクランク軸（１１１）に連結された第１のギヤ（１１０）と係合可能な第２のギヤ（２６０）と、
　駆動状態において、前記第２のギヤ（２６０）を前記第１のギヤ（１１０）と係合する位置まで移動させるアクチュエータ（２３２）と、
　前記第２のギヤ（２６０）を回転させるモータ（２２０）とを含み、
　前記アクチュエータ（２３２）および前記モータ（２２０）の各々は、個別に駆動可能であり、
　前記始動方法は、
　前記アクチュエータ（２３２）の駆動に先立って前記モータ（２２０）を駆動させる回転モードで前記アクチュエータ（２３２）および前記モータ（２２０）を駆動するステップと、
　前記モータ（２２０）の駆動に先立って前記アクチュエータ（２３２）を駆動し、前記第２のギヤ（２６０）を前記第１のギヤ（１１０）と係合させる係合モードで前記アクチュエータ（２３２）および前記モータ（２２０）を駆動するステップと、
　前記回転モードの実行時に、前記エンジン（１００）の負荷変動が発生する場合には、前記係合モードに移行するステップとを含む、エンジンの始動方法。