エンジンの制御装置
【課題】リングギヤの磨耗等を抑制することによりスタータによるクランキングを適正に実施する。
【解決手段】エンジン１０には、エンジン出力軸としてのクランク軸２１に連結されたリングギヤ２２にスタータ３０のピニオン３３が対向して配置されている。ＥＣＵ４０は、エンジン始動に際して、リングギヤ２２にピニオン３３を噛み合わせた状態でクランキングを実施し、該クランキングの終了後にその噛み合わせを解除する。特に、ＥＣＵ４０は、エンジン停止に伴いリングギヤ２２の回転が停止したときのリングギヤ２２におけるピニオン３３との対向位置（ピニオン対向位置）のばらつきを大きくするばらつき制御を実施する。
【解決手段】エンジン１０には、エンジン出力軸としてのクランク軸２１に連結されたリングギヤ２２にスタータ３０のピニオン３３が対向して配置されている。ＥＣＵ４０は、エンジン始動に際して、リングギヤ２２にピニオン３３を噛み合わせた状態でクランキングを実施し、該クランキングの終了後にその噛み合わせを解除する。特に、ＥＣＵ４０は、エンジン停止に伴いリングギヤ２２の回転が停止したときのリングギヤ２２におけるピニオン３３との対向位置（ピニオン対向位置）のばらつきを大きくするばらつき制御を実施する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの制御装置に関し、詳しくはエンジンの始動をスタータにより行うエンジンの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エンジンの始動は、スタータによりエンジンの出力軸（クランク軸）に初期回転を付与することによって行われる。具体的には、まず、スタータに設けられたピニオンをピニオン回転軸の軸線方向に押し出すことにより、クランク軸に連結されたリングギヤにピニオンを噛み合わせる。その後、スタータモータの通電によりピニオンを回転させ、その回転力によってリングギヤを回転させる。これにより、エンジンのクランキングが開始されてエンジンが始動される。
【０００３】
また、スタータを備えるエンジンにおいて、エンジン停止に際しピストンの停止位置を制御するものがある（例えば特許文献１参照）。この特許文献１では、エンジン停止に際しピストンを所望の位置で停止させ、その後、エンジンの始動要求があった場合にスタータによりエンジン始動を行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４２０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１のようにピストンの停止位置制御を実施する場合、エンジン停止時のピストン停止位置が概ね毎回同じ位置になるため、次回のエンジン始動の際にリングギヤの歯部全体のうちピニオンと噛み合う箇所が特定位置に限定されるおそれがある。かかる場合、リングギヤの磨耗が一部分に集中し、その部分において磨耗が促進されることが懸念される。また、リングギヤの磨耗が進行する結果、リングギヤとピニオンとの噛み合い処理を適正に実施できず、結果としてエンジンの始動を速やかに実施できないおそれがある。
【０００６】
なお、エンジン停止に際しピストンの停止位置制御を実施しない場合、つまりエンジンの回転停止を成り行きで行う場合にも上記と同様のことが言える。すなわち、エンジンの回転停止を成り行きで行う場合、圧縮行程にある気筒においてその圧縮負荷によりピストンが圧縮上死点を乗り越えることができず、その結果、ピストンの停止位置が概ね毎回同じ位置になると考えられる。したがって、エンジンの回転を成り行きで停止させる場合では、ピストンの停止位置制御を実施する場合と同様に、リングギヤにおいてその特定位置での磨耗が促進されることといったことが懸念される。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、リングギヤの磨耗等を抑制することによりスタータによるクランキングを適正に実施することができるエンジンの制御装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。
【０００９】
本発明は、エンジンの出力軸に連結されたリングギヤにエンジンのスタータのピニオンが対向して配置されたエンジンに適用され、エンジン始動に際して、前記リングギヤに前記ピニオンを噛み合わせた状態でクランキングを実施し、該クランキングの終了後に前記噛み合わせを解除するエンジンの制御装置に関するものである。そして、第１の構成は、エンジン停止に伴い前記リングギヤの回転が停止したときの前記リングギヤにおける前記ピニオンとの対向位置であるピニオン対向位置のばらつきを大きくするばらつき制御を実施するばらつき制御手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
要するに、エンジン停止時にはエンジンの出力軸の回転位置が概ね毎回同じになるため、次回のエンジン始動のためのリングギヤとピニオンとの噛み合わせの際に、ピニオンと噛み合うリングギヤの位置が特定範囲に限定されることが考えられる。その点に鑑み、本発明では、エンジン停止に伴いリングギヤの回転が停止した場合にリングギヤにおいてピニオンと対向するピニオン対向位置のばらつきを意図的に大きくすることにより、リングギヤの回転停止時において、リングギヤの歯部全体のうちピニオンと対向する歯部位置のばらつきが大きくなるようにする。これにより、リングギヤの歯部が局所的に磨耗等するのを抑制することができる。したがって、本発明によれば、リングギヤとピニオンとの噛み合いを適正に実施することができ、ひいてはスタータによるクランキングを適正に実施することができる。
【００１１】
ばらつき制御について具体的には、第２の構成のように、前記ばらつき制御を実施しない場合に比べて前記ピニオン対向位置の分布範囲を拡大することにより前記ばらつきを大きくしたり、あるいは第５の構成のように、前記ピニオン対向位置の目標値を、前回のエンジン停止以前のピニオン対向位置に対してばらつきを持たせて設定する目標設定手段を備え、該目標設定手段により設定した目標値に前記ピニオン対向位置を制御することで前記ばらつきを大きくしたりする。こうすることにより、リングギヤにおけるピニオン対向位置のばらつき拡大を比較的容易に実現することができる。
【００１２】
ここで、エンジン停止に際してピストンの停止位置を制御することがある。また、ピストン停止位置制御によれば、リングギヤにおいてピニオンと対向する位置（ピストン停止位置）を、エンジンの回転停止を成り行きで行う場合とは異なる位置に調整することが可能となる。その点に鑑み、ピストンの停止位置制御を実施するか否かを切り替えることにより上記ばらつき制御を実施する構成としてもよい。このとき、例えば、エンジン停止要求が生じた理由に基づいて（システム停止要求によるエンジン停止要求か又はアイドルストップ制御によるエンジン停止要求かに応じて）ピストンの停止位置制御を実施するか否かを切り替える。
【００１３】
リングギヤにおけるピニオン対向位置の分布範囲を拡大する場合、具体的には、第３の構成のように、エンジン停止に際し、圧縮行程となっている気筒の圧縮負荷を調整することにより前記分布範囲を拡大するとよく、より具体的には、第４の構成のように、前記エンジンの燃焼室へのガスの吸入又は排出の状態を調整する開閉弁を備えるエンジンに適用され、エンジン停止に際し、前記開閉弁の開閉状態を制御することにより前記分布範囲を拡大するとよい。こうすれば、エンジン停止に際して、本来吸気バルブ及び排気バルブが共に閉じている行程となっている気筒の圧縮負荷を低減することができ、その結果、エンジンのピストン停止位置をばらつかせることができる。よって、エンジン出力軸の回転角度位置（クランク角度位置）をばらつかせることができ、ひいてはリングギヤにおいてピニオンと対向する位置のばらつきを大きくすることができる。
【００１４】
ここで、開閉弁としては、エンジンの燃焼室に通じる吸気ポート又は排気ポートに設けられる吸排気バルブや、吸気通路の流路断面積を調整するスロットルバルブを含む。より具体的には、開閉弁が吸排気バルブの場合、エンジン停止に際し、圧縮行程となっている気筒の吸気バルブ又は排気バルブを、圧縮上死点又はその近傍において開弁状態にし、これにより圧縮行程となっている気筒の圧縮負荷を低減する。このとき、エンジン停止に際し圧縮行程となっている気筒だけでなく、膨張行程となっている気筒の吸気バルブ又は排気バルブを開弁状態にするとよい。また、開閉弁がスロットルバルブの場合、スロットル開の状態で燃焼室内に吸入される空気量とスロットル閉の状態で燃焼室内に吸入される空気量とでは違いがあり、またその吸入空気量の違いにより圧縮行程となっている気筒の圧縮負荷が相違することを利用し、スロットルバルブの開閉制御により、圧縮行程となっている気筒の圧縮負荷を低減する。
【００１５】
ところで、エンジン停止後の惰性回転中では、振り子特性により正回転と反回転とが交互に出現する。ここで、本発明者の知見によれば、エンジンの反転中にピニオンをリングギヤに噛み合わせることによりエンジンの回転が直ちに停止される。したがって、リングギヤの回転停止位置の目標値をばらつかせる構成（第５の構成）において、第６の構成のように、エンジン停止後の前記エンジンの惰性回転中において前記ピニオンを前記リングギヤへ噛み合わせる噛み合い処理を実施する噛み合い制御手段と、前記エンジンの始動要求後に回転駆動手段により前記ピニオンを回転させる回転制御手段とを備え、前記ばらつき制御手段が、前記噛み合い制御手段により前記惰性回転中における前記エンジンの反転中に前記ピニオンを前記リングギヤへ噛み合わせることにより前記ピニオン対向位置を前記目標値に制御してもよい。この構成によれば、エンジン出力軸の回転停止位置を高精度に制御することができ、ひいてはリングギヤにおけるピニオン対向位置のばらつき拡大を好適に実施できる。
【００１６】
リングギヤの歯部の磨耗が進行すると、ピニオンとの噛み合わせを適正に実施できず、その結果、エンジンのクランキングに要する時間が長くなることが考えられる。その点に鑑み、第７の構成のように、前記エンジンの始動性が低下したことを検出する始動性検出手段を備え、前記ばらつき制御手段は、前記始動性検出手段によりエンジン始動性が低下したことが検出された場合に前記ばらつき制御を実施するとよい。こうすることにより、リングギヤの磨耗等が進行していることが推定され、リングギヤにおけるピニオン対向位置のばらつきを大きくする必要が高い場合に上記ばらつき制御を実施することができる。
【００１７】
第８の構成では、所定の自動停止条件が成立した場合に前記エンジンを自動停止し、その後所定の再始動条件が成立した場合に前記スタータによるクランキングを実施して前記エンジンを再始動する自動停止始動機能を有するエンジンに適用される。また、前記エンジンの停止要求があった場合、その停止要求が前記エンジンのシステム起動の停止要求であるか又は前記自動停止条件の成立に伴うものかを判定する要求判定手段を備え、前記ばらつき制御手段は、前記要求判定手段の判定結果に基づいて前記ばらつき制御を実施する。本構成によれば、システム起動の停止要求に基づくエンジン停止の場合と、アイドルストップ制御によるエンジン自動停止の場合とで、ばらつき制御を実施するか否かを切り替えることができる。
【００１８】
ここで、アイドルストップ機能を備えるシステムでは、エンジン自動停止後の再始動に際し、再始動要求に迅速に応えるべくエンジン始動を速やかに実施する必要がある。これに鑑み、上記第８の構成では、例えば、システム起動の停止要求に基づくエンジン停止に際してはばらつき制御を実施し、アイドルストップ制御によるエンジン自動停止に際してはばらつき制御を実施しない構成とする。こうすることにより、エンジン自動停止後の再始動時におけるエンジン始動性を維持しつつ、リングギヤの磨耗抑制を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】エンジン制御システムの全体概略構成図。
【図２】圧縮行程気筒のピストン停止位置の分布を示す図。
【図３】リングギヤのピニオンとの噛み合い箇所を示す模式図。
【図４】ばらつき制御を説明するための図。
【図５】ピストン停止位置制御の実施時における圧縮行程気筒のピストン停止位置の分布を示す図。
【図６】ばらつき制御の処理手順を示すフローチャート。
【図７】目標停止位置をばらつかせる場合のピストン停止位置とその出現頻度との関係を示す図。
【図８】他の実施形態のエンジン制御システムの全体概略構成図。
【図９】スロットルバルブ開の状態で、吸気バルブの開閉制御によるばらつき制御を実施した場合のピストン停止位置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、エンジン制御システムのエンジン停止始動制御装置に具体化している。当該制御システムにおいては、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢として燃料噴射量の制御や点火時期の制御、アイドルストップ制御等を実施する。この制御システムの全体概略を示す構成図を図１に示す。
【００２１】
図１において、エンジン１０には、吸気管１１と排気管１２とが接続されており、吸気管１１には気筒内への吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ１３が設けられている。スロットルバルブ１３は、モータ等からなるスロットルアクチュエータ１４により電気的に開閉駆動される空気量調整手段である。スロットルアクチュエータ１４にはスロットルバルブ１３の開度（スロットル開度）を検出するためのスロットルセンサが内蔵されている。
【００２２】
エンジン１０は、同エンジン１０の各気筒に燃料を噴射供給する燃料噴射手段としてのインジェクタ１５と、気筒ごとに設けられた点火プラグ１６に点火火花を発生させる点火手段としてのイグナイタ（図示略）とを備えている。
【００２３】
エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートには、それぞれ吸気バルブ１７、排気バルブ１８が設けられている。吸気バルブ１７及び排気バルブ１８（吸排気バルブ１７，１８）は、エンジン出力軸としてのクランク軸２１の回転に伴い開閉する機械駆動式である。具体的には、クランク軸２１の回転に伴いカム軸（図示略）が回転することでカム軸に取り付けられたカム（図示略）が回転し、そのカムの回転によりバルブ１７，１８が開閉する。
【００２４】
吸気バルブ１７及び排気バルブ１８には、同バルブ１７，１８の開閉時期（バルブタイミング）を可変とするバルブタイミング調整手段としてのバルブ駆動機構１９，２０がそれぞれ設けられている。吸気側バルブ駆動機構１９によれば、吸気バルブ１７の開閉タイミングが進角側又は遅角側に変更され、排気側バルブ駆動機構２０によれば、排気バルブ１８の開閉タイミングが進角側又は遅角側に変更される。
【００２５】
エンジン１０のスタータ３０には、回転駆動手段としてのモータ３１が設けられている。モータ３１の回転軸には、モータ３１の通電により回転駆動されるピニオン軸３２が備えられ、ピニオン軸３２の先端にはピニオン３３が備えられている。また、ピニオン３３に対向する位置には、エンジン出力軸（クランク軸２１）に連結されたリングギヤ２２が配置されている。そのため、エンジン１０の燃焼によりエンジン１０のピストンが往復動すると、そのピストンの往復動によりクランク軸２１が回転してリングギヤ２２が回転される。
【００２６】
スタータ３０において、バッテリ２３とモータ３１との間にはマグネットスイッチ部ＭＳが設けられている。マグネットスイッチ部ＭＳは、ピニオン軸３２の周囲に設けられたコイル３４と、ピニオン軸３２においてピニオン３３とは反対側の端部に設けられたスイッチ３５とを備えている。さらに、コイル３４とバッテリ２３との間には、ＩＧスイッチ２４及びＳＬ駆動リレー２５が設けられている。なお、ピニオン３３は、コイル３４の非通電時においてリングギヤ２２に対し非接触の状態で配置されている。
【００２７】
例えば、ＩＧスイッチ２４のオフからオンへの切り替え等といったエンジン１０の始動要求があった場合、制御信号に基づいてＳＬ駆動リレー２５がオフからオンに切り替えられる。これにより、マグネットスイッチ部ＭＳのコイル３４が通電されて磁力が発生し、この磁力によりピニオン軸３２がリングギヤ２２に向かって押し出される。そして、ピニオン３３がリングギヤ２２に向かって移動し、ピニオン３３がリングギヤ２２に噛み合わされる。また、ピニオン３３がリングギヤ２２に噛み合う位置までピニオン軸３２が移動されることにより、ピニオン軸３２がマグネットスイッチ部ＭＳのスイッチ３５を繋ぐ。このスイッチ３５の接続によりバッテリ２３からモータ３１に通電され、モータ３１が回転駆動される。また、モータ３１の回転駆動に伴いピニオン軸３２が回転され、ピニオン３３が回転される。これにより、エンジン１０のクランキングが開始される。
【００２８】
なお、エンジン始動時にエンジン回転速度（リングギヤ２２の回転速度）がピニオン３３の回転速度よりも高くなり、リングギヤ２２によってピニオン３３が回転駆動されるようになると、ピニオン軸３２がリングギヤ２２に向かう方向とは反対方向に移動し、ピニオン３３がリングギヤ２２から引き離される。これにより、ピニオン３３がエンジン１０側の回転力によって回転されないようになっている。
【００２９】
その他、本システムには、エンジン１０の所定クランク角毎に（例えば３０°ＣＡ周期で）矩形状のクランク角信号を出力するクランク角センサ２６などの各種センサが設けられている。
【００３０】
ＥＣＵ４０は、周知のマイクロコンピュータ等を備えてなる電子制御装置であり、本システムに設けられている各種センサの検出結果等に基づいて、吸入空気量制御や燃料噴射量制御、アイドルストップ制御、スタータ３０の駆動制御などの各種エンジン制御等を実施する。また、ＥＣＵ４０は、ＳＬ駆動リレー２５のオン／オフ信号を出力する出力ポートＰ１を備えており、出力ポートＰ１からの制御信号によりスタータ３０のモータ３１及びコイル３４の通電状態を切り替える。
【００３１】
上記のシステム構成において実施されるアイドルストップ制御について詳述する。アイドルストップ制御は、エンジン１０のアイドル運転時に所定の停止条件が成立すると当該エンジン１０を自動停止させるとともに、その後、所定の再始動条件が成立するとエンジン１０を再始動させるものである。エンジン停止条件としては、例えば、アクセル操作量がゼロになったこと（アイドル状態になったこと）、ブレーキペダルの踏込み操作が行われたこと、車速が所定値以下まで低下したこと等の少なくともいずれかが含まれる。エンジン再始動条件としては、例えばアクセルの踏込み操作が行われたこと、ブレーキ操作量がゼロになったこと、バッテリ２３の充電状態が所定の低下状態になったこと等の少なくともいずれかが含まれる。
【００３２】
エンジン１０の自動停止後、再始動条件が成立した場合、スタータ３０によるクランキングが実施される。このときのスタータ３０の駆動制御として具体的には、ＥＣＵ４０は、エンジン再始動要求後、ＳＬ駆動リレー２５にオン信号を出力することによりコイル３４の通電を開始する。これにより、ピニオン３３がリングギヤ２２に向かって押し出され、ピニオン３３とリングギヤ２２とが噛み合わされる。その後、モータ３１の通電によりピニオン３３が回転され、その回転に伴いリングギヤ２２が回転駆動される。これにより、エンジン１０のクランキングが行われ、エンジン再始動が行われる。
【００３３】
ところで、エンジン１０の停止時において、その停止時のピストン停止位置が、概ね毎回同じクランク角度位置になることが考えられる。この場合、リングギヤ２２において、エンジン停止に伴いリングギヤ２２の回転が停止したときのピニオン３３に対向するリングギヤ２２の歯部が、一定領域内の歯部に特定されることが考えられる。
【００３４】
図２は、エンジン１０の回転停止時において圧縮行程となる気筒のピストン停止位置の分布を示す図である。図の横軸はピストン停止位置（クランク角度位置）を示し、縦軸は各停止位置の出現頻度を示している。なお、図２では、ピストンの停止位置を制御することなく成り行きによってエンジン１０の回転を停止させた場合を示している。また、図２では、エンジン停止の際にスロットルバルブ１３を閉弁状態とした場合を示している。
【００３５】
エンジン停止時において圧縮行程となる気筒のピストン停止位置は、エンジン停止の際にスロットルバルブ１３を閉弁状態とした場合、図２では、圧縮上死点（圧縮ＴＤＣ）でその出現頻度が最大となっており、偶発的に大きく外れた変則的な場合を除くと、圧縮上死点を中心に例えば約４０°ＣＡの範囲内に分布している。すなわち、図２では、圧縮上死点±２０°ＣＡがピストン停止位置の分布範囲（分布の広がり幅）となっている。これは、エンジン１０の回転停止を成り行きで行う場合、エンジン１０の停止直前に圧縮行程となる気筒では気筒の圧縮負荷が大きいためピストンが圧縮上死点を乗り越えることができず、その結果、例えばスロットルバルブ１３を閉じたままとした場合には、圧縮上死点近傍でピストンが停止するからである。つまり、エンジン停止時では、エンジン１０の回転エネルギと気筒の圧縮負荷とのバランスに従いピストンの往復動が停止する。
【００３６】
例えば４気筒エンジンの場合、各気筒のピストン停止位置は１８０°ＣＡ間隔になっており、具体的には、点火順序が１番気筒→２番気筒→３番気筒→４番気筒であれば、各気筒のピストン停止位置は、１番気筒が０°ＣＡの場合に２番気筒が１８０°ＣＡ、３番気筒が３６０°ＣＡ（＝０°ＣＡ）、４番気筒が５４０°ＣＡ（＝１８０°ＣＡ）になる。つまり、１番気筒と３番気筒とのピストン停止位置が見かけ上同じになり、２番気筒と４番気筒とのピストン停止位置が見かけ上同じになる。したがって、４気筒エンジンであれば、エンジン１０の回転エネルギと気筒の圧縮負荷とのバランスにより、エンジン停止時のピストン停止位置が２箇所に限定されると考えられる。また、エンジン停止に際してピストン停止位置が２箇所に限定されることにより、リングギヤ２２のピニオン３３との噛み合い箇所が、図３の模式図に示すように、リングギヤ２２の歯部全体ＲＧのうち、対向する２つの限られた狭い範囲Ｒ１，Ｒ２内の歯部に限定されてしまうことが考えられる。
【００３７】
リングギヤ２２においてピニオン３３との噛み合い箇所が限られた範囲に限定される場合、リングギヤ２２の特定範囲Ｒ１，Ｒ２における歯部の磨耗や欠損が促進されることが懸念される。すなわち、ピニオン３３とリングギヤ２２とを噛み合わせるべくピニオン３３がリングギヤ２２に向かって押し出されたとき、ピニオン３３の歯部とリングギヤ２２の歯部との位置関係によっては両者の端面が衝突し、この衝突によってピニオン３３及びリングギヤ２２の歯部が磨耗したり、あるいは欠損が発生したりする。特に、リングギヤ２２の材質に比べ、ピニオン３３の方が硬質材料で形成されていることがあり、この場合にはリングギヤ２２のピニオン３３への衝突によってリングギヤ２２の歯部の欠損が生じやすいと考えられる。
【００３８】
また、ピニオン３３とリングギヤ２２との噛み合い後にモータ３１によりピニオン３３が回転されるが、この回転開始時においてピニオン３３の歯部がリングギヤ２２の歯部に衝突することによりピニオン３３やリングギヤ２２の歯部が磨耗するおそれがある。また、このような磨耗等が、リングギヤ２２の歯部全体のうち限られた狭い範囲の歯部で生じることにより、つまりリングギヤ２２の歯部の磨耗等が局所的に発生することにより、その局所において歯部の端面の磨り減りや欠損が一層促進される。かかる場合、リングギヤ２２とピニオン３３との噛み合い時においてその噛み合いが適正に行われないことが懸念される。また、噛み合いが適正に行われない結果、エンジン１０のクランキングが適正に実施されないおそれがある。
【００３９】
そこで、本実施形態では、エンジン停止に伴いリングギヤ２２の回転が停止した場合におけるリングギヤ２２のピニオン３３との対向位置（ピニオン対向位置）のばらつきを大きくするばらつき制御を実施する。すなわち、リングギヤ２２の回転が停止した場合に、リングギヤ２２の歯部全体のうちピニオン３３と対向する歯部のばらつきを意図的に大きくする。ばらつき制御として具体的には、エンジン１０の停止要求があった場合、エンジン１０の回転停止前において、圧縮行程となっている気筒の圧縮上死点又はその近傍で吸気バルブ１７を開弁状態にする。これにより、圧縮行程となっている気筒の圧縮負荷を低減し、ピストン停止位置のばらつきが大きくなるようにする。つまり、エンジン停止時に圧縮行程となる気筒について言えば、その気筒におけるエンジン停止時のピストン停止位置が、所定位置（図２では圧縮上死点）を中心にしてその進角側及び遅角側に大きくばらつくようにする。本実施形態では、このようなピストン停止位置のばらつき拡大により、リングギヤ２２におけるピニオン３３との対向位置の分布の範囲（広がり幅）を意図的に拡大させ、広がり幅の中心位置から離れた位置での出現頻度を多くしている。
【００４０】
なお、圧縮行程となっている気筒の圧縮上死点等で吸気バルブ１７を開弁させるには、バルブ駆動機構１９，２０が位相調整式であれば、例えば吸気バルブ１７の開弁時期を遅角側に変更し、カム切替式であればカムの切り替えにより行う。
【００４１】
図４は、本実施形態のばらつき制御を説明するための図である。図中（ａ）は、エンジン１０の回転停止時において圧縮行程となっている気筒のピストン停止位置の分布を示す図であり、（ｂ）は、リングギヤ２２においてピニオン３３との噛み合い可能な範囲を示す図である。なお、図４では、エンジン停止の際にスロットルバルブ１３を閉じた状態とした場合を示している。
【００４２】
（ａ）において、点線は、エンジン１０の回転停止前に圧縮行程となっている気筒の吸気バルブ１７を圧縮上死点で開弁状態にしない通常の場合を示している。この場合、エンジン停止の際にスロットルバルブ１３を閉弁状態とすると、エンジン停止時において圧縮行程となっている気筒のピストン停止位置は、図４では圧縮上死点でその出現頻度が最大となり、変則的な場合を除くと、圧縮上死点を中心に範囲ＰＳ１（例えば約４０°ＣＡ）の範囲内に分布している。なお、範囲ＰＳ１が、図４の点線の場合における「ピストン停止位置の分布範囲」つまり分布の広がり幅に相当する。
【００４３】
また、エンジン１０の回転停止前に、圧縮行程となっている気筒の吸気バルブ１７をその圧縮上死点で開弁状態にした場合、図４では、実線に示すように、エンジン停止時において圧縮行程となる気筒のピストン停止位置が、吸気バルブ１７を開弁しない場合（点線の場合）と同様に圧縮上死点でその出現頻度が最大となる。ところが、図４に示すように、吸気バルブ１７を開弁した場合では、同開弁制御を実施しない場合に比べて圧縮上死点での出現頻度が少なくなり、かつ出現頻度をならした状態になる。つまり、吸気バルブ１７の開弁により、ピストン停止位置の分布範囲（広がり幅）が、出現頻度最大の位置（図４では両者とも圧縮上死点）を中心に、範囲ＰＳ１よりも広い範囲ＰＳ２（例えば８０°ＣＡ）に拡大される。こうしてピストンの停止位置のばらつきが大きくなる結果、図４（ｂ）に示すように、リングギヤ２２におけるピニオン３３との噛み合い箇所の範囲が、Ｒ１，Ｒ２よりも拡大されたＲ３，Ｒ４となる。
【００４４】
特に本実施形態では、エンジン停止要求があった場合、その停止要求が、ＩＧスイッチ２４のオンからオフへの切り替えによるものか、又はエンジン自動停止条件の成立によるものかを判定し、その判定結果に基づいて上記ばらつき制御を実施するか否かを切り替える。より詳細には、ＩＧスイッチ２４のオフによるエンジン停止時には、ピストン停止位置制御を実行せずにエンジン１０の回転停止（ピストンの往復動停止）を成り行きで行う。また、エンジン停止の際に、圧縮行程となっている気筒の吸気バルブ１７をその圧縮上死点で開弁状態に制御することにより、ピストンの停止位置の分布範囲を拡大させる。
【００４５】
一方、アイドルストップ制御によるエンジン自動停止時には、エンジン停止時に圧縮行程となる気筒のピストン停止位置を、圧縮上死点とは異なる所定位置ＰＴ１にすべくピストン停止位置制御を実行する。これにより、アイドルストップ制御によるエンジン自動停止時のピストン停止位置を、ＩＧスイッチ２４のオフ時におけるピストン停止位置とは異なる位置とし、結果としてエンジン停止時におけるピストン停止位置の分布範囲が拡大されるようにしている。
【００４６】
ここで、ピストンの停止位置制御について説明する。ピストン停止位置制御として本実施形態では、例えばオルタネータ（図示略）の負荷制御や吸排気バルブ１７，１８の開閉制御、スロットルバルブ１３の開度制御などにより、エンジン１０の回転停止時において圧縮行程となる気筒のピストン停止位置を所定位置ＰＴ１に制御する。所定位置ＰＴ１は、圧縮上死点とは異なる位置であり、本実施形態では、次回のエンジン始動時に同気筒で最初の点火を実施できるピストン位置（例えば圧縮上死点前３０°ＣＡや６０°ＣＡ）としている。すなわち、次回のエンジン再始動時におけるエンジン１０の始動性を確保しつつ、エンジン停止時のピストン停止位置がばらつくようにしている。
【００４７】
図５は、ピストン停止位置制御を実施した場合において、エンジン停止時に圧縮行程となる気筒のピストン停止位置の分布を示す図である。図中、実線はピストン停止位置制御を実施した場合について示し、点線はピストン停止位置制御を実施しない場合（エンジン１０の回転停止を成り行きで行う場合）について示している。なお、図の横軸及び縦軸は上記図２と同じである。また、図５では、エンジン停止の際にスロットルバルブ１３を閉弁状態とした場合について示している。
【００４８】
図５の実線に示すように、ピストン停止位置制御を行う場合のピストン停止位置は、成り行きでエンジン１０の回転を停止させる場合（点線）とは異なる分布となっており、詳しくは、所定位置ＰＴ１でその出現頻度が最大となっており、変則的な場合を除くと、所定位置ＰＴ１を中心に例えば約４０°ＣＡの範囲内に分布している。すなわち、図５では、ピストン停止位置の分布位置（広がり幅の中心位置）を相違させることで、分布のばらつきを大きくしている。
【００４９】
図６は、リングギヤ２２の回転停止位置に関するばらつき制御の処理手順を示すフローチャートである。この処理はＥＣＵ４０により所定周期毎に実行される。
【００５０】
図６において、まずステップＳ１１では、エンジン停止要求があったか否かを判定する。エンジン停止要求があった場合には、ステップＳ１２において、その停止要求がＩＧスイッチ２４のオンからオフへの切り替えによるものか否かを判定する。停止要求がＩＧスイッチ２４のオフへの切り替えによるものである場合、ステップＳ１３へ進み、エンジン停止前において、圧縮行程となっている気筒の吸気バルブ１７が圧縮上死点で開弁した状態になるように吸気側バルブ駆動機構１９を制御する。すなわち、圧縮行程となっている気筒の圧縮負荷を低減させることにより、該気筒におけるピストン停止位置が、例えば圧縮上死点を中心にしてばらつくようにする。その後、本処理を終了する。
【００５１】
一方、エンジン停止要求がエンジン自動停止条件の成立によるものである場合には、ステップＳ１４へ進み、エンジン停止に際してピストンの停止位置制御を実行する。本実施形態では、エンジン停止時に圧縮行程となる気筒のピストン停止位置が所定位置ＰＴ１になるように例えばオルタネータの負荷制御や吸排気バルブ１７，１８の開閉制御、スロットルバルブ１３の開度制御の少なくともいずれかを実施する。この場合、次回のエンジン再始動の応答性を高めることが可能になる。
【００５２】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００５３】
エンジン停止に伴いリングギヤ２２の回転が停止した場合に、リングギヤ２２においてピニオンと対向する位置（ピニオン対向位置）のばらつきを意図的に大きくする構成としたため、リングギヤ２２の回転停止時において、リングギヤ２２の歯部全体のうちピニオン３３と対向する歯部位置のばらつきを大きくすることができる。これにより、リングギヤ２２の歯部が局所的に磨耗等するのを抑制することができる。したがって、リングギヤ２２とピニオン３３との噛み合いを適正に実施することができ、ひいてはスタータ３０によるクランキングを適正に実施することができる。
【００５４】
リングギヤ２２におけるピニオン３３との対向位置の分布の範囲（広がり幅）を拡大することによりばらつきを大きくする構成としたため、リングギヤ２２におけるピニオン対向位置のばらつき拡大を比較的容易に実現することができる。
【００５５】
エンジン停止に際し、圧縮行程となっている気筒の圧縮負荷を調整することにより、リングギヤ２２におけるピニオン３３との対向位置の分布の範囲を拡大する構成としたため、より具体的には、エンジン停止に際して、圧縮行程となっている気筒の吸気バルブ１７をその圧縮上死点で開弁させる構成としたため、リングギヤ２２におけるピニオン３３との対向位置の分布の範囲の拡大を比較的簡単に実現することができる。
【００５６】
システム起動の停止要求に基づくエンジン停止に際しては、圧縮行程となっている気筒の圧縮負荷を調整することにより、リングギヤ２２におけるピニオン３３との対向位置の分布の範囲を拡大し、アイドルストップ制御によるエンジン自動停止に際しては、リングギヤ２２におけるピニオン３３との対向位置の分布の範囲を拡大しない構成としたため、エンジン自動停止後の再始動時におけるエンジン始動性を維持しつつ、リングギヤ２２の磨耗抑制を図ることができる。
【００５７】
システム停止要求によるエンジン停止要求の場合にはエンジン１０の回転停止を成り行きで実施し、アイドルストップ制御によるエンジン停止要求の場合には停止位置制御を実施する構成としたため、アイドルストップ制御によるエンジン自動停止時のピストン停止位置と、ＩＧスイッチ２４のオフ時におけるピストン停止位置とを異なる位置とすることができる。これにより、分布の中心位置が変更され、結果として、リングギヤ２２におけるピニオン３３との対向位置の分布の範囲（広がり幅）を拡大することができる。
【００５８】
（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
【００５９】
・エンジン１０の始動性が低下したことを検出する始動性検出手段を設け、始動性検出手段によりエンジン始動性が低下したことが検出された場合にばらつき制御を実施する。リングギヤ２２の歯部の磨耗等が進行すると、ピニオン３３との噛み合わせが適正に実施されず、その結果、エンジン１０のクランキングに要する時間が長くなることが考えられる。そこで、エンジン始動性として例えばクランキング開始から初爆までに要した時間を検出し、その所要時間が判定値よりも大きい場合にエンジン始動性が低下しているとしてばらつき制御を実施する構成とする。こうすることにより、リングギヤ２２の回転停止位置のばらつきを大きくする必要が高い場合に上記ばらつき制御を実施することができる。
【００６０】
・エンジン１０の始動回数を検出する始動回数検出手段を設け、始動回数検出手段の検出結果に基づいてばらつき制御を実施する。例えば、エンジン１０の始動回数が判定値よりも大きいことを条件にばらつき制御を実施する。エンジン１０の始動回数が多いほど、リングギヤ２２の磨耗等が促進されるからである。あるいは、エンジン１０の始動回数の所定間隔ごとにばらつき制御を実施してもよい。
【００６１】
・上記実施形態では、エンジン停止要求がＩＧスイッチ２４のオフへの切り替えによるものの場合に、エンジン１０の回転停止前において開閉弁の開閉制御によりピストン停止位置のばらつきを大きくしたが、エンジン停止要求がエンジン自動停止条件の成立によるものの場合、すなわちアイドルストップ制御によるエンジン停止の場合に、エンジン１０の回転停止前において開閉弁の開閉制御を行うことによりピストン停止位置のばらつきを大きくしてもよい。アイドルストップ制御によるエンジン再始動の頻度は比較的高いため、アイドルストップ機能を備えるシステムでは、リングギヤ２２のピニオン３３への衝突等によるリングギヤ２２の磨耗が促進されやすいと考えられる。したがって、アイドルストップ制御によるエンジン停止時においてピストン停止位置のばらつきを大きくすることにより、リングギヤ２２の磨耗等の抑制を好適に実施することができる。
【００６２】
・エンジン停止要求がエンジン自動停止条件の成立による場合にピストン停止位置制御を実施せず、エンジン１０の回転停止を成り行きで行う構成としてもよい。また、エンジン停止要求がＩＧスイッチ２４のオフへの切り替えによる場合にエンジン停止位置制御を実施する構成としてもよい。このとき、エンジン１０の回転停止前において開閉弁の開閉制御を行うことにより、ピストン停止位置のばらつきを大きくすることができる。
【００６３】
・バッテリ２３の充電状態に基づいてばらつき制御を実施する。エンジン１０の始動性の観点からすると、エンジン停止時には次回のエンジン始動に備えてピストン停止位置制御を実施するのが望ましい。そこで、本構成では、バッテリ電圧が判定値以上の場合にピストン停止位置のばらつき制御を実施する。つまり、バッテリ２３の充電状態が良好な場合には、エンジン１０の始動に要する時間が長くなるのを許容し、リングギヤ２２の磨耗等の抑制を優先させる。一方、バッテリ電圧が判定値未満の場合にはピストン停止位置のばらつき制御を実施しない。つまり、バッテリ２３の充電状態が悪化している場合には、エンジン１０の始動に要する時間が長くなると更なるバッテリ状態の低下が懸念されるため、エンジン始動性を優先させる。
【００６４】
・エンジン停止要求がＩＧスイッチ２４のオフへの切り替えによるものの場合、及びエンジン自動停止条件の成立によるものの場合の少なくともいずれかにおいてピストン停止位置制御を実施するとき、ピストン停止位置の目標値（目標停止位置）を、前回のエンジン停止以前のピストン停止位置に対してばらつかせることでピストン停止位置（リングギヤ２２の所定歯部の回転停止位置）のばらつきを大きくする。
【００６５】
具体的には、例えば、ばらつき制御を実施しない場合のピストン停止位置の分布範囲（広がり幅）において都度のピストン停止位置が平均化されるように目標停止位置を設定し、該設定した目標停止位置にピストン停止位置を制御する。リングギヤ２２の回転停止位置のばらつきを、ばらつき制御を実施しない通常の場合の分布範囲内で行うことにより、ピストンの停止位置を通常の制御範囲内にすることができる。これにより、ピストン停止位置が、次回のエンジン始動において始動性低下を招く範囲まで拡大されるのを回避しつつ、ピストン停止位置（リングギヤ２２の回転停止位置）のばらつきを大きくすることができる。
【００６６】
本構成では、例えば、ばらつき制御を実施しない場合のピストンの目標停止位置を所定位置ＰＴ１とする場合、目標停止位置を、所定位置ＰＴ１を中心とする所定範囲内でばらつくよう設定する。このとき、エンジン始動ごとに異なる目標停止位置に設定してもよいし、月日によって異なる目標停止位置を設定してもよい。
【００６７】
図７に、目標停止位置をばらつかせる場合のピストン停止位置とその出現頻度との関係の一例を示す。図中、実線はばらつき制御を実施する場合を示し、点線はばらつき制御を実施しない場合を示す。図７によれば、ピストン停止位置を所定位置ＰＴ１に集中させることなく、所定位置ＰＴ１近傍のクランク角度位置において均等にばらつかせることができる。
【００６８】
・上記実施形態では、ＳＬ駆動リレー２５のオン／オフの切り替えによりピニオン３３のリングギヤ２２への噛み合わせ処理及びピニオン３３の回転を実施する構成のスタータ３０を本発明に適用したが、同噛み合わせ処理とピニオン３３の回転とを独立して制御可能な構成のスタータを本発明に適用してもよい。すなわち、本システムには、エンジン停止後のエンジン１０の惰性回転中においてピニオン３３をリングギヤ２２へ噛み合わせる噛み合い処理を実施する噛み合い制御手段と、エンジン１０の始動要求後に回転駆動手段としてのモータ３１によりピニオン３３を回転させる回転制御手段とが設けられている。
【００６９】
具体的には、図８に示すように、スタータ３００には、モータ３１の通電／非通電を切り替えるモータスイッチ部ＳＬ１が設けられており、モータスイッチ部ＳＬ１には、制御信号に基づいてモータスイッチ部ＳＬ１のオン／オフを切り替えるＳＬ１駆動リレー３１０が接続されている。ピニオン軸３２の周囲に設けられたコイル３４には、制御信号に基づいてコイル３４の通電／非通電を切り替えるＳＬ２駆動リレー３１１が接続されている。ＳＬ２駆動リレー３１１にオン信号が入力されてＳＬ２駆動リレー３１１がオン状態にされると、バッテリ２３からコイル３４へ通電され、ピニオン軸３２がリングギヤ２２に向かって押し出される。これにより、ピニオン３３がリングギヤ２２に噛み合わされる。また、その後、ＳＬ１駆動リレー３１０にオン信号が入力されてＳＬ１駆動リレー３１０がオン状態にされることにより、バッテリ２３からモータ３１へ通電され、ピニオン３３が回転される。これにより、エンジン１０のクランキングが開始される。
【００７０】
・エンジン始動要求前にピニオン３３とリングギヤ２２との噛み合わせ処理を実施する場合、エンジン停止後のエンジン惰性回転中においてエンジン１０が反転しているときにピニオン３３をリングギヤ２２へ噛み合わせることによりピストン停止位置を目標停止位置に制御するとともに、該目標停止位置を、ばらつきを持たせて設定することによりピストン停止位置のばらつきを大きくする構成としてもよい。
【００７１】
エンジン停止後の惰性回転中では、振り子特性によりエンジン１０の回転が正転と反転とで交互に切り替わり、やがてエンジン１０の回転が停止する。ここで、本発明者の知見によれば、エンジン１０の反転中にピニオン３３をリングギヤ２２に噛み合わせることによりエンジン１０の回転が直ちに停止される。したがって、例えばクランク角センサ２６の出力値に基づいてエンジン１０が正転中か反転中かを判定し、エンジン反転中と判定された場合に、ピストンが目標停止位置（目標クランク角度位置）になったタイミングでピニオン３３とリングギヤ２２との噛み合わせを実施する。これにより、ピストン停止位置制御を精度よく実施することができ、ひいてはピストン停止位置（リングギヤ２２の所定歯部の回転停止位置）のばらつき拡大を好適に実施できる。したがって、本構成によれば、モータ３１によるピニオン３３の回転開始時においてピニオン３３の歯部がリングギヤ２２の歯部に衝突することに起因するリングギヤ２２の歯部の磨耗促進を抑制することができる。
【００７２】
・ピニオン３３とリングギヤ２２との噛み合わせのタイミングによってピストン停止位置を制御する場合、エンジン１０の反転量を調整することによってピストン停止位置を制御する構成としてもよい。エンジン１０の反転量が大きい場合、ピニオン３３とリングギヤ２２との噛み合わせのタイミングを種々設定することによりピストン停止位置のばらつきを比較的大きくできると考えられる。したがって、上記構成とすることにより、ピストン停止位置（リングギヤ２２の所定歯部の回転停止位置）のばらつきの拡大を好適に実施できる。
【００７３】
ここで、エンジン１０の反転量は、エンジン惰性回転中でのエンジン回転速度の減少率（エンジン回転の降下速度）やエンジン１０の慣性力などによって変化し、例えば惰性回転中でのエンジン回転速度の減少率が大きいほど反転量が大きくなる。したがって、エンジン１０の反転量を大きくするには、例えば惰性回転中でのエンジン回転速度の減少率を大きくする。
【００７４】
なお、惰性回転中でのエンジン回転速度の減少率は、例えば気筒の圧縮負荷やエンジン出力軸の回転負荷を調整すること等により行う。具体的には、例えばエンジン１０の惰性回転中においてスロットルバルブ１３を所定の開状態にする。スロットル開とした場合、ピストンの往復動によるエンジン１０の瞬時回転速度の変動が大きくなり、その結果、エンジン反転量が大きくなるからである。
【００７５】
・上記実施形態では、吸気バルブ１７及び排気バルブ１８を、エンジン１０の回転に伴うカムの回転により開閉する機械駆動式としたが、吸排気バルブ１７，１８の開閉を電磁ソレノイドにより行う電磁式のものとしてもよい。
【００７６】
・電磁式の吸排気バルブの場合、電磁石をバルブごとに設けることにより吸排気バルブ１７，１８を気筒ごとに個別に制御することが可能になる。そこで、電磁石をバルブごとに設けておき、エンジン停止に際してエンジン１０の回転停止前に各気筒の吸気バルブ１７及び排気バルブ１８の少なくともいずれかを開弁状態にする構成とする。このとき、全気筒の吸排気バルブのうち一部のバルブを開弁状態にしてもよいが、好ましくは全気筒の吸気バルブ１７及び排気バルブ１８を開弁状態にする。こうすることにより、ピストンの停止位置のばらつきを一層大きくすることができ、その結果、リングギヤ２２の歯部の磨耗等が局所的に発生するのを好適に抑制できる。
【００７７】
・上記図２及び図４では、スロットルバルブ１３を閉じた状態で、吸気バルブ１７の開弁によるばらつき制御を実施した場合のピストン停止位置を示した。この場合、ピストン停止位置は、圧縮上死点付近でその出現頻度が最大となる。吸気バルブ１７の開弁によるばらつき制御では、スロットルバルブ１３を必ずしも閉状態としておく必要はなく、開状態としてもよい。
【００７８】
図９は、エンジン停止に際し、スロットルバルブ１３を開いた状態で、吸気バルブ１７の開弁によるばらつき制御を実施した場合のピストン停止位置を示す図である。なお、図９では、図２及び図４と同様に、成り行きによってエンジン停止を行った場合について示してある。図中、実線は、吸気バルブ１７の開弁によりばらつき制御を実施した場合を示し、点線は、同ばらつき制御を実施しない場合を示している。
【００７９】
図９において、ばらつき制御を実施しない場合では、点線で示すように、圧縮上死点と吸気下死点との中間付近Ｐｍ１（例えば圧縮上死点前９０°ＣＡ付近）で、ピストン停止位置の出現頻度が最大となっている。また、ピストン停止位置は、変則的な場合を除くと、その中間付近Ｐｍ１を中心に範囲ＰＳ３（例えば４０°ＣＡ）の範囲内に分布している。
【００８０】
一方、ばらつき制御として、エンジン１０の回転停止前に、圧縮行程となっている気筒の吸気バルブ１７を例えばその圧縮上死点付近で開弁状態にした場合には、実線で示すように、ピストン停止位置が、圧縮上死点と吸気下死点との中間付近Ｐｍ２（例えば圧縮上死点前９０°ＣＡ付近）でその出現頻度が最大になっている。ところが、ばらつき制御を実施した場合には、同制御を実施しない場合に比べて、中間付近Ｐｍ２での出現頻度が少なくなっており、それに伴い、ピストン停止位置の分布範囲が、中間付近Ｐｍ２を中心に、範囲ＰＳ３よりも広い範囲ＰＳ４（例えば８０°ＣＡ）に拡大される。なお、図９では、中間付近Ｐｍ３とＰｍ４との位置は略同じとしたが、両者は異なっていてもよい。
【００８１】
・上記実施形態では、圧縮行程となっている気筒の吸気バルブ１７を圧縮上死点で開弁状態にすることにより、エンジン停止に際し圧縮行程となっている気筒の圧縮負荷を調整する構成としたが、吸気バルブ１７の代わりに、又は吸気バルブ１７に加え、排気バルブ１８を開弁状態にする構成としてもよい。また、スロットルバルブ１３の開閉制御により、エンジン停止に際し圧縮行程となっている気筒の圧縮負荷を調整する構成としてもよい。具体的には、スロットル閉の状態では、スロットル開の状態の場合と比較して、吸気行程において燃焼室内に吸入される空気量が少ないため、その後の圧縮行程では気筒の圧縮負荷がより小さくなる。また、気筒の圧縮負荷が小さくなると、エンジン停止時におけるピストン停止位置のばらつきが大きくなりやすく、具体的には、スロットル閉の状態では、圧縮上死点と吸気下死点との中間付近に対するばらつきが大きくなりやすい。したがって、エンジン停止に際し、スロットルバルブ１３を閉状態にすることにより、ピストン停止位置のばらつきを大きくすることができる。
【００８２】
・開閉弁（吸排気バルブ１７，１８、スロットルバルブ１３）の開弁制御によりリングギヤ２２におけるピニオン対向位置のばらつきを大きくする制御に代えて又は同制御に加えて、オルタネータの負荷制御によりピストン停止位置のばらつきを大きくする構成としてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１０…エンジン、１３…スロットルバルブ、１７…吸気バルブ、１８…排気バルブ、１９…吸気側バルブ駆動機構、２０…排気側バルブ駆動機構、２１…クランク軸、２２…リングギヤ、２５…ＳＬ駆動リレー、３０…スタータ、３１…モータ、３２…ピニオン軸、３３…ピニオン、３４…コイル、３５…スイッチ、４０…ＥＣＵ、ＭＳ…マグネットスイッチ部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの制御装置に関し、詳しくはエンジンの始動をスタータにより行うエンジンの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エンジンの始動は、スタータによりエンジンの出力軸（クランク軸）に初期回転を付与することによって行われる。具体的には、まず、スタータに設けられたピニオンをピニオン回転軸の軸線方向に押し出すことにより、クランク軸に連結されたリングギヤにピニオンを噛み合わせる。その後、スタータモータの通電によりピニオンを回転させ、その回転力によってリングギヤを回転させる。これにより、エンジンのクランキングが開始されてエンジンが始動される。
【０００３】
また、スタータを備えるエンジンにおいて、エンジン停止に際しピストンの停止位置を制御するものがある（例えば特許文献１参照）。この特許文献１では、エンジン停止に際しピストンを所望の位置で停止させ、その後、エンジンの始動要求があった場合にスタータによりエンジン始動を行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４２０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１のようにピストンの停止位置制御を実施する場合、エンジン停止時のピストン停止位置が概ね毎回同じ位置になるため、次回のエンジン始動の際にリングギヤの歯部全体のうちピニオンと噛み合う箇所が特定位置に限定されるおそれがある。かかる場合、リングギヤの磨耗が一部分に集中し、その部分において磨耗が促進されることが懸念される。また、リングギヤの磨耗が進行する結果、リングギヤとピニオンとの噛み合い処理を適正に実施できず、結果としてエンジンの始動を速やかに実施できないおそれがある。
【０００６】
なお、エンジン停止に際しピストンの停止位置制御を実施しない場合、つまりエンジンの回転停止を成り行きで行う場合にも上記と同様のことが言える。すなわち、エンジンの回転停止を成り行きで行う場合、圧縮行程にある気筒においてその圧縮負荷によりピストンが圧縮上死点を乗り越えることができず、その結果、ピストンの停止位置が概ね毎回同じ位置になると考えられる。したがって、エンジンの回転を成り行きで停止させる場合では、ピストンの停止位置制御を実施する場合と同様に、リングギヤにおいてその特定位置での磨耗が促進されることといったことが懸念される。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、リングギヤの磨耗等を抑制することによりスタータによるクランキングを適正に実施することができるエンジンの制御装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。
【０００９】
本発明は、エンジンの出力軸に連結されたリングギヤにエンジンのスタータのピニオンが対向して配置されたエンジンに適用され、エンジン始動に際して、前記リングギヤに前記ピニオンを噛み合わせた状態でクランキングを実施し、該クランキングの終了後に前記噛み合わせを解除するエンジンの制御装置に関するものである。そして、第１の構成は、エンジン停止に伴い前記リングギヤの回転が停止したときの前記リングギヤにおける前記ピニオンとの対向位置であるピニオン対向位置のばらつきを大きくするばらつき制御を実施するばらつき制御手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
要するに、エンジン停止時にはエンジンの出力軸の回転位置が概ね毎回同じになるため、次回のエンジン始動のためのリングギヤとピニオンとの噛み合わせの際に、ピニオンと噛み合うリングギヤの位置が特定範囲に限定されることが考えられる。その点に鑑み、本発明では、エンジン停止に伴いリングギヤの回転が停止した場合にリングギヤにおいてピニオンと対向するピニオン対向位置のばらつきを意図的に大きくすることにより、リングギヤの回転停止時において、リングギヤの歯部全体のうちピニオンと対向する歯部位置のばらつきが大きくなるようにする。これにより、リングギヤの歯部が局所的に磨耗等するのを抑制することができる。したがって、本発明によれば、リングギヤとピニオンとの噛み合いを適正に実施することができ、ひいてはスタータによるクランキングを適正に実施することができる。
【００１１】
ばらつき制御について具体的には、第２の構成のように、前記ばらつき制御を実施しない場合に比べて前記ピニオン対向位置の分布範囲を拡大することにより前記ばらつきを大きくしたり、あるいは第５の構成のように、前記ピニオン対向位置の目標値を、前回のエンジン停止以前のピニオン対向位置に対してばらつきを持たせて設定する目標設定手段を備え、該目標設定手段により設定した目標値に前記ピニオン対向位置を制御することで前記ばらつきを大きくしたりする。こうすることにより、リングギヤにおけるピニオン対向位置のばらつき拡大を比較的容易に実現することができる。
【００１２】
ここで、エンジン停止に際してピストンの停止位置を制御することがある。また、ピストン停止位置制御によれば、リングギヤにおいてピニオンと対向する位置（ピストン停止位置）を、エンジンの回転停止を成り行きで行う場合とは異なる位置に調整することが可能となる。その点に鑑み、ピストンの停止位置制御を実施するか否かを切り替えることにより上記ばらつき制御を実施する構成としてもよい。このとき、例えば、エンジン停止要求が生じた理由に基づいて（システム停止要求によるエンジン停止要求か又はアイドルストップ制御によるエンジン停止要求かに応じて）ピストンの停止位置制御を実施するか否かを切り替える。
【００１３】
リングギヤにおけるピニオン対向位置の分布範囲を拡大する場合、具体的には、第３の構成のように、エンジン停止に際し、圧縮行程となっている気筒の圧縮負荷を調整することにより前記分布範囲を拡大するとよく、より具体的には、第４の構成のように、前記エンジンの燃焼室へのガスの吸入又は排出の状態を調整する開閉弁を備えるエンジンに適用され、エンジン停止に際し、前記開閉弁の開閉状態を制御することにより前記分布範囲を拡大するとよい。こうすれば、エンジン停止に際して、本来吸気バルブ及び排気バルブが共に閉じている行程となっている気筒の圧縮負荷を低減することができ、その結果、エンジンのピストン停止位置をばらつかせることができる。よって、エンジン出力軸の回転角度位置（クランク角度位置）をばらつかせることができ、ひいてはリングギヤにおいてピニオンと対向する位置のばらつきを大きくすることができる。
【００１４】
ここで、開閉弁としては、エンジンの燃焼室に通じる吸気ポート又は排気ポートに設けられる吸排気バルブや、吸気通路の流路断面積を調整するスロットルバルブを含む。より具体的には、開閉弁が吸排気バルブの場合、エンジン停止に際し、圧縮行程となっている気筒の吸気バルブ又は排気バルブを、圧縮上死点又はその近傍において開弁状態にし、これにより圧縮行程となっている気筒の圧縮負荷を低減する。このとき、エンジン停止に際し圧縮行程となっている気筒だけでなく、膨張行程となっている気筒の吸気バルブ又は排気バルブを開弁状態にするとよい。また、開閉弁がスロットルバルブの場合、スロットル開の状態で燃焼室内に吸入される空気量とスロットル閉の状態で燃焼室内に吸入される空気量とでは違いがあり、またその吸入空気量の違いにより圧縮行程となっている気筒の圧縮負荷が相違することを利用し、スロットルバルブの開閉制御により、圧縮行程となっている気筒の圧縮負荷を低減する。
【００１５】
ところで、エンジン停止後の惰性回転中では、振り子特性により正回転と反回転とが交互に出現する。ここで、本発明者の知見によれば、エンジンの反転中にピニオンをリングギヤに噛み合わせることによりエンジンの回転が直ちに停止される。したがって、リングギヤの回転停止位置の目標値をばらつかせる構成（第５の構成）において、第６の構成のように、エンジン停止後の前記エンジンの惰性回転中において前記ピニオンを前記リングギヤへ噛み合わせる噛み合い処理を実施する噛み合い制御手段と、前記エンジンの始動要求後に回転駆動手段により前記ピニオンを回転させる回転制御手段とを備え、前記ばらつき制御手段が、前記噛み合い制御手段により前記惰性回転中における前記エンジンの反転中に前記ピニオンを前記リングギヤへ噛み合わせることにより前記ピニオン対向位置を前記目標値に制御してもよい。この構成によれば、エンジン出力軸の回転停止位置を高精度に制御することができ、ひいてはリングギヤにおけるピニオン対向位置のばらつき拡大を好適に実施できる。
【００１６】
リングギヤの歯部の磨耗が進行すると、ピニオンとの噛み合わせを適正に実施できず、その結果、エンジンのクランキングに要する時間が長くなることが考えられる。その点に鑑み、第７の構成のように、前記エンジンの始動性が低下したことを検出する始動性検出手段を備え、前記ばらつき制御手段は、前記始動性検出手段によりエンジン始動性が低下したことが検出された場合に前記ばらつき制御を実施するとよい。こうすることにより、リングギヤの磨耗等が進行していることが推定され、リングギヤにおけるピニオン対向位置のばらつきを大きくする必要が高い場合に上記ばらつき制御を実施することができる。
【００１７】
第８の構成では、所定の自動停止条件が成立した場合に前記エンジンを自動停止し、その後所定の再始動条件が成立した場合に前記スタータによるクランキングを実施して前記エンジンを再始動する自動停止始動機能を有するエンジンに適用される。また、前記エンジンの停止要求があった場合、その停止要求が前記エンジンのシステム起動の停止要求であるか又は前記自動停止条件の成立に伴うものかを判定する要求判定手段を備え、前記ばらつき制御手段は、前記要求判定手段の判定結果に基づいて前記ばらつき制御を実施する。本構成によれば、システム起動の停止要求に基づくエンジン停止の場合と、アイドルストップ制御によるエンジン自動停止の場合とで、ばらつき制御を実施するか否かを切り替えることができる。
【００１８】
ここで、アイドルストップ機能を備えるシステムでは、エンジン自動停止後の再始動に際し、再始動要求に迅速に応えるべくエンジン始動を速やかに実施する必要がある。これに鑑み、上記第８の構成では、例えば、システム起動の停止要求に基づくエンジン停止に際してはばらつき制御を実施し、アイドルストップ制御によるエンジン自動停止に際してはばらつき制御を実施しない構成とする。こうすることにより、エンジン自動停止後の再始動時におけるエンジン始動性を維持しつつ、リングギヤの磨耗抑制を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】エンジン制御システムの全体概略構成図。
【図２】圧縮行程気筒のピストン停止位置の分布を示す図。
【図３】リングギヤのピニオンとの噛み合い箇所を示す模式図。
【図４】ばらつき制御を説明するための図。
【図５】ピストン停止位置制御の実施時における圧縮行程気筒のピストン停止位置の分布を示す図。
【図６】ばらつき制御の処理手順を示すフローチャート。
【図７】目標停止位置をばらつかせる場合のピストン停止位置とその出現頻度との関係を示す図。
【図８】他の実施形態のエンジン制御システムの全体概略構成図。
【図９】スロットルバルブ開の状態で、吸気バルブの開閉制御によるばらつき制御を実施した場合のピストン停止位置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、エンジン制御システムのエンジン停止始動制御装置に具体化している。当該制御システムにおいては、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢として燃料噴射量の制御や点火時期の制御、アイドルストップ制御等を実施する。この制御システムの全体概略を示す構成図を図１に示す。
【００２１】
図１において、エンジン１０には、吸気管１１と排気管１２とが接続されており、吸気管１１には気筒内への吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ１３が設けられている。スロットルバルブ１３は、モータ等からなるスロットルアクチュエータ１４により電気的に開閉駆動される空気量調整手段である。スロットルアクチュエータ１４にはスロットルバルブ１３の開度（スロットル開度）を検出するためのスロットルセンサが内蔵されている。
【００２２】
エンジン１０は、同エンジン１０の各気筒に燃料を噴射供給する燃料噴射手段としてのインジェクタ１５と、気筒ごとに設けられた点火プラグ１６に点火火花を発生させる点火手段としてのイグナイタ（図示略）とを備えている。
【００２３】
エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートには、それぞれ吸気バルブ１７、排気バルブ１８が設けられている。吸気バルブ１７及び排気バルブ１８（吸排気バルブ１７，１８）は、エンジン出力軸としてのクランク軸２１の回転に伴い開閉する機械駆動式である。具体的には、クランク軸２１の回転に伴いカム軸（図示略）が回転することでカム軸に取り付けられたカム（図示略）が回転し、そのカムの回転によりバルブ１７，１８が開閉する。
【００２４】
吸気バルブ１７及び排気バルブ１８には、同バルブ１７，１８の開閉時期（バルブタイミング）を可変とするバルブタイミング調整手段としてのバルブ駆動機構１９，２０がそれぞれ設けられている。吸気側バルブ駆動機構１９によれば、吸気バルブ１７の開閉タイミングが進角側又は遅角側に変更され、排気側バルブ駆動機構２０によれば、排気バルブ１８の開閉タイミングが進角側又は遅角側に変更される。
【００２５】
エンジン１０のスタータ３０には、回転駆動手段としてのモータ３１が設けられている。モータ３１の回転軸には、モータ３１の通電により回転駆動されるピニオン軸３２が備えられ、ピニオン軸３２の先端にはピニオン３３が備えられている。また、ピニオン３３に対向する位置には、エンジン出力軸（クランク軸２１）に連結されたリングギヤ２２が配置されている。そのため、エンジン１０の燃焼によりエンジン１０のピストンが往復動すると、そのピストンの往復動によりクランク軸２１が回転してリングギヤ２２が回転される。
【００２６】
スタータ３０において、バッテリ２３とモータ３１との間にはマグネットスイッチ部ＭＳが設けられている。マグネットスイッチ部ＭＳは、ピニオン軸３２の周囲に設けられたコイル３４と、ピニオン軸３２においてピニオン３３とは反対側の端部に設けられたスイッチ３５とを備えている。さらに、コイル３４とバッテリ２３との間には、ＩＧスイッチ２４及びＳＬ駆動リレー２５が設けられている。なお、ピニオン３３は、コイル３４の非通電時においてリングギヤ２２に対し非接触の状態で配置されている。
【００２７】
例えば、ＩＧスイッチ２４のオフからオンへの切り替え等といったエンジン１０の始動要求があった場合、制御信号に基づいてＳＬ駆動リレー２５がオフからオンに切り替えられる。これにより、マグネットスイッチ部ＭＳのコイル３４が通電されて磁力が発生し、この磁力によりピニオン軸３２がリングギヤ２２に向かって押し出される。そして、ピニオン３３がリングギヤ２２に向かって移動し、ピニオン３３がリングギヤ２２に噛み合わされる。また、ピニオン３３がリングギヤ２２に噛み合う位置までピニオン軸３２が移動されることにより、ピニオン軸３２がマグネットスイッチ部ＭＳのスイッチ３５を繋ぐ。このスイッチ３５の接続によりバッテリ２３からモータ３１に通電され、モータ３１が回転駆動される。また、モータ３１の回転駆動に伴いピニオン軸３２が回転され、ピニオン３３が回転される。これにより、エンジン１０のクランキングが開始される。
【００２８】
なお、エンジン始動時にエンジン回転速度（リングギヤ２２の回転速度）がピニオン３３の回転速度よりも高くなり、リングギヤ２２によってピニオン３３が回転駆動されるようになると、ピニオン軸３２がリングギヤ２２に向かう方向とは反対方向に移動し、ピニオン３３がリングギヤ２２から引き離される。これにより、ピニオン３３がエンジン１０側の回転力によって回転されないようになっている。
【００２９】
その他、本システムには、エンジン１０の所定クランク角毎に（例えば３０°ＣＡ周期で）矩形状のクランク角信号を出力するクランク角センサ２６などの各種センサが設けられている。
【００３０】
ＥＣＵ４０は、周知のマイクロコンピュータ等を備えてなる電子制御装置であり、本システムに設けられている各種センサの検出結果等に基づいて、吸入空気量制御や燃料噴射量制御、アイドルストップ制御、スタータ３０の駆動制御などの各種エンジン制御等を実施する。また、ＥＣＵ４０は、ＳＬ駆動リレー２５のオン／オフ信号を出力する出力ポートＰ１を備えており、出力ポートＰ１からの制御信号によりスタータ３０のモータ３１及びコイル３４の通電状態を切り替える。
【００３１】
上記のシステム構成において実施されるアイドルストップ制御について詳述する。アイドルストップ制御は、エンジン１０のアイドル運転時に所定の停止条件が成立すると当該エンジン１０を自動停止させるとともに、その後、所定の再始動条件が成立するとエンジン１０を再始動させるものである。エンジン停止条件としては、例えば、アクセル操作量がゼロになったこと（アイドル状態になったこと）、ブレーキペダルの踏込み操作が行われたこと、車速が所定値以下まで低下したこと等の少なくともいずれかが含まれる。エンジン再始動条件としては、例えばアクセルの踏込み操作が行われたこと、ブレーキ操作量がゼロになったこと、バッテリ２３の充電状態が所定の低下状態になったこと等の少なくともいずれかが含まれる。
【００３２】
エンジン１０の自動停止後、再始動条件が成立した場合、スタータ３０によるクランキングが実施される。このときのスタータ３０の駆動制御として具体的には、ＥＣＵ４０は、エンジン再始動要求後、ＳＬ駆動リレー２５にオン信号を出力することによりコイル３４の通電を開始する。これにより、ピニオン３３がリングギヤ２２に向かって押し出され、ピニオン３３とリングギヤ２２とが噛み合わされる。その後、モータ３１の通電によりピニオン３３が回転され、その回転に伴いリングギヤ２２が回転駆動される。これにより、エンジン１０のクランキングが行われ、エンジン再始動が行われる。
【００３３】
ところで、エンジン１０の停止時において、その停止時のピストン停止位置が、概ね毎回同じクランク角度位置になることが考えられる。この場合、リングギヤ２２において、エンジン停止に伴いリングギヤ２２の回転が停止したときのピニオン３３に対向するリングギヤ２２の歯部が、一定領域内の歯部に特定されることが考えられる。
【００３４】
図２は、エンジン１０の回転停止時において圧縮行程となる気筒のピストン停止位置の分布を示す図である。図の横軸はピストン停止位置（クランク角度位置）を示し、縦軸は各停止位置の出現頻度を示している。なお、図２では、ピストンの停止位置を制御することなく成り行きによってエンジン１０の回転を停止させた場合を示している。また、図２では、エンジン停止の際にスロットルバルブ１３を閉弁状態とした場合を示している。
【００３５】
エンジン停止時において圧縮行程となる気筒のピストン停止位置は、エンジン停止の際にスロットルバルブ１３を閉弁状態とした場合、図２では、圧縮上死点（圧縮ＴＤＣ）でその出現頻度が最大となっており、偶発的に大きく外れた変則的な場合を除くと、圧縮上死点を中心に例えば約４０°ＣＡの範囲内に分布している。すなわち、図２では、圧縮上死点±２０°ＣＡがピストン停止位置の分布範囲（分布の広がり幅）となっている。これは、エンジン１０の回転停止を成り行きで行う場合、エンジン１０の停止直前に圧縮行程となる気筒では気筒の圧縮負荷が大きいためピストンが圧縮上死点を乗り越えることができず、その結果、例えばスロットルバルブ１３を閉じたままとした場合には、圧縮上死点近傍でピストンが停止するからである。つまり、エンジン停止時では、エンジン１０の回転エネルギと気筒の圧縮負荷とのバランスに従いピストンの往復動が停止する。
【００３６】
例えば４気筒エンジンの場合、各気筒のピストン停止位置は１８０°ＣＡ間隔になっており、具体的には、点火順序が１番気筒→２番気筒→３番気筒→４番気筒であれば、各気筒のピストン停止位置は、１番気筒が０°ＣＡの場合に２番気筒が１８０°ＣＡ、３番気筒が３６０°ＣＡ（＝０°ＣＡ）、４番気筒が５４０°ＣＡ（＝１８０°ＣＡ）になる。つまり、１番気筒と３番気筒とのピストン停止位置が見かけ上同じになり、２番気筒と４番気筒とのピストン停止位置が見かけ上同じになる。したがって、４気筒エンジンであれば、エンジン１０の回転エネルギと気筒の圧縮負荷とのバランスにより、エンジン停止時のピストン停止位置が２箇所に限定されると考えられる。また、エンジン停止に際してピストン停止位置が２箇所に限定されることにより、リングギヤ２２のピニオン３３との噛み合い箇所が、図３の模式図に示すように、リングギヤ２２の歯部全体ＲＧのうち、対向する２つの限られた狭い範囲Ｒ１，Ｒ２内の歯部に限定されてしまうことが考えられる。
【００３７】
リングギヤ２２においてピニオン３３との噛み合い箇所が限られた範囲に限定される場合、リングギヤ２２の特定範囲Ｒ１，Ｒ２における歯部の磨耗や欠損が促進されることが懸念される。すなわち、ピニオン３３とリングギヤ２２とを噛み合わせるべくピニオン３３がリングギヤ２２に向かって押し出されたとき、ピニオン３３の歯部とリングギヤ２２の歯部との位置関係によっては両者の端面が衝突し、この衝突によってピニオン３３及びリングギヤ２２の歯部が磨耗したり、あるいは欠損が発生したりする。特に、リングギヤ２２の材質に比べ、ピニオン３３の方が硬質材料で形成されていることがあり、この場合にはリングギヤ２２のピニオン３３への衝突によってリングギヤ２２の歯部の欠損が生じやすいと考えられる。
【００３８】
また、ピニオン３３とリングギヤ２２との噛み合い後にモータ３１によりピニオン３３が回転されるが、この回転開始時においてピニオン３３の歯部がリングギヤ２２の歯部に衝突することによりピニオン３３やリングギヤ２２の歯部が磨耗するおそれがある。また、このような磨耗等が、リングギヤ２２の歯部全体のうち限られた狭い範囲の歯部で生じることにより、つまりリングギヤ２２の歯部の磨耗等が局所的に発生することにより、その局所において歯部の端面の磨り減りや欠損が一層促進される。かかる場合、リングギヤ２２とピニオン３３との噛み合い時においてその噛み合いが適正に行われないことが懸念される。また、噛み合いが適正に行われない結果、エンジン１０のクランキングが適正に実施されないおそれがある。
【００３９】
そこで、本実施形態では、エンジン停止に伴いリングギヤ２２の回転が停止した場合におけるリングギヤ２２のピニオン３３との対向位置（ピニオン対向位置）のばらつきを大きくするばらつき制御を実施する。すなわち、リングギヤ２２の回転が停止した場合に、リングギヤ２２の歯部全体のうちピニオン３３と対向する歯部のばらつきを意図的に大きくする。ばらつき制御として具体的には、エンジン１０の停止要求があった場合、エンジン１０の回転停止前において、圧縮行程となっている気筒の圧縮上死点又はその近傍で吸気バルブ１７を開弁状態にする。これにより、圧縮行程となっている気筒の圧縮負荷を低減し、ピストン停止位置のばらつきが大きくなるようにする。つまり、エンジン停止時に圧縮行程となる気筒について言えば、その気筒におけるエンジン停止時のピストン停止位置が、所定位置（図２では圧縮上死点）を中心にしてその進角側及び遅角側に大きくばらつくようにする。本実施形態では、このようなピストン停止位置のばらつき拡大により、リングギヤ２２におけるピニオン３３との対向位置の分布の範囲（広がり幅）を意図的に拡大させ、広がり幅の中心位置から離れた位置での出現頻度を多くしている。
【００４０】
なお、圧縮行程となっている気筒の圧縮上死点等で吸気バルブ１７を開弁させるには、バルブ駆動機構１９，２０が位相調整式であれば、例えば吸気バルブ１７の開弁時期を遅角側に変更し、カム切替式であればカムの切り替えにより行う。
【００４１】
図４は、本実施形態のばらつき制御を説明するための図である。図中（ａ）は、エンジン１０の回転停止時において圧縮行程となっている気筒のピストン停止位置の分布を示す図であり、（ｂ）は、リングギヤ２２においてピニオン３３との噛み合い可能な範囲を示す図である。なお、図４では、エンジン停止の際にスロットルバルブ１３を閉じた状態とした場合を示している。
【００４２】
（ａ）において、点線は、エンジン１０の回転停止前に圧縮行程となっている気筒の吸気バルブ１７を圧縮上死点で開弁状態にしない通常の場合を示している。この場合、エンジン停止の際にスロットルバルブ１３を閉弁状態とすると、エンジン停止時において圧縮行程となっている気筒のピストン停止位置は、図４では圧縮上死点でその出現頻度が最大となり、変則的な場合を除くと、圧縮上死点を中心に範囲ＰＳ１（例えば約４０°ＣＡ）の範囲内に分布している。なお、範囲ＰＳ１が、図４の点線の場合における「ピストン停止位置の分布範囲」つまり分布の広がり幅に相当する。
【００４３】
また、エンジン１０の回転停止前に、圧縮行程となっている気筒の吸気バルブ１７をその圧縮上死点で開弁状態にした場合、図４では、実線に示すように、エンジン停止時において圧縮行程となる気筒のピストン停止位置が、吸気バルブ１７を開弁しない場合（点線の場合）と同様に圧縮上死点でその出現頻度が最大となる。ところが、図４に示すように、吸気バルブ１７を開弁した場合では、同開弁制御を実施しない場合に比べて圧縮上死点での出現頻度が少なくなり、かつ出現頻度をならした状態になる。つまり、吸気バルブ１７の開弁により、ピストン停止位置の分布範囲（広がり幅）が、出現頻度最大の位置（図４では両者とも圧縮上死点）を中心に、範囲ＰＳ１よりも広い範囲ＰＳ２（例えば８０°ＣＡ）に拡大される。こうしてピストンの停止位置のばらつきが大きくなる結果、図４（ｂ）に示すように、リングギヤ２２におけるピニオン３３との噛み合い箇所の範囲が、Ｒ１，Ｒ２よりも拡大されたＲ３，Ｒ４となる。
【００４４】
特に本実施形態では、エンジン停止要求があった場合、その停止要求が、ＩＧスイッチ２４のオンからオフへの切り替えによるものか、又はエンジン自動停止条件の成立によるものかを判定し、その判定結果に基づいて上記ばらつき制御を実施するか否かを切り替える。より詳細には、ＩＧスイッチ２４のオフによるエンジン停止時には、ピストン停止位置制御を実行せずにエンジン１０の回転停止（ピストンの往復動停止）を成り行きで行う。また、エンジン停止の際に、圧縮行程となっている気筒の吸気バルブ１７をその圧縮上死点で開弁状態に制御することにより、ピストンの停止位置の分布範囲を拡大させる。
【００４５】
一方、アイドルストップ制御によるエンジン自動停止時には、エンジン停止時に圧縮行程となる気筒のピストン停止位置を、圧縮上死点とは異なる所定位置ＰＴ１にすべくピストン停止位置制御を実行する。これにより、アイドルストップ制御によるエンジン自動停止時のピストン停止位置を、ＩＧスイッチ２４のオフ時におけるピストン停止位置とは異なる位置とし、結果としてエンジン停止時におけるピストン停止位置の分布範囲が拡大されるようにしている。
【００４６】
ここで、ピストンの停止位置制御について説明する。ピストン停止位置制御として本実施形態では、例えばオルタネータ（図示略）の負荷制御や吸排気バルブ１７，１８の開閉制御、スロットルバルブ１３の開度制御などにより、エンジン１０の回転停止時において圧縮行程となる気筒のピストン停止位置を所定位置ＰＴ１に制御する。所定位置ＰＴ１は、圧縮上死点とは異なる位置であり、本実施形態では、次回のエンジン始動時に同気筒で最初の点火を実施できるピストン位置（例えば圧縮上死点前３０°ＣＡや６０°ＣＡ）としている。すなわち、次回のエンジン再始動時におけるエンジン１０の始動性を確保しつつ、エンジン停止時のピストン停止位置がばらつくようにしている。
【００４７】
図５は、ピストン停止位置制御を実施した場合において、エンジン停止時に圧縮行程となる気筒のピストン停止位置の分布を示す図である。図中、実線はピストン停止位置制御を実施した場合について示し、点線はピストン停止位置制御を実施しない場合（エンジン１０の回転停止を成り行きで行う場合）について示している。なお、図の横軸及び縦軸は上記図２と同じである。また、図５では、エンジン停止の際にスロットルバルブ１３を閉弁状態とした場合について示している。
【００４８】
図５の実線に示すように、ピストン停止位置制御を行う場合のピストン停止位置は、成り行きでエンジン１０の回転を停止させる場合（点線）とは異なる分布となっており、詳しくは、所定位置ＰＴ１でその出現頻度が最大となっており、変則的な場合を除くと、所定位置ＰＴ１を中心に例えば約４０°ＣＡの範囲内に分布している。すなわち、図５では、ピストン停止位置の分布位置（広がり幅の中心位置）を相違させることで、分布のばらつきを大きくしている。
【００４９】
図６は、リングギヤ２２の回転停止位置に関するばらつき制御の処理手順を示すフローチャートである。この処理はＥＣＵ４０により所定周期毎に実行される。
【００５０】
図６において、まずステップＳ１１では、エンジン停止要求があったか否かを判定する。エンジン停止要求があった場合には、ステップＳ１２において、その停止要求がＩＧスイッチ２４のオンからオフへの切り替えによるものか否かを判定する。停止要求がＩＧスイッチ２４のオフへの切り替えによるものである場合、ステップＳ１３へ進み、エンジン停止前において、圧縮行程となっている気筒の吸気バルブ１７が圧縮上死点で開弁した状態になるように吸気側バルブ駆動機構１９を制御する。すなわち、圧縮行程となっている気筒の圧縮負荷を低減させることにより、該気筒におけるピストン停止位置が、例えば圧縮上死点を中心にしてばらつくようにする。その後、本処理を終了する。
【００５１】
一方、エンジン停止要求がエンジン自動停止条件の成立によるものである場合には、ステップＳ１４へ進み、エンジン停止に際してピストンの停止位置制御を実行する。本実施形態では、エンジン停止時に圧縮行程となる気筒のピストン停止位置が所定位置ＰＴ１になるように例えばオルタネータの負荷制御や吸排気バルブ１７，１８の開閉制御、スロットルバルブ１３の開度制御の少なくともいずれかを実施する。この場合、次回のエンジン再始動の応答性を高めることが可能になる。
【００５２】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００５３】
エンジン停止に伴いリングギヤ２２の回転が停止した場合に、リングギヤ２２においてピニオンと対向する位置（ピニオン対向位置）のばらつきを意図的に大きくする構成としたため、リングギヤ２２の回転停止時において、リングギヤ２２の歯部全体のうちピニオン３３と対向する歯部位置のばらつきを大きくすることができる。これにより、リングギヤ２２の歯部が局所的に磨耗等するのを抑制することができる。したがって、リングギヤ２２とピニオン３３との噛み合いを適正に実施することができ、ひいてはスタータ３０によるクランキングを適正に実施することができる。
【００５４】
リングギヤ２２におけるピニオン３３との対向位置の分布の範囲（広がり幅）を拡大することによりばらつきを大きくする構成としたため、リングギヤ２２におけるピニオン対向位置のばらつき拡大を比較的容易に実現することができる。
【００５５】
エンジン停止に際し、圧縮行程となっている気筒の圧縮負荷を調整することにより、リングギヤ２２におけるピニオン３３との対向位置の分布の範囲を拡大する構成としたため、より具体的には、エンジン停止に際して、圧縮行程となっている気筒の吸気バルブ１７をその圧縮上死点で開弁させる構成としたため、リングギヤ２２におけるピニオン３３との対向位置の分布の範囲の拡大を比較的簡単に実現することができる。
【００５６】
システム起動の停止要求に基づくエンジン停止に際しては、圧縮行程となっている気筒の圧縮負荷を調整することにより、リングギヤ２２におけるピニオン３３との対向位置の分布の範囲を拡大し、アイドルストップ制御によるエンジン自動停止に際しては、リングギヤ２２におけるピニオン３３との対向位置の分布の範囲を拡大しない構成としたため、エンジン自動停止後の再始動時におけるエンジン始動性を維持しつつ、リングギヤ２２の磨耗抑制を図ることができる。
【００５７】
システム停止要求によるエンジン停止要求の場合にはエンジン１０の回転停止を成り行きで実施し、アイドルストップ制御によるエンジン停止要求の場合には停止位置制御を実施する構成としたため、アイドルストップ制御によるエンジン自動停止時のピストン停止位置と、ＩＧスイッチ２４のオフ時におけるピストン停止位置とを異なる位置とすることができる。これにより、分布の中心位置が変更され、結果として、リングギヤ２２におけるピニオン３３との対向位置の分布の範囲（広がり幅）を拡大することができる。
【００５８】
（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
【００５９】
・エンジン１０の始動性が低下したことを検出する始動性検出手段を設け、始動性検出手段によりエンジン始動性が低下したことが検出された場合にばらつき制御を実施する。リングギヤ２２の歯部の磨耗等が進行すると、ピニオン３３との噛み合わせが適正に実施されず、その結果、エンジン１０のクランキングに要する時間が長くなることが考えられる。そこで、エンジン始動性として例えばクランキング開始から初爆までに要した時間を検出し、その所要時間が判定値よりも大きい場合にエンジン始動性が低下しているとしてばらつき制御を実施する構成とする。こうすることにより、リングギヤ２２の回転停止位置のばらつきを大きくする必要が高い場合に上記ばらつき制御を実施することができる。
【００６０】
・エンジン１０の始動回数を検出する始動回数検出手段を設け、始動回数検出手段の検出結果に基づいてばらつき制御を実施する。例えば、エンジン１０の始動回数が判定値よりも大きいことを条件にばらつき制御を実施する。エンジン１０の始動回数が多いほど、リングギヤ２２の磨耗等が促進されるからである。あるいは、エンジン１０の始動回数の所定間隔ごとにばらつき制御を実施してもよい。
【００６１】
・上記実施形態では、エンジン停止要求がＩＧスイッチ２４のオフへの切り替えによるものの場合に、エンジン１０の回転停止前において開閉弁の開閉制御によりピストン停止位置のばらつきを大きくしたが、エンジン停止要求がエンジン自動停止条件の成立によるものの場合、すなわちアイドルストップ制御によるエンジン停止の場合に、エンジン１０の回転停止前において開閉弁の開閉制御を行うことによりピストン停止位置のばらつきを大きくしてもよい。アイドルストップ制御によるエンジン再始動の頻度は比較的高いため、アイドルストップ機能を備えるシステムでは、リングギヤ２２のピニオン３３への衝突等によるリングギヤ２２の磨耗が促進されやすいと考えられる。したがって、アイドルストップ制御によるエンジン停止時においてピストン停止位置のばらつきを大きくすることにより、リングギヤ２２の磨耗等の抑制を好適に実施することができる。
【００６２】
・エンジン停止要求がエンジン自動停止条件の成立による場合にピストン停止位置制御を実施せず、エンジン１０の回転停止を成り行きで行う構成としてもよい。また、エンジン停止要求がＩＧスイッチ２４のオフへの切り替えによる場合にエンジン停止位置制御を実施する構成としてもよい。このとき、エンジン１０の回転停止前において開閉弁の開閉制御を行うことにより、ピストン停止位置のばらつきを大きくすることができる。
【００６３】
・バッテリ２３の充電状態に基づいてばらつき制御を実施する。エンジン１０の始動性の観点からすると、エンジン停止時には次回のエンジン始動に備えてピストン停止位置制御を実施するのが望ましい。そこで、本構成では、バッテリ電圧が判定値以上の場合にピストン停止位置のばらつき制御を実施する。つまり、バッテリ２３の充電状態が良好な場合には、エンジン１０の始動に要する時間が長くなるのを許容し、リングギヤ２２の磨耗等の抑制を優先させる。一方、バッテリ電圧が判定値未満の場合にはピストン停止位置のばらつき制御を実施しない。つまり、バッテリ２３の充電状態が悪化している場合には、エンジン１０の始動に要する時間が長くなると更なるバッテリ状態の低下が懸念されるため、エンジン始動性を優先させる。
【００６４】
・エンジン停止要求がＩＧスイッチ２４のオフへの切り替えによるものの場合、及びエンジン自動停止条件の成立によるものの場合の少なくともいずれかにおいてピストン停止位置制御を実施するとき、ピストン停止位置の目標値（目標停止位置）を、前回のエンジン停止以前のピストン停止位置に対してばらつかせることでピストン停止位置（リングギヤ２２の所定歯部の回転停止位置）のばらつきを大きくする。
【００６５】
具体的には、例えば、ばらつき制御を実施しない場合のピストン停止位置の分布範囲（広がり幅）において都度のピストン停止位置が平均化されるように目標停止位置を設定し、該設定した目標停止位置にピストン停止位置を制御する。リングギヤ２２の回転停止位置のばらつきを、ばらつき制御を実施しない通常の場合の分布範囲内で行うことにより、ピストンの停止位置を通常の制御範囲内にすることができる。これにより、ピストン停止位置が、次回のエンジン始動において始動性低下を招く範囲まで拡大されるのを回避しつつ、ピストン停止位置（リングギヤ２２の回転停止位置）のばらつきを大きくすることができる。
【００６６】
本構成では、例えば、ばらつき制御を実施しない場合のピストンの目標停止位置を所定位置ＰＴ１とする場合、目標停止位置を、所定位置ＰＴ１を中心とする所定範囲内でばらつくよう設定する。このとき、エンジン始動ごとに異なる目標停止位置に設定してもよいし、月日によって異なる目標停止位置を設定してもよい。
【００６７】
図７に、目標停止位置をばらつかせる場合のピストン停止位置とその出現頻度との関係の一例を示す。図中、実線はばらつき制御を実施する場合を示し、点線はばらつき制御を実施しない場合を示す。図７によれば、ピストン停止位置を所定位置ＰＴ１に集中させることなく、所定位置ＰＴ１近傍のクランク角度位置において均等にばらつかせることができる。
【００６８】
・上記実施形態では、ＳＬ駆動リレー２５のオン／オフの切り替えによりピニオン３３のリングギヤ２２への噛み合わせ処理及びピニオン３３の回転を実施する構成のスタータ３０を本発明に適用したが、同噛み合わせ処理とピニオン３３の回転とを独立して制御可能な構成のスタータを本発明に適用してもよい。すなわち、本システムには、エンジン停止後のエンジン１０の惰性回転中においてピニオン３３をリングギヤ２２へ噛み合わせる噛み合い処理を実施する噛み合い制御手段と、エンジン１０の始動要求後に回転駆動手段としてのモータ３１によりピニオン３３を回転させる回転制御手段とが設けられている。
【００６９】
具体的には、図８に示すように、スタータ３００には、モータ３１の通電／非通電を切り替えるモータスイッチ部ＳＬ１が設けられており、モータスイッチ部ＳＬ１には、制御信号に基づいてモータスイッチ部ＳＬ１のオン／オフを切り替えるＳＬ１駆動リレー３１０が接続されている。ピニオン軸３２の周囲に設けられたコイル３４には、制御信号に基づいてコイル３４の通電／非通電を切り替えるＳＬ２駆動リレー３１１が接続されている。ＳＬ２駆動リレー３１１にオン信号が入力されてＳＬ２駆動リレー３１１がオン状態にされると、バッテリ２３からコイル３４へ通電され、ピニオン軸３２がリングギヤ２２に向かって押し出される。これにより、ピニオン３３がリングギヤ２２に噛み合わされる。また、その後、ＳＬ１駆動リレー３１０にオン信号が入力されてＳＬ１駆動リレー３１０がオン状態にされることにより、バッテリ２３からモータ３１へ通電され、ピニオン３３が回転される。これにより、エンジン１０のクランキングが開始される。
【００７０】
・エンジン始動要求前にピニオン３３とリングギヤ２２との噛み合わせ処理を実施する場合、エンジン停止後のエンジン惰性回転中においてエンジン１０が反転しているときにピニオン３３をリングギヤ２２へ噛み合わせることによりピストン停止位置を目標停止位置に制御するとともに、該目標停止位置を、ばらつきを持たせて設定することによりピストン停止位置のばらつきを大きくする構成としてもよい。
【００７１】
エンジン停止後の惰性回転中では、振り子特性によりエンジン１０の回転が正転と反転とで交互に切り替わり、やがてエンジン１０の回転が停止する。ここで、本発明者の知見によれば、エンジン１０の反転中にピニオン３３をリングギヤ２２に噛み合わせることによりエンジン１０の回転が直ちに停止される。したがって、例えばクランク角センサ２６の出力値に基づいてエンジン１０が正転中か反転中かを判定し、エンジン反転中と判定された場合に、ピストンが目標停止位置（目標クランク角度位置）になったタイミングでピニオン３３とリングギヤ２２との噛み合わせを実施する。これにより、ピストン停止位置制御を精度よく実施することができ、ひいてはピストン停止位置（リングギヤ２２の所定歯部の回転停止位置）のばらつき拡大を好適に実施できる。したがって、本構成によれば、モータ３１によるピニオン３３の回転開始時においてピニオン３３の歯部がリングギヤ２２の歯部に衝突することに起因するリングギヤ２２の歯部の磨耗促進を抑制することができる。
【００７２】
・ピニオン３３とリングギヤ２２との噛み合わせのタイミングによってピストン停止位置を制御する場合、エンジン１０の反転量を調整することによってピストン停止位置を制御する構成としてもよい。エンジン１０の反転量が大きい場合、ピニオン３３とリングギヤ２２との噛み合わせのタイミングを種々設定することによりピストン停止位置のばらつきを比較的大きくできると考えられる。したがって、上記構成とすることにより、ピストン停止位置（リングギヤ２２の所定歯部の回転停止位置）のばらつきの拡大を好適に実施できる。
【００７３】
ここで、エンジン１０の反転量は、エンジン惰性回転中でのエンジン回転速度の減少率（エンジン回転の降下速度）やエンジン１０の慣性力などによって変化し、例えば惰性回転中でのエンジン回転速度の減少率が大きいほど反転量が大きくなる。したがって、エンジン１０の反転量を大きくするには、例えば惰性回転中でのエンジン回転速度の減少率を大きくする。
【００７４】
なお、惰性回転中でのエンジン回転速度の減少率は、例えば気筒の圧縮負荷やエンジン出力軸の回転負荷を調整すること等により行う。具体的には、例えばエンジン１０の惰性回転中においてスロットルバルブ１３を所定の開状態にする。スロットル開とした場合、ピストンの往復動によるエンジン１０の瞬時回転速度の変動が大きくなり、その結果、エンジン反転量が大きくなるからである。
【００７５】
・上記実施形態では、吸気バルブ１７及び排気バルブ１８を、エンジン１０の回転に伴うカムの回転により開閉する機械駆動式としたが、吸排気バルブ１７，１８の開閉を電磁ソレノイドにより行う電磁式のものとしてもよい。
【００７６】
・電磁式の吸排気バルブの場合、電磁石をバルブごとに設けることにより吸排気バルブ１７，１８を気筒ごとに個別に制御することが可能になる。そこで、電磁石をバルブごとに設けておき、エンジン停止に際してエンジン１０の回転停止前に各気筒の吸気バルブ１７及び排気バルブ１８の少なくともいずれかを開弁状態にする構成とする。このとき、全気筒の吸排気バルブのうち一部のバルブを開弁状態にしてもよいが、好ましくは全気筒の吸気バルブ１７及び排気バルブ１８を開弁状態にする。こうすることにより、ピストンの停止位置のばらつきを一層大きくすることができ、その結果、リングギヤ２２の歯部の磨耗等が局所的に発生するのを好適に抑制できる。
【００７７】
・上記図２及び図４では、スロットルバルブ１３を閉じた状態で、吸気バルブ１７の開弁によるばらつき制御を実施した場合のピストン停止位置を示した。この場合、ピストン停止位置は、圧縮上死点付近でその出現頻度が最大となる。吸気バルブ１７の開弁によるばらつき制御では、スロットルバルブ１３を必ずしも閉状態としておく必要はなく、開状態としてもよい。
【００７８】
図９は、エンジン停止に際し、スロットルバルブ１３を開いた状態で、吸気バルブ１７の開弁によるばらつき制御を実施した場合のピストン停止位置を示す図である。なお、図９では、図２及び図４と同様に、成り行きによってエンジン停止を行った場合について示してある。図中、実線は、吸気バルブ１７の開弁によりばらつき制御を実施した場合を示し、点線は、同ばらつき制御を実施しない場合を示している。
【００７９】
図９において、ばらつき制御を実施しない場合では、点線で示すように、圧縮上死点と吸気下死点との中間付近Ｐｍ１（例えば圧縮上死点前９０°ＣＡ付近）で、ピストン停止位置の出現頻度が最大となっている。また、ピストン停止位置は、変則的な場合を除くと、その中間付近Ｐｍ１を中心に範囲ＰＳ３（例えば４０°ＣＡ）の範囲内に分布している。
【００８０】
一方、ばらつき制御として、エンジン１０の回転停止前に、圧縮行程となっている気筒の吸気バルブ１７を例えばその圧縮上死点付近で開弁状態にした場合には、実線で示すように、ピストン停止位置が、圧縮上死点と吸気下死点との中間付近Ｐｍ２（例えば圧縮上死点前９０°ＣＡ付近）でその出現頻度が最大になっている。ところが、ばらつき制御を実施した場合には、同制御を実施しない場合に比べて、中間付近Ｐｍ２での出現頻度が少なくなっており、それに伴い、ピストン停止位置の分布範囲が、中間付近Ｐｍ２を中心に、範囲ＰＳ３よりも広い範囲ＰＳ４（例えば８０°ＣＡ）に拡大される。なお、図９では、中間付近Ｐｍ３とＰｍ４との位置は略同じとしたが、両者は異なっていてもよい。
【００８１】
・上記実施形態では、圧縮行程となっている気筒の吸気バルブ１７を圧縮上死点で開弁状態にすることにより、エンジン停止に際し圧縮行程となっている気筒の圧縮負荷を調整する構成としたが、吸気バルブ１７の代わりに、又は吸気バルブ１７に加え、排気バルブ１８を開弁状態にする構成としてもよい。また、スロットルバルブ１３の開閉制御により、エンジン停止に際し圧縮行程となっている気筒の圧縮負荷を調整する構成としてもよい。具体的には、スロットル閉の状態では、スロットル開の状態の場合と比較して、吸気行程において燃焼室内に吸入される空気量が少ないため、その後の圧縮行程では気筒の圧縮負荷がより小さくなる。また、気筒の圧縮負荷が小さくなると、エンジン停止時におけるピストン停止位置のばらつきが大きくなりやすく、具体的には、スロットル閉の状態では、圧縮上死点と吸気下死点との中間付近に対するばらつきが大きくなりやすい。したがって、エンジン停止に際し、スロットルバルブ１３を閉状態にすることにより、ピストン停止位置のばらつきを大きくすることができる。
【００８２】
・開閉弁（吸排気バルブ１７，１８、スロットルバルブ１３）の開弁制御によりリングギヤ２２におけるピニオン対向位置のばらつきを大きくする制御に代えて又は同制御に加えて、オルタネータの負荷制御によりピストン停止位置のばらつきを大きくする構成としてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１０…エンジン、１３…スロットルバルブ、１７…吸気バルブ、１８…排気バルブ、１９…吸気側バルブ駆動機構、２０…排気側バルブ駆動機構、２１…クランク軸、２２…リングギヤ、２５…ＳＬ駆動リレー、３０…スタータ、３１…モータ、３２…ピニオン軸、３３…ピニオン、３４…コイル、３５…スイッチ、４０…ＥＣＵ、ＭＳ…マグネットスイッチ部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン始動に際して、エンジンの出力軸に連結されたリングギヤに該リングギヤに対向して配置された前記エンジンのスタータのピニオンを噛み合わせた状態でクランキングを実施し、該クランキングの終了後に前記噛み合わせを解除するエンジンの制御装置において、
エンジン停止に伴い前記リングギヤの回転が停止したときの前記リングギヤにおける前記ピニオンとの対向位置であるピニオン対向位置のばらつきを大きくするばらつき制御を実施するばらつき制御手段と、
前記エンジンの始動性が低下したことを検出する始動性検出手段と、を備え、
前記ばらつき制御手段は、前記始動性検出手段によりエンジン始動性が低下したことが検出された場合に前記ばらつき制御を実施することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
所定の自動停止条件が成立した場合に前記エンジンを自動停止し、その後所定の再始動条件が成立した場合に前記スタータによるクランキングを実施して前記エンジンを再始動する自動停止始動機能を有するエンジンに適用され、
前記エンジンの停止要求があった場合、その停止要求が前記エンジンのシステム起動の停止要求であるか又は前記自動停止条件の成立に伴うものかを判定する要求判定手段を備え、
前記ばらつき制御手段は、前記要求判定手段の判定結果に基づいて前記ばらつき制御を実施する請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
エンジン始動に際して、エンジンの出力軸に連結されたリングギヤに該リングギヤに対向して配置された前記エンジンのスタータのピニオンを噛み合わせた状態でクランキングを実施し、該クランキングの終了後に前記噛み合わせを解除するエンジンの制御装置において、
所定の自動停止条件が成立した場合に前記エンジンを自動停止し、その後所定の再始動条件が成立した場合に前記スタータによるクランキングを実施して前記エンジンを再始動する自動停止始動機能を有するエンジンに適用され、
エンジン停止に伴い前記リングギヤの回転が停止したときの前記リングギヤにおける前記ピニオンとの対向位置であるピニオン対向位置のばらつきを大きくするばらつき制御を実施するばらつき制御手段と、
前記エンジンの停止要求があった場合、その停止要求が前記エンジンのシステム起動の停止要求であるか又は前記自動停止条件の成立に伴うものかを判定する要求判定手段と、を備え、
前記ばらつき制御手段は、前記要求判定手段の判定結果に基づいて前記ばらつき制御を実施することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記ばらつき制御手段は、前記ばらつき制御を実施しない場合に比べて前記ピニオン対向位置の分布範囲を拡大することにより前記ばらつきを大きくする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記ばらつき制御手段は、エンジン停止に際し、圧縮行程となっている気筒の圧縮負荷を調整することにより前記分布範囲を拡大する請求項４に記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記エンジンの燃焼室へのガスの吸入又は排出の状態を調整する開閉弁を備えるエンジンに適用され、
前記ばらつき制御手段は、エンジン停止に際し、前記開閉弁の開閉状態を制御することにより前記分布範囲を拡大する請求項５に記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
前記ピニオン対向位置の目標値を、前回のエンジン停止以前のピニオン対向位置に対してばらつきを持たせて設定する目標設定手段を備え、
前記ばらつき制御手段は、前記目標設定手段により設定した目標値に前記ピニオン対向位置を制御することで前記ばらつきを大きくする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１】
エンジン始動に際して、エンジンの出力軸に連結されたリングギヤに該リングギヤに対向して配置された前記エンジンのスタータのピニオンを噛み合わせた状態でクランキングを実施し、該クランキングの終了後に前記噛み合わせを解除するエンジンの制御装置において、
エンジン停止に伴い前記リングギヤの回転が停止したときの前記リングギヤにおける前記ピニオンとの対向位置であるピニオン対向位置のばらつきを大きくするばらつき制御を実施するばらつき制御手段と、
前記エンジンの始動性が低下したことを検出する始動性検出手段と、を備え、
前記ばらつき制御手段は、前記始動性検出手段によりエンジン始動性が低下したことが検出された場合に前記ばらつき制御を実施することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
所定の自動停止条件が成立した場合に前記エンジンを自動停止し、その後所定の再始動条件が成立した場合に前記スタータによるクランキングを実施して前記エンジンを再始動する自動停止始動機能を有するエンジンに適用され、
前記エンジンの停止要求があった場合、その停止要求が前記エンジンのシステム起動の停止要求であるか又は前記自動停止条件の成立に伴うものかを判定する要求判定手段を備え、
前記ばらつき制御手段は、前記要求判定手段の判定結果に基づいて前記ばらつき制御を実施する請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
エンジン始動に際して、エンジンの出力軸に連結されたリングギヤに該リングギヤに対向して配置された前記エンジンのスタータのピニオンを噛み合わせた状態でクランキングを実施し、該クランキングの終了後に前記噛み合わせを解除するエンジンの制御装置において、
所定の自動停止条件が成立した場合に前記エンジンを自動停止し、その後所定の再始動条件が成立した場合に前記スタータによるクランキングを実施して前記エンジンを再始動する自動停止始動機能を有するエンジンに適用され、
エンジン停止に伴い前記リングギヤの回転が停止したときの前記リングギヤにおける前記ピニオンとの対向位置であるピニオン対向位置のばらつきを大きくするばらつき制御を実施するばらつき制御手段と、
前記エンジンの停止要求があった場合、その停止要求が前記エンジンのシステム起動の停止要求であるか又は前記自動停止条件の成立に伴うものかを判定する要求判定手段と、を備え、
前記ばらつき制御手段は、前記要求判定手段の判定結果に基づいて前記ばらつき制御を実施することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記ばらつき制御手段は、前記ばらつき制御を実施しない場合に比べて前記ピニオン対向位置の分布範囲を拡大することにより前記ばらつきを大きくする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記ばらつき制御手段は、エンジン停止に際し、圧縮行程となっている気筒の圧縮負荷を調整することにより前記分布範囲を拡大する請求項４に記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記エンジンの燃焼室へのガスの吸入又は排出の状態を調整する開閉弁を備えるエンジンに適用され、
前記ばらつき制御手段は、エンジン停止に際し、前記開閉弁の開閉状態を制御することにより前記分布範囲を拡大する請求項５に記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
前記ピニオン対向位置の目標値を、前回のエンジン停止以前のピニオン対向位置に対してばらつきを持たせて設定する目標設定手段を備え、
前記ばらつき制御手段は、前記目標設定手段により設定した目標値に前記ピニオン対向位置を制御することで前記ばらつきを大きくする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２４６９３４（Ｐ２０１２−２４６９３４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２０８３０８（Ｐ２０１２−２０８３０８）
【出願日】平成２４年９月２１日（２０１２．９．２１）
【分割の表示】特願２０１０−２５９３７３（Ｐ２０１０−２５９３７３）の分割
【原出願日】平成２２年１１月１９日（２０１０．１１．１９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年９月２１日（２０１２．９．２１）
【分割の表示】特願２０１０−２５９３７３（Ｐ２０１０−２５９３７３）の分割
【原出願日】平成２２年１１月１９日（２０１０．１１．１９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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