エンジン停止始動制御装置
【課題】スタータの保護を適切に図る。
【解決手段】エンジン２０は、所定の自動停止条件が成立した場合に自動停止され、所定の再始動条件が成立した場合にスタータ１０によってクランキングが実施され再始動されるアイドルストップ機能を有する。エンジン２０の制御装置としてのＥＣＵ４０は、スタータ１０によるエンジン２０のクランキングを行った場合、スタータ１０のモータ１１の通電終了時点でモータ１１が有する熱量としてモータ熱量を算出し、その算出したモータ熱量に基づいて、モータ１１の通電を終了してからのエンジン自動停止の禁止時間である停止禁止時間を算出する。そして、モータ１１の通電終了後において、停止禁止時間が経過するまではエンジン２０の自動停止を禁止する。
【解決手段】エンジン２０は、所定の自動停止条件が成立した場合に自動停止され、所定の再始動条件が成立した場合にスタータ１０によってクランキングが実施され再始動されるアイドルストップ機能を有する。エンジン２０の制御装置としてのＥＣＵ４０は、スタータ１０によるエンジン２０のクランキングを行った場合、スタータ１０のモータ１１の通電終了時点でモータ１１が有する熱量としてモータ熱量を算出し、その算出したモータ熱量に基づいて、モータ１１の通電を終了してからのエンジン自動停止の禁止時間である停止禁止時間を算出する。そして、モータ１１の通電終了後において、停止禁止時間が経過するまではエンジン２０の自動停止を禁止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン停止始動制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばアクセル操作やブレーキ操作などといった停車又は発進のための動作等を検知してエンジンの自動停止及び自動再始動を行う、所謂アイドルストップ機能を備えるエンジン制御システムが知られている。このアイドルストップ制御により、エンジンの燃費低減等の効果を図っている。
【０００３】
また、エンジンを始動する始動装置としては、一般に、ピニオンギヤとモータとを備えた装置（スタータ）が用いられ、アイドルストップ制御においても、基本的にはドライバのスイッチ操作によるエンジン始動の場合と同様にスタータによるエンジン再始動が行われる。すなわち、まず、スタータのピニオンギヤとエンジン側のリングギヤとを噛み合わせ、その噛み合い状態でモータを駆動する。これにより、エンジンに初期回転が付与され、スタータによる初期回転によりエンジンが再始動される。
【０００４】
アイドルストップ制御では、エンジン停止と再始動とが繰り返し実施されるため、スタータの駆動頻度が比較的多くなり、スタータの劣化が進みやすい。そこで、従来、アイドルストップ制御においてスタータの劣化抑制を図るための技術が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１には、スタータ駆動時間やスタータ駆動回数の積算値を求め、その積算値が判定値に達した場合に、その後のエンジン自動停止／再始動を禁止することが開示されている。これにより、ギヤの磨耗や損傷の進行の抑制を図るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２６３２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１のものは、スタータの劣化具合を判断し、劣化がある程度進行した後においてスタータの更なる劣化を抑制するものであるが、スタータによるエンジン始動を確実に行うには、スタータが劣化状態に至る前においても、劣化抑制のための対策を講じる必要がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、スタータの保護を適切に行うことができるエンジン始動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、所定の自動停止条件が成立した場合にエンジンの燃焼を停止してエンジン自動停止し、エンジンの燃焼停止後、所定の再始動条件が成立した場合にスタータのモータの駆動によってエンジンのクランキングを実施してエンジンを再始動するエンジン停止始動制御装置に関する。特に、請求項１に記載の発明は、前記モータの通電終了時点で前記モータが有する熱量を算出する熱量算出手段と、前記熱量算出手段により算出した熱量に基づいて、前記モータの通電を終了してからのエンジン自動停止の禁止時間である停止禁止時間を算出する禁止時間算出手段と、前記禁止時間算出手段により算出した停止禁止時間に基づいてエンジンの停止制御を実施する自動停止制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
要するに、アイドルストップ制御では、エンジンの自動停止と再始動とが繰り返し実施されるが、このとき、エンジンを再始動してから次の再始動までの間隔が短いと、モータ駆動によって発生した熱が残存したまま次のモータ駆動が行われることが考えられる。このようにモータが熱を有した状態でモータ駆動を行った場合、熱の影響を受けてスタータの劣化が促進されることが懸念される。また、モータが有する熱量は、モータの駆動状況に応じて都度変わり得る。
【００１１】
これらの点に鑑み、上記構成では、モータの通電終了時点でモータが有する熱量を算出し、その算出した熱量に基づいて、アイドルストップ制御によるエンジンの自動停止を禁止する時間を定める。そして、モータ通電終了後、その停止禁止時間が経過するまではエンジンの自動停止を禁止する。この場合、モータ駆動後においてモータを冷却するための時間を確保することができ、モータに熱が残存した状態で次のモータ駆動が実施されるのを回避することができる。その結果、スタータの使用過程において、スタータの保護を適切に行うことができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、前記熱量算出手段は、前記熱量として、エンジン再始動時のモータ通電時間を算出する手段であり、前記禁止時間算出手段は、前記モータ通電時間に基づいて前記停止禁止時間を算出する。
【００１３】
モータ通電時間とモータ発熱量とは比例関係にあるため、モータが有する熱量を実際に算出する代わりにモータ通電時間を用いることにより、制御を簡略化しつつスタータの保護を図ることができる。
【００１４】
エンジンの自動停止と再始動とが短時間（例えば数秒〜数分）のうちに繰り返し実施される状況では、モータでの熱のこもりが生じやすくなる。この熱のこもりを抑制する観点からすると、停止禁止時間は、エンジン自動停止／再始動が短時間に繰り返し行われることを想定して長めに設定するのが望ましい。しかしながら、停止禁止時間を長めに設定すると、次回のエンジン再始動までの間隔が十分に長い場合にエンジンの自動停止の実施が不必要に制限され、結果として、燃費低減効果を十分に得ることができないおそれがある。
【００１５】
その点に鑑み、請求項３に記載の発明では、現時点から過去所定時間内のエンジンの再始動回数を算出する回数算出手段と、前記回数算出手段により算出した再始動回数に基づいて、前記禁止時間算出手段により算出した停止禁止時間を補正する補正手段と、を備え、前記自動停止制御手段は、前記補正手段による補正後の前記停止禁止時間に基づいて前記停止制御を実施する。この構成によれば、仮に、自動停止／再始動の機会を確保すべく停止禁止時間を短めに設定したとしても、モータが有する熱量（特にこもり熱）によるスタータ劣化の不都合を抑制することができる。つまり、モータの冷却期間を十分に確保しつつ、アイドルストップ制御による燃費低減効果を十分に得ることができる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明では、前記熱量算出手段は、前記熱量として、現時点から過去の所定時間内のエンジンの再始動回数を算出する手段であり、前記禁止時間算出手段は、前記再始動回数に基づいて前記停止禁止時間を算出する。
【００１７】
エンジンの自動停止と再始動とが短時間（例えば数秒〜数分）のうちに繰り返し実施された場合、スタータの熱のこもりが生じやすく、その熱の影響を受けてスタータの劣化を招くおそれがある。その点、本構成によれば、熱のこもりの状態に応じてスタータの保護を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】エンジン制御システムの全体概略構成図。
【図２】エンジン自動停止処理を示すフローチャート。
【図３】エンジン再始動処理を示すフローチャート。
【図４】エンジン自動停止の許可判定処理を示すフローチャート。
【図５】ＩＳＳ禁止時間算出用マップの一例を示す図。
【図６】ＩＳＳ禁止時間算出用マップの他の例を示す図。
【図７】アイドルストップ制御の具体的態様を示すタイムチャート。
【図８】第２実施形態のエンジン再始動処理を示すフローチャート。
【図９】モータ通電時間と再始動回数とＩＳＳ禁止時間との関係を示す図。
【図１０】第２実施形態におけるアイドルストップ制御の具体的態様を示すタイムチャート。
【図１１】他の実施形態におけるＩＳＳ禁止時間算出用マップを示す図。
【図１２】他の実施形態におけるエンジン制御システムの全体概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（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。本実施の形態は、エンジン制御システムのエンジン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。
【００２０】
図１において、エンジン２０は、例えば４気筒エンジンであり、気筒内への吸入空気量を調整する空気量調整手段としてのスロットルバルブ２１や、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２２、気筒ごとに設けられた点火プラグ２３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）等を備えている。なお、エンジン２０は、インジェクタ２２が吸気ポート近傍に設けられた吸気ポート噴射式であってもよいし、各気筒のシリンダヘッド等に設けられた直噴式であってもよい。
【００２１】
スタータ１０にはモータ１１が設けられている。モータ１１は、電機子のコンミテータに接触するブラシを備える給電ブラシ付きの直流モータである。モータ１１は、電機子に接続され接点の開閉により通電／非通電を切り替えるモータスイッチＳＬ２を介してバッテリ１２に接続されており、バッテリ１２からの電力供給により回転駆動される。モータ１１の回転軸１３にはピニオン１４が設けられており、回転軸１３の回転によってピニオン１４が回転される。
【００２２】
スタータ１０には、コイル１８及びプランジャ１９により構成されるピニオン駆動用のアクチュエータＳＬ１が設けられており、コイル１８の通電／非通電の切り替えにより、ピニオン１４が回転軸１３の軸方向に往復動されるようになっている。
【００２３】
詳しくは、コイル１８の非通電状態では、ピニオン１４が、エンジン２０の出力軸（クランク軸）２４に連結されたリングギヤ２５に対して非接触の状態で配置されている。この非接触の状態においてバッテリ１２からコイル１８に通電されると、プランジャ１９がその軸方向に移動してレバー１６が作動され、ピニオン１４がリングギヤ２５に向かって押し出される。これにより、ピニオン１４が、リングギヤ２５との接触位置まで移動する。また、ピニオン１４の移動に伴い、ピニオン１４の歯部とリングギヤ２５の歯部との噛み合いが生じ、ピニオン１４からリングギヤ２５への動力伝達が可能な状態になる。この噛み合い状態においてモータ１１が駆動されることにより、ピニオン１４からリングギヤ２５への動力伝達が行われる。
【００２４】
一方、ピニオン１４とリングギヤ２５との噛み合い状態においてコイル１８の通電が遮断されると、図示しないスプリングの付勢力により、ピニオン１４が、リングギヤ２５に向かう方向とは反対方向に移動する。これにより、ピニオン１４とリングギヤ２５との噛み合いが解除され、両者が非接触の状態に戻る。
【００２５】
スタータ１０とバッテリ１２との間にはスタータスイッチ２６が設けられており、ドライバによるスタータスイッチ２６のオン操作により、バッテリ１２からスタータ１０への通電が可能になっている。また、コイル１８とバッテリ１２との間には、コイル１８の通電／非通電を切り替えるＳＬ１駆動リレー２７が設けられ、モータ１１とバッテリ１２との間には、モータスイッチＳＬ２の通電／非通電を切り替えるＳＬ２駆動リレー２８が設けられている。
【００２６】
その他、本システムには、エンジン２０の所定クランク角毎に（例えば１０°ＣＡ周期で）矩形状の検出信号（クランク角信号）を出力するクランク角センサ３１や、エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温センサ３２などの各種センサが設けられている。
【００２７】
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を入力し、入力したデータに基づいて燃料噴射量制御や点火時期制御、アイドルストップ制御などの各種エンジン制御や、スタータ１０の駆動制御等を実施する。
【００２８】
スタータ１０の駆動制御に関し、ＥＣＵ４０は、ＳＬ１駆動リレー２７のオン／オフ信号を出力する出力ポートＰ１と、ＳＬ２駆動リレー２８のオン／オフ信号を出力する出力ポートＰ２とを備えている。ＥＣＵ４０では、これら出力ポートＰ１，Ｐ２からの制御信号により、モータ１１及びコイル１８の通電／非通電をそれぞれ個別に切り替え可能になっている。
【００２９】
また、アイドルストップ制御は、所定の自動停止条件が成立した場合にエンジンの燃焼を停止してエンジンを自動停止させ、エンジン燃焼停止後、所定の再始動条件が成立した場合に、エンジンの燃焼を再開してエンジン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等の少なくともいずれかが含まれる。また、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等が含まれる。
【００３０】
ところで、アイドルストップ制御では、エンジンの自動停止と再始動とが繰り返し行われるが、エンジンを再始動してから次の再始動までの間隔が短いと、モータ駆動によって発生した熱がモータ１１から十分に放散される前に次のモータ駆動が行われることが考えられる。またこれが繰り返されると、エンジン再始動毎にモータ１１に熱が蓄積されていく、つまり熱のこもりが生じることが考えられる。
【００３１】
ところが、モータ１１が熱を有した状態（熱がこもった状態）では、モータ１１を構成するコンミテータ（例えばコンミテータの樹脂構成部分）が熱膨張することによってその真円度が崩れることがある。このような真円度が崩れた状態でモータ駆動を行った場合、ブラシの寿命が短くなり、モータ１１の劣化が促進されることが懸念される。
【００３２】
そこで、本実施形態では、モータ１１の通電終了時点においてモータ１１が有する熱量（モータ熱量）を算出し、そのモータ熱量に応じて、アイドルストップ制御によるエンジンの自動停止を禁止する時間としてＩＳＳ禁止時間を定める。そして、モータ１１の通電停止後、そのＩＳＳ禁止時間が経過するまではエンジンの自動停止を禁止することとしている。これにより、モータ駆動後においてモータ１１を冷却するための時間を確保し、モータ１１に熱がこもった状態で次のモータ駆動が実施されるのを回避するようにしている。
【００３３】
また特に、モータ熱量について本実施形態では、エンジン再始動時のモータ通電時間とモータ熱量とが比例関係にあることに着目し、再始動時においてエンジンのクランキングに要したモータ通電時間を用いてＩＳＳ禁止時間を算出している。
【００３４】
次に、本システムのアイドルストップ制御の処理手順について図２〜図４のフローチャートを用いて説明する。これらのうち、図２はエンジン自動停止処理を示し、図３はエンジン再始動処理を示し、図４はアイドルストップ制御によるエンジン自動停止の許可判定処理を示す。
【００３５】
まず、エンジン自動停止処理について図２を用いて説明する。この処理は、ＥＣＵ４０のマイコンにより所定周期毎に実行される。
【００３６】
図２において、ステップ１１では、エンジン運転中に自動停止条件が成立したか否かを判定し、ステップＳ１１がＹＥＳの場合、ステップＳ１２へ進み、モータ保護フラグＦｍがオフか否かを判定する。モータ保護フラグＦｍは、次のモータ駆動の許否を示すフラグであり、モータ保護のためにモータ駆動を禁止する場合にオンされる。
【００３７】
モータ保護フラグＦｍがオンの場合には、エンジン運転中に自動停止条件が成立しても、その成立タイミングではエンジンの自動停止が実施されず、そのまま本ルーチンを終了する。一方、モータ保護フラグＦｍがオフの場合にはステップＳ１３へ進み、エンジンの燃焼を停止し、本ルーチンを終了する。
【００３８】
次に、エンジン再始動処理について図３を用いて説明する。この処理は、ＥＣＵ４０により所定周期毎に実行される。
【００３９】
図３において、ステップＳ２１では、自動停止条件成立に伴うエンジンの燃焼停止後であるか否かを判定し、ステップＳ２１がＹＥＳの場合、ステップＳ２２へ進む。ステップＳ２２では、エンジン燃焼停止後において再始動条件が成立したタイミングか否かを判定し、再始動条件の成立タイミングであれば、ステップＳ２３〜Ｓ２５の処理を実行する。
【００４０】
ステップＳ２３では、ＳＬ１駆動リレー２７をオンすることによりコイル１８の通電を開始する。また、ステップＳ２４では、ＳＬ２駆動リレー２８をオンすることによりモータ１１の通電を開始する。続くステップＳ２５では、カウンタＣに「１」をセットする。なお、本実施形態では、カウンタＣによってモータ通電時間（モータ駆動時間）が計測される。
【００４１】
一方、再始動条件の成立タイミングでない場合には、ステップＳ２２がＮＯとなりステップＳ２６へ進み、エンジン燃焼停止後において再始動条件が成立した後であるか否かを判定する。ステップＳ２６がＹＥＳの場合、ステップＳ２７へ進み、カウンタＣを「１」インクリメントし、ステップＳ２８において、エンジン回転速度ＮＥが、エンジンの燃焼が行われたことを示す燃焼回転速度ＮＥ１（例えば５００〜６００ｒｐｍ）に到達したか否かを判定する。そして、ＮＥ≧ＮＥ１になるとステップＳ２９へ進み、ＳＬ１駆動リレー２７をオフするとともに、ＳＬ２駆動リレー２８をオフにする。また、モータ保護フラグＦｍをオンにする。
【００４２】
ステップＳ３０では、カウンタＣを読み出し、その読み出したカウンタ値に基づいて、モータの通電終了後においてアイドルストップ制御によるエンジンの自動停止を禁止しておく時間であるＩＳＳ禁止時間を算出する。ＩＳＳ禁止時間について本実施形態では、モータ通電時間（カウンタ値）とＩＳＳ禁止時間との関係がＩＳＳ禁止時間算出用マップとして予め定めて記憶してあり、同マップを用いて、カウンタ値に基づいてＩＳＳ禁止時間を算出する。
【００４３】
図５に、ＩＳＳ禁止時間算出用マップの一例を示す。同マップによれば、モータ通電時間が長いほどＩＳＳ禁止時間が長く設定されるようになっている。なお、ＩＳＳ禁止時間算出用マップとしては、図５に示すマップに代えて、例えば図６（ａ）や（ｂ）に示すマップを用いてもよい。
【００４４】
次に、エンジンの自動停止の許可判定処理について図４を用いて説明する。
【００４５】
図４において、ステップＳ４１では、モータ保護フラグＦｍがオンか否かを判定し、Ｆｍ＝オンの場合、ステップＳ４２へ進み、モータ１１の通電をオフにしてから（ＳＬ２駆動リレー２８をオフしてから）ＩＳＳ禁止時間が経過したか否かを判定する。そして、ＩＳＳ禁止時間が経過した場合、ステップＳ４３へ進み、モータ保護フラグＦｍをオフにして本ルーチンを終了する。これにより、以後において自動停止条件が成立した場合には、上記図２のステップＳ１１及びＳ１２で肯定判定され、ステップＳ１３でエンジンの燃焼が停止される。
【００４６】
次に、本実施形態のアイドルストップ制御の具体的態様について、図７のタイムチャートを用いて説明する。図中、（ａ）はエンジンの運転／停止の推移、（ｂ）はＳＬ２駆動リレー２８のオン／オフの推移、（ｃ）はカウンタＣの推移、（ｄ）はモータ熱量の推移、（ｅ）はモータ保護フラグＦｍの推移を示す。なお、図７では、エンジンの自動停止中に再始動条件が成立した場合を想定している。
【００４７】
図７において、エンジンの自動停止中において再始動条件が成立すると、タイミングｔ１１でＳＬ２駆動リレー２８がオンされることによりモータ１１の通電が開始される。また、タイミングｔ１１では、カウンタＣのカウントアップが開始される。その後、エンジン回転速度が燃焼回転速度に達すると、タイミングｔ１２でモータ１１の通電がオフされるとともに、モータ保護フラグＦｍがオンされる。また、タイミングｔ１２でのカウンタ値に基づいて、例えば図５の算出用マップを用いてＩＳＳ禁止時間Ｔｉｓが算出される。
【００４８】
モータ通電をオフしたタイミングｔ１２からＩＳＳ禁止時間Ｔｉｓが経過するまでは、モータ保護フラグＦｍがオンされたままとなり、この期間（ｔ１２〜ｔ１４）ではエンジン自動停止が禁止される。したがって、期間ｔ１２〜ｔ１４内のタイミングｔ１３で自動停止条件が成立した場合でも、そのタイミングｔ１３ではエンジンは自動停止されない。
【００４９】
その後、期間ｔ１２〜ｔ１４が経過すると、タイミングｔ１４でモータ保護フラグＦｍがオフされる。したがって、タイミングｔ１４以後において自動停止条件が成立した場合、その成立タイミングｔ１５でエンジンの燃焼が停止され、エンジンが自動停止される。
【００５０】
以上詳述した本実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。
【００５１】
エンジン２０のクランキングのためのモータ通電を終了した時点でモータ１１が有する熱量を算出し、その算出した熱量に基づいて、アイドルストップ制御によるエンジンの自動停止を禁止する時間を定めるとともに、モータ通電終了後、その停止禁止時間が経過するまでエンジンの自動停止を禁止する構成とした。これにより、モータ駆動後においてモータ１１を冷却するための時間を十分に確保することができ、モータ１１に熱が残存した状態で次のモータ駆動が実施されるのを回避することができる。その結果、スタータ１０の使用過程において、スタータ１０の保護を適切に行うことができる。
【００５２】
モータ１１が有する熱量を実際に算出する代わりに、モータ通電時間を代用する構成としたため、制御を簡略化しつつスタータの保護を図ることができる。
【００５３】
ピニオン１４の押し出しとモータ１１の駆動とを独立して制御可能なスタータ１０を適用したため、ＳＬ２駆動リレー２８のオン／オフ信号の出力タイミングに基づいてモータ通電時間を正確に算出することができる。
【００５４】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、モータの通電終了時点でモータ１１が有するモータ熱量をエンジン再始動時に要したモータ通電時間で表し、モータ通電時間に基づいてＩＳＳ禁止時間を算出した。これに対し、本実施形態では、過去所定時間内のエンジンの再始動回数とモータ通電時間とに基づいてＩＳＳ禁止時間を算出する。
【００５５】
具体的には、本実施形態では、モータ通電時間に応じて算出したＩＳＳ禁止時間に対し、過去所定時間内のエンジン再始動回数に応じた補正を行う。例えば渋滞時などにおいて、エンジンの自動停止と再始動とが短時間（例えば数秒〜数分）のうちに繰り返し行われた場合、モータ１１で熱のこもりが生じやすくなる。これに鑑み、上記構成とすることにより、エンジン再始動の間隔が十分に確保されている場合を想定してＩＳＳ禁止時間を短めに設定した場合にも、モータ１１の熱のこもりを十分に抑制できるようにしている。
【００５６】
図８は、本実施形態のエンジン再始動処理を示すフローチャートである。同図では、上記図３と同じ処理については図３のステップ番号を付してその説明を省略する。この処理は、ＥＣＵ４０により所定周期毎に実行される。
【００５７】
図８において、ステップＳ２１〜Ｓ２５では上記図３と同じ処理を実行し、ステップＳ２５の実行後、ステップＳ３１で、現時点から過去所定の短時間（例えば数秒〜数分）内のエンジンの再始動回数Ｄを算出する。
【００５８】
ステップＳ２６〜Ｓ２９では上記図３と同じ処理を実行し、ステップＳ３０で、マップ等を用いて、カウンタＣ（モータ通電時間）に基づいてＩＳＳ禁止時間を算出する。また、ステップＳ３２では、再始動回数Ｄに基づいてＩＳＳ禁止時間を補正する。具体的には、本実施形態では、再始動回数Ｄが判定値Ｄ１以上か否かを判定し、Ｄ≧Ｄ１の場合に、モータ通電時間に基づき算出したＩＳＳ禁止時間に対し補正係数Ｋａ（＞１）を乗算する。この場合、補正係数Ｋａは、固定値でもよいしＩＳＳ禁止時間に応じた値でもよい。
【００５９】
なお、ＩＳＳ禁止時間を補正する構成としては、再始動回数Ｄが判定値Ｄ１以上であるか否かにかかわらず、再始動回数Ｄに応じた補正係数Ｋａを乗算するものであってもよい。また別の構成として、図９に示すように、モータ通電時間とＩＳＳ禁止時間との相関が再始動回数Ｄごとに複数設定されたマップを用いることにより、モータ通電時間に応じて算出されるＩＳＳ禁止時間を再始動回数Ｄにより補正する構成であってもよい。
【００６０】
図１０は、本実施形態のアイドルストップ制御の具体的態様を示すタイムチャートである。図中、（ａ）はエンジンの運転／停止の推移、（ｂ）はＳＬ２駆動リレー２８のオン／オフの推移、（ｃ）はカウンタＣの推移、（ｄ）はモータ熱量の推移、（ｅ）はモータ保護フラグＦｍの推移、（ｆ）は過去所定時間内のエンジン再始動回数を示す。また、Ａ１〜Ａ４は再始動条件の成立タイミングを示し、Ｂ１〜Ｂ３は自動停止条件の成立タイミングを示す。
【００６１】
図１０に示すように、タイミングｔ２１での再始動条件の成立に伴うエンジン再始動では、過去所定時間内のエンジンの再始動回数Ｄは判定値Ｄ１未満であり、この場合には、（ｅ）に示すように、カウンタ値Ｃ１に応じたＩＳＳ禁止時間としてＴｉｓ１が設定される。
【００６２】
次に、図１０において、短時間のうちにエンジン２０の自動停止と再始動とが繰り返され、タイミングｔ２２での再始動条件の成立に伴いエンジンを再始動する場合を考える。この場合、過去所定時間内の再始動回数Ｄが判定値Ｄ１以上であると、今回の再始動時のカウンタ値が、タイミングｔ２１での再始動と同じＣ１であっても、ＩＳＳ禁止時間としてはＴｉｓ１よりも長い時間Ｔｉｓ２が設定される。
【００６３】
以上の第２実施形態によれば、モータ通電時間に応じて算出したＩＳＳ禁止時間に対し、過去所定時間内のエンジン再始動回数に応じて補正を行うため、自動停止／再始動の機会を確保すべく、エンジン再始動の間隔が十分に確保されている場合に照準を合わせてＩＳＳ禁止時間を短めに設定したとしても、モータ１１が有する熱量（特にこもり熱）によるスタータ劣化を好適に抑制することができる。
【００６４】
（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。
【００６５】
・上記実施形態では、モータの通電終了時点でモータが有するモータ熱量を直接算出するのではなく、エンジン再始動時に要したモータ通電時間を用いてＩＳＳ禁止時間を算出した。これに対し、本実施形態では、モータ通電時間に代えて、現時点から過去の所定時間内のエンジン２０の再始動回数Ｄをモータ熱量として用い、その再始動回数Ｄに基づいてＩＳＳ禁止時間を算出する構成とする。
【００６６】
エンジン２０の自動停止と再始動とが短時間（例えば数秒〜数分）のうちに繰り返し実施された場合、スタータ１０において熱のこもりが生じやすく、その熱の影響を受けてスタータ１０の劣化が促進されることが懸念される。その点、本構成では、再始動回数Ｄに基づいてＩＳＳ禁止時間を算出することにより、スタータ１０での熱のこもり量に応じて、スタータ１０の保護を適切に行うことができる。
【００６７】
具体的には、アイドルストップ制御によるエンジン再始動時において、モータ１１の通電を終了した後では、基本的にはＩＳＳ禁止時間を基本時間β１とし、基本時間β１が経過するまでエンジン２０の自動停止を禁止する。これに対し、現時点から過去所定の短時間内のエンジンの再始動回数Ｄが判定値Ｄ２以上の場合には、図１１（ａ）に示すように、ＩＳＳ禁止時間を基本時間β１よりも長い時間β２（＞β１）とする。
【００６８】
あるいは、図１１（ｂ）に示すように、再始動回数Ｄが多いほどＩＳＳ禁止時間を長くしてもよい。または、図１１（ｃ）に示すように、再始動回数Ｄが所定値Ｄ３まではＩＳＳ禁止時間を固定値とし、Ｄ＞Ｄ３では、再始動回数Ｄが多いほどＩＳＳ禁止時間を長くしてもよい。
【００６９】
・モータ熱量に基づき算出したＩＳＳ禁止時間を、スタータ温度に相関があるパラメータに基づいて補正する補正手段を備える構成とする。外気温やエンジン温度が高いほどスタータ１０が高温になりやすく、またクランキング時のモータ駆動によって発生した熱が放散されにくいことが考えられる。したがって、スタータ温度に相関があるパラメータとして、例えば外気温やエンジン温度をセンサ等により検出し、その検出値に基づいてＩＳＳ禁止時間を補正するとよい。このとき、例えば、外気温が高いほど又はエンジン温度が高いほど、ＩＳＳ禁止時間が長くなるように補正する。
【００７０】
・上記実施形態では、ピニオン１４の押し出しとモータ１１の駆動とを独立して制御可能なスタータ１０を本発明に適用する場合を説明したが、図１２に示すように、ピニオン１４の押し出し動作に伴いモータスイッチＳＷ１がオンされ、これによりモータ１１が駆動される従来のスタータを本発明に適用してもよい。
【００７１】
・上記実施形態では、１つのＥＣＵ４０により、燃料噴射量制御や点火時期制御などの各種エンジン制御とスタータ１０の駆動制御とを実施する構成としたが、エンジン２０とスタータ１０とをそれぞれ別のＥＣＵにより制御する構成としてもよい。すなわち、エンジン２０の燃料噴射や点火時期等を制御するＥＣＵと、ＳＬ１駆動リレー２７及びＳＬ２駆動リレー２８への指令信号の出力を制御するＥＣＵとを別個に備えるシステムに本発明を適用してもよい。
【００７２】
・ガソリンエンジンを適用する場合について説明したが、ディーゼルエンジンを本発明に適用する構成であってもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１０…スタータ、１１…モータ、１４…ピニオン、２０…エンジン、２４…クランク軸、２５…リングギヤ、２７…ＳＬ１駆動リレー、２８…ＳＬ２駆動リレー、４０…ＥＣＵ（熱量算出手段、禁止時間算出手段、自動停止制御手段、回数算出手段、補正手段）、ＳＬ１…アクチュエータ、ＳＬ２…モータスイッチ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン停止始動制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばアクセル操作やブレーキ操作などといった停車又は発進のための動作等を検知してエンジンの自動停止及び自動再始動を行う、所謂アイドルストップ機能を備えるエンジン制御システムが知られている。このアイドルストップ制御により、エンジンの燃費低減等の効果を図っている。
【０００３】
また、エンジンを始動する始動装置としては、一般に、ピニオンギヤとモータとを備えた装置（スタータ）が用いられ、アイドルストップ制御においても、基本的にはドライバのスイッチ操作によるエンジン始動の場合と同様にスタータによるエンジン再始動が行われる。すなわち、まず、スタータのピニオンギヤとエンジン側のリングギヤとを噛み合わせ、その噛み合い状態でモータを駆動する。これにより、エンジンに初期回転が付与され、スタータによる初期回転によりエンジンが再始動される。
【０００４】
アイドルストップ制御では、エンジン停止と再始動とが繰り返し実施されるため、スタータの駆動頻度が比較的多くなり、スタータの劣化が進みやすい。そこで、従来、アイドルストップ制御においてスタータの劣化抑制を図るための技術が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１には、スタータ駆動時間やスタータ駆動回数の積算値を求め、その積算値が判定値に達した場合に、その後のエンジン自動停止／再始動を禁止することが開示されている。これにより、ギヤの磨耗や損傷の進行の抑制を図るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２６３２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１のものは、スタータの劣化具合を判断し、劣化がある程度進行した後においてスタータの更なる劣化を抑制するものであるが、スタータによるエンジン始動を確実に行うには、スタータが劣化状態に至る前においても、劣化抑制のための対策を講じる必要がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、スタータの保護を適切に行うことができるエンジン始動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、所定の自動停止条件が成立した場合にエンジンの燃焼を停止してエンジン自動停止し、エンジンの燃焼停止後、所定の再始動条件が成立した場合にスタータのモータの駆動によってエンジンのクランキングを実施してエンジンを再始動するエンジン停止始動制御装置に関する。特に、請求項１に記載の発明は、前記モータの通電終了時点で前記モータが有する熱量を算出する熱量算出手段と、前記熱量算出手段により算出した熱量に基づいて、前記モータの通電を終了してからのエンジン自動停止の禁止時間である停止禁止時間を算出する禁止時間算出手段と、前記禁止時間算出手段により算出した停止禁止時間に基づいてエンジンの停止制御を実施する自動停止制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
要するに、アイドルストップ制御では、エンジンの自動停止と再始動とが繰り返し実施されるが、このとき、エンジンを再始動してから次の再始動までの間隔が短いと、モータ駆動によって発生した熱が残存したまま次のモータ駆動が行われることが考えられる。このようにモータが熱を有した状態でモータ駆動を行った場合、熱の影響を受けてスタータの劣化が促進されることが懸念される。また、モータが有する熱量は、モータの駆動状況に応じて都度変わり得る。
【００１１】
これらの点に鑑み、上記構成では、モータの通電終了時点でモータが有する熱量を算出し、その算出した熱量に基づいて、アイドルストップ制御によるエンジンの自動停止を禁止する時間を定める。そして、モータ通電終了後、その停止禁止時間が経過するまではエンジンの自動停止を禁止する。この場合、モータ駆動後においてモータを冷却するための時間を確保することができ、モータに熱が残存した状態で次のモータ駆動が実施されるのを回避することができる。その結果、スタータの使用過程において、スタータの保護を適切に行うことができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、前記熱量算出手段は、前記熱量として、エンジン再始動時のモータ通電時間を算出する手段であり、前記禁止時間算出手段は、前記モータ通電時間に基づいて前記停止禁止時間を算出する。
【００１３】
モータ通電時間とモータ発熱量とは比例関係にあるため、モータが有する熱量を実際に算出する代わりにモータ通電時間を用いることにより、制御を簡略化しつつスタータの保護を図ることができる。
【００１４】
エンジンの自動停止と再始動とが短時間（例えば数秒〜数分）のうちに繰り返し実施される状況では、モータでの熱のこもりが生じやすくなる。この熱のこもりを抑制する観点からすると、停止禁止時間は、エンジン自動停止／再始動が短時間に繰り返し行われることを想定して長めに設定するのが望ましい。しかしながら、停止禁止時間を長めに設定すると、次回のエンジン再始動までの間隔が十分に長い場合にエンジンの自動停止の実施が不必要に制限され、結果として、燃費低減効果を十分に得ることができないおそれがある。
【００１５】
その点に鑑み、請求項３に記載の発明では、現時点から過去所定時間内のエンジンの再始動回数を算出する回数算出手段と、前記回数算出手段により算出した再始動回数に基づいて、前記禁止時間算出手段により算出した停止禁止時間を補正する補正手段と、を備え、前記自動停止制御手段は、前記補正手段による補正後の前記停止禁止時間に基づいて前記停止制御を実施する。この構成によれば、仮に、自動停止／再始動の機会を確保すべく停止禁止時間を短めに設定したとしても、モータが有する熱量（特にこもり熱）によるスタータ劣化の不都合を抑制することができる。つまり、モータの冷却期間を十分に確保しつつ、アイドルストップ制御による燃費低減効果を十分に得ることができる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明では、前記熱量算出手段は、前記熱量として、現時点から過去の所定時間内のエンジンの再始動回数を算出する手段であり、前記禁止時間算出手段は、前記再始動回数に基づいて前記停止禁止時間を算出する。
【００１７】
エンジンの自動停止と再始動とが短時間（例えば数秒〜数分）のうちに繰り返し実施された場合、スタータの熱のこもりが生じやすく、その熱の影響を受けてスタータの劣化を招くおそれがある。その点、本構成によれば、熱のこもりの状態に応じてスタータの保護を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】エンジン制御システムの全体概略構成図。
【図２】エンジン自動停止処理を示すフローチャート。
【図３】エンジン再始動処理を示すフローチャート。
【図４】エンジン自動停止の許可判定処理を示すフローチャート。
【図５】ＩＳＳ禁止時間算出用マップの一例を示す図。
【図６】ＩＳＳ禁止時間算出用マップの他の例を示す図。
【図７】アイドルストップ制御の具体的態様を示すタイムチャート。
【図８】第２実施形態のエンジン再始動処理を示すフローチャート。
【図９】モータ通電時間と再始動回数とＩＳＳ禁止時間との関係を示す図。
【図１０】第２実施形態におけるアイドルストップ制御の具体的態様を示すタイムチャート。
【図１１】他の実施形態におけるＩＳＳ禁止時間算出用マップを示す図。
【図１２】他の実施形態におけるエンジン制御システムの全体概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（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。本実施の形態は、エンジン制御システムのエンジン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。
【００２０】
図１において、エンジン２０は、例えば４気筒エンジンであり、気筒内への吸入空気量を調整する空気量調整手段としてのスロットルバルブ２１や、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２２、気筒ごとに設けられた点火プラグ２３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）等を備えている。なお、エンジン２０は、インジェクタ２２が吸気ポート近傍に設けられた吸気ポート噴射式であってもよいし、各気筒のシリンダヘッド等に設けられた直噴式であってもよい。
【００２１】
スタータ１０にはモータ１１が設けられている。モータ１１は、電機子のコンミテータに接触するブラシを備える給電ブラシ付きの直流モータである。モータ１１は、電機子に接続され接点の開閉により通電／非通電を切り替えるモータスイッチＳＬ２を介してバッテリ１２に接続されており、バッテリ１２からの電力供給により回転駆動される。モータ１１の回転軸１３にはピニオン１４が設けられており、回転軸１３の回転によってピニオン１４が回転される。
【００２２】
スタータ１０には、コイル１８及びプランジャ１９により構成されるピニオン駆動用のアクチュエータＳＬ１が設けられており、コイル１８の通電／非通電の切り替えにより、ピニオン１４が回転軸１３の軸方向に往復動されるようになっている。
【００２３】
詳しくは、コイル１８の非通電状態では、ピニオン１４が、エンジン２０の出力軸（クランク軸）２４に連結されたリングギヤ２５に対して非接触の状態で配置されている。この非接触の状態においてバッテリ１２からコイル１８に通電されると、プランジャ１９がその軸方向に移動してレバー１６が作動され、ピニオン１４がリングギヤ２５に向かって押し出される。これにより、ピニオン１４が、リングギヤ２５との接触位置まで移動する。また、ピニオン１４の移動に伴い、ピニオン１４の歯部とリングギヤ２５の歯部との噛み合いが生じ、ピニオン１４からリングギヤ２５への動力伝達が可能な状態になる。この噛み合い状態においてモータ１１が駆動されることにより、ピニオン１４からリングギヤ２５への動力伝達が行われる。
【００２４】
一方、ピニオン１４とリングギヤ２５との噛み合い状態においてコイル１８の通電が遮断されると、図示しないスプリングの付勢力により、ピニオン１４が、リングギヤ２５に向かう方向とは反対方向に移動する。これにより、ピニオン１４とリングギヤ２５との噛み合いが解除され、両者が非接触の状態に戻る。
【００２５】
スタータ１０とバッテリ１２との間にはスタータスイッチ２６が設けられており、ドライバによるスタータスイッチ２６のオン操作により、バッテリ１２からスタータ１０への通電が可能になっている。また、コイル１８とバッテリ１２との間には、コイル１８の通電／非通電を切り替えるＳＬ１駆動リレー２７が設けられ、モータ１１とバッテリ１２との間には、モータスイッチＳＬ２の通電／非通電を切り替えるＳＬ２駆動リレー２８が設けられている。
【００２６】
その他、本システムには、エンジン２０の所定クランク角毎に（例えば１０°ＣＡ周期で）矩形状の検出信号（クランク角信号）を出力するクランク角センサ３１や、エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温センサ３２などの各種センサが設けられている。
【００２７】
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を入力し、入力したデータに基づいて燃料噴射量制御や点火時期制御、アイドルストップ制御などの各種エンジン制御や、スタータ１０の駆動制御等を実施する。
【００２８】
スタータ１０の駆動制御に関し、ＥＣＵ４０は、ＳＬ１駆動リレー２７のオン／オフ信号を出力する出力ポートＰ１と、ＳＬ２駆動リレー２８のオン／オフ信号を出力する出力ポートＰ２とを備えている。ＥＣＵ４０では、これら出力ポートＰ１，Ｐ２からの制御信号により、モータ１１及びコイル１８の通電／非通電をそれぞれ個別に切り替え可能になっている。
【００２９】
また、アイドルストップ制御は、所定の自動停止条件が成立した場合にエンジンの燃焼を停止してエンジンを自動停止させ、エンジン燃焼停止後、所定の再始動条件が成立した場合に、エンジンの燃焼を再開してエンジン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等の少なくともいずれかが含まれる。また、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等が含まれる。
【００３０】
ところで、アイドルストップ制御では、エンジンの自動停止と再始動とが繰り返し行われるが、エンジンを再始動してから次の再始動までの間隔が短いと、モータ駆動によって発生した熱がモータ１１から十分に放散される前に次のモータ駆動が行われることが考えられる。またこれが繰り返されると、エンジン再始動毎にモータ１１に熱が蓄積されていく、つまり熱のこもりが生じることが考えられる。
【００３１】
ところが、モータ１１が熱を有した状態（熱がこもった状態）では、モータ１１を構成するコンミテータ（例えばコンミテータの樹脂構成部分）が熱膨張することによってその真円度が崩れることがある。このような真円度が崩れた状態でモータ駆動を行った場合、ブラシの寿命が短くなり、モータ１１の劣化が促進されることが懸念される。
【００３２】
そこで、本実施形態では、モータ１１の通電終了時点においてモータ１１が有する熱量（モータ熱量）を算出し、そのモータ熱量に応じて、アイドルストップ制御によるエンジンの自動停止を禁止する時間としてＩＳＳ禁止時間を定める。そして、モータ１１の通電停止後、そのＩＳＳ禁止時間が経過するまではエンジンの自動停止を禁止することとしている。これにより、モータ駆動後においてモータ１１を冷却するための時間を確保し、モータ１１に熱がこもった状態で次のモータ駆動が実施されるのを回避するようにしている。
【００３３】
また特に、モータ熱量について本実施形態では、エンジン再始動時のモータ通電時間とモータ熱量とが比例関係にあることに着目し、再始動時においてエンジンのクランキングに要したモータ通電時間を用いてＩＳＳ禁止時間を算出している。
【００３４】
次に、本システムのアイドルストップ制御の処理手順について図２〜図４のフローチャートを用いて説明する。これらのうち、図２はエンジン自動停止処理を示し、図３はエンジン再始動処理を示し、図４はアイドルストップ制御によるエンジン自動停止の許可判定処理を示す。
【００３５】
まず、エンジン自動停止処理について図２を用いて説明する。この処理は、ＥＣＵ４０のマイコンにより所定周期毎に実行される。
【００３６】
図２において、ステップ１１では、エンジン運転中に自動停止条件が成立したか否かを判定し、ステップＳ１１がＹＥＳの場合、ステップＳ１２へ進み、モータ保護フラグＦｍがオフか否かを判定する。モータ保護フラグＦｍは、次のモータ駆動の許否を示すフラグであり、モータ保護のためにモータ駆動を禁止する場合にオンされる。
【００３７】
モータ保護フラグＦｍがオンの場合には、エンジン運転中に自動停止条件が成立しても、その成立タイミングではエンジンの自動停止が実施されず、そのまま本ルーチンを終了する。一方、モータ保護フラグＦｍがオフの場合にはステップＳ１３へ進み、エンジンの燃焼を停止し、本ルーチンを終了する。
【００３８】
次に、エンジン再始動処理について図３を用いて説明する。この処理は、ＥＣＵ４０により所定周期毎に実行される。
【００３９】
図３において、ステップＳ２１では、自動停止条件成立に伴うエンジンの燃焼停止後であるか否かを判定し、ステップＳ２１がＹＥＳの場合、ステップＳ２２へ進む。ステップＳ２２では、エンジン燃焼停止後において再始動条件が成立したタイミングか否かを判定し、再始動条件の成立タイミングであれば、ステップＳ２３〜Ｓ２５の処理を実行する。
【００４０】
ステップＳ２３では、ＳＬ１駆動リレー２７をオンすることによりコイル１８の通電を開始する。また、ステップＳ２４では、ＳＬ２駆動リレー２８をオンすることによりモータ１１の通電を開始する。続くステップＳ２５では、カウンタＣに「１」をセットする。なお、本実施形態では、カウンタＣによってモータ通電時間（モータ駆動時間）が計測される。
【００４１】
一方、再始動条件の成立タイミングでない場合には、ステップＳ２２がＮＯとなりステップＳ２６へ進み、エンジン燃焼停止後において再始動条件が成立した後であるか否かを判定する。ステップＳ２６がＹＥＳの場合、ステップＳ２７へ進み、カウンタＣを「１」インクリメントし、ステップＳ２８において、エンジン回転速度ＮＥが、エンジンの燃焼が行われたことを示す燃焼回転速度ＮＥ１（例えば５００〜６００ｒｐｍ）に到達したか否かを判定する。そして、ＮＥ≧ＮＥ１になるとステップＳ２９へ進み、ＳＬ１駆動リレー２７をオフするとともに、ＳＬ２駆動リレー２８をオフにする。また、モータ保護フラグＦｍをオンにする。
【００４２】
ステップＳ３０では、カウンタＣを読み出し、その読み出したカウンタ値に基づいて、モータの通電終了後においてアイドルストップ制御によるエンジンの自動停止を禁止しておく時間であるＩＳＳ禁止時間を算出する。ＩＳＳ禁止時間について本実施形態では、モータ通電時間（カウンタ値）とＩＳＳ禁止時間との関係がＩＳＳ禁止時間算出用マップとして予め定めて記憶してあり、同マップを用いて、カウンタ値に基づいてＩＳＳ禁止時間を算出する。
【００４３】
図５に、ＩＳＳ禁止時間算出用マップの一例を示す。同マップによれば、モータ通電時間が長いほどＩＳＳ禁止時間が長く設定されるようになっている。なお、ＩＳＳ禁止時間算出用マップとしては、図５に示すマップに代えて、例えば図６（ａ）や（ｂ）に示すマップを用いてもよい。
【００４４】
次に、エンジンの自動停止の許可判定処理について図４を用いて説明する。
【００４５】
図４において、ステップＳ４１では、モータ保護フラグＦｍがオンか否かを判定し、Ｆｍ＝オンの場合、ステップＳ４２へ進み、モータ１１の通電をオフにしてから（ＳＬ２駆動リレー２８をオフしてから）ＩＳＳ禁止時間が経過したか否かを判定する。そして、ＩＳＳ禁止時間が経過した場合、ステップＳ４３へ進み、モータ保護フラグＦｍをオフにして本ルーチンを終了する。これにより、以後において自動停止条件が成立した場合には、上記図２のステップＳ１１及びＳ１２で肯定判定され、ステップＳ１３でエンジンの燃焼が停止される。
【００４６】
次に、本実施形態のアイドルストップ制御の具体的態様について、図７のタイムチャートを用いて説明する。図中、（ａ）はエンジンの運転／停止の推移、（ｂ）はＳＬ２駆動リレー２８のオン／オフの推移、（ｃ）はカウンタＣの推移、（ｄ）はモータ熱量の推移、（ｅ）はモータ保護フラグＦｍの推移を示す。なお、図７では、エンジンの自動停止中に再始動条件が成立した場合を想定している。
【００４７】
図７において、エンジンの自動停止中において再始動条件が成立すると、タイミングｔ１１でＳＬ２駆動リレー２８がオンされることによりモータ１１の通電が開始される。また、タイミングｔ１１では、カウンタＣのカウントアップが開始される。その後、エンジン回転速度が燃焼回転速度に達すると、タイミングｔ１２でモータ１１の通電がオフされるとともに、モータ保護フラグＦｍがオンされる。また、タイミングｔ１２でのカウンタ値に基づいて、例えば図５の算出用マップを用いてＩＳＳ禁止時間Ｔｉｓが算出される。
【００４８】
モータ通電をオフしたタイミングｔ１２からＩＳＳ禁止時間Ｔｉｓが経過するまでは、モータ保護フラグＦｍがオンされたままとなり、この期間（ｔ１２〜ｔ１４）ではエンジン自動停止が禁止される。したがって、期間ｔ１２〜ｔ１４内のタイミングｔ１３で自動停止条件が成立した場合でも、そのタイミングｔ１３ではエンジンは自動停止されない。
【００４９】
その後、期間ｔ１２〜ｔ１４が経過すると、タイミングｔ１４でモータ保護フラグＦｍがオフされる。したがって、タイミングｔ１４以後において自動停止条件が成立した場合、その成立タイミングｔ１５でエンジンの燃焼が停止され、エンジンが自動停止される。
【００５０】
以上詳述した本実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。
【００５１】
エンジン２０のクランキングのためのモータ通電を終了した時点でモータ１１が有する熱量を算出し、その算出した熱量に基づいて、アイドルストップ制御によるエンジンの自動停止を禁止する時間を定めるとともに、モータ通電終了後、その停止禁止時間が経過するまでエンジンの自動停止を禁止する構成とした。これにより、モータ駆動後においてモータ１１を冷却するための時間を十分に確保することができ、モータ１１に熱が残存した状態で次のモータ駆動が実施されるのを回避することができる。その結果、スタータ１０の使用過程において、スタータ１０の保護を適切に行うことができる。
【００５２】
モータ１１が有する熱量を実際に算出する代わりに、モータ通電時間を代用する構成としたため、制御を簡略化しつつスタータの保護を図ることができる。
【００５３】
ピニオン１４の押し出しとモータ１１の駆動とを独立して制御可能なスタータ１０を適用したため、ＳＬ２駆動リレー２８のオン／オフ信号の出力タイミングに基づいてモータ通電時間を正確に算出することができる。
【００５４】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、モータの通電終了時点でモータ１１が有するモータ熱量をエンジン再始動時に要したモータ通電時間で表し、モータ通電時間に基づいてＩＳＳ禁止時間を算出した。これに対し、本実施形態では、過去所定時間内のエンジンの再始動回数とモータ通電時間とに基づいてＩＳＳ禁止時間を算出する。
【００５５】
具体的には、本実施形態では、モータ通電時間に応じて算出したＩＳＳ禁止時間に対し、過去所定時間内のエンジン再始動回数に応じた補正を行う。例えば渋滞時などにおいて、エンジンの自動停止と再始動とが短時間（例えば数秒〜数分）のうちに繰り返し行われた場合、モータ１１で熱のこもりが生じやすくなる。これに鑑み、上記構成とすることにより、エンジン再始動の間隔が十分に確保されている場合を想定してＩＳＳ禁止時間を短めに設定した場合にも、モータ１１の熱のこもりを十分に抑制できるようにしている。
【００５６】
図８は、本実施形態のエンジン再始動処理を示すフローチャートである。同図では、上記図３と同じ処理については図３のステップ番号を付してその説明を省略する。この処理は、ＥＣＵ４０により所定周期毎に実行される。
【００５７】
図８において、ステップＳ２１〜Ｓ２５では上記図３と同じ処理を実行し、ステップＳ２５の実行後、ステップＳ３１で、現時点から過去所定の短時間（例えば数秒〜数分）内のエンジンの再始動回数Ｄを算出する。
【００５８】
ステップＳ２６〜Ｓ２９では上記図３と同じ処理を実行し、ステップＳ３０で、マップ等を用いて、カウンタＣ（モータ通電時間）に基づいてＩＳＳ禁止時間を算出する。また、ステップＳ３２では、再始動回数Ｄに基づいてＩＳＳ禁止時間を補正する。具体的には、本実施形態では、再始動回数Ｄが判定値Ｄ１以上か否かを判定し、Ｄ≧Ｄ１の場合に、モータ通電時間に基づき算出したＩＳＳ禁止時間に対し補正係数Ｋａ（＞１）を乗算する。この場合、補正係数Ｋａは、固定値でもよいしＩＳＳ禁止時間に応じた値でもよい。
【００５９】
なお、ＩＳＳ禁止時間を補正する構成としては、再始動回数Ｄが判定値Ｄ１以上であるか否かにかかわらず、再始動回数Ｄに応じた補正係数Ｋａを乗算するものであってもよい。また別の構成として、図９に示すように、モータ通電時間とＩＳＳ禁止時間との相関が再始動回数Ｄごとに複数設定されたマップを用いることにより、モータ通電時間に応じて算出されるＩＳＳ禁止時間を再始動回数Ｄにより補正する構成であってもよい。
【００６０】
図１０は、本実施形態のアイドルストップ制御の具体的態様を示すタイムチャートである。図中、（ａ）はエンジンの運転／停止の推移、（ｂ）はＳＬ２駆動リレー２８のオン／オフの推移、（ｃ）はカウンタＣの推移、（ｄ）はモータ熱量の推移、（ｅ）はモータ保護フラグＦｍの推移、（ｆ）は過去所定時間内のエンジン再始動回数を示す。また、Ａ１〜Ａ４は再始動条件の成立タイミングを示し、Ｂ１〜Ｂ３は自動停止条件の成立タイミングを示す。
【００６１】
図１０に示すように、タイミングｔ２１での再始動条件の成立に伴うエンジン再始動では、過去所定時間内のエンジンの再始動回数Ｄは判定値Ｄ１未満であり、この場合には、（ｅ）に示すように、カウンタ値Ｃ１に応じたＩＳＳ禁止時間としてＴｉｓ１が設定される。
【００６２】
次に、図１０において、短時間のうちにエンジン２０の自動停止と再始動とが繰り返され、タイミングｔ２２での再始動条件の成立に伴いエンジンを再始動する場合を考える。この場合、過去所定時間内の再始動回数Ｄが判定値Ｄ１以上であると、今回の再始動時のカウンタ値が、タイミングｔ２１での再始動と同じＣ１であっても、ＩＳＳ禁止時間としてはＴｉｓ１よりも長い時間Ｔｉｓ２が設定される。
【００６３】
以上の第２実施形態によれば、モータ通電時間に応じて算出したＩＳＳ禁止時間に対し、過去所定時間内のエンジン再始動回数に応じて補正を行うため、自動停止／再始動の機会を確保すべく、エンジン再始動の間隔が十分に確保されている場合に照準を合わせてＩＳＳ禁止時間を短めに設定したとしても、モータ１１が有する熱量（特にこもり熱）によるスタータ劣化を好適に抑制することができる。
【００６４】
（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。
【００６５】
・上記実施形態では、モータの通電終了時点でモータが有するモータ熱量を直接算出するのではなく、エンジン再始動時に要したモータ通電時間を用いてＩＳＳ禁止時間を算出した。これに対し、本実施形態では、モータ通電時間に代えて、現時点から過去の所定時間内のエンジン２０の再始動回数Ｄをモータ熱量として用い、その再始動回数Ｄに基づいてＩＳＳ禁止時間を算出する構成とする。
【００６６】
エンジン２０の自動停止と再始動とが短時間（例えば数秒〜数分）のうちに繰り返し実施された場合、スタータ１０において熱のこもりが生じやすく、その熱の影響を受けてスタータ１０の劣化が促進されることが懸念される。その点、本構成では、再始動回数Ｄに基づいてＩＳＳ禁止時間を算出することにより、スタータ１０での熱のこもり量に応じて、スタータ１０の保護を適切に行うことができる。
【００６７】
具体的には、アイドルストップ制御によるエンジン再始動時において、モータ１１の通電を終了した後では、基本的にはＩＳＳ禁止時間を基本時間β１とし、基本時間β１が経過するまでエンジン２０の自動停止を禁止する。これに対し、現時点から過去所定の短時間内のエンジンの再始動回数Ｄが判定値Ｄ２以上の場合には、図１１（ａ）に示すように、ＩＳＳ禁止時間を基本時間β１よりも長い時間β２（＞β１）とする。
【００６８】
あるいは、図１１（ｂ）に示すように、再始動回数Ｄが多いほどＩＳＳ禁止時間を長くしてもよい。または、図１１（ｃ）に示すように、再始動回数Ｄが所定値Ｄ３まではＩＳＳ禁止時間を固定値とし、Ｄ＞Ｄ３では、再始動回数Ｄが多いほどＩＳＳ禁止時間を長くしてもよい。
【００６９】
・モータ熱量に基づき算出したＩＳＳ禁止時間を、スタータ温度に相関があるパラメータに基づいて補正する補正手段を備える構成とする。外気温やエンジン温度が高いほどスタータ１０が高温になりやすく、またクランキング時のモータ駆動によって発生した熱が放散されにくいことが考えられる。したがって、スタータ温度に相関があるパラメータとして、例えば外気温やエンジン温度をセンサ等により検出し、その検出値に基づいてＩＳＳ禁止時間を補正するとよい。このとき、例えば、外気温が高いほど又はエンジン温度が高いほど、ＩＳＳ禁止時間が長くなるように補正する。
【００７０】
・上記実施形態では、ピニオン１４の押し出しとモータ１１の駆動とを独立して制御可能なスタータ１０を本発明に適用する場合を説明したが、図１２に示すように、ピニオン１４の押し出し動作に伴いモータスイッチＳＷ１がオンされ、これによりモータ１１が駆動される従来のスタータを本発明に適用してもよい。
【００７１】
・上記実施形態では、１つのＥＣＵ４０により、燃料噴射量制御や点火時期制御などの各種エンジン制御とスタータ１０の駆動制御とを実施する構成としたが、エンジン２０とスタータ１０とをそれぞれ別のＥＣＵにより制御する構成としてもよい。すなわち、エンジン２０の燃料噴射や点火時期等を制御するＥＣＵと、ＳＬ１駆動リレー２７及びＳＬ２駆動リレー２８への指令信号の出力を制御するＥＣＵとを別個に備えるシステムに本発明を適用してもよい。
【００７２】
・ガソリンエンジンを適用する場合について説明したが、ディーゼルエンジンを本発明に適用する構成であってもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１０…スタータ、１１…モータ、１４…ピニオン、２０…エンジン、２４…クランク軸、２５…リングギヤ、２７…ＳＬ１駆動リレー、２８…ＳＬ２駆動リレー、４０…ＥＣＵ（熱量算出手段、禁止時間算出手段、自動停止制御手段、回数算出手段、補正手段）、ＳＬ１…アクチュエータ、ＳＬ２…モータスイッチ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の自動停止条件が成立した場合にエンジンの燃焼を停止してエンジン自動停止し、エンジンの燃焼停止後、所定の再始動条件が成立した場合にスタータのモータの駆動によってエンジンのクランキングを実施してエンジンを再始動するエンジン停止始動制御装置であって、
前記モータの通電終了時点で前記モータが有する熱量を算出する熱量算出手段と、
前記熱量算出手段により算出した熱量に基づいて、前記モータの通電を終了してからのエンジン自動停止の禁止時間である停止禁止時間を算出する禁止時間算出手段と、
前記禁止時間算出手段により算出した停止禁止時間に基づいてエンジンの停止制御を実施する自動停止制御手段と、
を備えることを特徴とするエンジン停止始動制御装置。
【請求項２】
前記熱量算出手段は、前記熱量として、エンジン再始動時のモータ通電時間を算出する手段であり、
前記禁止時間算出手段は、前記モータ通電時間に基づいて前記停止禁止時間を算出する請求項１に記載のエンジン停止始動制御装置。
【請求項３】
現時点から過去所定時間内のエンジンの再始動回数を算出する回数算出手段と、
前記回数算出手段により算出した再始動回数に基づいて、前記禁止時間算出手段により算出した停止禁止時間を補正する補正手段と、を備え、
前記自動停止制御手段は、前記補正手段による補正後の前記停止禁止時間に基づいて前記停止制御を実施する請求項２に記載のエンジン停止始動制御装置。
【請求項４】
前記熱量算出手段は、前記熱量として、現時点から過去の所定時間内のエンジンの再始動回数を算出する手段であり、
前記禁止時間算出手段は、前記再始動回数に基づいて前記停止禁止時間を算出する請求項１に記載のエンジン停止始動制御装置。
【請求項１】
所定の自動停止条件が成立した場合にエンジンの燃焼を停止してエンジン自動停止し、エンジンの燃焼停止後、所定の再始動条件が成立した場合にスタータのモータの駆動によってエンジンのクランキングを実施してエンジンを再始動するエンジン停止始動制御装置であって、
前記モータの通電終了時点で前記モータが有する熱量を算出する熱量算出手段と、
前記熱量算出手段により算出した熱量に基づいて、前記モータの通電を終了してからのエンジン自動停止の禁止時間である停止禁止時間を算出する禁止時間算出手段と、
前記禁止時間算出手段により算出した停止禁止時間に基づいてエンジンの停止制御を実施する自動停止制御手段と、
を備えることを特徴とするエンジン停止始動制御装置。
【請求項２】
前記熱量算出手段は、前記熱量として、エンジン再始動時のモータ通電時間を算出する手段であり、
前記禁止時間算出手段は、前記モータ通電時間に基づいて前記停止禁止時間を算出する請求項１に記載のエンジン停止始動制御装置。
【請求項３】
現時点から過去所定時間内のエンジンの再始動回数を算出する回数算出手段と、
前記回数算出手段により算出した再始動回数に基づいて、前記禁止時間算出手段により算出した停止禁止時間を補正する補正手段と、を備え、
前記自動停止制御手段は、前記補正手段による補正後の前記停止禁止時間に基づいて前記停止制御を実施する請求項２に記載のエンジン停止始動制御装置。
【請求項４】
前記熱量算出手段は、前記熱量として、現時点から過去の所定時間内のエンジンの再始動回数を算出する手段であり、
前記禁止時間算出手段は、前記再始動回数に基づいて前記停止禁止時間を算出する請求項１に記載のエンジン停止始動制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１８４７０３（Ｐ２０１２−１８４７０３Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４７７１９（Ｐ２０１１−４７７１９）
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【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９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]