内燃機関の自動停止再始動装置
【課題】内燃機関の自動停止後の惰性回転中の再始動要件成立に応じて、速やかに内燃機関の再始動を行うことができる内燃機関の自動停止再始動装置を得る。
【解決手段】自動停止要件が成立して内燃機関の回転が停止するまでに再始動要件が成立した時に、ピニオン押し出し装置１８によりピニオンギア１７を押し出してリングギア１６と噛み合せて、内燃機関の再始動制御を行う再始動制御手段を備え、内燃機関の回転速度がゼロでない所定回転速度以下で再始動要件が成立した時に、ピニオン押し出し装置１８でピニオンギア１７を押し出すと共に、再始動要件成立時の内燃機関の回転速度に応じてスタータモータ１９の駆動待ち時間の調整を行うスタータモータ待ち時間調整手段により、スタータモータ１９を駆動させて速やかに再始動を行う。
【解決手段】自動停止要件が成立して内燃機関の回転が停止するまでに再始動要件が成立した時に、ピニオン押し出し装置１８によりピニオンギア１７を押し出してリングギア１６と噛み合せて、内燃機関の再始動制御を行う再始動制御手段を備え、内燃機関の回転速度がゼロでない所定回転速度以下で再始動要件が成立した時に、ピニオン押し出し装置１８でピニオンギア１７を押し出すと共に、再始動要件成立時の内燃機関の回転速度に応じてスタータモータ１９の駆動待ち時間の調整を行うスタータモータ待ち時間調整手段により、スタータモータ１９を駆動させて速やかに再始動を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の運転中に所定の自動停止要件が成立した場合に内燃機関を自動停止させ、自動停止中に所定の再始動要件が成立した場合に内燃機関を再始動させる内燃機関の自動停止再始動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に搭載される内燃機関においては、消費燃料削減を主目的として、内燃機関の自動停止再始動装置（いわゆるアイドリングストップ装置）を採用したものがある。この内燃機関の自動停止再始動装置は、車両を運転中の運転者の減速、停車操作に応じた所定の自動停止要件が成立している場合に内燃機関を自動的に停止させ、運転者が車両を発進させる操作に応じた所定の再始動要件が成立した場合に内燃機関を自動的に再始動させるようにしている。
【０００３】
このような内燃機関の自動停止再始動装置の再始動において、自動停止後の内燃機関の回転速度が惰性回転中に運転者が車両を発進させる操作（再始動要求動作）を行っても、内燃機関のクランク軸に連結されたリングギアと内燃機関の始動動作を行うスタータに設けたピニオンギアとの回転速度差があることによってピニオンギアとリングギアが噛み合うことが出来ず、内燃機関が停止するまで内燃機関の再始動を待つ必要があり運転者の再始動要求動作に対応できないという問題があった。
【０００４】
上述の問題を解決するため、再始動要求動作に応じてリングギアとピニオンギアの回転速度を監視しながら、ピニオンギアの回転速度がリングギアの回転速度に同期後、ピニオンギアを移動させて、ピニオンギアとリングギアを噛み合わせて再始動を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３３０８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、リングギアの回転速度とピニオンギアの回転速度を検出するセンサが必要であること、また、リングギアとピニオンギアの両者の回転速度を監視しながらピニオンギアとリングギアの回転速度が同期するようピニオンギアの回転速度を調整するためピニオンギア（スタータモータ）の制御手段が複雑になるという問題点があった。さらに、ピニオンギアの回転速度を調整するためにスタータモータに分巻コイルを使用しているので、スタータの装置構造が複雑になってスタータ重量及びコストが増大する可能性という問題点があった。
【０００７】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、ピニオンギアの回転速度、リングギアの回転速度を検出するセンサを設けず、リングギアとピニオンギアの両者の回転速度を監視する必要がなくてもピニオンギアとリングギアを噛み合わせることができ、また、ピニオンギアの回転速度を調整する分巻コイルを設けることなくスタータモータを駆動させて、スタータモータの制御手段やスタータの装置構造を簡易にすることができ、かつ、スタータの重量及びコストの増大を抑制することができる内燃機関の自動停止再始動装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る内燃機関の自動停止再始動装置は、内燃機関の運転中に所定の自動停止要件が成立した場合は内燃機関を自動停止させ、自動停止中に所定の再始動要件が成立した場合は内燃機関を再始動させる内燃機関の自動停止再始動装置であって、前記内燃機関の回転速度を演算する回転速度演算手段と、前記内燃機関のクランク軸に連結されたリングギアと噛み合い、このリングギアを回転駆動させるピニオンギア、このピニオンギアを前記リングギアと噛み合せるためのピニオン押し出し装置、前記ピニオンギアを回転駆動させるスタータモータ、及び前記スタータモータを駆動させるスタータモータ駆動装置を有するスタータと、前記内燃機関が自動停止後の惰性回転中に前記所定の再始動要件が成立した場合に、前記回転速度演算手段により演算された再始動要件成立時の内燃機関の回転速度が、前記スタータモータの駆動と前記ピニオンギアの押し出しの順番で前記スタータを動作することができる下限の回転速度よりも小さいときは、前記ピニオンギアを前記ピニオン押し出し装置によって押し出し、予め求めた複数の特性に基づいて演算した、前記スタータモータの駆動待ち時間の経過後に、前記スタータモータを前記スタータモータ駆動装置によって駆動させ、前記内燃機関の燃焼室へ燃料噴射弁から燃料供給を再開させる再始動制御手段とを備えるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る内燃機関の自動停止再始動装置によれば、内燃機関の運転中に自動停止要件が成立し内燃機関の惰性回転中の再始動要件成立時にピニオンギアを押し出すと共に再始動要件成立時の内燃機関の回転速度に応じてスタータモータの駆動待ち時間を調整するので、ピニオンギアの回転速度をリングギアの回転速度以上にすることなく、ピニオンギアとリングギアを確実に噛み合わせることができて速やかに再始動動作を行うことができる。また、ピニオンギアの回転速度の監視やピニオンギアの回転速度をリングギアの回転速度に同期するように調整することなく再始動動作が行えるので、ピニオンギア（スタータモータ）の制御手段、及びスタータモータの装置構造を複雑にすることがない。さらに、スタータモータの装置構造を複雑にすることがないのでスタータの重量、及びコストを増大させることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置の自動停止再始動の動作を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置の再始動制御手段の動作を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置の再始動制御手段の動作を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置のスタータモータ駆動特性を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置のスタータモータ待ち時間調整手段の動作を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置の内燃機関の回転速度低下特性を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置のスタータモータ待ち時間調整手段の動作を示すフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置の惰性回転中の再始動要件成立時（第２の所定回転速度Ｎｅ２＞再始動要求Ｎｅｒｅｑ）の挙動を示すタイミングチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置の惰性回転中の再始動要件成立時（第２の所定回転速度Ｎｅ２＞再始動要求Ｎｅｒｅｑ）の挙動を示すタイミングチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置の惰性回転中の再始動要件成立時（再始動要求Ｎｅｒｅｑ≧第１の所定回転速度Ｎｅ１）の挙動を示すタイミングチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置の惰性回転中の再始動要件成立時（第１の所定回転速度Ｎｅ１＞再始動要求Ｎｅｒｅｑ≧第２の所定回転速度Ｎｅ２）の挙動を示すタイミングチャートである。
【図１３】この発明の実施の形態２に係る内燃機関の自動停止再始動装置のスタータモータ待ち時間調整手段の動作を示すブロック図である。
【図１４】この発明の実施の形態２に係る内燃機関の自動停止再始動装置のスタータモータ待ち時間調整手段の動作を示すフローチャートである。
【図１５】この発明の実施の形態２に係る内燃機関の自動停止再始動装置のバッテリ電圧特性を示す図である。
【図１６】この発明の実施の形態２に係る内燃機関の自動停止再始動装置の惰性回転中の再始動要件成立時（第２の所定回転速度Ｎｅ２＞再始動要求Ｎｅｒｅｑ）の挙動を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の内燃機関の自動停止再始動装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１２】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置について図１から図１２までを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置の構成を示す図である。なお、以降では、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１３】
図１において、内燃機関（以下、エンジンと称す）１への空気を吸入する吸気管１０の上流部には、エアフィルタ２が設けられている。このエアフィルタ２の下流部には、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ３及びエアフロセンサ４が設けられている。そのエアフロセンサ４の下流部には、モータ５によって吸入空気の流量を調節するスロットル弁６と、スロットル弁６の開度を検出するスロットル開度センサ７が設けられている。
【００１４】
そして、スロットル弁６の下流には、サージタンク９と、そのサージタンク９の吸気圧力を検出する吸気圧力センサ８が設けられている。サージタンク９の下流には、エンジン１の各気筒の燃焼室に吸入空気を供給する吸気マニホルド１１が設けられている。各気筒の吸気ポート近傍に燃料噴射弁１２が設けられ、燃焼室に供給された空気と燃料噴射弁１２から供給された燃料の混合気を、各気筒の燃焼室に設けた図示しない点火プラグによって着火することで燃焼が発生する。その燃焼ガスは、排気管１４や図示しない触媒を通して大気に排出される。
【００１５】
また、エンジン１には、エンジン１の冷却水温を検出する図示しない水温センサや、エンジン１のクランク軸が所定角度回転する毎に信号を検出するクランク角センサ１３が設けられている。このクランク角センサ１３の検出信号を基に、後述するエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵと称す）２２のクランク角度演算手段や回転速度演算手段によりクランク角度の演算やエンジン１の回転速度Ｎｅの演算を行う。
【００１６】
更に、エンジン１には、図示しないキーオンでの始動や再始動のために、エンジン１の図示しないクランク軸に連結されているリングギア１６を回転駆動させるスタータ１５が設けられている。また、エンジン１には、クランク軸には図示しないクラッチが接続されており、このクラッチは、後述するＥＣＵ２２からの駆動信号を受けて係合、開放動作を行い、さらに図示しない変速機と接続される。エンジン１の運転時の出力は、クラッチが係合状態で変速機を介して図示しない車輪に伝達される。また、このスタータ１５は、リングギア１６と噛み合い、リングギア１６を回転駆動させるピニオンギア１７と、そのピニオンギア１７をリングギア１６に噛み合せるためのピニオン押し出し装置１８と、スタータモータ１９を駆動させピニオンギア１７を回転駆動させる直巻きコイル式のスタータモータ駆動装置２０とを備えている。このスタータモータ駆動装置２０とピニオン押し出し装置１８は、ＥＣＵ２２からの駆動信号によって個々で駆動される。スタータ１５の動作に関しては後述する。また、バッテリ２１は、スタータ１５及びＥＣＵ２２や上述の各種センサに電力を供給する。
【００１７】
ＥＣＵ２２は、上述した各種センサの出力信号や、図示しないアクセルペダルの踏み込み量、図示しないブレーキペダルの踏み込み量等の検出信号を入力する入出力インターフェース２２Ａと、エンジン１の自動停止再始動の制御実施可否等を演算するＣＰＵ（マイクロプロセッサ）２２Ｂと、ＣＰＵ２２Ｂの種々の演算で使用する制御プログラムや各種定数を格納するＲＯＭ（リードオンリーメモリ）２２Ｃと、ＣＰＵ２２Ｂでの演算結果を一時的に格納するＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２２Ｄと、ＣＰＵ２２Ｂからの演算結果に応じて燃料噴射弁１２等に駆動信号を送る駆動回路２２Ｅとを備えている。
【００１８】
このＥＣＵ２２は、上述したクランク角センサ１３の検出信号を基に、エンジン１の回転速度の演算を実行するのはもちろん、吸気温センサ３等の各種センサの検出信号を基に、ＲＯＭ２２Ｃに格納されている制御プログラムと制御定数を使用し、エンジン１の運転状態を判断するとともに、運転者の意思に応じた駆動信号や制御量を燃料噴射弁１２やモータ５等に出力してエンジン１を制御する。また、ＥＣＵ２２は、本発明に係るエンジン１の自動停止要件や再始動要件の成立可否の判断を行うともに、自動停止要件成立後のスロットル弁６の制御量やクラッチの制御を行い、再始動要件成立時のスタータ１５の制御を行う。
【００１９】
ここで、スタータ１５の動作について説明する。まず、キーオン始動や、エンジン１の自動停止後でエンジン１の回転が停止後の再始動要件成立時には、各種センサの入力信号を基に、ＥＣＵ２２により始動演算、再始動演算が行われる。ＥＣＵ２２からピニオン押し出し装置１８へ駆動信号が送られ、通電が開始されることでピニオンギア１７が押し出されてリングギア１６に噛み合う。その後、ＥＣＵ２２からスタータモータ駆動装置２０へ駆動信号が送られ、スタータモータ１９へバッテリ２１から電力が供給されてスタータモータ１９が駆動し、ピニオンギア１７、リングギア１６を介してエンジン１が回転駆動を開始することでクランキングが開始される。
【００２０】
また、エンジン１の自動停止後の惰性回転中の再始動要件成立後は、後述するようにクランク角センサ１３の検出信号等を基に、ＥＣＵ２２によりエンジン１の回転速度Ｎｅに応じてＥＣＵ２２からスタータモータ駆動装置２０又はピニオン押し出し装置１８へ駆動信号が送られてスタータ１５が駆動される。
【００２１】
つぎに、この実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
まず、エンジン１の自動停止再始動の動作について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。図２は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置の自動停止再始動の動作を示すフローチャートであり、ＥＣＵ２２において実行される。
【００２３】
最初に、ステップ（以下、単に「Ｓ」と記す）１０１で、ＥＣＵ２２は、再始動要求フラグの判定を行う。この再始動要求フラグは、後述する自動停止制御の実施後、再始動要件が成立し再始動制御手段（再始動制御プログラム）の実施中のみに成立するフラグである。エンジン１が自動停止以外での停止や通常運転時は成立しない。
【００２４】
エンジン１が通常運転時や自動停止以外での停止状態では、Ｓ１０１はＹｅｓ判定であるのでＳ１０２に進み、Ｎｏ判定のとき、つまり再始動要求フラグが１の時は自動停止後、再始動制御手段を実施中であるので後述するＳ１０６に進む。
【００２５】
Ｓ１０２に進むと、次は自動停止実施フラグの判定を行う。この自動停止実施フラグは、後述するエンジン１の自動停止要件が成立し、自動停止制御が実施された時のみ成立するフラグであり、エンジン１が通常運転時や自動停止以外の停止では成立しない。このＳ１０２でＹｅｓ判定の時は、エンジン１が通常運転時または自動停止以外の停止であるので、Ｓ１０３に進み、Ｎｏ判定の時はエンジン１が自動停止中であるので、後述するＳ１０５に進む。
【００２６】
Ｓ１０３に進むと、今度は自動停止要件の成立可否判定を行う。この自動停止要件は、例えば水温センサの検出温度が所定温度（例えば、６５度）以上であるか、また車両速度が所定速度（例えば、１５ｋｍ／ｈ）以上となったことを１度以上検出しているか、また現在の車両速度が所定速度（例えば、０ｋｍ／ｈ）以下であるか、またブレーキペダルは踏み込まれているか、またアクセルペダルの踏み込み量が所定値（例えば、踏み込み量なし）以下であるか等、運転者の減速、停車動作を判断する様々な情報を総合して自動停止要件の成立可否を行うようにしている。
【００２７】
この自動停止要件が成立している場合は、Ｓ１０３の判定はＹｅｓ判定となるので、Ｓ１０４に進んで自動停止制御を実施すると共に自動停止実施フラグを１にしてＳ１０５に進む。Ｓ１０４で自動停止制御が実施されると、燃料噴射弁１２への駆動信号を停止してエンジン１への燃料供給を停止すると共に、スロットル弁の制御量を制限する。さらに、クラッチを開放してエンジン１と変速機との連結状態を解除する等の自動停止制御が実施される。自動停止制御でのスロットル弁６の制御量を制限し、エンジン１とクラッチとの係合状態を解除することで、自動停止制御後のエンジン１の回転速度Ｎｅの回転変動を抑制できるので、エンジン１の回転速度Ｎｅは、一律の割合で低下させることができる。一方、Ｓ１０３でＮｏ判定の時は、例えば車両速度が所定速度以上になったことを１度も検出していない等で自動停止要件の一条件以上が成立していないのでリターンされる。
【００２８】
Ｓ１０５に進むと、次は再始動要件の成立可否判定を行う。この再始動要件は、例えば、ブレーキペダルの踏み込み量が所定値（例えば、踏み込み量なし）以下であるか、またアクセルペダルが所定値（例えば、踏み込み量なしに対し１割以上の踏み込み量）以上であるか等、運転者の発進意思を判断する様々な情報や、吸気温センサ３等のエンジン１に設けているセンサ等に電力を供給するバッテリ２１の状態等を総合して、再始動要件の成立可否判定を行うようにしている。
【００２９】
Ｓ１０５において、Ｙｅｓ判定の時は、再始動要件が成立しているので、Ｓ１０６に進み、後述する再始動制御手段を実行するとともに、回転速度演算手段によって演算された、再始動要件成立時のエンジン１の回転速度Ｎｅを再始動要求ＮｅｒｅｑとしてＥＣＵ２２内のＲＡＭ２２Ｄに格納する。この再始動要求Ｎｅｒｅｑは、後述する再始動制御手段の実行が終了するまではＲＡＭ２２Ｄに格納され、再始動制御手段の実行が終了するとＲＡＭ２２Ｄから消去される。一方、Ｓ１０５でＮｏ判定の時は、ブレーキペダルが踏み込まれている等、再始動要件の一つ以上の条件が成立しておらず、エンジン１の自動停止状態を継続するためリターンされる。
【００３０】
上述のように、エンジン１の自動停止と再始動が実施される。次に、Ｓ１０６で実行する再始動制御手段について説明する。本発明の実施の形態１に係る再始動制御手段は、図３に示すブロック図の流れで再始動制御が実行される。まず、上述のＳ１０５において再始動要件が成立したときの再始動要求Ｎｅｒｅｑに応じて、再始動制御動作判定を実施する。この再始動制御動作判定に関しては後述する。この再始動制御動作判定に応じて、燃料供給の再開のみを行って再始動制御完了判定を行う「再始動制御手段１（再始動制御プログラム１）」と、スタータモータ駆動と、ピニオンギア押し出し条件判定と、ピニオンギア押し出しを行い、燃料供給を再開して再始動制御完了判定を行う「再始動制御手段２（再始動制御プログラム２）」と、ピニオンギア押し出しと、スタータモータの待ち時間の調整（スタータモータ待ち時間調整手段）と、スタータモータ駆動を行い、燃料供給を再開して再始動完了判定を行う「再始動制御手段３（再始動制御プログラム３）」に分けられる。次に再始動制御手段について説明する。再始動制御手段のフローチャートを図４に示す。
【００３１】
まず、Ｓ２０１で再始動要求フラグの判定を行う。図４に示す再始動制御手段は、再始動要件が成立して初めて実行されるので、初回実行時には再始動要求フラグは成立していない。２回目以降の実行では後述するＳ２０２で再始動要求フラグが成立する。再始動制御手段の初回実行時ではＳ２０１の判定はＹｅｓ判定であるので、Ｓ２０２に進む。一方、２回目以降の実行時は再始動要求フラグが成立しているので、Ｎｏ判定となり、後述するＳ２０８に進む。
【００３２】
Ｓ２０２に進むと、前述したように初回の再始動制御を実行するので、再始動要求フラグが１になると共に、自動停止実施フラグを０（ゼロ）にしてＳ２０３に進み、Ｓ２０３、Ｓ２０４で再始動要求Ｎｅｒｅｑと所定回転速度Ｎｅ１とＮｅ２との比較を行う。このＳ２０３、Ｓ２０４で行う判定が図３のブロック図で言う再始動制御動作判定に相当する。Ｓ２０３に進むと、ＥＣＵ２２内のＲＡＭ２２Ｄから再始動要件成立時のエンジン１の回転速度Ｎｅを格納した再始動要求Ｎｅｒｅｑを読み込んで、第１の所定回転速度Ｎｅ１との比較を行う。
【００３３】
エンジン１の自動停止要件が成立すると、様々な自動停止制御が実行されてエンジン１は惰性回転しながらエンジン１の回転速度Ｎｅは徐々に低下していく。しかし、エンジン１が停止するまでの期間の全てでスタータ１５が駆動して再始動する必要があるかというとそうではなく、燃料噴射弁１２からエンジン１へ燃料供給を再開するだけでエンジン１の再始動が可能な下限の回転速度Ｎｅがある。つまり、その下限の回転速度になるまでに再始動要件が成立した場合は一般的な燃料カットからの復帰と同様になり、スタータ１５を駆動させる必要がないので、スタータ１５の駆動判定としてその下限の回転速度を第１の所定回転速度Ｎｅ１とし、Ｓ２０３で再始動時要求Ｎｅｒｅｑと第１の所定回転速度Ｎｅ１とを比較する。この第１の所定回転速度Ｎｅ１は、例えば５５０ｒ／ｍｉｎに設定されており、ＥＣＵ２２内のＲＯＭ２２Ｃに予め格納されている。
【００３４】
Ｓ２０３でＹｅｓ判定の時は、再始動要求Ｎｅｒｅｑが第１の所定回転速度Ｎｅ１以上、つまり燃料噴射弁１２からの燃料供給のみでエンジン１が再始動可能であり、スタータ１５を駆動させる必要がないので図３で言うと再始動制御手段１となってＳ２０７に進む。Ｓ２０３でＮｏ判定の時は、燃料噴射弁１２からの燃料供給だけではエンジン１の再始動が困難な回転速度での再始動要件成立になるので、Ｓ２０４に進む。
【００３５】
Ｓ２０７に進むと、燃料噴射弁１２からエンジン１への燃料供給を再開して、一旦再始動制御手段を終了してリターンする。また、Ｓ２０４に進んだ場合は、再始動要求Ｎｅｒｅｑと第２の所定回転速度Ｎｅ２を比較する。
【００３６】
エンジン１の回転速度Ｎｅが第１の所定回転速度Ｎｅ１より小さくなると、燃料噴射弁１２からの燃料供給のみではエンジン１の再始動が困難になるので、エンジン１の再始動にはスタータ１５の補助が必要になる。しかし、スタータモータ駆動装置２０によるスタータモータ１９の駆動なしで、ピニオン押し出し装置１８によりピニオンギア１７を押し出しても、クランク軸に連結されたリングギア１６の回転速度（エンジン１の回転速度Ｎｅと同義になるので、以下はエンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）と称す）とピニオンギア１７の回転速度Ｎｍとの回転速度差（Ｎｅ−Ｎｍ）が大きく、ピニオンギア１７とリングギア１６は噛み合うことが困難である。そこで、再始動要件成立時に、まずスタータモータ駆動装置２０によりスタータモータ１９を駆動させて、ピニオンギア１７を回転駆動させた後、ピニオン押し出し装置１８によりピニオンギア１７を押し出す。この動作によって、ピニオンギア１７の回転速度Ｎｍとエンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）との回転速度差を小さくすることができてリングギア１６と噛み合うことが可能になる。つまり、スタータモータ１９の駆動、ピニオンギア１７の押し出しの順番でスタータ１５を動作することができる下限の回転速度を第２の所定回転速度Ｎｅ２としている。この第２の所定回転速度Ｎｅ２は、例えば２５０ｒ／ｍｉｎに設定され、ＥＣＵ２２内のＲＯＭ２２Ｃに予め格納されている。
【００３７】
Ｓ２０４で再始動要求Ｎｅｒｅｑと第２の所定回転速度Ｎｅ２とを比較して、Ｙｅｓ判定の時は、スタータモータ駆動装置２０によりスタータモータ１９を駆動させて、ピニオン押し出し装置１８によりピニオンギア１７を押し出してエンジン１の再始動を補助するためＳ２０６に進む。一方、Ｓ２０４でＮｏ判定の時は、ピニオンギア１７を押し出した後、スタータモータ１９を駆動させてエンジン１の再始動を補助するためＳ２０５に進む。Ｓ２０６に進む場合は、図３で言うと再始動制御手段２となり、Ｓ２０５に進む場合は、図３で言うと再始動制御手段３となる。
【００３８】
Ｓ２０５に進むと、ピニオンギア１７をピニオン押し出し装置１８によって押し出して、一旦再始動制御手段を終了してリターンする。また、Ｓ２０６に進んだ場合はスタータモータ駆動装置２０によってスタータモータ１９を駆動させ、ピニオンギア１７の回転駆動が開始されて、一旦再始動制御手段を終了してリターンする。
【００３９】
２回目の再始動制御手段が実行されると、再始動制御手段の実施中であり、再始動要求フラグが成立しているので、Ｓ２０１でＮｏ判定となり、Ｓ２０８に進む。Ｓ２０８に進むと、燃料供給を実施したかの判定を行う。Ｓ２０８でＹｅｓ判定の場合は前述したＳ２０７や後述するＳ２１４での燃料供給が再開されているので、Ｓ２０９に進んで再始動が完了したかの判定を行う。一方、Ｓ２０８でＮｏ判定の場合は、未だ燃料供給が再開できない状態であるので、Ｓ２１１に進む。
【００４０】
Ｓ２０９に進むと再始動が完了したかの判定行う。この判定は、例えばエンジン１の回転速度Ｎｅが所定回転速度以上になっていると判定した場合にＹｅｓ判定となる。この所定回転速度は、再始動要求Ｎｅｒｅｑに応じて、別々の値がＥＣＵ２２内のＲＯＭ２２Ｃに格納されており、再始動要求Ｎｅｒｅｑが第１の所定回転速度Ｎｅ１以上の時は、例えば８５０ｒ／ｍｉｎ、再始動要求Ｎｅｒｅｑが第１の所定回転速度Ｎｅ１より低い時は、例えば５００ｒ／ｍｉｎに設定されている。
【００４１】
Ｓ２０９において、Ｙｅｓ判定の場合は、エンジン１の再始動が完了判定、例えばエンジン１の回転速度Ｎｅが前述の所定回転速度以上になっているので、Ｓ２１０に進んで再始動制御を終了する。この再始動制御の終了は、再始動要求Ｎｅｒｅｑが第１の所定回転速度Ｎｅ１以上の時は、スタータ１５は未駆動であるためスタータ１５の駆動停止動作はないが、スロットル弁６の制御量を通常制御量にする。また、クラッチを開放状態から係合状態に移行する等の自動停止再始動中に実行していた様々な制御を終了する。また、再始動要求Ｎｅｒｅｑが第１の所定回転速度Ｎｅ１より低い時は、スタータ１５が駆動して再始動制御手段を実行しているので、ピニオン押し出し装置１８によるピニオンギア１７の押し出しを終了すると共に、スタータモータ駆動装置２０によるスタータモータ１９の駆動を終了する。また、スロットル弁６の制御量を通常制御量にする。また、クラッチを開放状態から係合状態に移行する等の自動停止再始動中に実行していた様々な制御を終了する。そして、再始動要求フラグを０にして、再始動制御手段が終了しリターンされる。
【００４２】
Ｓ２０９でＮｏ判定の時は、エンジン１の再始動が未だ完了していない、例えばエンジン１の回転速度Ｎｅが所定回転速度以上になっていないので、リターンされる。
【００４３】
Ｓ２０８でＮｏ判定となりＳ２１１に進んだ場合は、スタータモータ１９が駆動中か否かの判定を行う。この判定はＳ２０４で再始動要求Ｎｅｒｅｑと第２の所定回転速度Ｎｅ２の比較結果を受けての判定であり、Ｙｅｓ判定つまりスタータモータ１９が駆動している場合にはＳ２１２に進み、Ｎｏ判定つまりピニオンギア１７が押し出されている場合はＳ２１５に進む。このＳ２１１の判定は、再始動制御手段の初回実行時にＳ２０４で行う判定と同義になるので、再始動要求Ｎｅｒｅｑと第２の所定回転速度Ｎｅ２との比較判定にしても何ら問題はない。
【００４４】
Ｓ２１１がＹｅｓ判定でＳ２１２に進んだ場合は、スタータモータ駆動装置２０によりスタータモータ１９が駆動されてピニオンギア１７が回転駆動を開始しているので、次はピニオン押し出し条件の成立可否判定を行う。エンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）はスロットル弁６の制御量を制限する等の自動停止制御実行により惰性低下中のエンジン１の回転変動が抑制されながら時間経過と共に低下していく。一方、リングギア１６と噛み合っていないピニオンギア１７の回転速度Ｎｍは、図５に示すスタータモータ駆動装置２０によるスタータモータ１９の駆動時間とピニオンギア１７の回転速度Ｎｍの関係があるので、時間経過と共に上昇していく。図５のスタータモータ駆動時間とピニオンギア１７の回転速度Ｎｍとの関係（スタータモータ駆動特性）は、ＥＣＵ２２内のＲＯＭ２２Ｃに予め実験等によって求めて格納されているので、ピニオンギア１７の回転速度Ｎｍはスタータモータ１９の駆動時間を計測することで知ることができる。従って、エンジン１の回転速度Ｎｅとピニオンギア１７の回転速度Ｎｍとの回転速度差（Ｎｅ−Ｎｍ）は、スタータモータ１９の駆動時間を用いることで算出することができる。
【００４５】
つまり、スタータモータ１９の駆動時間が所定時間後には、エンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）とピニオンギア１７の回転速度Ｎｍとの回転速度差がリングギア１６とピニオンギア１７が噛み合い回転速度差になっていることになり、ピニオン押し出し装置１８によりピニオンギア１７を押し出すことができるから、スタータモータ１９の駆動時間が所定時間経過したか否かをピニオン押し出し条件としてＳ２１２で判定する。
【００４６】
Ｓ２１２でＹｅｓ判定つまり、スタータモータ１９の駆動時間が所定時間経過している場合は、エンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）とピニオンギア１７の回転速度Ｎｍとの回転速度差が噛み合い回転速度差になっていることになるのでＳ２１３に進み、Ｎｏ判定の場合はスタータモータ１９の駆動時間が所定時間経過していない、つまりエンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）とピニオンギア１７の回転速度Ｎｍとの回転速度差が噛み合い回転速度差になっていないので、一旦再始動制御手段を終了してリターンする。
【００４７】
Ｓ２１３に進むと、ピニオン押し出し装置１８によりピニオンギア１７を押し出して、Ｓ２１４に進み、燃料噴射弁１２からエンジン１の燃焼室へ燃料供給を再開して、一旦再始動制御手段を終了してリターンする。
【００４８】
また、Ｓ２１１でＮｏ判定の場合はＳ２１５に進む。Ｓ２１５に進んだ場合は、再始動要求Ｎｅｒｅｑは第２の所定回転速度Ｎｅ２より小さく、ピニオンギア１７はピニオン押し出し装置１８により押し出し中、かつスタータモータ１９が駆動していないので回転駆動していない。また、ピニオンギア１７が回転駆動していないため、エンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）との回転速度差が大きく、リングギア１６とピニオンギア１７の噛み合いが困難である。そこで、ピニオンギア１７の押し出し中にスタータモータ１９を駆動してピニオンギア１７を回転駆動させて、リングギア１６とピニオンギア１７を噛み合わせるためのスタータモータ待ち時間調整手段（スタータモータ待ち時間調整プログラム）がＳ２１５で実行される。
【００４９】
ここで、Ｓ２１５で実行されるスタータモータ待ち時間調整手段について説明する。ピニオンギア１７が押し出されてリングギア１６と噛み合うまでは、ピニオンギア１７の停止位置とリングギア１６との間に距離があるので噛み合い完了時間Ｔｅ、例えば０．０６ｓｅｃ程度の時間を要する。また、スタータモータ駆動装置２０によりスタータモータ１９が駆動を開始してもピニオンギア１７が回転駆動するまでは無効時間Ｔｄ、例えば０．０１ｓｅｃ程度の時間を要する。この無効時間Ｔｄから噛み合い完了時間Ｔｅまでに、スタータモータ１９の駆動によるピニオンギア１７の回転速度Ｎｍとエンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）との回転速度差が噛み合い回転速度差になれば、ピニオンギア１７の押し出し中にスタータモータ１９を駆動させながらリングギア１６とピニオンギア１７を噛み合わせることが可能であるので、ピニオンギア１７の押し出し後からスタータモータ１９の駆動までの待ち時間を設定する。そのスタータモータ待ち時間調整手段の動作は図６のようになる。この図６は、左側のグラフが図７、右側のグラフが図５をそれぞれ示す。スタータモータ駆動待ち時間は、図６に示すように、噛み合い完了時間Ｔｅと再始動要求時のエンジン回転速度Ｎｅｒｅｑと無効時間Ｔｄ等のパラメータを用いて算出する。
【００５０】
まず、噛み合い完了時間Ｔｅと再始動要求Ｎｅｒｅｑから噛み合い完了時間後のエンジン１の回転速度Ｎｅを求める。第２の所定回転速度Ｎｅ２より小さい回転速度からエンジン１が停止するまでに要する時間は実験等によって求めた図７に示すような、内燃機関の回転速度低下特性の関係があり、予めＥＣＵ２２内のＲＯＭ２２Ｃに格納されている。図６の左側に示すように、再始動要求Ｎｅｒｅｑと図７の関係と噛み合い完了時間Ｔｅを用いれば、再始動要求Ｎｅｒｅｑに対応する時間を基準時間とする噛み合い完了時間Ｔｅ後のエンジン１の回転速度Ｎｅが算出できる。
【００５１】
また、噛み合い完了時間Ｔｅまでのピニオンギア１７の回転速度Ｎｍは図５に示すスタータモータ１９の駆動時間とピニオンギア１７の回転速度Ｎｍとの関係があるので、スタータモータ１９の駆動時間でピニオンギア１７の回転速度Ｎｍが算出できる。逆を言うと、図６の右側に示すように、ピニオンギア１７の回転速度Ｎｍを噛み合いに必要な回転速度まで到達するのに必要な時間も算出できる。また、無効時間Ｔｄは図５から算出される。前述したように図５の関係もＥＣＵ２２内のＲＯＭ２２Ｃに予め格納されている。
【００５２】
従って、再始動要件成立時（再始動要求Ｎｅｒｅｑに対応する時間）を基準時間として図７からピニオンギア１７の押し出し後から噛み合い完了時間Ｔｅまでのエンジン１の回転速度Ｎｅ（Ｔｅ）を算出する。このエンジン１の回転速度Ｎｅ（Ｔｅ）と図５の関係を用いると、再始動要件成立後にピニオンギア１７の押し出しとスタータモータ１９の駆動を実行した場合に、ピニオンギア１７がエンジン１の回転速度Ｎｅ（Ｔｅ）に到達するまでのスタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）が算出できる。
【００５３】
このスタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）が噛み合い完了時間Ｔｅ以下の値であれば、ピニオンギア１７の押し出し中、もしくは同時にスタータモータ１９を駆動させることでリングギア１６とピニオンギア１７を噛み合わせることができる。しかし、図５に示すように、スタータモータ１９を駆動させてもピニオンギア１７が回転駆動できない無効時間Ｔｄがあり、スタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）がこの無効時間Ｔｄ以下の場合は再始動要件成立時の再始動要求Ｎｅｒｅｑが充分低く、スタータモータ１９を駆動させなくても噛み合うことが可能である。また、スタータモータ１９を駆動させた場合、ピニオンギア１７の回転速度Ｎｍがエンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）を越えた状態で噛み合わせる可能性があるので、スタータモータ１９の駆動を許可しないようにする。このような演算及び判定をＳ２１５で行う。
【００５４】
Ｓ２１５でスタータモータ待ち時間調整手段が実行されると、まず図８のＳ３０１でスタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）の計算実施可否を判定する。このスタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）は後述するＳ３０３、Ｓ３０４に従って算出されるので、スタータモータ待ち時間調整手段の１回目のルーチンでは当然未計算であり、Ｙｅｓ判定となってＳ３０２に進み、２回目以降の実行時はスタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）が計算されているので、後述するＳ３０５に進む。
【００５５】
Ｓ３０２に進むと、予めＥＣＵ２２内のＲＯＭ２２Ｃに格納されている噛み合い完了時間Ｔｅ、無効時間Ｔｄと、ＲＡＭ２２Ｄに格納されている再始動要求Ｎｅｒｅｑを読み込み、Ｓ３０３に進む。
【００５６】
次に、Ｓ３０３に進むと、読み込んだ再始動要求Ｎｅｒｅｑに対応する時間を基準時間として、噛み合い完了時間Ｔｅ後のエンジン１の回転速度Ｎｅ（Ｔｅ）を、図６の左側の関係（図７の関係）を用いて算出して、Ｓ３０４に進む。
【００５７】
次に、Ｓ３０４に進むと、図６の右側の関係（図５の関係）を用いて、再始動要求Ｎｅｒｅｑが、噛み合い完了時間Ｔｅ後のエンジン１の回転速度Ｎｅ（Ｔｅ）に到達するまでに必要な時間であるスタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）を算出して、Ｓ３０５に進む。
【００５８】
そして、Ｓ３０５に進むと、スタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）がＳ３０２で読み込んだ噛み合い完了時間Ｔｅと無効時間Ｔｄの間にあるかの判定を行う。スタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）が噛み合い完了時間Ｔｅと無効時間Ｔｄの間にあれば、ピニオンギア１７の押し出し中にスタータモータ１９を駆動させることで、リングギア１６とピニオンギア１７が噛み合わせることができる。Ｓ３０５でＹｅｓ判定の場合はＳ３０６へ進み、Ｎｏ判定の時はＳ３０７に進む。
【００５９】
Ｓ３０６に進むと、噛み合い完了時間Ｔｅとスタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）との時間差（Ｔｅ−Ｔｍ（Ｎｅ））を計算し、その時間差が経過したかの判定を行う。この噛み合い完了時間Ｔｅとスタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）との時間差がスタータモータ１９の駆動待ち時間になる。Ｓ３０６でＹｅｓ判定ならば、スタータモータ１９の駆動待ち時間経過となるので、再始動制御手段のＳ２１６に進みスタータモータ１９をスタータモータ駆動装置２０により駆動させて、Ｓ２１４に進み燃料噴射弁１２からの燃料供給を再開して、再始動制御手段を一旦終了する。Ｓ３０６でＮｏ判定の時は、スタータモータ１９の駆動待ち時間を経過していないので、スタータモータ待ち時間調整手段を一旦終了すると共に再始動制御手段を一旦終了してリターンする。
【００６０】
一方、Ｓ３０５でＮｏ判定の時は、再始動要求Ｎｅｒｅｑが低くエンジン１の回転速度Ｎｅが充分低下してエンジン１の回転が停止に近い状態でリングギア１６とピニオンギア１７を噛み合わせることになりスタータモータ１９を駆動しても即噛み合い完了になるうえ、スタータモータ１９を駆動させた場合、ピニオンギア１７の回転速度Ｎｍがエンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）を越えた状態で噛み合わせることになって噛み合いが失敗する可能性が高くなる。そこで、Ｓ３０７においてスタータモータ１９の駆動を、噛み合い完了時間Ｔｅ以上経過するまで禁止するため、ピニオンギア１７が押し出されてからの時間が噛み合い完了時間Ｔｅ以上経過しているかの判定を行う。この場合、噛み合い完了時間Ｔｅがスタータモータ１９の駆動待ち時間になる。
【００６１】
Ｓ３０７に進むと、ピニオンギア１７の押し出し開始からの時間が噛み合い完了時間Ｔｅ以上が経過したかの判定を行い、ピニオンギア１７の押し出し開始からの時間が噛み合い完了時間Ｔｅ以上経過している場合はＹｅｓ判定となり、ピニオンギア１７とリングギア１６の噛み合いが完了していると判断して、再始動制御手段のＳ２１６に進みスタータモータ１９をスタータモータ駆動装置２０により駆動させて、Ｓ２１４に進み燃料噴射弁１２からの燃料供給を再開し再始動制御手段を一旦終了してリターンする。Ｓ３０７でＮｏ判定の場合は、ピニオンギア１７の押し出し開始からの時間が噛み合い完了時間Ｔｅだけ経過しておらず、ピニオンギア１７とリングギア１６の噛み合いが完了していないと判断して一旦再始動制御手段を終了する。
【００６２】
以上、本実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置において、自動停止制御から再始動制御までの動作を図９から図１２までのタイミングチャートを用いて説明する。図９は自動停止制御開始から再始動制御終了までのタイミングチャートであって、自動停止実施フラグ（Ａ）、再始動要求フラグ（Ｂ）、ピニオン押し出しフラグ（Ｃ）、スタータモータ駆動フラグ（Ｄ）、クラッチ係合状態（Ｅ）、内燃機関回転速度Ｎｅ（Ｆ）、スロットル弁制御量（Ｇ）をそれぞれ示している。尚、内燃機関回転速度Ｎｅ（Ｆ）において、実線は再始動制御手段を実行する場合の回転速度、一点鎖線は再始動制御手段を実行しない場合の回転速度を示している。
【００６３】
図９から図１２までにおける再始動要件が成立しない場合の自動停止時のエンジン１の回転速度Ｎｅの挙動について最初に説明する。時刻Ｔ１で自動停止要件が成立すると、燃料噴射弁１２からの燃料供給が停止されるとともに、スロットル弁制御量（Ｇ）が所定制限量ＴＨ＿ｌｉｍに制限される。また、クラッチ係合状態（Ｅ）を開放動作する等の自動停止制御を実施し、自動停止実施フラグ（Ａ）が１にセットされる。スロットル弁制御量（Ｇ）を制限すること、またクラッチ係合状態（Ｅ）を開放動作することでエンジン１の回転速度Ｎｅの回転変動が抑制され、エンジン１の回転速度Ｎｅは一律の割合で低下していく。そして、時刻Ｔ２以降でエンジン１の回転速度Ｎｅは第１の所定回転速度Ｎｅ１以下になり、時刻Ｔ３以降でエンジン１の回転速度Ｎｅは第２の所定回転速度Ｎｅ２以下になる。そして、時刻Ｔ４でエンジン１は完全停止する。
【００６４】
前述のようなエンジン１の回転速度Ｎｅの挙動に対して、まず図９、図１０でスタータモータ待ち時間調整手段が動作する場合、図３で言うと再始動制御手段３について説明する。まず、時刻Ｔ１で自動停止要件が成立すると燃料噴射弁１２からの燃料供給が停止されるとともに、スロットル弁制御量（Ｇ）が所定制限量ＴＨ＿ｌｉｍに制限され、またクラッチ係合状態（Ｅ）を開放動作する等の自動停止制御を実施し、自動停止実施フラグ（Ａ）が１にセットされる。
【００６５】
時刻Ｔ２、時刻Ｔ３になっても再始動要件が成立しないので自動停止制御が継続されて、時刻Ｔ５で再始動要件が成立する。時刻Ｔ５で運転者がブレーキペダルを離してアクセルペダルを踏む等により再始動要件が成立すると、エンジン１の回転速度Ｎｅ（Ｆ）は第１の所定回転速度Ｎｅ１、第２の所定回転速度Ｎｅ２よりも低いので、ピニオン押し出しフラグ（Ｃ）が１になりピニオンギア１７を押し出し始めると同時に、スタータモータ待ち時間調整手段によって噛み合い完了時間Ｔｅまでの時間内にスタータモータ１９を駆動するか否かの判定が実行される。
【００６６】
まず、図９の場合は、噛み合い完了時間Ｔｅまでにスタータモータ１９を駆動する場合の挙動であり、時刻Ｔ６でスターモータ駆動フラグ（Ｄ）が１になると共にスタータモータ１９の駆動を開始し、燃料供給も再開する。そして、ピニオンギア１７とリングギア１６が時刻Ｔ７で噛み合い、エンジン１がスタータ１５によって加速され、燃料供給も再開しているので、エンジン１の燃焼が再開して、エンジン１の回転速度Ｎｅが上昇して、時刻Ｔ８で再始動が完了する。
【００６７】
時刻Ｔ８で再始動完了判定になると、再始動制御手段を終了して、ピニオン押し出しフラグ（Ｃ）と、スタータモータ駆動フラグ（Ｄ）が０（ゼロ）になり、スタータ１５の駆動を停止すると共に、スロットル弁制御量（Ｇ）は通常の制御量へ、またクラッチを係合動作する（図９（Ｅ））等の通常動作に移行して、再始動要求フラグ（Ｂ）を０（ゼロ）にする。
【００６８】
次に、図９と異なり、再始動要件成立時のエンジン１の回転速度Ｎｅが低い場合の図１０について説明する。図１０は、スタータモータ待ち時間調整手段の判定において、スタータ駆動待ち時間が噛み合い完了時間Ｔｅ以上もしくは無効時間Ｔｄ以下となった場合は噛み合い完了時間Ｔｅまでスタータモータ１９は駆動せず、噛み合い完了時間Ｔｅ経過後にスタータモータ１９を駆動して再始動制御を行ったときのタイミングチャートである。時刻Ｔ５で再始動要件が成立して自動停止実施フラグ（Ａ）が０になり、再始動要求フラグ（Ｂ）とピニオン押し出しフラグ（Ｃ）が１となり再始動制御が始まるが、スタータモータ待ち時間調整手段での結果がスタータモータ１９を駆動しないという結果となるので、スタータモータ１９の駆動は噛み合い完了時間Ｔｅ経過後に駆動することになる。
【００６９】
時刻Ｔ６でピニオン押し出しから噛み合い完了時間Ｔｅが経過するので、噛み合いが完了していると判断し、スタータモータ１９を駆動してエンジン１を加速すると共に燃料供給を再開する。その後、エンジン１の回転速度Ｎｅの上昇と燃料供給の再開によってエンジン１の燃焼が再開し、時刻Ｔ７で再始動が完了する。
【００７０】
時刻Ｔ７で再始動が完了すると、再始動制御手段を終了して、ピニオン押し出しフラグ（Ｃ）と、スタータモータ駆動フラグ（Ｄ）が０になり、スロットル弁制御量（Ｇ）は通常の制御量へ、またクラッチを係合動作する（図１０（Ｅ））等の通常動作に移行して、再始動要求フラグ（Ｂ）を０にする。
【００７１】
次に、スタータ１５が駆動しなくても再始動が完了する再始動制御手段１について説明する。タイミングチャートは図１１に示すようになる。時刻Ｔ１で自動停止要件が成立すると、燃料噴射弁１２からの燃料供給が停止されるとともに、スロットル弁制御量（Ｇ）を所定制限量ＴＨ＿ｌｉｍに制限され、またクラッチ係合状態（Ｅ）を開放動作する等の自動停止制御を実施し、自動停止実施フラグ（Ａ）が１にセットされる。
【００７２】
図１１において、エンジン１の回転速度Ｎｅ（Ｆ）が時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間の時刻Ｔ５で運転者がブレーキペダルを離してアクセルペダルを踏む等により再始動要件が成立すると、第１の所定回転速度Ｎｅ１以上のエンジン１の回転速度Ｎｅであるので、スタータ１５が駆動する必要がないので、燃料噴射弁１２からの燃料供給が再開されるとともにスロットル弁制御量（Ｇ）が再始動時の開度に設定される。また、自動停止実施フラグ（Ａ）が０になり、再始動要求フラグ（Ｂ）が１にセットされる。
【００７３】
燃料噴射弁１２からの燃料供給が再開されたことで、エンジン１の燃焼が再開してエンジン１の回転速度Ｎｅが上昇に転じて時刻がＴ６になると、再始動完了と判断して再始動制御手段を終了して、スロットル弁制御量（Ｇ）を通常制御に応じた制御量に切り替えると共に、クラッチを係合動作する（Ｅ）等の通常動作に移行して、再始動要求フラグ（Ｂ）を０にする。また、再始動要求Ｎｅｒｅｑが第１の所定回転速度Ｎｅ１以上であるので、スタータ１５を駆動させることがなく、ピニオン押し出しフラグ（Ｃ）とスタータモータ駆動フラグ（Ｄ）は０のままとなる。
【００７４】
次に、図１２について説明する。図１２は、本実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置における再始動要件成立時のエンジン１の回転速度Ｎｅが高く、スタータモータ１９の駆動後、ピニオンギア１７を押し出す再始動制御手段２によって再始動制御を行う場合のタイミングチャートである。
【００７５】
図１２において、時刻Ｔ１で自動停止要件が成立すると、燃料噴射弁１２からの燃料供給が停止されるとともに、スロットル弁制御量（Ｇ）を所定制限量ＴＨ＿ｌｉｍに制限され、またクラッチ係合状態（Ｅ）を開放動作する等の自動停止制御を実施し、自動停止実施フラグ（Ａ）が１にセットされる。
【００７６】
次に、時刻Ｔ２の第１の所定回転速度Ｎｅ１までエンジン１の回転速度が低下しても再始動要件は成立していなので自動停止制御を継続する。時刻Ｔ５で再始動要件が成立すると、再始動要求フラグ（Ｂ）が１にセットされると共に、再始動要件成立時の再始動要求Ｎｅｒｅｑが第１の所定回転速度Ｎｅ１より低く、第２の所定回転速度Ｎｅ２以上の判定となるので、スタータモータ駆動フラグ（Ｄ）が１になり、スタータモータ１９が駆動してピニオンギア１７が回転駆動し始める（図１２（Ｆ）の破線参照）。
【００７７】
そして、時刻Ｔ６でピニオンギア１７の回転速度Ｎｍとエンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）との回転速度差が噛み合い回転速度差になったので、ピニオン押し出し条件が成立しピニオン押し出しフラグ（Ｃ）が１にセットされ、ピニオンギア１７が押し出されると共に、燃料噴射弁１２からの燃料供給が再開される。そして、時刻Ｔ７でリングギア１６とピニオンギア１７が噛み合い、スタータ１５でのエンジン１の加速が開始されることと、燃料噴射弁１２からの燃料供給の開始によりエンジン１の燃焼が再開されたことで、エンジン１の回転速度Ｎｅは上昇していき、時刻Ｔ８で再始動完了となる（図１２（Ｆ））。
【００７８】
時刻Ｔ８で再始動完了となると、再始動制御手段を終了して、ピニオン押し出しフラグ（Ｃ）と、スタータモータ駆動フラグ（Ｄ）が０になり、スタータ１５の駆動を停止すると共に、スロットル弁制御量（Ｇ）は通常の制御量へ、またクラッチを係合動作する（図１２（Ｅ））等の通常動作に移行して、再始動要求フラグ（Ｂ）を０にする。
【００７９】
以上、本発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置によれば、リングギア１６とピニオンギア１７の回転速度の検出するセンサ等を設けることがなくても、再始動要件成立に応じてリングギア１６とピニオンギア１７を確実に噛み合わせることができて速やかに再始動制御を行うことができるので、スタータ１５の制御手段を複雑にすることがない。また、図５に示すような直巻きコイルのスタータモータ駆動特性を用いることで、スタータ１５の装置構造が簡易に出来ると共にスタータ１５の重量やコストの増大を抑制することができる。
【００８０】
また、再始動要件成立時のエンジン１の回転速度Ｎｅが低い場合、つまりピニオンギア１７の回転速度Ｎｍがエンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）を超える可能性が高い再始動要件では、スタータモータ待ち時間調整手段によりピニオンギア１７とリングギア１６の噛み合い完了時間Ｔｅまでスタータモータ１９を駆動させないので、ピニオンギア１７とリングギア１６の噛み合いが失敗することはなく内燃機関の再始動を行うことができる。
【００８１】
さらに、エンジン１の自動停止中のスロットル弁６の制御量を制限するので、自動停止後のエンジン１の回転変動を抑制することができ、ピニオンギア１７とリングギア１６を確実に噛み合わせることができるので、速やかに再始動を行うことができる。
【００８２】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る内燃機関の自動停止再始動装置について図１３から図１６までを参照しながら説明する。なお、この発明の実施の形態２に係る内燃機関の自動停止再始動装置の構成は、上記の実施の形態１と同じである。
【００８３】
この実施の形態２のシステム構成図、内燃機関の自動停止再始動装置の制御フローチャート、再始動制御手段のブロック図及び制御フローチャートは、上記の実施の形態１と異なる点はなく、相違点はスタータモータ待ち時間調整手段（スタータモータ待ち時間調整プログラム）だけであるので、実施の形態１と同様の箇所の説明は省略して相違箇所のみ説明する。
【００８４】
この実施の形態２におけるスタータモータ待ち時間調整手段の動作は図１３に示すようになり、実施の形態１に対して、バッテリ電圧の変動を考慮してスタータモータの駆動待ち時間を設定するようにしており、詳細は図１４のフローチャートを参照しながら説明する。なお、図１３は、図６と同様に、左側のグラフが図７、右側のグラフが図５をそれぞれ示す。
【００８５】
まず、スタータモータ待ち時間調整手段が実行されると、Ｓ４０１でスタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）の計算実施可否を判定する。このスタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）は後述する順序に沿って計算され、スタータモータ待ち時間調整手段の１回目のルーチンでは当然未計算であるので、Ｙｅｓ判定となりＳ４０２に進み、２回目以降の実行時はスタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）が計算されているので、後述するＳ４０７に進む。
【００８６】
Ｓ４０２に進むと、予めＥＣＵ２２内のＲＯＭ２２Ｃに格納されている、噛み合い完了時間Ｔｅ、無効時間Ｔｄと、ＲＡＭ２２Ｄに格納されている再始動要求Ｎｅｒｅｑを読み込み、Ｓ４０３に進む。
【００８７】
次に、Ｓ４０３に進むと、読み込んだ再始動要求Ｎｅｒｅｑに対応する時間を基準時間として、噛み合い完了時間Ｔｅ後のエンジン１の回転速度Ｎｅ（Ｔｅ）を図１３の左側の関係（図７の関係）から算出して、Ｓ４０４に進む。
【００８８】
次に、Ｓ４０４に進むと、図１３の右側の関係（図５の関係）を用いて、再始動要求Ｎｅｒｅｑが、噛み合い完了時間Ｔｅ後のエンジン１の回転速度Ｎｅ（Ｔｅ）に到達するまでに必要な時間であるスタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）を算出して、Ｓ４０５に進む。
【００８９】
そして、Ｓ４０５に進んで、今度はバッテリ２１の電圧最小値ＶＢ＿ｍｉｎを読み込む。このバッテリ２１の電圧最小値ＶＢ＿ｍｉｎは、キーオン始動やその他自動停止再始動時でスタータ１５が動作した時のバッテリ２１の電圧が大きく変化した時のバッテリ２１の電圧値の最小値であり、ＥＣＵ２２が動作中は常にＥＣＵ２２内のＲＡＭ２２Ｄにスタータ１５が駆動した時にバッテリ２１の電圧が最小値になるたびに更新される。
【００９０】
次に、Ｓ４０６に進み、噛み合い完了時間Ｔｅと予め実験等によって求めてＥＣＵ２２内のＲＯＭ２２Ｃに格納している図１５に示すバッテリ２１の電圧ＶＢと噛み合い完了時間Ｔｅの関係（バッテリ電圧特性）から、電圧最小値における噛み合い完了時間Ｔｅ（ＶＢ＿ｍｉｎ）を算出して、その差分、つまり噛み合い完了遅れ時間ΔＴｅ（＝Ｔｅ−Ｔｅ（ＶＢ＿ｍｉｎ））を算出してＳ４０７に進む。
【００９１】
ここで、噛み合い完了遅れ時間の算出について説明する。通常、キーオン始動や自動停止から再始動制御が開始されてスタータ１５が駆動するたびにバッテリ２１の電圧は大きく変化する。また、ピニオン押し出し装置１８により押し出されるピニオンギア１７がリングギア１６に噛み合うまでの噛み合い完了時間とバッテリ２１の電圧は図１５のような関係になる。バッテリ２１の電圧が低いほどピニオン押し出し装置１８への供給電力が小さくなるので、ピニオンギア１７とリングギア１６が噛み合うまでの噛み合い完了時間は遅くなる傾向になる。
【００９２】
しかし、再始動制御中のバッテリ２１の電圧変化値はスタータモータ１９が駆動されることでわかるが、その時にはピニオンギア１７は押し出し中であり、電圧変化に応じてスタータモータ１９の駆動力を変更してもピニオンギア１７の回転速度上昇を抑制することが困難で、ピニオンギア１７の回転速度Ｎｍがエンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）より大きくなってピニオンギア１７とリングギア１６の噛み合いが失敗する可能性がある。そこで、バッテリ２１の電圧最小値ＶＢ＿ｍｉｎを用いて、図１５の関係から噛み合い完了遅れ時間ΔＴｅを算出して、その噛み合い完了遅れ時間分だけスタータモータ１９の駆動開始時間を遅らせることで、確実な噛み合いを実現することができる。また、バッテリ２１の電圧最小値を用いることで、再始動制御手段の実行時点の最大のスタータモータ１９の駆動遅れを設定することになるので、ピニオンギア１７の回転速度Ｎｍの過度の上昇を抑制できる、つまりピニオンギア１７の回転速度Ｎｍをエンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）以上になることを極力少なくすることができる。
【００９３】
Ｓ４０７に進むと、スタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）と噛み合い完了遅れ時間ΔＴｅの和（加算時間）がＳ４０２で読み込んだ噛み合い完了時間Ｔｅと無効時間Ｔｄの間にあるかの判定を行う。スタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）と噛み合い完了遅れ時間ΔＴｅの和が噛み合い完了時間Ｔｅと無効時間Ｔｄの間にあれば、ピニオンギア１７の押し出し中にスタータモータ１９を駆動させることで、リングギア１６とピニオンギア１７を噛み合わせることができるので、Ｓ４０７でＹｅｓ判定の場合はＳ４０８へ進み、Ｎｏ判定の時はＳ４０９に進む。
【００９４】
Ｓ４０７において、噛み合い完了遅れ時間ΔＴｅを噛み合い完了時間Ｔｅには加算していないが、スタータモータ１９が駆動されていない場合はピニオン押し出し装置１８への電力変化が少ないから、ピニオンギア１７とリングギア１６の噛み合い完了時間は最も速くなる。また、スタータモータ１９が駆動される場合は噛み合い完了時間は変化するが、バッテリ２１の電圧変動はバッテリ２１の状態により毎回同じとは限らない。また、スタータモータの駆動待ち時間が長い場合、つまりスタータモータ１９の駆動時間が短くなる再始動要件成立時は、噛み合い完了時間Ｔｅの変化は大きくないので、噛み合い完了遅れ時間ΔＴｅを考慮すると、噛み合いに失敗する可能性がある。そのため、スタータモータ１９が駆動されていない場合はＥＣＵ２２内のＲＯＭ２２Ｃに格納されている噛み合い完了時間Ｔｅのみで比較演算するようにしている。
【００９５】
そして、Ｓ４０８に進むと、噛み合い完了時間Ｔｅとスタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）及び噛み合い完了遅れ時間ΔＴｅの加算時間との時間差（Ｔｅ−Ｔｍ（Ｎｅ）＋ΔＴｅ）を計算し、その時間差が経過したかの判定を行う。この時間差がスタータモータ１９の駆動待ち時間となり、Ｓ４０８でＹｅｓ判定の時はスタータモータ１９の駆動待ち時間経過となるので、再始動制御手段のＳ２１６に進みスタータモータ駆動装置２０によりスタータモータ１９を駆動させてＳ２１４に進み燃料噴射弁１２からの燃料供給を再開して、スタータモータ待ち時間調整手段を終了すると共に、再始動制御手段を一旦終了してリターンする。Ｓ４０８でＮｏ判定の場合は、スタータモータ駆動待ち時間を経過していないので、再始動制御手段を一旦終了してリターンする。
【００９６】
Ｓ４０７でＮｏ判定の時は、Ｓ４０９で実施の形態１と同様にピニオンギア１７の押し出し開始からの時間が噛み合い完了時間Ｔｅ以上経過したかの判定を行う。Ｙｅｓ判定であれば、リングギア１６とピニオンギア１７の噛み合いが完了していると判断して、再始動制御手段のＳ２１６に進み、スタータモータ駆動装置２０によりスタータモータ１９を駆動させて、Ｓ２１４に進んで燃料噴射弁１２からの燃料噴射を再開して、スタータモータ待ち時間調整手段を終了すると共に、再始動制御手段を一旦終了する。この場合、噛み合い完了時間Ｔｅがスタータモータ１９の駆動待ち時間になる。Ｓ４０９でＮｏ判定であれば、一旦再始動制御を終了する。
【００９７】
次に、この実施の形態２の動作について、図１６に示すタイミングチャートで説明する。図１６は、図９に対して、バッテリ電圧ＶＢ（Ｈ）とピニオンギア移動量（Ｉ）が加わる。まず、時刻Ｔ１で自動停止要件が成立すると燃料噴射弁１２からの燃料供給が停止されるとともに、スロットル弁制御量（Ｇ）を所定制限量ＴＨ＿ｌｉｍに制限する。また、クラッチ係合状態（Ｅ）を開放動作する等の自動停止制御を実施し、自動停止実施フラグ（Ａ）が１にセットされる。スロットル弁制御量（Ｇ）を制限することと、またクラッチ係合状態（Ｅ）を開放動作することでエンジン１の回転速度Ｎｅの回転変動が抑制され、エンジン１の回転速度Ｎｅは一律の割合で低下していく。
【００９８】
時刻Ｔ２、時刻Ｔ３の時点でも再始動要件は成立していないので、自動停止制御が継続され、時刻Ｔ５で再始動要件が成立する。再始動要件が成立したエンジン１の回転速度Ｎｅは第１の所定回転速度Ｎｅ１、第２の所定回転速度Ｎｅ２よりも低いので、ピニオン押し出しフラグ（Ｃ）が１になりピニオンギア１７が押し出され始める（図１６（Ｉ））と同時に、噛み合い完了時間Ｔｅまでの時間でスタータモータ１９の駆動判定を行うが、実施の形態１とは異なり、スタータモータ１９の駆動判定にバッテリ２１の電圧最小値ＶＢ＿ｍｉｎを用いて噛み合い完了遅れ時間ΔＴｅが考慮される。
【００９９】
噛み合い完了遅れ時間ΔＴｅがない場合、時刻Ｔ６でスタータモータ１９が駆動し、ピニオンギア１７が回転駆動し始めるが、噛み合い完了遅れ時間ΔＴｅを考慮することで、スタータモータ１９の駆動開始時間は時刻Ｔ６からＴ６’へと遅れる。噛み合い完了遅れ時間ΔＴｅだけスタータモータ１９の駆動が遅れることで、ピニオンギア１７の回転速度Ｎｍがエンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）を上回ることがなくなる。また、スタータモータ１９が駆動するので、バッテリ２１の電圧が大きく低下する（図１６（Ｈ）の時刻Ｔ６’）。
【０１００】
その後、ピニオンギア１７の回転速度Ｎｍが上昇しながら（図１６（Ｆ）の破線）、リングギア１６へ向かって移動（図１６（Ｉ））して、時刻Ｔ７でピニオンギア１７とリングギア１６が噛み合い、エンジン１が加速されると共に燃料噴射が再開されているので、エンジン１の燃焼が再開してエンジン１の回転速度Ｎｅが上昇していき、時刻Ｔ８で再始動が完了する。
【０１０１】
時刻Ｔ８で再始動完了となると、ピニオン押し出しフラグ（Ｃ）と、スタータモータ駆動フラグ（Ｄ）が０になると共に、スロットル制御量（Ｇ）が通常の制御量へ、またクラッチ係合状態（Ｅ）を係合動作する等の再始動制御から通常制御に移行して、再始動制御が終了すると共に再始動要求フラグ（Ｂ）を０にする。また、再始動制御手段が終了し、スタータ１５の駆動が停止されるので、バッテリ電圧ＶＢ（Ｈ）が回復し、ピニオンギア移動量（Ｉ）も停止位置に戻る。
【０１０２】
以上、本実施の形態２に係る内燃機関の自動停止再始動装置によれば、リングギア１６とピニオンギア１７の回転速度の検出するセンサ等を設けることがなくても、再始動要件成立に応じてピニオンギア１７とリングギア１６を確実に噛み合わせることができて速やかに再始動制御を行うことができるので、スタータ１５の制御手段を複雑にすることがない。また、エンジン１の惰性回転中の第２の所定回転速度Ｎｅ２以下で再始動要件が成立した時のピニオン押し出し中にスタータモータ１９を駆動させてピニオンギア１７とリングギア１６を噛み合わせて再始動を行う時にピニオン押し出し装置１８の電圧変動を見込んでスタータモータ１９の駆動を調整するので、ピニオンギア１７とリングギア１６が確実に噛み合わせて再始動を行うことができる。さらに、図５に示すような直巻きコイルのスタータモータ駆動特性を用いることで、スタータ１５の装置構造が簡易に出来ると共にスタータ１５の重量やコストの増大を抑制することができる。
【０１０３】
また、再始動要件成立時のエンジン１の回転速度Ｎｅが低い場合、つまりピニオンギア１７の回転速度Ｎｍがエンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）を超える可能性が高い再始動要件では、スタータモータ待ち時間調整手段によりピニオンギア１７とリングギア１６の噛み合い完了時間Ｔｅまでスタータモータ１９の駆動を禁止するので、ピニオンギア１７とリングギア１６の噛み合いが失敗することなく内燃機関の再始動を行うことができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１ エンジン、２ エアフィルタ、３ 吸気温センサ、４ エアフロセンサ、５ モータ、６ スロットル弁、７ スロットル開度センサ、８ 吸気圧力センサ、９ サージタンク、１０ 吸気管、１１ 吸気マニホルド、１２ 燃料噴射弁、１３ クランク角センサ、１４ 排気管、１５ スタータ、１６ リングギア、１７ ピニオンギア、１８ ピニオン押し出し装置、１９ スタータモータ、２０ スタータモータ駆動装置、２１ バッテリ、２２ ＥＣＵ、２２Ａ 入出力インターフェース、２２Ｂ ＣＰＵ、２２Ｃ ＲＯＭ、２２Ｄ ＲＡＭ、２２Ｅ 駆動回路。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の運転中に所定の自動停止要件が成立した場合に内燃機関を自動停止させ、自動停止中に所定の再始動要件が成立した場合に内燃機関を再始動させる内燃機関の自動停止再始動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に搭載される内燃機関においては、消費燃料削減を主目的として、内燃機関の自動停止再始動装置（いわゆるアイドリングストップ装置）を採用したものがある。この内燃機関の自動停止再始動装置は、車両を運転中の運転者の減速、停車操作に応じた所定の自動停止要件が成立している場合に内燃機関を自動的に停止させ、運転者が車両を発進させる操作に応じた所定の再始動要件が成立した場合に内燃機関を自動的に再始動させるようにしている。
【０００３】
このような内燃機関の自動停止再始動装置の再始動において、自動停止後の内燃機関の回転速度が惰性回転中に運転者が車両を発進させる操作（再始動要求動作）を行っても、内燃機関のクランク軸に連結されたリングギアと内燃機関の始動動作を行うスタータに設けたピニオンギアとの回転速度差があることによってピニオンギアとリングギアが噛み合うことが出来ず、内燃機関が停止するまで内燃機関の再始動を待つ必要があり運転者の再始動要求動作に対応できないという問題があった。
【０００４】
上述の問題を解決するため、再始動要求動作に応じてリングギアとピニオンギアの回転速度を監視しながら、ピニオンギアの回転速度がリングギアの回転速度に同期後、ピニオンギアを移動させて、ピニオンギアとリングギアを噛み合わせて再始動を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３３０８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、リングギアの回転速度とピニオンギアの回転速度を検出するセンサが必要であること、また、リングギアとピニオンギアの両者の回転速度を監視しながらピニオンギアとリングギアの回転速度が同期するようピニオンギアの回転速度を調整するためピニオンギア（スタータモータ）の制御手段が複雑になるという問題点があった。さらに、ピニオンギアの回転速度を調整するためにスタータモータに分巻コイルを使用しているので、スタータの装置構造が複雑になってスタータ重量及びコストが増大する可能性という問題点があった。
【０００７】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、ピニオンギアの回転速度、リングギアの回転速度を検出するセンサを設けず、リングギアとピニオンギアの両者の回転速度を監視する必要がなくてもピニオンギアとリングギアを噛み合わせることができ、また、ピニオンギアの回転速度を調整する分巻コイルを設けることなくスタータモータを駆動させて、スタータモータの制御手段やスタータの装置構造を簡易にすることができ、かつ、スタータの重量及びコストの増大を抑制することができる内燃機関の自動停止再始動装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る内燃機関の自動停止再始動装置は、内燃機関の運転中に所定の自動停止要件が成立した場合は内燃機関を自動停止させ、自動停止中に所定の再始動要件が成立した場合は内燃機関を再始動させる内燃機関の自動停止再始動装置であって、前記内燃機関の回転速度を演算する回転速度演算手段と、前記内燃機関のクランク軸に連結されたリングギアと噛み合い、このリングギアを回転駆動させるピニオンギア、このピニオンギアを前記リングギアと噛み合せるためのピニオン押し出し装置、前記ピニオンギアを回転駆動させるスタータモータ、及び前記スタータモータを駆動させるスタータモータ駆動装置を有するスタータと、前記内燃機関が自動停止後の惰性回転中に前記所定の再始動要件が成立した場合に、前記回転速度演算手段により演算された再始動要件成立時の内燃機関の回転速度が、前記スタータモータの駆動と前記ピニオンギアの押し出しの順番で前記スタータを動作することができる下限の回転速度よりも小さいときは、前記ピニオンギアを前記ピニオン押し出し装置によって押し出し、予め求めた複数の特性に基づいて演算した、前記スタータモータの駆動待ち時間の経過後に、前記スタータモータを前記スタータモータ駆動装置によって駆動させ、前記内燃機関の燃焼室へ燃料噴射弁から燃料供給を再開させる再始動制御手段とを備えるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る内燃機関の自動停止再始動装置によれば、内燃機関の運転中に自動停止要件が成立し内燃機関の惰性回転中の再始動要件成立時にピニオンギアを押し出すと共に再始動要件成立時の内燃機関の回転速度に応じてスタータモータの駆動待ち時間を調整するので、ピニオンギアの回転速度をリングギアの回転速度以上にすることなく、ピニオンギアとリングギアを確実に噛み合わせることができて速やかに再始動動作を行うことができる。また、ピニオンギアの回転速度の監視やピニオンギアの回転速度をリングギアの回転速度に同期するように調整することなく再始動動作が行えるので、ピニオンギア（スタータモータ）の制御手段、及びスタータモータの装置構造を複雑にすることがない。さらに、スタータモータの装置構造を複雑にすることがないのでスタータの重量、及びコストを増大させることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置の自動停止再始動の動作を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置の再始動制御手段の動作を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置の再始動制御手段の動作を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置のスタータモータ駆動特性を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置のスタータモータ待ち時間調整手段の動作を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置の内燃機関の回転速度低下特性を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置のスタータモータ待ち時間調整手段の動作を示すフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置の惰性回転中の再始動要件成立時（第２の所定回転速度Ｎｅ２＞再始動要求Ｎｅｒｅｑ）の挙動を示すタイミングチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置の惰性回転中の再始動要件成立時（第２の所定回転速度Ｎｅ２＞再始動要求Ｎｅｒｅｑ）の挙動を示すタイミングチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置の惰性回転中の再始動要件成立時（再始動要求Ｎｅｒｅｑ≧第１の所定回転速度Ｎｅ１）の挙動を示すタイミングチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置の惰性回転中の再始動要件成立時（第１の所定回転速度Ｎｅ１＞再始動要求Ｎｅｒｅｑ≧第２の所定回転速度Ｎｅ２）の挙動を示すタイミングチャートである。
【図１３】この発明の実施の形態２に係る内燃機関の自動停止再始動装置のスタータモータ待ち時間調整手段の動作を示すブロック図である。
【図１４】この発明の実施の形態２に係る内燃機関の自動停止再始動装置のスタータモータ待ち時間調整手段の動作を示すフローチャートである。
【図１５】この発明の実施の形態２に係る内燃機関の自動停止再始動装置のバッテリ電圧特性を示す図である。
【図１６】この発明の実施の形態２に係る内燃機関の自動停止再始動装置の惰性回転中の再始動要件成立時（第２の所定回転速度Ｎｅ２＞再始動要求Ｎｅｒｅｑ）の挙動を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の内燃機関の自動停止再始動装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１２】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置について図１から図１２までを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置の構成を示す図である。なお、以降では、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１３】
図１において、内燃機関（以下、エンジンと称す）１への空気を吸入する吸気管１０の上流部には、エアフィルタ２が設けられている。このエアフィルタ２の下流部には、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ３及びエアフロセンサ４が設けられている。そのエアフロセンサ４の下流部には、モータ５によって吸入空気の流量を調節するスロットル弁６と、スロットル弁６の開度を検出するスロットル開度センサ７が設けられている。
【００１４】
そして、スロットル弁６の下流には、サージタンク９と、そのサージタンク９の吸気圧力を検出する吸気圧力センサ８が設けられている。サージタンク９の下流には、エンジン１の各気筒の燃焼室に吸入空気を供給する吸気マニホルド１１が設けられている。各気筒の吸気ポート近傍に燃料噴射弁１２が設けられ、燃焼室に供給された空気と燃料噴射弁１２から供給された燃料の混合気を、各気筒の燃焼室に設けた図示しない点火プラグによって着火することで燃焼が発生する。その燃焼ガスは、排気管１４や図示しない触媒を通して大気に排出される。
【００１５】
また、エンジン１には、エンジン１の冷却水温を検出する図示しない水温センサや、エンジン１のクランク軸が所定角度回転する毎に信号を検出するクランク角センサ１３が設けられている。このクランク角センサ１３の検出信号を基に、後述するエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵと称す）２２のクランク角度演算手段や回転速度演算手段によりクランク角度の演算やエンジン１の回転速度Ｎｅの演算を行う。
【００１６】
更に、エンジン１には、図示しないキーオンでの始動や再始動のために、エンジン１の図示しないクランク軸に連結されているリングギア１６を回転駆動させるスタータ１５が設けられている。また、エンジン１には、クランク軸には図示しないクラッチが接続されており、このクラッチは、後述するＥＣＵ２２からの駆動信号を受けて係合、開放動作を行い、さらに図示しない変速機と接続される。エンジン１の運転時の出力は、クラッチが係合状態で変速機を介して図示しない車輪に伝達される。また、このスタータ１５は、リングギア１６と噛み合い、リングギア１６を回転駆動させるピニオンギア１７と、そのピニオンギア１７をリングギア１６に噛み合せるためのピニオン押し出し装置１８と、スタータモータ１９を駆動させピニオンギア１７を回転駆動させる直巻きコイル式のスタータモータ駆動装置２０とを備えている。このスタータモータ駆動装置２０とピニオン押し出し装置１８は、ＥＣＵ２２からの駆動信号によって個々で駆動される。スタータ１５の動作に関しては後述する。また、バッテリ２１は、スタータ１５及びＥＣＵ２２や上述の各種センサに電力を供給する。
【００１７】
ＥＣＵ２２は、上述した各種センサの出力信号や、図示しないアクセルペダルの踏み込み量、図示しないブレーキペダルの踏み込み量等の検出信号を入力する入出力インターフェース２２Ａと、エンジン１の自動停止再始動の制御実施可否等を演算するＣＰＵ（マイクロプロセッサ）２２Ｂと、ＣＰＵ２２Ｂの種々の演算で使用する制御プログラムや各種定数を格納するＲＯＭ（リードオンリーメモリ）２２Ｃと、ＣＰＵ２２Ｂでの演算結果を一時的に格納するＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２２Ｄと、ＣＰＵ２２Ｂからの演算結果に応じて燃料噴射弁１２等に駆動信号を送る駆動回路２２Ｅとを備えている。
【００１８】
このＥＣＵ２２は、上述したクランク角センサ１３の検出信号を基に、エンジン１の回転速度の演算を実行するのはもちろん、吸気温センサ３等の各種センサの検出信号を基に、ＲＯＭ２２Ｃに格納されている制御プログラムと制御定数を使用し、エンジン１の運転状態を判断するとともに、運転者の意思に応じた駆動信号や制御量を燃料噴射弁１２やモータ５等に出力してエンジン１を制御する。また、ＥＣＵ２２は、本発明に係るエンジン１の自動停止要件や再始動要件の成立可否の判断を行うともに、自動停止要件成立後のスロットル弁６の制御量やクラッチの制御を行い、再始動要件成立時のスタータ１５の制御を行う。
【００１９】
ここで、スタータ１５の動作について説明する。まず、キーオン始動や、エンジン１の自動停止後でエンジン１の回転が停止後の再始動要件成立時には、各種センサの入力信号を基に、ＥＣＵ２２により始動演算、再始動演算が行われる。ＥＣＵ２２からピニオン押し出し装置１８へ駆動信号が送られ、通電が開始されることでピニオンギア１７が押し出されてリングギア１６に噛み合う。その後、ＥＣＵ２２からスタータモータ駆動装置２０へ駆動信号が送られ、スタータモータ１９へバッテリ２１から電力が供給されてスタータモータ１９が駆動し、ピニオンギア１７、リングギア１６を介してエンジン１が回転駆動を開始することでクランキングが開始される。
【００２０】
また、エンジン１の自動停止後の惰性回転中の再始動要件成立後は、後述するようにクランク角センサ１３の検出信号等を基に、ＥＣＵ２２によりエンジン１の回転速度Ｎｅに応じてＥＣＵ２２からスタータモータ駆動装置２０又はピニオン押し出し装置１８へ駆動信号が送られてスタータ１５が駆動される。
【００２１】
つぎに、この実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
まず、エンジン１の自動停止再始動の動作について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。図２は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置の自動停止再始動の動作を示すフローチャートであり、ＥＣＵ２２において実行される。
【００２３】
最初に、ステップ（以下、単に「Ｓ」と記す）１０１で、ＥＣＵ２２は、再始動要求フラグの判定を行う。この再始動要求フラグは、後述する自動停止制御の実施後、再始動要件が成立し再始動制御手段（再始動制御プログラム）の実施中のみに成立するフラグである。エンジン１が自動停止以外での停止や通常運転時は成立しない。
【００２４】
エンジン１が通常運転時や自動停止以外での停止状態では、Ｓ１０１はＹｅｓ判定であるのでＳ１０２に進み、Ｎｏ判定のとき、つまり再始動要求フラグが１の時は自動停止後、再始動制御手段を実施中であるので後述するＳ１０６に進む。
【００２５】
Ｓ１０２に進むと、次は自動停止実施フラグの判定を行う。この自動停止実施フラグは、後述するエンジン１の自動停止要件が成立し、自動停止制御が実施された時のみ成立するフラグであり、エンジン１が通常運転時や自動停止以外の停止では成立しない。このＳ１０２でＹｅｓ判定の時は、エンジン１が通常運転時または自動停止以外の停止であるので、Ｓ１０３に進み、Ｎｏ判定の時はエンジン１が自動停止中であるので、後述するＳ１０５に進む。
【００２６】
Ｓ１０３に進むと、今度は自動停止要件の成立可否判定を行う。この自動停止要件は、例えば水温センサの検出温度が所定温度（例えば、６５度）以上であるか、また車両速度が所定速度（例えば、１５ｋｍ／ｈ）以上となったことを１度以上検出しているか、また現在の車両速度が所定速度（例えば、０ｋｍ／ｈ）以下であるか、またブレーキペダルは踏み込まれているか、またアクセルペダルの踏み込み量が所定値（例えば、踏み込み量なし）以下であるか等、運転者の減速、停車動作を判断する様々な情報を総合して自動停止要件の成立可否を行うようにしている。
【００２７】
この自動停止要件が成立している場合は、Ｓ１０３の判定はＹｅｓ判定となるので、Ｓ１０４に進んで自動停止制御を実施すると共に自動停止実施フラグを１にしてＳ１０５に進む。Ｓ１０４で自動停止制御が実施されると、燃料噴射弁１２への駆動信号を停止してエンジン１への燃料供給を停止すると共に、スロットル弁の制御量を制限する。さらに、クラッチを開放してエンジン１と変速機との連結状態を解除する等の自動停止制御が実施される。自動停止制御でのスロットル弁６の制御量を制限し、エンジン１とクラッチとの係合状態を解除することで、自動停止制御後のエンジン１の回転速度Ｎｅの回転変動を抑制できるので、エンジン１の回転速度Ｎｅは、一律の割合で低下させることができる。一方、Ｓ１０３でＮｏ判定の時は、例えば車両速度が所定速度以上になったことを１度も検出していない等で自動停止要件の一条件以上が成立していないのでリターンされる。
【００２８】
Ｓ１０５に進むと、次は再始動要件の成立可否判定を行う。この再始動要件は、例えば、ブレーキペダルの踏み込み量が所定値（例えば、踏み込み量なし）以下であるか、またアクセルペダルが所定値（例えば、踏み込み量なしに対し１割以上の踏み込み量）以上であるか等、運転者の発進意思を判断する様々な情報や、吸気温センサ３等のエンジン１に設けているセンサ等に電力を供給するバッテリ２１の状態等を総合して、再始動要件の成立可否判定を行うようにしている。
【００２９】
Ｓ１０５において、Ｙｅｓ判定の時は、再始動要件が成立しているので、Ｓ１０６に進み、後述する再始動制御手段を実行するとともに、回転速度演算手段によって演算された、再始動要件成立時のエンジン１の回転速度Ｎｅを再始動要求ＮｅｒｅｑとしてＥＣＵ２２内のＲＡＭ２２Ｄに格納する。この再始動要求Ｎｅｒｅｑは、後述する再始動制御手段の実行が終了するまではＲＡＭ２２Ｄに格納され、再始動制御手段の実行が終了するとＲＡＭ２２Ｄから消去される。一方、Ｓ１０５でＮｏ判定の時は、ブレーキペダルが踏み込まれている等、再始動要件の一つ以上の条件が成立しておらず、エンジン１の自動停止状態を継続するためリターンされる。
【００３０】
上述のように、エンジン１の自動停止と再始動が実施される。次に、Ｓ１０６で実行する再始動制御手段について説明する。本発明の実施の形態１に係る再始動制御手段は、図３に示すブロック図の流れで再始動制御が実行される。まず、上述のＳ１０５において再始動要件が成立したときの再始動要求Ｎｅｒｅｑに応じて、再始動制御動作判定を実施する。この再始動制御動作判定に関しては後述する。この再始動制御動作判定に応じて、燃料供給の再開のみを行って再始動制御完了判定を行う「再始動制御手段１（再始動制御プログラム１）」と、スタータモータ駆動と、ピニオンギア押し出し条件判定と、ピニオンギア押し出しを行い、燃料供給を再開して再始動制御完了判定を行う「再始動制御手段２（再始動制御プログラム２）」と、ピニオンギア押し出しと、スタータモータの待ち時間の調整（スタータモータ待ち時間調整手段）と、スタータモータ駆動を行い、燃料供給を再開して再始動完了判定を行う「再始動制御手段３（再始動制御プログラム３）」に分けられる。次に再始動制御手段について説明する。再始動制御手段のフローチャートを図４に示す。
【００３１】
まず、Ｓ２０１で再始動要求フラグの判定を行う。図４に示す再始動制御手段は、再始動要件が成立して初めて実行されるので、初回実行時には再始動要求フラグは成立していない。２回目以降の実行では後述するＳ２０２で再始動要求フラグが成立する。再始動制御手段の初回実行時ではＳ２０１の判定はＹｅｓ判定であるので、Ｓ２０２に進む。一方、２回目以降の実行時は再始動要求フラグが成立しているので、Ｎｏ判定となり、後述するＳ２０８に進む。
【００３２】
Ｓ２０２に進むと、前述したように初回の再始動制御を実行するので、再始動要求フラグが１になると共に、自動停止実施フラグを０（ゼロ）にしてＳ２０３に進み、Ｓ２０３、Ｓ２０４で再始動要求Ｎｅｒｅｑと所定回転速度Ｎｅ１とＮｅ２との比較を行う。このＳ２０３、Ｓ２０４で行う判定が図３のブロック図で言う再始動制御動作判定に相当する。Ｓ２０３に進むと、ＥＣＵ２２内のＲＡＭ２２Ｄから再始動要件成立時のエンジン１の回転速度Ｎｅを格納した再始動要求Ｎｅｒｅｑを読み込んで、第１の所定回転速度Ｎｅ１との比較を行う。
【００３３】
エンジン１の自動停止要件が成立すると、様々な自動停止制御が実行されてエンジン１は惰性回転しながらエンジン１の回転速度Ｎｅは徐々に低下していく。しかし、エンジン１が停止するまでの期間の全てでスタータ１５が駆動して再始動する必要があるかというとそうではなく、燃料噴射弁１２からエンジン１へ燃料供給を再開するだけでエンジン１の再始動が可能な下限の回転速度Ｎｅがある。つまり、その下限の回転速度になるまでに再始動要件が成立した場合は一般的な燃料カットからの復帰と同様になり、スタータ１５を駆動させる必要がないので、スタータ１５の駆動判定としてその下限の回転速度を第１の所定回転速度Ｎｅ１とし、Ｓ２０３で再始動時要求Ｎｅｒｅｑと第１の所定回転速度Ｎｅ１とを比較する。この第１の所定回転速度Ｎｅ１は、例えば５５０ｒ／ｍｉｎに設定されており、ＥＣＵ２２内のＲＯＭ２２Ｃに予め格納されている。
【００３４】
Ｓ２０３でＹｅｓ判定の時は、再始動要求Ｎｅｒｅｑが第１の所定回転速度Ｎｅ１以上、つまり燃料噴射弁１２からの燃料供給のみでエンジン１が再始動可能であり、スタータ１５を駆動させる必要がないので図３で言うと再始動制御手段１となってＳ２０７に進む。Ｓ２０３でＮｏ判定の時は、燃料噴射弁１２からの燃料供給だけではエンジン１の再始動が困難な回転速度での再始動要件成立になるので、Ｓ２０４に進む。
【００３５】
Ｓ２０７に進むと、燃料噴射弁１２からエンジン１への燃料供給を再開して、一旦再始動制御手段を終了してリターンする。また、Ｓ２０４に進んだ場合は、再始動要求Ｎｅｒｅｑと第２の所定回転速度Ｎｅ２を比較する。
【００３６】
エンジン１の回転速度Ｎｅが第１の所定回転速度Ｎｅ１より小さくなると、燃料噴射弁１２からの燃料供給のみではエンジン１の再始動が困難になるので、エンジン１の再始動にはスタータ１５の補助が必要になる。しかし、スタータモータ駆動装置２０によるスタータモータ１９の駆動なしで、ピニオン押し出し装置１８によりピニオンギア１７を押し出しても、クランク軸に連結されたリングギア１６の回転速度（エンジン１の回転速度Ｎｅと同義になるので、以下はエンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）と称す）とピニオンギア１７の回転速度Ｎｍとの回転速度差（Ｎｅ−Ｎｍ）が大きく、ピニオンギア１７とリングギア１６は噛み合うことが困難である。そこで、再始動要件成立時に、まずスタータモータ駆動装置２０によりスタータモータ１９を駆動させて、ピニオンギア１７を回転駆動させた後、ピニオン押し出し装置１８によりピニオンギア１７を押し出す。この動作によって、ピニオンギア１７の回転速度Ｎｍとエンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）との回転速度差を小さくすることができてリングギア１６と噛み合うことが可能になる。つまり、スタータモータ１９の駆動、ピニオンギア１７の押し出しの順番でスタータ１５を動作することができる下限の回転速度を第２の所定回転速度Ｎｅ２としている。この第２の所定回転速度Ｎｅ２は、例えば２５０ｒ／ｍｉｎに設定され、ＥＣＵ２２内のＲＯＭ２２Ｃに予め格納されている。
【００３７】
Ｓ２０４で再始動要求Ｎｅｒｅｑと第２の所定回転速度Ｎｅ２とを比較して、Ｙｅｓ判定の時は、スタータモータ駆動装置２０によりスタータモータ１９を駆動させて、ピニオン押し出し装置１８によりピニオンギア１７を押し出してエンジン１の再始動を補助するためＳ２０６に進む。一方、Ｓ２０４でＮｏ判定の時は、ピニオンギア１７を押し出した後、スタータモータ１９を駆動させてエンジン１の再始動を補助するためＳ２０５に進む。Ｓ２０６に進む場合は、図３で言うと再始動制御手段２となり、Ｓ２０５に進む場合は、図３で言うと再始動制御手段３となる。
【００３８】
Ｓ２０５に進むと、ピニオンギア１７をピニオン押し出し装置１８によって押し出して、一旦再始動制御手段を終了してリターンする。また、Ｓ２０６に進んだ場合はスタータモータ駆動装置２０によってスタータモータ１９を駆動させ、ピニオンギア１７の回転駆動が開始されて、一旦再始動制御手段を終了してリターンする。
【００３９】
２回目の再始動制御手段が実行されると、再始動制御手段の実施中であり、再始動要求フラグが成立しているので、Ｓ２０１でＮｏ判定となり、Ｓ２０８に進む。Ｓ２０８に進むと、燃料供給を実施したかの判定を行う。Ｓ２０８でＹｅｓ判定の場合は前述したＳ２０７や後述するＳ２１４での燃料供給が再開されているので、Ｓ２０９に進んで再始動が完了したかの判定を行う。一方、Ｓ２０８でＮｏ判定の場合は、未だ燃料供給が再開できない状態であるので、Ｓ２１１に進む。
【００４０】
Ｓ２０９に進むと再始動が完了したかの判定行う。この判定は、例えばエンジン１の回転速度Ｎｅが所定回転速度以上になっていると判定した場合にＹｅｓ判定となる。この所定回転速度は、再始動要求Ｎｅｒｅｑに応じて、別々の値がＥＣＵ２２内のＲＯＭ２２Ｃに格納されており、再始動要求Ｎｅｒｅｑが第１の所定回転速度Ｎｅ１以上の時は、例えば８５０ｒ／ｍｉｎ、再始動要求Ｎｅｒｅｑが第１の所定回転速度Ｎｅ１より低い時は、例えば５００ｒ／ｍｉｎに設定されている。
【００４１】
Ｓ２０９において、Ｙｅｓ判定の場合は、エンジン１の再始動が完了判定、例えばエンジン１の回転速度Ｎｅが前述の所定回転速度以上になっているので、Ｓ２１０に進んで再始動制御を終了する。この再始動制御の終了は、再始動要求Ｎｅｒｅｑが第１の所定回転速度Ｎｅ１以上の時は、スタータ１５は未駆動であるためスタータ１５の駆動停止動作はないが、スロットル弁６の制御量を通常制御量にする。また、クラッチを開放状態から係合状態に移行する等の自動停止再始動中に実行していた様々な制御を終了する。また、再始動要求Ｎｅｒｅｑが第１の所定回転速度Ｎｅ１より低い時は、スタータ１５が駆動して再始動制御手段を実行しているので、ピニオン押し出し装置１８によるピニオンギア１７の押し出しを終了すると共に、スタータモータ駆動装置２０によるスタータモータ１９の駆動を終了する。また、スロットル弁６の制御量を通常制御量にする。また、クラッチを開放状態から係合状態に移行する等の自動停止再始動中に実行していた様々な制御を終了する。そして、再始動要求フラグを０にして、再始動制御手段が終了しリターンされる。
【００４２】
Ｓ２０９でＮｏ判定の時は、エンジン１の再始動が未だ完了していない、例えばエンジン１の回転速度Ｎｅが所定回転速度以上になっていないので、リターンされる。
【００４３】
Ｓ２０８でＮｏ判定となりＳ２１１に進んだ場合は、スタータモータ１９が駆動中か否かの判定を行う。この判定はＳ２０４で再始動要求Ｎｅｒｅｑと第２の所定回転速度Ｎｅ２の比較結果を受けての判定であり、Ｙｅｓ判定つまりスタータモータ１９が駆動している場合にはＳ２１２に進み、Ｎｏ判定つまりピニオンギア１７が押し出されている場合はＳ２１５に進む。このＳ２１１の判定は、再始動制御手段の初回実行時にＳ２０４で行う判定と同義になるので、再始動要求Ｎｅｒｅｑと第２の所定回転速度Ｎｅ２との比較判定にしても何ら問題はない。
【００４４】
Ｓ２１１がＹｅｓ判定でＳ２１２に進んだ場合は、スタータモータ駆動装置２０によりスタータモータ１９が駆動されてピニオンギア１７が回転駆動を開始しているので、次はピニオン押し出し条件の成立可否判定を行う。エンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）はスロットル弁６の制御量を制限する等の自動停止制御実行により惰性低下中のエンジン１の回転変動が抑制されながら時間経過と共に低下していく。一方、リングギア１６と噛み合っていないピニオンギア１７の回転速度Ｎｍは、図５に示すスタータモータ駆動装置２０によるスタータモータ１９の駆動時間とピニオンギア１７の回転速度Ｎｍの関係があるので、時間経過と共に上昇していく。図５のスタータモータ駆動時間とピニオンギア１７の回転速度Ｎｍとの関係（スタータモータ駆動特性）は、ＥＣＵ２２内のＲＯＭ２２Ｃに予め実験等によって求めて格納されているので、ピニオンギア１７の回転速度Ｎｍはスタータモータ１９の駆動時間を計測することで知ることができる。従って、エンジン１の回転速度Ｎｅとピニオンギア１７の回転速度Ｎｍとの回転速度差（Ｎｅ−Ｎｍ）は、スタータモータ１９の駆動時間を用いることで算出することができる。
【００４５】
つまり、スタータモータ１９の駆動時間が所定時間後には、エンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）とピニオンギア１７の回転速度Ｎｍとの回転速度差がリングギア１６とピニオンギア１７が噛み合い回転速度差になっていることになり、ピニオン押し出し装置１８によりピニオンギア１７を押し出すことができるから、スタータモータ１９の駆動時間が所定時間経過したか否かをピニオン押し出し条件としてＳ２１２で判定する。
【００４６】
Ｓ２１２でＹｅｓ判定つまり、スタータモータ１９の駆動時間が所定時間経過している場合は、エンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）とピニオンギア１７の回転速度Ｎｍとの回転速度差が噛み合い回転速度差になっていることになるのでＳ２１３に進み、Ｎｏ判定の場合はスタータモータ１９の駆動時間が所定時間経過していない、つまりエンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）とピニオンギア１７の回転速度Ｎｍとの回転速度差が噛み合い回転速度差になっていないので、一旦再始動制御手段を終了してリターンする。
【００４７】
Ｓ２１３に進むと、ピニオン押し出し装置１８によりピニオンギア１７を押し出して、Ｓ２１４に進み、燃料噴射弁１２からエンジン１の燃焼室へ燃料供給を再開して、一旦再始動制御手段を終了してリターンする。
【００４８】
また、Ｓ２１１でＮｏ判定の場合はＳ２１５に進む。Ｓ２１５に進んだ場合は、再始動要求Ｎｅｒｅｑは第２の所定回転速度Ｎｅ２より小さく、ピニオンギア１７はピニオン押し出し装置１８により押し出し中、かつスタータモータ１９が駆動していないので回転駆動していない。また、ピニオンギア１７が回転駆動していないため、エンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）との回転速度差が大きく、リングギア１６とピニオンギア１７の噛み合いが困難である。そこで、ピニオンギア１７の押し出し中にスタータモータ１９を駆動してピニオンギア１７を回転駆動させて、リングギア１６とピニオンギア１７を噛み合わせるためのスタータモータ待ち時間調整手段（スタータモータ待ち時間調整プログラム）がＳ２１５で実行される。
【００４９】
ここで、Ｓ２１５で実行されるスタータモータ待ち時間調整手段について説明する。ピニオンギア１７が押し出されてリングギア１６と噛み合うまでは、ピニオンギア１７の停止位置とリングギア１６との間に距離があるので噛み合い完了時間Ｔｅ、例えば０．０６ｓｅｃ程度の時間を要する。また、スタータモータ駆動装置２０によりスタータモータ１９が駆動を開始してもピニオンギア１７が回転駆動するまでは無効時間Ｔｄ、例えば０．０１ｓｅｃ程度の時間を要する。この無効時間Ｔｄから噛み合い完了時間Ｔｅまでに、スタータモータ１９の駆動によるピニオンギア１７の回転速度Ｎｍとエンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）との回転速度差が噛み合い回転速度差になれば、ピニオンギア１７の押し出し中にスタータモータ１９を駆動させながらリングギア１６とピニオンギア１７を噛み合わせることが可能であるので、ピニオンギア１７の押し出し後からスタータモータ１９の駆動までの待ち時間を設定する。そのスタータモータ待ち時間調整手段の動作は図６のようになる。この図６は、左側のグラフが図７、右側のグラフが図５をそれぞれ示す。スタータモータ駆動待ち時間は、図６に示すように、噛み合い完了時間Ｔｅと再始動要求時のエンジン回転速度Ｎｅｒｅｑと無効時間Ｔｄ等のパラメータを用いて算出する。
【００５０】
まず、噛み合い完了時間Ｔｅと再始動要求Ｎｅｒｅｑから噛み合い完了時間後のエンジン１の回転速度Ｎｅを求める。第２の所定回転速度Ｎｅ２より小さい回転速度からエンジン１が停止するまでに要する時間は実験等によって求めた図７に示すような、内燃機関の回転速度低下特性の関係があり、予めＥＣＵ２２内のＲＯＭ２２Ｃに格納されている。図６の左側に示すように、再始動要求Ｎｅｒｅｑと図７の関係と噛み合い完了時間Ｔｅを用いれば、再始動要求Ｎｅｒｅｑに対応する時間を基準時間とする噛み合い完了時間Ｔｅ後のエンジン１の回転速度Ｎｅが算出できる。
【００５１】
また、噛み合い完了時間Ｔｅまでのピニオンギア１７の回転速度Ｎｍは図５に示すスタータモータ１９の駆動時間とピニオンギア１７の回転速度Ｎｍとの関係があるので、スタータモータ１９の駆動時間でピニオンギア１７の回転速度Ｎｍが算出できる。逆を言うと、図６の右側に示すように、ピニオンギア１７の回転速度Ｎｍを噛み合いに必要な回転速度まで到達するのに必要な時間も算出できる。また、無効時間Ｔｄは図５から算出される。前述したように図５の関係もＥＣＵ２２内のＲＯＭ２２Ｃに予め格納されている。
【００５２】
従って、再始動要件成立時（再始動要求Ｎｅｒｅｑに対応する時間）を基準時間として図７からピニオンギア１７の押し出し後から噛み合い完了時間Ｔｅまでのエンジン１の回転速度Ｎｅ（Ｔｅ）を算出する。このエンジン１の回転速度Ｎｅ（Ｔｅ）と図５の関係を用いると、再始動要件成立後にピニオンギア１７の押し出しとスタータモータ１９の駆動を実行した場合に、ピニオンギア１７がエンジン１の回転速度Ｎｅ（Ｔｅ）に到達するまでのスタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）が算出できる。
【００５３】
このスタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）が噛み合い完了時間Ｔｅ以下の値であれば、ピニオンギア１７の押し出し中、もしくは同時にスタータモータ１９を駆動させることでリングギア１６とピニオンギア１７を噛み合わせることができる。しかし、図５に示すように、スタータモータ１９を駆動させてもピニオンギア１７が回転駆動できない無効時間Ｔｄがあり、スタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）がこの無効時間Ｔｄ以下の場合は再始動要件成立時の再始動要求Ｎｅｒｅｑが充分低く、スタータモータ１９を駆動させなくても噛み合うことが可能である。また、スタータモータ１９を駆動させた場合、ピニオンギア１７の回転速度Ｎｍがエンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）を越えた状態で噛み合わせる可能性があるので、スタータモータ１９の駆動を許可しないようにする。このような演算及び判定をＳ２１５で行う。
【００５４】
Ｓ２１５でスタータモータ待ち時間調整手段が実行されると、まず図８のＳ３０１でスタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）の計算実施可否を判定する。このスタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）は後述するＳ３０３、Ｓ３０４に従って算出されるので、スタータモータ待ち時間調整手段の１回目のルーチンでは当然未計算であり、Ｙｅｓ判定となってＳ３０２に進み、２回目以降の実行時はスタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）が計算されているので、後述するＳ３０５に進む。
【００５５】
Ｓ３０２に進むと、予めＥＣＵ２２内のＲＯＭ２２Ｃに格納されている噛み合い完了時間Ｔｅ、無効時間Ｔｄと、ＲＡＭ２２Ｄに格納されている再始動要求Ｎｅｒｅｑを読み込み、Ｓ３０３に進む。
【００５６】
次に、Ｓ３０３に進むと、読み込んだ再始動要求Ｎｅｒｅｑに対応する時間を基準時間として、噛み合い完了時間Ｔｅ後のエンジン１の回転速度Ｎｅ（Ｔｅ）を、図６の左側の関係（図７の関係）を用いて算出して、Ｓ３０４に進む。
【００５７】
次に、Ｓ３０４に進むと、図６の右側の関係（図５の関係）を用いて、再始動要求Ｎｅｒｅｑが、噛み合い完了時間Ｔｅ後のエンジン１の回転速度Ｎｅ（Ｔｅ）に到達するまでに必要な時間であるスタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）を算出して、Ｓ３０５に進む。
【００５８】
そして、Ｓ３０５に進むと、スタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）がＳ３０２で読み込んだ噛み合い完了時間Ｔｅと無効時間Ｔｄの間にあるかの判定を行う。スタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）が噛み合い完了時間Ｔｅと無効時間Ｔｄの間にあれば、ピニオンギア１７の押し出し中にスタータモータ１９を駆動させることで、リングギア１６とピニオンギア１７が噛み合わせることができる。Ｓ３０５でＹｅｓ判定の場合はＳ３０６へ進み、Ｎｏ判定の時はＳ３０７に進む。
【００５９】
Ｓ３０６に進むと、噛み合い完了時間Ｔｅとスタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）との時間差（Ｔｅ−Ｔｍ（Ｎｅ））を計算し、その時間差が経過したかの判定を行う。この噛み合い完了時間Ｔｅとスタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）との時間差がスタータモータ１９の駆動待ち時間になる。Ｓ３０６でＹｅｓ判定ならば、スタータモータ１９の駆動待ち時間経過となるので、再始動制御手段のＳ２１６に進みスタータモータ１９をスタータモータ駆動装置２０により駆動させて、Ｓ２１４に進み燃料噴射弁１２からの燃料供給を再開して、再始動制御手段を一旦終了する。Ｓ３０６でＮｏ判定の時は、スタータモータ１９の駆動待ち時間を経過していないので、スタータモータ待ち時間調整手段を一旦終了すると共に再始動制御手段を一旦終了してリターンする。
【００６０】
一方、Ｓ３０５でＮｏ判定の時は、再始動要求Ｎｅｒｅｑが低くエンジン１の回転速度Ｎｅが充分低下してエンジン１の回転が停止に近い状態でリングギア１６とピニオンギア１７を噛み合わせることになりスタータモータ１９を駆動しても即噛み合い完了になるうえ、スタータモータ１９を駆動させた場合、ピニオンギア１７の回転速度Ｎｍがエンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）を越えた状態で噛み合わせることになって噛み合いが失敗する可能性が高くなる。そこで、Ｓ３０７においてスタータモータ１９の駆動を、噛み合い完了時間Ｔｅ以上経過するまで禁止するため、ピニオンギア１７が押し出されてからの時間が噛み合い完了時間Ｔｅ以上経過しているかの判定を行う。この場合、噛み合い完了時間Ｔｅがスタータモータ１９の駆動待ち時間になる。
【００６１】
Ｓ３０７に進むと、ピニオンギア１７の押し出し開始からの時間が噛み合い完了時間Ｔｅ以上が経過したかの判定を行い、ピニオンギア１７の押し出し開始からの時間が噛み合い完了時間Ｔｅ以上経過している場合はＹｅｓ判定となり、ピニオンギア１７とリングギア１６の噛み合いが完了していると判断して、再始動制御手段のＳ２１６に進みスタータモータ１９をスタータモータ駆動装置２０により駆動させて、Ｓ２１４に進み燃料噴射弁１２からの燃料供給を再開し再始動制御手段を一旦終了してリターンする。Ｓ３０７でＮｏ判定の場合は、ピニオンギア１７の押し出し開始からの時間が噛み合い完了時間Ｔｅだけ経過しておらず、ピニオンギア１７とリングギア１６の噛み合いが完了していないと判断して一旦再始動制御手段を終了する。
【００６２】
以上、本実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置において、自動停止制御から再始動制御までの動作を図９から図１２までのタイミングチャートを用いて説明する。図９は自動停止制御開始から再始動制御終了までのタイミングチャートであって、自動停止実施フラグ（Ａ）、再始動要求フラグ（Ｂ）、ピニオン押し出しフラグ（Ｃ）、スタータモータ駆動フラグ（Ｄ）、クラッチ係合状態（Ｅ）、内燃機関回転速度Ｎｅ（Ｆ）、スロットル弁制御量（Ｇ）をそれぞれ示している。尚、内燃機関回転速度Ｎｅ（Ｆ）において、実線は再始動制御手段を実行する場合の回転速度、一点鎖線は再始動制御手段を実行しない場合の回転速度を示している。
【００６３】
図９から図１２までにおける再始動要件が成立しない場合の自動停止時のエンジン１の回転速度Ｎｅの挙動について最初に説明する。時刻Ｔ１で自動停止要件が成立すると、燃料噴射弁１２からの燃料供給が停止されるとともに、スロットル弁制御量（Ｇ）が所定制限量ＴＨ＿ｌｉｍに制限される。また、クラッチ係合状態（Ｅ）を開放動作する等の自動停止制御を実施し、自動停止実施フラグ（Ａ）が１にセットされる。スロットル弁制御量（Ｇ）を制限すること、またクラッチ係合状態（Ｅ）を開放動作することでエンジン１の回転速度Ｎｅの回転変動が抑制され、エンジン１の回転速度Ｎｅは一律の割合で低下していく。そして、時刻Ｔ２以降でエンジン１の回転速度Ｎｅは第１の所定回転速度Ｎｅ１以下になり、時刻Ｔ３以降でエンジン１の回転速度Ｎｅは第２の所定回転速度Ｎｅ２以下になる。そして、時刻Ｔ４でエンジン１は完全停止する。
【００６４】
前述のようなエンジン１の回転速度Ｎｅの挙動に対して、まず図９、図１０でスタータモータ待ち時間調整手段が動作する場合、図３で言うと再始動制御手段３について説明する。まず、時刻Ｔ１で自動停止要件が成立すると燃料噴射弁１２からの燃料供給が停止されるとともに、スロットル弁制御量（Ｇ）が所定制限量ＴＨ＿ｌｉｍに制限され、またクラッチ係合状態（Ｅ）を開放動作する等の自動停止制御を実施し、自動停止実施フラグ（Ａ）が１にセットされる。
【００６５】
時刻Ｔ２、時刻Ｔ３になっても再始動要件が成立しないので自動停止制御が継続されて、時刻Ｔ５で再始動要件が成立する。時刻Ｔ５で運転者がブレーキペダルを離してアクセルペダルを踏む等により再始動要件が成立すると、エンジン１の回転速度Ｎｅ（Ｆ）は第１の所定回転速度Ｎｅ１、第２の所定回転速度Ｎｅ２よりも低いので、ピニオン押し出しフラグ（Ｃ）が１になりピニオンギア１７を押し出し始めると同時に、スタータモータ待ち時間調整手段によって噛み合い完了時間Ｔｅまでの時間内にスタータモータ１９を駆動するか否かの判定が実行される。
【００６６】
まず、図９の場合は、噛み合い完了時間Ｔｅまでにスタータモータ１９を駆動する場合の挙動であり、時刻Ｔ６でスターモータ駆動フラグ（Ｄ）が１になると共にスタータモータ１９の駆動を開始し、燃料供給も再開する。そして、ピニオンギア１７とリングギア１６が時刻Ｔ７で噛み合い、エンジン１がスタータ１５によって加速され、燃料供給も再開しているので、エンジン１の燃焼が再開して、エンジン１の回転速度Ｎｅが上昇して、時刻Ｔ８で再始動が完了する。
【００６７】
時刻Ｔ８で再始動完了判定になると、再始動制御手段を終了して、ピニオン押し出しフラグ（Ｃ）と、スタータモータ駆動フラグ（Ｄ）が０（ゼロ）になり、スタータ１５の駆動を停止すると共に、スロットル弁制御量（Ｇ）は通常の制御量へ、またクラッチを係合動作する（図９（Ｅ））等の通常動作に移行して、再始動要求フラグ（Ｂ）を０（ゼロ）にする。
【００６８】
次に、図９と異なり、再始動要件成立時のエンジン１の回転速度Ｎｅが低い場合の図１０について説明する。図１０は、スタータモータ待ち時間調整手段の判定において、スタータ駆動待ち時間が噛み合い完了時間Ｔｅ以上もしくは無効時間Ｔｄ以下となった場合は噛み合い完了時間Ｔｅまでスタータモータ１９は駆動せず、噛み合い完了時間Ｔｅ経過後にスタータモータ１９を駆動して再始動制御を行ったときのタイミングチャートである。時刻Ｔ５で再始動要件が成立して自動停止実施フラグ（Ａ）が０になり、再始動要求フラグ（Ｂ）とピニオン押し出しフラグ（Ｃ）が１となり再始動制御が始まるが、スタータモータ待ち時間調整手段での結果がスタータモータ１９を駆動しないという結果となるので、スタータモータ１９の駆動は噛み合い完了時間Ｔｅ経過後に駆動することになる。
【００６９】
時刻Ｔ６でピニオン押し出しから噛み合い完了時間Ｔｅが経過するので、噛み合いが完了していると判断し、スタータモータ１９を駆動してエンジン１を加速すると共に燃料供給を再開する。その後、エンジン１の回転速度Ｎｅの上昇と燃料供給の再開によってエンジン１の燃焼が再開し、時刻Ｔ７で再始動が完了する。
【００７０】
時刻Ｔ７で再始動が完了すると、再始動制御手段を終了して、ピニオン押し出しフラグ（Ｃ）と、スタータモータ駆動フラグ（Ｄ）が０になり、スロットル弁制御量（Ｇ）は通常の制御量へ、またクラッチを係合動作する（図１０（Ｅ））等の通常動作に移行して、再始動要求フラグ（Ｂ）を０にする。
【００７１】
次に、スタータ１５が駆動しなくても再始動が完了する再始動制御手段１について説明する。タイミングチャートは図１１に示すようになる。時刻Ｔ１で自動停止要件が成立すると、燃料噴射弁１２からの燃料供給が停止されるとともに、スロットル弁制御量（Ｇ）を所定制限量ＴＨ＿ｌｉｍに制限され、またクラッチ係合状態（Ｅ）を開放動作する等の自動停止制御を実施し、自動停止実施フラグ（Ａ）が１にセットされる。
【００７２】
図１１において、エンジン１の回転速度Ｎｅ（Ｆ）が時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間の時刻Ｔ５で運転者がブレーキペダルを離してアクセルペダルを踏む等により再始動要件が成立すると、第１の所定回転速度Ｎｅ１以上のエンジン１の回転速度Ｎｅであるので、スタータ１５が駆動する必要がないので、燃料噴射弁１２からの燃料供給が再開されるとともにスロットル弁制御量（Ｇ）が再始動時の開度に設定される。また、自動停止実施フラグ（Ａ）が０になり、再始動要求フラグ（Ｂ）が１にセットされる。
【００７３】
燃料噴射弁１２からの燃料供給が再開されたことで、エンジン１の燃焼が再開してエンジン１の回転速度Ｎｅが上昇に転じて時刻がＴ６になると、再始動完了と判断して再始動制御手段を終了して、スロットル弁制御量（Ｇ）を通常制御に応じた制御量に切り替えると共に、クラッチを係合動作する（Ｅ）等の通常動作に移行して、再始動要求フラグ（Ｂ）を０にする。また、再始動要求Ｎｅｒｅｑが第１の所定回転速度Ｎｅ１以上であるので、スタータ１５を駆動させることがなく、ピニオン押し出しフラグ（Ｃ）とスタータモータ駆動フラグ（Ｄ）は０のままとなる。
【００７４】
次に、図１２について説明する。図１２は、本実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置における再始動要件成立時のエンジン１の回転速度Ｎｅが高く、スタータモータ１９の駆動後、ピニオンギア１７を押し出す再始動制御手段２によって再始動制御を行う場合のタイミングチャートである。
【００７５】
図１２において、時刻Ｔ１で自動停止要件が成立すると、燃料噴射弁１２からの燃料供給が停止されるとともに、スロットル弁制御量（Ｇ）を所定制限量ＴＨ＿ｌｉｍに制限され、またクラッチ係合状態（Ｅ）を開放動作する等の自動停止制御を実施し、自動停止実施フラグ（Ａ）が１にセットされる。
【００７６】
次に、時刻Ｔ２の第１の所定回転速度Ｎｅ１までエンジン１の回転速度が低下しても再始動要件は成立していなので自動停止制御を継続する。時刻Ｔ５で再始動要件が成立すると、再始動要求フラグ（Ｂ）が１にセットされると共に、再始動要件成立時の再始動要求Ｎｅｒｅｑが第１の所定回転速度Ｎｅ１より低く、第２の所定回転速度Ｎｅ２以上の判定となるので、スタータモータ駆動フラグ（Ｄ）が１になり、スタータモータ１９が駆動してピニオンギア１７が回転駆動し始める（図１２（Ｆ）の破線参照）。
【００７７】
そして、時刻Ｔ６でピニオンギア１７の回転速度Ｎｍとエンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）との回転速度差が噛み合い回転速度差になったので、ピニオン押し出し条件が成立しピニオン押し出しフラグ（Ｃ）が１にセットされ、ピニオンギア１７が押し出されると共に、燃料噴射弁１２からの燃料供給が再開される。そして、時刻Ｔ７でリングギア１６とピニオンギア１７が噛み合い、スタータ１５でのエンジン１の加速が開始されることと、燃料噴射弁１２からの燃料供給の開始によりエンジン１の燃焼が再開されたことで、エンジン１の回転速度Ｎｅは上昇していき、時刻Ｔ８で再始動完了となる（図１２（Ｆ））。
【００７８】
時刻Ｔ８で再始動完了となると、再始動制御手段を終了して、ピニオン押し出しフラグ（Ｃ）と、スタータモータ駆動フラグ（Ｄ）が０になり、スタータ１５の駆動を停止すると共に、スロットル弁制御量（Ｇ）は通常の制御量へ、またクラッチを係合動作する（図１２（Ｅ））等の通常動作に移行して、再始動要求フラグ（Ｂ）を０にする。
【００７９】
以上、本発明の実施の形態１に係る内燃機関の自動停止再始動装置によれば、リングギア１６とピニオンギア１７の回転速度の検出するセンサ等を設けることがなくても、再始動要件成立に応じてリングギア１６とピニオンギア１７を確実に噛み合わせることができて速やかに再始動制御を行うことができるので、スタータ１５の制御手段を複雑にすることがない。また、図５に示すような直巻きコイルのスタータモータ駆動特性を用いることで、スタータ１５の装置構造が簡易に出来ると共にスタータ１５の重量やコストの増大を抑制することができる。
【００８０】
また、再始動要件成立時のエンジン１の回転速度Ｎｅが低い場合、つまりピニオンギア１７の回転速度Ｎｍがエンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）を超える可能性が高い再始動要件では、スタータモータ待ち時間調整手段によりピニオンギア１７とリングギア１６の噛み合い完了時間Ｔｅまでスタータモータ１９を駆動させないので、ピニオンギア１７とリングギア１６の噛み合いが失敗することはなく内燃機関の再始動を行うことができる。
【００８１】
さらに、エンジン１の自動停止中のスロットル弁６の制御量を制限するので、自動停止後のエンジン１の回転変動を抑制することができ、ピニオンギア１７とリングギア１６を確実に噛み合わせることができるので、速やかに再始動を行うことができる。
【００８２】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る内燃機関の自動停止再始動装置について図１３から図１６までを参照しながら説明する。なお、この発明の実施の形態２に係る内燃機関の自動停止再始動装置の構成は、上記の実施の形態１と同じである。
【００８３】
この実施の形態２のシステム構成図、内燃機関の自動停止再始動装置の制御フローチャート、再始動制御手段のブロック図及び制御フローチャートは、上記の実施の形態１と異なる点はなく、相違点はスタータモータ待ち時間調整手段（スタータモータ待ち時間調整プログラム）だけであるので、実施の形態１と同様の箇所の説明は省略して相違箇所のみ説明する。
【００８４】
この実施の形態２におけるスタータモータ待ち時間調整手段の動作は図１３に示すようになり、実施の形態１に対して、バッテリ電圧の変動を考慮してスタータモータの駆動待ち時間を設定するようにしており、詳細は図１４のフローチャートを参照しながら説明する。なお、図１３は、図６と同様に、左側のグラフが図７、右側のグラフが図５をそれぞれ示す。
【００８５】
まず、スタータモータ待ち時間調整手段が実行されると、Ｓ４０１でスタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）の計算実施可否を判定する。このスタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）は後述する順序に沿って計算され、スタータモータ待ち時間調整手段の１回目のルーチンでは当然未計算であるので、Ｙｅｓ判定となりＳ４０２に進み、２回目以降の実行時はスタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）が計算されているので、後述するＳ４０７に進む。
【００８６】
Ｓ４０２に進むと、予めＥＣＵ２２内のＲＯＭ２２Ｃに格納されている、噛み合い完了時間Ｔｅ、無効時間Ｔｄと、ＲＡＭ２２Ｄに格納されている再始動要求Ｎｅｒｅｑを読み込み、Ｓ４０３に進む。
【００８７】
次に、Ｓ４０３に進むと、読み込んだ再始動要求Ｎｅｒｅｑに対応する時間を基準時間として、噛み合い完了時間Ｔｅ後のエンジン１の回転速度Ｎｅ（Ｔｅ）を図１３の左側の関係（図７の関係）から算出して、Ｓ４０４に進む。
【００８８】
次に、Ｓ４０４に進むと、図１３の右側の関係（図５の関係）を用いて、再始動要求Ｎｅｒｅｑが、噛み合い完了時間Ｔｅ後のエンジン１の回転速度Ｎｅ（Ｔｅ）に到達するまでに必要な時間であるスタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）を算出して、Ｓ４０５に進む。
【００８９】
そして、Ｓ４０５に進んで、今度はバッテリ２１の電圧最小値ＶＢ＿ｍｉｎを読み込む。このバッテリ２１の電圧最小値ＶＢ＿ｍｉｎは、キーオン始動やその他自動停止再始動時でスタータ１５が動作した時のバッテリ２１の電圧が大きく変化した時のバッテリ２１の電圧値の最小値であり、ＥＣＵ２２が動作中は常にＥＣＵ２２内のＲＡＭ２２Ｄにスタータ１５が駆動した時にバッテリ２１の電圧が最小値になるたびに更新される。
【００９０】
次に、Ｓ４０６に進み、噛み合い完了時間Ｔｅと予め実験等によって求めてＥＣＵ２２内のＲＯＭ２２Ｃに格納している図１５に示すバッテリ２１の電圧ＶＢと噛み合い完了時間Ｔｅの関係（バッテリ電圧特性）から、電圧最小値における噛み合い完了時間Ｔｅ（ＶＢ＿ｍｉｎ）を算出して、その差分、つまり噛み合い完了遅れ時間ΔＴｅ（＝Ｔｅ−Ｔｅ（ＶＢ＿ｍｉｎ））を算出してＳ４０７に進む。
【００９１】
ここで、噛み合い完了遅れ時間の算出について説明する。通常、キーオン始動や自動停止から再始動制御が開始されてスタータ１５が駆動するたびにバッテリ２１の電圧は大きく変化する。また、ピニオン押し出し装置１８により押し出されるピニオンギア１７がリングギア１６に噛み合うまでの噛み合い完了時間とバッテリ２１の電圧は図１５のような関係になる。バッテリ２１の電圧が低いほどピニオン押し出し装置１８への供給電力が小さくなるので、ピニオンギア１７とリングギア１６が噛み合うまでの噛み合い完了時間は遅くなる傾向になる。
【００９２】
しかし、再始動制御中のバッテリ２１の電圧変化値はスタータモータ１９が駆動されることでわかるが、その時にはピニオンギア１７は押し出し中であり、電圧変化に応じてスタータモータ１９の駆動力を変更してもピニオンギア１７の回転速度上昇を抑制することが困難で、ピニオンギア１７の回転速度Ｎｍがエンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）より大きくなってピニオンギア１７とリングギア１６の噛み合いが失敗する可能性がある。そこで、バッテリ２１の電圧最小値ＶＢ＿ｍｉｎを用いて、図１５の関係から噛み合い完了遅れ時間ΔＴｅを算出して、その噛み合い完了遅れ時間分だけスタータモータ１９の駆動開始時間を遅らせることで、確実な噛み合いを実現することができる。また、バッテリ２１の電圧最小値を用いることで、再始動制御手段の実行時点の最大のスタータモータ１９の駆動遅れを設定することになるので、ピニオンギア１７の回転速度Ｎｍの過度の上昇を抑制できる、つまりピニオンギア１７の回転速度Ｎｍをエンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）以上になることを極力少なくすることができる。
【００９３】
Ｓ４０７に進むと、スタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）と噛み合い完了遅れ時間ΔＴｅの和（加算時間）がＳ４０２で読み込んだ噛み合い完了時間Ｔｅと無効時間Ｔｄの間にあるかの判定を行う。スタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）と噛み合い完了遅れ時間ΔＴｅの和が噛み合い完了時間Ｔｅと無効時間Ｔｄの間にあれば、ピニオンギア１７の押し出し中にスタータモータ１９を駆動させることで、リングギア１６とピニオンギア１７を噛み合わせることができるので、Ｓ４０７でＹｅｓ判定の場合はＳ４０８へ進み、Ｎｏ判定の時はＳ４０９に進む。
【００９４】
Ｓ４０７において、噛み合い完了遅れ時間ΔＴｅを噛み合い完了時間Ｔｅには加算していないが、スタータモータ１９が駆動されていない場合はピニオン押し出し装置１８への電力変化が少ないから、ピニオンギア１７とリングギア１６の噛み合い完了時間は最も速くなる。また、スタータモータ１９が駆動される場合は噛み合い完了時間は変化するが、バッテリ２１の電圧変動はバッテリ２１の状態により毎回同じとは限らない。また、スタータモータの駆動待ち時間が長い場合、つまりスタータモータ１９の駆動時間が短くなる再始動要件成立時は、噛み合い完了時間Ｔｅの変化は大きくないので、噛み合い完了遅れ時間ΔＴｅを考慮すると、噛み合いに失敗する可能性がある。そのため、スタータモータ１９が駆動されていない場合はＥＣＵ２２内のＲＯＭ２２Ｃに格納されている噛み合い完了時間Ｔｅのみで比較演算するようにしている。
【００９５】
そして、Ｓ４０８に進むと、噛み合い完了時間Ｔｅとスタータモータ駆動時間Ｔｍ（Ｎｅ）及び噛み合い完了遅れ時間ΔＴｅの加算時間との時間差（Ｔｅ−Ｔｍ（Ｎｅ）＋ΔＴｅ）を計算し、その時間差が経過したかの判定を行う。この時間差がスタータモータ１９の駆動待ち時間となり、Ｓ４０８でＹｅｓ判定の時はスタータモータ１９の駆動待ち時間経過となるので、再始動制御手段のＳ２１６に進みスタータモータ駆動装置２０によりスタータモータ１９を駆動させてＳ２１４に進み燃料噴射弁１２からの燃料供給を再開して、スタータモータ待ち時間調整手段を終了すると共に、再始動制御手段を一旦終了してリターンする。Ｓ４０８でＮｏ判定の場合は、スタータモータ駆動待ち時間を経過していないので、再始動制御手段を一旦終了してリターンする。
【００９６】
Ｓ４０７でＮｏ判定の時は、Ｓ４０９で実施の形態１と同様にピニオンギア１７の押し出し開始からの時間が噛み合い完了時間Ｔｅ以上経過したかの判定を行う。Ｙｅｓ判定であれば、リングギア１６とピニオンギア１７の噛み合いが完了していると判断して、再始動制御手段のＳ２１６に進み、スタータモータ駆動装置２０によりスタータモータ１９を駆動させて、Ｓ２１４に進んで燃料噴射弁１２からの燃料噴射を再開して、スタータモータ待ち時間調整手段を終了すると共に、再始動制御手段を一旦終了する。この場合、噛み合い完了時間Ｔｅがスタータモータ１９の駆動待ち時間になる。Ｓ４０９でＮｏ判定であれば、一旦再始動制御を終了する。
【００９７】
次に、この実施の形態２の動作について、図１６に示すタイミングチャートで説明する。図１６は、図９に対して、バッテリ電圧ＶＢ（Ｈ）とピニオンギア移動量（Ｉ）が加わる。まず、時刻Ｔ１で自動停止要件が成立すると燃料噴射弁１２からの燃料供給が停止されるとともに、スロットル弁制御量（Ｇ）を所定制限量ＴＨ＿ｌｉｍに制限する。また、クラッチ係合状態（Ｅ）を開放動作する等の自動停止制御を実施し、自動停止実施フラグ（Ａ）が１にセットされる。スロットル弁制御量（Ｇ）を制限することと、またクラッチ係合状態（Ｅ）を開放動作することでエンジン１の回転速度Ｎｅの回転変動が抑制され、エンジン１の回転速度Ｎｅは一律の割合で低下していく。
【００９８】
時刻Ｔ２、時刻Ｔ３の時点でも再始動要件は成立していないので、自動停止制御が継続され、時刻Ｔ５で再始動要件が成立する。再始動要件が成立したエンジン１の回転速度Ｎｅは第１の所定回転速度Ｎｅ１、第２の所定回転速度Ｎｅ２よりも低いので、ピニオン押し出しフラグ（Ｃ）が１になりピニオンギア１７が押し出され始める（図１６（Ｉ））と同時に、噛み合い完了時間Ｔｅまでの時間でスタータモータ１９の駆動判定を行うが、実施の形態１とは異なり、スタータモータ１９の駆動判定にバッテリ２１の電圧最小値ＶＢ＿ｍｉｎを用いて噛み合い完了遅れ時間ΔＴｅが考慮される。
【００９９】
噛み合い完了遅れ時間ΔＴｅがない場合、時刻Ｔ６でスタータモータ１９が駆動し、ピニオンギア１７が回転駆動し始めるが、噛み合い完了遅れ時間ΔＴｅを考慮することで、スタータモータ１９の駆動開始時間は時刻Ｔ６からＴ６’へと遅れる。噛み合い完了遅れ時間ΔＴｅだけスタータモータ１９の駆動が遅れることで、ピニオンギア１７の回転速度Ｎｍがエンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）を上回ることがなくなる。また、スタータモータ１９が駆動するので、バッテリ２１の電圧が大きく低下する（図１６（Ｈ）の時刻Ｔ６’）。
【０１００】
その後、ピニオンギア１７の回転速度Ｎｍが上昇しながら（図１６（Ｆ）の破線）、リングギア１６へ向かって移動（図１６（Ｉ））して、時刻Ｔ７でピニオンギア１７とリングギア１６が噛み合い、エンジン１が加速されると共に燃料噴射が再開されているので、エンジン１の燃焼が再開してエンジン１の回転速度Ｎｅが上昇していき、時刻Ｔ８で再始動が完了する。
【０１０１】
時刻Ｔ８で再始動完了となると、ピニオン押し出しフラグ（Ｃ）と、スタータモータ駆動フラグ（Ｄ）が０になると共に、スロットル制御量（Ｇ）が通常の制御量へ、またクラッチ係合状態（Ｅ）を係合動作する等の再始動制御から通常制御に移行して、再始動制御が終了すると共に再始動要求フラグ（Ｂ）を０にする。また、再始動制御手段が終了し、スタータ１５の駆動が停止されるので、バッテリ電圧ＶＢ（Ｈ）が回復し、ピニオンギア移動量（Ｉ）も停止位置に戻る。
【０１０２】
以上、本実施の形態２に係る内燃機関の自動停止再始動装置によれば、リングギア１６とピニオンギア１７の回転速度の検出するセンサ等を設けることがなくても、再始動要件成立に応じてピニオンギア１７とリングギア１６を確実に噛み合わせることができて速やかに再始動制御を行うことができるので、スタータ１５の制御手段を複雑にすることがない。また、エンジン１の惰性回転中の第２の所定回転速度Ｎｅ２以下で再始動要件が成立した時のピニオン押し出し中にスタータモータ１９を駆動させてピニオンギア１７とリングギア１６を噛み合わせて再始動を行う時にピニオン押し出し装置１８の電圧変動を見込んでスタータモータ１９の駆動を調整するので、ピニオンギア１７とリングギア１６が確実に噛み合わせて再始動を行うことができる。さらに、図５に示すような直巻きコイルのスタータモータ駆動特性を用いることで、スタータ１５の装置構造が簡易に出来ると共にスタータ１５の重量やコストの増大を抑制することができる。
【０１０３】
また、再始動要件成立時のエンジン１の回転速度Ｎｅが低い場合、つまりピニオンギア１７の回転速度Ｎｍがエンジン１の回転速度Ｎｅ（リングギア１６の回転速度）を超える可能性が高い再始動要件では、スタータモータ待ち時間調整手段によりピニオンギア１７とリングギア１６の噛み合い完了時間Ｔｅまでスタータモータ１９の駆動を禁止するので、ピニオンギア１７とリングギア１６の噛み合いが失敗することなく内燃機関の再始動を行うことができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１ エンジン、２ エアフィルタ、３ 吸気温センサ、４ エアフロセンサ、５ モータ、６ スロットル弁、７ スロットル開度センサ、８ 吸気圧力センサ、９ サージタンク、１０ 吸気管、１１ 吸気マニホルド、１２ 燃料噴射弁、１３ クランク角センサ、１４ 排気管、１５ スタータ、１６ リングギア、１７ ピニオンギア、１８ ピニオン押し出し装置、１９ スタータモータ、２０ スタータモータ駆動装置、２１ バッテリ、２２ ＥＣＵ、２２Ａ 入出力インターフェース、２２Ｂ ＣＰＵ、２２Ｃ ＲＯＭ、２２Ｄ ＲＡＭ、２２Ｅ 駆動回路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の運転中に所定の自動停止要件が成立した場合は内燃機関を自動停止させ、自動停止中に所定の再始動要件が成立した場合は内燃機関を再始動させる内燃機関の自動停止再始動装置であって、
前記内燃機関の回転速度を演算する回転速度演算手段と、
前記内燃機関のクランク軸に連結されたリングギアと噛み合い、このリングギアを回転駆動させるピニオンギア、このピニオンギアを前記リングギアと噛み合せるためのピニオン押し出し装置、前記ピニオンギアを回転駆動させるスタータモータ、及び前記スタータモータを駆動させるスタータモータ駆動装置を有するスタータと、
前記内燃機関が自動停止後の惰性回転中に前記所定の再始動要件が成立した場合に、前記回転速度演算手段により演算された再始動要件成立時の内燃機関の回転速度が、前記スタータモータの駆動と前記ピニオンギアの押し出しの順番で前記スタータを動作することができる下限の回転速度よりも小さいときは、
前記ピニオンギアを前記ピニオン押し出し装置によって押し出し、
予め求めた複数の特性に基づいて演算した、前記スタータモータの駆動待ち時間の経過後に、
前記スタータモータを前記スタータモータ駆動装置によって駆動させ、
前記内燃機関の燃焼室へ燃料噴射弁から燃料供給を再開させる再始動制御手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の自動停止再始動装置。
【請求項２】
前記再始動制御手段は、前記スタータモータの駆動待ち時間を求めるスタータモータ待ち時間調整手段を含み、
前記スタータモータ待ち時間調整手段は、
時間と内燃機関の回転速度の関係を表す内燃機関の回転速度低下特性を用いて、前記再始動要求時の内燃機関の回転速度に対応する時間を基準時間として、前記ピニオンギアが押し出されて前記リングギアと噛み合うまでの時間である噛み合い完了時間後の内燃機関の回転速度を算出し、
前記スタータモータの駆動時間と前記ピニオンギアの回転速度の関係を表すスタータモータ駆動特性を用いて、前記再始動要求時の内燃機関の回転速度が前記噛み合い完了時間後の内燃機関の回転速度に到達するまでに必要な時間であるスタータモータ駆動時間を算出し、
前記スタータモータ駆動時間が、前記スタータモータ駆動装置により前記スタータモータが駆動を開始して前記ピニオンギアが回転駆動するまでの時間である無効時間よりも大きく、かつ前記噛み合い完了時間以下の場合は、前記噛み合い完了時間と前記スタータモータ駆動時間との時間差が経過したときには、前記時間差を、前記スタータモータの駆動待ち時間として求める
ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の自動停止再始動装置。
【請求項３】
前記再始動制御手段は、前記スタータモータの駆動待ち時間を求めるスタータモータ待ち時間調整手段を含み、
前記スタータモータ待ち時間調整手段は、
時間と内燃機関の回転速度の関係を表す内燃機関の回転速度低下特性を用いて、前記再始動要求時の内燃機関の回転速度に対応する時間を基準時間として、前記ピニオンギアが押し出されて前記リングギアと噛み合うまでの時間である噛み合い完了時間後の内燃機関の回転速度を算出し、
前記スタータモータの駆動時間と前記ピニオンギアの回転速度の関係を表すスタータモータ駆動特性を用いて、前記再始動要求時の内燃機関の回転速度が前記噛み合い完了時間後の内燃機関の回転速度に到達するまでに必要な時間であるスタータモータ駆動時間を算出し、
前記スタータモータ駆動時間が、前記スタータモータ駆動装置により前記スタータモータが駆動を開始して前記ピニオンギアが回転駆動するまでの時間である無効時間以下、あるいは前記噛み合い完了時間よりも大きい場合は、前記ピニオンギアの押し出し開始からの時間が前記噛み合い完了時間だけ経過したときには、前記噛み合い完了時間を、前記スタータモータの駆動待ち時間として求める
ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の自動停止再始動装置。
【請求項４】
前記再始動制御手段は、前記スタータモータの駆動待ち時間を求めるスタータモータ待ち時間調整手段を含み、
前記スタータモータ待ち時間調整手段は、
時間と内燃機関の回転速度の関係を表す内燃機関の回転速度低下特性を用いて、前記再始動要求時の内燃機関の回転速度に対応する時間を基準時間として、前記ピニオンギアが押し出されて前記リングギアと噛み合うまでの時間である噛み合い完了時間後の内燃機関の回転速度を算出し、
前記スタータモータの駆動時間と前記ピニオンギアの回転速度の関係を表すスタータモータ駆動特性を用いて、前記再始動要求時の内燃機関の回転速度が前記噛み合い完了時間後の内燃機関の回転速度に到達するまでに必要な時間であるスタータモータ駆動時間を算出し、
前記スタータに電力を供給するバッテリの電圧と前記噛み合い完了時間の関係を表すバッテリ電圧特性を用いて、電圧最小値における噛み合い完了時間を算出して、前記噛み合い完了時間と前記電圧最小値における噛み合い完了時間の差分である噛み合い完了遅れ時間を算出し、
前記スタータモータ駆動時間と前記噛み合い完了遅れ時間の加算時間が、前記スタータモータ駆動装置により前記スタータモータが駆動を開始して前記ピニオンギアが回転駆動するまでの時間である無効時間よりも大きく、かつ前記噛み合い完了時間以下の場合は、前記噛み合い完了時間と前記加算時間との時間差が経過したときには、前記時間差を、前記スタータモータの駆動待ち時間として求める
ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の自動停止再始動装置。
【請求項５】
前記再始動制御手段は、前記スタータモータの駆動待ち時間を求めるスタータモータ待ち時間調整手段を含み、
前記スタータモータ待ち時間調整手段は、
時間と内燃機関の回転速度の関係を表す内燃機関の回転速度低下特性を用いて、前記再始動要求時の内燃機関の回転速度に対応する時間を基準時間として、前記ピニオンギアが押し出されて前記リングギアと噛み合うまでの時間である噛み合い完了時間後の内燃機関の回転速度を算出し、
前記スタータモータの駆動時間と前記ピニオンギアの回転速度の関係を表すスタータモータ駆動特性を用いて、前記再始動要求時の内燃機関の回転速度が前記噛み合い完了時間後の内燃機関の回転速度に到達するまでに必要な時間であるスタータモータ駆動時間を算出し、
前記スタータに電力を供給するバッテリの電圧と前記噛み合い完了時間の関係を表すバッテリ電圧特性を用いて、電圧最小値における噛み合い完了時間を算出して、前記噛み合い完了時間と前記電圧最小値における噛み合い完了時間の差分である噛み合い完了遅れ時間を算出し、
前記スタータモータ駆動時間と前記噛み合い完了遅れ時間の加算時間が、前記スタータモータ駆動装置により前記スタータモータが駆動を開始して前記ピニオンギアが回転駆動するまでの時間である無効時間以下、あるいは前記噛み合い完了時間よりも大きい場合は、前記ピニオンギアの押し出し開始からの時間が前記噛み合い完了時間だけ経過したときには、前記噛み合い完了時間を、前記スタータモータの駆動待ち時間として求める
ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の自動停止再始動装置。
【請求項１】
内燃機関の運転中に所定の自動停止要件が成立した場合は内燃機関を自動停止させ、自動停止中に所定の再始動要件が成立した場合は内燃機関を再始動させる内燃機関の自動停止再始動装置であって、
前記内燃機関の回転速度を演算する回転速度演算手段と、
前記内燃機関のクランク軸に連結されたリングギアと噛み合い、このリングギアを回転駆動させるピニオンギア、このピニオンギアを前記リングギアと噛み合せるためのピニオン押し出し装置、前記ピニオンギアを回転駆動させるスタータモータ、及び前記スタータモータを駆動させるスタータモータ駆動装置を有するスタータと、
前記内燃機関が自動停止後の惰性回転中に前記所定の再始動要件が成立した場合に、前記回転速度演算手段により演算された再始動要件成立時の内燃機関の回転速度が、前記スタータモータの駆動と前記ピニオンギアの押し出しの順番で前記スタータを動作することができる下限の回転速度よりも小さいときは、
前記ピニオンギアを前記ピニオン押し出し装置によって押し出し、
予め求めた複数の特性に基づいて演算した、前記スタータモータの駆動待ち時間の経過後に、
前記スタータモータを前記スタータモータ駆動装置によって駆動させ、
前記内燃機関の燃焼室へ燃料噴射弁から燃料供給を再開させる再始動制御手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の自動停止再始動装置。
【請求項２】
前記再始動制御手段は、前記スタータモータの駆動待ち時間を求めるスタータモータ待ち時間調整手段を含み、
前記スタータモータ待ち時間調整手段は、
時間と内燃機関の回転速度の関係を表す内燃機関の回転速度低下特性を用いて、前記再始動要求時の内燃機関の回転速度に対応する時間を基準時間として、前記ピニオンギアが押し出されて前記リングギアと噛み合うまでの時間である噛み合い完了時間後の内燃機関の回転速度を算出し、
前記スタータモータの駆動時間と前記ピニオンギアの回転速度の関係を表すスタータモータ駆動特性を用いて、前記再始動要求時の内燃機関の回転速度が前記噛み合い完了時間後の内燃機関の回転速度に到達するまでに必要な時間であるスタータモータ駆動時間を算出し、
前記スタータモータ駆動時間が、前記スタータモータ駆動装置により前記スタータモータが駆動を開始して前記ピニオンギアが回転駆動するまでの時間である無効時間よりも大きく、かつ前記噛み合い完了時間以下の場合は、前記噛み合い完了時間と前記スタータモータ駆動時間との時間差が経過したときには、前記時間差を、前記スタータモータの駆動待ち時間として求める
ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の自動停止再始動装置。
【請求項３】
前記再始動制御手段は、前記スタータモータの駆動待ち時間を求めるスタータモータ待ち時間調整手段を含み、
前記スタータモータ待ち時間調整手段は、
時間と内燃機関の回転速度の関係を表す内燃機関の回転速度低下特性を用いて、前記再始動要求時の内燃機関の回転速度に対応する時間を基準時間として、前記ピニオンギアが押し出されて前記リングギアと噛み合うまでの時間である噛み合い完了時間後の内燃機関の回転速度を算出し、
前記スタータモータの駆動時間と前記ピニオンギアの回転速度の関係を表すスタータモータ駆動特性を用いて、前記再始動要求時の内燃機関の回転速度が前記噛み合い完了時間後の内燃機関の回転速度に到達するまでに必要な時間であるスタータモータ駆動時間を算出し、
前記スタータモータ駆動時間が、前記スタータモータ駆動装置により前記スタータモータが駆動を開始して前記ピニオンギアが回転駆動するまでの時間である無効時間以下、あるいは前記噛み合い完了時間よりも大きい場合は、前記ピニオンギアの押し出し開始からの時間が前記噛み合い完了時間だけ経過したときには、前記噛み合い完了時間を、前記スタータモータの駆動待ち時間として求める
ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の自動停止再始動装置。
【請求項４】
前記再始動制御手段は、前記スタータモータの駆動待ち時間を求めるスタータモータ待ち時間調整手段を含み、
前記スタータモータ待ち時間調整手段は、
時間と内燃機関の回転速度の関係を表す内燃機関の回転速度低下特性を用いて、前記再始動要求時の内燃機関の回転速度に対応する時間を基準時間として、前記ピニオンギアが押し出されて前記リングギアと噛み合うまでの時間である噛み合い完了時間後の内燃機関の回転速度を算出し、
前記スタータモータの駆動時間と前記ピニオンギアの回転速度の関係を表すスタータモータ駆動特性を用いて、前記再始動要求時の内燃機関の回転速度が前記噛み合い完了時間後の内燃機関の回転速度に到達するまでに必要な時間であるスタータモータ駆動時間を算出し、
前記スタータに電力を供給するバッテリの電圧と前記噛み合い完了時間の関係を表すバッテリ電圧特性を用いて、電圧最小値における噛み合い完了時間を算出して、前記噛み合い完了時間と前記電圧最小値における噛み合い完了時間の差分である噛み合い完了遅れ時間を算出し、
前記スタータモータ駆動時間と前記噛み合い完了遅れ時間の加算時間が、前記スタータモータ駆動装置により前記スタータモータが駆動を開始して前記ピニオンギアが回転駆動するまでの時間である無効時間よりも大きく、かつ前記噛み合い完了時間以下の場合は、前記噛み合い完了時間と前記加算時間との時間差が経過したときには、前記時間差を、前記スタータモータの駆動待ち時間として求める
ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の自動停止再始動装置。
【請求項５】
前記再始動制御手段は、前記スタータモータの駆動待ち時間を求めるスタータモータ待ち時間調整手段を含み、
前記スタータモータ待ち時間調整手段は、
時間と内燃機関の回転速度の関係を表す内燃機関の回転速度低下特性を用いて、前記再始動要求時の内燃機関の回転速度に対応する時間を基準時間として、前記ピニオンギアが押し出されて前記リングギアと噛み合うまでの時間である噛み合い完了時間後の内燃機関の回転速度を算出し、
前記スタータモータの駆動時間と前記ピニオンギアの回転速度の関係を表すスタータモータ駆動特性を用いて、前記再始動要求時の内燃機関の回転速度が前記噛み合い完了時間後の内燃機関の回転速度に到達するまでに必要な時間であるスタータモータ駆動時間を算出し、
前記スタータに電力を供給するバッテリの電圧と前記噛み合い完了時間の関係を表すバッテリ電圧特性を用いて、電圧最小値における噛み合い完了時間を算出して、前記噛み合い完了時間と前記電圧最小値における噛み合い完了時間の差分である噛み合い完了遅れ時間を算出し、
前記スタータモータ駆動時間と前記噛み合い完了遅れ時間の加算時間が、前記スタータモータ駆動装置により前記スタータモータが駆動を開始して前記ピニオンギアが回転駆動するまでの時間である無効時間以下、あるいは前記噛み合い完了時間よりも大きい場合は、前記ピニオンギアの押し出し開始からの時間が前記噛み合い完了時間だけ経過したときには、前記噛み合い完了時間を、前記スタータモータの駆動待ち時間として求める
ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の自動停止再始動装置。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−２３７２１８（Ｐ２０１２−２３７２１８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０５７８８（Ｐ２０１１−１０５７８８）
【出願日】平成２３年５月１１日（２０１１．５．１１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１１日（２０１１．５．１１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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