内燃機関の自動停止始動制御装置
【課題】自動停止始動制御装置と常時噛合式の始動装置とを備える内燃機関にあって、車両の慣性質量が過度に大きい状態での機関始動時に生じやすいワンウェイクラッチの破損についてこれを好適に抑制することのできる内燃機関の自動停止始動制御装置を提供する。
【解決手段】スタータモータの駆動力がワンウェイクラッチを介してクランクシャフト７に伝達されるエンジン１にあって、電子制御装置７０は、エンジン１を自動停止及び自動始動させる自動停止始動制御を行う。この電子制御装置７０は、エンジン１が搭載された車両の慣性質量が予め設定された許容質量よりも大きいか否かを判定し、車両の慣性質量が大きい旨判定される場合には、自動停止始動制御の実行を禁止する。
【解決手段】スタータモータの駆動力がワンウェイクラッチを介してクランクシャフト７に伝達されるエンジン１にあって、電子制御装置７０は、エンジン１を自動停止及び自動始動させる自動停止始動制御を行う。この電子制御装置７０は、エンジン１が搭載された車両の慣性質量が予め設定された許容質量よりも大きいか否かを判定し、車両の慣性質量が大きい旨判定される場合には、自動停止始動制御の実行を禁止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の運転を自動停止及び自動始動させる自動停止始動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃費の改善等を図るべく、車両の停止時には内燃機関を自動停止させ、発進操作時等には同内燃機関を自動始動させる、いわゆる自動停止始動制御が実行される内燃機関が実用化されている。また、こうした内燃機関の自動停止及び自動始動を行う自動停止始動制御装置は、負荷状態に応じて内燃機関を自動停止及び自動始動させるハイブリット車両、すなわち内燃機関と電動モータとを備える車両にも備えられている。
【０００３】
他方、内燃機関の始動装置であって、スタータモータのピニオンギヤがクランクシャフト側のリングギヤに常時噛み合わされている常時噛合式の始動装置が知られている（例えば特許文献１等）。
【０００４】
同文献に記載の始動装置は、出力軸にピニオンギヤを有する始動用電動機（いわゆるスタータモータ）と、クランクシャフトに固定されたフライホイールに組み付けられて前記ピニオンギヤに噛み合うリングギヤとを備えている。このリングギヤはクラッチ機構、より詳しくは始動用電動機側からクランクシャフト側への駆動力の伝達のみを許容するワンウェイクラッチを介して前記フライホイールに組み付けられている。
【０００５】
そのワンウェイクラッチとしては、ローラ式のワンウェイクラッチやスプラグ式のワンウェイクラッチなどがあり、例えばスプラグ式のワンウェイクラッチは、図５に示すような基本構造を有している。この図５に示すように、スプラグ式のワンウェイクラッチは、外輪を構成するアウターレース１００、内輪を構成するインナーレース１０１、アウターレース１００の内周面とインナーレース１０１の外周面との間に介装される複数のスプラグ１０２等から構成されている。
【０００６】
そして、同図５においてインナーレース１０１が時計回りに回転する場合にあって、同インナーレース１０１の回転速度Ａがアウターレース１００の回転速度Ｂよりも高い場合には、スプラグ１０２によってインナーレース１０１及びアウターレース１００が係合状態になり、インナーレース１０１の回転力はアウターレース１００に伝達される。一方、同図４においてアウターレース１００が時計回りに回転するとともに、同アウターレース１００の回転速度Ｂがインナーレース１０１の回転速度Ａよりも高い場合には、スプラグ１０２によるインナーレース１０１及びアウターレース１００の係合は解除され、アウターレース１００からインナーレース１０１に向けての回転力の伝達が遮断される。
【０００７】
こうしたワンウェイクラッチにあって、例えば上記アウターレース１００をフライホイール側、即ちクランクシャフト側に固定する一方、上記インナーレース１０１をリングギヤ側、いわば始動用電動機側に固定することで、機関始動時のクランクシャフトと始動用電動機との駆動連結、及び機関の完爆後における同駆動連結の解除を行うことができる。
【０００８】
すなわち、機関始動時にあって始動用電動機が駆動されると、インナーレース１０１の回転速度が上昇してインナーレース１０１及びアウターレース１００は係合状態となり、もって始動用電動機の駆動力はワンウェイクラッチを介してフライホイールに、すなわちクランクシャフトに伝達される。そして、機関が完爆する、換言すれば始動用電動機の力を借りることなく機関が自立回転するようになると、アウターレース１００の回転速度Ｂはインナーレース１０１の回転速度Ａよりも高くなり、アウターレース１００及びインナーレース１０１の係合が解除されてワンウェイクラッチは空転するようになる。このようにワンウェイクラッチが空転することでクランクシャフトと始動用電動機との駆動連結が解除される。
【特許文献１】特開２０００−２７４３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上述したような自動停止始動制御装置及び常時噛合式の始動装置を備える内燃機関が搭載された車両にあって過積載などがなされると、当該車両の慣性質量が設計想定上の最大慣性質量、いわば許容質量よりも大きくなり、そうした慣性質量が過度に大きい状態では、次のような不都合の発生が懸念される。この不都合の発生について、図６を併せ参照して説明する。
【００１０】
同図６に示すように、時刻ｔ１において始動用電動機の駆動が開始されると、インナーレース１０１の回転速度Ａは所定の回転速度にまで上昇する。この上昇過程ではワンウェイクラッチが係合状態にあり、アウターレース１００の回転速度Ｂはインナーレース１０１の回転速度Ａに同期して上昇していく。こうしたアウターレース１００の回転上昇によってクランキングがなされると機関の初爆が起きる。この初爆以降のアウターレース１００の回転速度Ｂは、インナーレース１０１の回転速度Ａよりも高くなり、もってワンウェイクラッチの係合は解除される。そして、その後、混合気の点火が連続して起きることにより、機関は完爆に至る（時刻ｔ２）。そして、例えば完爆後に始動用電動機の駆動が停止されると、インナーレース１０１の回転速度は低下していく。
【００１１】
完爆後、駆動系のクラッチが接続されると（時刻ｔ３）、車両の慣性質量に応じた駆動系の負荷がクランクシャフトには付与され、これによりクランクシャフトの回転速度は一旦低下する。ここで、車両の慣性質量が上記許容質量以下であれば、同図に破線にて示すように、一旦低下したクランクシャフトの回転速度は機関の出力トルクによって回復し、その後、安定して回転するようになる。
【００１２】
一方、車両の慣性質量が上記許容質量を超えている場合には、駆動系のクラッチ接続による過大な負荷がクランクシャフトに付与され、同クランクシャフトの回転速度は急速に低下してその回復が遅れるようになる。なお、その低下速度が過度に速い場合には、回転速度の回復前にエンジンストールが生じるおそれもある。こうした完爆後におけるクランクシャフトの急速な回転速度低下、換言すれば始動用電動機の駆動停止後におけるクランクシャフトの急速な回転速度低下が生じると、アウターレース１００の回転速度はインナーレース１０１の回転速度に近づき、最終的には、ワンウェイクラッチが再係合してしまう（時刻ｔ４）。そして再係合後には、アウターレース１００の回転速度低下に引きずられるような態様でインナーレース１０１の回転速度は低下していく。こうした再係合にあっては、始動装置の構成部材に対して、機関始動時に付与される負荷よりも大きい負荷、すなわち上記慣性質量に起因する過大な負荷がかかるようになる。
【００１３】
ここで、上記自動停止始動制御が実施される内燃機関では、機関始動が頻繁に行われるため、車両の慣性質量が上記許容質量を超えている場合には、始動装置に対して過大な負荷が頻繁に付与され、当該始動装置の構成部材、特にワンウェイクラッチが破損してしまうおそれがある。
【００１４】
なお、登坂路では、発進時における車両の慣性質量が登り勾配に応じて大きくなる。そのため、上記過積載の他、こうした登坂路からの車両発進時にも、当該車両の慣性質量は過度に大きくなる可能性がある。
【００１５】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、自動停止始動制御装置と常時噛合式の始動装置とを備える内燃機関にあって、車両の慣性質量が過度に大きい状態での機関始動時に生じやすいワンウェイクラッチの破損についてこれを好適に抑制することのできる内燃機関の自動停止始動制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、始動用電動機の駆動力がワンウェイクラッチを介してクランクシャフトに伝達される内燃機関に適用され、当該内燃機関を自動停止及び自動始動させる自動停止始動制御を行う装置であって、当該内燃機関が搭載された車両の慣性質量が予め設定された許容質量よりも大きいか否かを判定する慣性質量判定手段と、同慣性質量判定手段によって前記慣性質量が大きい旨判定される場合には、前記自動停止始動制御の実行を禁止する禁止手段とを備えることをその要旨とする。
【００１７】
同構成では、車両の慣性質量が許容質量よりも大きい場合に自動停止始動制御の実行を禁止するようにしており、このように自動停止始動制御の実行が制限されることにより、ワンウェイクラッチに対して過大な負荷が付与される回数は減少するようになる。従って、車両の慣性質量が過度に大きい状態での機関始動時に生じやすいワンウェイクラッチの破損についてこれを好適に抑制することができるようになる。
【００１８】
前記禁止手段による自動停止始動制御の実行禁止に際しては、内燃機関の自動停止及び自動始動をともに禁止するほか、請求項２に記載の発明によるように、前記自動停止及び前記自動始動のうちの自動始動についてその実行を禁止する、といった構成を採用することもできる。同構成によれば、車両の慣性質量が許容質量よりも大きい場合にあって頻繁に機関始動がなされることによるワンウェイクラッチの破損を抑えることができるようになる。
【００１９】
また、前記禁止手段による自動停止始動制御の実行禁止に際しては、請求項３に記載の発明によるように、前記自動停止及び前記自動始動のうちの自動停止についてその実行を禁止する、といった構成を採用することもできる。
【００２０】
同構成では、内燃機関の自動停止についてその実行を禁止するようにしており、このように自動停止の実行が禁止されることにより、内燃機関の自動始動の機会も自ずと失われる。従って、同構成によっても、車両の慣性質量が許容質量よりも大きい場合にあって頻繁に機関始動がなされることによるワンウェイクラッチの破損を抑えることができるようになる。なお、同構成では、内燃機関の自動始動の実行については禁止されていないため、車両の慣性質量が大きいと判定される前に内燃機関が自動停止されていた場合であっても、その後、同内燃機関を自動始動させることはできる。従って、車両の慣性質量が大きいと判定された後でも、車両の走行を継続して行うことができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置において、前記慣性質量判定手段は、機関出力の増大量と車速の増加量との対応関係に基づいて前記慣性質量の判定を行うことをその要旨とする。
【００２２】
車両の加速時などにおいて、機関出力の増大量が同一であっても車両の慣性質量が大きいときほど、車速の増加量は小さくなる。従って、機関出力の増大量と車速の増加量との対応関係に基づいて前記慣性質量の大小は判定することができ、同構成によれば、車両の慣性質量が予め設定された許容質量よりも大きいか否かを好適に判定することができるようになる。
【００２３】
こうした機関出力の増大量と車速の増加量との対応関係に基づく前記慣性質量の判定に際しては、請求項５や請求項６に記載の構成を採用することができる。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置において、前記慣性質量判定手段は、機関出力の増大量に対する車速の増加量が基準値よりも小さい場合に前記慣性質量が大きい旨判定することをその要旨とする。
【００２４】
上述したように、機関出力の増大量が同一であっても車両の慣性質量が大きいときほど、車速の増加量は小さくなる。そこで同構成では、機関出力の増大量に対する車速の増加量が基準値よりも小さい場合に車両の慣性質量が前記許容質量よりも大きい旨判定するようにしており、同構成によれば、前記慣性質量の判定を適切に行うことができるようになる。なお、同構成における前記基準値としては、車両の慣性質量が前記許容質量となっているときの機関出力の増大量に対する車速の増加量を設定することが望ましい。
【００２５】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置において、前記慣性質量判定手段は、車速の増加量に対する機関出力の増大量が基準値よりも大きい場合に前記慣性質量が大きい旨判定することをその要旨とする。
【００２６】
上述したように、機関出力の増大量が同一であっても車両の慣性質量が大きいときほど、車速の増加量は小さくなる。従って、例えば車両の慣性質量が異なる場合にあって、車速の増加量を同一にするためには、慣性質量が大きいときほどより多くの機関出力を必要とする。すなわち、車速の増加量が同一であっても車両の慣性質量が大きいときほど、機関出力の増大量は大きくなる。そこで同構成では、車速の増加量に対する機関出力の増大量が基準値よりも大きい場合に、車両の慣性質量が前記許容質量よりも大きい旨判定するようにしており、同構成によれば、前記慣性質量の判定を適切に行うことができるようになる。なお、同構成における前記基準値としては、車両の慣性質量が前記許容質量となっているときの車速の増加量に対する機関出力の増大量を設定することが望ましい。
【００２７】
請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置において、前記基準値は、当該内燃機関の出力軸に接続された変速機において可変とされる減速比に応じて変更されることをその要旨とする。
【００２８】
機関出力の増大量と車速の増加量との対応関係は、前記慣性質量の他、上記変速機において可変とされる減速比によっても変化し、同減速比が大きくなるほど（例えばギヤ段が低くなるほど）車両は加速しやすくなる。従って、減速比が大きくなるほど機関出力の増大量に対する車速の増加量は大きくなる。また、減速比が大きくなるほど車速の増加量に対する機関出力の増大量は小さくなる。そこで、同構成では、請求項５や請求項６に記載の前記各基準値を、可変とされる前記減速比に応じて変更するようにしており、同構成によれば、変速機の減速比が変化しても前記慣性質量の判定を適切に行うことができるようになる。なお、請求項５に記載の基準値、すなわち車速の増加量に関する基準値を減速比に応じて変更する際には、当該減速比が大きくなるほどその基準値が大きくなるように当該基準値を可変設定することが望ましい。また、請求項６に記載の基準値、すなわち機関出力の増大量に関する基準値を減速比に応じて変更する際には、当該減速比が大きくなるほどその基準値が小さくなるように当該基準値を可変設定することが望ましい。また、変速機の減速比を検出するには、同変速機内において切り替えられる変速段の位置等を検出すればよく、例えば手動変速機においてはシフトレバーの位置を検出したり、自動変速機においては変速指令値を参照したりするなどすればよい。
【００２９】
上述した機関出力の増大量は、請求項８に記載の発明によるように、内燃機関の吸入空気量、吸気通路に設けられるスロットル弁の開度であるスロットル開度、アクセルペダルの操作量であるアクセル操作量、及び同機関の燃焼室に供給される燃料噴射量の少なくとも１つについてその増大量を算出することにより、実際に把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明にかかる内燃機関の自動停止始動制御装置を具体化した一実施形態について、図１〜図４を併せ参照して説明する。
まずはじめに、図１を併せ参照して、本発明にかかる自動停止始動制御装置が適用されたエンジン１を備える車両について、その駆動系に関する基本構成を説明する。
【００３１】
この図１に示すように、エンジン１には、スロットル弁５にて調量される吸入空気と燃料噴射弁６から噴射される燃料との混合気が導入され、同混合気が燃焼室で点火されることにより当該エンジン１の機関出力が得られる。この機関出力は、エンジン１の出力軸であるクランクシャフト７の回転力として取り出される。
【００３２】
なお、上記スロットル弁５の開度は、アクセルペダルの操作量に応じて調整され、燃料噴射弁６の燃料噴射量は、スロットル弁５にて調量される吸入空気の量に応じて調整される。例えば、アクセルペダルの操作量が大きくなるとスロットル弁５の開度も大きくなり、これにより吸入空気量が多くなると、燃料噴射量も増量されて、機関出力は増大する。
【００３３】
クランクシャフト７には、フライホイール８が一体回転可能に取り付けられており、このフライホイール８は、クラッチ機構４０の入力側に接続されている。クラッチ機構４０の出力側は、手動式の変速機５０の入力軸に接続されている。すなわちこの変速機５０は、クラッチ機構４０を介してクランクシャフト７に接続されている。そして、クラッチ機構４０の接続時には、クランクシャフト７から変速機５０に向けて駆動力が伝達され、同クラッチ機構４０の解放時には、クランクシャフト７から変速機５０に向けての駆動力伝達が遮断される。
【００３４】
変速機５０内には、減速比の異なる複数のギヤ段が構成されており、変速操作機構５１のシフトレバー５２を操作することにより、シフトレバー５２の位置に応じたギヤ段が選択される。こうしたシフトレバー５２の操作を通じたギヤ段の変更によって、変速機５０の減速比は可変とされる。なお、本実施形態における変速機５０は、前進５段後退１段の変速機となっているが、この他の段数を有する変速機を採用することもできる。
【００３５】
変速機５０の出力軸は、デファレンシャルギヤ６０に接続されており、このデファレンシャルギヤ６０の出力軸は車輪６５に接続されている。
エンジン１の燃料噴射制御等、各種の機関制御は、電子制御装置７０によって行われる。この電子制御装置７０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、バックアップＲＡＭ、外部入力回路、及び外部出力回路等から構成されている。そして、各種センサからの信号等に基づいてエンジン１の運転状態等を検出し、その検出結果に応じてエンジン１の各種制御を実行する。
【００３６】
本実施形態の車両には、上記各種センサとして例えば次のようなセンサが設けられている。吸気通路３のスロットル弁５上流には、吸入空気量を検出する吸入空気量センサ８０が設けられている。スロットル弁５には、そのスロットル開度ＴＡを検出するスロットル開度センサ８１が設けられている。車輪６５の近傍には、車両の車速Ｖを検出する車速センサ８２が設けられている。なお、車速Ｖを検出することができるのであれば、この車速センサ８２の配設位置は適宜変更することができる。そして、変速操作機構５１には、シフトレバー５２の位置を検出するギヤ段検出センサ８３が設けられており、その検出信号によってシフトレバー５２の位置、換言すれば変速機５０内で選択されているギヤ段ＧＰが検出される。なお、同ギヤ段ＧＰを検出することができるのであれば、このギヤ段検出センサ８３の配設位置は適宜変更することができる。この他、機関回転速度を検出する回転速度センサや、機関冷却水の温度を検出する温度センサなども設けられている。
【００３７】
また、電子制御装置７０は、運転者によるイグニッションスイッチの操作に依らずしてエンジン１の停止及び始動を行う、いわゆる自動停止始動制御も実行する。このエンジン１の自動停止及び自動始動は、予め設定された各種実行条件が成立した場合に実行され、その一例として、例えば車両が停止状態になるとエンジン１は自動停止される。そして、運転者による発進操作（例えばアクセルペダルの踏み込み操作など）がなされると、スタータモータ３０の駆動を通じてエンジン１は自動始動される。
【００３８】
次に、エンジン１の始動装置について、図２を併せ参照して説明する。なお、同図２は、エンジン１の下方に設けられたオイルパン２の後端部分周辺における部分断面図を示している。
【００３９】
この図２に示すように、クランクシャフト７の後端は、オイルパン２の後端上方にあってラダービーム４にて回転可能に支持されている。
クランクシャフト７の後端には上記フライホイール８や、アウターレース支持プレート１０及びリングギヤ１２が取り付けられている。
【００４０】
アウターレース支持プレート１０は、フライホイール８と共にクランクシャフト７の後端にボルトにて締結固定され、クランクシャフト７と共に回転する。
リングギヤ１２は、クランクシャフト７の後端の外周部分にあって、ワンウェイクラッチ１４のインナーレース１６及びベアリング１８を介して取り付けられている。なお、このワンウェイクラッチ１４は、先の図５に示したようなスプラグ式のワンウェイクラッチとなっているが、この他のワンウェイクラッチ、例えばローラ式のワンウェイクラッチを採用することもできる。
【００４１】
このワンウェイクラッチ１４が非係合状態にある時には、リングギヤ１２はクランクシャフト７の回転とは独立して回転可能となっている。さらに、同リングギヤ１２の周縁部にはリング状のギヤ部１２ａが形成されている。このギヤ部１２ａは、スタータモータ３０の出力軸３４に設けられたピニオンギヤ３５に常時噛み合わされており、スタータモータ３０からの回転力を受けることによりリングギヤ１２を回転させる。このスタータモータ３０の駆動制御は前記電子制御装置７０によって行われる。
【００４２】
前記ワンウェイクラッチ１４のアウターレース２２は、アウターレース支持プレート１０の外周部分にあって、リングギヤ１２の内周部分に取り付けられたインナーレース１６に対向するように取り付けられている。このようにリングギヤ１２とアウターレース支持プレート１０との間にワンウェイクラッチ１４が設けられている。
【００４３】
そうしたワンウェイクラッチ１４、ベアリング１８、アウターレース支持プレート１０、リングギヤ１２、ピニオンギヤ３５等によって、スタータモータ３０の駆動力をクランクシャフト７に伝達する駆動力伝達機構が構成されている。また、ピニオンギヤ３５の歯数とリングギヤ１２の歯数とによって、当該駆動力伝達機構の減速比Ｒが決定されている。
【００４４】
機関始動時にスタータモータ３０がピニオンギヤ３５を介してリングギヤ１２を回転させると、すなわちリングギヤ１２側からトルクが伝達されると、ワンウェイクラッチ１４によってアウターレース支持プレート１０とリングギヤ１２とが係合状態にされる。これにより、クランクシャフト７はスタータモータ３０によって回転される、すなわちクランキングが行われる。
【００４５】
そして、機関が完爆する、換言すればスタータモータ３０の力を借りることなく内燃機関が自立回転するようになると、クランクシャフト７に連動するアウターレース支持プレート１０の回転速度がリングギヤ１２の回転速度よりも速くなり、ワンウェイクラッチ１４の係合が解除される、すなわちワンウェイクラッチ１４は空転するようになる。そして、これによりクランクシャフト７とスタータモータ３０との駆動連結は解除される。
【００４６】
ベアリング１８やワンウェイクラッチ１４には、シリンダブロックやクランクシャフト７内の油路等を介してオイルが供給されており、これにより同ベアリング１８や同ワンウェイクラッチ１４の潤滑がなされる。ここで、アウターレース支持プレート１０とリングギヤ１２との間に配置されたワンウェイクラッチ１４からのオイル漏れを抑えるために、リング状の第１シール部材２４がワンウェイクラッチ１４のアウターレース２２とリングギヤ１２との間に配置されている。この第１シール部材２４は、リングギヤ１２の中間に形成された円筒状の段差部１２ｂの内周面１２ｃに嵌合された状態でリングギヤ１２側に固定されている。この第１シール部材２４の内周側に形成されているシールリップ２４ａは、アウターレース２２の外周面に摺動可能に接触し、オイルのシールを行っている。
【００４７】
段差部１２ｂを挟んで第１シール部材２４の反対側には、第１シール部材２４よりも大径の第２シール部材２６が配置されている。この第２シール部材２６は、クランクシャフト７より下方側では主にオイルパン２の後端２ａの内周面２ｂに、クランクシャフト７より上方側では主にシリンダブロックの後端の内周面に嵌合されている。この第２シール部材２６の内周側に形成されているシールリップ２６ａは、段差部１２ｂの外周面１２ｄに摺動可能に接触し、オイルのシールを行っている。
【００４８】
このように、本実施形態における始動装置は、ピニオンギヤ３５とリングギヤ１２のギヤ部１２ａとが常時噛み合う、常時噛合式の始動装置となっており、スタータモータ３０の駆動力がワンウェイクラッチ１４を介してクランクシャフト７に伝達される。そして、機関始動時におけるクランクシャフト７とスタータモータ３０との駆動連結、及び機関完爆後におけるクランクシャフト７とスタータモータ３０との駆動連結の解除は、ワンウェイクラッチ１４によって行われる。
【００４９】
このように、エンジン１にはワンウェイクラッチ１４を利用した常時噛合式の始動装置が備えられており、さらに同エンジン１では、上述したような自動停止始動制御が実施される。
【００５０】
ところで、こうしたエンジン１を備える車両にあって、過積載などがなされると、当該車両の慣性質量が設計想定上の最大慣性質量、いわば許容質量よりも大きくなる。こうした車両の慣性質量が過度に大きい状態にあって、機関完爆後にクラッチ機構４０が接続されると、上述したように、その過大な慣性質量に応じた駆動系の負荷によってクランクシャフト７の回転速度は急速に低下する。このように完爆後においてクランクシャフト７の回転速度が急速に低下すると、非係合状態になっているワンウェイクラッチ１４において、アウターレース２２の回転速度がインナーレース１６の回転速度に近づき、最終的には、ワンウェイクラッチ１４が再係合される。そして、この再係合以降、アウターレース２２の回転速度低下に引きずられるような態様でインナーレース１６の回転速度は低下していく。こうした再係合にあっては、始動装置の構成部材に対して、機関始動時に付与される負荷よりも大きい負荷、すなわち上記慣性質量に起因する過大な負荷がかかるようになる。
【００５１】
ここで、自動停止始動制御が実施されるエンジン１では、機関始動が頻繁に行われるため、車両の慣性質量が上記許容質量を超えている場合には、上記再係合による過大な負荷が始動装置に対して頻繁に付与され、当該始動装置の構成部材、特にワンウェイクラッチ１４が破損してしまうといった不都合の発生が懸念される。
【００５２】
すなわち、ワンウェイクラッチ１４の再係合時には、クランクシャフト７と一体回転するアウターレース２２には、その回転速度を低下させようとするトルクであって、上記過大な慣性質量に応じた大きさのトルクＴ１が付与される。
【００５３】
他方、同再係合時には、リングギヤ１２側からピニオンギヤ３５側に回転力が伝達される。ここで、スタータモータ３０の回転速度は上記減速比Ｒにて減速された状態でクランクシャフト７に伝達されるようになっている。そのため、クランクシャフト７からスタータモータ３０に回転力が伝達される場合、換言すればリングギヤ１２側からピニオンギヤ３５側に回転力が伝達される場合には、それらの回転に対して上記減速比Ｒの逆数に応じた回転抵抗が付与される。従って、ワンウェイクラッチ１４の再係合にあって、リングギヤ１２やピニオンギヤ３５とともに一体回転するインナーレース１６には、上記回転抵抗によるトルクであって、上記トルクＴ１とは逆の方向に作用するトルクＴ２が付与される。
【００５４】
このようにワンウェイクラッチ１４の再係合に際しては、アウターレース２２に対して過大な慣性質量に応じたトルクＴ１が付与される一方、インナーレース１６に対しては減速比Ｒの逆数に応じた回転抵抗相当のトルクＴ２が付与される。これらトルクＴ１及びＴ２は、互いに作用方向が逆であってワンウェイクラッチ１４の係合方向に作用するトルクであるため、上記再係合時におけるワンウェイクラッチ１４には、その係合方向に対して過大なトルクがかかり、同ワンウェイクラッチ１４は破損してしまうおそれがある。
【００５５】
ちなみに、登坂路では、発進時における車両の慣性質量が登り勾配に応じて大きくなる。そのため、上記過積載の他、こうした登坂路からの車両発進時にも、当該車両の慣性質量は過度に大きくなる可能性がある。
【００５６】
そこで、本実施形態では、こうした車両の慣性質量が過度に大きい状態での機関始動時に生じやすいワンウェイクラッチ１４の破損を抑えるために、以下に説明する自動停止始動制御の実行可否判定処理を行うようにしており、同処理の実行を通じて車両の慣性質量が上記許容質量よりも大きい場合には自動停止始動制御の実行を禁止するようにしている。そして、こうした自動停止始動制御に対する実行の制限を行うことで、ワンウェイクラッチ１４に対する過大な負荷の付与回数を減少させるようにしている。
【００５７】
図３に、上記自動停止始動制御の実行可否判定処理についてその処理手順を示す。なお、本処理は、電子制御装置７０によって、車両走行中の所定期間毎に繰り返し実行される。
【００５８】
本処理が開始されるとまず、車速Ｖ、スロットル開度ＴＡ、及びギヤ段ＧＰが読み込まれる（Ｓ１００）。次に、予め設定された期間内における車速Ｖの変化量である車速変化量ΔＶが算出され（Ｓ１１０）、さらに同期間内におけるスロットル開度ＴＡの変化量であるスロットル開度変化量ΔＴＡが算出される（Ｓ１２０）。
【００５９】
次に、車両が加速中であるか否かが判断される（Ｓ１３０）。ここでは、スロットル開度変化量ΔＴＡが判定値α以上であり、かつ車速変化量ΔＶが判定値β以上である場合に、すなわち機関出力の増大量がある程度以上大きく、かつ車速Ｖもある程度以上増加している場合に、車両が加速中であると判断される。なお、判定値α及び判定値βは、車両が加速中であるか否かを判定することのできる適切な値が設定されている。そして、車両が加速中でない場合には（Ｓ１３０：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。
【００６０】
一方、車両が加速中である場合には（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、ステップＳ１４０及びステップＳ１５０にて、車両の慣性質量が大きいか否か、すなわち慣性質量が上記許容質量よりも大きいか否かが判定される。この慣性質量に関する判定は、次のような原理によってなされる。
【００６１】
すなわち、車両の加速時などにおいて、機関出力の増大量が同一であっても車両の慣性質量が大きいときほど、車速Ｖの増加量は小さくなる。従って、機関出力の増大量と車速Ｖの増加量との対応関係に基づいて慣性質量の大小は判定することができる。そこで、本実施形態では、ステップＳ１２０にて算出されるスロットル開度変化量ΔＴＡを機関出力の増大量を示す値として利用し、このスロットル開度変化量ΔＴＡでの車速の増加量、すなわち上記車速変化量ΔＶが、予め設定された基準値Ｖｂよりも小さい場合には、慣性質量が大きい旨判定するようにしている。なお、上記基準値Ｖｂとしては、車両の慣性質量が前記許容質量となっているときのスロットル開度変化量ΔＴＡに対する車速変化量ΔＶが設定されている。
【００６２】
ここで、機関出力の増大量と車速の増加量との対応関係は、前記慣性質量の他、変速機５０において可変とされる減速比によっても変化する。例えば、変速機５０内のギヤ段ＧＰが低くなり、同変速機５０の減速比が大きくなるほど車両は加速しやすくなる。従って、減速比が大きくなるほど機関出力の増大量に対する車速の増加量は大きくなる。そこで、本実施形態では、前記基準値Ｖｂ、すなわち車速変化量ΔＶに関する基準値Ｖｂを減速比に応じて変更するようにしており、これにより変速機５０の減速比が変化しても慣性質量の判定を適切に行うことができるようにしている。
【００６３】
図４に、ギヤ段ＧＰに対応した基準値Ｖｂが設定されている基準値マップについてその設定態様を示す。なお、同基準値マップは上記ＲＯＭ内に記憶されている。
この図４に示されるように、基準値設定マップには、１速から５速までの各ギヤ段ＧＰ毎に対応した複数の基準値Ｖｂ、すなわち１速用基準値Ｖｂ１、２速用基準値Ｖｂ２、３速用基準値Ｖｂ３、４速用基準値Ｖｂ４、及び５速用基準値Ｖｂ５が設定されている。
【００６４】
各基準値Ｖｂ１〜Ｖｂ５は、スロットル開度変化量ΔＴＡが大きくなるほど、その値が大きくなるように設定されている。また、同一のスロットル開度変化量ΔＴＡであってもギヤ段ＧＰが低くなるほど、すなわち変速機５０の減速比が大きくなるほど各基準値Ｖｂの値は大きくなるように、各基準値Ｖｂ１〜Ｖｂ５はそれぞれ設定されている。
【００６５】
そして、ステップＳ１３０において、車両が加速中である旨判定されると、ギヤ段ＧＰに応じた基準値Ｖｂが上記基準値設定マップから選択され（Ｓ１４０）、次に慣性質量が異常域であるか否かが、すなわち同慣性質量が上記許容質量よりも大きいか否かが判定される（Ｓ１５０）。このステップＳ１５０では、ステップＳ１２０にて算出されたスロットル開度変化量ΔＴＡに対し、ステップＳ１１０にて算出された車速変化量ΔＶが基準値Ｖｂよりも小さい場合に、慣性質量が異常域である旨判定される。例えばギヤ段ＧＰが１速となっている場合には、先の図４に示した１速用基準値Ｖｂ１が選択され、スロットル開度変化量ΔＴＡにおける実際の車速変化量ΔＶが、１速用基準値Ｖｂ１よりも小さい場合には、慣性質量が異常域である旨判定される。
【００６６】
そして、慣性質量が異常域である旨判定されると（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、自動停止始動制御の実行が禁止されて（Ｓ１６０）、本処理は一旦終了される。
このステップＳ１６０では、エンジン１の自動停止及び自動始動のうちの自動停止についてその実行が禁止される。このようにエンジン１の自動停止の実行が禁止されることによりエンジン１の自動始動の機会も自ずと失われ、これによりワンウェイクラッチ１４に対する過大な負荷の付与回数が減少するようになる。従って、車両の慣性質量が許容質量よりも大きい場合にあって頻繁に機関始動がなされることによるワンウェイクラッチ１４の破損抑えることができるようになる。なお、ステップＳ１６０では、エンジン１の自動始動の実行については禁止されていないため、車両の慣性質量が大きいと判定される前にエンジン１が自動停止されていた場合であっても、その後、同エンジン１を自動始動させることはできる。従って、車両の慣性質量が大きいと判定された後でも、車両の走行を継続して行うことができる。
【００６７】
一方、ステップＳ１５０にて、慣性質量が異常域ではない旨判定される、すなわちステップＳ１２０にて算出されたスロットル開度変化量ΔＴＡに対し、ステップＳ１１０にて算出された車速変化量ΔＶが基準値Ｖｂ以上であり、慣性質量が正常域である旨判定される場合には（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、自動停止始動制御の実行が許可される（Ｓ１７０）。すなわち、自動停止の実行が許可されて、本処理は一旦終了される。このように自動停止の実行が許可されている場合には、予め設定された各種実行条件が成立した場合に自動停止始動制御が実行される。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）スタータモータ３０の駆動力がワンウェイクラッチ１４を介してクランクシャフト７に伝達されるエンジン１にあって、当該エンジン１が搭載された車両の慣性質量が予め設定された許容質量よりも大きいか否かを判定するようにしている。そして、同慣性質量が大きい旨判定される場合には、エンジン１を自動停止及び自動始動させる自動停止始動制御についてその実行を禁止するようにしている。従って、車両の慣性質量が許容質量よりも大きい場合には、自動停止始動制御の実行が制限されることにより、ワンウェイクラッチ１４に対して過大な負荷が付与される回数は減少するようになる。そのため、車両の慣性質量が過度に大きい状態での機関始動時に生じやすいワンウェイクラッチ１４の破損についてこれを好適に抑制することができるようになる。
【００６９】
（２）自動停止始動制御の実行禁止に際しては、エンジン１の自動停止及び自動始動のうちの自動停止についてその実行を禁止するようにしている。このように自動停止の実行を禁止することにより、エンジン１の自動始動の機会も自ずと失われ、もって車両の慣性質量が許容質量よりも大きい場合にあって頻繁に機関始動がなされることによるワンウェイクラッチ１４の破損を抑えることができるようになる。なお、エンジン１の自動始動の実行については禁止されていないため、車両の慣性質量が大きいと判定された後でも、車両の走行についてはこれを継続して行うことができる。
【００７０】
（３）機関出力の増大量、より具体的にはスロットル開度変化量ΔＴＡと車速変化量ΔＶとの対応関係に基づいて上記慣性質量の判定を行うようにしている。従って、車両の慣性質量が予め設定された許容質量よりも大きいか否かを好適に判定することができるようになる。
【００７１】
（４）こうした機関出力の増大量と車速の増加量との対応関係に基づく上記慣性質量の判定に際しては、スロットル開度変化量ΔＴＡに対する車速変化量ΔＶが基準値Ｖｂよりも小さい場合に同慣性質量が大きい旨判定するようにしている。従って、上記慣性質量の判定を適切に行うことができるようになる。
【００７２】
（５）慣性質量が大きいか否かを判定する基準値Ｖｂを、変速機５０において可変とされる減速比に応じては変更するようにしている。従って、変速機５０の減速比が変化しても上記慣性質量の判定を適切に行うことができるようになる。
【００７３】
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・ステップＳ１６０における自動停止始動制御の実行禁止に際しては、エンジン１の自動停止及び自動始動をともに禁止するようにしてもよい。また、自動停止及び自動始動のうちの自動始動についてその実行を禁止するようにしてもよい。この場合にも、車両の慣性質量が許容質量よりも大きい場合にあって頻繁に機関始動がなされることによるワンウェイクラッチ１４の破損を抑えることができるようになる。
【００７４】
・上述したように、機関出力の増大量が同一であっても車両の慣性質量が大きいときほど、車速の増加量は小さくなる。従って、例えば車両の慣性質量が異なる場合にあって、車速の増加量を同一にするためには、慣性質量が大きいときほどより多くの機関出力を必要とする。すなわち、車速の増加量が同一であっても車両の慣性質量が大きいときほど、機関出力の増大量は大きくなる。
【００７５】
そこで、上記実施形態では、機関出力の増大量に対する車速の増加量が基準値Ｖｂよりも小さい場合に慣性質量が大きい旨判定するようにしたが、これに代えて、車速の増加量に対する機関出力の増大量が基準値よりも大きい場合に慣性質量が大きい旨判定するようにしてもよい。
【００７６】
なお、この場合の基準値としては、車両の慣性質量が前記許容質量となっているときの車速の増加量に対する機関出力の増大量を設定することになるが、これは上記基準値Ｖｂと同様な値になる。すなわち、上記実施形態における基準値Ｖｂは、車両の慣性質量が前記許容質量となっているときのスロットル開度変化量ΔＴＡに対する車速変化量ΔＶが設定されていたが、この変形例おける基準値Ｖｂでは、車両の慣性質量が前記許容質量となっているときの車速変化量ΔＶに対するスロットル開度変化量ΔＴＡを設定することになる。そして、例えば、ギヤ段ＧＰが１速となっている場合には、先の図４に示したような１速用基準値Ｖｂ１を選択し、実際の車速変化量ΔＶをもたらしたスロットル開度変化量ΔＴＡが、１速用基準値Ｖｂ１として設定されている基準開度変化量よりも大きい場合に慣性質量が異常域である旨判定される。
【００７７】
また、この変形例における基準値を、上記実施形態と同様に、変速機５０の減速比に応じて変更することもできる。この場合には、減速比が大きくなるほど車速の増加量に対する機関出力の増大量は小さくなるため、当該変形例の基準値、すなわち機関出力の増大量（スロットル開度変化量ΔＴＡ）に関する基準値を減速比に応じて変更する際には、当該減速比が大きくなるほどその基準値が小さくなるように当該基準値を可変設定するようにすればよい。
【００７８】
・上記実施形態ではスロットル開度ＴＡの増大量を算出するようにした。この他、機関出力の増大量を示す値として、エンジン１の吸入空気量、アクセルペダルの操作量であるアクセル操作量、及びエンジン１の燃焼室に供給される燃料噴射量の少なくとも１つについてその増大量を算出するようにしても、同機関出力の増大量を実際に把握することができる。
【００７９】
・上記実施形態における基準値Ｖｂは、スロットル開度変化量ΔＴＡに応じて変化する可変値であったが、より簡易的には同基準値Ｖｂを固定値とするようにしてもよい。例えばスロットル開度変化量ΔＴＡがある程度大きいにもかかわらず、車速変化量ΔＶが所定の固定値とされた基準値Ｖｂを超えていない場合には、慣性質量が許容質量よりも大きい旨判定するようにしてもよい。同様に、上記変形例における基準値も、より簡易的に固定値とするようにしてもよい。
【００８０】
・上記実施形態及びその変形例では、慣性質量が大きいか否かを判定するための基準値をギヤ段ＧＰに対応させて複数設定するようにした。この他。複数のギヤ段ＧＰのうちの少なくとも１つのギヤ段ＧＰに対応した基準値を設定し、その設定された基準値に対応するギヤ段ＧＰが選択されたときにのみ、慣性質量の判定を行うようにしてもよい。
【００８１】
・上記実施形態の始動装置において、スタータモータ３０の駆動力をクランクシャフト７に伝達する駆動力伝達機構は、ワンウェイクラッチ１４、ベアリング１８、アウターレース支持プレート１０、リングギヤ１２、ピニオンギヤ３５等によって構成されていたが、これは一例である。この他、スタータモータの駆動力がワンウェイクラッチを介してクランクシャフトに伝達される構成を有していれば、本発明は同様に適用することができ、その場合にも上述したような効果を得ることができる。
【００８２】
・上記変速機５０は手動式の多段変速機であったが、多段式の自動変速機や無段式の自動変速機であっても本発明は同様に適用することができる。このような自動変速機を備える内燃機関において本発明を実施する場合には、ギヤ段ＧＰに代えて、例えば自動変速機の制御装置から出力される変速指令値を参照することで変速機の減速比を検出することができる。
【００８３】
・本発明は、内燃機関と電動モータとを備える車両、いわゆるハイブリット車両にあって、負荷状態に応じて当該内燃機関を自動停止及び自動始動させる自動停止始動制御装置にも、同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明にかかる自動停止始動制御装置の一実施形態において、同自動停止始動制御装置が適用された内燃機関を備える車両について、その駆動系に関する基本構成を示す構成図。
【図２】同実施形態における始動装置の構成を示す部分断面図。
【図３】同実施形態における自動停止始動制御の実行可否判定処理についてその処理手順を示すフローチャート。
【図４】基準値マップについてその設定態様を示す概念図。
【図５】スプラグ式ワンウェイクラッチの基本構造を示す部分断面図。
【図６】車両の慣性質量が過度に大きい状態での機関始動直後におけるアウターレース及びインナーレースの回転速度変化を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【００８５】
１…エンジン、２…オイルパン、２ａ…後端、２ｂ…内周面、３…吸気通路、４…ラダービーム、５…スロットル弁、６…燃料噴射弁、７…クランクシャフト、８…フライホイール、１０…アウターレース支持プレート、１２…リングギヤ、１２ａ…ギヤ部、１２ｂ…段差部、１２ｃ…内周面、１２ｄ…外周面、１４…ワンウェイクラッチ、１６…インナーレース、１８…ベアリング、２２…アウターレース、２４…第１シール部材、２４ａ…シールリップ、２６…第２シール部材、２６ａ…シールリップ、３０…スタータモータ、３４…出力軸、３５…ピニオンギヤ、４０…クラッチ機構、５０…変速機、５１…変速操作機構、５２…シフトレバー、６０…デファレンシャルギヤ、６５…車輪、７０…電子制御装置（慣性質量判定手段、禁止手段）、８０…吸入空気量センサ、８１…スロットル開度センサ、８２…車速センサ、８３…ギヤ段検出センサ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の運転を自動停止及び自動始動させる自動停止始動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃費の改善等を図るべく、車両の停止時には内燃機関を自動停止させ、発進操作時等には同内燃機関を自動始動させる、いわゆる自動停止始動制御が実行される内燃機関が実用化されている。また、こうした内燃機関の自動停止及び自動始動を行う自動停止始動制御装置は、負荷状態に応じて内燃機関を自動停止及び自動始動させるハイブリット車両、すなわち内燃機関と電動モータとを備える車両にも備えられている。
【０００３】
他方、内燃機関の始動装置であって、スタータモータのピニオンギヤがクランクシャフト側のリングギヤに常時噛み合わされている常時噛合式の始動装置が知られている（例えば特許文献１等）。
【０００４】
同文献に記載の始動装置は、出力軸にピニオンギヤを有する始動用電動機（いわゆるスタータモータ）と、クランクシャフトに固定されたフライホイールに組み付けられて前記ピニオンギヤに噛み合うリングギヤとを備えている。このリングギヤはクラッチ機構、より詳しくは始動用電動機側からクランクシャフト側への駆動力の伝達のみを許容するワンウェイクラッチを介して前記フライホイールに組み付けられている。
【０００５】
そのワンウェイクラッチとしては、ローラ式のワンウェイクラッチやスプラグ式のワンウェイクラッチなどがあり、例えばスプラグ式のワンウェイクラッチは、図５に示すような基本構造を有している。この図５に示すように、スプラグ式のワンウェイクラッチは、外輪を構成するアウターレース１００、内輪を構成するインナーレース１０１、アウターレース１００の内周面とインナーレース１０１の外周面との間に介装される複数のスプラグ１０２等から構成されている。
【０００６】
そして、同図５においてインナーレース１０１が時計回りに回転する場合にあって、同インナーレース１０１の回転速度Ａがアウターレース１００の回転速度Ｂよりも高い場合には、スプラグ１０２によってインナーレース１０１及びアウターレース１００が係合状態になり、インナーレース１０１の回転力はアウターレース１００に伝達される。一方、同図４においてアウターレース１００が時計回りに回転するとともに、同アウターレース１００の回転速度Ｂがインナーレース１０１の回転速度Ａよりも高い場合には、スプラグ１０２によるインナーレース１０１及びアウターレース１００の係合は解除され、アウターレース１００からインナーレース１０１に向けての回転力の伝達が遮断される。
【０００７】
こうしたワンウェイクラッチにあって、例えば上記アウターレース１００をフライホイール側、即ちクランクシャフト側に固定する一方、上記インナーレース１０１をリングギヤ側、いわば始動用電動機側に固定することで、機関始動時のクランクシャフトと始動用電動機との駆動連結、及び機関の完爆後における同駆動連結の解除を行うことができる。
【０００８】
すなわち、機関始動時にあって始動用電動機が駆動されると、インナーレース１０１の回転速度が上昇してインナーレース１０１及びアウターレース１００は係合状態となり、もって始動用電動機の駆動力はワンウェイクラッチを介してフライホイールに、すなわちクランクシャフトに伝達される。そして、機関が完爆する、換言すれば始動用電動機の力を借りることなく機関が自立回転するようになると、アウターレース１００の回転速度Ｂはインナーレース１０１の回転速度Ａよりも高くなり、アウターレース１００及びインナーレース１０１の係合が解除されてワンウェイクラッチは空転するようになる。このようにワンウェイクラッチが空転することでクランクシャフトと始動用電動機との駆動連結が解除される。
【特許文献１】特開２０００−２７４３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上述したような自動停止始動制御装置及び常時噛合式の始動装置を備える内燃機関が搭載された車両にあって過積載などがなされると、当該車両の慣性質量が設計想定上の最大慣性質量、いわば許容質量よりも大きくなり、そうした慣性質量が過度に大きい状態では、次のような不都合の発生が懸念される。この不都合の発生について、図６を併せ参照して説明する。
【００１０】
同図６に示すように、時刻ｔ１において始動用電動機の駆動が開始されると、インナーレース１０１の回転速度Ａは所定の回転速度にまで上昇する。この上昇過程ではワンウェイクラッチが係合状態にあり、アウターレース１００の回転速度Ｂはインナーレース１０１の回転速度Ａに同期して上昇していく。こうしたアウターレース１００の回転上昇によってクランキングがなされると機関の初爆が起きる。この初爆以降のアウターレース１００の回転速度Ｂは、インナーレース１０１の回転速度Ａよりも高くなり、もってワンウェイクラッチの係合は解除される。そして、その後、混合気の点火が連続して起きることにより、機関は完爆に至る（時刻ｔ２）。そして、例えば完爆後に始動用電動機の駆動が停止されると、インナーレース１０１の回転速度は低下していく。
【００１１】
完爆後、駆動系のクラッチが接続されると（時刻ｔ３）、車両の慣性質量に応じた駆動系の負荷がクランクシャフトには付与され、これによりクランクシャフトの回転速度は一旦低下する。ここで、車両の慣性質量が上記許容質量以下であれば、同図に破線にて示すように、一旦低下したクランクシャフトの回転速度は機関の出力トルクによって回復し、その後、安定して回転するようになる。
【００１２】
一方、車両の慣性質量が上記許容質量を超えている場合には、駆動系のクラッチ接続による過大な負荷がクランクシャフトに付与され、同クランクシャフトの回転速度は急速に低下してその回復が遅れるようになる。なお、その低下速度が過度に速い場合には、回転速度の回復前にエンジンストールが生じるおそれもある。こうした完爆後におけるクランクシャフトの急速な回転速度低下、換言すれば始動用電動機の駆動停止後におけるクランクシャフトの急速な回転速度低下が生じると、アウターレース１００の回転速度はインナーレース１０１の回転速度に近づき、最終的には、ワンウェイクラッチが再係合してしまう（時刻ｔ４）。そして再係合後には、アウターレース１００の回転速度低下に引きずられるような態様でインナーレース１０１の回転速度は低下していく。こうした再係合にあっては、始動装置の構成部材に対して、機関始動時に付与される負荷よりも大きい負荷、すなわち上記慣性質量に起因する過大な負荷がかかるようになる。
【００１３】
ここで、上記自動停止始動制御が実施される内燃機関では、機関始動が頻繁に行われるため、車両の慣性質量が上記許容質量を超えている場合には、始動装置に対して過大な負荷が頻繁に付与され、当該始動装置の構成部材、特にワンウェイクラッチが破損してしまうおそれがある。
【００１４】
なお、登坂路では、発進時における車両の慣性質量が登り勾配に応じて大きくなる。そのため、上記過積載の他、こうした登坂路からの車両発進時にも、当該車両の慣性質量は過度に大きくなる可能性がある。
【００１５】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、自動停止始動制御装置と常時噛合式の始動装置とを備える内燃機関にあって、車両の慣性質量が過度に大きい状態での機関始動時に生じやすいワンウェイクラッチの破損についてこれを好適に抑制することのできる内燃機関の自動停止始動制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、始動用電動機の駆動力がワンウェイクラッチを介してクランクシャフトに伝達される内燃機関に適用され、当該内燃機関を自動停止及び自動始動させる自動停止始動制御を行う装置であって、当該内燃機関が搭載された車両の慣性質量が予め設定された許容質量よりも大きいか否かを判定する慣性質量判定手段と、同慣性質量判定手段によって前記慣性質量が大きい旨判定される場合には、前記自動停止始動制御の実行を禁止する禁止手段とを備えることをその要旨とする。
【００１７】
同構成では、車両の慣性質量が許容質量よりも大きい場合に自動停止始動制御の実行を禁止するようにしており、このように自動停止始動制御の実行が制限されることにより、ワンウェイクラッチに対して過大な負荷が付与される回数は減少するようになる。従って、車両の慣性質量が過度に大きい状態での機関始動時に生じやすいワンウェイクラッチの破損についてこれを好適に抑制することができるようになる。
【００１８】
前記禁止手段による自動停止始動制御の実行禁止に際しては、内燃機関の自動停止及び自動始動をともに禁止するほか、請求項２に記載の発明によるように、前記自動停止及び前記自動始動のうちの自動始動についてその実行を禁止する、といった構成を採用することもできる。同構成によれば、車両の慣性質量が許容質量よりも大きい場合にあって頻繁に機関始動がなされることによるワンウェイクラッチの破損を抑えることができるようになる。
【００１９】
また、前記禁止手段による自動停止始動制御の実行禁止に際しては、請求項３に記載の発明によるように、前記自動停止及び前記自動始動のうちの自動停止についてその実行を禁止する、といった構成を採用することもできる。
【００２０】
同構成では、内燃機関の自動停止についてその実行を禁止するようにしており、このように自動停止の実行が禁止されることにより、内燃機関の自動始動の機会も自ずと失われる。従って、同構成によっても、車両の慣性質量が許容質量よりも大きい場合にあって頻繁に機関始動がなされることによるワンウェイクラッチの破損を抑えることができるようになる。なお、同構成では、内燃機関の自動始動の実行については禁止されていないため、車両の慣性質量が大きいと判定される前に内燃機関が自動停止されていた場合であっても、その後、同内燃機関を自動始動させることはできる。従って、車両の慣性質量が大きいと判定された後でも、車両の走行を継続して行うことができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置において、前記慣性質量判定手段は、機関出力の増大量と車速の増加量との対応関係に基づいて前記慣性質量の判定を行うことをその要旨とする。
【００２２】
車両の加速時などにおいて、機関出力の増大量が同一であっても車両の慣性質量が大きいときほど、車速の増加量は小さくなる。従って、機関出力の増大量と車速の増加量との対応関係に基づいて前記慣性質量の大小は判定することができ、同構成によれば、車両の慣性質量が予め設定された許容質量よりも大きいか否かを好適に判定することができるようになる。
【００２３】
こうした機関出力の増大量と車速の増加量との対応関係に基づく前記慣性質量の判定に際しては、請求項５や請求項６に記載の構成を採用することができる。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置において、前記慣性質量判定手段は、機関出力の増大量に対する車速の増加量が基準値よりも小さい場合に前記慣性質量が大きい旨判定することをその要旨とする。
【００２４】
上述したように、機関出力の増大量が同一であっても車両の慣性質量が大きいときほど、車速の増加量は小さくなる。そこで同構成では、機関出力の増大量に対する車速の増加量が基準値よりも小さい場合に車両の慣性質量が前記許容質量よりも大きい旨判定するようにしており、同構成によれば、前記慣性質量の判定を適切に行うことができるようになる。なお、同構成における前記基準値としては、車両の慣性質量が前記許容質量となっているときの機関出力の増大量に対する車速の増加量を設定することが望ましい。
【００２５】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置において、前記慣性質量判定手段は、車速の増加量に対する機関出力の増大量が基準値よりも大きい場合に前記慣性質量が大きい旨判定することをその要旨とする。
【００２６】
上述したように、機関出力の増大量が同一であっても車両の慣性質量が大きいときほど、車速の増加量は小さくなる。従って、例えば車両の慣性質量が異なる場合にあって、車速の増加量を同一にするためには、慣性質量が大きいときほどより多くの機関出力を必要とする。すなわち、車速の増加量が同一であっても車両の慣性質量が大きいときほど、機関出力の増大量は大きくなる。そこで同構成では、車速の増加量に対する機関出力の増大量が基準値よりも大きい場合に、車両の慣性質量が前記許容質量よりも大きい旨判定するようにしており、同構成によれば、前記慣性質量の判定を適切に行うことができるようになる。なお、同構成における前記基準値としては、車両の慣性質量が前記許容質量となっているときの車速の増加量に対する機関出力の増大量を設定することが望ましい。
【００２７】
請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置において、前記基準値は、当該内燃機関の出力軸に接続された変速機において可変とされる減速比に応じて変更されることをその要旨とする。
【００２８】
機関出力の増大量と車速の増加量との対応関係は、前記慣性質量の他、上記変速機において可変とされる減速比によっても変化し、同減速比が大きくなるほど（例えばギヤ段が低くなるほど）車両は加速しやすくなる。従って、減速比が大きくなるほど機関出力の増大量に対する車速の増加量は大きくなる。また、減速比が大きくなるほど車速の増加量に対する機関出力の増大量は小さくなる。そこで、同構成では、請求項５や請求項６に記載の前記各基準値を、可変とされる前記減速比に応じて変更するようにしており、同構成によれば、変速機の減速比が変化しても前記慣性質量の判定を適切に行うことができるようになる。なお、請求項５に記載の基準値、すなわち車速の増加量に関する基準値を減速比に応じて変更する際には、当該減速比が大きくなるほどその基準値が大きくなるように当該基準値を可変設定することが望ましい。また、請求項６に記載の基準値、すなわち機関出力の増大量に関する基準値を減速比に応じて変更する際には、当該減速比が大きくなるほどその基準値が小さくなるように当該基準値を可変設定することが望ましい。また、変速機の減速比を検出するには、同変速機内において切り替えられる変速段の位置等を検出すればよく、例えば手動変速機においてはシフトレバーの位置を検出したり、自動変速機においては変速指令値を参照したりするなどすればよい。
【００２９】
上述した機関出力の増大量は、請求項８に記載の発明によるように、内燃機関の吸入空気量、吸気通路に設けられるスロットル弁の開度であるスロットル開度、アクセルペダルの操作量であるアクセル操作量、及び同機関の燃焼室に供給される燃料噴射量の少なくとも１つについてその増大量を算出することにより、実際に把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明にかかる内燃機関の自動停止始動制御装置を具体化した一実施形態について、図１〜図４を併せ参照して説明する。
まずはじめに、図１を併せ参照して、本発明にかかる自動停止始動制御装置が適用されたエンジン１を備える車両について、その駆動系に関する基本構成を説明する。
【００３１】
この図１に示すように、エンジン１には、スロットル弁５にて調量される吸入空気と燃料噴射弁６から噴射される燃料との混合気が導入され、同混合気が燃焼室で点火されることにより当該エンジン１の機関出力が得られる。この機関出力は、エンジン１の出力軸であるクランクシャフト７の回転力として取り出される。
【００３２】
なお、上記スロットル弁５の開度は、アクセルペダルの操作量に応じて調整され、燃料噴射弁６の燃料噴射量は、スロットル弁５にて調量される吸入空気の量に応じて調整される。例えば、アクセルペダルの操作量が大きくなるとスロットル弁５の開度も大きくなり、これにより吸入空気量が多くなると、燃料噴射量も増量されて、機関出力は増大する。
【００３３】
クランクシャフト７には、フライホイール８が一体回転可能に取り付けられており、このフライホイール８は、クラッチ機構４０の入力側に接続されている。クラッチ機構４０の出力側は、手動式の変速機５０の入力軸に接続されている。すなわちこの変速機５０は、クラッチ機構４０を介してクランクシャフト７に接続されている。そして、クラッチ機構４０の接続時には、クランクシャフト７から変速機５０に向けて駆動力が伝達され、同クラッチ機構４０の解放時には、クランクシャフト７から変速機５０に向けての駆動力伝達が遮断される。
【００３４】
変速機５０内には、減速比の異なる複数のギヤ段が構成されており、変速操作機構５１のシフトレバー５２を操作することにより、シフトレバー５２の位置に応じたギヤ段が選択される。こうしたシフトレバー５２の操作を通じたギヤ段の変更によって、変速機５０の減速比は可変とされる。なお、本実施形態における変速機５０は、前進５段後退１段の変速機となっているが、この他の段数を有する変速機を採用することもできる。
【００３５】
変速機５０の出力軸は、デファレンシャルギヤ６０に接続されており、このデファレンシャルギヤ６０の出力軸は車輪６５に接続されている。
エンジン１の燃料噴射制御等、各種の機関制御は、電子制御装置７０によって行われる。この電子制御装置７０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、バックアップＲＡＭ、外部入力回路、及び外部出力回路等から構成されている。そして、各種センサからの信号等に基づいてエンジン１の運転状態等を検出し、その検出結果に応じてエンジン１の各種制御を実行する。
【００３６】
本実施形態の車両には、上記各種センサとして例えば次のようなセンサが設けられている。吸気通路３のスロットル弁５上流には、吸入空気量を検出する吸入空気量センサ８０が設けられている。スロットル弁５には、そのスロットル開度ＴＡを検出するスロットル開度センサ８１が設けられている。車輪６５の近傍には、車両の車速Ｖを検出する車速センサ８２が設けられている。なお、車速Ｖを検出することができるのであれば、この車速センサ８２の配設位置は適宜変更することができる。そして、変速操作機構５１には、シフトレバー５２の位置を検出するギヤ段検出センサ８３が設けられており、その検出信号によってシフトレバー５２の位置、換言すれば変速機５０内で選択されているギヤ段ＧＰが検出される。なお、同ギヤ段ＧＰを検出することができるのであれば、このギヤ段検出センサ８３の配設位置は適宜変更することができる。この他、機関回転速度を検出する回転速度センサや、機関冷却水の温度を検出する温度センサなども設けられている。
【００３７】
また、電子制御装置７０は、運転者によるイグニッションスイッチの操作に依らずしてエンジン１の停止及び始動を行う、いわゆる自動停止始動制御も実行する。このエンジン１の自動停止及び自動始動は、予め設定された各種実行条件が成立した場合に実行され、その一例として、例えば車両が停止状態になるとエンジン１は自動停止される。そして、運転者による発進操作（例えばアクセルペダルの踏み込み操作など）がなされると、スタータモータ３０の駆動を通じてエンジン１は自動始動される。
【００３８】
次に、エンジン１の始動装置について、図２を併せ参照して説明する。なお、同図２は、エンジン１の下方に設けられたオイルパン２の後端部分周辺における部分断面図を示している。
【００３９】
この図２に示すように、クランクシャフト７の後端は、オイルパン２の後端上方にあってラダービーム４にて回転可能に支持されている。
クランクシャフト７の後端には上記フライホイール８や、アウターレース支持プレート１０及びリングギヤ１２が取り付けられている。
【００４０】
アウターレース支持プレート１０は、フライホイール８と共にクランクシャフト７の後端にボルトにて締結固定され、クランクシャフト７と共に回転する。
リングギヤ１２は、クランクシャフト７の後端の外周部分にあって、ワンウェイクラッチ１４のインナーレース１６及びベアリング１８を介して取り付けられている。なお、このワンウェイクラッチ１４は、先の図５に示したようなスプラグ式のワンウェイクラッチとなっているが、この他のワンウェイクラッチ、例えばローラ式のワンウェイクラッチを採用することもできる。
【００４１】
このワンウェイクラッチ１４が非係合状態にある時には、リングギヤ１２はクランクシャフト７の回転とは独立して回転可能となっている。さらに、同リングギヤ１２の周縁部にはリング状のギヤ部１２ａが形成されている。このギヤ部１２ａは、スタータモータ３０の出力軸３４に設けられたピニオンギヤ３５に常時噛み合わされており、スタータモータ３０からの回転力を受けることによりリングギヤ１２を回転させる。このスタータモータ３０の駆動制御は前記電子制御装置７０によって行われる。
【００４２】
前記ワンウェイクラッチ１４のアウターレース２２は、アウターレース支持プレート１０の外周部分にあって、リングギヤ１２の内周部分に取り付けられたインナーレース１６に対向するように取り付けられている。このようにリングギヤ１２とアウターレース支持プレート１０との間にワンウェイクラッチ１４が設けられている。
【００４３】
そうしたワンウェイクラッチ１４、ベアリング１８、アウターレース支持プレート１０、リングギヤ１２、ピニオンギヤ３５等によって、スタータモータ３０の駆動力をクランクシャフト７に伝達する駆動力伝達機構が構成されている。また、ピニオンギヤ３５の歯数とリングギヤ１２の歯数とによって、当該駆動力伝達機構の減速比Ｒが決定されている。
【００４４】
機関始動時にスタータモータ３０がピニオンギヤ３５を介してリングギヤ１２を回転させると、すなわちリングギヤ１２側からトルクが伝達されると、ワンウェイクラッチ１４によってアウターレース支持プレート１０とリングギヤ１２とが係合状態にされる。これにより、クランクシャフト７はスタータモータ３０によって回転される、すなわちクランキングが行われる。
【００４５】
そして、機関が完爆する、換言すればスタータモータ３０の力を借りることなく内燃機関が自立回転するようになると、クランクシャフト７に連動するアウターレース支持プレート１０の回転速度がリングギヤ１２の回転速度よりも速くなり、ワンウェイクラッチ１４の係合が解除される、すなわちワンウェイクラッチ１４は空転するようになる。そして、これによりクランクシャフト７とスタータモータ３０との駆動連結は解除される。
【００４６】
ベアリング１８やワンウェイクラッチ１４には、シリンダブロックやクランクシャフト７内の油路等を介してオイルが供給されており、これにより同ベアリング１８や同ワンウェイクラッチ１４の潤滑がなされる。ここで、アウターレース支持プレート１０とリングギヤ１２との間に配置されたワンウェイクラッチ１４からのオイル漏れを抑えるために、リング状の第１シール部材２４がワンウェイクラッチ１４のアウターレース２２とリングギヤ１２との間に配置されている。この第１シール部材２４は、リングギヤ１２の中間に形成された円筒状の段差部１２ｂの内周面１２ｃに嵌合された状態でリングギヤ１２側に固定されている。この第１シール部材２４の内周側に形成されているシールリップ２４ａは、アウターレース２２の外周面に摺動可能に接触し、オイルのシールを行っている。
【００４７】
段差部１２ｂを挟んで第１シール部材２４の反対側には、第１シール部材２４よりも大径の第２シール部材２６が配置されている。この第２シール部材２６は、クランクシャフト７より下方側では主にオイルパン２の後端２ａの内周面２ｂに、クランクシャフト７より上方側では主にシリンダブロックの後端の内周面に嵌合されている。この第２シール部材２６の内周側に形成されているシールリップ２６ａは、段差部１２ｂの外周面１２ｄに摺動可能に接触し、オイルのシールを行っている。
【００４８】
このように、本実施形態における始動装置は、ピニオンギヤ３５とリングギヤ１２のギヤ部１２ａとが常時噛み合う、常時噛合式の始動装置となっており、スタータモータ３０の駆動力がワンウェイクラッチ１４を介してクランクシャフト７に伝達される。そして、機関始動時におけるクランクシャフト７とスタータモータ３０との駆動連結、及び機関完爆後におけるクランクシャフト７とスタータモータ３０との駆動連結の解除は、ワンウェイクラッチ１４によって行われる。
【００４９】
このように、エンジン１にはワンウェイクラッチ１４を利用した常時噛合式の始動装置が備えられており、さらに同エンジン１では、上述したような自動停止始動制御が実施される。
【００５０】
ところで、こうしたエンジン１を備える車両にあって、過積載などがなされると、当該車両の慣性質量が設計想定上の最大慣性質量、いわば許容質量よりも大きくなる。こうした車両の慣性質量が過度に大きい状態にあって、機関完爆後にクラッチ機構４０が接続されると、上述したように、その過大な慣性質量に応じた駆動系の負荷によってクランクシャフト７の回転速度は急速に低下する。このように完爆後においてクランクシャフト７の回転速度が急速に低下すると、非係合状態になっているワンウェイクラッチ１４において、アウターレース２２の回転速度がインナーレース１６の回転速度に近づき、最終的には、ワンウェイクラッチ１４が再係合される。そして、この再係合以降、アウターレース２２の回転速度低下に引きずられるような態様でインナーレース１６の回転速度は低下していく。こうした再係合にあっては、始動装置の構成部材に対して、機関始動時に付与される負荷よりも大きい負荷、すなわち上記慣性質量に起因する過大な負荷がかかるようになる。
【００５１】
ここで、自動停止始動制御が実施されるエンジン１では、機関始動が頻繁に行われるため、車両の慣性質量が上記許容質量を超えている場合には、上記再係合による過大な負荷が始動装置に対して頻繁に付与され、当該始動装置の構成部材、特にワンウェイクラッチ１４が破損してしまうといった不都合の発生が懸念される。
【００５２】
すなわち、ワンウェイクラッチ１４の再係合時には、クランクシャフト７と一体回転するアウターレース２２には、その回転速度を低下させようとするトルクであって、上記過大な慣性質量に応じた大きさのトルクＴ１が付与される。
【００５３】
他方、同再係合時には、リングギヤ１２側からピニオンギヤ３５側に回転力が伝達される。ここで、スタータモータ３０の回転速度は上記減速比Ｒにて減速された状態でクランクシャフト７に伝達されるようになっている。そのため、クランクシャフト７からスタータモータ３０に回転力が伝達される場合、換言すればリングギヤ１２側からピニオンギヤ３５側に回転力が伝達される場合には、それらの回転に対して上記減速比Ｒの逆数に応じた回転抵抗が付与される。従って、ワンウェイクラッチ１４の再係合にあって、リングギヤ１２やピニオンギヤ３５とともに一体回転するインナーレース１６には、上記回転抵抗によるトルクであって、上記トルクＴ１とは逆の方向に作用するトルクＴ２が付与される。
【００５４】
このようにワンウェイクラッチ１４の再係合に際しては、アウターレース２２に対して過大な慣性質量に応じたトルクＴ１が付与される一方、インナーレース１６に対しては減速比Ｒの逆数に応じた回転抵抗相当のトルクＴ２が付与される。これらトルクＴ１及びＴ２は、互いに作用方向が逆であってワンウェイクラッチ１４の係合方向に作用するトルクであるため、上記再係合時におけるワンウェイクラッチ１４には、その係合方向に対して過大なトルクがかかり、同ワンウェイクラッチ１４は破損してしまうおそれがある。
【００５５】
ちなみに、登坂路では、発進時における車両の慣性質量が登り勾配に応じて大きくなる。そのため、上記過積載の他、こうした登坂路からの車両発進時にも、当該車両の慣性質量は過度に大きくなる可能性がある。
【００５６】
そこで、本実施形態では、こうした車両の慣性質量が過度に大きい状態での機関始動時に生じやすいワンウェイクラッチ１４の破損を抑えるために、以下に説明する自動停止始動制御の実行可否判定処理を行うようにしており、同処理の実行を通じて車両の慣性質量が上記許容質量よりも大きい場合には自動停止始動制御の実行を禁止するようにしている。そして、こうした自動停止始動制御に対する実行の制限を行うことで、ワンウェイクラッチ１４に対する過大な負荷の付与回数を減少させるようにしている。
【００５７】
図３に、上記自動停止始動制御の実行可否判定処理についてその処理手順を示す。なお、本処理は、電子制御装置７０によって、車両走行中の所定期間毎に繰り返し実行される。
【００５８】
本処理が開始されるとまず、車速Ｖ、スロットル開度ＴＡ、及びギヤ段ＧＰが読み込まれる（Ｓ１００）。次に、予め設定された期間内における車速Ｖの変化量である車速変化量ΔＶが算出され（Ｓ１１０）、さらに同期間内におけるスロットル開度ＴＡの変化量であるスロットル開度変化量ΔＴＡが算出される（Ｓ１２０）。
【００５９】
次に、車両が加速中であるか否かが判断される（Ｓ１３０）。ここでは、スロットル開度変化量ΔＴＡが判定値α以上であり、かつ車速変化量ΔＶが判定値β以上である場合に、すなわち機関出力の増大量がある程度以上大きく、かつ車速Ｖもある程度以上増加している場合に、車両が加速中であると判断される。なお、判定値α及び判定値βは、車両が加速中であるか否かを判定することのできる適切な値が設定されている。そして、車両が加速中でない場合には（Ｓ１３０：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。
【００６０】
一方、車両が加速中である場合には（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、ステップＳ１４０及びステップＳ１５０にて、車両の慣性質量が大きいか否か、すなわち慣性質量が上記許容質量よりも大きいか否かが判定される。この慣性質量に関する判定は、次のような原理によってなされる。
【００６１】
すなわち、車両の加速時などにおいて、機関出力の増大量が同一であっても車両の慣性質量が大きいときほど、車速Ｖの増加量は小さくなる。従って、機関出力の増大量と車速Ｖの増加量との対応関係に基づいて慣性質量の大小は判定することができる。そこで、本実施形態では、ステップＳ１２０にて算出されるスロットル開度変化量ΔＴＡを機関出力の増大量を示す値として利用し、このスロットル開度変化量ΔＴＡでの車速の増加量、すなわち上記車速変化量ΔＶが、予め設定された基準値Ｖｂよりも小さい場合には、慣性質量が大きい旨判定するようにしている。なお、上記基準値Ｖｂとしては、車両の慣性質量が前記許容質量となっているときのスロットル開度変化量ΔＴＡに対する車速変化量ΔＶが設定されている。
【００６２】
ここで、機関出力の増大量と車速の増加量との対応関係は、前記慣性質量の他、変速機５０において可変とされる減速比によっても変化する。例えば、変速機５０内のギヤ段ＧＰが低くなり、同変速機５０の減速比が大きくなるほど車両は加速しやすくなる。従って、減速比が大きくなるほど機関出力の増大量に対する車速の増加量は大きくなる。そこで、本実施形態では、前記基準値Ｖｂ、すなわち車速変化量ΔＶに関する基準値Ｖｂを減速比に応じて変更するようにしており、これにより変速機５０の減速比が変化しても慣性質量の判定を適切に行うことができるようにしている。
【００６３】
図４に、ギヤ段ＧＰに対応した基準値Ｖｂが設定されている基準値マップについてその設定態様を示す。なお、同基準値マップは上記ＲＯＭ内に記憶されている。
この図４に示されるように、基準値設定マップには、１速から５速までの各ギヤ段ＧＰ毎に対応した複数の基準値Ｖｂ、すなわち１速用基準値Ｖｂ１、２速用基準値Ｖｂ２、３速用基準値Ｖｂ３、４速用基準値Ｖｂ４、及び５速用基準値Ｖｂ５が設定されている。
【００６４】
各基準値Ｖｂ１〜Ｖｂ５は、スロットル開度変化量ΔＴＡが大きくなるほど、その値が大きくなるように設定されている。また、同一のスロットル開度変化量ΔＴＡであってもギヤ段ＧＰが低くなるほど、すなわち変速機５０の減速比が大きくなるほど各基準値Ｖｂの値は大きくなるように、各基準値Ｖｂ１〜Ｖｂ５はそれぞれ設定されている。
【００６５】
そして、ステップＳ１３０において、車両が加速中である旨判定されると、ギヤ段ＧＰに応じた基準値Ｖｂが上記基準値設定マップから選択され（Ｓ１４０）、次に慣性質量が異常域であるか否かが、すなわち同慣性質量が上記許容質量よりも大きいか否かが判定される（Ｓ１５０）。このステップＳ１５０では、ステップＳ１２０にて算出されたスロットル開度変化量ΔＴＡに対し、ステップＳ１１０にて算出された車速変化量ΔＶが基準値Ｖｂよりも小さい場合に、慣性質量が異常域である旨判定される。例えばギヤ段ＧＰが１速となっている場合には、先の図４に示した１速用基準値Ｖｂ１が選択され、スロットル開度変化量ΔＴＡにおける実際の車速変化量ΔＶが、１速用基準値Ｖｂ１よりも小さい場合には、慣性質量が異常域である旨判定される。
【００６６】
そして、慣性質量が異常域である旨判定されると（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、自動停止始動制御の実行が禁止されて（Ｓ１６０）、本処理は一旦終了される。
このステップＳ１６０では、エンジン１の自動停止及び自動始動のうちの自動停止についてその実行が禁止される。このようにエンジン１の自動停止の実行が禁止されることによりエンジン１の自動始動の機会も自ずと失われ、これによりワンウェイクラッチ１４に対する過大な負荷の付与回数が減少するようになる。従って、車両の慣性質量が許容質量よりも大きい場合にあって頻繁に機関始動がなされることによるワンウェイクラッチ１４の破損抑えることができるようになる。なお、ステップＳ１６０では、エンジン１の自動始動の実行については禁止されていないため、車両の慣性質量が大きいと判定される前にエンジン１が自動停止されていた場合であっても、その後、同エンジン１を自動始動させることはできる。従って、車両の慣性質量が大きいと判定された後でも、車両の走行を継続して行うことができる。
【００６７】
一方、ステップＳ１５０にて、慣性質量が異常域ではない旨判定される、すなわちステップＳ１２０にて算出されたスロットル開度変化量ΔＴＡに対し、ステップＳ１１０にて算出された車速変化量ΔＶが基準値Ｖｂ以上であり、慣性質量が正常域である旨判定される場合には（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、自動停止始動制御の実行が許可される（Ｓ１７０）。すなわち、自動停止の実行が許可されて、本処理は一旦終了される。このように自動停止の実行が許可されている場合には、予め設定された各種実行条件が成立した場合に自動停止始動制御が実行される。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）スタータモータ３０の駆動力がワンウェイクラッチ１４を介してクランクシャフト７に伝達されるエンジン１にあって、当該エンジン１が搭載された車両の慣性質量が予め設定された許容質量よりも大きいか否かを判定するようにしている。そして、同慣性質量が大きい旨判定される場合には、エンジン１を自動停止及び自動始動させる自動停止始動制御についてその実行を禁止するようにしている。従って、車両の慣性質量が許容質量よりも大きい場合には、自動停止始動制御の実行が制限されることにより、ワンウェイクラッチ１４に対して過大な負荷が付与される回数は減少するようになる。そのため、車両の慣性質量が過度に大きい状態での機関始動時に生じやすいワンウェイクラッチ１４の破損についてこれを好適に抑制することができるようになる。
【００６９】
（２）自動停止始動制御の実行禁止に際しては、エンジン１の自動停止及び自動始動のうちの自動停止についてその実行を禁止するようにしている。このように自動停止の実行を禁止することにより、エンジン１の自動始動の機会も自ずと失われ、もって車両の慣性質量が許容質量よりも大きい場合にあって頻繁に機関始動がなされることによるワンウェイクラッチ１４の破損を抑えることができるようになる。なお、エンジン１の自動始動の実行については禁止されていないため、車両の慣性質量が大きいと判定された後でも、車両の走行についてはこれを継続して行うことができる。
【００７０】
（３）機関出力の増大量、より具体的にはスロットル開度変化量ΔＴＡと車速変化量ΔＶとの対応関係に基づいて上記慣性質量の判定を行うようにしている。従って、車両の慣性質量が予め設定された許容質量よりも大きいか否かを好適に判定することができるようになる。
【００７１】
（４）こうした機関出力の増大量と車速の増加量との対応関係に基づく上記慣性質量の判定に際しては、スロットル開度変化量ΔＴＡに対する車速変化量ΔＶが基準値Ｖｂよりも小さい場合に同慣性質量が大きい旨判定するようにしている。従って、上記慣性質量の判定を適切に行うことができるようになる。
【００７２】
（５）慣性質量が大きいか否かを判定する基準値Ｖｂを、変速機５０において可変とされる減速比に応じては変更するようにしている。従って、変速機５０の減速比が変化しても上記慣性質量の判定を適切に行うことができるようになる。
【００７３】
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・ステップＳ１６０における自動停止始動制御の実行禁止に際しては、エンジン１の自動停止及び自動始動をともに禁止するようにしてもよい。また、自動停止及び自動始動のうちの自動始動についてその実行を禁止するようにしてもよい。この場合にも、車両の慣性質量が許容質量よりも大きい場合にあって頻繁に機関始動がなされることによるワンウェイクラッチ１４の破損を抑えることができるようになる。
【００７４】
・上述したように、機関出力の増大量が同一であっても車両の慣性質量が大きいときほど、車速の増加量は小さくなる。従って、例えば車両の慣性質量が異なる場合にあって、車速の増加量を同一にするためには、慣性質量が大きいときほどより多くの機関出力を必要とする。すなわち、車速の増加量が同一であっても車両の慣性質量が大きいときほど、機関出力の増大量は大きくなる。
【００７５】
そこで、上記実施形態では、機関出力の増大量に対する車速の増加量が基準値Ｖｂよりも小さい場合に慣性質量が大きい旨判定するようにしたが、これに代えて、車速の増加量に対する機関出力の増大量が基準値よりも大きい場合に慣性質量が大きい旨判定するようにしてもよい。
【００７６】
なお、この場合の基準値としては、車両の慣性質量が前記許容質量となっているときの車速の増加量に対する機関出力の増大量を設定することになるが、これは上記基準値Ｖｂと同様な値になる。すなわち、上記実施形態における基準値Ｖｂは、車両の慣性質量が前記許容質量となっているときのスロットル開度変化量ΔＴＡに対する車速変化量ΔＶが設定されていたが、この変形例おける基準値Ｖｂでは、車両の慣性質量が前記許容質量となっているときの車速変化量ΔＶに対するスロットル開度変化量ΔＴＡを設定することになる。そして、例えば、ギヤ段ＧＰが１速となっている場合には、先の図４に示したような１速用基準値Ｖｂ１を選択し、実際の車速変化量ΔＶをもたらしたスロットル開度変化量ΔＴＡが、１速用基準値Ｖｂ１として設定されている基準開度変化量よりも大きい場合に慣性質量が異常域である旨判定される。
【００７７】
また、この変形例における基準値を、上記実施形態と同様に、変速機５０の減速比に応じて変更することもできる。この場合には、減速比が大きくなるほど車速の増加量に対する機関出力の増大量は小さくなるため、当該変形例の基準値、すなわち機関出力の増大量（スロットル開度変化量ΔＴＡ）に関する基準値を減速比に応じて変更する際には、当該減速比が大きくなるほどその基準値が小さくなるように当該基準値を可変設定するようにすればよい。
【００７８】
・上記実施形態ではスロットル開度ＴＡの増大量を算出するようにした。この他、機関出力の増大量を示す値として、エンジン１の吸入空気量、アクセルペダルの操作量であるアクセル操作量、及びエンジン１の燃焼室に供給される燃料噴射量の少なくとも１つについてその増大量を算出するようにしても、同機関出力の増大量を実際に把握することができる。
【００７９】
・上記実施形態における基準値Ｖｂは、スロットル開度変化量ΔＴＡに応じて変化する可変値であったが、より簡易的には同基準値Ｖｂを固定値とするようにしてもよい。例えばスロットル開度変化量ΔＴＡがある程度大きいにもかかわらず、車速変化量ΔＶが所定の固定値とされた基準値Ｖｂを超えていない場合には、慣性質量が許容質量よりも大きい旨判定するようにしてもよい。同様に、上記変形例における基準値も、より簡易的に固定値とするようにしてもよい。
【００８０】
・上記実施形態及びその変形例では、慣性質量が大きいか否かを判定するための基準値をギヤ段ＧＰに対応させて複数設定するようにした。この他。複数のギヤ段ＧＰのうちの少なくとも１つのギヤ段ＧＰに対応した基準値を設定し、その設定された基準値に対応するギヤ段ＧＰが選択されたときにのみ、慣性質量の判定を行うようにしてもよい。
【００８１】
・上記実施形態の始動装置において、スタータモータ３０の駆動力をクランクシャフト７に伝達する駆動力伝達機構は、ワンウェイクラッチ１４、ベアリング１８、アウターレース支持プレート１０、リングギヤ１２、ピニオンギヤ３５等によって構成されていたが、これは一例である。この他、スタータモータの駆動力がワンウェイクラッチを介してクランクシャフトに伝達される構成を有していれば、本発明は同様に適用することができ、その場合にも上述したような効果を得ることができる。
【００８２】
・上記変速機５０は手動式の多段変速機であったが、多段式の自動変速機や無段式の自動変速機であっても本発明は同様に適用することができる。このような自動変速機を備える内燃機関において本発明を実施する場合には、ギヤ段ＧＰに代えて、例えば自動変速機の制御装置から出力される変速指令値を参照することで変速機の減速比を検出することができる。
【００８３】
・本発明は、内燃機関と電動モータとを備える車両、いわゆるハイブリット車両にあって、負荷状態に応じて当該内燃機関を自動停止及び自動始動させる自動停止始動制御装置にも、同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明にかかる自動停止始動制御装置の一実施形態において、同自動停止始動制御装置が適用された内燃機関を備える車両について、その駆動系に関する基本構成を示す構成図。
【図２】同実施形態における始動装置の構成を示す部分断面図。
【図３】同実施形態における自動停止始動制御の実行可否判定処理についてその処理手順を示すフローチャート。
【図４】基準値マップについてその設定態様を示す概念図。
【図５】スプラグ式ワンウェイクラッチの基本構造を示す部分断面図。
【図６】車両の慣性質量が過度に大きい状態での機関始動直後におけるアウターレース及びインナーレースの回転速度変化を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【００８５】
１…エンジン、２…オイルパン、２ａ…後端、２ｂ…内周面、３…吸気通路、４…ラダービーム、５…スロットル弁、６…燃料噴射弁、７…クランクシャフト、８…フライホイール、１０…アウターレース支持プレート、１２…リングギヤ、１２ａ…ギヤ部、１２ｂ…段差部、１２ｃ…内周面、１２ｄ…外周面、１４…ワンウェイクラッチ、１６…インナーレース、１８…ベアリング、２２…アウターレース、２４…第１シール部材、２４ａ…シールリップ、２６…第２シール部材、２６ａ…シールリップ、３０…スタータモータ、３４…出力軸、３５…ピニオンギヤ、４０…クラッチ機構、５０…変速機、５１…変速操作機構、５２…シフトレバー、６０…デファレンシャルギヤ、６５…車輪、７０…電子制御装置（慣性質量判定手段、禁止手段）、８０…吸入空気量センサ、８１…スロットル開度センサ、８２…車速センサ、８３…ギヤ段検出センサ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
始動用電動機の駆動力がワンウェイクラッチを介してクランクシャフトに伝達される内燃機関に適用され、当該内燃機関を自動停止及び自動始動させる自動停止始動制御を行う装置であって、
当該内燃機関が搭載された車両の慣性質量が予め設定された許容質量よりも大きいか否かを判定する慣性質量判定手段と、
同慣性質量判定手段によって前記慣性質量が大きい旨判定される場合には、前記自動停止始動制御の実行を禁止する禁止手段とを備える
ことを特徴とする内燃機関の自動停止始動制御装置。
【請求項２】
前記禁止手段は、前記自動停止及び前記自動始動のうちの自動始動についてその実行を禁止する
請求項１に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置。
【請求項３】
前記禁止手段は、前記自動停止及び前記自動始動のうちの自動停止についてその実行を禁止する
請求項１に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置。
【請求項４】
前記慣性質量判定手段は、機関出力の増大量と車速の増加量との対応関係に基づいて前記慣性質量の判定を行う
請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置。
【請求項５】
前記慣性質量判定手段は、機関出力の増大量に対する車速の増加量が基準値よりも小さい場合に前記慣性質量が大きい旨判定する
請求項４に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置。
【請求項６】
前記慣性質量判定手段は、車速の増加量に対する機関出力の増大量が基準値よりも大きい場合に前記慣性質量が大きい旨判定する
請求項４に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置。
【請求項７】
前記基準値は、当該内燃機関の出力軸に接続された変速機において可変とされる減速比に応じて変更される
請求項５または６に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置。
【請求項８】
前記機関出力の増大量を示す値として、吸入空気量、スロットル開度、アクセル操作量、及び燃料噴射量の少なくとも１つについてその増大量を算出する
請求項４〜７のいずれか１項に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置。
【請求項１】
始動用電動機の駆動力がワンウェイクラッチを介してクランクシャフトに伝達される内燃機関に適用され、当該内燃機関を自動停止及び自動始動させる自動停止始動制御を行う装置であって、
当該内燃機関が搭載された車両の慣性質量が予め設定された許容質量よりも大きいか否かを判定する慣性質量判定手段と、
同慣性質量判定手段によって前記慣性質量が大きい旨判定される場合には、前記自動停止始動制御の実行を禁止する禁止手段とを備える
ことを特徴とする内燃機関の自動停止始動制御装置。
【請求項２】
前記禁止手段は、前記自動停止及び前記自動始動のうちの自動始動についてその実行を禁止する
請求項１に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置。
【請求項３】
前記禁止手段は、前記自動停止及び前記自動始動のうちの自動停止についてその実行を禁止する
請求項１に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置。
【請求項４】
前記慣性質量判定手段は、機関出力の増大量と車速の増加量との対応関係に基づいて前記慣性質量の判定を行う
請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置。
【請求項５】
前記慣性質量判定手段は、機関出力の増大量に対する車速の増加量が基準値よりも小さい場合に前記慣性質量が大きい旨判定する
請求項４に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置。
【請求項６】
前記慣性質量判定手段は、車速の増加量に対する機関出力の増大量が基準値よりも大きい場合に前記慣性質量が大きい旨判定する
請求項４に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置。
【請求項７】
前記基準値は、当該内燃機関の出力軸に接続された変速機において可変とされる減速比に応じて変更される
請求項５または６に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置。
【請求項８】
前記機関出力の増大量を示す値として、吸入空気量、スロットル開度、アクセル操作量、及び燃料噴射量の少なくとも１つについてその増大量を算出する
請求項４〜７のいずれか１項に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−３２４９４（Ｐ２００７−３２４９４Ａ）
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２０１０２（Ｐ２００５−２２０１０２）
【出願日】平成１７年７月２９日（２００５．７．２９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２９日（２００５．７．２９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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