車載エンジンの始動制御装置
【課題】エンジンの減速回転中であっても、速やかに再始動が行える車載エンジンの始動制御装置を提供する。
【解決手段】この発明による車載エンジンの始動制御装置３０Ａは、自動停止要件が成立すると、回転駆動指令Ｒｃを発生して直流電動機４１ａを予備回転駆動してから燃料噴射指令ＩＮＪを停止し、続いて惰性減速するリングギア１１の周速と予備回転駆動されていたピニオンギア４２ａの周速とが同期する直前にピニオンギア４２ａの押出制御指令Ｓｃを発生し、押出駆動完了時点において再始動要求が既に発生しているか、遅れて発生したことによって再び回転駆動指令Ｒｃと燃料噴射指令ＩＮＪを発生して車載エンジン１０を再始動するように構成される。
【解決手段】この発明による車載エンジンの始動制御装置３０Ａは、自動停止要件が成立すると、回転駆動指令Ｒｃを発生して直流電動機４１ａを予備回転駆動してから燃料噴射指令ＩＮＪを停止し、続いて惰性減速するリングギア１１の周速と予備回転駆動されていたピニオンギア４２ａの周速とが同期する直前にピニオンギア４２ａの押出制御指令Ｓｃを発生し、押出駆動完了時点において再始動要求が既に発生しているか、遅れて発生したことによって再び回転駆動指令Ｒｃと燃料噴射指令ＩＮＪを発生して車載エンジン１０を再始動するように構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車載エンジンの燃費改善と排気汚染抑制を図るために、無駄なアイドル運転を避け、適時にエンジンの自動停止と再始動を行うようにした車載エンジンの始動制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アクセルペダルの復帰とブレーキペダルの踏込みによって車両が停止するとエンジンを自動停止し、ブレーキペダルの開放又はアクセルペダルの踏込みによってエンジンを再始動するようにしたエンジンの自動停止と再始動制御装置には、様々な技術情報が開示されている。例えば、特許文献１「燃料消費節約型自動車」によれば、エンジンの一時停止を行うときに燃料噴射の停止と排気弁の開放を行ってエンジンを慣性回転させ、少なくともエンジン回転速度がゼロではないときには、スタータモータの調速運転を行ってその回転速度をエンジン回転速度に同期させてからエンジンに連結する始動制御装置が開示されている。特許文献１に示された従来の装置では、自動停止中にはなるべくエンジンの慣性回転を持続させ、徐々に減速中のエンジンに対して再始動要求が発生してからスタータモータの調速運転を開始して、スタータモータ側のピニオンギアとエンジン側のリングギアを同期噛合わせするように構成されている。
【０００３】
また、特許文献２「エンジン自動停止再始動装置」によれば、自動停止要求が発生してエンジン回転が停止するまでのエンジン回転降下期間中に再始動要求が発生した場合、スタータによってピニオンギアを回転駆動し、ピニオンギアとリングギアの回転が同期する時点を予測してピニオンギアの押出タイミングと押出速度とのうちの少なくとも一方を調整し、両ギアを同期噛合いさせてからスタータによるクランキングを開始する始動制御装置が開示されている。特許文献２に示された従来の装置では、自動停止中にはなるべく速やかにエンジンを停止させ、停止中に再始動要求が発生することを想定しながらも、早期の再始動要求が発生した場合に備えて減速回転中のエンジンに対する再始動を可能にするように構成されている。
【０００４】
一方、特許文献３「車両用始動装置」によれば、自動停止要求に基づくエンジンの停止中において、再始動要求の有無に関わらずピニオンギアとリングギアを連結保持しておいて、再始動要求があればただちにスタータを回転駆動してエンジンを再始動する始動制御装置が開示されている。特許文献３に示された従来の装置では、自動停止要求の直後に再始動要求が発生して、減速回転中のエンジンを再始動することは想定されていない。
【０００５】
なお、車載エンジンの始動装置において、ピニオンギアをリングギアに対して押出駆動するための電磁シフトコイルをトランジスタでデューティ制御する技術も既に開示されている。例えば、特許文献４「スタータ制御方法」によれば、電磁シフトコイルへの通電開始から所定時間後においてピニオンギアとリングギアの当接予定時点前に通電電流を低減して、ピニオンギアを穏やかにリングギアに当接させると共に、上記所定時間の間では電源電圧に応じて通電電流を適正に調整するように構成されている。
【０００６】
また、車載エンジンの始動装置において、エンジンの始動を速やかに行うための燃料噴射制御に関しては、例えば特許文献５「車載エンジン制御装置」において、多気筒エンジンに対する燃料噴射の気筒順序の判別手段について開示されており、気筒判別が完了する前の非同期燃料噴射と気筒判別完了後の同期燃料噴射の概念が説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−０７０６９９号公報（明細書の段落［０００８］、［０００９］、［００２４］、図３、要約）
【特許文献２】特開２００５−３３０８１３号公報（図１、要約）
【特許文献３】特開２００２−２２１１３３号公報（図１、要約）
【特許文献４】特開２００２−１２２０５９号公報（図２、要約）
【特許文献５】特開２００９−０３０５４３号公報（図２、要約）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述の特許文献１による始動制御装置の場合、エンジンの慣性運転を行うために排気弁の開放制御が必要であって、制御機構が複雑高価となると共に、スタータモータの調速運転を行うために、補助バッテリや大電流容量のトランジスタを必要とする課題がある。また、前述の特許文献２による始動制御装置の場合、エンジンの再始動要求が発生してからスタータモータを予備回転駆動したのでは、エンジン回転の減速中には同期噛合いを行うことが困難であり、非同期状態でムリヤリにピニオンギアの押込みを強行するか、多くの場合はエンジンが完全停止してから再始動が行われて、異音発生、ピニオンギアの損耗、再始動遅延による違和感が発生する課題がある。
【０００９】
また、前述の特許文献３による始動制御装置の場合、エンジンの減速回転中には再始動は行われないので、自動停止の直後に再始動が必要となった場合に、エンジンが完全停止するまで待機する必要があって遅延違和感が発生する。なお、燃料噴射を停止するとエンジンは速やかに減速するが、完全停止の直前において逆転動作を含む不安定回転状態が発生し、完全停止に要する時間は速やかな発進をしたい運転手にとっては看過できない待ち時間となるものである。
【００１０】
一方、前述の特許文献４によるピニオンギアの押込み制御では、ピニオンの押込み制御を開始してから、ピニオンギアとリングギアが当接するまでの時間が電源電圧の大小によって変動することになるので、同期噛合い制御が困難となる課題がある。また、前述の特許文献５による非同期燃料噴射は、惰性減速中のエンジンを始動用電動機に依存しないで自己再始動するために、一時的ではあっても適性ではない空燃比による運転が行われて大気汚染の原因となる課題がある。
【００１１】
なお、この特許文献５に示された装置の場合は、運転中の異常発生に伴うマイクロプロセッサの初期化処理を行うために燃料噴射と気筒判別を含む全ての制御が一時的に停止されるものであって、気筒順序判別所要時間によって燃料噴射時期が遅延して自己始動ができない低回転領域にまで減速するのを回避するために、気筒順序の判別完了前に非同期燃料噴射が行われるようになっている。このように、一般的には燃料噴射を停止するときには、これに付随する気筒順序の判別制御も停止され、燃料噴射の再開に当たっては気筒順序の判別を先ず行う必要がある。
【００１２】
この発明の第一の目的は、エンジンの自動停止指令が発生した後、いかなる時点で再始動要求が発生しても、速やかにエンジンの再始動が行われて、始動遅延による違和感を抑制することができる車載エンジンの始動制御装置を提供することである。
この発明の第二の目的は、エンジンの減速回転中においてピニオンギアとリングギアとの同期噛合いを行うための簡易なピニオンギアの予備回転駆動制御手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明による車載エンジンの始動制御装置は、
車載バッテリから給電されて駆動される直流電動機と、前記直流電動機によって回転駆動されるピニオンギアと、車載エンジンの回転軸に設けられたリングギアに対して前記ピニオンギアを連結又は離脱させるピニオン押出機構とを備えた始動用電動機ユニットと、
前記直流電動機の駆動を制御する回転駆動制御回路と、
前記車載エンジンのアイドル回転中に自動停止要件が成立すると、燃料噴射用電磁弁に対する燃料噴射指令を停止して前記車載エンジンを停止させ、前記車載エンジンの再始動要件が成立すると前記回転駆動制御回路に対する回転駆動指令と前記燃料噴射用電磁弁に対する前記燃料噴射指令を発生して、前記車載エンジンを再始動させるエンジン制御装置と、
を備えた車載エンジンの始動制御装置であって、
前記エンジン制御装置は、燃料噴射制御ユニットを構成する制御プログラムが格納されたプログラムメモリと協働するマイクロプロセッサを備え、
前記プログラムメモリは更に、前記車載エンジンの回転速度を検出する回転センサの出力に応動するエンジン回転速度検出ユニットと、前記ピニオンギアの回転速度を推定する回転速度推定ユニット若しくは前記ピニオンギアの回転速度を検出する回転センサの出力に応動するピニオン回転速度検出ユニットと、前記ピニオンギアを予備回転駆動する予備回転駆動制御ユニットと、前記ピニオン押出機構に対して押出駆動指令を発生する押出駆動制御ユニットと、を構成する制御プログラムを包含している。
【００１４】
前記マイクロプロセッサは、
前記車載エンジンの自動停止要件が成立すると前記燃料噴射指令を停止し、当該燃料噴射の停止前後において、前記車載エンジンの回転速度が少なくとも所定の当初回転速度に低下するまでには、前記車載エンジンの再始動要件が不成立であっても、前記予備回転駆動制御ユニットにより前記ピニオンギアの予備回転駆動を開始させ、前記車載エンジンの回転速度が所定の下限回転速度に低下するまでには、前記押出駆動制御ユニットにより前記ピニオンギアを前記リングギアに対して連結駆動させ、当該連結駆動の完了時点において前記車載エンジンの再始動要件が既に成立しているか又は遅れて成立することにより、前記回転駆動指令と前記燃料噴射指令を発生して、惰性回転中又は停止中の前記車載エンジンを再始動させる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
この発明による車載エンジンの始動制御装置は、車載エンジンの自動停止要件が発生すると、再始動要件の成立を待たないでピニオンギアの予備回転駆動を行い、燃料停止に伴ってエンジン回転速度が低下して不安定回転状態が発生し始める下限回転速度に達するまでにはピニオンギアとリングギアとの連結を完了するように構成されているので、車載エンジンの惰性減速回転中に再始動要件が成立した場合に、車載エンジンが不安定回転域を脱出して完全停止するのを待たないで直ちにエンジンの再始動を行うことができ、再始動開始遅れによって運転手に違和感を与えないで、燃料節約運転を行うことができる効果がある。又、この発明による車載エンジンの始動制御装置によれば、車載エンジンの吸排気弁の開放制御が不要であって、しかも車載エンジンが惰性減速回転しているときに、ピニオンギアの回転周速をリングギアの回転周速に接近させてから両ギアの連結を行うことによって、ギアの損耗寿命低下を抑制することができる効果がある。
【００１６】
なお、車載エンジンの自動停止要件が成立して車載エンジンに対する燃料供給を停止すると、車載エンジンの吸排気弁を開放しないかぎり、エンジンは気筒内の空気圧縮作用によって速やかに減速し、正逆転動作を含む不安定回転領域を経過して完全停止に至る。このため、自動停止要件の成立によって燃料供給を停止してエンジンが惰性減速している時期にアクセルペダルを踏んで再始動したい場合に、不安定回転領域でピニオンギアとリングギアを連結させるのは困難であり、エンジンの完全停止を待ってから再始動したのでは
応答時間遅れによって運転手に違和感を与えることになるという課題が存在し、又、不安定回転領域に低下する前の急減速過程に於いては、再始動要求が発生してからピニオンギアを回転駆動させるための時間余裕がなく、ピニオンギアとリングギアとの回転を同期させてからピニオンギアの押込みを行うことが困難となる課題が存在するが、この発明による車載エンジンの始動制御装置によれば、このような課題は克服される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置の全体構成を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置に於ける、エンジンが完全停止した後に、始動用電動機ユニットによって再始動を行うときの動作を説明するタイムチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置に於ける、自動停止指令が発生した直後に、始動用電動機ユニットによらないで自己再始動を行うときの動作を説明するタイムチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置に於ける、エンジンが減速回転中に、始動用電動機ユニットによって再始動を行うときの動作を説明するタイムチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置に於ける、主として手動始動制御部分の動作を説明する第１のフローチャートである。
【００１８】
【図６】この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置に於ける、主としてピニオンギアの予備回転駆動制御部分の動作を説明する第２のフローチャートであり、図５に示す第１のフローチャートに続くものである。
【図７】この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置に於ける、主としてピニオンギアの押出駆動制御部分の動作を説明する第３のフローチャートであり、図６に示す第２のフローチャートに続くものである。
【図８】この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置に於ける、主として再始動制御部分の動作を説明する第４のフローチャートであり、図７に示す第３のフローチャートに続くものである。
【図９】この発明の実施の形態２による車載エンジンの始動制御装置の全体構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置について、詳細に説明する。
(１）構成の詳細な説明
図１は、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置の全体構成を示す構成図である。図１に於いて、車載エンジンの始動制御装置３０Ａは、エンジン制御装置３１Ａと多気筒車載エンジン１０に対する始動用電動機ユニット４０Ａと、始動用電動機ユニット４０Ａに対する回転駆動制御回路５０Ａによって構成されている。
【００２０】
車載エンジン１０は、その回転軸にはフライホイールを兼ねたリングギア１１が設けられると共に、燃料噴射用電磁弁１２と回転センサ１３となるクランク角センサを包含し、変速機１４を介して図示していない車軸を駆動するように構成されている。エンジン制御装置３１Ａは、マイクロプロセッサ３２と協働するプログラムメモリ３３Ａを包含し、車載バッテリ２０に接続された電源スイッチ２１と始動指令スイッチ２２から、各スイッチの開閉に応動する電源スイッチ信号Ｐｓと手動始動指令信号Ｓｔが入力されるように構成されている。
【００２１】
又、電源リレー２３の出力接点２３ａは、車載バッテリ２０からエンジン制御装置３１Ａに対する給電回路を構成して電源電圧Ｖｂとなる電源を供給し、電源リレー２３のリレーコイル２３ｂは、電源スイッチ２１が閉路されたことによって付勢されて出力接点２３ａを閉路してマイクロプロセッサ３２が作動を開始し、一旦マイクロプロセッサ３２が作動開始すると、電源スイッチ２１が開路してもマイクロプロセッサ３２が発生する電源保持指令Ｄｒによってリレーコイル２３ｂの付勢状態を維持することができるように構成されている。
【００２２】
エンジン制御装置３１Ａに対するセンサ群２４は、アクセルペダルやブレーキペダルの踏込み検出スイッチ、変速機１４のシフトレバーの選択位置に応動するシフトスイッチ、アクセルペダルの踏込み度合を検出するアクセルポジションセンサ、スロットル弁開度を検出するスロットルポジションセンサ、排気ガスの酸素濃度を検出する排気ガスセンサなどのスイッチセンサとアナログセンサを包含する。センサ群２４の一部であるエンジンの回転センサ１３の出力は、エンジン回転信号Ｎｅとしてマイクロプロセッサ３２に入力される。
【００２３】
エンジン制御装置３１Ａから駆動される電気負荷群２５は、スロットル弁開度制御用モータ、ガソリンエンジンに対する点火コイル、変速段の選択用電磁コイルを包含し、更に燃料噴射用電磁弁１２も電気負荷群２５の一部である。燃料噴射用電磁弁１２に対して、エンジン制御装置３１Ａから燃料噴射指令ＩＮＪが出力される。始動用電動機ユニット４０Ａは、主体となる直流電動機４１ａと、当該直流電動機４１ａから一方向クラッチ４２ｂを介して一方向に回転駆動されるピニオンギア４２ａと、当該ピニオンギア４２ａをリングギア１１に噛合連結するためのピニオン押出機構４４Ａとにより構成されている。
【００２４】
ピニオン押出機構４４Ａは、可動支点４４ｂを中心にして揺動動作するシフトレバー４４ａと、シフトレバー４４ａの一端に設けられシフト吸引コイル４３ａとシフト保持コイル４３ｂに通電することによって図の左方向に吸引されて移動するシフトプランジャー４３ｃと、シフト吸引コイル４３ａとシフト保持コイル４３ｂとが消勢されたときにシフトプランジャ４３ｃを図の右方向に復帰駆動する復帰ばね４５ａと、ピニオンギア４２ａとリングギア１１の歯面が当接したとき可動支点４４ｂが図の左方向に移動してシフトプランジャ４３ｃの吸引動作を完了させる蓄勢ばね４５ｂとによって構成されている。シフトレバー４４ａの他端は、ピニオンギア４２ａを図の右方向に押出駆動するスプールに対して回動自在に係合している。
【００２５】
なお、シフト吸引コイル４３ａとシフト保持コイル４３ｂに通電してシフトプランジャ４３ｃが図の左方向に吸引されたときであって、ピニオンギア４２ａとリングギア１１の歯面が当接したことによって可動支点４４ｂが図の左方向へ移動した場合に、ピニオンギア４２ａの回動によってピニオンギアの歯面とリングギア１１の歯面との係合位置がずれてピニオンギア４２ａとリングギア１１との噛合いが可能な状態になると、蓄勢ばね４５ｂによって可動支点４４ｂが図の右方向に押し戻されてピニオンギア４２ａとリングギア１１との噛合連結が完了するように構成されている。
【００２６】
噛合検出スイッチ４６Ａは、シフト吸引コイル４３ａと直列接続されており、ピニオンギア４２ａとリングギア１１の噛合連結が完了したときに、リングギア４２ａの端面に検出レバー６４Ａ１が押圧されてオフとなり、シフト吸引コイル４３ａへの通電電流を遮断する。又、直流電動機４１ａの回転軸には、望ましくはピニオンギア４２ａの回転速度を検出するための回転センサ４８が設けられる。
【００２７】
回転駆動制御回路５０Ａは、常開接点型の限流始動用リレーの出力接点５１ａとリレー
コイル５１ｂ、限流始動抵抗５１ｃ、常開接点型の全電圧始動用リレーの出力接点５２ａとリレーコイル５２ｂ、限流始動タイマ５２ｃによって構成されている。限流始動抵抗５１ｃと出力接点５１ａとは直列接続されており、車載バッテリ２０と直流電動機４１ａとの間に接続されている。限流始動抵抗５１ｃは、出力接点５２ａに並列接続されている。
【００２８】
限流始動タイマ５２ｃの出力接点は、リレーコイル５２ｂと直列接続されており、マイクロプロセッサ３２が回転駆動指令Ｒｃを発生すると、まず限流始動用のリレーコイル５１ｂが付勢されて出力接点５１ａが閉路し、直流電動機４１ａは限流始動抵抗５１ｃと出力接点５１ａを介して車載バッテリ２０から給電される。その後、限流始動タイマ５２ｃがタイムアップして全電圧始動用リレーのコイル５２ｂが付勢され、その出力接点５２ａによって限流始動抵抗５１ｃは短絡され、直流電動機４１ａは出力接点５２ａと出力接点５１ａとの直列回路を介して車載バッテリ２０から全電圧給電される。
【００２９】
又、限流始動タイマ５２ｃは、直流電動機４１ａの回転速度が所定の回転速度以上になっているときには直ちにタイムアップして、全電圧始動用リレーのコイル５２ｂが付勢されるように構成されている。
【００３０】
尚、全電圧始動用リレーの出力接点５２ａは、限流始動抵抗５１ｃと限流始動用リレーの出力接点５１ａとの直列回路に対して並列接続するようにしてもよい。又、限流始動抵抗５１ｃは、限流始動用リレーの出力接点５１ａの下流側、つまり出力接点５１ａに対して直流電動機４1ａ側に接続されるようにしてもよい。
【００３１】
回転駆動制御回路５０Ａには、望ましくは予備駆動制御回路５９が併設される。この予備駆動制御回路５９は、例えばＤＣ／ＤＣコンバータである低圧電源回路５５と、コイル５４ｂが付勢されたとき出力接点５４ａを閉じて車載バッテリ２０から低圧電源回路５５に給電する低圧電源リレーと、低圧電源回路５５の出力端子と直流電動機４１ａとの間に直列接続された例えば電界効果型のパワートランジスタである開閉素子５６及び限流駆動抵抗５７と、開閉素子５６に対してゲート電圧を供給するための分圧抵抗５８ａ、５８ｂとによって構成されている。
【００３２】
予備駆動制御回路５９は、マイクロプロセッサ３２が発生する低圧電源駆動指令Ｅｓによってリレーコイル５４ｂが付勢制御され、予備回転駆動指令Ｔｃによって開閉素子５６の導通状態が制御されるように構成されている。
【００３３】
エンジン制御装置３１Ａに包含されている手動始動優先回路３６は、ゲート素子３４と論理和否定素子３５ａ、３５ｂとプルダウン抵抗３７ａ、３７ｂ、３７ｃとによって構成されている。プルダウン抵抗３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、マイクロプロセッサ３２が発生する手動始動禁止指令ＩＮＨと回転駆動指令Ｒｃと押出駆動指令Ｓｃについて、マイクロプロセッサ３２が不作動であるときに論理レベルを「Ｌ」にしておくようグランド回路に接続するバイアス付勢抵抗となる。
【００３４】
ゲート素子３４は、始動指令スイッチ２２の出力端子の論理レベルと手動始動禁止指令ＩＮＨの否定論理との論理積出力を、論理和否定素子３５ａ、３５ｂのそれぞれに第一の入力信号として供給する。マイクロプロセッサ３２が発生する回転駆動指令Ｒｃ又は押出駆動指令Ｓｃが第二の入力信号として入力される２入力の論理和否定素子３５ａ、３５ｂは、少なくとも一方の入力論理レベルが「Ｈ」になると出力論理レベルが「Ｌ」となって回転駆動制御回路５０Ａに対して回転駆動指令Ｒｃを有効発生し、ピニオン押出機構４４Ａに対して押出駆動指令Ｓｃを有効発生する。
【００３５】
電源スイッチ２１が閉路されて電源リレー２３の出力接点２３ａが閉路されたときに、
電源電圧Ｖｂが正常であってマイクロプロセッサ３２が作動を開始すると、手動始動禁止指令ＩＮＨは論理レベル「Ｈ」となりゲート素子３４の出力論理は「Ｌ」となるが、始動指令スイッチ２２が閉路されると手動始動指令信号Ｓｔが論理レベル「Ｈ」となり、マイクロプロセッサ３２は先ず押出駆動指令Ｓｃを発生し、その所定時間の後に回転駆動指令Ｒｃを発生する。
【００３６】
回転駆動指令Ｒｃが発生されると、限流始動用リレーのコイル５１ｂが付勢されてその出力接点５１ａを閉路し、限流始動抵抗５１ｃと出力接点５１ａを介して直流電動機４１ａに給電され、電源電圧Ｖｂが正常であれば、やがて限流始動タイマ５２ｃが作動して全電圧始動用リレーの出力接点５２ａが閉路して直流電動機４１ａの全電圧始動が行われる。
【００３７】
しかし、車載バッテリ２０が過剰放電している寒冷始動において、直流電動機４１ａに始動電流が流れたことによって電源電圧Ｖｂが異常低下し、マイクロプロセッサ３２が一時的に不作動になると、マイクロプロセッサ３２が発生していた手動始動禁止指令ＩＮＨ、押出駆動指令Ｓｃ、回転駆動指令Ｒｃは、夫々、プルダウン抵抗３７ａ、３７ｂ、３７ｃによって論理レベル「Ｌ」となるが、始動指令スイッチ２２が続けて閉路されておれば、ゲート素子３４から論理和否定素子３５ａ、３５ｂを介してピニオン押出機構４４Ａと回転駆動制御回路５０Ａに対する駆動指令が持続される。このようにして直流電動機４１ａが始動され、その回転速度が上昇して始動電流が減少し、電源電圧Ｖｂが正常状態に復帰すれば、マイクロプロセッサ３２が再度動作を開始して、押出駆動指令Ｓｃと回転駆動指令Ｒｃを発生しながら燃料噴射制御が開始され、やがてエンジンが自立回転するようになる。
【００３８】
尚、エンジンが自立回転状態になると、マイクロプロセッサ３２は手動始動禁止指令ＩＮＨを発生すると共に、押出駆動指令Ｓｃと回転駆動指令Ｒｃを停止する。その結果、たとえ始動指令スイッチ２２が閉路され続けていても、エンジンの始動動作を完了することができるようになっている。エンジンの回転中に始動指令スイッチ２２を閉路した場合も同様であり、マイクロプロセッサ３２が正常動作しているときには押出駆動指令Ｓｃと回転駆動指令Ｒｃは停止されるように構成されている。
【００３９】
（２）作用・動作の詳細な説明
次に、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置の動作について、図を参照して説明する。
【００４０】
先ず、エンジンが完全停止した後に、始動用電動機ユニットによって再始動を行うときの動作を説明する。図１に於いて、電源スイッチ２１が閉路されると、エンジン制御装置３１Ａ内のマイクロプロセッサ３２が動作を開始し、マイクロプロセッサは回転センサ１３を含むセンサ群２４の動作状態と、プログラムメモリ３３Ａに予め書込まれている制御プログラムの内容に応動して、燃料噴射用電磁弁１２やピニオン押出機構４４Ａ、回転駆動制御回路５０Ａを含む電気負荷群２５の駆動制御を行なう。
【００４１】
図２は、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置に於ける、エンジンが完全停止した後に、始動用電動機ユニットによって再始動を行うときの動作を説明するタイムチャートである。図２の（Ａ）は、マイクロプロセッサ３２に入力される手動始動指令信号Ｓｔの論理レベルの変化を示す。図２の（Ａ）に示すように、時刻ｔ１に於いて前述の始動指令スイッチ２２が閉路されると、論理レベルが「Ｈ」となり、時刻ｔ５に於いて始動指令スイッチ２２が開路されると、論理レベルが「Ｌ」に変化する。
【００４２】
図２の（Ｂ）、（Ｃ）は、ピニオン押出機構４４Ａ内のシフト吸引コイル４３ａとシフ
ト保持コイル４３ｂに対する給電状態を示す。図２の（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、時刻ｔ１に於いて始動指令スイッチ２２が閉路したことに応動してマイクロプロセッサ３２が押出駆動指令Ｓｃを発生すると、シフト吸引コイル４３ａとシフト保持コイル４３ｂが付勢されてシフトプランジャ４３ｃが図１の左方向に吸引される。時刻ｔ２に於いてピニオンギア４２ａとリングギア１１の噛合連結が行われて噛合検出スイッチ４６Ａが開路することにより、シフト吸引コイル４３ａは消勢されるが、シフト保持コイル４３ｂは付勢されたままであり、シフトプランジャ４３ｃは吸引された位置に保持される。
【００４３】
但し、実際には押出駆動指令Ｓｃは、電源電圧Ｖｂに応動してオン／オフデューティが制御され、シフト吸引コイル４３ａとシフト保持コイル４３ｂには電源電圧Ｖｂが変動しても略一定の平均電圧が印加されると共に、この平均電圧は更に、ピニオンギア４２ａとリングギア１１が当接するまでの当接所要時間Δｔを置いて抑制された電圧になるよう制御される。又、シフト保持コイル４３ｂは、始動指令スイッチ２２が開路された時刻ｔ５において消勢される。
【００４４】
尚、シフト吸引コイル４３ａとシフト保持コイ４３ｂは、後述の自動停止後の再始動に於いて、時刻ｔ８で再度付勢されるように構成されている。
【００４５】
図２の（Ｄ）、（Ｅ）は、回転駆動制御回路５０Ａの中の限流始動用リレーの出力接点５１ａと、全電圧始動用リレーの出力接点５２ａの開閉動作状態を示している。図２の（Ｄ）、（Ｅ）に示すように、押出駆動動作が開始されて当接所要時間を経過した時刻［ｔ１＋Δｔ］に於いて、限流始動用リレーのコイル５１ｂが付勢されてその出力接点５１ａが閉路し、又、限流始動タイマ５２ｃの設定時間である限流始動時間ΔＴを経た時刻ｔ４に於いて、全電圧始動用リレーのコイル５２ｂが付勢されてその出力接点５２ａが閉路する。更に、始動完了時刻ｔ５に於いて、源流始動用リレーのコイル５１ｂ及び全電圧始動用リレーのコイル５２ｂが夫々消勢され、夫々の出力接点５１ａ、５２ａは開路する。
【００４６】
尚、限流始動用リレーと全電圧始動用リレーは、車載エンジンの自動停止後に再始動要求が発生した時刻ｔ９から時刻ｔ１２に於いても、前述と同様の動作を行う。
【００４７】
図２の（Ｆ）は、燃料噴射制御が行われる時間帯を示している。図２の（Ｆ）に於いて、時刻ｔ３では直流電動機４１ａにより限流始動された車載エンジンの回転速度が燃料噴射開始回転速度Ｎ０に到達し、気筒順序判別ユニットによって判別された気筒順序に基づいて多気筒エンジンの各気筒に順次燃料噴射が開始され、ガソリンエンジンであれば噴射燃料に対する点火制御が行われる。後述の時刻ｔ７では、車載エンジンの自動停止要求に基づいて燃料噴射が停止され、時刻ｔ１０では再始動要求に基づいて燃料噴射が再開するように制御される。
【００４８】
図２の（Ｇ）は、実線により車載エンジンの回転速度を示し、点線によりリングギア１１とピニオンギア４２ａとの周速比で換算したピニオン換算回転速度を示している。図２の（Ｇ）に示すように、ピニオンギア４２ａの回転速度とリングギア１１の回転速度つまりエンジンの回転速度が一致しているときには、リングギア１１とピニオンギア４２ａとの周速が一致し、同期噛合いのためのリングギア４２ａの押出時期となる。
【００４９】
前述のピニオン換算回転速度は、下記の数式で示される。
ピニオン換算回転速度＝ピニオンギアの回転速度
×（ピニオンギアの歯数／リングギアの歯数）
【００５０】
ピニオン換算回転速度は、（時刻ｔ１＋Δｔ）に於いて限流始動が開始したことに伴って回転速度が上昇し、始動完了時刻ｔ５以降は惰性減速してやがて停止するようになる。
実線で示すエンジン回転速度は、直流電動機４１ａの回転上昇に伴って上昇し、やがて自立回転を行ってアクセルペダルの踏込み度合に応じた回転速度となるが、自動停止要求が発生する時刻ｔ６の前ではアイドル回転速度Ｎ１に減速している。再始動要求が発生した時刻ｔ９以降でも同様の回転速度特性となるが、自動停止要求が発生した時刻ｔ６に於いては後述のとおりである。
【００５１】
図２（Ｈ）は、エンジンの自動停止要求信号を示している。図２の（Ｈ）に示すように、エンジンの自動停止要求信号は、アイドルストップモードが選択されていて、ブレーキペダルが踏込まれ、アクセルペダルが復帰して車速が所定の下限閾値以下となって停車状態にある時点ｔ６に於いて発生する。
【００５２】
但し、エンジンの自動停止要求信号が発生するその他の要件として、車載バッテリ２０の電源電圧Ｖｂが所定値以上であって、頻繁な再始動に耐えられる充電状態となっていることや、エンジンの冷却水温が所定値以上であるか、エンジンのアイドル回転速度が所定値以下で安定した暖機運転状態であること等も付帯的要件として付加されている。
【００５３】
図２の（Ｊ）は、ピニオンギアの予備回転駆動指令信号を示している。図２の（Ｊ）に示すように、ピニオンギアの予備回転駆動指令信号は、時刻ｔ６で発生した自動停止要求指令信号に応動して、同時刻ｔ６で発生する。この予備回転駆動指令信号は、回転駆動制御回路５０Ａに対する回転駆動指令Ｒｃと同じものであって、時刻ｔ６で回転駆動指令Ｒｃが発生すると、限流始動用リレーのコイル５１ｂが付勢されてその出力接点５１ａが閉路し、限流始動抵抗５１ｃを介して直流電動機４１ａが限流始動される。そして、図２の（Ｇ）に示すピニオン換算回転速度が予備駆動回転速度Ｎ３となる時点ｔ７で予備回転駆動指令は解除され、直流電動機４１ａは惰性で減速開始する。
【００５４】
但し、回転駆動制御回路５０Ａが予備駆動制御回路５９を有する場合に於いては、アイドルストップモードが選択されたことによって低圧電源リレーのコイル５４ｂが付勢され、その出力接点５４ａによって低圧電源回路５５が例えばＤＣ５［Ｖ］の低電圧出力を発生し、予備回転駆動指令Ｔｃが発生したことによって開閉素子５６が閉路して、限流駆動抵抗５７を介して直流電動機４１ａを予備回転駆動するように構成されている。
【００５５】
尚、限流駆動抵抗５７の値を大きくしておいて、低圧電源回路５５を廃止して出力接点５４ａと開閉素子５６と限流駆動抵抗５７を直列接続するようにしてもよく、何れの場合もパワートランジスタである開閉素子５６を使用すると、予備回転駆動指令Ｔｃに即応して直流電動機４１ａの予備回転駆動と駆動解除を行うことができるので、正確な予備駆動回転速度Ｎ３が得られる特徴がある。限流駆動抵抗５７は、開閉素子５６の閉路時の突入電流を抑制するためのものであるが、予備駆動制御回路５９を有する場合には、低圧電源回路５５が適度な内部インピーダンスを持つように設計することによって限流駆動抵抗５７を廃止することもできる。
【００５６】
図２の（Ｆ）、（Ｇ）に戻り、時刻ｔ７で予備回転駆動が完了すると、燃料噴射が停止されてエンジン回転速度が急速に減少し、所定の押出回転速度Ｎ２に下降した時刻ｔ８で図２の（Ｂ）、（Ｃ）で示すようにシフト吸引動作とシフト保持動作が行なわれ、ピニオンギア４２ａの押出駆動が行われる。
【００５７】
その結果、ピニオンギア４２ａの当接所要時間Δｔを経過した時点では、エンジン回転速度とピニオンギアの換算回転速度が一致して同期噛合いが行われる。ピニオンギア４２ａとリングギア１１の同期噛合が行われた後、シフト吸引コイル４３ａは図２の（Ｂ）で示すとおり消勢されるが、シフト保持コイル４３ｂは図２の（Ｃ）で示すとおり再始動完了時刻ｔ１２まで付勢状態を維持する。一方、エンジン回転速度は、図２の（Ｇ）で示す
ように減速を続け、やがて逆転動作を含む不安定回転状態を経過して完全停止することになる。
【００５８】
図２の（Ｋ）は、車載エンジンが完全停止した後のエンジンの再始動要求指令信号を示している。図２の（Ｋ）に示すように、エンジンの再始動要求指令信号は、車載エンジンが完全停止した後に、ブレーキペダルを解除してアクセルペダルを踏込んだ時刻ｔ９で発生する。この再始動要求指令信号が発生すると、前述の回転駆動指令Ｒｃが同時に発生して、図２の（Ｄ）、（Ｅ）で示すとおり、限流始動用リレーと全電圧始動用リレーが順次作動し、時刻ｔ１２に於いて限流始動用リレーと全電圧始動用リレーが消勢されて再始動が完了する。この間に図２の（Ｆ）、（Ｇ）で示すとおり、エンジン回転速度が燃料噴射の開始回転速度Ｎ０に達すると、時刻ｔ１０に於いて燃料噴射制御が再開される。
【００５９】
次に、運転中に自動停止要求が発生した直後に早期の再始動要求が発生した場合のエンジンの再始動について説明する。図３は、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置に於ける、自動停止指令が発生した直後に、始動用電動機ユニットによらないで自己再始動を行うときの動作を説明するタイムチャートである。以下の説明では、初回始動に関する動作については図２の場合と同じであるから説明を省略する。
【００６０】
図３の（Ａ）は、図２の（Ａ）と同様に、手動始動指令信号Ｓｔの発生状態を示している。図３の（Ｂ）、（Ｃ）は、図２の（Ｂ）、（Ｃ）と同様に、シフト吸引コイル４３ａとシフト保持コイル４３ｂに対する給電状態を示している。図３の（Ｄ）、（Ｅ）は、図２の（Ｄ）、（Ｅ）と同様に、限流始動用リレーの出力接点５１ａと全電圧始動用リレーの出力接点５２ａの開閉動作状態を示している。図３の（Ｆ）は、図２の（Ｆ）と同様に、燃料噴射制御が行われている時間帯を示している。図３の（Ｇ）は、図２の（Ｇ）と同様に、実線ではエンジンの回転速度を示し、点線ではピニオンの換算回転速度を示しており、両回転速度が一致しているときにはリングギア１１とピニオンギア４２ａとの周速が一致し、同期噛合いのための押出時期となっていることを示している。図３の（Ｈ）は、図２の（Ｈ）と同様に、時刻ｔ６で発生するエンジンの自動停止要求信号を示している。
【００６１】
図３の（Ｊ）は、図２の（Ｊ）と同様に、時刻ｔ６で発生した自動停止要求に応動するピニオンギア４２ａの予備回転駆動指令の発生状態を示している。図３の（Ｋ）は、図２の（Ｋ）と同様に、時刻ｔ９で発生するエンジンの再始動要求信号を示しているが、この再始動要求時刻ｔ９は自動停止要求時刻ｔ６の直後であって、図３の（Ｊ）で示した予備回転駆動指令は時刻ｔ９に於いて直ちに停止され、ピニオン回転速度も図３の（Ｇ）で示すとおり所定の予備駆動回転速度Ｎ３に達する前に惰性減速を開始することになる。従って、図３の（Ｆ）に示す燃料噴射制御は持続しているので、エンジン回転速度はアイドル回転速度を維持したままとなっていて、再始動を必要としない状態となっている。
【００６２】
又、再始動要求の発生が少し遅れて発生した場合であって、ピニオン回転速度が予備駆動回転速度Ｎ３に達して燃料噴射が停止した後に再始動要求が発生した場合であっても、エンジン回転速度が自己始動回転速度Ｎ４以上であれば燃料噴射を再開するだけで始動用電動機ユニット４０Ａの補助がなくてもエンジンは再始動が完了するようになっている。
【００６３】
次に、運転中に自動停止要求が発生した直後で、エンジンの減速回転中に再始動要求が発生した場合のエンジンの再始動について説明する。図４は、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置に於ける、エンジンが減速回転中に、始動用電動機ユニットによって再始動を行うときの動作を説明するタイムチャートである。以下の説明では、初回始動に関する動作特性は図２の場合と同じであるから説明を省略する。
【００６４】
又、図４の（Ａ）〜（Ｋ）は、夫々、図２の（Ａ）〜（Ｋ）に相当しているので、両者
の相違点を中心にして説明する。図４と図２との根本的な相違点は、図４の（Ｋ）と図２の（Ｋ）を対比すれば明らかなとおり、再始動要求が発生する時刻ｔ９の発生時点の相違であり、図４の（Ｋ）の場合は、再始動要求が発生する時刻ｔ９はエンジンの減速回転中に発生している。
【００６５】
従って、図４の（Ｈ）の時刻ｔ６で自動停止要求が発生すると、図４の（Ｊ）で示すとおり同時に予備回転駆動指令が発生して、図４の（Ｇ）で示すとおりピニオン回転速度が上昇し、時刻ｔ７に於いて所定の予備駆動回転速度Ｎ３に到達する。そして図４の（Ｆ）で示すとおりその時刻ｔ７で燃料噴射が停止してエンジンが減速開始し、図４の（Ｇ）で示すとおり時刻ｔ８に於いてエンジンの回転速度が所定の押出回転速度Ｎ２まで減速する。図４の（Ｂ）、（Ｃ）で示すとおり、この時点ｔ８でピニオンギアの押出駆動が開始し、ピニオンギア４２ａとリングギア１１とが当接した頃合の時刻ｔ９に於いて図４の（Ｋ）で示す再始動要求指令が発生し、同時に図４の（Ｄ）で示すとおり回転駆動指令が発生して限流始動リレーが付勢される。
【００６６】
エンジン回転速度がピニオンギア４２ａの予備駆動回転速度Ｎ３に対応した所定の回転速度を超過しているときには、限流始動タイマ５２ｃは直ちにタイムアップするようになっているので、限流始動時間ΔＴを待たないで図４の（Ｅ）で示すとおり全電圧始動リレーが付勢され、続いて図４の（Ｆ）で示すとおり燃料噴射が再開する。
【００６７】
尚、前述の図３のタイムチャートで示した再始動の事例では、たとえエンジンが減速開始していても、燃料噴射を再開するだけで直流電動機４１ａによる始動援助を必要としない場合であったが、図４のタイムチャートで示した再始動の事例では、エンジンが更に減速して直流電動機４１ａによる始動援助がなければ燃料噴射を再開しただけでは再始動が困難な場合を示しており、便宜上では時刻ｔ８以降に於いて再始動要求が発生した場合に相当している。但し、エンジン回転速度が噴射開始回転速度Ｎ０以下に減速していた場合には、前述の図２のタイムチャートで示した再始動の事例と同様に、燃料噴射を開始する前に気筒順序の判別処理が必要となる。
【００６８】
次に、前述のように構成されたこの発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置の動作について、フローチャートを用いて説明する。図５乃至図８は、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置の動作を説明するフローチャートであって、図５は主として手動始動制御部分の動作を説明する第１のフローチャート、図６は主としてピニオンギアの予備回転駆動制御部分の動作を説明する第２のフローチャート、図７は主としてピニオンギアの押出駆動制御部分の動作を説明する第３のフローチャート、図８は主として再始動制御部分の動作を説明する第４のフローチャートである。
【００６９】
図１を参照しつつ図５に於いて、先ず、ステップ５００では電源スイッチ２１を手動閉路し、続くステップ５０１では電源スイッチ２１が閉路されたことに伴って電源リレー２３が付勢されてその出力接点２３ａが閉路し、続くステップ５０２ではエンジン制御装置３１Ａに給電されて、図示していない定電圧電源回路を介してマイクロプロセッサ３２に給電されマイクロプロセッサ３２が制御動作を開始し、続くステップ５０３ではマイクロプロセッサ３２が電源保持指令Ｄｒを発生して、電源リレー２３の自己保持動作を行う。
【００７０】
続くステップ５１０では、マイクロプロセッサ３２がエンジンの始動制御動作を開始する。続いて、ステップ５１１ａにより始動指令スイッチ２２が閉路して手動始動指令信号Ｓｔが入力されているか否かを判定し、始動指令スイッチ２２が閉路して手動始動指令信号ありであればＹＥＳの判定を行ってステップ５１２へ移行し、開路して手動始動指令信号なしであればＮＯの判定を行ってステップ５１１ｂへ移行する。
【００７１】
ステップ５１１ｂに移行すると、電源スイッチ２１が閉路され電源スイッチ信号Ｐｓが入力されているか否かを判定し、閉路しておればＹＥＳの判定を行ってステップ５１８へ移行し、開路であればＮＯの判定を行ってステップ５１９ａへ移行する。
【００７２】
ステップ５１８では、自動停止モードつまりアイドルストップ制御モードの選択スイッチが閉路されているか否かを判定し、アイドルストップ制御モードが選択されていればＹＥＳの判定を行ない、ノードＡを経由して後述の図６におけるステップ６１１ｂへ移行し、アイドルストップ制御モードが選択されていなければＮＯの判定を行って後述のステップ５１９ｂへ移行する。
【００７３】
尚、アイドルストップモードの選択スイッチは、専用の手動操作スイッチによるか、又は変速機のシフトレンジによって自動的に選択され、例えば前進ドライブレンジＤとニュートラルレンジＮではアイドルストップが実行され、後退レンジＲと駐車レンジＰではアイドルストップは行わないようにすることもできる。
【００７４】
ステップ５１１ｂでの判定の結果、ＮＯの判定をされてステップ５１９ａに進むと、燃料噴射制御と気筒順序の判別制御を停止すると共に、運転中の学習記憶情報や異常発生履歴情報を図示しない不揮発データメモリに転送保存してから電源保持指令Ｄｒを解除する。これに伴って電源リレー２３が消勢され、エンジン制御装置３１Ａの動作が停止する。
【００７５】
前述のステップ５１８でＮＯの判定をされてステップ５１９ｂに進むと、燃料噴射状態を継続し、後述のステップ５１７により燃料噴射が開始されておれば噴射状態を維持する。次にステップ５１３ｂでは他のステップでシフト吸引コイル４３ａやシフト保持コイル４３ｂが付勢されておれば、これらを消勢してからステップ５１５ｂへ移行する。ステップ５１５ｂでは、他のステップで直流電動機４１ａに給電されておればこの給電を解除してから動作終了行程５２０へ移行する。ステップ５２０では他の制御動作を実行してから、例えば１０［ｍｓｅｃ］程度の所定の時間内に再び動作開始ステップ５１０へ移行する。
【００７６】
前述のステップ５１１ａにて始動指令スイッチがＯＮであると判定されて（ＹＥＳ判定）ステップ５１２に移行すると、後述のステップ６１２ｄで記憶した自動停止指令の記憶状態を解除してからステップ５１３ａへ移行する。ステップ５１３ａでは、押出駆動指令Ｓｃを発生してシフト吸引コイル４３ａとシフト保持コイル４３ｂを付勢し、次のステップ５１４へ進む。
【００７７】
ステップ５１４へ移行すると、ステップ５１４ではピニオンギア４２ａが押出駆動されてリングギア１１に当接する頃合の時間が経過したか否かを判定し、その頃合の時間を未経過であればＮＯの判定を行ってステップ５１１ａへ復帰し、その頃合の時間を経過していればＹＥＳの判定を行ってステップ５１５ａへ移行する。ステップ５１５ａでは、回転駆動指令Ｒｃを発生して回転駆動制御回路５０Ａを介して直流電動機４１ａへの電源を投入し、続くステップ５１６ではエンジン回転速度が噴射開始回転速度Ｎ０(例えば２００
〜３００［ｒｐｍ］）に到達したか否かを判定し、到達していればＹＥＳの判定を行ってステップ５１７へ移行し、未到達ならばＮＯの判定を行ってステップ５１１ａへ復帰する。
【００７８】
ステップ５１７では、多気筒エンジンである車載エンジンに対して順次燃料噴射及び点火制御を行なうための気筒順序の判別を行なってから燃料噴射制御を開始し、ステップ５１１ａへ復帰する。エンジンが自立回転を開始するか、又は手動始動操作を中断した場合には始動指令スイッチ２２が開路され、ステップ５１１ａでの判定がＮＯになって前述のステップ５１１ｂへ移行することになる。
【００７９】
尚、ステップ５１３ａは、図２の（Ｂ）、（Ｃ）に於ける時刻ｔ１に相当し、ステップ５１５ａは図２の（Ｄ）に於ける時刻（ｔ１＋Δｔ）に相当し、ステップ５１７は図２の（Ｆ）に於ける時刻ｔ３に相当しているが、エンジンが自立回転するまではステップ５１１ａからステップ５１７を循環し、その中間過程で図２の（Ｅ）の時刻ｔ４に於ける全電圧始動が開始され、図２の（Ａ）の時刻ｔ５に於いて始動指令スイッチ２２が開路されたことによってステップ５１１ａがＮＯの判定を行い、以降はステップ５１０、５１１ａ、５１１ｂ、５１８、５１９ｂ、５１３ｂ、５１５ｂ、５２０、５１０を循環しながらステップ５１８が自動停止モードになることを待機している状態となる。
【００８０】
次に、前述のステップ５１８での判定の結果、自動停止モードつまりアイドルストップ制御モードの選択スイッチが閉路されていると判定されて（ＹＥＳ判定）、ノードＡを経由して図６に於けるステップ６１１ｂへ移行した場合について説明する。図６に於いて、ステップ６１１ｂは、前述したように図５のステップ５１８の判定がＹＥＳであるときに実行され、回転駆動制御回路５０Ａに対して予備駆動制御回路５９が併用されている場合において、低圧電源駆動指令Ｅｓを発生し、次のステップ６１２ａへ移行する。
【００８１】
ステップ６１２ａでは、後述のステップ６１２ｄで自動停止指令の発生記憶が行われているか否かを判定し、既に自動停止指令の発生が記憶されていればＹＥＳの判定を行ってノードＢを介して後述する図７のステップ７００ａへ移行し、未だ自動停止指令が発生していなければＮＯの判定を行ってステップ６１２ｂへ移行する。
【００８２】
ステップ６１２ｂでは、エンジンの回転速度が所定のアイドル回転速度Ｎ１（例えば６００〜７００［ｒｐｍ］）の帯域内であるか否かを判定し、アイドル回転帯域内であればＹＥＳの判定を行ってステップ６１２ｃへ移行し、アイドル回転帯域外であればＮＯの判定を行って動作終了行程５２０へ移行する。ステップ６１２ｃへ移行すると、自動停止要件が成立したか否か判定し、自動停止要件が成立していなければＮＯの判定を行って動作終了行程５２０へ移行し、自動停止要件が成立すればＹＥＳの判定を行ってステップ６１２ｄへ移行する。
【００８３】
ステップ６１２ｄでは、自動停止指令を発生すると共に、自動停止指令が発生したことを記憶してからステップ６１２ｅへ移行する。ステップ６１２ｅに移行すると、再始動指令が発生しているか否かを判定し、発生しておればＹＥＳの判定を行ってノードＤを介して後述の図８のステップ８１１へ移行し、未発生であればＮＯの判定を行ってステップ６１３Ａへ移行する。
【００８４】
尚、ステップ６１２ｅ乃至ステップ６１７によって構成されたステップブロック６１８Ａに於いて、ステップ６１３Ａとステップ６１６Ａは図１に示すこの発明の実施の形態１に関するものであるのに対し、ステップ６１３Ｂとステップ６１６Ｂを含むステップブロック６１８Ｂは後述する図９に示すこの発明の実施の形態２に関するものとなっている。
【００８５】
ステップ６１３Ａでは、予備回転駆動指令を発生してからステップ６１４へ移行する。ここでいう予備回転駆動指令は、予備駆動制御回路５９を有する場合は、開閉素子５６に対する予備回転駆動指令Ｔｃであるのに対し、予備駆動制御回路５９が併用されていない場合は回転駆動制御回路５０Ａに対する予備回転駆動指令として回転駆動指令Ｒｃを兼用するようになっている。
なお、回転駆動指令Ｒｃは前述の図５におけるステップ５１５ａや、後述の図８におけるステップ８１３において、ピニオンギア４２ａのシフト動作が完了した時点で車載エンジン１０を回転駆動するためのものであるが、ステップ６１３Ａではピニオンギア４２ａのシフト動作が行われる前段階でピニオンギア４２ａの単独駆動を行うための指令となっ
ている。
【００８６】
ステップ６１４は、ピニオンギア４２ａの回転センサ４８を有しているかどうかによってステップ６１５又はステップ６１６Ａへ移行する判定ステップであるが、実際には回転センサ４８を有する場合にはステップ６１４とステップ６１６Ａが省略されてステップ６１５のみが実行され、回転センサ４８が無い場合にはステップ６１４とステップ６１５が省略されてステップ６１６Ａのみが実行されるようになる。
【００８７】
ステップ６１５では、回転センサ４８が発生するパルス信号の周波数又はパルス間隔の逆数によってピニオンギア４２ａの回転速度を検出し、リングギア１１の周速に換算したピニオン換算回転数を演算算出する。ステップ６１６Ａでは、直流電動機４１ａに対する給電時間と回転速度との相対関係を電源電圧をパラメータとして測定した標準特性に基づいて、現在の給電時間と電源電圧の値から現在の回転速度を推定し、リングギア１１の周速に換算したピニオン換算回転数を演算算出する。
【００８８】
ステップ６１５又はステップ６１６Ａに続くステップ６１７では、ピニオンギア４２ａの換算回転速度が、目標となる図２の（Ｇ）の予備駆動回転速度Ｎ３（例えば３００〜４００［ｒｐｍ］）に到達したか否かを判定し、目標回転速度に達していなければＮＯの判定を行ってステップ６１２ｅへ復帰して予備回転駆動を継続し、目標回転速度に達すればＹＥＳの判定を行って中継端子Ｂを介して図７のステップ７００ａへ移行する。又、ステップ６１２ｅに於けるＹＥＳの判定は、図３の（Ｊ）、（Ｋ）の時刻ｔ９に相当しており、予備回転駆動が中断されて自己再始動が行われる。
【００８９】
尚、図５に於けるステップ５１７は燃料噴射制御ユニット、図６に於けるステップ６１３Ａは予備回転駆動指令ユニット、ステップ６１５はピニオン回転速度検出ユニット、ステップ６１６Ａはピニオン回転速度推定ユニット、ステップブロック６１８Ａは予備回転駆動制御ユニット、となる制御プログラムを夫々表現したステップとなっている。
【００９０】
次に、主としてピニオンギアの押出駆動制御部分の動作について説明する。図７に於いて、ステップ７００ａは、図６のステップ６１２ａの判定がＹＥＳであって既にステップブロック６１８Ａによる予備回転駆動が実行された後であるか、又はステップ６１７がＹＥＳの判定を行って予備回転駆動が終了したことに続いて実行され、燃料噴射は停止するが気筒順序の判別制御は継続するステップである。これにより、図２の（Ｇ）の時刻ｔ７から時刻ｔ８で示すとおりエンジン回転速度は減速を開始し、一方に於いて予備回転駆動が停止されたピニオンギアの回転速度も徐々に惰性減速していることになる。
【００９１】
続くステップ７００ｂでは、後述のステップ７０３Ａによってピニオンギア４２ａの押出し駆動が行われたか否かを判定し、押出し駆動が未だ行われていない初回動作であるときにはＮＯの判定を行ってステップ７００ｃへ移行し、既に押出し駆動が行なわれた後にステップ７００ｂが実行されたときにはＹＥＳの判定を行ってステップ７０３Ａへ移行する。ステップ７００ｃはピニオンギアの押出駆動中断判定を行う判定ステップであり、再始動指令が発生し、しかもエンジン回転速度が自己始動回転速度Ｎ４以上の回転速度であって、始動用電動機ユニット４０Ａによる支援を必要としないときにＹＥＳの判定を行って、ノードＥを介して図８のステップ８１１へ移行するが、再始動指令が発生していないか、発生していてもエンジン回転速度が自己始動回転速度Ｎ４未満であって始動用電動機ユニット４０Ａによる支援を必要とするときには、ＮＯの判定を行なってステップ７０１ａへ移行する。
【００９２】
ステップ７０１ａでは、例えばクランク角センサであるエンジンの回転センサ１３が発生するパルス信号の周波数又はパルス間隔の逆数によってエンジン１０の回転速度を検出
し、続くステップ７１４では、ピニオンギア４２ａの回転センサ４８を有しているか否かによって、ステップ７１１ａからステップ７１２ｂ、又はステップ７０１ｂからステップ７０２ｂが実行される。実際には、回転センサ４８を有する場合にはステップ７１４乃至ステップ７０２ｂが省略されてステップ７１１ａ乃至ステップ７１２ｂが実行され、回転センサ４８が無い場合にはステップ７１４乃至ステップ７１２ｂが省略されてステップ７０１ｂ乃至ステップ７０２ｂが実行されるように構成されている。
【００９３】
ピニオンギア４２ａの回転センサ４８が有る場合には、ステップ７０１ａに続くステップ７１１ａではステップ７０１ａによって検出されたエンジン回転速度と図６のステップ６１５で演算して算出されたピニオンギア４２ａの換算回転速度との偏差に比例した周速偏差を演算して算出する。続くステップ７１１ｂでは、変速機１４の選択レンジが車両の駆動レンジであればＹＥＳの判定を行ってステップ７１２ａへ移行し、非駆動レンジであればＮＯの判定を行ってステップ７１２ｂへ移行する。ステップ７１２ａでは、ステップ７１１ａで算出された周速偏差が第一の閾値偏差速度以下になったかどうかを判定し、周速偏差が第一の閾値偏差速度以下であればＹＥＳの判定を行ってステップ７０３Ａへ移行し、周速偏差が第一の閾値偏差速度が以下でなければステップ７００ｃへ復帰して周速偏差の減少を待つこととなる。
【００９４】
ステップ７１２ｂでは、ステップ７１１ａで算出された周速偏差が第２の閾値偏差速度以下になったか否かを判定し、その周速偏差が第２の閾値偏差速度以下であればＹＥＳの判定を行ってステップ７０３Ａへ移行し、その周速偏差が第２の閾値偏差速度以下でなければステップ７００ｃへ復帰して周速偏差の減少を待つこととなる。
【００９５】
尚、例えば変速機１４の選択レンジが前進ドライブレンジＤ又はニュートラルレンジＮであるときに自動停止の要件が成立し、後退レンジＲや駐車レンジＰが選択されているときには自動停止は行わないものとすれば、ステップ７１１ｂがＹＥＳの判定を行うのはドライブレンジＤのときであり、ＮＯの判定を行うのはニュートラルレンジＮのときであって、ドライブレンジＤが選択されているときのエンジンの惰性減速回転はニュートラルレンジＮが選択されているときのエンジンの惰性減速回転よりも急速に減速するので、第１の閾値偏差速度は第２の閾値偏差速度よりも高い回転速度が設定されている。
【００９６】
ピニオンギア４２ａの回転センサ４８が無い場合には、ステップ７０１ａに続くステップ７０１ｂでは変速機１４の選択レンジが車両の駆動レンジであればＹＥＳの判定を行ってステップ７０２ａへ移行し、非駆動レンジであればＮＯの判定を行ってステップ７０２ｂへ移行する。ステップ７０２ａではステップ７０１ａで算出されたエンジンの回転速度が第１の閾値回転速度Ｎ２１以下になったか否か判定し、以下であればＹＥＳの判定を行ってステップ７０３Ａへ移行し、以下でなければステップ７００ｃへ復帰して回転速度の減少を待つ。
【００９７】
ステップ７０２ｂでは、ステップ７０１ａで算出されたエンジンの回転速度が第２の閾値回転速度Ｎ２２以下になったか否かを判定し、以下であればＹＥＳの判定を行ってステップ７０３Ａへ移行し、以下でなければステップ７００ｃへ復帰して回転速度の減少を待つ。例えば、第１の閾値回転速度Ｎ２１は５５０［ｒｐｍ］、第２の閾値回転速度Ｎ２２は５００［ｒｐｍ］であり、このように第１の閾値回転速度の方が高い回転速度となっている。
【００９８】
ステップ７０３Ａでは、押出駆動指令Ｓｃを発生してシフト吸引コイル４３ａとシフト保持コイル４３ｂを付勢し、続くステップ７０４Ａでは、車載バッテリ２０の電源電圧Ｖｂの値に反比例した通電デューティとなるように押出駆動指令Ｓｃをオン／オフして、シフト吸引コイル４３ａとシフト保持コイル４３ｂに印加される電圧を一定値に維持する。
このステップ７０４Ａは、ピニオンギア４２ａとリングギア１１の当接所要時間Δｔを一定にするための電圧補正ユニットに相当することになる。
【００９９】
尚、図２の（Ｇ）で示された押出開始回転速度Ｎ２は、ステップ７０２ａ又はステップ７０２ｂで判定される２種類の回転速度の何れか一方であり、ステップ７０３Ａは、図２の（Ｂ）、（Ｃ）に於ける時刻ｔ８に相当している。
【０１００】
更に、ステップ７０１ａ乃至ステップ７０４Ａによって構成されたステップブロック７１０Ａに於いて、ステップ７０３Ａとステップ７０４Ａは図１で示したこの発明の実施の形態１に関するものであるのに対し、ステップ７０３Ｂとステップ７０４Ｂを含むステップブロック７１０Ｂは後述する図９に示すこの発明の実施の形態２に関するものとなっている。
【０１０１】
次に、主として再始動制御部分の動作を説明する。図８に於いて、ステップ８００は、図７のステップ７０４Ａに続いて実行されるステップであり、当該ステップ８００では自動停止後の再始動要件が成立したか否かを判定し、再始動要求有りであればＹＥＳの判定を行ってステップ８１０へ移行し、再始動要求が発生していなければＮＯの判定を行ってステップ８０１へ移行する。
【０１０２】
ステップ８０１では、例えば６０［秒］程度の所定時間が経過したか否かを判定し、未経過であればＮＯの判定を行って動作終了行程５２０へ移行し、経過しておればＹＥＳの判定を行ってステップ８０２へ移行する。ステップ８０２では、押出駆動指令Ｓｃを停止してシフト保持コイル４３ｂを消勢するが、シフト吸引コイル４３ａは噛合検出スイッチ４６Ａによって既に消勢されている。続くステップ８０３では、図６のステップ６１２ｄで記憶された自動停止指令の発生記憶を解除し、続くステップ８０４では気筒順序の判別制御を停止して動作終了行程５２０へ移行する。
【０１０３】
尚、図６のステップ６１２ｄで自動停止指令が発生した後に、図７を経て図８のステップ８００に至り、ステップ８００にて判定の結果、引続き再始動要求が発生していない場合にはＮＯ判定となって、ステップ８０１により経過時間が判定され、所定時間、例えば６０［秒］、を経過しても再始動要求が発生しない場合には（ＹＥＳ判定）、ステップ８０２によりシフトコイルの駆動を停止してピニオンギア４２ａを復帰させ、ステップ８０３により自動停止指令の記憶を解除し、ステップ８０４により気筒順序の判別を停止する。この場合には、たとえ再始動要求が発生してもエンジンの始動操作は行われず、図５のステップ５１１ａで示すとおり始動指令スイッチ２２による手動始動操作によってエンジンを始動するようになる。
【０１０４】
次に、ステップ８００により再始動要求ありと判定されて（ＹＥＳ判定）ステップ８１０に進むと、前述の図７のステップ７００ａで給燃停止されて惰性減速するエンジン回転速度が、直流電動機４１ａによる支援駆動がなくても給燃を再開するだけで自己始動可能な所定の回転速度Ｎ４、例えば４００［ｒｐｍ］、以上の回転速度であるかどうかを判定し、自己始動回転速度Ｎ４以上であればＹＥＳの判定を行ってステップ８１１へ移行し、自己起動回転速度Ｎ4未満であればＮＯの判定を行ってステップ８１３へ移行する。
【０１０５】
ステップ８１０からステップ８１１に進むと、気筒順序判別制御を継続しながらピニオンギア４２ａの予備回転駆動を停止すると共に、押出駆動を停止してピニオンギア４２ａを復帰させ、更に図６のステップ６１２ｄで記憶された自動停止指令の記憶状態を解除する。次にステップ８１２では、被判別気筒に対して順次同期噴射を行い、動作終了行程５２０へ移行する。
【０１０６】
前述のステップ８１０からステップ８１３に進むと、回転駆動制御回路５０Ａに対して回転駆動指令Ｒｃを供給して直流電動機４１ａを限流始動する（電源投入１）と共に、やがて所定の限流始動時間ΔＴをおいて全電圧始動を行う（電源投入２）。続くステップ８１４では、被判別気筒に対して順次同期噴射を行い、ステップ８１５へ移行し、ステップ８１５では、エンジンが自立回転可能な所定の回転速度に到達したか否かを判定し、その所定の回転速度に未到達であればＮＯの判定を行ってステップ８１３へ復帰し、その所定の回転速度に到達していればＹＥＳの判定を行ってステップ８１６へ移行する。
【０１０７】
ステップ８１６では、図７のステップ７０３Ａで付勢されていたシフト吸引コイル４３ａやシフト保持コイル４３ｂを消勢し、ステップ８１７へ移行する。ステップ８１７では、図６のステップ６１２ｄで記憶された自動停止指令を解除してからステップ８１８へ移行し、ステップ８１８では多気筒エンジンに対する同期噴射を継続しながら動作終了行程５２０へ移行する。ステップ５２０では、他の制御動作を実行してから、例えば１０［ｍｓｅｃ］程度の所定の時間内に再び動作開始ステップ５１０へ移行する。
【０１０８】
尚、図７及び図８に於いて、ステップ７０１ａはエンジン回転速度検出ユニット、ステップ７０２ａは第１の回転速度判定ユニット、ステップ７０２ｂは第２の回転速度判定ユニット、ステップ７０４Ａは電圧補正ユニット、ステップ７１０Ａはピニオンギアの押出駆動制御ユニット、ステップ７１１ａは周速偏差演算ユニット、ステップ７１２ａは第１の周速偏差判定ユニット、ステップ７１２ｂは第２の周速偏差判定ユニット、ステップ８０２は自動停止状態解除ユニットに相当し、ステップ８１２、８１４は燃料噴射制御ユニット、ステップ８１１とステップ８１２によって構成されたステップブロック８１９は自己再始動ユニット、となる制御プログラムを表現したステップとなっている。
【０１０９】
（３）実施の形態１の要点と特徴
次に、以上述べたこの発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置の要点と特徴について述べる。
【０１１０】
１）この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置は、
車載バッテリ２０から給電駆動される直流電動機４１ａと、当該直流電動機によって回転駆動されるピニオンギア４２ａと、車載エンジン１０の回転軸に設けられたリングギア１１に対して前記ピニオンギア４２ａを連結又は離脱させるピニオン押出機構４４Ａとを備えた始動用電動機ユニット４０Ａと、前記直流電動機４１ａに給電する回転駆動制御回路５０Ａと、エンジン１０のアイドル回転中に自動停止要件が成立すると燃料噴射用電磁弁１２に対する燃料噴射指令ＩＮＪを停止してエンジン１０を停止させ、エンジンの再始動要件が成立すると前記回転駆動制御回路５０Ａに対する回転駆動指令Ｒｃと前記燃料噴射指令ＩＮＪを発生して、エンジン１０を再始動させるエンジン制御装置３１Ａ、とによって構成された車載エンジンの始動制御装置３０Ａであって、
前記エンジン制御装置３１Ａは、燃料噴射制御ユニット５１７、８１２、８１４となる制御プログラムが格納されているプログラムメモリ３３Ａと協働するマイクロプロセッサ３２を備え、
前記プログラムメモリ３３Ａは更に、回転センサ１３に応動するエンジン回転速度検出ユニット７０１ａと、前記ピニオンギア４２ａの回転速度推定ユニット６１６Ａ又はピニオン回転センサ４８に応動するピニオン回転速度検出ユニット６１５と、前記ピニオンギア４２ａの予備回転駆動制御ユニット６１８Ａと、前記ピニオン押出機構４４Ａに対して押出駆動指令Ｓｃを発生する押出駆動制御ユニット７１０Ａとなる制御プログラムを包含している。
【０１１１】
前記マイクロプロセッサ３２は、エンジンの自動停止要件が成立すると前記燃料噴射指令ＩＮＪを停止し、当該燃料噴射の停止前後において、少なくともエンジン回転速度が所
定の当初回転速度に低下するまでには、エンジンの再始動要件が不成立であっても、前記予備回転駆動制御ユニット６１８Ａによって前記ピニオンギア４２ａの回転駆動を開始し、エンジン１０が不安定回転とならない所定の下限回転速度に減速するまでには、前記ピニオンギア４２ａの押出駆動制御ユニット７１０Ａによって前記ピニオンギア４２ａを前記リングギア１１に対して連結駆動し、当該連結駆動完了時点に於いて、エンジンの再始動要件が既に発生しているか、又は遅れて再始動要件が成立したことによって前記回転駆動指令Ｒｃと前記燃料噴射指令ＩＮＪを発生して、惰性回転中及び停止中のエンジン１０を再始動するように構成されていることを特徴とする。
【０１１２】
２）又、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置において、
前記燃料噴射制御ユニット５１７、８１２、８１４は更に、多気筒エンジンに対して順次燃料噴射を行うための気筒順序判別ユニットを包含し、
当該気筒順序判別ユニットは、燃料噴射の停止中でも継続動作し、
前記下限回転速度は、始動指令スイッチ２２によるエンジン１０の通常始動時に、前記気筒順序判別ユニットによって燃料噴射が可能となる燃料噴射開始回転速度Ｎ０以上のエンジン回転速度であることを特徴とする。
以上の構成によれば、ピニオンギアの押出駆動が完了する時点の車載エンジンの下限回転速度は、燃料噴射開始回転速度以上の回転速度となっている。
従って、ピニオンギアの押出駆動完了直後にエンジンの再始動要求が発生した場合には、直ちに燃料噴射が可能となり始動用電動機ユニットによる回転駆動トルクの補助を受けながら速やかにエンジン始動が行える効果がある。
【０１１３】
３）又、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置において、
前記プログラムメモリ３３Ａは更に、自己再始動ユニット８１９となる制御プログラムを包含し、
当該自己再始動ユニット８１９は、前記自動停止要件の成立によって燃料噴射指令ＩＮＪが停止した後も気筒順序の判別制御を継続し、エンジン回転速度が所定の自己始動回転速度以下に減速する前に再始動要件が成立した場合に、前記ピニオンギア４２ａの押出駆動を解除するか、又は被駆動状態であることを確認して、既に判別されている気筒順序に基づいて前記燃料噴射制御ユニット８１２によって燃料噴射指令ＩＮＪの発生を再開し、始動用電動機ユニット４０Aに依存しないでエンジン１０を再始動するように構成されて
いる、ことを特徴とする。
以上の構成によれば、自動停止要件の成立に伴って燃料噴射が停止しても、惰性減速回転中のエンジンに対する気筒順序の判別制御は継続し、エンジン回転速度が所定の自己始動回転速度以上であるときに再始動要求が発生すると燃料噴射を再開し、始動用電動機ユニットを回転駆動することなくエンジンを再始動するようになる。
従って、燃料噴射の再開に当たって新に気筒順序の判別を行う必要がなく、多気筒エンジンの適正気筒に対して速やかに燃料噴射を行って、確実に自己始動を行うことができる特徴がある。
【０１１４】
４）更に、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置において、
前記ピニオンギア４２ａの予備回転駆動を開始するエンジン１０の当初回転速度は、前記自己始動回転速度以上の回転速度であって、前記自己再始動ユニット８１９によって燃料供給を再開するときには前記ピニオンギアの予備回転駆動制御ユニット６１８Ａは前記ピニオンギア４２ａの予備回転駆動指令を停止することを特徴とする。
以上の構成によれば、ピニオンギアの予備回転駆動を開始するエンジンの当初回転速度は、エンジンの自己始動回転速度以上の高速回転速度となっており、早期の再始動要求によって自己再始動を行うときには、ピニオンギアの予備回転駆動を停止する。
従って、当初回転速度をなるべく高い回転速度にして早期に予備回転駆動を開始することによって、エンジン回転速度が低下する前に確実に予備回転駆動を完了させることがで
きる特徴がある。
尚、まれに発生する早期の再始動要求によって自己始動を行うときには、ピニオンギアの予備回転駆動は無駄な動作となるが、少なくとも予備回転駆動指令は直ちに停止されるように構成されている。
【０１１５】
５）又、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置において、
前記予備回転駆動制御ユニット６１８Ａは、ピニオンギアの予備回転駆動指令ユニット６１３Ａを包含し、
当該予備回転駆動指令ユニット６１３Ａは、エンジンの自動停止要件が成立したときに前記回転駆動制御回路５０Ａに対して予備回転駆動指令となる回転駆動指令Ｒcを発生し
、前記回転駆動制御回路５０Ａに設けられた限流始動用リレーの出力接点５１ａと限流始動抵抗５１ｃを介して前記直流電動機４１ａを回転駆動し、
前記回転速度推定ユニット６１６Ａは、前記直流電動機４１ａに対する給電時間と回転速度との相対関係を電源電圧をパラメータとして測定した標準特性に基づいて、現在の給電時間と電源電圧の値から現在の回転速度を推定し、
前記予備回転駆動制御ユニット６１８Ａは、前記ピニオンギア４２ａの回転速度が所定の目標回転速度に到達したこと、又は到達を予測して前記回転駆動指令Ｒｃを停止する、ことを特徴とする。
以上の構成によれば、回転駆動指令に応動する限流始動用リレーの出力接点と限流始動抵抗を介して直流電動機に給電することによってピニオンギアに対する予備回転駆動を行う。
従って、直流電動機に対して過大電流が流れず、車載バッテリの過放電が防止されると共に、無負荷状態にある直流電動機の急速な回転速度の上昇を抑制して、給電駆動時間のバラツキ変動による目標回転速度に対する誤差を抑制することができる特徴がある。
【０１１６】
６）又、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置において、
前記予備回転駆動制御ユニット６１８Ａは、ピニオンギアの予備回転駆動指令ユニット６１３Ａを包含し、前記回転駆動制御回路５０Ａは更に、開閉素子５６と低電圧電源回路５５又は限流駆動抵抗５７の少なくとも一方を含む予備駆動制御回路５９が併設され、
前記予備回転駆動指令ユニット６１３Ａは、エンジンの自動停止要件が成立したときに前記開閉素子５６に対して予備回転駆動指令Ｔｃを発生し、当該開閉素子５６と前記低電圧電源回路５５又は限流駆動抵抗５７とを介して前記直流電動機４１ａを回転駆動し、
前記回転速度推定ユニット６１６Ａは、前記直流電動機４１ａに対する給電時間と回転速度との相対関係を電源電圧をパラメータとして測定した標準特性に基づいて、現在の給電時間と電源電圧の値から現在の回転速度を推定し、
前記予備回転駆動制御ユニット６１８Ａは、前記ピニオンギア４２ａの回転速度が所定の目標回転速度に到達したことによって前記予備回転駆動指令Ｔｃを停止する、
ことを特徴とする。
以上の構成によれば、回転駆動制御回路に対して予備駆動制御回路が併設され、予備回転駆動指令に応動する開閉素子を介して直流電動機に給電することによってピニオンギアに対する予備回転駆動を行う。
従って、開閉素子にはエンジンの始動に必要な大電流が流れないので大電流容量の開閉素子を必要とせず、目標回転速度に達すると速やかに直流電動機の駆動を停止して、正確な目標回転速度を得ることができる特徴がある。
【０１１７】
７）更に、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置において、
前記始動用電動機ユニット４０Ａは、前記ピニオンギア４２ａの回転速度を検出するための回転センサ４８を備え、
前記予備回転駆動制御ユニット６１８Ａは、前記回転センサ４８に応動するピニオン回転速度検出ユニット６１５と予備回転駆動指令ユニット６１３Ａを包含し、
前記予備回転駆動指令ユニット６１３Ａは、エンジンの自動停止要件が成立したときに、前記回転駆動制御回路５０Ａに対して予備回転駆動指令となる回転駆動指令Ｒｃを発生して前記直流電動機４１ａを回転駆動するか、又は前記直流電動機４１ａに直列接続された開閉素子５６に対して予備回転駆動指令Ｔｃを発生して当該直流電動機４１ａを回転駆動し、
前記予備回転駆動制御ユニット６１８Ａは、前記ピニオン回転速度検出ユニット６１５によって検出された前記ピニオンギア４２ａの回転速度が前記所定の目標回転速度に到達すること若しくは前記検出されたピニオンギアの回転速度が所定の目標回転速度に到達することを予測した時点でピニオンギア４２ａの予備回転駆動を停止するか、又は前記ピニオンギアの回転速度を当該目標回転速度を維持するように前記始動用電動機ユニットの回転速度制御を行うことを特徴とする。
以上の構成によれば、始動用電動機ユニットはピニオンギアの回転速度を測定するための回転センサを備えている。
従って、予備回転駆動の回転速度を正確に目標回転速度に接近させることができる特徴がある。
【０１１８】
８）又、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置において、
前記ピニオンギアの押出駆動制御ユニット７１０Ａは更に、第１の回転速度判定ユニット７０２ａ，及び第２の回転速度判定ユニット７０２ｂを備え、
前記ピニオンギアの押出駆動制御ユニット７１０Ａは、前記エンジン回転速度検出ユニット７０１ａによって検出されたエンジン１０の惰性減速回転速度が所定の回転速度に降下した時点で前記ピニオンギア４２ａの押出動作を開始し、当該所定の回転速度は所要の応答時間の後に前記ピニオンギア４２ａとリングギア１１とが接触開始した時点では、惰性減速するリングギア１１の回転周速と予備回転駆動されていたピニオンギア４２ａの回転周速が一致する回転速度となることを目標として算出された回転速度であり、
前記第１の回転速度判定ユニット７０２ａは、前記エンジン１０から駆動される変速機１４が車両を駆動するレンジに選択されているときに前記所定の回転速度として第１の閾値回転速度を適用し、
前記第２の回転速度判定ユニット７０２ｂは、前記エンジン１０から駆動される変速機１４が車両を駆動しない非駆動レンジに選択されているときに前記所定の回転速度として前記第１の閾値回転速度よりも小さな値である第２の閾値回速度を適用することを特徴とする。
以上の構成によれば、エンジン回転速度の惰性減速度合が、変速機の選択レンジによって変化することに着目して、ピニオンギアの押出駆動開始時のエンジン回転速度を補正する。
従って、ピニオンギアとリングギアとが接合する時点の周速を一致させて、ギアの損耗寿命を延長させることができる特徴がある。
【０１１９】
９）又、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置において、
前記始動用電動機ユニット４０Ａは、前記ピニオンギア４２ａの回転速度を検出するための回転センサ４８を備え、
前記ピニオンギアの押出駆動制御ユニット７１０Ａは更に、周速偏差演算ユニット７１１ａと第１の周速偏差判定ユニット７１２ａ及び第２の周速偏差判定ユニット７１２ｂとを包含し、
前記周速偏差演算ユニット７１１ａは、前記エンジン回転速度検出ユニット７０１ａによって検出されたエンジン回転速度に基づく前記リングギア１１の周速と、前記ピニオンギア４２ａの回転センサ４８に応動して検出された回転速度に基づくピニオンギア４２ａの周速との周速偏差を算出し、
前記ピニオンギアの押出駆動制御ユニット７１０Ａは、前記周速偏差演算ユニット７１１ａによって算出された前記ピニオンギア４２ａとリングギア１１の周速偏差が所定の周速偏差に降下した時点で前記ピニオンギア４２ａの押出動作を開始し、当該所定の周速偏差は所要の応答時間を於いて前記ピニオンギア４２ａとリングギア１１とが接触開始した時点では、惰性減速するリングギア１１の回転周速と予備回転駆動されていたピニオンギア４２ａの回転周速が一致する周速偏差となることを目標として算出された周速偏差であり、
前記第１の周速偏差判定ユニット７１２ａは、前記エンジン１０から駆動される変速機１４が車両を駆動するレンジに選択されているときに前記所定の周速偏差として第１の閾値偏差速度を適用し、
前記第２の回転偏差判定ユニット７１２ｂは、前記エンジン１０から駆動される変速機１４が車両を駆動しない非駆動レンジに選択されているときに前記所定の周速偏差として前記第１の閾値偏差速度よりも小さな値である第２の閾値偏差速度を適用することを特徴とする。
以上の構成によれば、エンジン回転速度の惰性減速度合が変速機の選択レンジによって変化することに着目して、ピニオンギアの押出駆動開始時のリングギアの回転周速と、ピニオンギアの回転周速との周速偏差を補正するようになっている。
従って、ピニオンギアとリングギアとが接合する時点の周速を正確に一致させて、ギアの損耗寿命を延長させることができる特徴がある。
【０１２０】
１０）更に、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置において、
前記ピニオン押出機構４４Ａは、前記ピニオンギア４２ａを押出駆動するためのシフト吸引コイル４３ａと押出完了後に於いて押出状態を維持しておくためのシフト保持コイル４３ｂと、押出完了状態を検出して前記シフト吸引コイル４３ａへの給電を遮断する噛合検出スイッチ４６Ａを備え、
前記ピニオンギアの押出駆動制御ユニット７１０Ａは、前記シフト吸引コイル４３ａとシフト保持コイル４３ｂに対して押出駆動指令Ｓｃを発生し、当該押出駆動指令Ｓｃを電源電圧に応動してデューティ制御して、前記シフト吸引コイル４３ａとシフト保持コイル４３ｂに対する印加電圧を一定にする電圧補正ユニット７０４Ａを備えていることを特徴とする。
以上の構成によれば、ピニオンギアを押出すためのシフトコイルは吸引コイルと保持コイルを備え、吸引完了後は吸引コイルは消勢されるとともに、各コイルの印加電圧は一定化されている。
従って、エンジン停止状態において噛合保持状態を維持しても車載バッテリの過放電を抑制することができると共に、押出駆動所要時間が電源電圧によって変動しないのでピニオンギアとリングギアとの同期噛合い精度が向上し、更には車載バッテリの電源電圧が高いときのピニオンギアとリングギアの当接打音を抑制することができる特徴がある。
【０１２１】
１１）又、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置において、
前記プログラムメモリ３３Ａは更に、自動停止状態解除ユニット８０２となる制御プログラムを備え、
当該自動停止状態解除ユニット８０２は、エンジンの自動停止要件の発生に基づいてエンジン１０が停止し、ピニオンギア４２ａの押出保持状態が所定時間以上にわたって持続している場合、ピニオンギア４２ａの押出駆動を解除すると共に、エンジン１０の再始動は始動指令スイッチ２２によって手動操作で行うことを特徴とする。
以上の構成によれば、自動停止要件の成立によって自動停止したエンジンに対して再始動要件の発生が異常に遅れた場合には、ピニオンギアの押込保持状態を解除すると共に、エンジンの再始動は自動的には行わないようになっている。
従って、エンジンの停止中におけるピニオンギアの押込保持の持続による車載バッテリの過放電を防止することができると共に、車両停止長時間後に思いがけないエンジンの自動始動が行われるのを防止することができる特徴がある。
【０１２２】
１２）更に、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置において、
前記回転駆動制御回路５０Ａは、限流始動用リレーの出力接点５１ａと、常開接点型の全電圧始動用リレーの出力接点５２ａと、前記限流始動用リレーの出力接点５１ａと直列接続され、前記全電圧始動用リレーの出力接点５２ａと並列接続された限流始動抵抗５１ｃと、限流始動タイマ５２ｃとを備え、
前記限流始動タイマ５２ｃは、前記回転駆動指令Ｒｃによって前記限流始動用のリレーコイル５１ｂが付勢されてから所定の遅延時間をおいて前記常開接点型の全電圧始動用のリレーコイル５２ｂを付勢して出力接点５２ａを閉路させ、
前記限流始動タイマ５２ｃの遅延時間は、前記ピニオンギア４２ａの予備回転駆動制御ユニット６１８Ａに於ける予備回転駆動時間よりも長い時間に設定されていることを特徴とする。
以上の構成によれば、に関連して、始動用電動機ユニットは限流始動用リレーと全電圧始動用リレーと限流始動抵抗と限流始動タイマを用いて段階的に給電駆動され、限流始動時間はピニオンギアの予備回転所要時間よりも長くなっている。
従って、自動停止と再始動要求によって頻繁にエンジンの始動停止を行っても車載バッテリの過放電を抑制し、始動突入電流によるリレー接点の損耗寿命を延長することができると共に、ピニオンギアの予備回転駆動を始動用電動機ユニットを用いて行う場合には限流始動抵抗を用いた状態で予備回転駆動を完了することができる特徴がある。
【０１２３】
１３）又、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置において、
前記エンジンの自動停止要件は前記車載バッテリ２０の電源電圧Ｖｂが所定値以上となっている要件を包含し、
前記エンジン制御装置３１Ａは更に、手動始動優先制御回路３６を包含し、
前記マイクロプロセッサ３２は、当該マイクロプロセッサが正常動作しているときに手動始動禁止指令ＩＮＨを発生し、
前記手動始動優先制御回路３６は、前記車載バッテリ２０の充電電圧が低下していて、前記始動用電動機ユニット４０Ａの始動電流によって一時的に電源電圧Ｖｂが異常低下し、前記マイクロプロセッサ３２が不作動になった場合、前記マイクロプロセッサ３２が発生する回転駆動指令Ｒｃと押出駆動指令Ｓｃに代わって、始動指令スイッチ２２によって回転駆動指令Ｒｃと押出駆動指令Ｓｃを発生し、エンジン回転速度の上昇に伴って始動電流が減少して電源電圧Ｖｂが回復し、前記マイクロプロセッサ３２のが再び動作を開始すると前記手動始動禁止指令ＩＮＨによって前記手動始動優先制御回路３６を無効とすることを特徴とする。
以上の構成によれば、車載バッテリの電源電圧が低下しているときはエンジンの自動停止は行われず、始動用電動機ユニットの始動電流によって車載バッテリの電源電圧が異常低下してマイクロプロセッサが不作動となっていても、始動指令スイッチによる手動始動操作は有効となっている。
従って、マイクロプロセッサが正常動作しているときには、始動指令スイッチによる不用意な始動操作を禁止することができると共に、マイクロプロセッサの制御機能を用いてエンジンの再始動制御を手軽に行うことができる特徴がある。
【０１２４】
実施の形態２．
（１）構成の詳細な説明
次に、この発明の実施の形態２による車載エンジンの始動制御装置について説明する。図９は、この発明の実施の形態２による車載エンジンの始動制御装置の全体構成を示す構成図である。以下の説明では、実施の形態１との相違点を中心に説明する。尚、夫々の図に於いて、同一符号は同一又は相当部分を示している。
図９に於いて、車載エンジンの始動制御装置３０Ｂは、エンジン制御装置３１Ｂと多気筒車載エンジン１０に対する始動用電動機ユニット４０Ｂと、始動用電動機ユニット４０Ｂに対する回転駆動制御回路５０Ｂによって構成されている。エンジン制御装置３１Ｂは
、マイクロプロセッサ３２と協働するプログラムメモリ３３Ｂを包含し、車載バッテリ２０に接続された電源スイッチ２１と始動指令スイッチ２２から、各スイッチの開閉に応動する電源スイッチ信号Ｐｓと手動始動指令信号Ｓｔが入力されるように構成されている。
【０１２５】
又、図１と同様に、電源リレー２３の出力接点２３ａは、車載バッテリ２０からエンジン制御装置３１Ｂに対する給電回路を構成しており、エンジン制御装置３１Ｂに電源電圧Ｖｂとなる電源を供給する。電源リレー２３のリレーコイル２３ｂは、電源スイッチ２１が閉路されたことによって付勢されて出力接点２３ａを閉路する。マイクロプロセッサ３２は、電源リレー２３の出力接点２３ａが閉路することにより作動を開始する。一旦マイクロプロセッサ３２が作動開始すると、電源スイッチ２１が開路してもマイクロプロセッサ３２が発生する電源保持指令Ｄｒにより電源リレー２３のリレーコイル２３ｂの付勢状態が維持され、その出力接点２３ａは閉路を維持するように構成されている。
【０１２６】
エンジン制御装置３１Ｂに対するセンサ群２４は、アクセルペダルやブレーキペダルの踏込み検出スイッチ、変速機１４のシフトレバーの選択位置に応動するシフトスイッチ、アクセルペダルの踏込み度合を検出するアクセルポジションセンサ、スロットル弁開度を検出するスロットルポジションセンサ、排気ガスの酸素濃度を検出する排気ガスセンサ等のスイッチセンサとアナログセンサを包含する。又、センサ群２４の一部であるエンジンの回転センサ１３の出力は、エンジン回転信号Ｎｅとしてマイクロプロセッサ３２に入力される。
【０１２７】
エンジン制御装置３１Ｂから駆動される電気負荷群２５は、スロットル弁開度制御用モータ、ガソリンエンジンに対する点火コイル、変速段の選択用電磁コイルを包含する。又、電気負荷群２５の一部である燃料噴射用電磁弁１２に対しては、マイクロプロセッサ３２から燃料噴射指令ＩＮＪが出力される。
【０１２８】
始動用電動機ユニット４０Ｂは、主体となる直流電動機４１ａと、当該直流電動機４１ａから一方向クラッチ４２ｂを介して一方向に回転駆動されるピニオンギア４２ａと、当該ピニオンギア４２ａをリングギア１１に噛合連結するためのピニオン押出機構４４Ｂにより構成されている。
【０１２９】
ピニオン押出機構４４Ｂは、可動支点４４ｂを中心にして揺動動作するシフトレバー４４ａと、シフトレバー４４ａの一端に設けられシフト吸引コイル４３ａに通電するよって左動吸引されるシフトプランジャー４３ｃと、シフト吸引コイル４３ａが消勢されたときにシフトプランジャ４３ｃを図の右方向に復帰駆動する復帰ばね４５ａと、ピニオンギア４２ａとリングギア１１の歯面が当接したとき可動支点４４ｂが図の左方向に移動してシフトプランジャ４３ｃの吸引動作を完了させる蓄勢ばね４５ｂにより構成されている。シフトレバー４４ａの他端は、ピニオンギア４２ａを図の右方向に押出駆動するスプールに対して回動自在に係合している。
【０１３０】
尚、シフト吸引コイル４３ａに通電してシフトプランジャ４３ｃが図の左方向に吸引されたときであって、ピニオンギア４２ａとリングギア１１の歯面が当接したことによって可動支点４４ｂが図の左方向に移動した場合に、ピニオンギア４２ａの回動によってリングギア１１に対する歯面がずれると蓄勢ばね４５ｂによって可動支点４４ｂが押し戻されてピニオンギア４２ａとリングギア１１の噛合連結が完了するように構成されている。
【０１３１】
噛合検出スイッチ４６Ｂは、ピニオンギア４２ａとリングギア１１の噛合連結が完了したときに噛合検出信号Ｓｄをマイクロプロセッサ３２に入力する。又、直流電動機４１ａの回転軸には、望ましくはピニオンギア４２ａの回転速度を検出するための回転センサ４８が設けられている。
【０１３２】
回転駆動制御回路５０Ｂは、常開接点型の限流始動用リレーの出力接点５１ａとリレーコイル５１ｂ、限流始動抵抗５１ｃ、常閉接点型の全電圧始動用リレーの出力接点５３ａとリレーコイル５３ｂ、限流始動タイマ５３ｃによって構成されている。限流始動抵抗５１ｃと出力接点５１ａは、直列接続されて車載バッテリ２０と直流電動機４１ａとの間に接続され、限流始動抵抗５１ｃには出力接点５３ａが並列接続されている。
【０１３３】
限流始動タイマ５３ｃの出力接点は、リレーコイル５３ｂと直列接続されており、マイクロプロセッサ３２が回転駆動指令Ｒｃを発生すると、先ず限流始動用リレーのリレーコイル５１ｂと全電圧始動用リレーのリレーコイル５３ｂが付勢されて限流始動用リレーの出力接点５１ａが閉路すると共に前電圧始動用リレーの出力接点５３ａが開路し、車載バッテリ２０から出力接点５１ａと限流始動抵抗５１ｃを介して直流電動機４１ａに給電される。その後、限流始動タイマ５３ｃがタイムアップして全電圧始動用のリレーコイル５３ｂが消勢されると、その出力接点５３ａによって限流始動抵抗５１ｃは短絡され、直流電動機４１ａは出力接点５１ａと出力接点５３ａとの直列回路を介して車載バッテリ２０から全電圧給電される。
【０１３４】
尚、限流始動タイマ５３ｃは、直流電動機４１ａの回転速度が所定の回転速度以上になっているときには直ちにタイムアップして、全電圧始動用リレーが消勢されるように構成されている。又、限流始動抵抗５１ｃは、減流始動用リレーの出力接点５１ａの上流側に接続されるようにしてもよい。
【０１３５】
エンジン制御装置３１Ｂに包含されている手動始動優先回路３６は、図１の場合と同様に構成されていて、始動操作中にマイクロプロセッサ３２が一時的に不作動となったときに、手動始動操作を継続することができるようになっている。
【０１３６】
直流電動機４１ａに代わってピニオンギア４２ａを予備回転駆動するための補助電動機４７は、マイクロプロセッサ３２から予備回転駆動指令Ｍｃを受けて回転駆動され、デューティ制御されている予備回転駆動指令Ｍｃの平均電圧に比例した回転速度で回転するか、又は予備回転駆動指令Ｍｃの周波数に比例した回転速度で回転するように構成されている。
【０１３７】
以上のとおり、図９に示すこの発明の実施の形態２による車載エンジンの始動制御装置の場合には、前述の図１に於ける予備駆動制御回路５９に代わって補助電動機４７が使用されていて、ピニオンギア４２ａの予備回転速度を小電力で正確に制御することができるように構成されている。
【０１３８】
尚、予備駆動制御回路５９又は補助電動機４７を使用した場合には、予備回転駆動によって予備駆動回転速度Ｎ３が得られた後に、ピニオンギア４２ａの押出制御が行われるまでの間に予備駆動回転速度Ｎ３を維持するための制御を行なって、ピニオンギア４２ａが惰性減速するのを防止することも可能である。又、図１に於ける回転駆動制御回路５０Ａと図２に於ける回転駆動制御回路５０Ｂとの相違点は、全電圧始動用リレーの出力接点が常開接点であるか常閉接点であるかの違いであって、図１の装置に回転駆動制御回路５０Ｂを使用し、図９の装置に回転駆動制御回路５０Ａを使用することも可能である。
【０１３９】
又、図２に於けるピニオン押出機構４４Ｂでは、図１に示すシフト保持コイル４３ｂが省略されていて、シフト吸引コイル４３ａによってシフトプランジャー４３ｃの吸引動作を行い、噛合センサ４６Ｂが作動したことによってシフト吸引コイル４３ａに対する給電平均電圧を低下させて保持動作を行うように構成しているが、図１の装置に図２に示すピニオン押出機構４４Ｂを使用し、図９の装置に図１に示すピニオン押出機構４４Ａを使用
することも可能である。
【０１４０】
（２）作用・動作の詳細な説明
以上のように構成されたこの発明の実施の形態２による車載エンジンの始動制御装置について、前述の図２乃至図４に示すタイムチャートを用いて、実施の形態１の場合との相違点を中心にして動作の概要を説明する。
【０１４１】
先ず、図９に於いて電源スイッチ２１が閉路されるとエンジン制御装置３１Ｂ内のマイクロプロセッサ３２が動作を開始し、当該マイクロプロセッサ３２は回転センサ１３を含むセンサ群２４の動作状態と、プログラムメモリ３３Ｂに予め書込まれている制御プログラムの内容に応動して、燃料噴射用電磁弁１２やピニオン押出機構４４Ｂ、回転駆動制御回路５０Ｂを含む電気負荷群２５の駆動制御を行なう。
【０１４２】
エンジンの初回始動と、運転中の自動停止要求によってエンジンが自動停止し、エンジンが完全停止した後に再始動要求が発生した場合のエンジンの再始動に関する動作は、前述の図２のタイムチャートに示される。図２に於いて、図１の実施の形態１の場合と図９の実施の形態２の場合とで相違しているのは、図２の（Ｊ）に於ける予備回転駆動指令であり、図１の実施の形態１の場合には予備回転駆動指令Ｔｃ（又は回転駆動指令Ｒｃ）が用いられたが、図９の実施の形態２場合には予備回転駆動指令Ｍｃが使用される。
【０１４３】
又、実施の形態２では前述したようにシフト保持コイルを設けていないので、図２の（Ｃ）から図２の（Ｂ）を除外した時間帯ｔ２〜ｔ５では、シフト吸引コイル４３ａに対する印加電圧を低減させてシフトプランジャ４３ｃの吸引保持動作が行われる。
【０１４４】
エンジンの初回始動と、運転中の自動停止要求が発生した直後に早期の再始動要求が発生した場合のエンジンの再始動に関する動作は、前述の図３のタイムチャートに示される。図３に於いて、図１の実施の形態１の場合と図９の実施の形態２の場合とで相違するのは、図３の（Ｊ）に於ける予備回転駆動指令であり、図１の実施の形態１の場合には予備回転駆動指令Ｔｃ（又は回転駆動指令Ｒｃ）が用いられたが、図９の実施の形態２の場合には予備回転駆動指令Ｍｃが使用される。
【０１４５】
又、実施の形態２では前述したようにシフト保持コイルを設けていないので、図３の（Ｃ）から図３（Ｂ）を除外した時間帯ｔ２〜ｔ５ではシフト吸引コイル４３ａに対する印加電圧を低減させてシフトプランジャ４３ｃの吸引保持動作が行われる。
【０１４６】
エンジンの初回始動と、運転中の自動停止要求が発生した直後でエンジンの減速回転中に再始動要求が発生した場合のエンジンの再始動に関する動作は、前述の図４のタイムチャートに示される。図４に於いて、図１の実施の形態１の場合と図９の実施の形態２の場合とで相違しているのは、図４の（Ｊ）に於ける予備回転駆動指令であり、図１の実施の形態１の場合には予備回転駆動指令Ｔｃ（又は回転駆動指令Ｒｃ）が用いられたが、図９の実施の形態２の場合には予備回転駆動指令Ｍｃが使用される。
【０１４７】
又、実施の形態２では前述したようにシフト保持コイルを設けていないので、図４の（Ｃ）から図４（Ｂ）を除外した時間帯ｔ２〜ｔ５では、シフト吸引コイル４３ａに対する印加電圧を低減させてシフトプランジャ４３ｃの吸引保持動作が行われる。
【０１４８】
次に、この発明の実施の形態２による車載エンジンの始動制御装置について、図５乃至図８に示すマイクロプロセッサ３２の動作説明用のフローチャートを用いて、実施の形態１の場合との相違点を中心にして説明する。
【０１４９】
手動始動制御を主体とした第１のフローチャートである図５については、実施の形態１の場合と同様である。
【０１５０】
ピニオンギア４２ａの予備回転駆動制御を主体とした第２のフローチャートである図６に於いては、ステップ６１３Ｂとステップ６１６Ｂを含むステップブロック６１８Ｂが実施の形態１の場合と相違していると共に、実施の形態２の場合ではステップ６１１ｂは不要となる。ステップ６１３Ｂは予備回転駆動指令を発生してからステップ６１４へ移行するステップである。ここでいう予備回転駆動指令は、補助電動機４７に対する予備回転駆動指令Ｍｃとなる。
【０１５１】
ステップ６１６Ｂでは、予備回転駆動指令Ｍｃの平均電圧であるか、又は予備回転駆動指令Ｍｃの周波数によってピニオンギア４２ａの現在の回転速度を推定し、リングギア１１の周速に換算したピニオン換算回転数を演算算出する。
【０１５２】
ピニオンギア７４２ａの押出駆動制御を主体とした第３のフローチャートである図７に於いては、ステップ７０３Ｂとステップ７０４Ｂを包含するステップブロック７１０Ｂが実施の形態１の場合と相違している。ステップ７０３Ｂでは、押出駆動指令Ｓｃを発生してシフト吸引コイル４３ａを付勢する。
【０１５３】
続くステップ７０４Ｂは、車載バッテリ２０の電源電圧Ｖｂの値に反比例した通電デューティとなるように押出駆動指令Ｓｃをオン／オフして、シフト吸引コイル４３ａに印加される電圧を一定値に維持することによって、ピニオンギア４２ａとリングギア１１の当接所要時間Δｔを一定にするための電圧補正ユニットとなるステップである。当該ステップ７０４Ｂでは、シフト吸引コイル４３ａに通電してから所定時間が経過するか、又は噛合センサ４６Ｂが作動すると、通電デューティを更に抑制してシフト吸引コイル４３ａによってシフトプランジャ４３ｃの保持動作を行う。
【０１５４】
エンジンの再始動制御を主体とした第４のフローチャートである図８に於いては、実施の形態１の場合と同様である。
【０１５５】
（３）実施形態２の要点と特徴
次に、以上述べたこの発明の実施の形態２による車載エンジンの始動制御装置の要点と特徴について述べる。
【０１５６】
１）この発明の実施の形態２による車載エンジンの始動制御装置は、
車載バッテリ２０から給電駆動される直流電動機４１ａと、当該直流電動機によって回転駆動されるピニオンギア４２ａと、車載エンジン１０の回転軸に設けられたリングギア１１に対して前記ピニオンギア４２ａを連結又は離脱させるピニオン押出機構４４Ｂとを備えた始動用電動機ユニット４０Ｂと、 前記直流電動機４１ａに給電する回転駆動制御回路５０Ｂと、エンジン１０のアイドル回転中に自動停止要件が成立すると燃料噴射用電磁弁１２に対する燃料噴射指令ＩＮＪを停止してエンジン１０を停止させ、エンジンの再始動要件が成立すると前記回転駆動制御回路５０Ｂに対する回転駆動指令Ｒｃと前記燃料噴射指令ＩＮＪを発生して、エンジン１０を再始動させるエンジン制御装置３１Ｂと、により構成された車載エンジンの始動制御装置３０Ｂであって、
前記エンジン制御装置３１Ｂは、燃料噴射制御ユニット５１７、８１２、８１４となる制御プログラムが格納されているプログラムメモリ３３Ｂと協働するマイクロプロセッサ３２を備え、
前記プログラムメモリ３３Ｂは更に、回転センサ１３に応動するエンジン回転速度検出ユニット７０１ａと、前記ピニオンギア４２ａの回転速度推定ユニット６１６Ｂ又はピニオン回転センサ４８に応動するピニオン回転速度検出ユニット６１５と、前記ピニオンギ
ア４２ａの予備回転駆動制御ユニット６１８Ｂと、前記ピニオン押出機構４４Ｂに対して押出駆動指令Ｓｃを発生する押出駆動制御ユニット７１０Ｂとなる制御プログラムを包含している。
【０１５７】
前記マイクロプロセッサ３２は、エンジンの自動停止要件が成立すると前記燃料噴射指令ＩＮＪを停止し、当該燃料噴射の停止前後に於いて、少なくともエンジン回転速度が所定の当初回転速度に低下するまでには、エンジンの再始動要件が不成立であっても、前記予備回転駆動制御ユニット６１８Ｂによって前記ピニオンギア４２ａの回転駆動を開始し、エンジン１０が不安定回転とならない所定の下限回転速度に減速するまでには、前記ピニオンギア４２ａの押出駆動制御ユニット７１０Ｂによって前記ピニオンギア４２ａを前記リングギア１１に対して連結駆動し、当該連結駆動完了時点に於いて、前記エンジンの再始動要件が既に発生しているか、又は遅れて前記再始動要件が成立したことによって前記回転駆動指令Ｒｃと前記燃料噴射指令ＩＮＪを発生して、惰性回転中及び停止中のエンジン１０を再始動するように構成されている。
【０１５８】
２）又、この発明の実施の形態２による車載エンジンの始動制御装置において、
前記予備回転駆動制御ユニット６１８Ｂは、ピニオンギアの予備回転駆動指令ユニット６１３Ｂを包含し、エンジンの自動停止要件が成立したときに前記直流電動機４１ａに連結された補助電動機４７に対して予備回転駆動指令Ｍｃを発生し、
前記補助電動機４７は前記予備回転駆動指令Ｍｃの指令電圧に比例した回転速度で回転するか、又は予備回転駆動指令Ｍｃのパルス周波数に比例した回転速度で回転し、
前記回転速度推定ユニット６１６Ｂは、前記予備回転駆動指令Ｍｃの指令電圧又はパルス周波数によって回転速度を推定し、
前記予備回転駆動制御ユニット６１８Ｂは、前記ピニオンギア４２ａの回転速度が所定の目標回転速度に到達したことによって前記予備回転駆動指令Ｍｃを停止するか、又は当該目標回転速度を維持するように回転速度制御を行うように構成されていることを特徴とする。
以上の構成によれば、エンジンを始動するための大型の直流電動機に対して小型の補助電動機が連結され、ピニオンギアの予備回転駆動は補助電動機によって行うようになっている。
従って、ピニオンギアを無負荷回転駆動するためにエンジン始動用の大型直流電動機を使用しないので駆動制御の効率が向上し、車載バッテリの過放電が防止されると共に、回転速度の制御が容易となり安定した目標回転速度が得られる特徴がある。
【０１５９】
３）又、この発明の実施の形態２による車載エンジンの始動制御装置において、
前記始動用電動機ユニット４０Ｂは、前記ピニオンギア４２ａの回転速度を検出するための回転センサ４８を備え、
前記予備回転駆動制御ユニット６１８Ｂは、前記回転センサ４８に応動するピニオン回転速度検出ユニット６１５と予備回転駆動指令ユニット６１３Ｂを包含し、
前記予備回転駆動指令ユニット６１３Ｂは、エンジンの自動停止要件が成立したときに、前記直流電動機４１ａに連結された補助電動機４７に対して予備回転駆動指令Ｍｃを発生し、
前記予備回転駆動制御ユニット６１８Ｂは、前記ピニオン回転速度検出ユニット６１５によって検出された前記ピニオンギア４２ａの回転速度が前記所定の目標回転速度に到達するか、又は到達を予測してピニオンギア４２ａの予備回転駆動を停止するか、或いは当該目標回転速度を維持するように回転速度制御を行うように構成されていることを特徴とする。
以上の構成によれば、始動用電動機ユニットはピニオンギアの回転速度を測定するための回転センサを備えていと共に、予備回転駆動を行うための補助電動機を備えている。従って、予備回転駆動の回転速度を正確に目標回転速度に接近させることができる特徴がある。
【０１６０】
４）又、この発明の実施の形態２による車載エンジンの始動制御装置において、
前記ピニオン押出機構４４Ｂは、前記ピニオンギア４２ａを押出駆動するためのシフト吸引コイル４３ａを備え、
前記ピニオンギアの押出駆動制御ユニット７１０Ｂは、前記シフト吸引コイル４３ａに対して押出駆動指令Ｓｃを発生すると共に、当該押出駆動指令Ｓｃを電源電圧に応動してデューティ制御して、前記シフト吸引コイル４３ａに対する印加電圧を一定の吸引駆動電圧にし、所定時間後又は噛合センサ４６Ｂの作動に応動して、保持駆動電圧まで低減させる電圧補正ユニット７０４Ｂを備えていることを特徴とする。
以上の構成によれば、ピニオンギアを押出すためのシフト吸引コイルは、一定の吸引駆動電圧が印加され、吸引完了後は保持駆動電圧が印加されるように構成されている。
従って、エンジン停止状態に於いて噛合保持状態を維持しても車載バッテリの過放電を抑制することができると共に、押出駆動所要時間が電源電圧によって変動しないのでピニオンギアとリングギアとの同期噛合い精度が向上し、更には車載バッテリの電源電圧が高いときのピニオンギアとリングギアの突合打音を抑制することができる特徴がある。
【０１６１】
５）更に、この発明の実施の形態２による車載エンジンの始動制御装置において、
前記回転駆動制御回路５０Ｂは、限流始動用リレーの出力接点５１ａと、常閉接点型の全電圧始動用リレーの出力接点５３ａと、前記限流始動用リレーの出力接点５１ａと直列接続され、前記全電圧始動用リレーの出力接点５３ａと並列接続された限流始動抵抗５１ｃと、限流始動タイマ５３cとを備え、
前記限流始動タイマ５３ｃは、前記回転駆動指令Ｒｃによって前記常閉接点型の全電圧始動用のリレーコイル５３ｂを前記限流始動用のリレーコイル５１ｂと同時に付勢して出力接点５３ａを開路し、所定の遅延時間をおいて全電圧始動用のリレーコイル５３ｂを消勢して出力接点５３ａを閉路復帰させ、
前記限流始動タイマ５３ｃの遅延時間は、前記ピニオンギア４２ａの予備回転駆動制御ユニット６１８Ｂに於ける予備回転駆動時間よりも長い時間に設定されていることを特徴とする。
以上の構成によれば、始動用電動機ユニットは限流始動用リレーと全電圧始動用リレーと限流始動抵抗と限流始動タイマを用いて段階的に給電駆動され、限流始動時間はピニオンギアの予備回転所要時間よりも長く設定されている。
従って、自動停止と再始動要求によって頻繁にエンジンの始動停止を行っても車載バッテリの過放電を抑制し、始動突入電流によるリレー接点の損耗寿命を延長することができる特徴がある。
【符号の説明】
【０１６２】
１０ 車載エンジン １１ リングギア
１２ 燃料噴射用電磁弁 １３ 回転センサ（クランク角センサ）
１４ 変速機 ２０ 車載バッテリ
２２ 始動指令スイッチ
３０A、３０B 車載エンジンの始動制御装置
３１Ａ、３１Ｂ エンジン制御装置 ３２ マイクロプロセッサ
３３Ａ、３３Ｂ プログラムメモリ ３６ 手動始動優先制御回路
４０Ａ、４０Ｂ 始動用電動機ユニット
４１ａ 直流電動機 ４２ａ ピニオンギア
４３ａ シフト吸引コイル ４３ｂ シフト保持コイル
４４Ａ、４４Ｂ ピニオン押出機構
４６Ａ、４６Ｂ 噛合検出スイッチ（噛合センサ）
４７ 補助電動機 ４８ 回転センサ（ピニオン）
５０Ａ、５０Ｂ 回転駆動制御回路 ５１ａ 出力接点（限流始動）
５１ｂ リレーコイル（限流始動） ５１ｃ 限流始動抵抗
５２ａ、５３ａ 出力接点（全電圧始動）
５２ｂ、５３ｂ リレーコイル（全電圧始動）
５２ｃ、５３ｃ 限流始動タイマ ５５ 低圧電源回路
５６ 開閉素子 ５７ 限流駆動抵抗
５９ 予備駆動制御回路 ５１７ 燃料噴射制御ユニット
６１３Ａ、６１３Ｂ 予備回転駆動指令ユニット
６１５ ピニオン回転速度検出ユニット
６１６Ａ、６１６Ｂ ピニオン回転速度推定ユニット
６１８Ａ、６１８Ｂ 予備回転駆動制御ユニット
７０１ａ エンジン回転速度検出ユニット
７０２ａ 第１の回転速度判定ユニット
７０２ｂ 第２の回転速度判定ユニット
７０４Ａ、７０４Ｂ 電圧補正ユニット
７１０Ａ、７１０Ｂ ピニオンギアの押出駆動制御ユニット
７１１ａ 周速偏差演算ユニット ７１２ａ 第１の周速偏差判定ユニット
７１２ｂ 第２の周速偏差判定ユニット
８０２ 自動停止状態解除ユニット ８１２、８１４ 燃料噴射制御ユニット
８１９ 自己再始動ユニット
ＩＮＨ 手動始動禁止指令 ＩＮＪ 燃料噴射指令
Ｒｃ 回転駆動指令(兼予備回転駆動指令）
Ｔｃ、Ｍｃ 予備回転駆動指令 Ｓｃ 押出駆動指令
Ｖｂ 電源電圧
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車載エンジンの燃費改善と排気汚染抑制を図るために、無駄なアイドル運転を避け、適時にエンジンの自動停止と再始動を行うようにした車載エンジンの始動制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アクセルペダルの復帰とブレーキペダルの踏込みによって車両が停止するとエンジンを自動停止し、ブレーキペダルの開放又はアクセルペダルの踏込みによってエンジンを再始動するようにしたエンジンの自動停止と再始動制御装置には、様々な技術情報が開示されている。例えば、特許文献１「燃料消費節約型自動車」によれば、エンジンの一時停止を行うときに燃料噴射の停止と排気弁の開放を行ってエンジンを慣性回転させ、少なくともエンジン回転速度がゼロではないときには、スタータモータの調速運転を行ってその回転速度をエンジン回転速度に同期させてからエンジンに連結する始動制御装置が開示されている。特許文献１に示された従来の装置では、自動停止中にはなるべくエンジンの慣性回転を持続させ、徐々に減速中のエンジンに対して再始動要求が発生してからスタータモータの調速運転を開始して、スタータモータ側のピニオンギアとエンジン側のリングギアを同期噛合わせするように構成されている。
【０００３】
また、特許文献２「エンジン自動停止再始動装置」によれば、自動停止要求が発生してエンジン回転が停止するまでのエンジン回転降下期間中に再始動要求が発生した場合、スタータによってピニオンギアを回転駆動し、ピニオンギアとリングギアの回転が同期する時点を予測してピニオンギアの押出タイミングと押出速度とのうちの少なくとも一方を調整し、両ギアを同期噛合いさせてからスタータによるクランキングを開始する始動制御装置が開示されている。特許文献２に示された従来の装置では、自動停止中にはなるべく速やかにエンジンを停止させ、停止中に再始動要求が発生することを想定しながらも、早期の再始動要求が発生した場合に備えて減速回転中のエンジンに対する再始動を可能にするように構成されている。
【０００４】
一方、特許文献３「車両用始動装置」によれば、自動停止要求に基づくエンジンの停止中において、再始動要求の有無に関わらずピニオンギアとリングギアを連結保持しておいて、再始動要求があればただちにスタータを回転駆動してエンジンを再始動する始動制御装置が開示されている。特許文献３に示された従来の装置では、自動停止要求の直後に再始動要求が発生して、減速回転中のエンジンを再始動することは想定されていない。
【０００５】
なお、車載エンジンの始動装置において、ピニオンギアをリングギアに対して押出駆動するための電磁シフトコイルをトランジスタでデューティ制御する技術も既に開示されている。例えば、特許文献４「スタータ制御方法」によれば、電磁シフトコイルへの通電開始から所定時間後においてピニオンギアとリングギアの当接予定時点前に通電電流を低減して、ピニオンギアを穏やかにリングギアに当接させると共に、上記所定時間の間では電源電圧に応じて通電電流を適正に調整するように構成されている。
【０００６】
また、車載エンジンの始動装置において、エンジンの始動を速やかに行うための燃料噴射制御に関しては、例えば特許文献５「車載エンジン制御装置」において、多気筒エンジンに対する燃料噴射の気筒順序の判別手段について開示されており、気筒判別が完了する前の非同期燃料噴射と気筒判別完了後の同期燃料噴射の概念が説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−０７０６９９号公報（明細書の段落［０００８］、［０００９］、［００２４］、図３、要約）
【特許文献２】特開２００５−３３０８１３号公報（図１、要約）
【特許文献３】特開２００２−２２１１３３号公報（図１、要約）
【特許文献４】特開２００２−１２２０５９号公報（図２、要約）
【特許文献５】特開２００９−０３０５４３号公報（図２、要約）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述の特許文献１による始動制御装置の場合、エンジンの慣性運転を行うために排気弁の開放制御が必要であって、制御機構が複雑高価となると共に、スタータモータの調速運転を行うために、補助バッテリや大電流容量のトランジスタを必要とする課題がある。また、前述の特許文献２による始動制御装置の場合、エンジンの再始動要求が発生してからスタータモータを予備回転駆動したのでは、エンジン回転の減速中には同期噛合いを行うことが困難であり、非同期状態でムリヤリにピニオンギアの押込みを強行するか、多くの場合はエンジンが完全停止してから再始動が行われて、異音発生、ピニオンギアの損耗、再始動遅延による違和感が発生する課題がある。
【０００９】
また、前述の特許文献３による始動制御装置の場合、エンジンの減速回転中には再始動は行われないので、自動停止の直後に再始動が必要となった場合に、エンジンが完全停止するまで待機する必要があって遅延違和感が発生する。なお、燃料噴射を停止するとエンジンは速やかに減速するが、完全停止の直前において逆転動作を含む不安定回転状態が発生し、完全停止に要する時間は速やかな発進をしたい運転手にとっては看過できない待ち時間となるものである。
【００１０】
一方、前述の特許文献４によるピニオンギアの押込み制御では、ピニオンの押込み制御を開始してから、ピニオンギアとリングギアが当接するまでの時間が電源電圧の大小によって変動することになるので、同期噛合い制御が困難となる課題がある。また、前述の特許文献５による非同期燃料噴射は、惰性減速中のエンジンを始動用電動機に依存しないで自己再始動するために、一時的ではあっても適性ではない空燃比による運転が行われて大気汚染の原因となる課題がある。
【００１１】
なお、この特許文献５に示された装置の場合は、運転中の異常発生に伴うマイクロプロセッサの初期化処理を行うために燃料噴射と気筒判別を含む全ての制御が一時的に停止されるものであって、気筒順序判別所要時間によって燃料噴射時期が遅延して自己始動ができない低回転領域にまで減速するのを回避するために、気筒順序の判別完了前に非同期燃料噴射が行われるようになっている。このように、一般的には燃料噴射を停止するときには、これに付随する気筒順序の判別制御も停止され、燃料噴射の再開に当たっては気筒順序の判別を先ず行う必要がある。
【００１２】
この発明の第一の目的は、エンジンの自動停止指令が発生した後、いかなる時点で再始動要求が発生しても、速やかにエンジンの再始動が行われて、始動遅延による違和感を抑制することができる車載エンジンの始動制御装置を提供することである。
この発明の第二の目的は、エンジンの減速回転中においてピニオンギアとリングギアとの同期噛合いを行うための簡易なピニオンギアの予備回転駆動制御手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明による車載エンジンの始動制御装置は、
車載バッテリから給電されて駆動される直流電動機と、前記直流電動機によって回転駆動されるピニオンギアと、車載エンジンの回転軸に設けられたリングギアに対して前記ピニオンギアを連結又は離脱させるピニオン押出機構とを備えた始動用電動機ユニットと、
前記直流電動機の駆動を制御する回転駆動制御回路と、
前記車載エンジンのアイドル回転中に自動停止要件が成立すると、燃料噴射用電磁弁に対する燃料噴射指令を停止して前記車載エンジンを停止させ、前記車載エンジンの再始動要件が成立すると前記回転駆動制御回路に対する回転駆動指令と前記燃料噴射用電磁弁に対する前記燃料噴射指令を発生して、前記車載エンジンを再始動させるエンジン制御装置と、
を備えた車載エンジンの始動制御装置であって、
前記エンジン制御装置は、燃料噴射制御ユニットを構成する制御プログラムが格納されたプログラムメモリと協働するマイクロプロセッサを備え、
前記プログラムメモリは更に、前記車載エンジンの回転速度を検出する回転センサの出力に応動するエンジン回転速度検出ユニットと、前記ピニオンギアの回転速度を推定する回転速度推定ユニット若しくは前記ピニオンギアの回転速度を検出する回転センサの出力に応動するピニオン回転速度検出ユニットと、前記ピニオンギアを予備回転駆動する予備回転駆動制御ユニットと、前記ピニオン押出機構に対して押出駆動指令を発生する押出駆動制御ユニットと、を構成する制御プログラムを包含している。
【００１４】
前記マイクロプロセッサは、
前記車載エンジンの自動停止要件が成立すると前記燃料噴射指令を停止し、当該燃料噴射の停止前後において、前記車載エンジンの回転速度が少なくとも所定の当初回転速度に低下するまでには、前記車載エンジンの再始動要件が不成立であっても、前記予備回転駆動制御ユニットにより前記ピニオンギアの予備回転駆動を開始させ、前記車載エンジンの回転速度が所定の下限回転速度に低下するまでには、前記押出駆動制御ユニットにより前記ピニオンギアを前記リングギアに対して連結駆動させ、当該連結駆動の完了時点において前記車載エンジンの再始動要件が既に成立しているか又は遅れて成立することにより、前記回転駆動指令と前記燃料噴射指令を発生して、惰性回転中又は停止中の前記車載エンジンを再始動させる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
この発明による車載エンジンの始動制御装置は、車載エンジンの自動停止要件が発生すると、再始動要件の成立を待たないでピニオンギアの予備回転駆動を行い、燃料停止に伴ってエンジン回転速度が低下して不安定回転状態が発生し始める下限回転速度に達するまでにはピニオンギアとリングギアとの連結を完了するように構成されているので、車載エンジンの惰性減速回転中に再始動要件が成立した場合に、車載エンジンが不安定回転域を脱出して完全停止するのを待たないで直ちにエンジンの再始動を行うことができ、再始動開始遅れによって運転手に違和感を与えないで、燃料節約運転を行うことができる効果がある。又、この発明による車載エンジンの始動制御装置によれば、車載エンジンの吸排気弁の開放制御が不要であって、しかも車載エンジンが惰性減速回転しているときに、ピニオンギアの回転周速をリングギアの回転周速に接近させてから両ギアの連結を行うことによって、ギアの損耗寿命低下を抑制することができる効果がある。
【００１６】
なお、車載エンジンの自動停止要件が成立して車載エンジンに対する燃料供給を停止すると、車載エンジンの吸排気弁を開放しないかぎり、エンジンは気筒内の空気圧縮作用によって速やかに減速し、正逆転動作を含む不安定回転領域を経過して完全停止に至る。このため、自動停止要件の成立によって燃料供給を停止してエンジンが惰性減速している時期にアクセルペダルを踏んで再始動したい場合に、不安定回転領域でピニオンギアとリングギアを連結させるのは困難であり、エンジンの完全停止を待ってから再始動したのでは
応答時間遅れによって運転手に違和感を与えることになるという課題が存在し、又、不安定回転領域に低下する前の急減速過程に於いては、再始動要求が発生してからピニオンギアを回転駆動させるための時間余裕がなく、ピニオンギアとリングギアとの回転を同期させてからピニオンギアの押込みを行うことが困難となる課題が存在するが、この発明による車載エンジンの始動制御装置によれば、このような課題は克服される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置の全体構成を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置に於ける、エンジンが完全停止した後に、始動用電動機ユニットによって再始動を行うときの動作を説明するタイムチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置に於ける、自動停止指令が発生した直後に、始動用電動機ユニットによらないで自己再始動を行うときの動作を説明するタイムチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置に於ける、エンジンが減速回転中に、始動用電動機ユニットによって再始動を行うときの動作を説明するタイムチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置に於ける、主として手動始動制御部分の動作を説明する第１のフローチャートである。
【００１８】
【図６】この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置に於ける、主としてピニオンギアの予備回転駆動制御部分の動作を説明する第２のフローチャートであり、図５に示す第１のフローチャートに続くものである。
【図７】この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置に於ける、主としてピニオンギアの押出駆動制御部分の動作を説明する第３のフローチャートであり、図６に示す第２のフローチャートに続くものである。
【図８】この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置に於ける、主として再始動制御部分の動作を説明する第４のフローチャートであり、図７に示す第３のフローチャートに続くものである。
【図９】この発明の実施の形態２による車載エンジンの始動制御装置の全体構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置について、詳細に説明する。
(１）構成の詳細な説明
図１は、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置の全体構成を示す構成図である。図１に於いて、車載エンジンの始動制御装置３０Ａは、エンジン制御装置３１Ａと多気筒車載エンジン１０に対する始動用電動機ユニット４０Ａと、始動用電動機ユニット４０Ａに対する回転駆動制御回路５０Ａによって構成されている。
【００２０】
車載エンジン１０は、その回転軸にはフライホイールを兼ねたリングギア１１が設けられると共に、燃料噴射用電磁弁１２と回転センサ１３となるクランク角センサを包含し、変速機１４を介して図示していない車軸を駆動するように構成されている。エンジン制御装置３１Ａは、マイクロプロセッサ３２と協働するプログラムメモリ３３Ａを包含し、車載バッテリ２０に接続された電源スイッチ２１と始動指令スイッチ２２から、各スイッチの開閉に応動する電源スイッチ信号Ｐｓと手動始動指令信号Ｓｔが入力されるように構成されている。
【００２１】
又、電源リレー２３の出力接点２３ａは、車載バッテリ２０からエンジン制御装置３１Ａに対する給電回路を構成して電源電圧Ｖｂとなる電源を供給し、電源リレー２３のリレーコイル２３ｂは、電源スイッチ２１が閉路されたことによって付勢されて出力接点２３ａを閉路してマイクロプロセッサ３２が作動を開始し、一旦マイクロプロセッサ３２が作動開始すると、電源スイッチ２１が開路してもマイクロプロセッサ３２が発生する電源保持指令Ｄｒによってリレーコイル２３ｂの付勢状態を維持することができるように構成されている。
【００２２】
エンジン制御装置３１Ａに対するセンサ群２４は、アクセルペダルやブレーキペダルの踏込み検出スイッチ、変速機１４のシフトレバーの選択位置に応動するシフトスイッチ、アクセルペダルの踏込み度合を検出するアクセルポジションセンサ、スロットル弁開度を検出するスロットルポジションセンサ、排気ガスの酸素濃度を検出する排気ガスセンサなどのスイッチセンサとアナログセンサを包含する。センサ群２４の一部であるエンジンの回転センサ１３の出力は、エンジン回転信号Ｎｅとしてマイクロプロセッサ３２に入力される。
【００２３】
エンジン制御装置３１Ａから駆動される電気負荷群２５は、スロットル弁開度制御用モータ、ガソリンエンジンに対する点火コイル、変速段の選択用電磁コイルを包含し、更に燃料噴射用電磁弁１２も電気負荷群２５の一部である。燃料噴射用電磁弁１２に対して、エンジン制御装置３１Ａから燃料噴射指令ＩＮＪが出力される。始動用電動機ユニット４０Ａは、主体となる直流電動機４１ａと、当該直流電動機４１ａから一方向クラッチ４２ｂを介して一方向に回転駆動されるピニオンギア４２ａと、当該ピニオンギア４２ａをリングギア１１に噛合連結するためのピニオン押出機構４４Ａとにより構成されている。
【００２４】
ピニオン押出機構４４Ａは、可動支点４４ｂを中心にして揺動動作するシフトレバー４４ａと、シフトレバー４４ａの一端に設けられシフト吸引コイル４３ａとシフト保持コイル４３ｂに通電することによって図の左方向に吸引されて移動するシフトプランジャー４３ｃと、シフト吸引コイル４３ａとシフト保持コイル４３ｂとが消勢されたときにシフトプランジャ４３ｃを図の右方向に復帰駆動する復帰ばね４５ａと、ピニオンギア４２ａとリングギア１１の歯面が当接したとき可動支点４４ｂが図の左方向に移動してシフトプランジャ４３ｃの吸引動作を完了させる蓄勢ばね４５ｂとによって構成されている。シフトレバー４４ａの他端は、ピニオンギア４２ａを図の右方向に押出駆動するスプールに対して回動自在に係合している。
【００２５】
なお、シフト吸引コイル４３ａとシフト保持コイル４３ｂに通電してシフトプランジャ４３ｃが図の左方向に吸引されたときであって、ピニオンギア４２ａとリングギア１１の歯面が当接したことによって可動支点４４ｂが図の左方向へ移動した場合に、ピニオンギア４２ａの回動によってピニオンギアの歯面とリングギア１１の歯面との係合位置がずれてピニオンギア４２ａとリングギア１１との噛合いが可能な状態になると、蓄勢ばね４５ｂによって可動支点４４ｂが図の右方向に押し戻されてピニオンギア４２ａとリングギア１１との噛合連結が完了するように構成されている。
【００２６】
噛合検出スイッチ４６Ａは、シフト吸引コイル４３ａと直列接続されており、ピニオンギア４２ａとリングギア１１の噛合連結が完了したときに、リングギア４２ａの端面に検出レバー６４Ａ１が押圧されてオフとなり、シフト吸引コイル４３ａへの通電電流を遮断する。又、直流電動機４１ａの回転軸には、望ましくはピニオンギア４２ａの回転速度を検出するための回転センサ４８が設けられる。
【００２７】
回転駆動制御回路５０Ａは、常開接点型の限流始動用リレーの出力接点５１ａとリレー
コイル５１ｂ、限流始動抵抗５１ｃ、常開接点型の全電圧始動用リレーの出力接点５２ａとリレーコイル５２ｂ、限流始動タイマ５２ｃによって構成されている。限流始動抵抗５１ｃと出力接点５１ａとは直列接続されており、車載バッテリ２０と直流電動機４１ａとの間に接続されている。限流始動抵抗５１ｃは、出力接点５２ａに並列接続されている。
【００２８】
限流始動タイマ５２ｃの出力接点は、リレーコイル５２ｂと直列接続されており、マイクロプロセッサ３２が回転駆動指令Ｒｃを発生すると、まず限流始動用のリレーコイル５１ｂが付勢されて出力接点５１ａが閉路し、直流電動機４１ａは限流始動抵抗５１ｃと出力接点５１ａを介して車載バッテリ２０から給電される。その後、限流始動タイマ５２ｃがタイムアップして全電圧始動用リレーのコイル５２ｂが付勢され、その出力接点５２ａによって限流始動抵抗５１ｃは短絡され、直流電動機４１ａは出力接点５２ａと出力接点５１ａとの直列回路を介して車載バッテリ２０から全電圧給電される。
【００２９】
又、限流始動タイマ５２ｃは、直流電動機４１ａの回転速度が所定の回転速度以上になっているときには直ちにタイムアップして、全電圧始動用リレーのコイル５２ｂが付勢されるように構成されている。
【００３０】
尚、全電圧始動用リレーの出力接点５２ａは、限流始動抵抗５１ｃと限流始動用リレーの出力接点５１ａとの直列回路に対して並列接続するようにしてもよい。又、限流始動抵抗５１ｃは、限流始動用リレーの出力接点５１ａの下流側、つまり出力接点５１ａに対して直流電動機４1ａ側に接続されるようにしてもよい。
【００３１】
回転駆動制御回路５０Ａには、望ましくは予備駆動制御回路５９が併設される。この予備駆動制御回路５９は、例えばＤＣ／ＤＣコンバータである低圧電源回路５５と、コイル５４ｂが付勢されたとき出力接点５４ａを閉じて車載バッテリ２０から低圧電源回路５５に給電する低圧電源リレーと、低圧電源回路５５の出力端子と直流電動機４１ａとの間に直列接続された例えば電界効果型のパワートランジスタである開閉素子５６及び限流駆動抵抗５７と、開閉素子５６に対してゲート電圧を供給するための分圧抵抗５８ａ、５８ｂとによって構成されている。
【００３２】
予備駆動制御回路５９は、マイクロプロセッサ３２が発生する低圧電源駆動指令Ｅｓによってリレーコイル５４ｂが付勢制御され、予備回転駆動指令Ｔｃによって開閉素子５６の導通状態が制御されるように構成されている。
【００３３】
エンジン制御装置３１Ａに包含されている手動始動優先回路３６は、ゲート素子３４と論理和否定素子３５ａ、３５ｂとプルダウン抵抗３７ａ、３７ｂ、３７ｃとによって構成されている。プルダウン抵抗３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、マイクロプロセッサ３２が発生する手動始動禁止指令ＩＮＨと回転駆動指令Ｒｃと押出駆動指令Ｓｃについて、マイクロプロセッサ３２が不作動であるときに論理レベルを「Ｌ」にしておくようグランド回路に接続するバイアス付勢抵抗となる。
【００３４】
ゲート素子３４は、始動指令スイッチ２２の出力端子の論理レベルと手動始動禁止指令ＩＮＨの否定論理との論理積出力を、論理和否定素子３５ａ、３５ｂのそれぞれに第一の入力信号として供給する。マイクロプロセッサ３２が発生する回転駆動指令Ｒｃ又は押出駆動指令Ｓｃが第二の入力信号として入力される２入力の論理和否定素子３５ａ、３５ｂは、少なくとも一方の入力論理レベルが「Ｈ」になると出力論理レベルが「Ｌ」となって回転駆動制御回路５０Ａに対して回転駆動指令Ｒｃを有効発生し、ピニオン押出機構４４Ａに対して押出駆動指令Ｓｃを有効発生する。
【００３５】
電源スイッチ２１が閉路されて電源リレー２３の出力接点２３ａが閉路されたときに、
電源電圧Ｖｂが正常であってマイクロプロセッサ３２が作動を開始すると、手動始動禁止指令ＩＮＨは論理レベル「Ｈ」となりゲート素子３４の出力論理は「Ｌ」となるが、始動指令スイッチ２２が閉路されると手動始動指令信号Ｓｔが論理レベル「Ｈ」となり、マイクロプロセッサ３２は先ず押出駆動指令Ｓｃを発生し、その所定時間の後に回転駆動指令Ｒｃを発生する。
【００３６】
回転駆動指令Ｒｃが発生されると、限流始動用リレーのコイル５１ｂが付勢されてその出力接点５１ａを閉路し、限流始動抵抗５１ｃと出力接点５１ａを介して直流電動機４１ａに給電され、電源電圧Ｖｂが正常であれば、やがて限流始動タイマ５２ｃが作動して全電圧始動用リレーの出力接点５２ａが閉路して直流電動機４１ａの全電圧始動が行われる。
【００３７】
しかし、車載バッテリ２０が過剰放電している寒冷始動において、直流電動機４１ａに始動電流が流れたことによって電源電圧Ｖｂが異常低下し、マイクロプロセッサ３２が一時的に不作動になると、マイクロプロセッサ３２が発生していた手動始動禁止指令ＩＮＨ、押出駆動指令Ｓｃ、回転駆動指令Ｒｃは、夫々、プルダウン抵抗３７ａ、３７ｂ、３７ｃによって論理レベル「Ｌ」となるが、始動指令スイッチ２２が続けて閉路されておれば、ゲート素子３４から論理和否定素子３５ａ、３５ｂを介してピニオン押出機構４４Ａと回転駆動制御回路５０Ａに対する駆動指令が持続される。このようにして直流電動機４１ａが始動され、その回転速度が上昇して始動電流が減少し、電源電圧Ｖｂが正常状態に復帰すれば、マイクロプロセッサ３２が再度動作を開始して、押出駆動指令Ｓｃと回転駆動指令Ｒｃを発生しながら燃料噴射制御が開始され、やがてエンジンが自立回転するようになる。
【００３８】
尚、エンジンが自立回転状態になると、マイクロプロセッサ３２は手動始動禁止指令ＩＮＨを発生すると共に、押出駆動指令Ｓｃと回転駆動指令Ｒｃを停止する。その結果、たとえ始動指令スイッチ２２が閉路され続けていても、エンジンの始動動作を完了することができるようになっている。エンジンの回転中に始動指令スイッチ２２を閉路した場合も同様であり、マイクロプロセッサ３２が正常動作しているときには押出駆動指令Ｓｃと回転駆動指令Ｒｃは停止されるように構成されている。
【００３９】
（２）作用・動作の詳細な説明
次に、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置の動作について、図を参照して説明する。
【００４０】
先ず、エンジンが完全停止した後に、始動用電動機ユニットによって再始動を行うときの動作を説明する。図１に於いて、電源スイッチ２１が閉路されると、エンジン制御装置３１Ａ内のマイクロプロセッサ３２が動作を開始し、マイクロプロセッサは回転センサ１３を含むセンサ群２４の動作状態と、プログラムメモリ３３Ａに予め書込まれている制御プログラムの内容に応動して、燃料噴射用電磁弁１２やピニオン押出機構４４Ａ、回転駆動制御回路５０Ａを含む電気負荷群２５の駆動制御を行なう。
【００４１】
図２は、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置に於ける、エンジンが完全停止した後に、始動用電動機ユニットによって再始動を行うときの動作を説明するタイムチャートである。図２の（Ａ）は、マイクロプロセッサ３２に入力される手動始動指令信号Ｓｔの論理レベルの変化を示す。図２の（Ａ）に示すように、時刻ｔ１に於いて前述の始動指令スイッチ２２が閉路されると、論理レベルが「Ｈ」となり、時刻ｔ５に於いて始動指令スイッチ２２が開路されると、論理レベルが「Ｌ」に変化する。
【００４２】
図２の（Ｂ）、（Ｃ）は、ピニオン押出機構４４Ａ内のシフト吸引コイル４３ａとシフ
ト保持コイル４３ｂに対する給電状態を示す。図２の（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、時刻ｔ１に於いて始動指令スイッチ２２が閉路したことに応動してマイクロプロセッサ３２が押出駆動指令Ｓｃを発生すると、シフト吸引コイル４３ａとシフト保持コイル４３ｂが付勢されてシフトプランジャ４３ｃが図１の左方向に吸引される。時刻ｔ２に於いてピニオンギア４２ａとリングギア１１の噛合連結が行われて噛合検出スイッチ４６Ａが開路することにより、シフト吸引コイル４３ａは消勢されるが、シフト保持コイル４３ｂは付勢されたままであり、シフトプランジャ４３ｃは吸引された位置に保持される。
【００４３】
但し、実際には押出駆動指令Ｓｃは、電源電圧Ｖｂに応動してオン／オフデューティが制御され、シフト吸引コイル４３ａとシフト保持コイル４３ｂには電源電圧Ｖｂが変動しても略一定の平均電圧が印加されると共に、この平均電圧は更に、ピニオンギア４２ａとリングギア１１が当接するまでの当接所要時間Δｔを置いて抑制された電圧になるよう制御される。又、シフト保持コイル４３ｂは、始動指令スイッチ２２が開路された時刻ｔ５において消勢される。
【００４４】
尚、シフト吸引コイル４３ａとシフト保持コイ４３ｂは、後述の自動停止後の再始動に於いて、時刻ｔ８で再度付勢されるように構成されている。
【００４５】
図２の（Ｄ）、（Ｅ）は、回転駆動制御回路５０Ａの中の限流始動用リレーの出力接点５１ａと、全電圧始動用リレーの出力接点５２ａの開閉動作状態を示している。図２の（Ｄ）、（Ｅ）に示すように、押出駆動動作が開始されて当接所要時間を経過した時刻［ｔ１＋Δｔ］に於いて、限流始動用リレーのコイル５１ｂが付勢されてその出力接点５１ａが閉路し、又、限流始動タイマ５２ｃの設定時間である限流始動時間ΔＴを経た時刻ｔ４に於いて、全電圧始動用リレーのコイル５２ｂが付勢されてその出力接点５２ａが閉路する。更に、始動完了時刻ｔ５に於いて、源流始動用リレーのコイル５１ｂ及び全電圧始動用リレーのコイル５２ｂが夫々消勢され、夫々の出力接点５１ａ、５２ａは開路する。
【００４６】
尚、限流始動用リレーと全電圧始動用リレーは、車載エンジンの自動停止後に再始動要求が発生した時刻ｔ９から時刻ｔ１２に於いても、前述と同様の動作を行う。
【００４７】
図２の（Ｆ）は、燃料噴射制御が行われる時間帯を示している。図２の（Ｆ）に於いて、時刻ｔ３では直流電動機４１ａにより限流始動された車載エンジンの回転速度が燃料噴射開始回転速度Ｎ０に到達し、気筒順序判別ユニットによって判別された気筒順序に基づいて多気筒エンジンの各気筒に順次燃料噴射が開始され、ガソリンエンジンであれば噴射燃料に対する点火制御が行われる。後述の時刻ｔ７では、車載エンジンの自動停止要求に基づいて燃料噴射が停止され、時刻ｔ１０では再始動要求に基づいて燃料噴射が再開するように制御される。
【００４８】
図２の（Ｇ）は、実線により車載エンジンの回転速度を示し、点線によりリングギア１１とピニオンギア４２ａとの周速比で換算したピニオン換算回転速度を示している。図２の（Ｇ）に示すように、ピニオンギア４２ａの回転速度とリングギア１１の回転速度つまりエンジンの回転速度が一致しているときには、リングギア１１とピニオンギア４２ａとの周速が一致し、同期噛合いのためのリングギア４２ａの押出時期となる。
【００４９】
前述のピニオン換算回転速度は、下記の数式で示される。
ピニオン換算回転速度＝ピニオンギアの回転速度
×（ピニオンギアの歯数／リングギアの歯数）
【００５０】
ピニオン換算回転速度は、（時刻ｔ１＋Δｔ）に於いて限流始動が開始したことに伴って回転速度が上昇し、始動完了時刻ｔ５以降は惰性減速してやがて停止するようになる。
実線で示すエンジン回転速度は、直流電動機４１ａの回転上昇に伴って上昇し、やがて自立回転を行ってアクセルペダルの踏込み度合に応じた回転速度となるが、自動停止要求が発生する時刻ｔ６の前ではアイドル回転速度Ｎ１に減速している。再始動要求が発生した時刻ｔ９以降でも同様の回転速度特性となるが、自動停止要求が発生した時刻ｔ６に於いては後述のとおりである。
【００５１】
図２（Ｈ）は、エンジンの自動停止要求信号を示している。図２の（Ｈ）に示すように、エンジンの自動停止要求信号は、アイドルストップモードが選択されていて、ブレーキペダルが踏込まれ、アクセルペダルが復帰して車速が所定の下限閾値以下となって停車状態にある時点ｔ６に於いて発生する。
【００５２】
但し、エンジンの自動停止要求信号が発生するその他の要件として、車載バッテリ２０の電源電圧Ｖｂが所定値以上であって、頻繁な再始動に耐えられる充電状態となっていることや、エンジンの冷却水温が所定値以上であるか、エンジンのアイドル回転速度が所定値以下で安定した暖機運転状態であること等も付帯的要件として付加されている。
【００５３】
図２の（Ｊ）は、ピニオンギアの予備回転駆動指令信号を示している。図２の（Ｊ）に示すように、ピニオンギアの予備回転駆動指令信号は、時刻ｔ６で発生した自動停止要求指令信号に応動して、同時刻ｔ６で発生する。この予備回転駆動指令信号は、回転駆動制御回路５０Ａに対する回転駆動指令Ｒｃと同じものであって、時刻ｔ６で回転駆動指令Ｒｃが発生すると、限流始動用リレーのコイル５１ｂが付勢されてその出力接点５１ａが閉路し、限流始動抵抗５１ｃを介して直流電動機４１ａが限流始動される。そして、図２の（Ｇ）に示すピニオン換算回転速度が予備駆動回転速度Ｎ３となる時点ｔ７で予備回転駆動指令は解除され、直流電動機４１ａは惰性で減速開始する。
【００５４】
但し、回転駆動制御回路５０Ａが予備駆動制御回路５９を有する場合に於いては、アイドルストップモードが選択されたことによって低圧電源リレーのコイル５４ｂが付勢され、その出力接点５４ａによって低圧電源回路５５が例えばＤＣ５［Ｖ］の低電圧出力を発生し、予備回転駆動指令Ｔｃが発生したことによって開閉素子５６が閉路して、限流駆動抵抗５７を介して直流電動機４１ａを予備回転駆動するように構成されている。
【００５５】
尚、限流駆動抵抗５７の値を大きくしておいて、低圧電源回路５５を廃止して出力接点５４ａと開閉素子５６と限流駆動抵抗５７を直列接続するようにしてもよく、何れの場合もパワートランジスタである開閉素子５６を使用すると、予備回転駆動指令Ｔｃに即応して直流電動機４１ａの予備回転駆動と駆動解除を行うことができるので、正確な予備駆動回転速度Ｎ３が得られる特徴がある。限流駆動抵抗５７は、開閉素子５６の閉路時の突入電流を抑制するためのものであるが、予備駆動制御回路５９を有する場合には、低圧電源回路５５が適度な内部インピーダンスを持つように設計することによって限流駆動抵抗５７を廃止することもできる。
【００５６】
図２の（Ｆ）、（Ｇ）に戻り、時刻ｔ７で予備回転駆動が完了すると、燃料噴射が停止されてエンジン回転速度が急速に減少し、所定の押出回転速度Ｎ２に下降した時刻ｔ８で図２の（Ｂ）、（Ｃ）で示すようにシフト吸引動作とシフト保持動作が行なわれ、ピニオンギア４２ａの押出駆動が行われる。
【００５７】
その結果、ピニオンギア４２ａの当接所要時間Δｔを経過した時点では、エンジン回転速度とピニオンギアの換算回転速度が一致して同期噛合いが行われる。ピニオンギア４２ａとリングギア１１の同期噛合が行われた後、シフト吸引コイル４３ａは図２の（Ｂ）で示すとおり消勢されるが、シフト保持コイル４３ｂは図２の（Ｃ）で示すとおり再始動完了時刻ｔ１２まで付勢状態を維持する。一方、エンジン回転速度は、図２の（Ｇ）で示す
ように減速を続け、やがて逆転動作を含む不安定回転状態を経過して完全停止することになる。
【００５８】
図２の（Ｋ）は、車載エンジンが完全停止した後のエンジンの再始動要求指令信号を示している。図２の（Ｋ）に示すように、エンジンの再始動要求指令信号は、車載エンジンが完全停止した後に、ブレーキペダルを解除してアクセルペダルを踏込んだ時刻ｔ９で発生する。この再始動要求指令信号が発生すると、前述の回転駆動指令Ｒｃが同時に発生して、図２の（Ｄ）、（Ｅ）で示すとおり、限流始動用リレーと全電圧始動用リレーが順次作動し、時刻ｔ１２に於いて限流始動用リレーと全電圧始動用リレーが消勢されて再始動が完了する。この間に図２の（Ｆ）、（Ｇ）で示すとおり、エンジン回転速度が燃料噴射の開始回転速度Ｎ０に達すると、時刻ｔ１０に於いて燃料噴射制御が再開される。
【００５９】
次に、運転中に自動停止要求が発生した直後に早期の再始動要求が発生した場合のエンジンの再始動について説明する。図３は、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置に於ける、自動停止指令が発生した直後に、始動用電動機ユニットによらないで自己再始動を行うときの動作を説明するタイムチャートである。以下の説明では、初回始動に関する動作については図２の場合と同じであるから説明を省略する。
【００６０】
図３の（Ａ）は、図２の（Ａ）と同様に、手動始動指令信号Ｓｔの発生状態を示している。図３の（Ｂ）、（Ｃ）は、図２の（Ｂ）、（Ｃ）と同様に、シフト吸引コイル４３ａとシフト保持コイル４３ｂに対する給電状態を示している。図３の（Ｄ）、（Ｅ）は、図２の（Ｄ）、（Ｅ）と同様に、限流始動用リレーの出力接点５１ａと全電圧始動用リレーの出力接点５２ａの開閉動作状態を示している。図３の（Ｆ）は、図２の（Ｆ）と同様に、燃料噴射制御が行われている時間帯を示している。図３の（Ｇ）は、図２の（Ｇ）と同様に、実線ではエンジンの回転速度を示し、点線ではピニオンの換算回転速度を示しており、両回転速度が一致しているときにはリングギア１１とピニオンギア４２ａとの周速が一致し、同期噛合いのための押出時期となっていることを示している。図３の（Ｈ）は、図２の（Ｈ）と同様に、時刻ｔ６で発生するエンジンの自動停止要求信号を示している。
【００６１】
図３の（Ｊ）は、図２の（Ｊ）と同様に、時刻ｔ６で発生した自動停止要求に応動するピニオンギア４２ａの予備回転駆動指令の発生状態を示している。図３の（Ｋ）は、図２の（Ｋ）と同様に、時刻ｔ９で発生するエンジンの再始動要求信号を示しているが、この再始動要求時刻ｔ９は自動停止要求時刻ｔ６の直後であって、図３の（Ｊ）で示した予備回転駆動指令は時刻ｔ９に於いて直ちに停止され、ピニオン回転速度も図３の（Ｇ）で示すとおり所定の予備駆動回転速度Ｎ３に達する前に惰性減速を開始することになる。従って、図３の（Ｆ）に示す燃料噴射制御は持続しているので、エンジン回転速度はアイドル回転速度を維持したままとなっていて、再始動を必要としない状態となっている。
【００６２】
又、再始動要求の発生が少し遅れて発生した場合であって、ピニオン回転速度が予備駆動回転速度Ｎ３に達して燃料噴射が停止した後に再始動要求が発生した場合であっても、エンジン回転速度が自己始動回転速度Ｎ４以上であれば燃料噴射を再開するだけで始動用電動機ユニット４０Ａの補助がなくてもエンジンは再始動が完了するようになっている。
【００６３】
次に、運転中に自動停止要求が発生した直後で、エンジンの減速回転中に再始動要求が発生した場合のエンジンの再始動について説明する。図４は、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置に於ける、エンジンが減速回転中に、始動用電動機ユニットによって再始動を行うときの動作を説明するタイムチャートである。以下の説明では、初回始動に関する動作特性は図２の場合と同じであるから説明を省略する。
【００６４】
又、図４の（Ａ）〜（Ｋ）は、夫々、図２の（Ａ）〜（Ｋ）に相当しているので、両者
の相違点を中心にして説明する。図４と図２との根本的な相違点は、図４の（Ｋ）と図２の（Ｋ）を対比すれば明らかなとおり、再始動要求が発生する時刻ｔ９の発生時点の相違であり、図４の（Ｋ）の場合は、再始動要求が発生する時刻ｔ９はエンジンの減速回転中に発生している。
【００６５】
従って、図４の（Ｈ）の時刻ｔ６で自動停止要求が発生すると、図４の（Ｊ）で示すとおり同時に予備回転駆動指令が発生して、図４の（Ｇ）で示すとおりピニオン回転速度が上昇し、時刻ｔ７に於いて所定の予備駆動回転速度Ｎ３に到達する。そして図４の（Ｆ）で示すとおりその時刻ｔ７で燃料噴射が停止してエンジンが減速開始し、図４の（Ｇ）で示すとおり時刻ｔ８に於いてエンジンの回転速度が所定の押出回転速度Ｎ２まで減速する。図４の（Ｂ）、（Ｃ）で示すとおり、この時点ｔ８でピニオンギアの押出駆動が開始し、ピニオンギア４２ａとリングギア１１とが当接した頃合の時刻ｔ９に於いて図４の（Ｋ）で示す再始動要求指令が発生し、同時に図４の（Ｄ）で示すとおり回転駆動指令が発生して限流始動リレーが付勢される。
【００６６】
エンジン回転速度がピニオンギア４２ａの予備駆動回転速度Ｎ３に対応した所定の回転速度を超過しているときには、限流始動タイマ５２ｃは直ちにタイムアップするようになっているので、限流始動時間ΔＴを待たないで図４の（Ｅ）で示すとおり全電圧始動リレーが付勢され、続いて図４の（Ｆ）で示すとおり燃料噴射が再開する。
【００６７】
尚、前述の図３のタイムチャートで示した再始動の事例では、たとえエンジンが減速開始していても、燃料噴射を再開するだけで直流電動機４１ａによる始動援助を必要としない場合であったが、図４のタイムチャートで示した再始動の事例では、エンジンが更に減速して直流電動機４１ａによる始動援助がなければ燃料噴射を再開しただけでは再始動が困難な場合を示しており、便宜上では時刻ｔ８以降に於いて再始動要求が発生した場合に相当している。但し、エンジン回転速度が噴射開始回転速度Ｎ０以下に減速していた場合には、前述の図２のタイムチャートで示した再始動の事例と同様に、燃料噴射を開始する前に気筒順序の判別処理が必要となる。
【００６８】
次に、前述のように構成されたこの発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置の動作について、フローチャートを用いて説明する。図５乃至図８は、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置の動作を説明するフローチャートであって、図５は主として手動始動制御部分の動作を説明する第１のフローチャート、図６は主としてピニオンギアの予備回転駆動制御部分の動作を説明する第２のフローチャート、図７は主としてピニオンギアの押出駆動制御部分の動作を説明する第３のフローチャート、図８は主として再始動制御部分の動作を説明する第４のフローチャートである。
【００６９】
図１を参照しつつ図５に於いて、先ず、ステップ５００では電源スイッチ２１を手動閉路し、続くステップ５０１では電源スイッチ２１が閉路されたことに伴って電源リレー２３が付勢されてその出力接点２３ａが閉路し、続くステップ５０２ではエンジン制御装置３１Ａに給電されて、図示していない定電圧電源回路を介してマイクロプロセッサ３２に給電されマイクロプロセッサ３２が制御動作を開始し、続くステップ５０３ではマイクロプロセッサ３２が電源保持指令Ｄｒを発生して、電源リレー２３の自己保持動作を行う。
【００７０】
続くステップ５１０では、マイクロプロセッサ３２がエンジンの始動制御動作を開始する。続いて、ステップ５１１ａにより始動指令スイッチ２２が閉路して手動始動指令信号Ｓｔが入力されているか否かを判定し、始動指令スイッチ２２が閉路して手動始動指令信号ありであればＹＥＳの判定を行ってステップ５１２へ移行し、開路して手動始動指令信号なしであればＮＯの判定を行ってステップ５１１ｂへ移行する。
【００７１】
ステップ５１１ｂに移行すると、電源スイッチ２１が閉路され電源スイッチ信号Ｐｓが入力されているか否かを判定し、閉路しておればＹＥＳの判定を行ってステップ５１８へ移行し、開路であればＮＯの判定を行ってステップ５１９ａへ移行する。
【００７２】
ステップ５１８では、自動停止モードつまりアイドルストップ制御モードの選択スイッチが閉路されているか否かを判定し、アイドルストップ制御モードが選択されていればＹＥＳの判定を行ない、ノードＡを経由して後述の図６におけるステップ６１１ｂへ移行し、アイドルストップ制御モードが選択されていなければＮＯの判定を行って後述のステップ５１９ｂへ移行する。
【００７３】
尚、アイドルストップモードの選択スイッチは、専用の手動操作スイッチによるか、又は変速機のシフトレンジによって自動的に選択され、例えば前進ドライブレンジＤとニュートラルレンジＮではアイドルストップが実行され、後退レンジＲと駐車レンジＰではアイドルストップは行わないようにすることもできる。
【００７４】
ステップ５１１ｂでの判定の結果、ＮＯの判定をされてステップ５１９ａに進むと、燃料噴射制御と気筒順序の判別制御を停止すると共に、運転中の学習記憶情報や異常発生履歴情報を図示しない不揮発データメモリに転送保存してから電源保持指令Ｄｒを解除する。これに伴って電源リレー２３が消勢され、エンジン制御装置３１Ａの動作が停止する。
【００７５】
前述のステップ５１８でＮＯの判定をされてステップ５１９ｂに進むと、燃料噴射状態を継続し、後述のステップ５１７により燃料噴射が開始されておれば噴射状態を維持する。次にステップ５１３ｂでは他のステップでシフト吸引コイル４３ａやシフト保持コイル４３ｂが付勢されておれば、これらを消勢してからステップ５１５ｂへ移行する。ステップ５１５ｂでは、他のステップで直流電動機４１ａに給電されておればこの給電を解除してから動作終了行程５２０へ移行する。ステップ５２０では他の制御動作を実行してから、例えば１０［ｍｓｅｃ］程度の所定の時間内に再び動作開始ステップ５１０へ移行する。
【００７６】
前述のステップ５１１ａにて始動指令スイッチがＯＮであると判定されて（ＹＥＳ判定）ステップ５１２に移行すると、後述のステップ６１２ｄで記憶した自動停止指令の記憶状態を解除してからステップ５１３ａへ移行する。ステップ５１３ａでは、押出駆動指令Ｓｃを発生してシフト吸引コイル４３ａとシフト保持コイル４３ｂを付勢し、次のステップ５１４へ進む。
【００７７】
ステップ５１４へ移行すると、ステップ５１４ではピニオンギア４２ａが押出駆動されてリングギア１１に当接する頃合の時間が経過したか否かを判定し、その頃合の時間を未経過であればＮＯの判定を行ってステップ５１１ａへ復帰し、その頃合の時間を経過していればＹＥＳの判定を行ってステップ５１５ａへ移行する。ステップ５１５ａでは、回転駆動指令Ｒｃを発生して回転駆動制御回路５０Ａを介して直流電動機４１ａへの電源を投入し、続くステップ５１６ではエンジン回転速度が噴射開始回転速度Ｎ０(例えば２００
〜３００［ｒｐｍ］）に到達したか否かを判定し、到達していればＹＥＳの判定を行ってステップ５１７へ移行し、未到達ならばＮＯの判定を行ってステップ５１１ａへ復帰する。
【００７８】
ステップ５１７では、多気筒エンジンである車載エンジンに対して順次燃料噴射及び点火制御を行なうための気筒順序の判別を行なってから燃料噴射制御を開始し、ステップ５１１ａへ復帰する。エンジンが自立回転を開始するか、又は手動始動操作を中断した場合には始動指令スイッチ２２が開路され、ステップ５１１ａでの判定がＮＯになって前述のステップ５１１ｂへ移行することになる。
【００７９】
尚、ステップ５１３ａは、図２の（Ｂ）、（Ｃ）に於ける時刻ｔ１に相当し、ステップ５１５ａは図２の（Ｄ）に於ける時刻（ｔ１＋Δｔ）に相当し、ステップ５１７は図２の（Ｆ）に於ける時刻ｔ３に相当しているが、エンジンが自立回転するまではステップ５１１ａからステップ５１７を循環し、その中間過程で図２の（Ｅ）の時刻ｔ４に於ける全電圧始動が開始され、図２の（Ａ）の時刻ｔ５に於いて始動指令スイッチ２２が開路されたことによってステップ５１１ａがＮＯの判定を行い、以降はステップ５１０、５１１ａ、５１１ｂ、５１８、５１９ｂ、５１３ｂ、５１５ｂ、５２０、５１０を循環しながらステップ５１８が自動停止モードになることを待機している状態となる。
【００８０】
次に、前述のステップ５１８での判定の結果、自動停止モードつまりアイドルストップ制御モードの選択スイッチが閉路されていると判定されて（ＹＥＳ判定）、ノードＡを経由して図６に於けるステップ６１１ｂへ移行した場合について説明する。図６に於いて、ステップ６１１ｂは、前述したように図５のステップ５１８の判定がＹＥＳであるときに実行され、回転駆動制御回路５０Ａに対して予備駆動制御回路５９が併用されている場合において、低圧電源駆動指令Ｅｓを発生し、次のステップ６１２ａへ移行する。
【００８１】
ステップ６１２ａでは、後述のステップ６１２ｄで自動停止指令の発生記憶が行われているか否かを判定し、既に自動停止指令の発生が記憶されていればＹＥＳの判定を行ってノードＢを介して後述する図７のステップ７００ａへ移行し、未だ自動停止指令が発生していなければＮＯの判定を行ってステップ６１２ｂへ移行する。
【００８２】
ステップ６１２ｂでは、エンジンの回転速度が所定のアイドル回転速度Ｎ１（例えば６００〜７００［ｒｐｍ］）の帯域内であるか否かを判定し、アイドル回転帯域内であればＹＥＳの判定を行ってステップ６１２ｃへ移行し、アイドル回転帯域外であればＮＯの判定を行って動作終了行程５２０へ移行する。ステップ６１２ｃへ移行すると、自動停止要件が成立したか否か判定し、自動停止要件が成立していなければＮＯの判定を行って動作終了行程５２０へ移行し、自動停止要件が成立すればＹＥＳの判定を行ってステップ６１２ｄへ移行する。
【００８３】
ステップ６１２ｄでは、自動停止指令を発生すると共に、自動停止指令が発生したことを記憶してからステップ６１２ｅへ移行する。ステップ６１２ｅに移行すると、再始動指令が発生しているか否かを判定し、発生しておればＹＥＳの判定を行ってノードＤを介して後述の図８のステップ８１１へ移行し、未発生であればＮＯの判定を行ってステップ６１３Ａへ移行する。
【００８４】
尚、ステップ６１２ｅ乃至ステップ６１７によって構成されたステップブロック６１８Ａに於いて、ステップ６１３Ａとステップ６１６Ａは図１に示すこの発明の実施の形態１に関するものであるのに対し、ステップ６１３Ｂとステップ６１６Ｂを含むステップブロック６１８Ｂは後述する図９に示すこの発明の実施の形態２に関するものとなっている。
【００８５】
ステップ６１３Ａでは、予備回転駆動指令を発生してからステップ６１４へ移行する。ここでいう予備回転駆動指令は、予備駆動制御回路５９を有する場合は、開閉素子５６に対する予備回転駆動指令Ｔｃであるのに対し、予備駆動制御回路５９が併用されていない場合は回転駆動制御回路５０Ａに対する予備回転駆動指令として回転駆動指令Ｒｃを兼用するようになっている。
なお、回転駆動指令Ｒｃは前述の図５におけるステップ５１５ａや、後述の図８におけるステップ８１３において、ピニオンギア４２ａのシフト動作が完了した時点で車載エンジン１０を回転駆動するためのものであるが、ステップ６１３Ａではピニオンギア４２ａのシフト動作が行われる前段階でピニオンギア４２ａの単独駆動を行うための指令となっ
ている。
【００８６】
ステップ６１４は、ピニオンギア４２ａの回転センサ４８を有しているかどうかによってステップ６１５又はステップ６１６Ａへ移行する判定ステップであるが、実際には回転センサ４８を有する場合にはステップ６１４とステップ６１６Ａが省略されてステップ６１５のみが実行され、回転センサ４８が無い場合にはステップ６１４とステップ６１５が省略されてステップ６１６Ａのみが実行されるようになる。
【００８７】
ステップ６１５では、回転センサ４８が発生するパルス信号の周波数又はパルス間隔の逆数によってピニオンギア４２ａの回転速度を検出し、リングギア１１の周速に換算したピニオン換算回転数を演算算出する。ステップ６１６Ａでは、直流電動機４１ａに対する給電時間と回転速度との相対関係を電源電圧をパラメータとして測定した標準特性に基づいて、現在の給電時間と電源電圧の値から現在の回転速度を推定し、リングギア１１の周速に換算したピニオン換算回転数を演算算出する。
【００８８】
ステップ６１５又はステップ６１６Ａに続くステップ６１７では、ピニオンギア４２ａの換算回転速度が、目標となる図２の（Ｇ）の予備駆動回転速度Ｎ３（例えば３００〜４００［ｒｐｍ］）に到達したか否かを判定し、目標回転速度に達していなければＮＯの判定を行ってステップ６１２ｅへ復帰して予備回転駆動を継続し、目標回転速度に達すればＹＥＳの判定を行って中継端子Ｂを介して図７のステップ７００ａへ移行する。又、ステップ６１２ｅに於けるＹＥＳの判定は、図３の（Ｊ）、（Ｋ）の時刻ｔ９に相当しており、予備回転駆動が中断されて自己再始動が行われる。
【００８９】
尚、図５に於けるステップ５１７は燃料噴射制御ユニット、図６に於けるステップ６１３Ａは予備回転駆動指令ユニット、ステップ６１５はピニオン回転速度検出ユニット、ステップ６１６Ａはピニオン回転速度推定ユニット、ステップブロック６１８Ａは予備回転駆動制御ユニット、となる制御プログラムを夫々表現したステップとなっている。
【００９０】
次に、主としてピニオンギアの押出駆動制御部分の動作について説明する。図７に於いて、ステップ７００ａは、図６のステップ６１２ａの判定がＹＥＳであって既にステップブロック６１８Ａによる予備回転駆動が実行された後であるか、又はステップ６１７がＹＥＳの判定を行って予備回転駆動が終了したことに続いて実行され、燃料噴射は停止するが気筒順序の判別制御は継続するステップである。これにより、図２の（Ｇ）の時刻ｔ７から時刻ｔ８で示すとおりエンジン回転速度は減速を開始し、一方に於いて予備回転駆動が停止されたピニオンギアの回転速度も徐々に惰性減速していることになる。
【００９１】
続くステップ７００ｂでは、後述のステップ７０３Ａによってピニオンギア４２ａの押出し駆動が行われたか否かを判定し、押出し駆動が未だ行われていない初回動作であるときにはＮＯの判定を行ってステップ７００ｃへ移行し、既に押出し駆動が行なわれた後にステップ７００ｂが実行されたときにはＹＥＳの判定を行ってステップ７０３Ａへ移行する。ステップ７００ｃはピニオンギアの押出駆動中断判定を行う判定ステップであり、再始動指令が発生し、しかもエンジン回転速度が自己始動回転速度Ｎ４以上の回転速度であって、始動用電動機ユニット４０Ａによる支援を必要としないときにＹＥＳの判定を行って、ノードＥを介して図８のステップ８１１へ移行するが、再始動指令が発生していないか、発生していてもエンジン回転速度が自己始動回転速度Ｎ４未満であって始動用電動機ユニット４０Ａによる支援を必要とするときには、ＮＯの判定を行なってステップ７０１ａへ移行する。
【００９２】
ステップ７０１ａでは、例えばクランク角センサであるエンジンの回転センサ１３が発生するパルス信号の周波数又はパルス間隔の逆数によってエンジン１０の回転速度を検出
し、続くステップ７１４では、ピニオンギア４２ａの回転センサ４８を有しているか否かによって、ステップ７１１ａからステップ７１２ｂ、又はステップ７０１ｂからステップ７０２ｂが実行される。実際には、回転センサ４８を有する場合にはステップ７１４乃至ステップ７０２ｂが省略されてステップ７１１ａ乃至ステップ７１２ｂが実行され、回転センサ４８が無い場合にはステップ７１４乃至ステップ７１２ｂが省略されてステップ７０１ｂ乃至ステップ７０２ｂが実行されるように構成されている。
【００９３】
ピニオンギア４２ａの回転センサ４８が有る場合には、ステップ７０１ａに続くステップ７１１ａではステップ７０１ａによって検出されたエンジン回転速度と図６のステップ６１５で演算して算出されたピニオンギア４２ａの換算回転速度との偏差に比例した周速偏差を演算して算出する。続くステップ７１１ｂでは、変速機１４の選択レンジが車両の駆動レンジであればＹＥＳの判定を行ってステップ７１２ａへ移行し、非駆動レンジであればＮＯの判定を行ってステップ７１２ｂへ移行する。ステップ７１２ａでは、ステップ７１１ａで算出された周速偏差が第一の閾値偏差速度以下になったかどうかを判定し、周速偏差が第一の閾値偏差速度以下であればＹＥＳの判定を行ってステップ７０３Ａへ移行し、周速偏差が第一の閾値偏差速度が以下でなければステップ７００ｃへ復帰して周速偏差の減少を待つこととなる。
【００９４】
ステップ７１２ｂでは、ステップ７１１ａで算出された周速偏差が第２の閾値偏差速度以下になったか否かを判定し、その周速偏差が第２の閾値偏差速度以下であればＹＥＳの判定を行ってステップ７０３Ａへ移行し、その周速偏差が第２の閾値偏差速度以下でなければステップ７００ｃへ復帰して周速偏差の減少を待つこととなる。
【００９５】
尚、例えば変速機１４の選択レンジが前進ドライブレンジＤ又はニュートラルレンジＮであるときに自動停止の要件が成立し、後退レンジＲや駐車レンジＰが選択されているときには自動停止は行わないものとすれば、ステップ７１１ｂがＹＥＳの判定を行うのはドライブレンジＤのときであり、ＮＯの判定を行うのはニュートラルレンジＮのときであって、ドライブレンジＤが選択されているときのエンジンの惰性減速回転はニュートラルレンジＮが選択されているときのエンジンの惰性減速回転よりも急速に減速するので、第１の閾値偏差速度は第２の閾値偏差速度よりも高い回転速度が設定されている。
【００９６】
ピニオンギア４２ａの回転センサ４８が無い場合には、ステップ７０１ａに続くステップ７０１ｂでは変速機１４の選択レンジが車両の駆動レンジであればＹＥＳの判定を行ってステップ７０２ａへ移行し、非駆動レンジであればＮＯの判定を行ってステップ７０２ｂへ移行する。ステップ７０２ａではステップ７０１ａで算出されたエンジンの回転速度が第１の閾値回転速度Ｎ２１以下になったか否か判定し、以下であればＹＥＳの判定を行ってステップ７０３Ａへ移行し、以下でなければステップ７００ｃへ復帰して回転速度の減少を待つ。
【００９７】
ステップ７０２ｂでは、ステップ７０１ａで算出されたエンジンの回転速度が第２の閾値回転速度Ｎ２２以下になったか否かを判定し、以下であればＹＥＳの判定を行ってステップ７０３Ａへ移行し、以下でなければステップ７００ｃへ復帰して回転速度の減少を待つ。例えば、第１の閾値回転速度Ｎ２１は５５０［ｒｐｍ］、第２の閾値回転速度Ｎ２２は５００［ｒｐｍ］であり、このように第１の閾値回転速度の方が高い回転速度となっている。
【００９８】
ステップ７０３Ａでは、押出駆動指令Ｓｃを発生してシフト吸引コイル４３ａとシフト保持コイル４３ｂを付勢し、続くステップ７０４Ａでは、車載バッテリ２０の電源電圧Ｖｂの値に反比例した通電デューティとなるように押出駆動指令Ｓｃをオン／オフして、シフト吸引コイル４３ａとシフト保持コイル４３ｂに印加される電圧を一定値に維持する。
このステップ７０４Ａは、ピニオンギア４２ａとリングギア１１の当接所要時間Δｔを一定にするための電圧補正ユニットに相当することになる。
【００９９】
尚、図２の（Ｇ）で示された押出開始回転速度Ｎ２は、ステップ７０２ａ又はステップ７０２ｂで判定される２種類の回転速度の何れか一方であり、ステップ７０３Ａは、図２の（Ｂ）、（Ｃ）に於ける時刻ｔ８に相当している。
【０１００】
更に、ステップ７０１ａ乃至ステップ７０４Ａによって構成されたステップブロック７１０Ａに於いて、ステップ７０３Ａとステップ７０４Ａは図１で示したこの発明の実施の形態１に関するものであるのに対し、ステップ７０３Ｂとステップ７０４Ｂを含むステップブロック７１０Ｂは後述する図９に示すこの発明の実施の形態２に関するものとなっている。
【０１０１】
次に、主として再始動制御部分の動作を説明する。図８に於いて、ステップ８００は、図７のステップ７０４Ａに続いて実行されるステップであり、当該ステップ８００では自動停止後の再始動要件が成立したか否かを判定し、再始動要求有りであればＹＥＳの判定を行ってステップ８１０へ移行し、再始動要求が発生していなければＮＯの判定を行ってステップ８０１へ移行する。
【０１０２】
ステップ８０１では、例えば６０［秒］程度の所定時間が経過したか否かを判定し、未経過であればＮＯの判定を行って動作終了行程５２０へ移行し、経過しておればＹＥＳの判定を行ってステップ８０２へ移行する。ステップ８０２では、押出駆動指令Ｓｃを停止してシフト保持コイル４３ｂを消勢するが、シフト吸引コイル４３ａは噛合検出スイッチ４６Ａによって既に消勢されている。続くステップ８０３では、図６のステップ６１２ｄで記憶された自動停止指令の発生記憶を解除し、続くステップ８０４では気筒順序の判別制御を停止して動作終了行程５２０へ移行する。
【０１０３】
尚、図６のステップ６１２ｄで自動停止指令が発生した後に、図７を経て図８のステップ８００に至り、ステップ８００にて判定の結果、引続き再始動要求が発生していない場合にはＮＯ判定となって、ステップ８０１により経過時間が判定され、所定時間、例えば６０［秒］、を経過しても再始動要求が発生しない場合には（ＹＥＳ判定）、ステップ８０２によりシフトコイルの駆動を停止してピニオンギア４２ａを復帰させ、ステップ８０３により自動停止指令の記憶を解除し、ステップ８０４により気筒順序の判別を停止する。この場合には、たとえ再始動要求が発生してもエンジンの始動操作は行われず、図５のステップ５１１ａで示すとおり始動指令スイッチ２２による手動始動操作によってエンジンを始動するようになる。
【０１０４】
次に、ステップ８００により再始動要求ありと判定されて（ＹＥＳ判定）ステップ８１０に進むと、前述の図７のステップ７００ａで給燃停止されて惰性減速するエンジン回転速度が、直流電動機４１ａによる支援駆動がなくても給燃を再開するだけで自己始動可能な所定の回転速度Ｎ４、例えば４００［ｒｐｍ］、以上の回転速度であるかどうかを判定し、自己始動回転速度Ｎ４以上であればＹＥＳの判定を行ってステップ８１１へ移行し、自己起動回転速度Ｎ4未満であればＮＯの判定を行ってステップ８１３へ移行する。
【０１０５】
ステップ８１０からステップ８１１に進むと、気筒順序判別制御を継続しながらピニオンギア４２ａの予備回転駆動を停止すると共に、押出駆動を停止してピニオンギア４２ａを復帰させ、更に図６のステップ６１２ｄで記憶された自動停止指令の記憶状態を解除する。次にステップ８１２では、被判別気筒に対して順次同期噴射を行い、動作終了行程５２０へ移行する。
【０１０６】
前述のステップ８１０からステップ８１３に進むと、回転駆動制御回路５０Ａに対して回転駆動指令Ｒｃを供給して直流電動機４１ａを限流始動する（電源投入１）と共に、やがて所定の限流始動時間ΔＴをおいて全電圧始動を行う（電源投入２）。続くステップ８１４では、被判別気筒に対して順次同期噴射を行い、ステップ８１５へ移行し、ステップ８１５では、エンジンが自立回転可能な所定の回転速度に到達したか否かを判定し、その所定の回転速度に未到達であればＮＯの判定を行ってステップ８１３へ復帰し、その所定の回転速度に到達していればＹＥＳの判定を行ってステップ８１６へ移行する。
【０１０７】
ステップ８１６では、図７のステップ７０３Ａで付勢されていたシフト吸引コイル４３ａやシフト保持コイル４３ｂを消勢し、ステップ８１７へ移行する。ステップ８１７では、図６のステップ６１２ｄで記憶された自動停止指令を解除してからステップ８１８へ移行し、ステップ８１８では多気筒エンジンに対する同期噴射を継続しながら動作終了行程５２０へ移行する。ステップ５２０では、他の制御動作を実行してから、例えば１０［ｍｓｅｃ］程度の所定の時間内に再び動作開始ステップ５１０へ移行する。
【０１０８】
尚、図７及び図８に於いて、ステップ７０１ａはエンジン回転速度検出ユニット、ステップ７０２ａは第１の回転速度判定ユニット、ステップ７０２ｂは第２の回転速度判定ユニット、ステップ７０４Ａは電圧補正ユニット、ステップ７１０Ａはピニオンギアの押出駆動制御ユニット、ステップ７１１ａは周速偏差演算ユニット、ステップ７１２ａは第１の周速偏差判定ユニット、ステップ７１２ｂは第２の周速偏差判定ユニット、ステップ８０２は自動停止状態解除ユニットに相当し、ステップ８１２、８１４は燃料噴射制御ユニット、ステップ８１１とステップ８１２によって構成されたステップブロック８１９は自己再始動ユニット、となる制御プログラムを表現したステップとなっている。
【０１０９】
（３）実施の形態１の要点と特徴
次に、以上述べたこの発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置の要点と特徴について述べる。
【０１１０】
１）この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置は、
車載バッテリ２０から給電駆動される直流電動機４１ａと、当該直流電動機によって回転駆動されるピニオンギア４２ａと、車載エンジン１０の回転軸に設けられたリングギア１１に対して前記ピニオンギア４２ａを連結又は離脱させるピニオン押出機構４４Ａとを備えた始動用電動機ユニット４０Ａと、前記直流電動機４１ａに給電する回転駆動制御回路５０Ａと、エンジン１０のアイドル回転中に自動停止要件が成立すると燃料噴射用電磁弁１２に対する燃料噴射指令ＩＮＪを停止してエンジン１０を停止させ、エンジンの再始動要件が成立すると前記回転駆動制御回路５０Ａに対する回転駆動指令Ｒｃと前記燃料噴射指令ＩＮＪを発生して、エンジン１０を再始動させるエンジン制御装置３１Ａ、とによって構成された車載エンジンの始動制御装置３０Ａであって、
前記エンジン制御装置３１Ａは、燃料噴射制御ユニット５１７、８１２、８１４となる制御プログラムが格納されているプログラムメモリ３３Ａと協働するマイクロプロセッサ３２を備え、
前記プログラムメモリ３３Ａは更に、回転センサ１３に応動するエンジン回転速度検出ユニット７０１ａと、前記ピニオンギア４２ａの回転速度推定ユニット６１６Ａ又はピニオン回転センサ４８に応動するピニオン回転速度検出ユニット６１５と、前記ピニオンギア４２ａの予備回転駆動制御ユニット６１８Ａと、前記ピニオン押出機構４４Ａに対して押出駆動指令Ｓｃを発生する押出駆動制御ユニット７１０Ａとなる制御プログラムを包含している。
【０１１１】
前記マイクロプロセッサ３２は、エンジンの自動停止要件が成立すると前記燃料噴射指令ＩＮＪを停止し、当該燃料噴射の停止前後において、少なくともエンジン回転速度が所
定の当初回転速度に低下するまでには、エンジンの再始動要件が不成立であっても、前記予備回転駆動制御ユニット６１８Ａによって前記ピニオンギア４２ａの回転駆動を開始し、エンジン１０が不安定回転とならない所定の下限回転速度に減速するまでには、前記ピニオンギア４２ａの押出駆動制御ユニット７１０Ａによって前記ピニオンギア４２ａを前記リングギア１１に対して連結駆動し、当該連結駆動完了時点に於いて、エンジンの再始動要件が既に発生しているか、又は遅れて再始動要件が成立したことによって前記回転駆動指令Ｒｃと前記燃料噴射指令ＩＮＪを発生して、惰性回転中及び停止中のエンジン１０を再始動するように構成されていることを特徴とする。
【０１１２】
２）又、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置において、
前記燃料噴射制御ユニット５１７、８１２、８１４は更に、多気筒エンジンに対して順次燃料噴射を行うための気筒順序判別ユニットを包含し、
当該気筒順序判別ユニットは、燃料噴射の停止中でも継続動作し、
前記下限回転速度は、始動指令スイッチ２２によるエンジン１０の通常始動時に、前記気筒順序判別ユニットによって燃料噴射が可能となる燃料噴射開始回転速度Ｎ０以上のエンジン回転速度であることを特徴とする。
以上の構成によれば、ピニオンギアの押出駆動が完了する時点の車載エンジンの下限回転速度は、燃料噴射開始回転速度以上の回転速度となっている。
従って、ピニオンギアの押出駆動完了直後にエンジンの再始動要求が発生した場合には、直ちに燃料噴射が可能となり始動用電動機ユニットによる回転駆動トルクの補助を受けながら速やかにエンジン始動が行える効果がある。
【０１１３】
３）又、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置において、
前記プログラムメモリ３３Ａは更に、自己再始動ユニット８１９となる制御プログラムを包含し、
当該自己再始動ユニット８１９は、前記自動停止要件の成立によって燃料噴射指令ＩＮＪが停止した後も気筒順序の判別制御を継続し、エンジン回転速度が所定の自己始動回転速度以下に減速する前に再始動要件が成立した場合に、前記ピニオンギア４２ａの押出駆動を解除するか、又は被駆動状態であることを確認して、既に判別されている気筒順序に基づいて前記燃料噴射制御ユニット８１２によって燃料噴射指令ＩＮＪの発生を再開し、始動用電動機ユニット４０Aに依存しないでエンジン１０を再始動するように構成されて
いる、ことを特徴とする。
以上の構成によれば、自動停止要件の成立に伴って燃料噴射が停止しても、惰性減速回転中のエンジンに対する気筒順序の判別制御は継続し、エンジン回転速度が所定の自己始動回転速度以上であるときに再始動要求が発生すると燃料噴射を再開し、始動用電動機ユニットを回転駆動することなくエンジンを再始動するようになる。
従って、燃料噴射の再開に当たって新に気筒順序の判別を行う必要がなく、多気筒エンジンの適正気筒に対して速やかに燃料噴射を行って、確実に自己始動を行うことができる特徴がある。
【０１１４】
４）更に、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置において、
前記ピニオンギア４２ａの予備回転駆動を開始するエンジン１０の当初回転速度は、前記自己始動回転速度以上の回転速度であって、前記自己再始動ユニット８１９によって燃料供給を再開するときには前記ピニオンギアの予備回転駆動制御ユニット６１８Ａは前記ピニオンギア４２ａの予備回転駆動指令を停止することを特徴とする。
以上の構成によれば、ピニオンギアの予備回転駆動を開始するエンジンの当初回転速度は、エンジンの自己始動回転速度以上の高速回転速度となっており、早期の再始動要求によって自己再始動を行うときには、ピニオンギアの予備回転駆動を停止する。
従って、当初回転速度をなるべく高い回転速度にして早期に予備回転駆動を開始することによって、エンジン回転速度が低下する前に確実に予備回転駆動を完了させることがで
きる特徴がある。
尚、まれに発生する早期の再始動要求によって自己始動を行うときには、ピニオンギアの予備回転駆動は無駄な動作となるが、少なくとも予備回転駆動指令は直ちに停止されるように構成されている。
【０１１５】
５）又、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置において、
前記予備回転駆動制御ユニット６１８Ａは、ピニオンギアの予備回転駆動指令ユニット６１３Ａを包含し、
当該予備回転駆動指令ユニット６１３Ａは、エンジンの自動停止要件が成立したときに前記回転駆動制御回路５０Ａに対して予備回転駆動指令となる回転駆動指令Ｒcを発生し
、前記回転駆動制御回路５０Ａに設けられた限流始動用リレーの出力接点５１ａと限流始動抵抗５１ｃを介して前記直流電動機４１ａを回転駆動し、
前記回転速度推定ユニット６１６Ａは、前記直流電動機４１ａに対する給電時間と回転速度との相対関係を電源電圧をパラメータとして測定した標準特性に基づいて、現在の給電時間と電源電圧の値から現在の回転速度を推定し、
前記予備回転駆動制御ユニット６１８Ａは、前記ピニオンギア４２ａの回転速度が所定の目標回転速度に到達したこと、又は到達を予測して前記回転駆動指令Ｒｃを停止する、ことを特徴とする。
以上の構成によれば、回転駆動指令に応動する限流始動用リレーの出力接点と限流始動抵抗を介して直流電動機に給電することによってピニオンギアに対する予備回転駆動を行う。
従って、直流電動機に対して過大電流が流れず、車載バッテリの過放電が防止されると共に、無負荷状態にある直流電動機の急速な回転速度の上昇を抑制して、給電駆動時間のバラツキ変動による目標回転速度に対する誤差を抑制することができる特徴がある。
【０１１６】
６）又、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置において、
前記予備回転駆動制御ユニット６１８Ａは、ピニオンギアの予備回転駆動指令ユニット６１３Ａを包含し、前記回転駆動制御回路５０Ａは更に、開閉素子５６と低電圧電源回路５５又は限流駆動抵抗５７の少なくとも一方を含む予備駆動制御回路５９が併設され、
前記予備回転駆動指令ユニット６１３Ａは、エンジンの自動停止要件が成立したときに前記開閉素子５６に対して予備回転駆動指令Ｔｃを発生し、当該開閉素子５６と前記低電圧電源回路５５又は限流駆動抵抗５７とを介して前記直流電動機４１ａを回転駆動し、
前記回転速度推定ユニット６１６Ａは、前記直流電動機４１ａに対する給電時間と回転速度との相対関係を電源電圧をパラメータとして測定した標準特性に基づいて、現在の給電時間と電源電圧の値から現在の回転速度を推定し、
前記予備回転駆動制御ユニット６１８Ａは、前記ピニオンギア４２ａの回転速度が所定の目標回転速度に到達したことによって前記予備回転駆動指令Ｔｃを停止する、
ことを特徴とする。
以上の構成によれば、回転駆動制御回路に対して予備駆動制御回路が併設され、予備回転駆動指令に応動する開閉素子を介して直流電動機に給電することによってピニオンギアに対する予備回転駆動を行う。
従って、開閉素子にはエンジンの始動に必要な大電流が流れないので大電流容量の開閉素子を必要とせず、目標回転速度に達すると速やかに直流電動機の駆動を停止して、正確な目標回転速度を得ることができる特徴がある。
【０１１７】
７）更に、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置において、
前記始動用電動機ユニット４０Ａは、前記ピニオンギア４２ａの回転速度を検出するための回転センサ４８を備え、
前記予備回転駆動制御ユニット６１８Ａは、前記回転センサ４８に応動するピニオン回転速度検出ユニット６１５と予備回転駆動指令ユニット６１３Ａを包含し、
前記予備回転駆動指令ユニット６１３Ａは、エンジンの自動停止要件が成立したときに、前記回転駆動制御回路５０Ａに対して予備回転駆動指令となる回転駆動指令Ｒｃを発生して前記直流電動機４１ａを回転駆動するか、又は前記直流電動機４１ａに直列接続された開閉素子５６に対して予備回転駆動指令Ｔｃを発生して当該直流電動機４１ａを回転駆動し、
前記予備回転駆動制御ユニット６１８Ａは、前記ピニオン回転速度検出ユニット６１５によって検出された前記ピニオンギア４２ａの回転速度が前記所定の目標回転速度に到達すること若しくは前記検出されたピニオンギアの回転速度が所定の目標回転速度に到達することを予測した時点でピニオンギア４２ａの予備回転駆動を停止するか、又は前記ピニオンギアの回転速度を当該目標回転速度を維持するように前記始動用電動機ユニットの回転速度制御を行うことを特徴とする。
以上の構成によれば、始動用電動機ユニットはピニオンギアの回転速度を測定するための回転センサを備えている。
従って、予備回転駆動の回転速度を正確に目標回転速度に接近させることができる特徴がある。
【０１１８】
８）又、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置において、
前記ピニオンギアの押出駆動制御ユニット７１０Ａは更に、第１の回転速度判定ユニット７０２ａ，及び第２の回転速度判定ユニット７０２ｂを備え、
前記ピニオンギアの押出駆動制御ユニット７１０Ａは、前記エンジン回転速度検出ユニット７０１ａによって検出されたエンジン１０の惰性減速回転速度が所定の回転速度に降下した時点で前記ピニオンギア４２ａの押出動作を開始し、当該所定の回転速度は所要の応答時間の後に前記ピニオンギア４２ａとリングギア１１とが接触開始した時点では、惰性減速するリングギア１１の回転周速と予備回転駆動されていたピニオンギア４２ａの回転周速が一致する回転速度となることを目標として算出された回転速度であり、
前記第１の回転速度判定ユニット７０２ａは、前記エンジン１０から駆動される変速機１４が車両を駆動するレンジに選択されているときに前記所定の回転速度として第１の閾値回転速度を適用し、
前記第２の回転速度判定ユニット７０２ｂは、前記エンジン１０から駆動される変速機１４が車両を駆動しない非駆動レンジに選択されているときに前記所定の回転速度として前記第１の閾値回転速度よりも小さな値である第２の閾値回速度を適用することを特徴とする。
以上の構成によれば、エンジン回転速度の惰性減速度合が、変速機の選択レンジによって変化することに着目して、ピニオンギアの押出駆動開始時のエンジン回転速度を補正する。
従って、ピニオンギアとリングギアとが接合する時点の周速を一致させて、ギアの損耗寿命を延長させることができる特徴がある。
【０１１９】
９）又、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置において、
前記始動用電動機ユニット４０Ａは、前記ピニオンギア４２ａの回転速度を検出するための回転センサ４８を備え、
前記ピニオンギアの押出駆動制御ユニット７１０Ａは更に、周速偏差演算ユニット７１１ａと第１の周速偏差判定ユニット７１２ａ及び第２の周速偏差判定ユニット７１２ｂとを包含し、
前記周速偏差演算ユニット７１１ａは、前記エンジン回転速度検出ユニット７０１ａによって検出されたエンジン回転速度に基づく前記リングギア１１の周速と、前記ピニオンギア４２ａの回転センサ４８に応動して検出された回転速度に基づくピニオンギア４２ａの周速との周速偏差を算出し、
前記ピニオンギアの押出駆動制御ユニット７１０Ａは、前記周速偏差演算ユニット７１１ａによって算出された前記ピニオンギア４２ａとリングギア１１の周速偏差が所定の周速偏差に降下した時点で前記ピニオンギア４２ａの押出動作を開始し、当該所定の周速偏差は所要の応答時間を於いて前記ピニオンギア４２ａとリングギア１１とが接触開始した時点では、惰性減速するリングギア１１の回転周速と予備回転駆動されていたピニオンギア４２ａの回転周速が一致する周速偏差となることを目標として算出された周速偏差であり、
前記第１の周速偏差判定ユニット７１２ａは、前記エンジン１０から駆動される変速機１４が車両を駆動するレンジに選択されているときに前記所定の周速偏差として第１の閾値偏差速度を適用し、
前記第２の回転偏差判定ユニット７１２ｂは、前記エンジン１０から駆動される変速機１４が車両を駆動しない非駆動レンジに選択されているときに前記所定の周速偏差として前記第１の閾値偏差速度よりも小さな値である第２の閾値偏差速度を適用することを特徴とする。
以上の構成によれば、エンジン回転速度の惰性減速度合が変速機の選択レンジによって変化することに着目して、ピニオンギアの押出駆動開始時のリングギアの回転周速と、ピニオンギアの回転周速との周速偏差を補正するようになっている。
従って、ピニオンギアとリングギアとが接合する時点の周速を正確に一致させて、ギアの損耗寿命を延長させることができる特徴がある。
【０１２０】
１０）更に、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置において、
前記ピニオン押出機構４４Ａは、前記ピニオンギア４２ａを押出駆動するためのシフト吸引コイル４３ａと押出完了後に於いて押出状態を維持しておくためのシフト保持コイル４３ｂと、押出完了状態を検出して前記シフト吸引コイル４３ａへの給電を遮断する噛合検出スイッチ４６Ａを備え、
前記ピニオンギアの押出駆動制御ユニット７１０Ａは、前記シフト吸引コイル４３ａとシフト保持コイル４３ｂに対して押出駆動指令Ｓｃを発生し、当該押出駆動指令Ｓｃを電源電圧に応動してデューティ制御して、前記シフト吸引コイル４３ａとシフト保持コイル４３ｂに対する印加電圧を一定にする電圧補正ユニット７０４Ａを備えていることを特徴とする。
以上の構成によれば、ピニオンギアを押出すためのシフトコイルは吸引コイルと保持コイルを備え、吸引完了後は吸引コイルは消勢されるとともに、各コイルの印加電圧は一定化されている。
従って、エンジン停止状態において噛合保持状態を維持しても車載バッテリの過放電を抑制することができると共に、押出駆動所要時間が電源電圧によって変動しないのでピニオンギアとリングギアとの同期噛合い精度が向上し、更には車載バッテリの電源電圧が高いときのピニオンギアとリングギアの当接打音を抑制することができる特徴がある。
【０１２１】
１１）又、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置において、
前記プログラムメモリ３３Ａは更に、自動停止状態解除ユニット８０２となる制御プログラムを備え、
当該自動停止状態解除ユニット８０２は、エンジンの自動停止要件の発生に基づいてエンジン１０が停止し、ピニオンギア４２ａの押出保持状態が所定時間以上にわたって持続している場合、ピニオンギア４２ａの押出駆動を解除すると共に、エンジン１０の再始動は始動指令スイッチ２２によって手動操作で行うことを特徴とする。
以上の構成によれば、自動停止要件の成立によって自動停止したエンジンに対して再始動要件の発生が異常に遅れた場合には、ピニオンギアの押込保持状態を解除すると共に、エンジンの再始動は自動的には行わないようになっている。
従って、エンジンの停止中におけるピニオンギアの押込保持の持続による車載バッテリの過放電を防止することができると共に、車両停止長時間後に思いがけないエンジンの自動始動が行われるのを防止することができる特徴がある。
【０１２２】
１２）更に、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置において、
前記回転駆動制御回路５０Ａは、限流始動用リレーの出力接点５１ａと、常開接点型の全電圧始動用リレーの出力接点５２ａと、前記限流始動用リレーの出力接点５１ａと直列接続され、前記全電圧始動用リレーの出力接点５２ａと並列接続された限流始動抵抗５１ｃと、限流始動タイマ５２ｃとを備え、
前記限流始動タイマ５２ｃは、前記回転駆動指令Ｒｃによって前記限流始動用のリレーコイル５１ｂが付勢されてから所定の遅延時間をおいて前記常開接点型の全電圧始動用のリレーコイル５２ｂを付勢して出力接点５２ａを閉路させ、
前記限流始動タイマ５２ｃの遅延時間は、前記ピニオンギア４２ａの予備回転駆動制御ユニット６１８Ａに於ける予備回転駆動時間よりも長い時間に設定されていることを特徴とする。
以上の構成によれば、に関連して、始動用電動機ユニットは限流始動用リレーと全電圧始動用リレーと限流始動抵抗と限流始動タイマを用いて段階的に給電駆動され、限流始動時間はピニオンギアの予備回転所要時間よりも長くなっている。
従って、自動停止と再始動要求によって頻繁にエンジンの始動停止を行っても車載バッテリの過放電を抑制し、始動突入電流によるリレー接点の損耗寿命を延長することができると共に、ピニオンギアの予備回転駆動を始動用電動機ユニットを用いて行う場合には限流始動抵抗を用いた状態で予備回転駆動を完了することができる特徴がある。
【０１２３】
１３）又、この発明の実施の形態１による車載エンジンの始動制御装置において、
前記エンジンの自動停止要件は前記車載バッテリ２０の電源電圧Ｖｂが所定値以上となっている要件を包含し、
前記エンジン制御装置３１Ａは更に、手動始動優先制御回路３６を包含し、
前記マイクロプロセッサ３２は、当該マイクロプロセッサが正常動作しているときに手動始動禁止指令ＩＮＨを発生し、
前記手動始動優先制御回路３６は、前記車載バッテリ２０の充電電圧が低下していて、前記始動用電動機ユニット４０Ａの始動電流によって一時的に電源電圧Ｖｂが異常低下し、前記マイクロプロセッサ３２が不作動になった場合、前記マイクロプロセッサ３２が発生する回転駆動指令Ｒｃと押出駆動指令Ｓｃに代わって、始動指令スイッチ２２によって回転駆動指令Ｒｃと押出駆動指令Ｓｃを発生し、エンジン回転速度の上昇に伴って始動電流が減少して電源電圧Ｖｂが回復し、前記マイクロプロセッサ３２のが再び動作を開始すると前記手動始動禁止指令ＩＮＨによって前記手動始動優先制御回路３６を無効とすることを特徴とする。
以上の構成によれば、車載バッテリの電源電圧が低下しているときはエンジンの自動停止は行われず、始動用電動機ユニットの始動電流によって車載バッテリの電源電圧が異常低下してマイクロプロセッサが不作動となっていても、始動指令スイッチによる手動始動操作は有効となっている。
従って、マイクロプロセッサが正常動作しているときには、始動指令スイッチによる不用意な始動操作を禁止することができると共に、マイクロプロセッサの制御機能を用いてエンジンの再始動制御を手軽に行うことができる特徴がある。
【０１２４】
実施の形態２．
（１）構成の詳細な説明
次に、この発明の実施の形態２による車載エンジンの始動制御装置について説明する。図９は、この発明の実施の形態２による車載エンジンの始動制御装置の全体構成を示す構成図である。以下の説明では、実施の形態１との相違点を中心に説明する。尚、夫々の図に於いて、同一符号は同一又は相当部分を示している。
図９に於いて、車載エンジンの始動制御装置３０Ｂは、エンジン制御装置３１Ｂと多気筒車載エンジン１０に対する始動用電動機ユニット４０Ｂと、始動用電動機ユニット４０Ｂに対する回転駆動制御回路５０Ｂによって構成されている。エンジン制御装置３１Ｂは
、マイクロプロセッサ３２と協働するプログラムメモリ３３Ｂを包含し、車載バッテリ２０に接続された電源スイッチ２１と始動指令スイッチ２２から、各スイッチの開閉に応動する電源スイッチ信号Ｐｓと手動始動指令信号Ｓｔが入力されるように構成されている。
【０１２５】
又、図１と同様に、電源リレー２３の出力接点２３ａは、車載バッテリ２０からエンジン制御装置３１Ｂに対する給電回路を構成しており、エンジン制御装置３１Ｂに電源電圧Ｖｂとなる電源を供給する。電源リレー２３のリレーコイル２３ｂは、電源スイッチ２１が閉路されたことによって付勢されて出力接点２３ａを閉路する。マイクロプロセッサ３２は、電源リレー２３の出力接点２３ａが閉路することにより作動を開始する。一旦マイクロプロセッサ３２が作動開始すると、電源スイッチ２１が開路してもマイクロプロセッサ３２が発生する電源保持指令Ｄｒにより電源リレー２３のリレーコイル２３ｂの付勢状態が維持され、その出力接点２３ａは閉路を維持するように構成されている。
【０１２６】
エンジン制御装置３１Ｂに対するセンサ群２４は、アクセルペダルやブレーキペダルの踏込み検出スイッチ、変速機１４のシフトレバーの選択位置に応動するシフトスイッチ、アクセルペダルの踏込み度合を検出するアクセルポジションセンサ、スロットル弁開度を検出するスロットルポジションセンサ、排気ガスの酸素濃度を検出する排気ガスセンサ等のスイッチセンサとアナログセンサを包含する。又、センサ群２４の一部であるエンジンの回転センサ１３の出力は、エンジン回転信号Ｎｅとしてマイクロプロセッサ３２に入力される。
【０１２７】
エンジン制御装置３１Ｂから駆動される電気負荷群２５は、スロットル弁開度制御用モータ、ガソリンエンジンに対する点火コイル、変速段の選択用電磁コイルを包含する。又、電気負荷群２５の一部である燃料噴射用電磁弁１２に対しては、マイクロプロセッサ３２から燃料噴射指令ＩＮＪが出力される。
【０１２８】
始動用電動機ユニット４０Ｂは、主体となる直流電動機４１ａと、当該直流電動機４１ａから一方向クラッチ４２ｂを介して一方向に回転駆動されるピニオンギア４２ａと、当該ピニオンギア４２ａをリングギア１１に噛合連結するためのピニオン押出機構４４Ｂにより構成されている。
【０１２９】
ピニオン押出機構４４Ｂは、可動支点４４ｂを中心にして揺動動作するシフトレバー４４ａと、シフトレバー４４ａの一端に設けられシフト吸引コイル４３ａに通電するよって左動吸引されるシフトプランジャー４３ｃと、シフト吸引コイル４３ａが消勢されたときにシフトプランジャ４３ｃを図の右方向に復帰駆動する復帰ばね４５ａと、ピニオンギア４２ａとリングギア１１の歯面が当接したとき可動支点４４ｂが図の左方向に移動してシフトプランジャ４３ｃの吸引動作を完了させる蓄勢ばね４５ｂにより構成されている。シフトレバー４４ａの他端は、ピニオンギア４２ａを図の右方向に押出駆動するスプールに対して回動自在に係合している。
【０１３０】
尚、シフト吸引コイル４３ａに通電してシフトプランジャ４３ｃが図の左方向に吸引されたときであって、ピニオンギア４２ａとリングギア１１の歯面が当接したことによって可動支点４４ｂが図の左方向に移動した場合に、ピニオンギア４２ａの回動によってリングギア１１に対する歯面がずれると蓄勢ばね４５ｂによって可動支点４４ｂが押し戻されてピニオンギア４２ａとリングギア１１の噛合連結が完了するように構成されている。
【０１３１】
噛合検出スイッチ４６Ｂは、ピニオンギア４２ａとリングギア１１の噛合連結が完了したときに噛合検出信号Ｓｄをマイクロプロセッサ３２に入力する。又、直流電動機４１ａの回転軸には、望ましくはピニオンギア４２ａの回転速度を検出するための回転センサ４８が設けられている。
【０１３２】
回転駆動制御回路５０Ｂは、常開接点型の限流始動用リレーの出力接点５１ａとリレーコイル５１ｂ、限流始動抵抗５１ｃ、常閉接点型の全電圧始動用リレーの出力接点５３ａとリレーコイル５３ｂ、限流始動タイマ５３ｃによって構成されている。限流始動抵抗５１ｃと出力接点５１ａは、直列接続されて車載バッテリ２０と直流電動機４１ａとの間に接続され、限流始動抵抗５１ｃには出力接点５３ａが並列接続されている。
【０１３３】
限流始動タイマ５３ｃの出力接点は、リレーコイル５３ｂと直列接続されており、マイクロプロセッサ３２が回転駆動指令Ｒｃを発生すると、先ず限流始動用リレーのリレーコイル５１ｂと全電圧始動用リレーのリレーコイル５３ｂが付勢されて限流始動用リレーの出力接点５１ａが閉路すると共に前電圧始動用リレーの出力接点５３ａが開路し、車載バッテリ２０から出力接点５１ａと限流始動抵抗５１ｃを介して直流電動機４１ａに給電される。その後、限流始動タイマ５３ｃがタイムアップして全電圧始動用のリレーコイル５３ｂが消勢されると、その出力接点５３ａによって限流始動抵抗５１ｃは短絡され、直流電動機４１ａは出力接点５１ａと出力接点５３ａとの直列回路を介して車載バッテリ２０から全電圧給電される。
【０１３４】
尚、限流始動タイマ５３ｃは、直流電動機４１ａの回転速度が所定の回転速度以上になっているときには直ちにタイムアップして、全電圧始動用リレーが消勢されるように構成されている。又、限流始動抵抗５１ｃは、減流始動用リレーの出力接点５１ａの上流側に接続されるようにしてもよい。
【０１３５】
エンジン制御装置３１Ｂに包含されている手動始動優先回路３６は、図１の場合と同様に構成されていて、始動操作中にマイクロプロセッサ３２が一時的に不作動となったときに、手動始動操作を継続することができるようになっている。
【０１３６】
直流電動機４１ａに代わってピニオンギア４２ａを予備回転駆動するための補助電動機４７は、マイクロプロセッサ３２から予備回転駆動指令Ｍｃを受けて回転駆動され、デューティ制御されている予備回転駆動指令Ｍｃの平均電圧に比例した回転速度で回転するか、又は予備回転駆動指令Ｍｃの周波数に比例した回転速度で回転するように構成されている。
【０１３７】
以上のとおり、図９に示すこの発明の実施の形態２による車載エンジンの始動制御装置の場合には、前述の図１に於ける予備駆動制御回路５９に代わって補助電動機４７が使用されていて、ピニオンギア４２ａの予備回転速度を小電力で正確に制御することができるように構成されている。
【０１３８】
尚、予備駆動制御回路５９又は補助電動機４７を使用した場合には、予備回転駆動によって予備駆動回転速度Ｎ３が得られた後に、ピニオンギア４２ａの押出制御が行われるまでの間に予備駆動回転速度Ｎ３を維持するための制御を行なって、ピニオンギア４２ａが惰性減速するのを防止することも可能である。又、図１に於ける回転駆動制御回路５０Ａと図２に於ける回転駆動制御回路５０Ｂとの相違点は、全電圧始動用リレーの出力接点が常開接点であるか常閉接点であるかの違いであって、図１の装置に回転駆動制御回路５０Ｂを使用し、図９の装置に回転駆動制御回路５０Ａを使用することも可能である。
【０１３９】
又、図２に於けるピニオン押出機構４４Ｂでは、図１に示すシフト保持コイル４３ｂが省略されていて、シフト吸引コイル４３ａによってシフトプランジャー４３ｃの吸引動作を行い、噛合センサ４６Ｂが作動したことによってシフト吸引コイル４３ａに対する給電平均電圧を低下させて保持動作を行うように構成しているが、図１の装置に図２に示すピニオン押出機構４４Ｂを使用し、図９の装置に図１に示すピニオン押出機構４４Ａを使用
することも可能である。
【０１４０】
（２）作用・動作の詳細な説明
以上のように構成されたこの発明の実施の形態２による車載エンジンの始動制御装置について、前述の図２乃至図４に示すタイムチャートを用いて、実施の形態１の場合との相違点を中心にして動作の概要を説明する。
【０１４１】
先ず、図９に於いて電源スイッチ２１が閉路されるとエンジン制御装置３１Ｂ内のマイクロプロセッサ３２が動作を開始し、当該マイクロプロセッサ３２は回転センサ１３を含むセンサ群２４の動作状態と、プログラムメモリ３３Ｂに予め書込まれている制御プログラムの内容に応動して、燃料噴射用電磁弁１２やピニオン押出機構４４Ｂ、回転駆動制御回路５０Ｂを含む電気負荷群２５の駆動制御を行なう。
【０１４２】
エンジンの初回始動と、運転中の自動停止要求によってエンジンが自動停止し、エンジンが完全停止した後に再始動要求が発生した場合のエンジンの再始動に関する動作は、前述の図２のタイムチャートに示される。図２に於いて、図１の実施の形態１の場合と図９の実施の形態２の場合とで相違しているのは、図２の（Ｊ）に於ける予備回転駆動指令であり、図１の実施の形態１の場合には予備回転駆動指令Ｔｃ（又は回転駆動指令Ｒｃ）が用いられたが、図９の実施の形態２場合には予備回転駆動指令Ｍｃが使用される。
【０１４３】
又、実施の形態２では前述したようにシフト保持コイルを設けていないので、図２の（Ｃ）から図２の（Ｂ）を除外した時間帯ｔ２〜ｔ５では、シフト吸引コイル４３ａに対する印加電圧を低減させてシフトプランジャ４３ｃの吸引保持動作が行われる。
【０１４４】
エンジンの初回始動と、運転中の自動停止要求が発生した直後に早期の再始動要求が発生した場合のエンジンの再始動に関する動作は、前述の図３のタイムチャートに示される。図３に於いて、図１の実施の形態１の場合と図９の実施の形態２の場合とで相違するのは、図３の（Ｊ）に於ける予備回転駆動指令であり、図１の実施の形態１の場合には予備回転駆動指令Ｔｃ（又は回転駆動指令Ｒｃ）が用いられたが、図９の実施の形態２の場合には予備回転駆動指令Ｍｃが使用される。
【０１４５】
又、実施の形態２では前述したようにシフト保持コイルを設けていないので、図３の（Ｃ）から図３（Ｂ）を除外した時間帯ｔ２〜ｔ５ではシフト吸引コイル４３ａに対する印加電圧を低減させてシフトプランジャ４３ｃの吸引保持動作が行われる。
【０１４６】
エンジンの初回始動と、運転中の自動停止要求が発生した直後でエンジンの減速回転中に再始動要求が発生した場合のエンジンの再始動に関する動作は、前述の図４のタイムチャートに示される。図４に於いて、図１の実施の形態１の場合と図９の実施の形態２の場合とで相違しているのは、図４の（Ｊ）に於ける予備回転駆動指令であり、図１の実施の形態１の場合には予備回転駆動指令Ｔｃ（又は回転駆動指令Ｒｃ）が用いられたが、図９の実施の形態２の場合には予備回転駆動指令Ｍｃが使用される。
【０１４７】
又、実施の形態２では前述したようにシフト保持コイルを設けていないので、図４の（Ｃ）から図４（Ｂ）を除外した時間帯ｔ２〜ｔ５では、シフト吸引コイル４３ａに対する印加電圧を低減させてシフトプランジャ４３ｃの吸引保持動作が行われる。
【０１４８】
次に、この発明の実施の形態２による車載エンジンの始動制御装置について、図５乃至図８に示すマイクロプロセッサ３２の動作説明用のフローチャートを用いて、実施の形態１の場合との相違点を中心にして説明する。
【０１４９】
手動始動制御を主体とした第１のフローチャートである図５については、実施の形態１の場合と同様である。
【０１５０】
ピニオンギア４２ａの予備回転駆動制御を主体とした第２のフローチャートである図６に於いては、ステップ６１３Ｂとステップ６１６Ｂを含むステップブロック６１８Ｂが実施の形態１の場合と相違していると共に、実施の形態２の場合ではステップ６１１ｂは不要となる。ステップ６１３Ｂは予備回転駆動指令を発生してからステップ６１４へ移行するステップである。ここでいう予備回転駆動指令は、補助電動機４７に対する予備回転駆動指令Ｍｃとなる。
【０１５１】
ステップ６１６Ｂでは、予備回転駆動指令Ｍｃの平均電圧であるか、又は予備回転駆動指令Ｍｃの周波数によってピニオンギア４２ａの現在の回転速度を推定し、リングギア１１の周速に換算したピニオン換算回転数を演算算出する。
【０１５２】
ピニオンギア７４２ａの押出駆動制御を主体とした第３のフローチャートである図７に於いては、ステップ７０３Ｂとステップ７０４Ｂを包含するステップブロック７１０Ｂが実施の形態１の場合と相違している。ステップ７０３Ｂでは、押出駆動指令Ｓｃを発生してシフト吸引コイル４３ａを付勢する。
【０１５３】
続くステップ７０４Ｂは、車載バッテリ２０の電源電圧Ｖｂの値に反比例した通電デューティとなるように押出駆動指令Ｓｃをオン／オフして、シフト吸引コイル４３ａに印加される電圧を一定値に維持することによって、ピニオンギア４２ａとリングギア１１の当接所要時間Δｔを一定にするための電圧補正ユニットとなるステップである。当該ステップ７０４Ｂでは、シフト吸引コイル４３ａに通電してから所定時間が経過するか、又は噛合センサ４６Ｂが作動すると、通電デューティを更に抑制してシフト吸引コイル４３ａによってシフトプランジャ４３ｃの保持動作を行う。
【０１５４】
エンジンの再始動制御を主体とした第４のフローチャートである図８に於いては、実施の形態１の場合と同様である。
【０１５５】
（３）実施形態２の要点と特徴
次に、以上述べたこの発明の実施の形態２による車載エンジンの始動制御装置の要点と特徴について述べる。
【０１５６】
１）この発明の実施の形態２による車載エンジンの始動制御装置は、
車載バッテリ２０から給電駆動される直流電動機４１ａと、当該直流電動機によって回転駆動されるピニオンギア４２ａと、車載エンジン１０の回転軸に設けられたリングギア１１に対して前記ピニオンギア４２ａを連結又は離脱させるピニオン押出機構４４Ｂとを備えた始動用電動機ユニット４０Ｂと、 前記直流電動機４１ａに給電する回転駆動制御回路５０Ｂと、エンジン１０のアイドル回転中に自動停止要件が成立すると燃料噴射用電磁弁１２に対する燃料噴射指令ＩＮＪを停止してエンジン１０を停止させ、エンジンの再始動要件が成立すると前記回転駆動制御回路５０Ｂに対する回転駆動指令Ｒｃと前記燃料噴射指令ＩＮＪを発生して、エンジン１０を再始動させるエンジン制御装置３１Ｂと、により構成された車載エンジンの始動制御装置３０Ｂであって、
前記エンジン制御装置３１Ｂは、燃料噴射制御ユニット５１７、８１２、８１４となる制御プログラムが格納されているプログラムメモリ３３Ｂと協働するマイクロプロセッサ３２を備え、
前記プログラムメモリ３３Ｂは更に、回転センサ１３に応動するエンジン回転速度検出ユニット７０１ａと、前記ピニオンギア４２ａの回転速度推定ユニット６１６Ｂ又はピニオン回転センサ４８に応動するピニオン回転速度検出ユニット６１５と、前記ピニオンギ
ア４２ａの予備回転駆動制御ユニット６１８Ｂと、前記ピニオン押出機構４４Ｂに対して押出駆動指令Ｓｃを発生する押出駆動制御ユニット７１０Ｂとなる制御プログラムを包含している。
【０１５７】
前記マイクロプロセッサ３２は、エンジンの自動停止要件が成立すると前記燃料噴射指令ＩＮＪを停止し、当該燃料噴射の停止前後に於いて、少なくともエンジン回転速度が所定の当初回転速度に低下するまでには、エンジンの再始動要件が不成立であっても、前記予備回転駆動制御ユニット６１８Ｂによって前記ピニオンギア４２ａの回転駆動を開始し、エンジン１０が不安定回転とならない所定の下限回転速度に減速するまでには、前記ピニオンギア４２ａの押出駆動制御ユニット７１０Ｂによって前記ピニオンギア４２ａを前記リングギア１１に対して連結駆動し、当該連結駆動完了時点に於いて、前記エンジンの再始動要件が既に発生しているか、又は遅れて前記再始動要件が成立したことによって前記回転駆動指令Ｒｃと前記燃料噴射指令ＩＮＪを発生して、惰性回転中及び停止中のエンジン１０を再始動するように構成されている。
【０１５８】
２）又、この発明の実施の形態２による車載エンジンの始動制御装置において、
前記予備回転駆動制御ユニット６１８Ｂは、ピニオンギアの予備回転駆動指令ユニット６１３Ｂを包含し、エンジンの自動停止要件が成立したときに前記直流電動機４１ａに連結された補助電動機４７に対して予備回転駆動指令Ｍｃを発生し、
前記補助電動機４７は前記予備回転駆動指令Ｍｃの指令電圧に比例した回転速度で回転するか、又は予備回転駆動指令Ｍｃのパルス周波数に比例した回転速度で回転し、
前記回転速度推定ユニット６１６Ｂは、前記予備回転駆動指令Ｍｃの指令電圧又はパルス周波数によって回転速度を推定し、
前記予備回転駆動制御ユニット６１８Ｂは、前記ピニオンギア４２ａの回転速度が所定の目標回転速度に到達したことによって前記予備回転駆動指令Ｍｃを停止するか、又は当該目標回転速度を維持するように回転速度制御を行うように構成されていることを特徴とする。
以上の構成によれば、エンジンを始動するための大型の直流電動機に対して小型の補助電動機が連結され、ピニオンギアの予備回転駆動は補助電動機によって行うようになっている。
従って、ピニオンギアを無負荷回転駆動するためにエンジン始動用の大型直流電動機を使用しないので駆動制御の効率が向上し、車載バッテリの過放電が防止されると共に、回転速度の制御が容易となり安定した目標回転速度が得られる特徴がある。
【０１５９】
３）又、この発明の実施の形態２による車載エンジンの始動制御装置において、
前記始動用電動機ユニット４０Ｂは、前記ピニオンギア４２ａの回転速度を検出するための回転センサ４８を備え、
前記予備回転駆動制御ユニット６１８Ｂは、前記回転センサ４８に応動するピニオン回転速度検出ユニット６１５と予備回転駆動指令ユニット６１３Ｂを包含し、
前記予備回転駆動指令ユニット６１３Ｂは、エンジンの自動停止要件が成立したときに、前記直流電動機４１ａに連結された補助電動機４７に対して予備回転駆動指令Ｍｃを発生し、
前記予備回転駆動制御ユニット６１８Ｂは、前記ピニオン回転速度検出ユニット６１５によって検出された前記ピニオンギア４２ａの回転速度が前記所定の目標回転速度に到達するか、又は到達を予測してピニオンギア４２ａの予備回転駆動を停止するか、或いは当該目標回転速度を維持するように回転速度制御を行うように構成されていることを特徴とする。
以上の構成によれば、始動用電動機ユニットはピニオンギアの回転速度を測定するための回転センサを備えていと共に、予備回転駆動を行うための補助電動機を備えている。従って、予備回転駆動の回転速度を正確に目標回転速度に接近させることができる特徴がある。
【０１６０】
４）又、この発明の実施の形態２による車載エンジンの始動制御装置において、
前記ピニオン押出機構４４Ｂは、前記ピニオンギア４２ａを押出駆動するためのシフト吸引コイル４３ａを備え、
前記ピニオンギアの押出駆動制御ユニット７１０Ｂは、前記シフト吸引コイル４３ａに対して押出駆動指令Ｓｃを発生すると共に、当該押出駆動指令Ｓｃを電源電圧に応動してデューティ制御して、前記シフト吸引コイル４３ａに対する印加電圧を一定の吸引駆動電圧にし、所定時間後又は噛合センサ４６Ｂの作動に応動して、保持駆動電圧まで低減させる電圧補正ユニット７０４Ｂを備えていることを特徴とする。
以上の構成によれば、ピニオンギアを押出すためのシフト吸引コイルは、一定の吸引駆動電圧が印加され、吸引完了後は保持駆動電圧が印加されるように構成されている。
従って、エンジン停止状態に於いて噛合保持状態を維持しても車載バッテリの過放電を抑制することができると共に、押出駆動所要時間が電源電圧によって変動しないのでピニオンギアとリングギアとの同期噛合い精度が向上し、更には車載バッテリの電源電圧が高いときのピニオンギアとリングギアの突合打音を抑制することができる特徴がある。
【０１６１】
５）更に、この発明の実施の形態２による車載エンジンの始動制御装置において、
前記回転駆動制御回路５０Ｂは、限流始動用リレーの出力接点５１ａと、常閉接点型の全電圧始動用リレーの出力接点５３ａと、前記限流始動用リレーの出力接点５１ａと直列接続され、前記全電圧始動用リレーの出力接点５３ａと並列接続された限流始動抵抗５１ｃと、限流始動タイマ５３cとを備え、
前記限流始動タイマ５３ｃは、前記回転駆動指令Ｒｃによって前記常閉接点型の全電圧始動用のリレーコイル５３ｂを前記限流始動用のリレーコイル５１ｂと同時に付勢して出力接点５３ａを開路し、所定の遅延時間をおいて全電圧始動用のリレーコイル５３ｂを消勢して出力接点５３ａを閉路復帰させ、
前記限流始動タイマ５３ｃの遅延時間は、前記ピニオンギア４２ａの予備回転駆動制御ユニット６１８Ｂに於ける予備回転駆動時間よりも長い時間に設定されていることを特徴とする。
以上の構成によれば、始動用電動機ユニットは限流始動用リレーと全電圧始動用リレーと限流始動抵抗と限流始動タイマを用いて段階的に給電駆動され、限流始動時間はピニオンギアの予備回転所要時間よりも長く設定されている。
従って、自動停止と再始動要求によって頻繁にエンジンの始動停止を行っても車載バッテリの過放電を抑制し、始動突入電流によるリレー接点の損耗寿命を延長することができる特徴がある。
【符号の説明】
【０１６２】
１０ 車載エンジン １１ リングギア
１２ 燃料噴射用電磁弁 １３ 回転センサ（クランク角センサ）
１４ 変速機 ２０ 車載バッテリ
２２ 始動指令スイッチ
３０A、３０B 車載エンジンの始動制御装置
３１Ａ、３１Ｂ エンジン制御装置 ３２ マイクロプロセッサ
３３Ａ、３３Ｂ プログラムメモリ ３６ 手動始動優先制御回路
４０Ａ、４０Ｂ 始動用電動機ユニット
４１ａ 直流電動機 ４２ａ ピニオンギア
４３ａ シフト吸引コイル ４３ｂ シフト保持コイル
４４Ａ、４４Ｂ ピニオン押出機構
４６Ａ、４６Ｂ 噛合検出スイッチ（噛合センサ）
４７ 補助電動機 ４８ 回転センサ（ピニオン）
５０Ａ、５０Ｂ 回転駆動制御回路 ５１ａ 出力接点（限流始動）
５１ｂ リレーコイル（限流始動） ５１ｃ 限流始動抵抗
５２ａ、５３ａ 出力接点（全電圧始動）
５２ｂ、５３ｂ リレーコイル（全電圧始動）
５２ｃ、５３ｃ 限流始動タイマ ５５ 低圧電源回路
５６ 開閉素子 ５７ 限流駆動抵抗
５９ 予備駆動制御回路 ５１７ 燃料噴射制御ユニット
６１３Ａ、６１３Ｂ 予備回転駆動指令ユニット
６１５ ピニオン回転速度検出ユニット
６１６Ａ、６１６Ｂ ピニオン回転速度推定ユニット
６１８Ａ、６１８Ｂ 予備回転駆動制御ユニット
７０１ａ エンジン回転速度検出ユニット
７０２ａ 第１の回転速度判定ユニット
７０２ｂ 第２の回転速度判定ユニット
７０４Ａ、７０４Ｂ 電圧補正ユニット
７１０Ａ、７１０Ｂ ピニオンギアの押出駆動制御ユニット
７１１ａ 周速偏差演算ユニット ７１２ａ 第１の周速偏差判定ユニット
７１２ｂ 第２の周速偏差判定ユニット
８０２ 自動停止状態解除ユニット ８１２、８１４ 燃料噴射制御ユニット
８１９ 自己再始動ユニット
ＩＮＨ 手動始動禁止指令 ＩＮＪ 燃料噴射指令
Ｒｃ 回転駆動指令(兼予備回転駆動指令）
Ｔｃ、Ｍｃ 予備回転駆動指令 Ｓｃ 押出駆動指令
Ｖｂ 電源電圧
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載バッテリから給電されて駆動される直流電動機と、前記直流電動機によって回転駆動されるピニオンギアと、車載エンジンの回転軸に設けられたリングギアに対して前記ピニオンギアを連結又は離脱させるピニオン押出機構とを備えた始動用電動機ユニットと、
前記直流電動機の駆動を制御する回転駆動制御回路と、
前記車載エンジンのアイドル回転中に自動停止要件が成立すると、燃料噴射用電磁弁に対する燃料噴射指令を停止して前記車載エンジンを停止させ、前記車載エンジンの再始動要件が成立すると前記回転駆動制御回路に対する回転駆動指令と前記燃料噴射用電磁弁に対する前記燃料噴射指令を発生して、前記車載エンジンを再始動させるエンジン制御装置と、
を備えた車載エンジンの始動制御装置であって、
前記エンジン制御装置は、燃料噴射制御ユニットを構成する制御プログラムが格納されたプログラムメモリと協働するマイクロプロセッサを備え、
前記プログラムメモリは更に、前記車載エンジンの回転速度を検出する回転センサの出力に応動するエンジン回転速度検出ユニットと、前記ピニオンギアの回転速度を推定する回転速度推定ユニット若しくは前記ピニオンギアの回転速度を検出する回転センサの出力に応動するピニオン回転速度検出ユニットと、前記ピニオンギアを予備回転駆動する予備回転駆動制御ユニットと、前記ピニオン押出機構に対して押出駆動指令を発生する押出駆動制御ユニットと、を構成する制御プログラムを包含し、
前記マイクロプロセッサは、
前記車載エンジンの自動停止要件が成立すると前記燃料噴射指令を停止し、当該燃料噴射の停止前後において、前記車載エンジンの回転速度が少なくとも所定の当初回転速度に低下するまでには、前記車載エンジンの再始動要件が不成立であっても、前記予備回転駆動制御ユニットにより前記ピニオンギアの予備回転駆動を開始させ、前記車載エンジンの回転速度が所定の下限回転速度に低下するまでには、前記押出駆動制御ユニットにより前記ピニオンギアを前記リングギアに対して連結駆動させ、当該連結駆動の完了時点において前記車載エンジンの再始動要件が既に成立しているか又は遅れて成立することにより、前記回転駆動指令と前記燃料噴射指令を発生して、惰性回転中又は停止中の前記車載エンジンを再始動させる、
ことを特徴とする車載エンジンの始動制御装置。
【請求項２】
前記燃料噴射制御ユニットは更に、前記車載エンジンの複数の気筒に対して順次燃料噴射を行うための気筒判別を行なう気筒順序判別ユニットを包含し、
前記気筒順序判別ユニットは、燃料噴射の停止中でも継続動作するように構成され、
前記下限回転速度は、始動指令スイッチによる前記車載エンジンの通常始動時に、前記気筒順序判別ユニットにより判別された気筒順序で燃料噴射が可能となる燃料噴射開始回転速度以上のエンジン回転速度である、
ことを特徴とする請求項１に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項３】
前記プログラムメモリは更に、自己再始動ユニットを構成する制御プログラムを包含し、
前記自己再始動ユニットは、
前記自動停止要件の成立によって前記燃料噴射指令が停止した後も、前記車載エンジンの複数の気筒に対して順次燃料噴射を行なうための気筒順序を判別する気筒順序判別制御を継続し、前記車載エンジンの回転速度が所定の自己始動回転速度以下に減速する前に再始動要件が成立した場合に、前記ピニオン押出機構に対する前記押出駆動指令を解除するか又は前記車載エンジンが被駆動状態であることを確認して、既に判別されている前記気筒順序に基づいて前記燃料噴射制御ユニットにより前記燃料噴射指令の発生を再開し、前記始動用電動機ユニットに依存せずに前記車載エンジンを再始動させる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項４】
前記ピニオンギアの予備回転駆動を開始する前記車載エンジンの当初回転速度は、前記所定の自己始動回転速度以上の回転速度であり、
前記予備回転駆動制御ユニットは、前記自己再始動ユニットにより燃料供給を再開するときには、前記ピニオンギアの予備回転駆動の指令を停止する、
ことを特徴とする請求項３に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項５】
前記予備回転駆動制御ユニットは、前記ピニオンギアに対する予備回転駆動指令ユニットを包含し、
前記予備回転駆動指令ユニットは、前記車載エンジンの自動停止要件が成立したときに前記回転駆動制御回路に対して予備回転駆動指令となる回転駆動指令を発生し、前記回転駆動制御回路に設けられた限流始動用リレーの出力接点と限流始動抵抗を介して前記直流電動機を回転駆動し、
前記回転速度推定ユニットは、前記直流電動機に対する給電時間と回転速度との相対関係を前記車載バッテリの電源電圧をパラメータとして測定した標準特性に基づいて、現在の給電時間と前記電源電圧の値から前記ピニオンギアの現在の回転速度を推定し、
前記予備回転駆動制御ユニットは、前記推定されたピニオンギアの回転速度が所定の目標回転速度に到達したこと、又は前記推定されたピニオンギアの回転速度が所定の目標回転速度に到達することを予測した時点で、前記回転駆動指令を停止する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項６】
前記予備回転駆動制御ユニットは、前記ピニオンギアに対する予備回転駆動指令を発生する予備回転駆動指令ユニットを包含し、
前記回転駆動制御回路には更に、開閉素子と、低電圧電源回路と限流駆動抵抗とのうちの少なくとも一方と、を含む予備駆動制御回路が併設されており、
前記予備回転駆動指令ユニットは、前記車載エンジンの自動停止要件が成立したときに前記開閉素子に対して前記予備回転駆動指令を発生し、前記開閉素子と、前記低電圧電源回路と前記限流駆動抵抗とのうちの少なくとも一方と、を介して前記直流電動機を回転駆動し、
前記回転速度推定ユニットは、前記直流電動機に対する給電時間と回転速度との相対関係を電源電圧をパラメータとして測定した標準特性に基づいて、現在の給電時間と電源電圧の値から前記ピニオンギアの現在の回転速度を推定し、
前記予備回転駆動制御ユニットは、前記推定されたピニオンギアの回転速度が所定の目標回転速度に到達したことによって前記予備回転駆動指令を停止する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項７】
前記直流電動機に連結された補助電動機を備え、
前記予備回転駆動制御ユニットは、前記ピニオンギアに対する予備回転駆動指令ユニットを包含し、
前記予備回転駆動指令ユニットは、前記車載エンジンの自動停止要件が成立したときに、前記補助電動機に対して予備回転駆動指令を発生し、
前記補助電動機は、前記予備回転駆動指令の指令電圧に比例した回転速度で回転するか、又は前記予備回転駆動指令のパルス周波数に比例した回転速度で回転し、
前記回転速度推定ユニットは、前記予備回転駆動指令の指令電圧又は前記パルス周波数に基づいて前記ピニオンギアの現在の回転速度を推定し、
前記予備回転駆動制御ユニットは、前記推定されたピニオンギアの回転速度が所定の目標回転速度に到達したことによって前記予備回転駆動指令を停止するか、又は前記ピニオ
ンギアの回転速度を前記目標回転速度に維持するように、前記補助電動機に対する回転速度制御を行う、
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項８】
前記始動用電動機ユニットは、前記ピニオンギアの回転速度を検出する回転センサを備え、
前記予備回転駆動制御ユニットは、前記回転センサの出力に応動するピニオン回転速度検出ユニットと前記ピニオンギアに対する予備回転駆動指令ユニットを包含し、
前記予備回転駆動指令ユニットは、エンジンの自動停止要件が成立したときに、前記回転駆動制御回路に対して予備回転駆動指令となる回転駆動指令を発生して前記直流電動機を回転駆動するか、又は、前記直流電動機に直列接続された開閉素子に対して予備回転駆動指令を発生して前記直流電動機を回転駆動するか、又は、前記直流電動機に連結された補助電動機に対して予備回転駆動指令を発生し、
前記予備回転駆動制御ユニットは、前記ピニオン回転速度検出ユニットにより検出された前記ピニオンギアの回転速度が所定の目標回転速度に到達したこと若しくは前記検出されたピニオンギアの回転速度が所定の目標回転速度に到達することを予測した時点で、前記ピニオンギアの予備回転駆動を停止するか、又は前記ピニオンギアの回転速度を前記目標回転速度に維持するように前記始動用電動機ユニットの回転速度制御を行う、
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項９】
前記ピニオンギアの押出駆動制御ユニットは更に、第１の回転速度判定ユニットと、第２の回転速度判定ユニットとを備えると共に、前記エンジン回転速度検出ユニットにより検出された前記車載エンジンの惰性減速する回転速度が所定の回転速度に降下した時点で前記ピニオンギアの押出動作を開始し、
前記所定の回転速度は、所要の応答時間の後に前記ピニオンギアと前記リングギアとが接触を開始した時点では、惰性減速する前記リングギアの回転周速と前記予備回転駆動制御ユニットにより予備回転駆動されていた前記ピニオンギアの回転周速が一致する回転速度となることを目標として算出された回転速度であり、
前記第１の回転速度判定ユニットは、前記車載エンジンにより駆動される変速機が車両を駆動するレンジに選択されているときに、前記所定の回転速度として第１の閾値回転速度を適用し、
前記第２の回転速度判定ユニットは、前記車載エンジンにより駆動される前記変速機が車両を駆動しない非駆動レンジに選択されているときに、前記所定の回転速度として前記第１の閾値回転速度よりも小さな値である第２の閾値回速度を適用する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項１０】
前記始動用電動機ユニットは、前記ピニオンギアの回転速度を検出する回転センサを備え、
前記ピニオンギアの押出駆動制御ユニットは更に、周速偏差演算ユニットと、第１の周速偏差判定ユニットと、第２の周速偏差判定ユニットと、を包含し、
前記周速偏差演算ユニットは、前記車載エンジン回転速度検出ユニットにより検出された前記車載エンジンの回転速度に基づく前記リングギアの周速と、前記ピニオンギアの回転速度を検出する回転センサにより検出された前記ピニオンギアの回転速度に基づく前記ピニオンギアの周速との周速偏差を算出し、
前記ピニオンギアの押出駆動制御ユニットは、前記周速偏差演算ユニットにより算出された前記ピニオンギアとリングギアの周速偏差が所定の周速偏差に降下した時点で前記ピニオンギアの押出動作を開始し、
前記所定の周速偏差は、所要の応答時間の後に前記ピニオンギアとリングギアとが接触開始した時点では、惰性減速する前記リングギアの回転周速と前記予備回転駆動制御ユニットにより予備回転駆動されていた前記ピニオンギアの回転周速が一致する周速偏差となることを目標として算出された周速偏差であり、
前記第１の周速偏差判定ユニットは、前記車載エンジンにより駆動される変速機が車両を駆動するレンジに選択されているときに、前記所定の周速偏差として第１の閾値偏差速度を適用し、
前記第２の回転偏差判定ユニットは、前記車載エンジンにより変速機が車両を駆動しない非駆動レンジに選択されているときに、前記所定の周速偏差として前記第１の閾値偏差速度よりも小さな値である第２の閾値偏差速度を適用する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項１１】
前記ピニオン押出機構は、前記ピニオンギアを押出駆動するシフト吸引コイルと、前記ピニオンギアの押出完了後に前記ピニオンギアをその押出された状態に維持するシフト保持コイルと、前記押出完了状態を検出して前記シフト吸引コイルへの給電を遮断する噛合検出スイッチとを備え、
前記ピニオンギアの押出駆動制御ユニットは、前記シフト吸引コイルと前記シフト保持コイルに対して押出駆動指令を発生し、前記押出駆動指令を電源電圧に応動してデューティ制御して、前記シフト吸引コイルと前記シフト保持コイルに対する印加電圧を一定にする電圧補正ユニットを備えている、
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項１２】
前記ピニオン押出機構は、前記ピニオンギアを押出駆動するシフト吸引コイルを備え、
前記ピニオンギアの押出駆動制御ユニットは、前記シフト吸引コイルに対して押出駆動指令を発生すると共に、前記押出駆動指令を電源電圧に応動してデューティ制御して、前記シフト吸引コイルに対する印加電圧を一定の吸引駆動電圧にし、所定時間後又は噛合センサの作動に応動して、前記印加電圧を保持駆動電圧まで低減させる電圧補正ユニットを備えている、
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項１３】
前記プログラムメモリは更に、自動停止状態解除ユニットを構成する制御プログラムを備え、
前記自動停止状態解除ユニットは、前記車載エンジンの自動停止要件の発生に基づいて前記車載エンジンが停止し、前記ピニオンギアの押出保持状態が所定時間以上にわたって持続している場合、前記ピニオンギアの押出駆動を解除し、
前記車載エンジンの再始動は、始動指令スイッチによって手動操作で行う、
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項１４】
前記回転駆動制御回路は、限流始動用リレーの出力接点と、常開接点型若しくは常閉接点型の全電圧始動用リレーの出力接点と、前記限流始動用リレーの出力接点に直列接続されると共に前記全電圧始動用リレーの出力接点に並列接続された限流始動抵抗と、限流始動タイマとを備え、
前記限流始動タイマは、前記回転駆動指令により前記限流始動用リレーのコイルが付勢されてから所定の遅延時間の後に前記常開接点型の全電圧始動用リレーのコイルを付勢してその出力接点を閉路させるか、又は前記常閉接点型の全電圧始動用リレーのコイルを前記限流始動用リレーのコイルと同時に付勢してその出力接点を開路し、所定の遅延時間の後に前記全電圧始動用リレーのコイルを消勢して出力接点を閉路復帰させ、
前記限流始動タイマの前記所定の遅延時間は、前記ピニオンギアの予備回転駆動制御ユ
ニットに於ける予備回転駆動時間よりも長い時間に設定されている、
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項１５】
前記エンジンの自動停止要件は、前記車載バッテリの電源電圧が所定値以上となっている要件を包含し、
前記エンジン制御装置は、更に手動始動優先制御回路を包含し、
前記マイクロプロセッサは、当該マイクロプロセッサが正常動作しているときに手動始動禁止指令を発生し、
前記手動始動優先制御回路は、前記車載バッテリの充電電圧が低下していて、前記始動用電動機ユニットの始動電流により一時的に電源電圧が異常低下し、前記マイクロプロセッサが不作動になった場合、前記マイクロプロセッサが発生する回転駆動指令と押出駆動指令に代わって、始動指令スイッチによって回転駆動指令と押出駆動指令を発生し、前記車載エンジンの回転速度の上昇に伴って始動電流が減少して前記電源電圧が回復し、前記マイクロプロセッサが再び動作を開始すると前記手動始動禁止指令により前記手動始動優先制御回路を無効とする、
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項１】
車載バッテリから給電されて駆動される直流電動機と、前記直流電動機によって回転駆動されるピニオンギアと、車載エンジンの回転軸に設けられたリングギアに対して前記ピニオンギアを連結又は離脱させるピニオン押出機構とを備えた始動用電動機ユニットと、
前記直流電動機の駆動を制御する回転駆動制御回路と、
前記車載エンジンのアイドル回転中に自動停止要件が成立すると、燃料噴射用電磁弁に対する燃料噴射指令を停止して前記車載エンジンを停止させ、前記車載エンジンの再始動要件が成立すると前記回転駆動制御回路に対する回転駆動指令と前記燃料噴射用電磁弁に対する前記燃料噴射指令を発生して、前記車載エンジンを再始動させるエンジン制御装置と、
を備えた車載エンジンの始動制御装置であって、
前記エンジン制御装置は、燃料噴射制御ユニットを構成する制御プログラムが格納されたプログラムメモリと協働するマイクロプロセッサを備え、
前記プログラムメモリは更に、前記車載エンジンの回転速度を検出する回転センサの出力に応動するエンジン回転速度検出ユニットと、前記ピニオンギアの回転速度を推定する回転速度推定ユニット若しくは前記ピニオンギアの回転速度を検出する回転センサの出力に応動するピニオン回転速度検出ユニットと、前記ピニオンギアを予備回転駆動する予備回転駆動制御ユニットと、前記ピニオン押出機構に対して押出駆動指令を発生する押出駆動制御ユニットと、を構成する制御プログラムを包含し、
前記マイクロプロセッサは、
前記車載エンジンの自動停止要件が成立すると前記燃料噴射指令を停止し、当該燃料噴射の停止前後において、前記車載エンジンの回転速度が少なくとも所定の当初回転速度に低下するまでには、前記車載エンジンの再始動要件が不成立であっても、前記予備回転駆動制御ユニットにより前記ピニオンギアの予備回転駆動を開始させ、前記車載エンジンの回転速度が所定の下限回転速度に低下するまでには、前記押出駆動制御ユニットにより前記ピニオンギアを前記リングギアに対して連結駆動させ、当該連結駆動の完了時点において前記車載エンジンの再始動要件が既に成立しているか又は遅れて成立することにより、前記回転駆動指令と前記燃料噴射指令を発生して、惰性回転中又は停止中の前記車載エンジンを再始動させる、
ことを特徴とする車載エンジンの始動制御装置。
【請求項２】
前記燃料噴射制御ユニットは更に、前記車載エンジンの複数の気筒に対して順次燃料噴射を行うための気筒判別を行なう気筒順序判別ユニットを包含し、
前記気筒順序判別ユニットは、燃料噴射の停止中でも継続動作するように構成され、
前記下限回転速度は、始動指令スイッチによる前記車載エンジンの通常始動時に、前記気筒順序判別ユニットにより判別された気筒順序で燃料噴射が可能となる燃料噴射開始回転速度以上のエンジン回転速度である、
ことを特徴とする請求項１に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項３】
前記プログラムメモリは更に、自己再始動ユニットを構成する制御プログラムを包含し、
前記自己再始動ユニットは、
前記自動停止要件の成立によって前記燃料噴射指令が停止した後も、前記車載エンジンの複数の気筒に対して順次燃料噴射を行なうための気筒順序を判別する気筒順序判別制御を継続し、前記車載エンジンの回転速度が所定の自己始動回転速度以下に減速する前に再始動要件が成立した場合に、前記ピニオン押出機構に対する前記押出駆動指令を解除するか又は前記車載エンジンが被駆動状態であることを確認して、既に判別されている前記気筒順序に基づいて前記燃料噴射制御ユニットにより前記燃料噴射指令の発生を再開し、前記始動用電動機ユニットに依存せずに前記車載エンジンを再始動させる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項４】
前記ピニオンギアの予備回転駆動を開始する前記車載エンジンの当初回転速度は、前記所定の自己始動回転速度以上の回転速度であり、
前記予備回転駆動制御ユニットは、前記自己再始動ユニットにより燃料供給を再開するときには、前記ピニオンギアの予備回転駆動の指令を停止する、
ことを特徴とする請求項３に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項５】
前記予備回転駆動制御ユニットは、前記ピニオンギアに対する予備回転駆動指令ユニットを包含し、
前記予備回転駆動指令ユニットは、前記車載エンジンの自動停止要件が成立したときに前記回転駆動制御回路に対して予備回転駆動指令となる回転駆動指令を発生し、前記回転駆動制御回路に設けられた限流始動用リレーの出力接点と限流始動抵抗を介して前記直流電動機を回転駆動し、
前記回転速度推定ユニットは、前記直流電動機に対する給電時間と回転速度との相対関係を前記車載バッテリの電源電圧をパラメータとして測定した標準特性に基づいて、現在の給電時間と前記電源電圧の値から前記ピニオンギアの現在の回転速度を推定し、
前記予備回転駆動制御ユニットは、前記推定されたピニオンギアの回転速度が所定の目標回転速度に到達したこと、又は前記推定されたピニオンギアの回転速度が所定の目標回転速度に到達することを予測した時点で、前記回転駆動指令を停止する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項６】
前記予備回転駆動制御ユニットは、前記ピニオンギアに対する予備回転駆動指令を発生する予備回転駆動指令ユニットを包含し、
前記回転駆動制御回路には更に、開閉素子と、低電圧電源回路と限流駆動抵抗とのうちの少なくとも一方と、を含む予備駆動制御回路が併設されており、
前記予備回転駆動指令ユニットは、前記車載エンジンの自動停止要件が成立したときに前記開閉素子に対して前記予備回転駆動指令を発生し、前記開閉素子と、前記低電圧電源回路と前記限流駆動抵抗とのうちの少なくとも一方と、を介して前記直流電動機を回転駆動し、
前記回転速度推定ユニットは、前記直流電動機に対する給電時間と回転速度との相対関係を電源電圧をパラメータとして測定した標準特性に基づいて、現在の給電時間と電源電圧の値から前記ピニオンギアの現在の回転速度を推定し、
前記予備回転駆動制御ユニットは、前記推定されたピニオンギアの回転速度が所定の目標回転速度に到達したことによって前記予備回転駆動指令を停止する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項７】
前記直流電動機に連結された補助電動機を備え、
前記予備回転駆動制御ユニットは、前記ピニオンギアに対する予備回転駆動指令ユニットを包含し、
前記予備回転駆動指令ユニットは、前記車載エンジンの自動停止要件が成立したときに、前記補助電動機に対して予備回転駆動指令を発生し、
前記補助電動機は、前記予備回転駆動指令の指令電圧に比例した回転速度で回転するか、又は前記予備回転駆動指令のパルス周波数に比例した回転速度で回転し、
前記回転速度推定ユニットは、前記予備回転駆動指令の指令電圧又は前記パルス周波数に基づいて前記ピニオンギアの現在の回転速度を推定し、
前記予備回転駆動制御ユニットは、前記推定されたピニオンギアの回転速度が所定の目標回転速度に到達したことによって前記予備回転駆動指令を停止するか、又は前記ピニオ
ンギアの回転速度を前記目標回転速度に維持するように、前記補助電動機に対する回転速度制御を行う、
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項８】
前記始動用電動機ユニットは、前記ピニオンギアの回転速度を検出する回転センサを備え、
前記予備回転駆動制御ユニットは、前記回転センサの出力に応動するピニオン回転速度検出ユニットと前記ピニオンギアに対する予備回転駆動指令ユニットを包含し、
前記予備回転駆動指令ユニットは、エンジンの自動停止要件が成立したときに、前記回転駆動制御回路に対して予備回転駆動指令となる回転駆動指令を発生して前記直流電動機を回転駆動するか、又は、前記直流電動機に直列接続された開閉素子に対して予備回転駆動指令を発生して前記直流電動機を回転駆動するか、又は、前記直流電動機に連結された補助電動機に対して予備回転駆動指令を発生し、
前記予備回転駆動制御ユニットは、前記ピニオン回転速度検出ユニットにより検出された前記ピニオンギアの回転速度が所定の目標回転速度に到達したこと若しくは前記検出されたピニオンギアの回転速度が所定の目標回転速度に到達することを予測した時点で、前記ピニオンギアの予備回転駆動を停止するか、又は前記ピニオンギアの回転速度を前記目標回転速度に維持するように前記始動用電動機ユニットの回転速度制御を行う、
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項９】
前記ピニオンギアの押出駆動制御ユニットは更に、第１の回転速度判定ユニットと、第２の回転速度判定ユニットとを備えると共に、前記エンジン回転速度検出ユニットにより検出された前記車載エンジンの惰性減速する回転速度が所定の回転速度に降下した時点で前記ピニオンギアの押出動作を開始し、
前記所定の回転速度は、所要の応答時間の後に前記ピニオンギアと前記リングギアとが接触を開始した時点では、惰性減速する前記リングギアの回転周速と前記予備回転駆動制御ユニットにより予備回転駆動されていた前記ピニオンギアの回転周速が一致する回転速度となることを目標として算出された回転速度であり、
前記第１の回転速度判定ユニットは、前記車載エンジンにより駆動される変速機が車両を駆動するレンジに選択されているときに、前記所定の回転速度として第１の閾値回転速度を適用し、
前記第２の回転速度判定ユニットは、前記車載エンジンにより駆動される前記変速機が車両を駆動しない非駆動レンジに選択されているときに、前記所定の回転速度として前記第１の閾値回転速度よりも小さな値である第２の閾値回速度を適用する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項１０】
前記始動用電動機ユニットは、前記ピニオンギアの回転速度を検出する回転センサを備え、
前記ピニオンギアの押出駆動制御ユニットは更に、周速偏差演算ユニットと、第１の周速偏差判定ユニットと、第２の周速偏差判定ユニットと、を包含し、
前記周速偏差演算ユニットは、前記車載エンジン回転速度検出ユニットにより検出された前記車載エンジンの回転速度に基づく前記リングギアの周速と、前記ピニオンギアの回転速度を検出する回転センサにより検出された前記ピニオンギアの回転速度に基づく前記ピニオンギアの周速との周速偏差を算出し、
前記ピニオンギアの押出駆動制御ユニットは、前記周速偏差演算ユニットにより算出された前記ピニオンギアとリングギアの周速偏差が所定の周速偏差に降下した時点で前記ピニオンギアの押出動作を開始し、
前記所定の周速偏差は、所要の応答時間の後に前記ピニオンギアとリングギアとが接触開始した時点では、惰性減速する前記リングギアの回転周速と前記予備回転駆動制御ユニットにより予備回転駆動されていた前記ピニオンギアの回転周速が一致する周速偏差となることを目標として算出された周速偏差であり、
前記第１の周速偏差判定ユニットは、前記車載エンジンにより駆動される変速機が車両を駆動するレンジに選択されているときに、前記所定の周速偏差として第１の閾値偏差速度を適用し、
前記第２の回転偏差判定ユニットは、前記車載エンジンにより変速機が車両を駆動しない非駆動レンジに選択されているときに、前記所定の周速偏差として前記第１の閾値偏差速度よりも小さな値である第２の閾値偏差速度を適用する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項１１】
前記ピニオン押出機構は、前記ピニオンギアを押出駆動するシフト吸引コイルと、前記ピニオンギアの押出完了後に前記ピニオンギアをその押出された状態に維持するシフト保持コイルと、前記押出完了状態を検出して前記シフト吸引コイルへの給電を遮断する噛合検出スイッチとを備え、
前記ピニオンギアの押出駆動制御ユニットは、前記シフト吸引コイルと前記シフト保持コイルに対して押出駆動指令を発生し、前記押出駆動指令を電源電圧に応動してデューティ制御して、前記シフト吸引コイルと前記シフト保持コイルに対する印加電圧を一定にする電圧補正ユニットを備えている、
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項１２】
前記ピニオン押出機構は、前記ピニオンギアを押出駆動するシフト吸引コイルを備え、
前記ピニオンギアの押出駆動制御ユニットは、前記シフト吸引コイルに対して押出駆動指令を発生すると共に、前記押出駆動指令を電源電圧に応動してデューティ制御して、前記シフト吸引コイルに対する印加電圧を一定の吸引駆動電圧にし、所定時間後又は噛合センサの作動に応動して、前記印加電圧を保持駆動電圧まで低減させる電圧補正ユニットを備えている、
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項１３】
前記プログラムメモリは更に、自動停止状態解除ユニットを構成する制御プログラムを備え、
前記自動停止状態解除ユニットは、前記車載エンジンの自動停止要件の発生に基づいて前記車載エンジンが停止し、前記ピニオンギアの押出保持状態が所定時間以上にわたって持続している場合、前記ピニオンギアの押出駆動を解除し、
前記車載エンジンの再始動は、始動指令スイッチによって手動操作で行う、
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項１４】
前記回転駆動制御回路は、限流始動用リレーの出力接点と、常開接点型若しくは常閉接点型の全電圧始動用リレーの出力接点と、前記限流始動用リレーの出力接点に直列接続されると共に前記全電圧始動用リレーの出力接点に並列接続された限流始動抵抗と、限流始動タイマとを備え、
前記限流始動タイマは、前記回転駆動指令により前記限流始動用リレーのコイルが付勢されてから所定の遅延時間の後に前記常開接点型の全電圧始動用リレーのコイルを付勢してその出力接点を閉路させるか、又は前記常閉接点型の全電圧始動用リレーのコイルを前記限流始動用リレーのコイルと同時に付勢してその出力接点を開路し、所定の遅延時間の後に前記全電圧始動用リレーのコイルを消勢して出力接点を閉路復帰させ、
前記限流始動タイマの前記所定の遅延時間は、前記ピニオンギアの予備回転駆動制御ユ
ニットに於ける予備回転駆動時間よりも長い時間に設定されている、
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【請求項１５】
前記エンジンの自動停止要件は、前記車載バッテリの電源電圧が所定値以上となっている要件を包含し、
前記エンジン制御装置は、更に手動始動優先制御回路を包含し、
前記マイクロプロセッサは、当該マイクロプロセッサが正常動作しているときに手動始動禁止指令を発生し、
前記手動始動優先制御回路は、前記車載バッテリの充電電圧が低下していて、前記始動用電動機ユニットの始動電流により一時的に電源電圧が異常低下し、前記マイクロプロセッサが不作動になった場合、前記マイクロプロセッサが発生する回転駆動指令と押出駆動指令に代わって、始動指令スイッチによって回転駆動指令と押出駆動指令を発生し、前記車載エンジンの回転速度の上昇に伴って始動電流が減少して前記電源電圧が回復し、前記マイクロプロセッサが再び動作を開始すると前記手動始動禁止指令により前記手動始動優先制御回路を無効とする、
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の車載エンジンの始動制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−２３３３（Ｐ２０１３−２３３３Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３３１８６（Ｐ２０１１−１３３１８６）
【出願日】平成２３年６月１５日（２０１１．６．１５）
【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２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１５日（２０１１．６．１５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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