JP2010255548A - エンジン停止始動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの始動装置の作動要否を好適に判定し、必要でないのに始動装置が駆動されることによる不都合を抑制する。
【解決手段】ＥＣＵ４０は、エンジン１０の再始動要求タイミングでのエンジン回転速度を始動要求時回転速度として検出するとともに、エンジン１０の再始動要求後エンジン回転速度が上昇に転じたタイミングでのエンジン回転速度を上昇時回転速度として検出する。また、ＥＣＵ４０は、始動要求時回転速度と、予め定めた許容下限値よりも高回転側に設定されスタータ３７の作動要否を判定するためのしきい値である始動判定値との比較結果に基づいて、エンジン１０をスタータ３７により始動するか、又はエンジン１０の燃焼制御の再開によりエンジン１０を始動する。そして、ＥＣＵ４０は、始動判定値を、過去のエンジン再始動における上昇時回転速度と許容下限値とに基づいて変更する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジン停止始動制御装置に関するものである。

従来、例えばアクセル操作やブレーキ操作などといった停車又は発進のための動作等を検知してエンジンの自動停止及び自動再始動を行う、所謂アイドルストップ機能を備えるエンジン制御システムが知られている。このアイドルストップ制御により、エンジンの燃費低減等の効果を図っている。

アイドルストップ制御においては種々の技術が提供されている。例えば、エンジン自動停止後の再始動時において、その始動要求時のエンジン回転速度に基づいてエンジンの始動態様を変更するものがある（例えば特許文献１参照）。特許文献１のエンジンの自動停止再始動制御では、エンジン自動再始動を行う場合、その始動要求時のエンジン回転速度がしきい値よりも低い場合にはスタータによりエンジン始動を行い、同しきい値よりも高い場合にはスタータを作動させることなく燃料供給の再開によりエンジン始動を行う。これにより、スタータの作動頻度を低減させるようにしている。

この特許文献１においては、エンジン再始動時にスタータを作動させるか否かを判定するためのしきい値を、エンジン暖機状態や補機の作動状況、発電機の負荷状態によって定めている。すなわち、エンジン回転速度の低下速度に応じて同しきい値を設定しており、エンジン回転速度の低下速度が大きいほど（例えばエンジン冷却水温が低いほど）しきい値を大きくしている。

特開２００２−２２１０５８号公報

エンジン始動要求が行われてから燃焼開始によりエンジン回転速度が上昇側に転じるまでには時間遅れが生じ、その遅れ時間でのエンジン回転速度の落ち込み量はエンジンの個体差（機差）により異なると考えられる。一方、上記特許文献１のように、エンジン暖機状態や補機の作動状況等に応じてスタータ要否判定のためのしきい値をそれぞれのエンジンで一律に設定する構成では、同しきい値の設定においてエンジンの個体差が好適に反映されず、結果として同しきい値を各エンジンに応じた適切な値に設定できないことが考えられる。その場合、燃焼によりエンジン始動可能であるにもかかわらずスタータが作動されたり、また逆に、燃焼によるエンジン始動ができない状況であるにもかかわらずスタータが作動されなかったりすることが考えられる。特に、スタータの作動回数が多くなると、スタータ作動による電力消費が多くなることや、スタータの磨耗が促進されることが懸念される。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、エンジンの始動装置の作動要否を好適に判定することができ、ひいては必要でないのに始動装置が駆動されることによる不都合を抑制することができるエンジン停止始動制御装置を提供することを主たる目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。

本発明は、エンジンの出力軸に初期回転を付与する始動装置を備えるエンジンに適用され、所定の自動停止条件が成立した場合に前記エンジンを自動停止し、前記エンジンの自動停止中に所定の始動条件が成立した場合に前記エンジンを再始動するエンジン停止始動制御装置に関するものである。そして、請求項１に記載の発明は、前記エンジンの再始動要求タイミングでのエンジン回転速度を始動要求時回転速度として検出する要求時回転速度検出手段と、前記エンジンの再始動要求後エンジン回転速度が上昇に転じたタイミングでのエンジン回転速度を上昇時回転速度として検出する上昇時回転速度検出手段と、前記始動要求時回転速度と、予め定めた許容下限値よりも高回転側に設定され前記始動装置の作動要否を判定するためのしきい値である始動判定値との比較結果に基づいて前記エンジンを前記始動装置により始動するか、又は前記エンジンの燃焼制御の再開により前記エンジンを始動する始動制御手段と、前記始動判定値を、過去のエンジン再始動における前記上昇時回転速度と前記許容下限値とに基づいて変更する判定値変更手段と、を備えることを特徴とする。

要するに、エンジンの自動停止再始動制御において、始動装置の劣化や電力消費を抑制する観点からすると、始動装置の作動頻度をできるだけ少なくするのが望ましい。そのため、始動装置の作動要否を判定するしきい値としての始動判定値は、始動装置の作動なしで確実にエンジン再始動できる範囲においてできるだけ低回転側に設けるのが望ましい。ここで、過去のエンジン再始動において、実際の始動タイミングにおけるエンジン回転速度の下限値として予め定めた許容下限値よりも、同タイミングでの計測値（上昇時回転速度）の方が大きかった場合には、始動判定値を低回転側に変更することが可能であり、その変更により始動装置が作動されにくくなると考えられる。

その点に鑑み、本発明では、過去のエンジン再始動時の上昇時回転速度と許容下限値との履歴に基づいて始動判定値を変更する。つまり、そのエンジンにおいて、許容下限値に対して上昇時回転速度に余裕があれば、その余裕分を上限として始動判定値を低回転側に変更する。また逆に、上昇時回転速度が許容下限値を下回った場合には、始動判定値を高回転側に変更する。これにより、始動判定値を、そのエンジンに応じて適切な値に設定することができ、ひいては必要なときに始動装置を作動させるとともに、必要でないのに始動装置が作動されるのを抑制することができる。

エンジン回転速度の変化に対する回転エネルギの変化量はエンジン回転速度に応じて異なり、高回転側ほど、エンジン回転速度の変化に対するエネルギ変化量が大きくなる。その点に鑑み、請求項２に記載の発明は、前記判定値変更手段が、前記上昇時回転速度に基づき算出される回転エネルギと前記許容下限値に基づき算出される回転エネルギとの偏差に基づいて前記始動判定値を変更する。この構成によれば、許容下限値に対する上昇時回転速度の余裕分を回転エネルギに置き換え、その余裕分のエネルギに基づいて始動判定値を変更するため、始動判定値の算出精度を高めることができる。

エンジン再始動要求タイミングでのエンジン回転速度（始動要求時回転速度）と始動判定値との差が大きいほど、許容下限値に対する上昇時回転速度の余裕分が見かけ上大きくなる。すなわち、許容下限値と上昇時回転速度との差分が同じであれば、始動要求時回転速度と始動判定値との差が大きいほど、許容下限値に対する上昇時回転速度の実際の余裕分が小さいと言える。その点に鑑み、請求項３に記載の発明は、前記判定値変更手段が、過去のエンジン再始動時の前記始動要求時回転速度と前記始動判定値との関係に応じて前記許容下限値に対する前記上昇時回転速度の余裕分を算出し、該余裕分に応じて前記始動判定値を変更する。こうすることで、エンジン回転速度の落ち込みタイミングでの実際の余裕分を正確に算出することができ、結果として始動判定値の設定をより適正に行うことができる。

エンジン始動要求が行われてから燃焼開始によりエンジン回転速度が上昇側に転じるまでに生じるエンジン回転速度の落ち込み量（回転落込量）は、エンジンの個体差だけでなく、エンジン再始動要求タイミングでのエンジン出力軸の回転角度（クランク角度）に応じて異なると考えられる。これは、エンジンの再始動要求後に燃焼が行われる気筒において、再始動要求タイミングのクランク角度が異なると、その始動要求から燃焼開始までの期間の長さが相違するからである。

その点に鑑み、請求項４に記載の発明は、前記エンジンの再始動要求タイミングでの前記出力軸の回転位置に対応づけて前記始動判定値を記憶する第１の記憶手段を備え、前記判定値変更手段が、前記再始動要求タイミングでの前記出力軸の回転位置に応じて前記第１の記憶手段から前記始動判定値を読み出し、該読み出した前記始動判定値を変更する。この構成によれば、始動判定値を、エンジン再始動要求タイミングでのクランク角度ごとに、その回転落込量に応じた適正な値に設定することができる。また、エンジン再始動要求タイミングでのクランク角度ごとに過去の履歴に基づく始動判定値の変更を実施することにより、クランク角度に応じてエンジン個体差による始動判定値への影響度合いが異なる場合であっても、その影響度合いの差異によることなく始動判定値を適正な値に設定することができる。

また、回転落込量は、例えば気筒の圧縮負荷、エンジンフリクション、出力軸の回転負荷といったエンジン又はエンジン駆動補機の運転状態に応じて異なる。その点に鑑み、請求項５に記載の発明は、前記エンジンの再始動要求タイミングでの該エンジン又はエンジン駆動補機の運転状態に対応づけて前記始動判定値を記憶する第２の記憶手段を備え、前記判定値変更手段が、前記再始動要求タイミングでの前記エンジン又はエンジン駆動補機の運転状態に応じて前記第２の記憶手段から前記始動判定値を読み出し、該読み出した前記始動判定値を変更する。この構成によれば、始動判定値を、エンジン再始動要求タイミングでのエンジン又はエンジン駆動補機の運転状態に応じて適切な値に設定することができる。また、エンジン再始動要求タイミングのエンジン運転状態等ごとに過去の履歴に基づく始動判定値の変更を実施することにより、エンジン運転状態等に応じてエンジン個体差による始動判定値への影響度合いが異なる場合であっても、その影響度合いの差異によることなく始動判定値を適正な値に設定することができる。

上述したように、エンジンの高回転側では、低回転側に比べてエンジン回転速度の変化に対するエネルギ変化量が大きくなる。したがって、始動判定値に対し比較的高回転でエンジン再始動要求があったときの履歴を用いて始動判定値を変更すると、始動判定値の算出誤差が大きくなることが考えられる。したがって、請求項６に記載の発明のように、前記判定値変更手段が、前記要求時回転速度が前記始動判定値を含む所定の低回転範囲内のときの前記上昇時回転速度を用いて前記始動判定値を変更する構成とするとよい。

エンジン制御システムの全体概略を示す構成図。 再始動要求があった場合のエンジン回転速度の推移を示すタイムチャート。 異なるエンジンでのエンジン回転速度の推移を示すタイムチャート。 始動判定値の算出方法を説明するためのタイムチャート。 履歴保存処理の処理手順を示すフローチャート。 学習範囲を示す図。 判定値学習処理の処理手順を示すフローチャート。

以下、本発明を具体化した実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、車載多気筒ガソリンエンジンを対象にエンジン制御システムを構築するものとしている。当該制御システムにおいては、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢として燃料噴射量の制御や点火時期の制御、アイドルストップ制御等を実施する。このエンジン制御システムの全体概略を示す構成図を図１に示す。

図１に示すエンジン１０において、吸気管１１（吸気通路）の最上流部にはエアクリーナ１２が設けられ、エアクリーナ１２の下流側には吸入空気量を検出するためのエアフロメータ１３が設けられている。エアフロメータ１３の下流側には、ＤＣモータ等のスロットルアクチュエータ１５によって開度調節されるスロットルバルブ１４が設けられている。スロットルバルブ１４の開度（スロットル開度）は、スロットルアクチュエータ１５に内蔵されたスロットル開度センサにより検出される。

スロットルバルブ１４の下流側にはサージタンク１６が設けられ、このサージタンク１６には、吸気管圧力を検出するための吸気管圧力センサ１７が設けられている。また、サージタンク１６には、エンジン１０の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１８が接続されており、吸気マニホールド１８において各気筒の吸気ポート近傍には燃料を噴射供給する電磁駆動式の燃料噴射弁１９が取り付けられている。

エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートには、それぞれ吸気バルブ２１及び排気バルブ２２が設けられている。この吸気バルブ２１の開動作により空気と燃料との混合気が燃焼室２３内に導入され、排気バルブ２２の開動作により燃焼後の排ガスが排気管２４（排気通路）に排出される。

エンジン１０のシリンダヘッドには気筒毎に点火プラグ２７が取り付けられている。点火プラグ２７には、点火コイル等よりなる点火装置（図示略）を通じて、所望とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ２７の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室２３内に導入した混合気が着火され燃焼に供される。

本システムには、スタータ３７や交流発電機３９、空調装置（エアコン）２５といった補機類が各種設けられている。スタータ３７は、バッテリ３８と電気的に接続されており、ＥＣＵ４０からの指令信号に基づきバッテリ３８から電力が供給されることでクランキングを開始してエンジン１０を始動させる。交流発電機３９は、エンジン１０の出力軸としてのクランク軸３５の回転に伴い交流電圧を誘起する。また、エアコン２５は、エアコンスイッチがオンされた場合に図示しないコンプレッサがエンジン１０により駆動され、これにより車内の空調を行う。

その他、本システムには、エンジン冷却水温を検出する冷却水温センサ３４や、エンジン２０の所定クランク角毎に（例えば３０°ＣＡ周期で）矩形状のクランク角信号を出力することによりクランク軸３５の回転位置（クランク角度）を検出するクランク角度センサ３６、車両速度を検出する車速センサ３２などが取り付けられている。冷却水温センサ３４からのエンジン冷却水温、クランク角度センサ３６からのクランク角度及びその検出値に基づき算出されるエンジン回転速度Ｎｅ、車速センサ３２からの車速等といったエンジン１０の運転状態を検出する各種センサからの信号は、電子制御ユニット４０（以下、ＥＣＵ４０という）に入力される。

ＥＣＵ４０は、周知の通りＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）４１を主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、都度のエンジン運転状態に応じてエンジン１０の各種制御を実施する。すなわち、ＥＣＵ４０のマイコン４１は、前述した各種センサなどから各々検出信号を入力し、それらの各種検出信号に基づいて燃料噴射量や点火時期等を演算して燃料噴射弁１９や点火装置の駆動を制御したり、あるいはアイドルストップ制御を実施したりする。

アイドルストップ制御についてマイコン４１は、所定のエンジン停止条件が成立した場合に燃料噴射及び点火を停止してエンジン１０の自動停止を行う。また、エンジン停止中に所定のエンジン始動条件が成立した場合に、スタータ３７によるクランキングによりエンジン１０に初期回転を付与するとともに、燃料噴射及び点火を再開してエンジン１０の自動再始動を行う。ここで、エンジン停止条件としては、例えばアクセルオフであること、ブレーキオンであること、車速が所定車速以下（例えば２０ｋｍ／ｈ以下）であること等とする。また、エンジン始動条件としては、例えばアクセルオンであること、ブレーキオフであること等とする。

また、本実施形態では、車両停止中だけでなく車両減速中においてもアイドルストップ制御を実施する。具体的には、例えば中高速走行時にブレーキが踏み込まれて燃料カット制御に移行した場合、燃料供給の停止に伴い車両が次第に減速していく。そして、車速がエンジン停止の許可車速以下になったこと、ブレーキオンであること等を条件にエンジン１０の自動停止を実施する。

ここで、アイドルストップ制御において、エンジン１０の停止要求が生じた後、エンジン１０が完全停止する前に（エンジン回転速度Ｎｅがゼロになる前に）エンジン１０の再始動要求が行われることがある。特に、車両減速中にアイドルストップ制御を実施する車両では、車両停止中にのみ同制御を実施する車両に比べ、エンジン回転速度Ｎｅがゼロになる前にエンジン自動停止及び再始動が行われる可能性が高くなると考えられる。本システムでは、エンジン再始動を実施するのにあたり、その再始動時のエンジン回転速度Ｎｅに応じてエンジン１０の始動態様を決定している。

具体的には、エンジン１０の始動要求時のエンジン回転速度Ｎｅが所定値（始動判定値Ｎｅｔｈ）よりも低い場合には、スタータ３７を駆動させてクランク軸３５に回転力を付与することでエンジン始動を行う。一方、始動要求時のエンジン回転速度Ｎｅが始動判定値Ｎｅｔｈ以上の場合にはスタータ３７を作動させず、燃料供給の再開により（自立復帰により）エンジン始動を行う。

ここで、始動判定値Ｎｅｔｈについて本実施形態では、エンジン１０の始動要求が行われてから燃焼開始によりエンジン回転速度Ｎｅが上昇に転じるまでに時間遅れが生じることに鑑み、その遅れ時間で生じるエンジン回転速度Ｎｅの低下分（回転落込量ΔＮＥ）を考慮して設定してある。

図２は、エンジン再始動要求があった場合のエンジン回転速度Ｎｅの推移を示すタイムチャートである。なお、図２では、自立復帰によりエンジン再始動が実施された場合を想定している。

図２において、エンジン１０の停止要求後であってエンジン回転速度Ｎｅがゼロになる前のタイミングｔ１１でエンジン１０の再始動要求が行われた場合、その再始動要求に伴い燃料供給が再開されるものの、初回の燃焼（初爆）が実際に実施されるタイミングｔ１２までの遅れ時間ＴＡではエンジン回転速度Ｎｅの低下が継続され、同時間ＴＡにおいて回転落込量ΔＮＥだけ低下する。そこで本実施形態では、スタータ３７の作動なしでのエンジン再始動を許容するエンジン回転速度の下限値として予め定めた許容下限値Ｎｅｌｏｗｍｉｎに対し、エンジン再始動要求後におけるエンジン回転速度Ｎｅの落ち込み分を予め上乗せしておき、これを始動判定値Ｎｅｔｈとしてある。

なお、許容下限値Ｎｅｌｏｗｍｉｎは、燃焼開始に伴う振動や燃焼開始時におけるもたつき感を抑制する観点から定めた値であり、例えば５０〜１００ｒｐｍとする。

ところで、遅れ時間ＴＡでの回転落込量ΔＮＥは種々の要因によって変動し、その要因の一つとして、エンジン１０の製造ばらつきや経時変化等により生じるエンジン１０の個体差が挙げられる。具体的には、例えば図３に示すように、エンジン再始動要求タイミングｔ２１においてエンジン回転速度Ｎｅが始動判定値Ｎｅｔｈを下回っている場合、あるエンジン（エンジンＡ）では、図中の一点鎖線で示すように、タイミングｔ２１以降での回転落込量ΔＮＥＡが大きく、スタータ３７の作動によりエンジン回転速度Ｎｅの低下が停止されたタイミングｔ２２においてエンジン回転速度Ｎｅが許容下限値Ｎｅｌｏｗｍｉｎを下回っている。一方、別のエンジン（エンジンＢ）では、エンジンＡと同じ条件であっても、図中の実線で示すように、その後の回転落込量ΔＮＥＢが小さく、タイミングｔ２２においてエンジン回転速度Ｎｅが許容下限値Ｎｅｌｏｗｍｉｎを下回らないことが考えられる。この場合、エンジンＢでは、タイミングｔ２２でのエンジン回転速度ＮｅＢと許容下限値Ｎｅｌｏｗｍｉｎとの関係において、回転速度ＮｅＢが許容下限値Ｎｅｌｏｗｍｉｎよりも大きいにもかかわらず、スタータ３７によるエンジン再始動が実施される。つまり、スタータ３７の作動が必要でないにもかかわらずスタータ３７が作動され、その結果、スタータ３７の磨耗が促進されたり電力消費が多くなったりすることが考えられる。

上記問題に対し、本発明者らは、エンジンごとの回転落込量ΔＮＥの差異を過去の記録（履歴）に基づき学習することとし、具体的には、自立復帰によるエンジン再始動の過去の実施において、エンジン回転速度Ｎｅが上昇に転じたタイミングでのエンジン回転速度である上昇時回転速度Ｎｅｍｉｎが許容下限値Ｎｅｌｏｗｍｉｎよりも大きい場合、当該エンジン１０では、許容下限値Ｎｅｌｏｗｍｉｎに対する上昇時回転速度Ｎｅｍｉｎの余裕分を上限として始動判定値Ｎｅｔｈを低回転側に変更できると考え、本発明を完成するに至った。

すなわち、本実施形態では、過去のエンジン再始動における上昇時回転速度Ｎｅｍｉｎと許容下限値Ｎｅｌｏｗｍｉｎに基づいて始動判定値Ｎｅｔｈを変更する。具体的には、エンジン回転速度Ｎｅがゼロになる前にエンジン再始動要求があり、かつ自立復帰によるエンジン再始動を行った場合の上昇時回転速度Ｎｅｍｉｎ及び許容下限値ＮｅｌｏｗｍｉｎをＮｅ履歴情報として予め記憶しておき、その履歴情報に基づいて始動判定値Ｎｅｔｈの学習を行う。これにより、エンジン個体差を要因とする回転落込量ΔＮＥの差異を始動判定値Ｎｅｔｈに反映させるようにする。

始動判定値Ｎｅｔｈの学習に際し、特に本実施形態では、エンジン回転速度Ｎｅに応じて回転エネルギＥｒが異なることに着目し、エンジン回転速度Ｎｅの余裕分を回転エネルギＥｒに置き換え、その回転エネルギＥｒに基づいて始動判定値Ｎｅｔｈを算出する。これにより、過去のエンジン再始動時のＮｅ履歴情報に基づき算出される始動判定値Ｎｅｔｈの算出精度を高めている。

始動判定値Ｎｅｔｈの具体的な算出方法を以下説明する。図４は、始動判定値Ｎｅｔｈの算出方法を説明するためのタイムチャートである。なお、図４では、エンジン再始動要求が始動判定値Ｎｅｔｈよりも大きいエンジン回転速度でなされ、かつ再始動要求後エンジン回転速度Ｎｅが上昇に転じるタイミング（Ｎｅ落ち込み点）の回転速度である上昇時回転速度Ｎｅｍｉｎが許容下限値Ｎｅｌｏｗｍｉｎよりも大きい場合を想定している。

図４において、Ｎｅ落ち込み点（図中のＡ点）での回転エネルギの余裕分ΔＥｍａｒｇｉｎｅは下記式（１）で表される。

但し、式（１）中のＩはエンジン１０の慣性モーメントを示す。

また、図４ではエンジン再始動要求が始動判定値Ｎｅｔｈよりも大きいエンジン回転速度Ｎｅでなされた場合を想定しているから、エンジン１０の再始動要求タイミング（図中のＢ点）において始動判定値Ｎｅｔｈで再始動要求があった場合には、Ｎｅ落ち込み点（Ａ）での回転エネルギが、下記式（２）で表される量だけ低下する。

したがって、Ｎｅ落ち込み点（Ａ）では、回転エネルギＥｒの実際の余裕分（実余裕エネルギ）ΔＥｎｅｎｅｗとして、下記式（３）で表される量が存在する。

つまり、Ｎｅ落ち込み点（Ａ）での回転エネルギが、今現在の値よりもΔＥｎｅｎｅｗだけ低い場合であっても、スタータ３７の作動なしでエンジン再始動を行うことが可能と言える。これらを考慮すると、学習後の始動判定値Ｎｅｎｅｗは下記式（４）で表すことができる。

上記考えを基に本実施形態では、以下に示す履歴保存処理及び判定値学習処理を実施している。このうち、履歴保存処理は、エンジン回転速度Ｎｅがゼロになる前にエンジン再始動要求があり、かつその再始動が自立復帰により行われた場合に、そのときのエンジン再始動要求タイミングでの回転速度（再始動要求回転速度Ｎｅｓｔａｒｔ）及びＮｅ落ち込み点での回転速度（上昇時回転速度Ｎｅｍｉｎ）をＮｅ履歴情報として記憶・保存する処理である。一方、判定値学習処理は、履歴保存処理にて保存されたＮｅ履歴情報を用いて始動判定値Ｎｅｔｈの再設定を行う処理である。

まず、履歴保存処理について説明する。図５は、履歴保存処理の処理手順を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ４０のマイコン４１により所定周期毎に実行される。

図５において、まずステップＳ１０では、再始動フラグＦｓｔａが値１か否かを判定する。再始動フラグＦｓｔａは、エンジン自動停止の実行開始後にエンジン始動条件が成立したことを示すフラグであり、同条件が成立した場合に値１にセットされる。再始動フラグＦｓｔａが値０であることを条件にステップＳ１１へ進む。

ステップＳ１１では、エンジン１０の自動停止要求に伴いエンジン自動停止の実行中か否かを判定し、ステップＳ１２で、エンジン始動条件が成立したか否かを判定する。ステップＳ１１及びステップＳ１２で肯定判定された場合、ステップＳ１３へ進み、再始動フラグＦｓｔａに値１をセットする。また、ステップＳ１４で、エンジン始動条件成立時にクランク角度センサ３６の検出値に基づき算出されるエンジン回転速度Ｎｅ（始動要求時回転速度Ｎｅｓｔａｒｔ）が始動判定値Ｎｅｔｈよりも大きいか否かを判定する。始動要求時回転速度Ｎｅｓｔａｒｔが始動判定値Ｎｅｔｈよりも大きい場合、つまりエンジン回転速度Ｎｅがゼロになる前にエンジン再始動要求があり、かつ自立復帰によるエンジン再始動を実施した場合にはステップＳ１５へ進み、始動要求時回転速度Ｎｅｓｔａｒｔが所定の学習範囲Ｓ１内にあるか否かを判定する。

ここで、所定の学習範囲Ｓ１は、Ｎｅ履歴情報に基づく始動判定値Ｎｅｔｈの学習を許可する回転速度として予め定めた範囲であり、本実施形態では、例えば図６に示すように、始動判定値Ｎｅｔｈの現在値を下限とする回転速度変化幅αの領域を学習範囲Ｓ１に設定してある。これは、始動判定値Ｎｅｔｈに対して十分に高回転側では、回転速度Ｎｅの変化量に対する回転エネルギＥｒの変化量ΔＥｒがＮｅｔｈ近傍の回転速度域よりも大きいため、比較的高回転でエンジン再始動要求があったときの履歴を用いて始動判定値Ｎｅｔｈの学習を実施すると、始動判定値Ｎｅｔｈの算出誤差が大きくなるからである。

また、本実施形態では、図６に示すように、エンジン１０の再始動後最初の燃焼気筒（初爆が行われる気筒）における点火までのクランク回転角度ΔＣＡに対応づけて始動判定値Ｎｅｔｈを記憶しており、これに伴い学習範囲Ｓ１を、最初の燃焼気筒における点火までの回転角度に応じて可変に設定してある。

最初の燃焼気筒における点火までのクランク回転角度に対応づけて始動判定値Ｎｅｔｈを記憶しておくのは以下の理由からである。上述したように、エンジン１０の再始動要求タイミングから燃焼開始によりエンジン回転速度ＮＥが上昇側に転じるまでに生じるエンジン回転速度の落ち込み量ΔＮＥは種々の要因によって変動する。その要因として、エンジン個体差以外に、エンジン再始動後最初の燃焼気筒において、エンジン再始動要求があったときのクランク角度から同気筒の最初の点火タイミングまでのクランク軸３５の回転角度（クランク回転角度）ΔＣＡの差異が含まれる。これは、点火タイミングまでのクランク回転角度が大きいほど遅れ時間ＴＡが長くなり、結果として回転落込量ΔＮＥが大きくなるからである。なお、再始動時の点火タイミングが固定であれば、エンジン再始動要求時のクランク角度が進角側ほど遅れ時間ＴＡが長くなり回転落込量ΔＮＥが大きくなる。したがって、本実施形態では、エンジン再始動後最初の燃焼気筒における点火タイミングまでのクランク回転角度ΔＣＡが大きいほど（エンジン再始動要求時のクランク角度が進角側ほど）、始動判定値Ｎｅｔｈを大きく設定し、かつ学習範囲Ｓ１を高回転側に設定してある。

なお、エンジン再始動後最初の燃焼気筒とは、エンジン再始動要求後最初に燃料噴射が可能とされる気筒であり、例えばエンジン再始動要求時のクランク角度ＣＡｓｔａｒｔが吸気上死点前の所定回転角度内にある気筒をいう。

図５の説明に戻り、始動要求時回転速度Ｎｅｓｔａｒｔが所定の学習範囲Ｓ１内にある場合にはステップＳ１５で肯定判定がなされ、ステップＳ１６へ進み、以下に示す判定値学習処理により今回のエンジン再始動の履歴を用いて始動判定値Ｎｅｔｈの学習を行うべく、そのときの始動要求時回転速度Ｎｅｓｔａｒｔを例えばＥＣＵ４０の所定場所に記憶する。併せて、エンジン再始動後最初の燃焼気筒におけるエンジン再始動要求タイミングでのクランク角度ＣＡｓｔａｒｔを記憶する。

その後、ステップＳ１７で、エンジン回転速度Ｎｅが上昇に転じたか否かを判定し、上昇に転じた場合にはステップＳ１８へ進み、エンジン回転速度Ｎｅが上昇に転じたタイミングでのエンジン回転速度Ｎｅとしての上昇時回転速度Ｎｅｍｉｎをクランク角度センサ３６の検出値に基づき算出し、同値を始動要求時回転速度Ｎｅｓｔａｒｔに対応する場所に記憶する。また、始動時フラグＦｓｔａを値０にリセットする。

なお、本実施形態では、自立復帰によるエンジン再始動が成功したか失敗したかに関わらず、そのときのＮｅ履歴情報を記憶するとともに、今回記憶したＮｅ履歴情報が、自立復帰によるエンジン再始動成功時のものか失敗時のものかを併せて記憶する。つまり、始動要求時回転速度Ｎｅｓｔａｒｔが始動判定値Ｎｅｔｈ以上であったにもかかわらず自立復帰によるエンジン再始動の際にエンジンストール（エンスト）した場合、始動要求時回転速度Ｎｅｓｔａｒｔが学習範囲Ｓ１内にあればそのときのＮｅ履歴情報を記憶し、同情報に基づいて以下の判定値学習処理により始動判定値Ｎｅｔｈを再設定する。

次に、判定値学習処理について説明する。図７は、判定値学習処理の処理手順を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ４０のマイコン４１により所定周期毎に実行される。

図７において、まずステップＳ２０では、始動判定値Ｎｅｔｈの学習タイミングか否かを判定する。本実施形態では、上記の履歴保存処理にてＮｅ履歴情報を記憶した場合に学習タイミングと判定する。始動判定値Ｎｅｔｈの学習タイミングであればステップＳ２１へ進み、記憶したＮｅ履歴情報（Ｎｅｓｔａｒｔ，Ｎｅｍｉｎ）及びＣＡｓｔａｒｔを読み出す。

ステップＳ２２では、Ｎｅ落ち込み点での回転エネルギの余裕分である実余裕エネルギΔＥｎｅｎｅｗを上記式（１）〜式（３）を用いて算出する。また、ステップＳ２３では、算出した実余裕エネルギΔＥｎｅｎｅｗの正負を判定する。実余裕エネルギΔＥｎｅｎｅｗが正の値の場合にはステップＳ２４へ進み、読み出したデータ（Ｎｅｓｔａｒｔ，Ｎｅｍｉｎ，ＣＡｓｔａｒｔ）が再始動成功時のデータか、あるいは失敗時のデータかを判定する。再始動成功時のデータであれば、ステップＳ２５へ進み、読み出した各値に基づいて学習値Ｎｅｎｅｗを算出する。

学習値Ｎｅｎｅｗの算出について本実施形態では、上記式（４）を簡略化した下記の式（５）に基づいて算出する。

あるいは、下記式（６）又は式（７）により学習値Ｎｅｎｅｗを算出してもよい。

但し、式（５）〜（７）中のＫａ，Ｋｂ，Ｋｃはゲインを示す。

一方、読み出したデータが再始動失敗時のデータであれば、ステップＳ２６へ進み、現在の始動判定値Ｎｅｔｈに所定値βを加えた値を学習値Ｎｅｎｅｗとする。なお、所定値βは一定値としてもよいし、あるいは上昇時回転速度Ｎｅｍｉｎと許容下限値Ｎｅｌｏｗｍｉｎとの差分や、実余裕エネルギΔＥｎｅｎｅｗに応じて可変にしてもよい。

ステップＳ２７では、始動判定値Ｎｅｔｈを算出した学習値Ｎｅｎｅｗで更新する。更新に際し本実施形態では、始動判定値Ｎｅｔｈの学習を始動要求タイミングでのクランク角度ＣＡｓｔａｒｔごとに個別に実施している。具体的には、クランク角度を所定角度ごとに複数領域に分割しておき、学習値Ｎｅｎｅｗの算出に用いたＮｅ履歴情報に関連するクランク角度ＣＡｓｔａｒｔを含む領域の始動判定値Ｎｅｔｈを、算出した学習値Ｎｅｎｅｗで更新する。

以上詳述した本実施形態によれば、次の優れた効果を有する。

エンジン回転速度Ｎｅがゼロになる前にエンジン再始動要求があり、かつ自立復帰によるエンジン再始動が実施された場合に、その再始動時の再始動要求回転速度Ｎｅｓｔａｒｔ及び上昇時回転速度ＮｅｍｉｎをＮｅ履歴情報として記憶し、その記憶したＮｅ履歴情報に基づいて始動判定値Ｎｅｔｈの学習を実施する構成としたため、始動判定値Ｎｅｔｈをエンジン１０に応じて適切な値に設定することができる。したがって、エンジン再始動時における始動態様をその再始動タイミングでのエンジン回転速度Ｎｅｓｔａｒｔに応じて適正に定めることができる。その結果、必要なときにスタータ３７を駆動させるとともに、必要でないのにスタータ３７が駆動されるのを抑制することができる。

許容下限値Ｎｅｌｏｗｍｉｎに対する上昇時回転速度Ｎｅｍｉｎの余裕分を実余裕エネルギΔＥｎｅｎｅｗとして表し、その実余裕エネルギΔＥｎｅｎｅｗに基づいて始動判定値Ｎｅｔｈの学習を実施する構成としたため、始動判定値Ｎｅｔｈの算出精度を高めることができる。

実余裕エネルギΔＥｎｅｎｅｗを、上昇時回転速度Ｎｅｍｉｎと許容下限値Ｎｅｌｏｗｍｉｎとの関係に基づき算出される回転エネルギΔＥｍａｉｇｉｎｅから、始動要求時回転速度Ｎｅｓｔａｒｔと始動判定値Ｎｅｔｈとの関係に基づき算出される回転エネルギΔＥｓｔｒｔｒｅｑを差し引くことにより算出したため、エンジン回転速度Ｎｅの落ち込み点における実際の余裕分を正確に算出することができる。

エンジン１０の再始動後最初の燃焼気筒における点火までのクランク回転角度ΔＣＡ（再始動時における点火タイミングが固定であればエンジン再始動要求タイミングでのクランク角度ＣＡｓｔａｒｔ）に応じて始動判定値Ｎｅｔｈを可変に設定する構成としたため、エンジン再始動要求タイミングでのクランク角度ＣＡｓｔａｒｔの差異に起因する回転落込量ΔＮＥの差異に応じて始動判定値Ｎｅｔｈを設定することができる。

Ｎｅ履歴情報に基づく始動判定値Ｎｅｔｈの学習を、エンジン再始動後最初の燃焼気筒におけるエンジン再始動要求タイミングでのクランク角度ＣＡｓｔａｒｔごとに個別に実施する構成としたため、始動判定値Ｎｅｔｈをクランク角度ＣＡｓｔａｒｔに応じた適正な値にすることができる。また、回転落込量ΔＮＥにおいて、クランク角度ＣＡｓｔａｒｔごとにエンジン個体差による影響度合いが異なる場合に、その影響度合いの差異によることなく各クランク角度ＣＡｓｔａｒｔの始動判定値を設定することができる。

始動要求時回転速度Ｎｅｓｔａｒｔが所定の学習範囲Ｓ１内にある場合にＮｅ履歴情報に基づく始動判定値Ｎｅｔｈの学習を実施する構成としたため、始動判定値Ｎｅｔｈの算出誤差が小さくなり、結果として始動判定値Ｎｅｔｈの学習精度を高めることができる。

自立復帰によるエンジン再始動が失敗した場合についても始動判定値Ｎｅｔｈの学習を実施する構成としたため、始動判定値Ｎｅｔｈを高回転側に変更することができる。これにより、自立復帰によるエンジン再始動が実施されにくくなり、スタータ３７の作動を必要とするときにスタータ３７の作動を確実に実施させることができる。

（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。

・再始動要求タイミングでのエンジン１０又はエンジン駆動補機の運転状態に対応づけて始動判定値Ｎｅｔｈを記憶する構成とし、Ｎｅ履歴情報に基づく始動判定値Ｎｅｔｈの学習を、再始動要求時のエンジン運転状態等に応じて個別に実施する。ここで、回転落込量ΔＮＥは、エンジン個体差やエンジン再始動要求タイミングでのクランク角度ＣＡｓｔａｒｔの他に、例えば気筒の圧縮負荷、エンジンフリクション、出力軸としてのクランク軸３５の回転負荷といったエンジン１０又はエンジン駆動補機の運転状態に応じて異なる。したがって、エンジン運転状態等に対応づけて始動判定値Ｎｅｔｈを設定するとよい。また、過去のエンジン再始動時のＮｅ履歴情報を用いて始動判定値Ｎｅｔｈの学習を行う際には、エンジン再始動要求時のエンジン運転状態等ごとに実施するとよい。これにより、始動判定値Ｎｅｔｈをより適正な値にすることができる。

なお、気筒の圧縮負荷の判定は、例えばスロットル開度センサにより検出されるスロットル開度や、吸気管圧力センサ１７により検出される吸気管圧力に基づいて行う。また、エンジンフリクションの判定は、例えば冷却水温センサ３４により検出されるエンジン冷却水温に基づいて行う。クランク軸３５の回転負荷の判定は、例えばエアコン２５や交流発電機３９の駆動状態に基づいて行う。

・図７のステップＳ２７で始動判定値Ｎｅｔｈを学習値Ｎｅｎｅｗで更新する場合、現在の始動判定値Ｎｅｔｈから学習値Ｎｅｎｅｗの変更を段階的に行う構成とする。具体的には、例えばエンジン再始動条件が成立する毎に所定値Ｎｅ１ずつ始動判定値Ｎｅｔｈを低回転側又は高回転側に変更することで、始動判定値Ｎｅｔｈを徐々に学習値Ｎｅｎｅｗに変更する。こうすることにより、過去のエンジン再始動に関するＮｅ履歴情報の信憑性が低い場合に、そのＮｅ履歴情報に基づいて始動判定値Ｎｅｔｈが大きく変更されるのを回避することができる。

・履歴保存処理でＮｅ履歴情報を記憶し、判定値学習処理でその記憶したＮｅ履歴情報に基づいて実余裕エネルギΔＥｎｅｎｅｗを算出し、更に学習値Ｎｅｎｅｗを算出する構成としたが、履歴保存処理で実余裕エネルギΔＮｅｎｅｗを算出してこれを記憶し、判定値学習処理でその記憶した実余裕エネルギΔＥｎｅｎｅｗを用いて学習値Ｎｅｎｅｗを算出する構成としてもよい。

・Ｎｅ履歴情報に基づく始動判定値Ｎｅｔｈの学習を気筒別に実施する構成とする。具体的には、エンジン再始動要求がなされた場合、その再始動後最初の燃焼気筒となる気筒が都度異なることに鑑み、気筒ごとに始動判定値Ｎｅｔｈを記憶する構成とする。そして、再始動後最初の燃焼気筒になった気筒に対応する始動判定値Ｎｅｔｈを学習値Ｎｅｎｅｗで更新する。

・履歴保存処理にてＮｅ履歴情報を記憶した場合を学習タイミングとし、同タイミングで判定値学習処理による始動判定値Ｎｅｔｈの学習を実施する構成としたが、学習タイミングは特に限定しない。例えば、履歴保存処理によるＮｅ履歴情報の記憶が複数回実行された場合を学習タイミングとし、それらの複数のＮｅ履歴情報に基づいて判定値学習処理による始動判定値Ｎｅｔｈの学習を実施する構成とする。このとき、例えばそれぞれのＮｅ履歴情報に基づいて実余裕エネルギΔＥｎｅｎｅｗを算出し、その平均値により学習値Ｎｅｎｅｗを算出してもよい。

・エンジン再始動要求後のエンジン回転速度Ｎｅの落ち込み点におけるエンジン回転速度Ｎｅの余裕分を回転エネルギで表し、その回転エネルギ（実余裕エネルギΔＮｅｎｅｗ）に基づいて始動判定値Ｎｅｔｈの学習を行う構成としたが、エンジン再始動要求後のエンジン回転速度Ｎｅの落ち込み点におけるエンジン回転速度Ｎｅの余裕分をエンジン回転速度で表し、そのエンジン回転速度に基づいて始動判定値Ｎｅｔｈの学習を行う構成とする。具体的には、上昇時回転速度Ｎｅｍｉｎと許容下限値Ｎｅｌｏｗｍｉｎとの差分（Ｎｅｍｉｎ−Ｎｅｌｏｗｍｉｎ）から、更に始動要求時回転速度Ｎｅｓｔａｒｔと始動判定値Ｎｅｔｈとの差分（Ｎｅｓｔａｒｔ−Ｎｅｔｈ）を差し引くことでＮｅ落ち込み点における実余裕分を算出し、その実余裕分を現在の始動判定値Ｎｅｔｈから差し引いた値を学習値Ｎｅｎｅｗとする。

・燃料噴射方式がポート式のエンジン１０について説明したが、直噴式エンジンやディーゼルエンジンに本発明を適用してもよい。

１０…エンジン、３５…クランク軸（出力軸）、３６…クランク角度センサ、３７…スタータ（始動装置）、４０…ＥＣＵ（要求時回転速度検出手段、上昇時回転速度検出手段、始動制御手段、判定値変更手段、第１の記憶手段、第２の記憶手段）。

Claims (6)

1. エンジンの出力軸に初期回転を付与する始動装置を備えるエンジンに適用され、
   所定の自動停止条件が成立した場合に前記エンジンを自動停止し、前記エンジンの自動停止中に所定の始動条件が成立した場合に前記エンジンを再始動するエンジン停止始動制御装置であって、
   前記エンジンの再始動要求タイミングでのエンジン回転速度を始動要求時回転速度として検出する要求時回転速度検出手段と、
   前記エンジンの再始動要求後エンジン回転速度が上昇に転じたタイミングでのエンジン回転速度を上昇時回転速度として検出する上昇時回転速度検出手段と、
   前記始動要求時回転速度と、予め定めた許容下限値よりも高回転側に設定され前記始動装置の作動要否を判定するためのしきい値である始動判定値との比較結果に基づいて前記エンジンを前記始動装置により始動するか、又は前記エンジンの燃焼制御の再開により前記エンジンを始動する始動制御手段と、
   前記始動判定値を、過去のエンジン再始動における前記上昇時回転速度と前記許容下限値とに基づいて変更する判定値変更手段と、
   を備えることを特徴とするエンジン停止始動制御装置。
2. 前記判定値変更手段は、前記上昇時回転速度に基づき算出される回転エネルギと前記許容下限値に基づき算出される回転エネルギとの偏差に基づいて前記始動判定値を変更する請求項１に記載のエンジン停止始動制御装置。
3. 前記判定値変更手段は、過去のエンジン再始動時の前記始動要求時回転速度と前記始動判定値との関係に応じて前記許容下限値に対する前記上昇時回転速度の余裕分を算出し、該余裕分に応じて前記始動判定値を変更する請求項１又は２に記載のエンジン停止始動制御装置。
4. 前記エンジンの再始動要求タイミングでの前記出力軸の回転位置に対応づけて前記始動判定値を記憶する第１の記憶手段を備え、
   前記判定値変更手段は、前記再始動要求タイミングでの前記出力軸の回転位置に応じて前記第１の記憶手段から前記始動判定値を読み出し、該読み出した前記始動判定値を変更する請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエンジン停止始動制御装置。
5. 前記エンジンの再始動要求タイミングでの該エンジン又はエンジン駆動補機の運転状態に対応づけて前記始動判定値を記憶する第２の記憶手段を備え、
   前記判定値変更手段は、前記再始動要求タイミングでの前記エンジン又はエンジン駆動補機の運転状態に応じて前記第２の記憶手段から前記始動判定値を読み出し、該読み出した前記始動判定値を変更する請求項１乃至４のいずれか一項に記載のエンジン停止始動制御装置。
6. 前記判定値変更手段は、前記要求時回転速度が前記始動判定値を含む所定の低回転範囲内のときの前記上昇時回転速度を用いて前記始動判定値を変更する請求項１乃至５のいずれか一項に記載のエンジン停止始動制御装置。

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