JP2014190159A - 車載制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アイドルストップシステムを備えた車両において、ピニオンとリングギヤとの噛み合わせを最適なタイミングで実施して噛み合い音を抑制するシステムを提供することにある。
【解決手段】車両の運転状態に基づいてエンジンを自動停止させる自動停止手段と、前記自動停止手段が前記エンジンの自動停止を実行してから前記エンジンが完全に停止するまでの期間中にスタータを制御して前記エンジンを再始動させる自動始動手段と、前記エンジンのクランク位相または回転数を検知または演算するエンジン回転検知手段と、を備えた車載制御装置において、前記自動始動手段は、前記エンジン回転検知手段の信号が更新される間隔よりも短い間隔で、前記スタータの制御指令を判定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の制御装置に関し、特にエンジンの停止と再始動を自動的に行うアイドルストップ車両の制御装置に関する。

近年、エネルギ資源の節約と環境保全を目的とした自動車の技術が開発されている。例えば、運転中に所定の条件(自動停止条件)が成立した時に、エンジンに供給する燃料をカットし、エンジンが発生するトルクを失わせるアイドルストップシステムを搭載したものがある。エンジン自動停止条件は、例えば運転者がアクセルから足を離したり、ブレーキを踏んだりすることで成立する。その後、運転者の再始動要求が生じた時点や，エンジンの稼働が必要になった時にエンジンを再始動する。

エンジンを再始動させる方法として、ピニオン押し出し式のスタータを用い、スタータのピニオンをエンジンのリングギア側に押し出してリングギヤに噛合わせ、スタータの回転をエンジンに伝えて、エンジンを回転させ、始動させる方法を採っているものがある。

例えば、特許文献１では、エンジンが発生するトルクが失われた後の惰性回転中に、アクセルが踏み込まれるなどの条件が成立し、再始動要求が発生したときはスタータのモータへの通電を開始してピニオンを回転させ、ピニオンの回転速度がリングギヤの回転速度と同期した時点でピニオンをリングギヤに噛み込ませてスタータによるクランキングを開始することで、エンジン回転の復帰を早める方法が提案されている。この文献では、エンジンの運動エネルギとエンジンの運動を妨げる仕事量とを演算し、将来の運動エネルギを予測することで将来のエンジン回転速度を予測することが開示されている。

特開２００５−３３０８１３号公報

エンジン自動停止条件が成立後、エンジンが発生するトルクが失われた後の惰性回転期間中にスタータのピニオンをリングギヤに予め噛み込ませる場合、その噛み込み音をできるだけ小さくするには、エンジン回転速度ゼロ付近で噛み込ませるのが望ましい。しかし、運転者の再始動要求が発生したとき、できるだけ速やかにエンジンを再始動する要求が存在し、この要求に備えるには、高いエンジン回転速度で予め噛み込ませておくことが望ましい。一方、ピニオン押し出し式のスタータは、ピニオンを押し出してリングギヤに到達するまでに遅れ時間があり、ピニオンを押し出すタイミング時にピニオンがリングギヤに到達した時点でのエンジンの回転速度を予測する必要がある。

エンジン回転速度はエンジン惰性回転期間中、上昇と下降を繰り返し脈動しながら低下するため、エンジン惰性回転期間中に噛み込ませるには、脈動しながら低下するエンジン回転速度を予測し、噛み込み音抑制と再始動要求に備えるとの両面を満たす任意のエンジン回転速度で噛み込ませる必要がある。

ここで、例えば一般にエンジン回転数検出用に用いられている電磁ピックアップ式の回転センサでは、パルサの歯間隔により分解能が制限されることに起因して、リングギアの回転速度が低い領域ではセンサの出力間隔が大きくなってしまう。かかる場合、引用文献１記載の方法では、クランク角センサの出力が更新されない期間において、ピニオンの噛み込み等のスタータ作動タイミングを制御できない課題がある。

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、エンジン回転数に関する回転センサの出力間隔が長いエンジン回転数領域においても、スタータ作動指令を最適なタイミングで実施することを主たる目的とする。

本発明の車載制御装置は、上記課題を解決するために、車両の運転状態に基づいてエンジンを自動停止させる自動停止手段と、前記自動停止手段が前記エンジンの自動停止を実行してから前記エンジンが完全に停止するまでの期間中にスタータを制御して前記エンジンを再始動させる自動始動手段と、前記エンジンのクランク位相または回転数を検知または推定するエンジン回転検知手段と、を備えた車載制御装置において、前記自動始動手段は、前記エンジン回転検知手段の信号が更新される間隔よりも短い間隔で、前記スタータの制御指令を判定することを特徴とする。

本発明によれば、任意のエンジン回転数領域において、スタータ作動判定または制御をエンジン回転センサの信号間隔よりも短い間隔で実行するので、スタータ作動指令を最適なタイミングで実施できる。

車両の全体構成の概要を示す図である。 制御装置の説明図である。 制御装置の説明図である。 スタータモータの説明図である。 ピニオンギヤとリングギヤとの噛み合わせのフローチャートである。 アイドルストップ制御のフローチャートである。 回転信号補完演算の概要図である。 エンジン回転数の位相変化の説明図である。 将来のエンジン回転数予測の説明図である。 将来のエンジン回転数予測の詳細図である。 回転信号補完演算およびスタータ制御の演算タイミング例である。 回転信号補完演算の実行有無判定のフローチャートである。 エンジンゆり戻しが発生したときの動作例である。

図１〜１３を参照して、本発明による車両の制御装置の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の車両の制御装置を搭載した車両の全体構成図である。なお、図１では、本発明による車両の制御装置に関する説明に係る部分を主に記載して、他の部分の記載を省略している。この車両は、多気筒のエンジン（内燃機関本体）１と、アイドルストップスタータシステム１０と、ＥＣＵ（コントロールユニット、制御装置）１１とを備えている。 内燃機関本体（単に内燃機関とも呼ぶ）１はクランク軸１ａを有し、点火コイル１４ａ、点火プラグ１４ｂ、および燃料噴射弁１５等が取り付けられている。アイドルストップスタータシステム１０は、ピニオンギヤ押し出し式のスタータ本体３と、半導体スイッチング素子１３とを備えており、ＥＣＵ１１によって制御されている。なお、半導体スイッチング素子１３は、ON、OFF信号で動作する機械式マグネットスイッチに置き換えてもよい。

内燃機関本体１のクランク軸１ａには、リングギヤ２が取り付けられている。スタータ本体３は、半導体スイッチング素子１３により駆動されるアクチュエータ５と、モータ７と、ピニオンギヤ４とが設けられている。リングギヤ２の近傍には、リングギヤ２の凸凹を検出してパルス信号に変換するパルスセンサ３７が設けられている。パルスセンサ３７から出力されるパルス信号に基づいて、ＥＣＵ１１はエンジン１の回転数（エンジン回転数）を算出する。

スタータ本体３は、ピニオンギヤ４と、アクチュエータ５と、レバー６と、スタータモータ７と、ピニオンパルスセンサ３８とを備えている。ピニオンギヤ４は、リングギヤ２と噛合可能なギヤであり、スタータモータ７の軸（ピニオン軸）８に軸方向に移動可能に設けられている。アクチュエータ５は、レバー６を介してピニオンギヤ４をピニオン軸８の軸方向に移動させるための電動アクチュエータである。スタータモータ７は、後述するようにエンジンエンジン１をクランキングするためのモータである。ピニオンパルスセンサ３８は、ピニオン軸８の回転速度を検出するためのセンサである。

ＥＣＵ１１のピニオン移送指令がピニオン移送アクチュエータ駆動用の半導体スイッチング素子１３aのゲート端子に入力されると、バッテリ１２の電力がアクチュエータ５へ供給される。これによりアクチュエータ５がレバー６を介してピニオンギヤ４を図示右方向へ移動させるので、ピニオンギヤ４はリングギヤ２と噛合する。

ＥＣＵ１１からのモータ駆動指令がスタータモータ駆動用の半導体スイッチング素子１３bのゲート端子に入力されると、バッテリ１２の電力がスタータモータ７へ供給される。これにより、スタータモータ７がピニオンギヤ４およびリングギヤ２を介してクランク軸１ａを回転させてエンジン１をクランキングする。

なお、クランク軸１ａにはトランスミッション１６が接続されている。トランスミッション１６は、ドライブシャフト１７およびタイヤ１８を介して内燃機関本体１で発生する回転駆動力を路面に伝える。また、トランスミッション１６には、その出力軸の回転パルスを検知する車速センサ３３が取り付けられている。ＥＣＵ１１は、車速センサ３３からの出力信号に基づき、所定の係数で変換すること等により車速値を算出する。

バッテリ１２のマイナス端子側には、バッテリセンサ３９が接続され、バッテリ電圧、バッテリ電流、バッテリの周囲温度を検知し、ＥＣＵ１１へ検知した情報を出力する。

図２は、ＥＣＵ１１のシステム構成について、ＥＣＵ１１に入力するセンサ等の各種の入力信号、および、ＥＣＵ１１から制御機器等に出力する各種の出力信号とともに示す図である。

ＥＣＵ１１の入力回路２２４には、車両の不図示のアクセルペダルの踏み込み量を検知するアクセル開度センサ２３０、不図示のスロットルバルブの開き量を検知するスロットル開度センサ２３１、エンジン１のシリンダ内へ吸入される吸入空気量を計測するエアフロセンサ２３２、車両の走行速度を検出する車速センサ２３３、不図示のフットブレーキの操作を検知するブレーキスイッチ２３４、エンジン１の点火、噴射タイミングの算出や気筒判定に用いるカム角信号とクランク角信号を検出するカム角センサ２３５とクランク角センサ２３６６、上述したリングギヤセンサ２３７およびピニオンギヤセンサ２３８、バッテリ電圧、バッテリ電流、バッテリの周囲温度を検知し、情報を出力するバッテリセンサ２３９、が接続されている。

演算処理装置２２３は、ROM２４１から読み出した所定のプログラムに従って演算処理を行う。演算処理装置２２３は、入力回路２２４からの出力、RAM２４２から読み出されたデータ、通信ドライバ２４０を介して得た他の制御装置からの受信データ等に基づき、出力回路２２６に指示を行う。 出力回路２２６には、点火コイル１４ａと、燃料噴射弁１５と、半導体スイッチング素子２１３とが接続されている。点火コイル１４ａは、カム角センサ２３５、クランク角センサ２３６６の信号から演算処理装置２２３が算出した点火タイミングに基づいて出力回路２２６から出力される点火信号を受信すると、点火コイル１４ａでシリンダ内の混合気に点火するために、点火プラグ１４ｂへ高電圧の電力を供給する。燃料噴射弁１５は、出力回路２２６を介して所定のタイミングで所定時間出力される開弁信号を受信すると、燃料を噴射する。なお、ＥＣＵ１１は、エアフロセンサ２３２で計量された吸入空気量から燃料噴射弁１５で噴射する燃料量を算出する。

半導体スイッチング素子２１３は、出力回路２６を介して出力されるPWM駆動信号を受信すると、アクチュエータ５、スタータモータ７をそれぞれ駆動する。スイッチング素子２１３ａはアクチュエータ５を駆動し、スイッチング素子２１３ｂはスタータモータ７を駆動する。なお、ＥＣＵ１１は、スタータ３への駆動要求を受けると出力回路２２６を介してPWM駆動信号を出力する。

図３は、ＥＣＵ１１の機能の説明図である。ＥＣＵ１１のＲＯＭ２４１には、プログラムとして走行速度算出部３１１ａと、回転数算出部３１１ｂと、減速時燃料カット制御部３１１ｃと、燃料噴射復帰制御部３１１ｄと、コーストストップ制御部３１１ｅなどが格納されており、演算処理装置２２３により実行される。走行速度算出部３１１ａは、車速センサ２３３からの出力信号に基づき、所定の係数で変換すること等により車速値を算出する。回転数算出部３１１ｂは、リングギヤセンサ３７からの出力信号に基づき、エンジン回転数を算出する。

減速時燃料カット制御部３１１ｃは、所定の減速時燃料カット条件が満たされると、車両の減速中にエンジンエンジン１への燃料供給を停止するよう燃料噴射弁１５を制御する。燃料噴射復帰制御部３１１ｄは、減速時燃料カット制御部３１１ｃによってエンジン１への燃料供給が停止されているときに、エンジン回転数が燃料噴射復帰回転数以下であればエンジン１への燃料供給を再開するよう燃料噴射弁１５を制御する。

コーストストップ制御部３１１ｅは、車速がコーストストップ許可車速以下であることを少なくとも条件の１つとする所定のコーストストップ条件が満たされると、エンジン１への燃料の供給を停止するよう燃料噴射弁１５を制御する。

図４は本実施例におけるスタータ本体３とＥＣＵ１１ECU１１の簡単な構造と回路接続の模式図である。なお、スタータ本体３は、エンジン１を制御するECU１１と別の制御装置によって制御されても良いが、本実施例ではECU１１によって制御されるものとして説明を行う。スタータ本体３は、いわゆるピニオン押し出し方式のスタータであり、スタータモータ７とスタータモータ７によって回転駆動されるピニオンギヤ４と、ピニオンギヤ４を押し出すためのマグネットスイッチ５を備えた構成となっている。スタータモータ７の回転はその内部にある減速機構で減速することでトルクを増大させてピニオンギヤ４に伝達する。マグネットスイッチ５に通電するとピニオンギヤ４を押し出して（図４の右方向）、リングギヤ２に連結する構造となっている。ピニオンギヤ４を押し出す機能を備えるものであれば、マグネットスイッチでなくても良い。ピニオンギヤ４はワンウェイクラッチ４２０７と一体化されている。

ピニオンギヤ４はスタータモータ７の軸方向に移動可能である。ピニオンギヤ４はエンジンのクランク軸に連結されたリングギヤ２と噛み合わせて回転することでエンジンに動力を伝えることができる。ワンウェイクラッチ４２０７はスタータモータ７がエンジンを正回転させる方向にしか動力が伝わらない構成になっている。これにより、ピニオンギヤ４、リングギヤ２に噛み合っている時は、リングギヤの回転速度は、スタータモータ７の回転速度に対して、減速比に応じた同期速度になるか、もしくは、それよりも速い回転速度になる。すなわち、リングギヤ２がピニオンギヤ４４の回転速度よりも低下しようとすると、ワンウェイクラッチ４２０７が動力を伝達するため、リングギヤ２の回転速度がスタータモータ７７に対する同期速度を下回ることはない。一方で、同期速度よりもリングギヤの回転速度の方が速い時は、ワンウェイクラッチが動力を伝達しないため、リングギヤ２からスタータモータ７７側へ動力が伝達されることはない。

図１、４に示す通り、ピニオンパルスセンサ３８（ピニオン回転速度検知手段）、リングギヤのパルスセンサ３７（リングギヤ回転速度検知手段）、クランク角センサ２３６６（クランク角検知手段）からの信号はＥＣＵ１１ＥＣＵ１１に入力される。なおリングギヤ２とエンジンのクランク軸は連結されているので、リングギヤ回転速度とエンジン回転速度は同義と考えてよい。ＥＣＵ１１ＥＣＵ１１は通常の燃料噴射、点火、空気制御（電子制御スロットル）に加え、ブレーキペダル状態、車速等の各種情報より、アイドルストップを許可し、燃料カットを行う。制御装置からはピニオン押し出し指令信号とモータ回転指令信号がそれぞれ独立して出力される。図４で示す通り、ピニオン押し出し指令信号を伝えるマグネットスイッチ通電用スイッチ１３ａとモータ回転指令信号を伝えるスタータモータ通電用スイッチ１３ｂがピニオン押し出しとスタータモータ７の回転とを制御する。これらスイッチの役割を果たす部品として機械式接点を持つリレースイッチや、半導体を用いたスイッチなどを使うことができる。

ところで、エンジン１１の自動停止後の再始動は、再始動要求に伴いできるだけ速やかに実施されるのが望ましい。また、ピニオンギヤ４をリングギヤ２に噛み込ませる際、ピニオンギヤ４とリングギヤ２との噛み合い音が発生し、ドライバに不快感を与えるおそれがある。そこで本実施形態では、エンジン１１を迅速に再始動させるとともに、ピニオンギヤ４とリングギヤ２との噛み合い音を抑制すべく、エンジン自動停止後の再始動に際し、ピニオンギヤ４とリングギヤ２との噛み合わせをエンジン自動停止後にエンジン１が惰性回転している期間で実施することとしている。

具体的には、エンジン１の自動停止要求があった場合、その停止要求に伴い燃料噴射及び点火が停止されることでエンジン１が惰性回転する。この惰性回転の期間において、マグネットスイッチ通電用スイッチ１３ａにオン信号を出力してコイル５への通電を開始する。これにより、ピニオンギヤ４がピニオンギヤ回転軸の軸線方向リングギヤ２側に押し出され、エンジン１が完全に停止する前に（惰性回転の期間において）ピニオンギヤ４がリングギヤ２に噛み込まれる。この噛み合わせ状態でエンジン再始動要求があった場合、駆動リレー２０６ａにオン信号を出力してモータ１１への通電を開始する。これにより、ピニオンギヤ４が回転駆動され、その回転によりリングギヤ２が回転駆動させることで、クランキングが行われる。

ここで、噛み合い音をできるだけ小さくするには、エンジン１の惰性回転が停止する直前、具体的には、ピニオンギヤ４に対するリングギヤ２の相対回転速度が所定の極低回転範囲（例えば０±１００ｒｐｍ）となる領域で両者を噛み合せる必要がある。特に、エンジン回転速度がゼロの場合には、音抑制の効果が高い。

その一方で、本実施形態のクランク角センサ２３６として使用されるような電磁ピックアップ式の回転センサでは、ＮＥ信号を出力できるエンジン回転速度に限界があり、極低回転速度領域（例えば２００〜３００ｒｐｍ以下の領域）でのエンジン回転速度を精度良く算出できない場合がある。これは、エンジン回転速度が極めて低い領域では、回転センサにおいて歯部（突起２６）の通過信号がエンジン回転数を演算所定時間内に検出できなくなるからである。ところが、ピニオンギヤ４とリングギヤ２との噛み合い音を好適に抑制可能な回転速度領域は、ＮＥ信号からは算出不可能な回転速度領域に含まれている。そのため、ＮＥ信号に基づき算出されるエンジン回転速度ではピニオンギヤ４の駆動制御を適正に実施することができないおそれがある。つまり、ピニオンギヤ４とリングギヤ２との噛み合わせを最適なタイミングで実施することができず、その結果、噛み合い音が大きくなってしまうおそれがある。

そこで本実施形態では、エンジン１の自動停止後に惰性回転している期間において、ＮＥ信号に基づき算出したエンジン回転速度に基づいて、エンジン惰性回転の回転軌道を予測する。そして、予測した回転軌道に基づいて、ピニオンギヤ４をリングギヤ２に噛み合わせるタイミングを制御する。回転軌道の予測について具体的には、ＮＥ信号に基づいて瞬時回転速度を算出し、瞬時回転速度が減少傾向にある期間での複数の瞬時回転速度を含む同回転速度に基づいて、上記回転軌道を予測する。

ここで、瞬時回転速度とは、クランク軸１ａが所定回転角度(本実施形態では３０℃Ａ)回転する度に、その回転に要した時間から算出される値である。

以下、ピニオンギヤ４とリングギヤ２との噛み合わせタイミングの制御について図５を参照しつつ詳細に説明する。

図４は、アイドルストップ時にエンジン１の回転数とピニオンギヤ４の回転数とを同期して、ピニオンギヤ４をリングギヤ２へ噛み込ませながらエンジン１を停止する回転数同期式プリメッシュのフローチャートである。この制御フローチャートで示した動作の処理は、ＥＣＵ１１にて繰り返し実行される。

車両が停止する過程の減速走行中には、減速感の向上と燃料消費量低減を目的として、ステップ５１０１で所定の条件（減速時燃料カット条件）が成立するとステップ５１０２で燃料噴射弁１５の駆動を停止させる。これにより、エンジン１への燃料供給の遮断(燃料カット)が実行され、エンジンブレーキが作動する。なお、減速時燃料カット条件としては、たとえば、「車速が２０ｋｍ／ｈ以上であり、かつエンジン回転数が１２００ｒｐｍ以上であり、かつ、不図示のアクセルペダルが踏み込まれていないこと」が挙げられる。

上述した減速時燃料カットの実行中にステップ５１０３において、エンジン回転数が燃料噴射を再開(リカバ)する所定の回転数（燃料噴射復帰回転数（たとえば１１００ｒｐｍ））まで低下し、燃料噴射復帰(リカバ)条件が成立するとステップ１０４のサブルーチンで燃料噴射を再開(リカバ)させる燃料リカバ処理を実行する。燃料リカバ処理のサブルーチンについては後述する。

ステップ５１０４の燃料リカバ処理の実行後に、スロットル開度が全閉でエンジン１が無負荷運転にある時、ステップ５１０５で、車速センサ３３やブレーキスイッチ３４などの各入力条件がコーストストップ条件を満たすと、ステップ５１０６で、燃料噴射弁１５の駆動を停止して、エンジン１の燃料供給の遮断(燃料カット)を行う。なお、コーストストップ条件としては、たとえば、「車速がたとえば１４ｋｍ／ｈ以下であり、かつ不図示のブレーキペダルが踏み込まれていること」が挙げられる。

上述した燃料カット動作により、エンジン回転数は徐々に低下して、ステップ５１０７で、判定条件の所定値A（たとえばエンジン回転数が６００ｒｐｍ）以下となった時には、ステップ５１０８に進み、ピニオン予回転動作、即ちスタータモータ７へ通電し、ピニオンギヤセンサ３８から算出されるピニオンギヤ回転数を所定値まで上昇させて、通電を停止する動作を行う。

この場合、上記のピニオン予回転動作により、ピニオンギヤ回転数は惰性によって時間とともに徐々に低下する。一方、エンジン回転数が吸入→圧縮→膨張→排気を繰り返して脈動しながら低下するので、リングギヤセンサ３７から算出されるエンジン回転数とピニオン予回転動作によって徐々に低下しているピニオンギヤ回転数が同期するタイミングを予測し、ステップ５１０９で、プリメッシュ条件が成立した時、ステップ５１１０に進み、ピニオンギヤ移送を実行、即ちスタータモータ７およびアクチュエータ５への通電を開始し、回転するピニオンギヤ４をリングギヤ２へレバー６を介して噛み込ませる、いわゆるプリメッシュ状態とする。なお、プリメッシュ条件としては、たとえば、「リングギヤ２と完全にシンクロしたと仮定した時のピニオンギヤ４の回転数と、実際のピニオンギヤ４の回転数との差が±１００ｒｐｍ以内であること」が挙げられる。

ステップ５１１１で、たとえば不図示のブレーキペダルから足が離れるなどの運転者からの再始動要求、いわゆるチェンジ・オブ・マインドが無いと判定された場合は、ステップ５１１２に進み、上記プリメッシュ状態のまま、内燃機関本体１を完全停止させて、ステップ５１１３に進み、再始動要求を受けるまで、待機する。

ステップ５１１３の待機状態において、運転者の操作などにより、再始動要求を受けた時には、ステップ５１１６に進み、スタータモータ７へ通電し、燃料噴射を再開させて内燃機関を再始動させる。

また、ステップ５１１１において、運転者からのチェンジ・オブ・マインド要求が有りと判定された場合には、ステップ５１１４に進み、エンジン回転数が所定値Ｂ（たとえばエンジン回転数が６００ｒｐｍ）以下か否かを判定する。エンジン回転数が所定値Ｂ以下でない場合には、ステップ５１１６に進み、内燃機関回転数が所定値Ｂ以下の場合には、ステップ５１１５に進み、所定時間だけスタータ本体３の駆動を禁止した後、ステップ５１１６に進む。

その後、ステップ５１１７に進み、エンジン回転数が所定値Ｃ（たとえばエンジン回転数が５００ｒｐｍ）以上か否かを判定して、所定値Ｃ以上の場合は、ステップ５１１８に進み、スタータ本体３の駆動をＯＦＦとする。

以上のように、ピニオンギヤ４とリングギヤ２との回転数同期式のプリメッシュ動作を行うことにより、ピニオンギヤ４がリングギヤ２へ噛み込むまでの時間を短縮することが出来るので、ギヤ噛み込み時に発生する騒音を低減できる。また、次回再始動時には、ピニオンギヤ４をリングギヤ２へ噛み込ませる動作が不要となるので、再始動要求を受けてから内燃機関が完爆に至るまでの始動時間を短縮できる。

図６は本発明を含むアイドルストップシステムを実施する際の制御フローチャートであり、ＥＣＵ１１の内部で実施される。また、制御フローを実施した時の、リングギヤ２とピニオンギヤ４との回転速度の時間変化と、そのときのＥＣＵ１１の出力信号の一例を示す。図６に示す通り、まずアイドルストップ条件が成立したことを受けて、ステップ６３０１にて燃料噴射を停止する。その結果、エンジン回転は惰性回転を始める。その後、スタータモータ７に通電する。この通電による回転を予回転と称する。スタータモータ７が予回転することにより、ピニオンギヤ４が予回転する。その予回転開始の判定はステップ６３０３で行う。予回転開始の判定方法としては、例えばエンジン回転速度が所定の回転速度を下回ったことを条件にすることが考えられる。予回転開始判定が成立した後は、ステップ６３０４でスタータモータ６３０４に通電して予回転を開始する。予回転は例えば一定時間、またはピニオンギヤ４の回転速度が所定の回転速度に到達すると終了する。その後は、通電をやめることでスタータモータ７が発生するトルクが失われ、ピニオンギヤ４は惰性回転に移行する。なお本実施例においては必ずしもスタータモータを予回転させる必要はなく、スタータモータが回転していない状態でも本発明を適用することはできる。予回転させることでエンジン回転速度、すなわちリングギヤ２の回転速度が比較的高い領域であってもピニオンギヤ４とリングギヤ２とのスムーズな噛み込みが可能になる。スタータモータ７の予回転後、ステップ６３０６にてピニオン押し出し判定を行って、押し出し指令を出す。この判定を行う際、判定によってピニオンギヤ４が押し出され、ピニオンギヤ４がリングギヤ２に接触する時点でのリングギヤ２の回転速度とピニオンギヤ４の回転速度とを予測し、それらの回転速度差が所定の値になるように、押し出しタイミングを決め、判定を行う。すなわち、ピニオン押し出し手段の遅れ時間（Ｔdelay）であり、この遅れ時間を考慮して、前もって押し出し指令を出す。つまりピニオン押し出し手段の遅れ時間、すなわちピニオンが移動してリングギヤに到達するまでの時間の間のピニオンギヤ４の回転速度及びリングギヤ２の回転速度の変化を予測することで、ピニオンギヤ４がリングギヤ２に接触した時点での両者の速度差を最適な速度差になるように飛出しタイミングを決めることができ、騒音が小さくスムーズな噛み込みを実現することができる。以降、ピニオン押し出し手段の遅れ時間経過後のピニオンギヤ４の回転速度やリングギヤ２の回転速度のことを、将来の回転速度と称する。なお、将来のリングギヤ２の回転速度の予測は時々刻々制御装置によって行われる。すなわち、時々刻々のエンジン回転速度とクランク角の情報を使って将来のリングギヤ２の回転速度を予測する。以下では時々刻々将来のリングギヤ２の回転速度を予測しようとしている時点や、クランク角センサ２３６からのクランク角信号を取得した時点を、前述のピニオン押し出し手段の遅れ時間経過後の時点と区別して、仮に予測開始時点と呼ぶ。ここでのピニオン押し出し判定の実施例に関しては後に詳しく述べる。

ピニオンギヤ４がリングギヤ２に噛み込んだ後に発生した再始動要求に対してはステップ６３０９にて直ちにスタータによる再始動を開始する。ピニオンギヤ４が噛み込み済みであるので、直ちにスタータモータ７に通電し、クランキングを開始することで素早い再始動を可能にする。一方、アイドルストップ開始からピニオンギヤ４が噛み込む前に、再始動要求が発生する可能性はある。それに対してはステップ６３０２とステップ６３０５にて判定し、ステップ６３１０にて燃料噴射を再開し、燃焼による再始動を試みる。アイドルストップ条件が成立し、燃料カットされた後でもエンジン回転が高い領域に関しては、燃焼噴射を再開して燃焼を再開することでエンジン回転を復帰させることができるが、エンジン回転が低い領域では燃焼を再開してもそのままエンジンが止まってしまうことがある。ステップ６３１１にてエンジンが燃焼復帰できたかどうかを判定し、燃焼復帰できなかった場合にだけステップ６３１２にてピニオンギヤ４をリングギヤ２に噛み込ませスタータモータ７による再始動を行う。燃焼復帰判定は、例えばエンジン回転速度が所定の値（例えば５０ｒ／min）を下回った時点で燃焼復帰できなかったと判定することができ、またエンジン回転速度が所定の値（例えば５００ｒ／min）を上回った時点で燃焼復帰完了と見なすことができる。

次に、図７を用いて従来技術の問題点とその対応の概要を説明する。一般的に、エンジン回転数はクランク角センサ２３６からの信号を用いてクランク位相を演算し、リングギヤセンサ２３７からの信号を用いてエンジン回転数を演算している。これらの演算は、図７に示す通り、例えば10ms毎に演算されてＲＡＭ２４２などで更新され、種々の制御に反映される。ここで、低エンジン回数数(例えば200r/min以下)の領域においては、クランク位相やエンジン回転数を演算するために用いるクランク信号の間隔が、エンジン回転数演算（クランク位相演算）の間隔（例えば10ms）より長くなる。クランク信号が更新されない期間では、予測開始時点でのエンジン回転数やクランク位相が正確に演算できなくなり、将来回転数が精度良く算出できない。その結果、リングギヤ噛み込み時にピニオンギヤ４との回転数差が大きく(△Ne≧50r/min)なり、異音が発生してしまう。

そのため対応として、特に低エンジン回数数の領域において、エンジン回転数演算（クランク位相演算）のタイミングに合わせて、過去のクランク信号の情報を基に、予測開始時点でのクランク軸の位相変化を計算することでクランク信号が更新されない期間のエンジン回転数、クランク位相を算出する。このように、クランク信号が更新されない期間の信号情報を補完することで、将来のエンジン回転数を精度良く予測することができ、リングギヤ回転数との差を低減して(例えば△Ne≦50r/min)異音を発生させることなくピニオンギヤ４をリングギヤ２に噛み込ませることができる。

次に、図８，９を用いて将来のリングギヤ２の回転速度の予測方法について説明する。惰性回転中のエンジン回転速度変化は、図９破線部分で示すような一定の変化率で減速する定常変化分と別に、エンジン回転速度の変化率（角加速度）がクランク角に対応して（燃焼室内空気の圧縮と膨張に起因して）周期的に変化する。この変化分を、以降位相変化分と称する。本実施例では、特にエンジン回転速度の位相変化分を精度良く演算して、将来のエンジン回転速度すなわち、リングギヤ２の将来の回転速度を予測する。

クランク角に対応してこのエンジン回転速度の位相変化分は周期的に変化し、クランク角をパラメータとしエンジン回転速度の変化率として求める。図８に、エンジンの惰性回転中のクランク角とエンジン回転速度の加速度の関係を示したグラフにしたものを示す。

なおこの例は３気筒エンジンの一例であり、クランク角は圧縮行程の気筒が上死点（ＴＤＣ）に達した所を０度とした。４サイクルエンジンは、クランク軸が２回転で１サイクルなので、３気筒エンジンの場合はクランク軸が２４０度回転するごとに別の気筒が同じ位相になる。そのため、クランク軸が２４０度回転するごとにエンジンの回転速度が周期的に加減速する。

また、４気筒エンジンの場合はクランク軸１ａが１８０度回転するごとにエンジンの回転速度が周期的に加減速するので図８の関数は４気筒の場合１８０度までになる。惰性回転中のエンジン回転挙動について、クランク角位相と角加速度の関係を参照することで、エンジン回転速度の変化率（＝加速度）を得ることができる。クランク角センサ２３６からのクランク角信号が更新されない時は、過去に取得されたエンジン回転速度とクランク位相を初期条件として、このエンジン回転加速度を解析的または数値的に時間積分することで、クランク角センサ２３６からのクランク角信号が更新されない期間の任意の時刻でのエンジン回転速度を予測することができる。例えばクランク位相と角加速度の関係を数値的に時間積分する際は次のように積分することができる。過去複数回のクランク角信号の情報からクランク位相と角加速度の関係を使って加速度を計算し微小時間をかけることで微小時間後のエンジン回転速度の変化量を得ることができ、たとえば最後に取得した信号値などの初期条件のエンジン回転速度に加えることで微小時間後のエンジン回転速度を得ることができる。また初期条件のエンジン回転速度に微小時間をかけることで微小時間後のクランク角の変化量を求めることができ、初期条件のクランク角に加えることで微小時間後のクランク角を得ることができる。こうして微小時間後のエンジン回転速度とクランク角を連続的に計算していくことで、クランク角センサ２３６からのクランク角信号が更新されない期間の任意の時刻のエンジン回転数とクランク位相を補完して、将来のエンジン回転速度を予測する。 なお、クランク角信号が更新されない期間（エンジン回転数が低い期間）のエンジン回転数とクランク位相の補完には、それぞれリングギヤセンサ２３７からの信号とクランク角センサ２３６からの信号の間隔を、分解能の高いクランク角センサ２３６からの信号を用いて補完することが望ましいが、これに限られない。例えば、リングギヤセンサ２３７の信号間隔を、リングギヤセンサ２３７から取得した過去の計測値を用いて補完してもよい。

続いて、図９を用いて将来のエンジン回転数予測手段の概要を述べる。惰性回転中のエンジン回転数の減衰挙動は温度、負荷、総稼働時間などのエンジンの状態に応じてフリクションが変化することがあり、また量産するにあたって個体差も発生すると考えられる。図８に示す予め作成されたクランク位相と角加速度の位相変化分の関係４０１だけだとエンジンの状態の変化に対し十分に対応できず、将来のエンジン回転速度の予測が実際とずれてしまうことがある。それに対しては、将来のエンジン回転速度を予測する際、予測開始時点までの過去の実際のエンジン回転速度（例えばリングギヤセンサ２３７から取得）の推移に基づいてエンジン回転速度の定常変化分を加味して加速度を測定し、定常変化分による加速度と位相変化分の加速度の対応関係を常に更新して将来のエンジン回転速度の予測に使うことができる。定常変化分と位相変化分の情報をECU１１内部に保持し、常に対応関係を更新して将来のエンジン回転速度の予測に使うことで、エンジン回転挙動の変化に柔軟に対応でき、より正確な予測ができるようにすることもできる。

エンジン回転速度の予測方法を使えば将来の任意の時刻でのエンジン回転速度を予測できる。また、予回転を行った後惰性回転中のピニオンギヤ４の回転速度は、リングギヤ２の定常変化分と同様、一定の減速度で降下するとみなすことができるので、直線的な関係で将来のピニオンギヤ４の回転速度を予測することができる。よって、リングギヤ２とピニオンフィヤ４両者の将来回転数予測を組み合わせることにより、将来の両者の回転速度差を予測することができる。

次に、図１０を用いてリングギヤ２の将来回転数予測手法の詳細について説明する。エンジン回転数補完部１００１は、初期条件として例えば過去最後に演算したエンジン回転数に、微少時間の回転数変化分を加算し、クランク角センサ２３６やリングギヤセンサ２３７からの信号が得られない期間のエンジン回転数を補完する。回転数変化分は、クランク角センサ２３６とリングギヤセンサ２３７いずれの信号を用いてもよいが、より分解能の高いクランク角センサ２３６の情報を用いることが望ましい。

クランク位相補完部１００２は、初期条件として例えば過去最後にクランク角センサ２３６の信号に基づいて演算したクランク位相に、微少時間のクランク位相変化分を加算し、クランク角センサ２３６の信号が得られない期間のクランク位相を補完する。クランク位相変化分は、クランク角センサ２３６とリングギヤセンサ２３７いずれの信号を用いてもよいが、より分解能の高いクランク角センサ２３６の情報を用いることが望ましい。 位相変化分演算部１００３は、クランク位相補完部１００２により補完されたクランク位相情報を用いてエンジン回転数にクランク位相に依存する角加速度変化分を演算して、ピニオン押し出し手段の遅れ時間等の所定時間が経過するまでにエンジン回転数に影響する位相変化分を算出する。例えば、図８のクランク位相と角加速度の関係に基づいて、当該所定時間経過するまでの角加速度を微分してよい。

定常変化分演算部１００４は、リングギヤセンサ２３７に基づき過去複数回演算したエンジン回転数から、エンジン回転数が一定の減速度で降下したと仮定した時の傾きを演算する等して、、ピニオン押し出し手段の遅れ時間が経過するまでにエンジン回転数に影響する定常変化分を算出する。

スタータ制御部１００５は、エンジン回転数補完部１００１から取得したエンジン回転数と、位相変化分演算部１００３から取得したエンジン回転数の位相変化分と、定常変化分演算部１００４から取得したエンジン回転数の定常変化分と、から予測されたピニオン押し出し手段の遅れ時間経過後のエンジン回転数に基づき、スタータモータ７作動を制御する。スタータの作動制御の例としては、通電開始（噛み合い前の予回転）タイミングや、通電終了タイミング、アクチュエータ５によりピニオンを押し出すタイミング、リングギヤ２とピニオンギヤ４の噛み合い後のスタータモータ７の通電開始タイミング等の判定またはこれら制御の許可・禁止判定が実行される。

図１０に示した処理を、エンジン回転数に係る信号の更新間隔（クランク角センサ２３６の信号間隔等）よりも短い間隔で実行することにより、エンジン回転数に係る信号の更新間隔が長い場合にも、スタータの作動指令を制御良く実行することができる。図１１の一例に示すように、図１０の処理を演算する間隔はクランク信号の間隔よりも短いため、スタータの制御を精度良く実行できる。

なお、図１０に示した処理は、必ずしも全て実施する必要は無い。例えば、クランク角センサ２３６の信号間隔が長くなったとき（エンジン回転数が低いとき）に、特にクランク位相が更新されないことが将来のエンジン回転数予測に与える影響が大きいことに鑑みて、クランク位相補完部１００２による補完演算のみを行って、スタータモータ７の作動指令に反映してもよい。

また、エンジン回転数補完部１００１とクランク位相補完部１００２は、必ずしもクランク角センサ２３６とリングギヤセンサ２３７の信号に基づいて補完を行う必要は無く、過去に位相変化分演算部１００３や定常変化分演算部１００４から取得した情報に基づいて、信号が更新されない期間の補完を行ってもよい。

また、図１０で説明した処理は、ＲＯＭ２４１等の記憶装置に格納され、演算処理装置２２３で実行されるプログラムとして実装してもよいし、ハードウェアで実装してもよい。

このように、図６のステップ３０４やステップ３０７では、図１０の処理に基づき所定時間（Ｔdelay）経過後の予測されたリングギヤ回転速度とピニオン回転速度に基づいてピニオンの飛出し判定を行う。図８に、図６のステップ３０６でのピニオン押し出し判定のより具体的な実施例を示す。ピニオンの押し出し判定は将来のエンジン回転速度とピニオンギヤ４との回転速度差が所定の値になる時点でピニオンギヤ４がリングギヤ２に接触するようにする。

図１０で示す処理の一例を次に説明する。この方法においても、図１０で示したエンジン回転数予測方法を用い、所定時間（Ｔdelay）経過後のエンジン回転速度を予測する。ここで、位相変化分演算部１００３の処理をＥＣＵ１１で実施する際に将来のエンジン回転速度を、予測開始時点でのエンジン回転速度と予測開始時点でのクランク角を項目とする表で持っておき、表を参照することで将来のエンジン回転速度を計算することもできる。この表は予め図８のクランク角と角加速度の関係から、作成され、例えばＲＯＭ２４１に格納されている。この例では予測開始時点でのエンジン回転速度を縦の項目とし、予測開始時点でのクランク角を横の項目としている。予測開始時点での情報を使って、Ｔdelay秒後のエンジン回転速度を、この表を参照することで得ることができる。エンジン回転速度の位相変化分と定常変化分とは個別に表を持っていても良いし、同一の表として用意されてもよい。また、惰性回転中のピニオンギア４は時間に対し一定の勾配でもって回転速度が降下すると見なすことで、Ｔdelay秒後のピニオン回転速度について予測することができるので、表を用意しなくても演算処理負荷は比較的少ない。また、車両の運転状態等に応じて、表を予め複数用意し、シフトレバーの位置、エンジンの温度や負荷などに応じて、参照する表を変えることで車両の状態の変化に柔軟に対応できるようにすることもできる。 図１２を用いて、図１０によるエンジン回転数等の補完演算実行可否を判定する例を示す。

図１２において、ステップ１２０４にて、クランク角センサ２３６からの信号が入力されているか否かを判定する。この判断は、例えば図７，９，１１などに記載のような、エンジン回転数演算周期、クランク位相演算周期（例えば10ms毎）に実行されてよい。クランク角センサ２３６の信号が更新されている場合は、ステップ１２０５にて入力信号に基づいてエンジン回転数とクランク位相を演算する。クランク角センサ２３６の信号が更新されていない場合は、ステップ１２０６にて、エンジン回転数補完部１００１とクランク位相補完部１００２の少なくとも一方を演算する。このようにすることで、例えばエンジン回転数が高く、クランク角センサの信号間隔が十分短い時には補完演算をする必要が無く、演算処理負荷を低減することができる。

なお、ステップ１２０４の処理に代えて、エンジン回転数が所定の領域より低いか否かの判定を行ってよい。例えば、最後に演算したエンジン回転数が低い場合にはクランク角センサ２３６の信号間隔が長くなることが予期されるため、そのときに限りエンジン回転数補完部１００１やクランク位相補完部１００２の実行を行うことができる。

続くステップ１２０７では、図１０で説明したエンジン回転数速度の演算結果に基づき、アクチュエータ５によるピニオンギヤ４押し出しのタイミングを演算する。ここでは、記憶された複数の瞬時回転速度ＮＥＳを読み出し、その読み出した瞬時回転速度ＮＥＳに基づいて、ピニオンギヤ４とリングギヤ２とを噛み合わせ状態にするまでの所要時間ＴＰを算出する。続いて、算出した所要時間ＴＰに基づいて、ピニオンギヤ４の押出しタイミングｔｐ２を算出する。具体的には、ピニオンギヤ４の押し出し開始から該ピニオンギヤ４の噛み込みまでの押出し動作時間ＴＡを所要時間ＴＰから差し引いた時間（ＴＰ−ＴＡ）を算出し、起算点から時間（ＴＰ−ＴＡ）だけ経過した時点をピニオンギヤ４の押出しタイミングｔｐ２とする。

ステップ１２０８では、ピニオンギヤ４の押出しタイミングｔｐ２になったか否かを判定し、同押出しタイミングｔｐ２になった時点でステップ１２０９へ進み、マグネットスイッチ通電用スイッチ１３ａをオン状態にしてアクチュエータ５への通電を開始する。これにより、ピニオンギヤ４がリングギヤ２に向かって押し出され、ピニオンギヤ４とリングギヤ２とが噛み合わされる。

なお、ステップ１２０８にて演算済みの押出しタイミングｔｐ２を待つ期間に、クランク角センサ２３６の信号の更新を確認して更新値を採用する、またはステップ１２０６の処理を実行し直す、などの処理を行って再度押出しタイミングｔｐ２を更新してもよい。これにより、すでにピニオンギヤ押し出しタイミングを演算した後にクランク角センサ２３６の信号等が更新され、より精確な将来回転数情報が演算出来る状況となったときに、将来回転数情報を更新して押出しタイミングｔｐ２を再更新することができる。

なお、図１２ではピニオンギヤ４の押出しタイミングｔｐ２の演算を例に説明したが、これは図１０のスタータ制御部１００５の制御の一例であり、将来回転数を用いる作動指令であれば他の制御であってよい。すなわち、既に述べたように、通電開始（噛み合い前の予回転）タイミングや、通電終了タイミング、アクチュエータ５によりピニオンを押し出すタイミング、リングギヤ２とピニオンギヤ４の噛み合い後のスタータモータ７の通電開始タイミング等の判定等に用いてよい。

なお、これまで図５のステップ５１０８や図６のステップ６３０５で示したように、リングギヤ２との噛み合い前に予めスタータモータ７を通電して予回転する実施例について説明したが、これに限られない。例えば、予回転を実行せずにリングギヤ２の将来回転数を予測して、所望のタイミングで噛み合い制御を行うような態様もスタータ制御部１００５の制御の一例として含まれる。

以上、詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

エンジン自動停止後の惰性回転中において、クランク角センサ２３６の検出信号の補完値を用いて、検出信号からは算出できない回転領域のエンジン回転速度を予測し、その予測結果の領域内における所望のエンジン回転速度でピニオンギヤ４とリングギヤ２との噛み合わせ等の制御が実施されるようにしたため、例えばピニオンギヤ４とリングギヤ２との噛み合わせを最適なタイミングで実施することができ、ひいてはピニオンギヤ４とリングギヤ２との噛み合わせの際の噛み合い音を抑制することができる。 さらに、瞬時回転速度ＮＥＳが速度ゼロに向けて単調減少する期間ＴＤＷに到達した場合に、複数の瞬時回転速度ＮＥＳを用いて、その期間ＴＤＷにおける回転軌道を予測する構成としたため、エンジン回転速度の上昇がなく、速度ゼロ近傍の回転軌道を正確に予測するのに好適である。また、このとき、単調減少期間ＴＤＷ内又はこれにできるだけ近接した期間での瞬時回転速度ＮＥＳを用いて回転軌道を予測する構成としたため、回転軌道の予測制度を向上させることができる。

また、クランク角センサ２３６やリングギヤセンサ２３７等の回転センサでは、低回転速度領域ではパルス信号間隔が長くなり、所定演算タイミングでエンジン回転速度の算出ができなくなる。極低回転速度領域での回転軌道を補完する構成としたため、この極低回転速度領域においても、ピニオンギヤ４とリングギヤ２との噛み合わせ等の制御を最適タイミングで実施することができる。

また、予測した回転軌道に基づいて、実際のエンジン回転速度がゼロになるタイミングを推定し、その推定タイミング又はその付近でピニオンギヤ４の噛み合わせ処理を実施する構成としたため、ピニオンギヤ４とリングギヤ２との噛み合わせを抑制する上で有意である。また、エンジン自動停止後の惰性回転で最初に速度ゼロになるタイミングで上記噛み合わせを実施することができ、その結果、できるだけ早い時期にピニオンとリングギヤとを噛み合わせることができる。つまり、次のエンジン再始動要求前に同噛み合わせを確実に完了させておく上で好適である。

また、予測した回転軌道と、ピニオンギヤ４の押出し動作に要する押出し動作時間ＴＡとに基づいてピニオンギヤ４の押出しタイミングｔｐ２を決定する構成としたため、ピニオンギヤ４とリングギヤ２との噛み合わせを適正な時期に行うことができる。

また、図１３にクランク信号間隔が長くなり、特にエンジン１のゆり戻し（逆転）が発生するような低エンジン回転数における本発明の動作とその効果の一例を示す。

エンジン回転数が負の値となっているとき、すなわちエンジン１のゆり戻しが発生している状況でピニオンギヤ４とリングギヤ２とをかみ合わせ、スタータモータ７を回転駆動すると、スタータモータ７に逆転方向の力が伝達され、スタータモータ７の故障または消費電力の増大が生じてしまう。そのため、スタータ制御部１００５は、エンジン回転数が負の値のときに、スタータモータ７の作動を禁止する。ここで、エンジン１のゆり戻しは、エンジン１の停止時に必ずしも発生するものではなく、またクランク角センサ２３６の信号間隔よりも短い時間間隔で発生する場合がある。このようなゆり戻しの発生をクランク信号間隔が長いときに検出することは極めて困難であった。

本発明では、低エンジン回転数の領域においてもクランク角信号の間隔を補完し、補完情報に基づいてスタータ作動をクランク角信号の間隔よりも短い間隔で実行するので、エンジン停止直前（クランク信号間隔が長くなるタイミング）で、例えば運転者がブレーキペダルの踏み換えを行うなどして任意のタイミングでエンジン再始動要求が発生しても、エンジン１のゆり戻しを検出してスタータの作動指令を変更することができる。

これまで説明したように、本発明は、所定の自動停止条件が成立した場合にエンジンを自動停止し、その後所定の再始動条件が成立した場合にスタータによるクランキングを開始して前記エンジンを再始動する自動停止始動機能を有し、エンジン再始動に際して、前記エンジンの出力軸に連結されたリングギヤに前記スタータのピニオンを噛み合わせた状態でクランキングを実施し、そのクランキングの終了後に前記噛み合わせを解除するエンジン停止始動制御装置に関する。特に請求項に記載の発明は、前記出力軸の回転を検出する回転センサの検出信号に基づいて、エンジン回転速度を算出する回転速度算出手段と、前記エンジン自動停止後に同エンジンが惰性回転している期間において前記回転速度算出手段により算出したエンジン回転速度に基づいてエンジン惰性回転の回転軌道を予測する予測手段と、前記予測手段により予測した回転軌道に基づいて、前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせるタイミングを制御する制御手段と、を備える。

要するに、アイドルストップ制御において、エンジンの自動停止後のエンジン惰性回転中にピニオンをリングギヤに噛み込ませる必要がある。この場合、ピニオンとリングギヤとの噛み合い音を抑制すべく、音抑制の効果が高い所定のエンジン回転速度領域（極低回転速度領域）で噛み合わせを実施するのが望ましい。ところが、エンジン出力軸の回転を検出する回転センサでは、検出信号を出力できるエンジン回転速度に限界があり、極低回転速度領域でのエンジン回転速度を精度良く算出できない場合がある。かかる場合、ピニオンとリングギヤとの噛み合わせを最適なタイミングで実施することができず、噛み込み音が大きくなってしまうおそれがある。

その点に鑑み、本発明では、エンジン自動停止後の惰性回転中において、回転センサの検出信号に基づく算出値を用い、同検出信号からは算出できない領域のエンジン回転速度を予測する。また、その予測結果の領域内における所望のエンジン回転速度で上記噛み合わせが実施されるようピニオンの駆動を制御する。これにより、ピニオンとリングギヤとの噛み合わせを最適なタイミングで実施することができ、ひいてはピニオンとリングギヤとの噛み合わせの際の噛み合い音を抑制することができる。

また、前記回転速度算出手段が、前記出力軸の所定回転角度の回転に要した時間から算出される前記エンジン回転速度としての瞬時回転速度を算出し、前記予測手段が、前記瞬時回転速度が減少傾向にある期間での複数の瞬時回転速度に基づいて前記回転軌道を予測する。瞬時回転速度は上昇と減少とが繰り返されるが、瞬時回転速度が減少傾向にある期間では、速度ゼロに向かうエンジン回転速度の傾き、すなわち速度ゼロに向かう回転軌道を予測することができる。ここで、回転軌道の予測に用いる瞬時回転速度としては、少なくとも、瞬時回転速度が減少傾向にある期間での複数の瞬時回転速度を含んでいればよく、同期間での瞬時回転速度のみによって回転軌道の予測を行ってもよいし、あるいは同期間の直前の瞬時回転速度（例えば瞬時回転速度が上昇傾向にある期間での瞬時回転速度）を加えて回転速度の予測を行ってもよい。

１ エンジン
２ リングギヤ
４ ピニオンギヤ
５ アクチュエータ
７ スタータモータ
１１ ＥＣＵ
２３６ クランク角センサ
２３７ リングギヤセンサ
１００１ エンジン回転数補完部
１００２ クランク位相補完部
１００３ 位相変化分演算部
１００４ 定常変化分演算部
１００５ スタータ制御部

Claims (11)

1. 車両の運転状態に基づいてエンジンを自動停止させる自動停止手段と、
   前記自動停止手段が前記エンジンの自動停止を実行してから前記エンジンが完全に停止するまでの期間中にスタータを制御して前記エンジンを再始動させる自動始動手段と、
   前記エンジンのクランク位相または回転数を検知または演算するエンジン回転検知手段と、を備えた車載制御装置において、
   前記自動始動手段は、前記エンジン回転検知手段の信号が更新される間隔よりも短い間隔で、前記スタータの制御指令を判定することを特徴とする車載制御装置。
2. 請求項１に記載の車載制御装置において、
   前記エンジンの回転数およびクランク位相のうち少なくとも一つに基づき、前記エンジン回転検知手段の信号が更新されない時点での前記エンジンの回転数およびクランク位相のうち少なくとも一つを補完するエンジン回転検知信号補完手段と、
   前記回転検知信号補完手段の演算結果に基づき所定時間が経過する迄の前記エンジンの回転数位相変化分を求める回転数位相変化分算出手段と、を備え、
   前記自動始動手段は、前記回転数位相変化分に基づき前記スタータを制御することを特徴とする車載制御装置。
3. 請求項２に記載の車載制御装置において、
   前記エンジン回転検知手段の信号または前記エンジン回転検知信号補完手段の演算結果に基づいて所定時間が経過する迄の前記エンジンの回転数定常変化分を求める回転数定常変化分算出手段と、
   前記回転数位相変化分算出手段の演算結果と前記回転数定常変化分算出手段の演算結果とに基づき、所定時間が経過した後の前記エンジンの回転数を予測する将来回転数予測手段と、を備え、
   前記自動始動手段は、前記将来回転数予測手段の予測結果に基づき前記スタータを制御することを特徴とする車載制御装置。
4. 請求項３に記載の前記クランク角信号補完手段は前記エンジン回転検知手段の信号が更新されない時点でのエンジン回転数とクランク位相両方を補完することを特徴とする車載制御装置。
5. 請求項３に記載の車載制御装置において、
   前記将来回転数予測手段の予測結果に基づき前記スタータを制御するタイミングを演算し、前記タイミングまでの期間に前記エンジン回転検知手段の信号が更新されているか否かを確認することを特徴とする車載制御装置。
6. 請求項３に記載の車載制御装置において、
   前記回転検知信号補完手段は、前記将来回転数予測手段の過去の演算結果を用いて前記エンジン回転検知手段の信号を補完することを特徴とする車載制御装置。
7. 請求項３に記載の車載制御装置において、
   前記回転検知信号補完手段は、前記エンジンの回転数または前記エンジン回転検知手段の信号間隔に基づいて、前記エンジンの回転数およびクランク位相のうち少なくとも一つを補完するか否かを判定することを特徴とする車載制御装置。
8. 請求項３に記載の車載制御装置において、
   前記将来回転数予測手段は、前記スタータのピニオンギアを前記エンジンのリングギア側へ押し出す遅れ時間が経過した後の前記エンジンの回転数を予測することを特徴とする車載制御装置。
9. 請求項３に記載の車載制御装置において、
   前記将来回転数予測手段の予測結果に基づき前記スタータを制御するタイミングを複数回演算することを特徴とする車載制御装置。
10. 請求項３に記載の車載制御装置において、
    前記自動始動手段は、前記エンジンの逆転を検知した結果に基づき、前記スタータを制御することを特徴とする車載制御装置。
11. 請求項３に記載の車載制御装置において、
    前記将来回転数予測手段は、予め演算された回転数とクランク位相の軸による表を参照し、所定時間が経過した後の前記エンジンの回転数を予測する車載制御装置。