JP2017020361A - 内燃機関の始動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機関始動に要する時間を短縮しながら、クランクプーリとモータプーリとを互いに連結するベルトの耐久性を高める。
【解決手段】内燃機関のクランクシャフト４に取り付けられたクランクプーリ４ｐと、モータジェネレータ８の回転シャフト８ｓに取り付けられたモータプーリ８ｐとをベルト１０により互いに連結する。内燃機関を始動すべきときにモータジェネレータを始動時トルクでもって駆動し、それによりベルトを介してクランクシャフトを回転させるようにする。内燃機関を始動すべきときには、まず始動時トルクを、ベルトに作用する張力があらかじめ定められたしきい値を越えることが可能な第１の設定トルクに設定し、その後、ベルトに作用する張力がしきい値を越えないように始動時トルクを第１の設定トルクよりも低いトルクに切り換える。
【選択図】図１

Description

本発明は内燃機関の始動制御装置に関する。

内燃機関のクランクシャフトに取り付けられたクランクプーリと、電気モータの出力シャフトに取り付けられたモータプーリとをベルトにより互いに連結し、内燃機関を始動すべきときに電気モータを始動時トルクでもって駆動し、それによりベルトを介してクランクシャフトを回転させるようにした、内燃機関の始動制御装置であって、内燃機関を始動すべきときには、まず始動時トルクを最大トルクよりも小さいトルクに設定し、その後始動時トルクを最大トルクに設定する、内燃機関の始動制御装置が公知である（例えば、特許文献１参照）。すなわち、この始動制御装置では、抑制されたトルクでもって電気モータの駆動を開始し、それによってベルトに大きな張力が作用するのを防止するようにしている。

特開２００７−２９２０７９号公報

しかしながら、抑制されたトルクでもって電気モータの駆動を開始するようにすると、クランクシャフトが回転し始めるのに時間を要し、したがって機関始動を完了するのに要する時間が長くなるおそれがある。

本発明によれば、内燃機関のクランクシャフトに取り付けられたクランクプーリと、電気モータの出力シャフトに取り付けられたモータプーリとをベルトにより互いに連結し、前記内燃機関を始動すべきときに前記電気モータを始動時トルクでもって駆動し、それにより前記ベルトを介して前記クランクシャフトを回転させるようにした、内燃機関の始動制御装置において、前記内燃機関を始動すべきときには、まず前記始動時トルクを、前記ベルトに作用する張力があらかじめ定められたしきい値を越えることが可能な第１の設定トルクに設定し、その後、前記ベルトに作用する張力が前記しきい値を越えないように前記始動時トルクを第１の設定トルクよりも低いトルクに切り換える、内燃機関の始動制御装置が提供される。

機関始動に要する時間を短縮しながら、内燃機関を始動すべきときにベルトに作用する張力が過度に大きくなるのを抑制することができ、したがってベルトの耐久性を高めることができる。

内燃機関の全体図である。 クランクプーリ、モータプーリ等の配置を示す概略図である。 始動制御の第１実施例を説明するためのタイムチャートである。 始動制御の第１実施例を実行するためのルーチンを示すフローチャートである。 始動制御の第２実施例を説明するためのタイムチャートである。 始動制御の第２実施例を実行するためのルーチンを示すフローチャートである。 始動制御の第３実施例を説明するためのタイムチャートである。 モータトルクＭＴＱのマップを示す図である。 始動制御の第３実施例を実行するためのルーチンを示すフローチャートである。 始動制御の第４実施例を示す図である。 始動制御の第４実施例を説明するためのタイムチャートである。 始動制御の第４実施例を実行するためのルーチンを示すフローチャートである。

図１を参照すると、１は火花点火式又は圧縮着火式の内燃機関本体、２は気筒、３は変速機、４はクランクシャフトをそれぞれ示す。クランクシャフト４の一端にはディファレンシャル５を介して車軸６が連結され、車軸６の両端には車輪７がそれぞれ取り付けられる。クランクシャフト４の他端にはクランクプーリ４ｐが固定される。また、モータジェネレータ８の回転シャフト８ｓにはモータプーリ８ｐが固定される。モータジェネレータ８は電気モータ又は発電機として作動される。モータジェネレータ８が電気モータとして作動される場合、上述の回転シャフト８ｓは出力シャフトして作用する。一方、補機９の回転シャフト９ｓには補機プーリ９ｐが固定される。補機９には例えば空気調整機用のコンプレッサ、冷却水ポンプ、潤滑油ポンプなどが含まれる。

クランクプーリ４ｐ及びモータプーリ８ｐの周りにはベルト１０が巻き掛けられ、これらクランクプーリ４ｐ及びモータプーリ８ｐはベルト１０により互いに連結される。本発明による実施例では図２に示されるように、クランクプーリ４ｐ、モータプーリ８ｐ、補機プーリ９ｐ、及びアイドルプーリ１１ｐの周りにベルト１０が巻き掛けられ、これらクランクプーリ４ｐ、モータプーリ８ｐ、補機プーリ９ｐ、及びアイドルプーリ１１ｐはベルト１０により互いに連結される。

本発明による実施例では、ベルト１０に作用する張力を調整するためのベルトテンショナ１２が設けられる。図２に示される実施例ではベルトテンショナ１２はモータプーリ８ｐの周りに設けられる。また、図２に示される実施例では、ベルトテンショナ１２は振り子式ベルトテンショナから構成される。振り子式ベルトテンショナ１２は、モータプーリ８ｐの回転軸線回りに揺動可能に保持された支持体１２ｓと、支持体１２ｓの両端にそれぞれ保持された一対の押圧部１２ａ，１２ｂとを備える。一方の押圧部１２ａはモータプーリ８ｐの一側、すなわちモータプーリ８ｐとクランクプーリ４ｐとの間に位置するベルト１０の部分１０ａに対面配置され、他方の押圧部１２ｂはモータプーリ８ｐの他側、すなわちモータプーリ８ｐとアイドルプーリ１１ｐとの間に位置するベルト１０の部分１０ｂに対面配置される。ベルト部分１０ａに作用する張力が高くなると、ベルト部分１０ａにより一対の押圧部１２ａ，１２ｂ及び支持体１２ｓが図２に示される矢印Ａの方向に移動され、それによってベルト部分１０ａに作用する張力が低下され、ベルト部分１０ｂに作用する張力が上昇される。一方、ベルト部分１０ｂに作用する張力が高くなると、ベルト部分１０ｂにより一対の押圧部１２ａ，１２ｂ及び支持体１２ｓが図２に示される矢印Ｂの方向に移動され、それによってベルト部分１０ｂに作用する張力が低下され、ベルト部分１０ａに作用する張力が上昇される。なお、本発明による実施例では、一対の押圧部１２ａ，１２ｂ及び支持体１２ｓがあらかじめ定められた基準角度位置から矢印Ａの方向に回転するとベルトテンショナ１２の角度位置θＴＮが増大し、一対の押圧部１２ａ，１２ｂ及び支持体１２ｓが基準角度位置から矢印Ｂの方向に回転するとベルトテンショナ１２の角度位置θＴＮが減少する。

再び図１を参照すると、機関本体１には、機関本体１の温度である機関温度を検出するための温度センサ１３が取り付けられる。機関温度は例えば機関冷却水温又は機関潤滑油温によって表され、したがって温度センサ１３は例えば機関冷却水温センサ又は機関潤滑油温センサから構成される。

図１に示される実施例ではモータジェネレータ８は動作電圧が４８Ｖのモータジェネレータから構成される。この場合、モータジェネレータ８はインバータ２０を介して一方では４８Ｖバッテリ２１に電気的に接続され、他方ではＤＣ−ＤＣコンバータ２２を介して１２Ｖバッテリ２３及び電気負荷２４にそれぞれ電気的に接続される。インバータ２０はモータジェネレータ８で発生された交流電力を直流電力に変換し、又は４８Ｖバッテリ２１もしくは１２Ｖバッテリ２３からモータジェネレータ８に供給される直流電力を交流電力に変換する。ＤＣ−ＤＣコンバータ２２は直流電圧を４８Ｖから１２Ｖに、又は１２Ｖから４８Ｖに変換する。電気負荷２４は例えば車両のライト、オーディオ機器などを含む。図示しない別の実施例ではモータジェネレータ８は動作電圧が４８Ｖ以外の例えば１２Ｖのモータジェネレータから構成される。この場合、モータジェネレータ８はインバータ２０を介して１２Ｖバッテリ２３及び電気負荷２４にそれぞれ電気的に接続される。

電子制御ユニット（制御器）３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、入力ポート３５及び出力ポート３６を具備する。温度センサ１３の出力電圧は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。また、アクセルペダル３９にはアクセルペダル３９の踏み込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ４０が接続され、負荷センサ４０の出力電圧は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。更に、クランクシャフト４が例えば３０度回転するごとに出力パルスを発生するクランク角センサ４１が入力ポート３５に接続される。ＣＰＵ３４ではクランク角センサ４１からの出力パルスに基づいて機関回転数が算出される。更に、モータジェネレータ８の回転シャフト８ｓが例えば３０度回転するごとに出力パルスを発生するモータ回転数センサ４２が入力ポート３５に接続される。ＣＰＵ３４ではモータ回転数センサ４２からの出力パルスに基づいてモータジェネレータ８の回転数であるモータ回転数が算出される。更に、イグニッションスイッチ５０が入力ポート３５に接続され、イグニッションスイッチ５０がオンにされたことを表す信号が入力ポート３５に入力される。一方、出力ポート３６は対応する駆動回路３８を介してモータジェネレータ８、補機９、インバータ２０、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２、及び電気負荷２４に接続される。

さて、本発明による実施例では機関を始動すべきときに次のような始動制御が行われる。すなわち、機関を始動すべき信号が発せられると、モータジェネレータ８が電気モータとして作動される。その結果、ベルト１０を介してクランクシャフト４が回転され、いわゆるモータリングが開始される。次いで、機関回転数があらかじめ定められた第１の設定回転数Ｎｅ１を越えると燃料噴射作用及び点火作用が開始される。次いで、機関回転数があらかじめ定められた第２の設定回転数Ｎｅ２（＞Ｎｅ１）を越えると、すなわち機関始動が完了すると、モータジェネレータ８の駆動が停止される。

次に、始動制御の第１実施例を、図３を参照しながら説明する。

図３において、時間ｔａ１は機関を始動すべき信号が発せられた時間を表している。本発明による実施例では、機関を始動すべき信号はイグニッションスイッチ５０がオンにされたことを表す信号から構成される。機関を始動すべき信号が発せられると、上述したようにモータジェネレータ８が電気モータとして作動される。この場合、モータジェネレータ８のトルクであるモータトルクＭＴＱがあらかじめ定められた第１の設定トルクＭＴＱ１に設定される。言い換えると、モータトルクＭＴＱがゼロから第１の設定トルクＭＴＱ１にステップ状に増大され、保持される。一方、このとき機関回転数Ｎｅはゼロのままであり、すなわちクランクシャフト４は回転していない。その結果、モータプーリ８ｐとクランクプーリ４ｐとの間のベルト部分１０ａ（図２）の張力であるベルト張力ＢＴＮが次第に増大する。また、ベルトテンショナ１２の角度位置θＴＮも次第に増大する。

次いで、時間ｔａ２になると、すなわちモータトルクＭＴＱが第１の設定トルクＭＴＱ１に設定されてからあらかじめ定められた第１の設定時間ｄｔ１が経過すると、モータトルクＭＴＱが第１の設定トルクＭＴＱ１からあらかじめ定められた第２の設定トルクＭＴＱ２（＜ＭＴＱ１）までステップ状に低下される。

図３に示される例では、時間ｔａ２において、ベルト張力ＢＴＮはあらかじめ定められたしきい値ＢＴＮＸに達している。このため、第１の設定時間ｄｔ１は、モータジェネレータ８が作動されてからベルト張力ＢＴＮがしきい値ＢＴＮＸに達するまでに要する時間であるという見方もできる。なお、第１の設定時間ｄｔ１は例えばあらかじめ実験により求められている。図示しない別の実施例では、時間ｔａ２において、ベルト張力ＢＴＮはしきい値ＢＴＮＸよりもわずかに小さい。モータトルクＭＴＱが第２の設定トルクＭＴＱ２に低下されると、ベルト張力ＢＴＮもステップ状に低下する。一方、図３に示される例では、時間ｔａ２において、ベルトテンショナ１２の角度位置θＴＮはあらかじめ定められたしきい位置θＴＮＸよりもわずかに小さい。ベルトテンショナ１２の角度位置θＴＮがしきい位置θＴＮＸを越えて増大したときには、ベルトテンショナ１２が過度に回転されており、好ましくない。図示しない別の実施例では、時間ｔａ２において、ベルトテンショナ１２の角度位置θＴＮはしきい位置θＴＮＸに達している。モータトルクＭＴＱが第２の設定トルクＭＴＱ２に低下されると、ベルトテンショナ１２の角度位置θＴＮもステップ状に低下する。

始動制御の第１実施例では、その後、モータトルクＭＴＱは第１の設定トルクＭＴＱ１を越えない範囲で、第２の設定トルクＭＴＱ２から徐々に増大される。その結果、ベルト張力ＢＴＮはしきい値ＢＴＮＸを越えない範囲で徐々に上昇する。また、ベルトテンショナ１２の角度位置θＴＮもしきい位置θＴＮＸを越えない範囲で徐々に増大する。この場合のモータトルクＭＴＱはあらかじめＲＯＭ３２内に記憶されている。

次いで、時間ｔａ３になると、機関回転数Ｎｅがゼロから増大し、すなわちクランクシャフト４が回転し始める。その結果、ベルト張力ＢＴＮは徐々に低下する。この場合もベルト張力ＢＴＮはしきい値ＢＴＮＸを越えない。また、ベルトテンショナ１２の角度位置θＴＮも徐々に減少し、しきい位置θＴＮＸを越えない。

次いで、時間ｔａ４になると、モータトルクＭＴＱが第１の設定トルクＭＴＱ１に達し、次いで第１の設定トルクＭＴＱ１に維持される。図３に示される例では、時間ｔａ４において、ベルト張力ＢＴＮが上昇し始め、ベルトテンショナ１２の角度位置θＴＮも増大し始める。

ここで、図３において破線に示される比較例では、モータトルクＭＴＱが時間ｔａ１において第１の設定トルクＭＴＱ１にステップ状に増大され維持される。この場合、ベルト張力ＢＴＮはしきい値ＢＴＮＸを越えて上昇し、次いで機関回転数Ｎｅがゼロから増大し始めると低下し始める。また、ベルトテンショナ１２の角度位置θＴＮもしきい位置θＴＮＸを越えて増大し、次いで機関回転数Ｎｅがゼロから増大し始めると減少し始める。

そうすると、第１の設定トルクＭＴＱ１はベルト張力ＢＴＮがしきい値ＢＴＮＸを越えることが可能なモータトルクであるということになる。あるいは、第１の設定トルクＭＴＱ１はベルトテンショナ１２の角度位置θＴＮがしきい位置θＴＮＸを越えることが可能なモータトルクであるということになる。始動制御の第１実施例では第１の設定トルクＭＴＱ１はモータジェネレータ８の最大トルクに設定される。

すなわち、始動制御の第１実施例では、機関始動時にまずモータトルクＭＴＱが比較的大きなモータトルクに設定されるので、ベルト張力ＢＴＮが速やかに増大される。したがって、クランクシャフト４が回転し始めるまでに要する時間を短縮することができる。言い換えると、機関始動を速やかに完了することができる。しかも、始動制御の第１実施例では、ベルト張力ＢＴＮがしきい値ＢＴＮＸ近傍まで上昇すると、ベルト張力ＢＴＮがしきい値ＢＴＮＸを越えないようにモータトルクＭＴＱが第１の設定トルクＭＴＱ１から、第１の設定トルクＭＴＱ１よりも低いモータトルクに切り換えられる。したがって、ベルト張力ＢＴＮがしきい値ＢＴＮＸを越えることがなく、ベルト１０の耐久性が高められる。なお、始動制御の第１実施例では、時間ｔａ２から時間ｔａ４までの間においてモータトルクＭＴＱが第１の設定トルクＭＴＱ１よりも低いモータトルクに設定されている。

したがって、包括的に表現すると、内燃機関１を始動すべきときに電気モータ８を始動時トルクでもって駆動し、それによりベルト１０を介してクランクシャフト４を回転させるようにした、内燃機関の始動制御装置において、内燃機関１を始動すべきときには、まず始動時トルクＭＴＱを、ベルト１０に作用する張力ＢＴＮがあらかじめ定められたしきい値ＢＴＮＸを越えることが可能な第１の設定トルクＭＴＱ１に設定し、その後、ベルト１０に作用する張力ＢＴＮがしきい値ＢＴＮＸを越えないように始動時トルクＭＴＱを第１の設定トルクＭＴＱ１よりも低いトルクに切り換える、ということになる。

図４は上述した始動制御の第１実施例を実行するルーチンを示している。このルーチンは一定時間ごとの割り込みによって実行される。

図４を参照すると、ステップ１００では機関を始動すべき信号が発せられたか否かが判別される。機関を始動すべき信号が発せられていないときには処理サイクルを終了する。機関を始動すべき信号が発せられたときにはステップ１０１に進み、モータトルクＭＴＱが第１の設定トルクＭＴＱ１に設定され、第１の設定時間ｄｔ１にわたり保持される。続くステップ１０２ではモータトルクＭＴＱが第２の設定トルクＭＴＱ２に設定される。続くステップ１０３ではモータトルクＭＴＱが第２の設定トルクＭＴＱ２から徐々に増大され、モータトルクＭＴＱが第１の設定トルクＭＴＱ１に達すると第１の設定トルクＭＴＱ１に維持される。続くステップ１０４では機関回転数Ｎｅが設定回転数ＮｅＸを越えたか否かが判別される。Ｎｅ≦ＮｅＸのときにはステップ１０３に戻る。Ｎｅ＞ＮｅＸのときには次いでステップ１０５に進み、モータトルクＭＴＱがゼロに設定される。すなわち、モータジェネレータ８が停止される。

次に、始動制御の第２実施例を説明する。始動制御の第２実施例は、モータトルクＭＴＱが第１の設定トルクＭＴＱ１から第２の設定トルクＭＴＱ２まで低下された後、あらかじめ定められた第２の設定時間ｄｔ２にわたり第２の設定トルクＭＴＱ２に保持される点で、始動制御の第１実施例と構成を異にしている。

すなわち、図５に示されるように、時間ｔｂ１において機関を始動すべき信号が発せられると、モータトルクＭＴＱが第１の設定トルクＭＴＱ１に設定され、保持される。次いで、時間ｔｂ２になると、すなわちモータトルクＭＴＱが第１の設定トルクＭＴＱ１に設定されてから第１の設定時間ｄｔ１が経過すると、モータトルクＭＴＱが第１の設定トルクＭＴＱ１から第２の設定トルクＭＴＱ２までステップ状に低下され、保持される。次いで、時間ｔｂ３になると、すなわちモータトルクＭＴＱが第２の設定トルクＭＴＱ２に設定されてからあらかじめ定められた第２の設定時間ｄｔ２が経過すると、モータトルクＭＴＱは第１の設定トルクＭＴＱ１を越えない範囲で、第２の設定トルクＭＴＱ２から徐々に増大される。

一方、図５に示される例では、時間ｔｂ３において、機関回転数Ｎｅがゼロから増大し、すなわちクランクシャフト４が回転し始める。このため、第２の設定時間ｄｔ２は、モータトルクＭＴＱが第２の設定トルクＭＴＱ２に低下されてからクランクシャフト４が回転し始めるまでに要する時間であるという見方もできる。あるいは、第１の設定時間ｄｔ１と第２の設定時間ｄｔ２との和（ｄｔ１＋ｄｔ２）は、モータジェネレータ８が作動されてからクランクシャフト４が回転し始めるまでに要する時間であるという見方もできる。なお、第２の設定時間ｄｔ２は例えばあらかじめ実験により求められている。

次いで、時間ｔｂ４になると、モータトルクＭＴＱが第１の設定トルクＭＴＱ１に達し、次いで第１の設定トルクＭＴＱ１に維持される。

図６は上述した始動制御の第２実施例を実行するルーチンを示している。このルーチンは一定時間ごとの割り込みによって実行される。

図６を参照すると、ステップ２００では機関を始動すべき信号が発せられたか否かが判別される。機関を始動すべき信号が発せられていないときには処理サイクルを終了する。機関を始動すべき信号が発せられたときにはステップ２０１に進み、モータトルクＭＴＱが第１の設定トルクＭＴＱ１に設定され、第１の設定時間ｄｔ１にわたり保持される。続くステップ２０２ではモータトルクＭＴＱが第２の設定トルクＭＴＱ２に設定され、第２の設定時間ｄｔ２にわたり保持される。続くステップ２０３ではモータトルクＭＴＱが第２の設定トルクＭＴＱ２から徐々に増大され、モータトルクＭＴＱが第１の設定トルクＭＴＱ１に達すると第１の設定トルクＭＴＱ１に維持される。続くステップ２０４では機関回転数Ｎｅが設定回転数ＮｅＸを越えたか否かが判別される。Ｎｅ≦ＮｅＸのときにはステップ２０３に戻る。Ｎｅ＞ＮｅＸのときには次いでステップ２０５に進み、モータトルクＭＴＱがゼロに設定される。すなわち、モータジェネレータ８が停止される。

始動制御の第２実施例のその他の構成および作用は始動制御の第１実施例と同様であるので、説明を省略する。

次に、始動制御の第３実施例を説明する。始動制御の第３実施例は、モータジェネレータ８が作動されてからクランクシャフト４が回転し始めるまでの間においてモータトルクＭＴＱがモータジェネレータ８の回転数であるモータ回転数Ｎｍに応じて設定される点で始動制御の第１実施例と構成を異にしている。

すなわち、図７に示されるように、時間ｔｃ１において機関を始動すべき信号が発せられると、モータトルクＭＴＱが第１の設定トルクＭＴＱ１に設定される。その結果、クランクシャフト４が回転しないまま、モータ回転数Ｎｍが上昇し始める。

その後、モータトルクＭＴＱはモータ回転数Ｎｍに応じて設定される。この場合のモータトルクＭＴＱは図８に示されるように、モータ回転数Ｎｍが高くなるにつれて低くなる。したがって、時間の経過と共にモータ回転数Ｎｍが上昇すると、モータトルクＭＴＱは低下する。この場合、ベルト張力ＢＴＮはしきい値ＢＴＮＸを越えない範囲で上昇する。したがって、モータトルクＭＴＱは、ベルト張力ＢＴＮがしきい値ＢＴＮＸを超えないように第１の設定トルクＭＴＱ１よりも低いトルクに切り換えられる、ということになる。なお、この場合のモータトルクＭＴＱは図８に示されるマップの形であらかじめＲＯＭ３２内に記憶されている。

次いで、時間ｔｃ２において、機関回転数Ｎｅがゼロから増大し、すなわちクランクシャフト４が回転し始めると、モータトルクＭＴＱは、ベルト張力ＢＴＮがしきい値ＢＴＮＸを超えない範囲で、増大される。なお、図７には示されていないけれども、モータトルクＭＴＱが第１の設定トルクＭＴＱ１に達したときには、モータトルクＭＴＱは第１の設定トルクＭＴＱ１に保持される。

なお、モータジェネレータ８が作動されてからクランクシャフト４が回転し始めるまでのモータ回転数Ｎｍはベルト張力ＢＴＮを表している。したがって、始動制御の第３実施例では、モータジェネレータ８が作動されてからクランクシャフト４が回転し始めるまでの間においてモータトルクＭＴＱがベルト張力ＢＴＮに応じて設定されるという見方もできる。

図９は上述した始動制御の第３実施例を実行するルーチンを示している。このルーチンは一定時間ごとの割り込みによって実行される。

図９を参照すると、ステップ３００では機関を始動すべき信号が発せられたか否かが判別される。機関を始動すべき信号が発せられていないときには処理サイクルを終了する。機関を始動すべき信号が発せられたときにはステップ３０１に進み、モータトルクＭＴＱが第１の設定トルクＭＴＱ１に設定される。続くステップ３０２ではモータトルクＭＴＱが図８のマップを用いて算出され、設定される。続くステップ３０３では機関回転数Ｎｅがゼロよりも高いか否か、すなわちクランクシャフト４が回転し始めたか否かが判別される。Ｎｅ≦０のときにはステップ３０２に戻る。Ｎｅ＞０のときには次いでステップ３０４に進み、モータトルクＭＴＱが増大され、モータトルクＭＴＱが第１の設定トルクＭＴＱ１に達すると第１の設定トルクＭＴＱ１に維持される。続くステップ３０５では機関回転数Ｎｅが設定回転数ＮｅＸを越えたか否かが判別される。Ｎｅ≦ＮｅＸのときにはステップ３０４に戻る。Ｎｅ＞ＮｅＸのときには次いでステップ３０６に進み、モータトルクＭＴＱがゼロに設定される。すなわち、モータジェネレータ８が停止される。

始動制御の第３実施例のその他の構成および作用は始動制御の第１実施例と同様であるので、説明を省略する。

次に、始動制御の第４実施例を説明する。始動制御の第４実施例は、機関始動にモータジェネレータ８に加えてスタータモータが用いられる点で始動制御の第１実施例と構成を異にしている。

すなわち、始動制御の第４実施例では、図１０に示されるように、別の電気モータとしてのスタータモータ６０が設けられる。スタータモータ６０はピニオン６０Ｐを備えており、ピニオン６０Ｐは図１０に実線で示される引込位置と、図１０に点線で示される突出位置との間で移動可能になっている。一方、クランクシャフト４には歯車４Ｇが一体的に取り付けられている。上述のピニオン６０Ｐが引込位置にあるときにはピニオン６０Ｐ及び歯車４Ｇは互いに離脱しており、ピニオン６０Ｐが突出位置にあるとピニオン６０Ｐ及び歯車４Ｇは互いに係合する。スタータモータ６０が作動されるとピニオン６０Ｐが突出位置に移動すると共に回転される。その結果、スタータモータ６０によりクランクシャフト４が回転される。スタータモータ６０が停止されるとピニオン６０Ｐが引込位置まで戻ると共に回転停止される。

図１１に示されるように、時間ｔｄ１においては機関を始動すべき信号が発せられると、モータトルクＭＴＱが第１の設定トルクＭＴＱ１に設定され、保持される。次いで、時間ｔｄ２になると、すなわちモータトルクＭＴＱが第１の設定トルクＭＴＱ１に設定されてから第１の設定時間ｄｔ１が経過すると、モータトルクＭＴＱが第１の設定トルクＭＴＱ１から第２の設定トルクＭＴＱ２（＜ＭＴＱ１）までステップ状に低下される。また、始動制御の第４実施例では、時間ｔｄ２において、スタータモータ６０が作動される。このため、機関回転数Ｎｅがゼロから増大し始める。すなわち、クランクシャフト４が回転し始める。その結果、ベルト張力ＢＴＮはステップ状に低下する。また、ベルトテンショナ１２の角度位置θＴＮもステップ状に低下する。なお、始動制御の第４実施例における第２の設定トルクＭＴＱ２は始動制御の第１実施例における第２の設定トルクＭＴＱ２よりも高い。始動制御の第４実施例では、モータトルクＭＴＱが第２の設定トルクＭＴＱ２に設定される時点でクランクシャフト４が回転し始めているので、モータトルクＭＴＱを比較的高いトルクに設定してもベルト張力ＢＴＮが過度に上昇しないからである。

始動制御の第４実施例では、その後、モータトルクＭＴＱは第１の設定トルクＭＴＱ１を越えない範囲で、第２の設定トルクＭＴＱ２から徐々に増大される。その結果、ベルト張力ＢＴＮはしきい値ＢＴＮＸを越えない範囲で徐々に上昇する。また、ベルトテンショナ１２の角度位置θＴＮもしきい位置θＴＮＸを越えない範囲で徐々に増大する。この場合のモータトルクＭＴＱはあらかじめＲＯＭ３２内に記憶されている。

次いで、時間ｔｄ３になると、すなわち、スタータモータ６０が作動されてからあらかじめ定められた第３の設定時間ｄｔ３が経過すると、スタータモータ６０が停止される。次いで、時間ｔｄ４になると、モータトルクＭＴＱが第１の設定トルクＭＴＱ１に達し、次いで第１の設定トルクＭＴＱ１に維持される。

図１２は上述した始動制御の第４実施例を実行するルーチンを示している。このルーチンは一定時間ごとの割り込みによって実行される。

図１２を参照すると、ステップ４００では機関を始動すべき信号が発せられたか否かが判別される。機関を始動すべき信号が発せられていないときには処理サイクルを終了する。機関を始動すべき信号が発せられたときにはステップ４０１に進み、モータトルクＭＴＱが第１の設定トルクＭＴＱ１に設定され、第１の設定時間ｄｔ１にわたり保持される。続くステップ４０２ではモータトルクＭＴＱが第２の設定トルクＭＴＱ２に設定される。続くステップ４０３ではスタータモータ６０が第３の設定時間ｄｔ３にわたり作動される。続くステップ４０４ではモータトルクＭＴＱが第２の設定トルクＭＴＱ２から徐々に増大され、モータトルクＭＴＱが第１の設定トルクＭＴＱ１に達すると第１の設定トルクＭＴＱ１に維持される。続くステップ４０５では機関回転数Ｎｅが設定回転数ＮｅＸを越えたか否かが判別される。Ｎｅ≦ＮｅＸのときにはステップ４０４に戻る。Ｎｅ＞ＮｅＸのときには次いでステップ４０６に進み、モータトルクＭＴＱがゼロに設定される。すなわち、モータジェネレータ８が停止される。

始動制御の第４実施例のその他の構成および作用は始動制御の第１実施例と同様であるので、説明を省略する。

１ 機関本体
４ クランクシャフト
４ｐ クランクプーリ
８ モータジェネレータ
８ｐ モータプーリ
１０ ベルト

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1. 内燃機関のクランクシャフトに取り付けられたクランクプーリと、電気モータの出力シャフトに取り付けられたモータプーリとをベルトにより互いに連結し、前記内燃機関を始動すべきときに前記電気モータを始動時トルクでもって駆動し、それにより前記ベルトを介して前記クランクシャフトを回転させるようにした、内燃機関の始動制御装置において、前記内燃機関を始動すべきときには、まず前記始動時トルクを、前記ベルトに作用する張力があらかじめ定められたしきい値を越えることが可能な第１の設定トルクに設定し、その後、前記ベルトに作用する張力が前記しきい値を越えないように前記始動時トルクを第１の設定トルクよりも低いトルクに切り換える、内燃機関の始動制御装置。

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