JP2017089503A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ピニオンとリングギアとを噛み合わせる際に生ずる衝突音を運転者が認識しづらくすることができる車両制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン１０を駆動源とする車両に適用され、エンジン１０の回転軸１３に設けられたリングギア１４とスタータモータ１１のピニオン１２とを噛み合わせた状態で、スタータモータ１１を駆動させてエンジン１０を始動させる車両制御装置３０であって、回転軸１３の回転速度を取得する回転速度取得部と、回転速度が閾値よりも小さくなった場合にピニオン１２を移動させリングギア１４に噛み合わせるプリセット制御を行うプリセット制御部と、始動要求に基づいてエンジン１０を始動させる始動制御部と、を備え、プリセット制御部は、車速に基づいて前記閾値を設定することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジンの再始動前にピニオンとリングギアとを噛み合わせるプリセット制御を行う車両制御装置に関する。

燃料消費を低減できる手法として、運転者によるブレーキ操作による減速中や車両停止後にエンジンを停止させるアイドリングストップ、走行中にエンジンを止めて惰性走行するコースティングが行われている。これらの制御によりエンジンを停止させた場合、運転者からの要求により速やかにエンジンを始動させる必要がある。特にコースティングおいては、運転者から加速要求が行われた際に速やかに加速する必要があるため、エンジンの始動をより早く行う必要がある。

エンジンの再始動を行う際には、スタータモータのピニオンを、エンジンの回転軸に設けられたリングギアに噛み合わせた後、スタータモータへ通電を行う。しかしながら、一般的なスタータモータであれば、エンジンの回転速度の降下中に再始動を行えば、スタータモータの寿命が著しく低下したり、ギアどうしの衝突音が大きくなったりするという課題があった。

このような課題を解決するため、スタータモータを回転させる駆動と、ピニオンをリングギアに噛み合わせる駆動とを、それぞれ独立して制御することが行われている。この制御では、エンジンの回転速度がスタータモータを駆動させることなく始動できる値以下であり且つ所定の値以上であれば、ピニオンを駆動する前にスタータモータを駆動して回転速度をリングギアの回転速度に近づけ、その後にピニオンを駆動してピニオンとリングギアとを噛み合わせる制御が行われている。この制御を行うことにより、エンジンの回転速度の降下中であってもエンジンの始動を可能としている。しかしながら、エンジンが逆回転を行っている場合にピニオンとリングギアとを噛み合わせれば、スタータモータに大きな負荷がかかるため、スタータモータの寿命の低下を防ぐべく、エンジンの逆回転中は始動制御を禁止している。

これらの課題を解決するものとして、特許文献１に記載の車両制御装置がある。特許文献１に記載の車両制御装置では、エンジンの始動要求が無い場合でも、エンジンの回転速度の降下中にピニオンを駆動してピニオンとリングギアとを噛み合わせておき、エンジンの始動要求を受け取った場合にスタータモータを駆動させている。この制御により、エンジンが正回転と逆回転とを繰り返す揺動中であっても、エンジンの始動を可能とすることができる。この場合、ピニオンとリングギアの回転速度の差（相対回転速度）が小さいほど、スタータモータの寿命の低下を抑制し、且つ、衝突音を低減することができるため、特許文献１に記載の車両制御装置では、エンジンの停止直前にピニオンを駆動し、リングギアと噛み合わせるものとしている。

特許第５２５１６８７号

特許文献１の車両制御装置では、ピニオンとリングギアとの噛み合い音を抑制することはできる。しかしながら、アイドリングストップでのエンジンの停止直前は車両が止まる寸前であるためにロードノイズや風切り音などの音が生じないため、アイドリングストップでのプリセット時、運転者はピニオンとリングギアとの衝突音を異音として認識することがある。

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、その主たる目的は、ピニオンとリングギアとを噛み合わせる際に生ずる衝突音を運転者が認識しづらくすることができる車両制御装置を提供することにある。

第１の発明は、エンジンを駆動源とする車両に適用され、エンジンの回転軸に設けられたリングギアとスタータモータのピニオンとを噛み合わせた状態で、スタータモータを駆動させてエンジンを始動させる車両制御装置であって、回転軸の回転速度を取得する回転速度取得部と、回転速度が閾値よりも小さくなった場合にピニオンを移動させリングギアに噛み合わせるプリセット制御を行うプリセット制御部と、始動要求に基づいてエンジンを始動させる始動制御部と、を備え、プリセット制御部は、車速に基づいて閾値を設定することを特徴とする。

車速が高いほど車輪と路面との間の摩擦により生ずるノイズ等（ロードノイズ）が大きいため、プリセット制御の際にピニオンとリングギアとが衝突する音は、そのロードノイズに紛れて目立たない。しかしながら、車速が低い場合にはロードノイズが小さいため、ピニオンがリングギアに衝突する音が目立つこととなる。また、エンジンの回転速度が高い状態でプリセット制御を行う場合、ピニオンとリングギアとを噛み合わせた状態を維持する時間が長くなり、その噛み合わせに要する電力が増大する。一方で、エンジンの回転速度が低い状態でプリセット制御を行う場合、ピニオンとリングギアとを噛み合わせた状態を維持する時間が短くなり、電力の消費を抑制することができる。上記構成では、車速に基づいて回転速度についての閾値を変更し、回転速度がその閾値よりも小さくなった場合にプリセット制御を行うものとしているため、ロードノイズが大きい場合にはエンジンの回転速度が小さい場合にプリセット制御を行うことでピニオンがリングギアに衝突する音がロードノイズに紛れて目立たなくでき、電力消費を抑制することができる。一方で、ロードノイズが小さい場合には、エンジンの回転速度が高い場合にプリセット制御を行うことで、ピニオンとリングギアの噛み合いの際の衝突音がエンジン音に紛れて目立たなくすることができる。したがって、プリセット制御の際の衝突音の抑制と電力消費の抑制とを両立しつつ、運転者からの再始動の要求の際には、速やかにエンジンの再始動を行うことができる。

第２の発明では、第１の発明に加えて、プリセット制御部は、車速が高い場合、車速が低い場合よりも閾値を小さくすることを特徴とする。

このように閾値を設定することで、第１の発明に準ずる効果を奏することができる。

第３の発明では、第１又は第２の発明に加えて、所定の実施条件が成立した場合に、車速に基づいて、エンジンを停止させエンジンから車輪への駆動力の供給を中止するコースティング、及び、車両の停止前にエンジンを停止させるアイドリングストップの一方を実行する走行制御部をさらに備え、プリセット制御部は、コースティング及びアイドリングストップの一方が行われる場合にプリセット制御を行い、コースティングが行われる場合の閾値を、アイドリングストップが行われる場合の閾値よりも小さくすることを特徴とする。

一般的に、コースティング時の車速はアイドリングストップ時の車速よりも高い。本構成により、コースティング時にはロードノイズによりピニオンとリングギアとの衝突音を目立たなくすることができる。
一方、アイドリングストップ時には、エンジン回転数が高い状態でプリセットを行うことで、エンジンのノイズにより、ピニオンとリングギアとの衝突音を目立たなくすることができる。

第４の発明では、エンジンを駆動源とする車両に適用され、エンジンの回転軸に設けられたリングギアとスタータモータのピニオンとを噛み合わせ、スタータモータを駆動させてエンジンを始動させる車両制御装置であって、所定の実施条件が成立した場合に、エンジンを停止させエンジンから車輪への駆動力の供給を停止するコースティング、及び、車両の停止前にエンジンを停止させるアイドリングストップの一方を実行する走行制御部と、回転軸の時間当たりの回転速度を取得する回転速度取得部と、コースティング及びアイドリングストップの一方が行われた際に、回転速度が閾値よりも小さくなれば、ピニオンをリングギアに噛み合わせるプリセット制御を行うプリセット制御部と、運転者からの始動要求に基づいてエンジンの始動制御を行う始動制御部と、を備え、プリセット制御部は、コースティングの際の閾値を、アイドリングストップの際の閾値よりも小さくすることを特徴とする。

本構成では、第１の発明、及び第４の発明が奏する効果に加えて、プリセット制御を行ううえで車速を取得することが必須ではなくなるため、車速と閾値との関係を示すマップも必要なくなり、制御を簡略化することができる。

第５の発明では、第１〜第４の発明のいずれかに加えて、プリセット制御部は、ピニオンとリングギアとを噛み合わせる前に、スタータモータを駆動しピニオンの回転速度とリングギアの回転速度との差を所定値よりも小さくすることを特徴とする。

本構成により、ピニオンとリングギアとを噛み合わせるうえでピニオンの歯とリングギアとの歯とが衝突する音を低減することができる。

第６の発明では、第５の発明に加えて、プリセット制御部は、スタータモータの回転を停止させた後にピニオンを移動させることを特徴とする。

ピニオンとリングギアとを噛み合させる際に、スタータモータの回転が継続していれば、スタータモータの回転がエンジンの回転軸へと伝達され、エンジンが再始動する可能性がある。本構成では、スタータモータの回転を停止させた後にピニオンを移動させるため、エンジンの再始動を防ぐことができる。

第７の発明では、第１〜第６の発明のいずれかに加えて、プリセット制御部は、駆動部への通電を継続することによりピニオンとリングギアとの噛み合わせるものであり、プリセット制御部は、エンジンの回転の停止に基づいて、駆動部への通電を停止することを特徴とする。

エンジンの回転が停止する前には、正回転と逆回転とを交互に繰り返す揺動期間が生ずる。この揺動期間では、ピニオンとリングギアとの間の当接面の面積が増減を繰り返すため、駆動部への通電を継続しなければ噛み合わせを維持することが難しい。一方、エンジンの回転が停止すれば、ピニオンとリングギアとの間の当接面の面積が概ね一定となり、駆動部への通電を行わなくても係合状態を維持することができる。本構成では、エンジンの回転の停止に基づいて駆動部への通電を停止しているため、ピニオンとリングギアとの係合状態を維持しつつ通電期間を短縮することができる。

第８の発明では、第１〜第７の発明のいずれかに加えて、エンジンの回転軸には、回転電機がさらに接続されており、始動制御部は、ピニオンとリングギアとが噛み合わされている場合、回転電機によりエンジンを始動させることを特徴とする。

エンジンの回転が停止する前には、正回転と逆回転とを交互に繰り返す揺動期間が生じ、逆回転の際には始動により大きなトルクが必要となる。この点、ピニオンとリングギアとが噛み合わされている場合、その逆回転を抑制できるため、始動に要するトルクは小さくなる。本構成では、スタータモータの他に回転電機をさらに備えるものとし、プリセット制御が行われている状態ではその回転電機によりエンジンを始動させるものとしているため、回転電機が発生させるトルクが小さい場合でも、その回転電機により始動を行うことができる。

第９の発明では、第１〜第７の発明のいずれかに加えて、エンジンの回転軸には、回転電機がさらに接続されており、始動制御部は、ピニオンとリングギアとが噛み合わされている場合、スタータモータによりエンジンを始動させ、ピニオンとリングギアとが噛み合わされていない場合、回転電機によりエンジンを始動させることを特徴とする。

本構成では、始動要求を受け付けた場合に、直ちに利用可能な始動機によりエンジンを始動させるため、より迅速なエンジンの始動を可能とすることができる。

車両制御装置を含む車両制御システムの概略構成図である。 プリセット制御を行う際のタイムチャートである。 実施形態に係る車両制御装置が実行する処理を示すタイムチャートである。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態に係る車両制御システムは、走行駆動源としてのエンジンを備える車両に搭載されるものである。図１において、エンジン１０は、ガソリンや軽油等の燃料の燃焼により駆動される多気筒内燃機関であり、周知のとおり燃料噴射弁や点火装置等を備えている。エンジン１０には、スタータモータ１１が設けられている。スタータモータ１１の回転軸にはピニオン１２が設けられており、そのピニオン１２はエンジン１０の出力軸１３に設けられたリングギア１４に対して結合可能に設けられている。スタータモータ１１には、ピニオン１２をリングギア１４と結合させるべく押し出すソレノイド１５が設けられている。このソレノイド１５はピニオン１２の駆動部として機能し、エンジン１０の始動時には、ソレノイド１５の駆動によりピニオン１２が軸方向へと移動してリングギア１４とが噛み合わされ、スタータモータ１１の回転力をエンジン１０の出力軸１３へと付与可能とされる。

エンジン１０の出力軸１３には、プーリ及びベルトを含んで構成される動力伝達部１６を介して、回転電機であるＩＳＧ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｔａｒｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１７が接続されている。ＩＳＧ１７は、エンジン１０の出力軸１３へ駆動力を供給する際には電動機として機能し、エンジン１０の駆動力を電力に変換する際には発電機として機能する。

エンジン１０の出力軸１３には、クラッチ１８を介して変速機１９が接続されている。クラッチ１８は例えば摩擦式クラッチであり、エンジン１０の出力軸１３に接続されたエンジン１０側の円板（フライホイール等）と、変速機１９の入力軸２０に接続された変速機１９側の円板（クラッチディスク等）とを有する一組のクラッチ機構を備えている。クラッチ１８において両円板が相互に接触することで、エンジン１０と変速機１９との間で動力が伝達される動力伝達状態となり、両円板が相互に離間することで、エンジン１０と変速機１９との間の動力伝達が遮断される動力遮断状態となる。本実施形態のクラッチ１８は、接続状態と遮断状態との切り替えをモータ等のアクチュエータによって行う自動クラッチとして構成されている。なお、変速機１９の内部にクラッチ１８が設けられる構成であってもよい。

変速機１９は複数の変速段を有する自動変速機である。変速機１９は、入力軸２０から入力されるエンジン１０の動力を、車速やエンジン１０の回転速度、シフト位置に応じた変速比により変速して出力軸２１に出力する。シフト位置は、運転席に設けられたシフト操作部材としてのシフトレバー（図示略）をドライバが操作することにより選択される。本システムでは、シフト位置として前進レンジ（Ｄレンジ）、後退レンジ（Ｒレンジ）及びニュートラルレンジ（Ｎレンジ）が設けられている。変速機１９はモータや油圧装置等のアクチュエータよりなる自動シフト機構を備えており、走行レンジであるＤレンジでは変速段が自動的に切り替えられる。変速機１９の出力軸２１には、ディファレンシャルギア２２及びドライブシャフト２３を介して駆動輪２４が接続されている。

本システムでは、システム全体を統括する制御装置としてＥＣＵ３０と、クラッチ１８を制御するクラッチ制御装置３１、変速機１９を制御するトランスミッション制御装置３２、及びＩＳＧ１７を制御するモータ制御装置３３を備えている。これらＥＣＵ３０、クラッチ制御装置３１、トランスミッション制御装置３２、及びモータ制御装置３３は、いずれもマイクロコンピュータ等を備えてなる周知の電子制御装置であり、本システムに設けられている各種センサの検出結果等に基づいて、エンジン１０、クラッチ１８、変速機１９、及びＩＳＧ１７等の制御を実施する。ＥＣＵ３０とクラッチ制御装置３１、トランスミッション制御装置３２、及びモータ制御装置３３は相互に通信可能に接続されており、制御信号やデータ信号等を互いに共有できるものとなっている。なお本実施形態では、ＥＣＵ３０により「車両制御装置」を構成するが、これに限らず、ＥＣＵ３０、クラッチ制御装置３１、トランスミッション制御装置３２、及びモータ制御装置３３により車両制御装置を構成する等してもよい。

ＥＣＵ３０は、バッテリ３４と電気的に接続され、バッテリ３４から供給される電力により動作する。このバッテリ３４は、第１リレー３５を介してスタータモータ１１と接続され、第２リレー３６を介してソレノイド１５と接続されている。第１リレー３５及び第２リレー３６はＥＣＵ３０からの駆動信号により接続状態となる。第１リレー３５が接続状態となることで、バッテリ３４から供給される電力によりスタータモータ１１が駆動する。第２リレー３６が接続状態となることで、バッテリ３４から供給される電力によりソレノイド１５が駆動し、ピニオン１２が押し出されてリングギア１４と噛み合わされる。

センサ類としては、アクセル操作部材としてのアクセルペダル４１の踏み込み操作量を検出するアクセルセンサ４２、ブレーキペダル４３の踏み込み操作量を検出するブレーキセンサ４４、駆動輪２４の回転速度を検出する車輪速センサ４５、エンジン１０の出力軸１３の回転速度を検出する回転速度センサ４６等が設けられている。これらのセンサからの検出信号はＥＣＵ３０に逐次入力される。アクセルセンサ４２が検出したアクセルペダル４１の踏み込み操作量は、ＥＣＵ３０がアクセル開度として取得する。車輪速センサ４５が検出した駆動輪２４の回転速度は、ＥＣＵ３０が車速として取得する。なお、本システムにはこれらのセンサ以外のセンサも設けられているが、図示は省略している。なお、エンジン１０の回転速度を取得するうえで、ＥＣＵ３０は回転速度取得部として機能する。

ＥＣＵ３０は、各センサの検出結果やトランスミッション制御装置３２からの送信情報等に基づいて、燃料噴射弁による燃料噴射量制御及び点火装置による点火制御などの各種エンジン１０制御を実施する。クラッチ制御装置３１は、ＥＣＵ３０からの送信情報に基づいて、クラッチ１８の接続状態と遮断状態とを切替制御を実施する。トランスミッション制御装置３２はＥＣＵ３０からの送信情報に基づいて、変速機１９の変速段の切替制御を実施する。

加えて、ＥＣＵ３０は、モータ制御装置３３へ制御指令を送信し、モータ制御装置３３はその制御指令に基づいてＩＳＧ１７を制御する。具体的には、車両の加速時等、より大きな駆動力が必要な場合等では、ＩＳＧ１７を電動機として機能させる。一方、車両の減速時や、バッテリ３４の残容量が少なくなった場合等では、ＩＳＧ１７を発電機として機能させ、バッテリ３４への充電を行う。

本実施形態の車両では、エンジン１０からの駆動力により車両を走行させている状況下で所定の実施条件が成立した場合に、エンジン１０を停止させ、クラッチ１８を遮断状態とすることでコースティングを行うものとしている。また、運転者がブレーキペダル４３を操作して減速を行っている際に、車速が所定値を下回れば、エンジン１０を停止するアイドリングストップを実施するものとしている。これらコースティング及びアイドリングストップの実施により、燃費改善効果を図るようにしている。このとき、ＥＣＵ３０は走行制御部として機能する。

本実施形態では、上述したコースティングに伴いエンジン１０の駆動を停止する際、及び、アイドリングストップに伴いエンジン１０の駆動を停止する際に、エンジン１０の回転速度がゼロとなる前にソレノイド１５を駆動し、ピニオン１２をリングギア１４に噛み合わせるプリセット制御を行う。このとき、ＥＣＵ３０はプリセット制御部として機能する。

このプリセット制御を行ううえで、ピニオン１２の歯とリングギア１４の歯とが衝突する際に衝突音が生じる。また、ソレノイド１５の駆動には電力を要するため、ソレノイド１５を駆動する時間が長いほど、必要となる電力は増大する。エンジン１０は、停止する際に正回転と逆回転とを交互に繰り返す揺動状態となる。この揺動状態では、ピニオン１２とリングギア１４との間の当接面の面積が増減を繰り返すため、ソレノイド１５への通電を終了すれば、ピニオン１２とリングギア１４とが外れる可能性がある。

一方、エンジン１０の回転速度がゼロとなれば、ピニオン１２とリングギア１４との間の当接面の面積は概ね一定となるため、係合状態を維持することができる。そのため、ピニオン１２とリングギア１４とを噛み合わせる際には、エンジン１０の回転速度がゼロとなり、係合状態を維持できる状態となってから通電を終了する必要がある。すなわち、エンジン１０の回転速度が高い状態で噛み合わせを行えば、通電時間が長くなることとなる。一方で、エンジン１０の回転速度が高い状態でピニオン１２とリングギア１４とを噛み合わせれば、その際に生ずる衝突音は、エンジン１０のノイズにより目立たなくなる。

そこで、本実施形態では、プリセット制御を行ううえで、エンジン１０の回転速度に対して閾値を設け、回転速度がその閾値以下となった場合にソレノイド１５への通電を開始するものとする。車速が高い場合には車輪と路面との摩擦により生ずるノイズ等（ロードノイズ）が大きく、ピニオン１２とリングギア１４との衝突音は目立ちづらい。一方、車速が低い場合には、ロードノイズが小さいため、ピニオン１２とリングギア１４との衝突音は目立ちやすい。

そのため、プリセット制御を開始する際の回転速度に対する閾値について、車速が高い場合の閾値を車速が低い場合の閾値よりも小さくする。こうすることで、車速が高い場合では、ピニオン１２とリングギア１４との衝突音をロードノイズにより目立たなくし、且つ、ソレノイド１５への通電時間の短縮により電力の消費を抑制する。一方、車速が低い場合では、閾値を大きく設定することで、ピニオン１２とリングギア１４との衝突音をエンジン１０のノイズにより目立たなくする。なお、プリセット制御を開始する閾値は、所定の車速を境にして２値的に変化させてもよいし、車速に比例するように線型的または段階的に変化させてもよい。

このプリセット制御について、図２のタイムチャートを用いて説明する。図２（ａ）は、車速が高い状態でプリセット制御を行う場合を示しており、図２（ｂ）は、車速が低い状態でプリセット制御を行う場合を示している。なお、図２（ａ）で示す車速が高い場合の例では、コースティングによりエンジン１０の停止が行われており、図２（ｂ）で示す車速が低い場合の例では、アイドリングストップによりエンジン１０の停止が行われている。

図２（ａ）及び（ｂ）では、いずれも時刻ｔ１で回転速度が閾値以下となってプリセット制御が開始される。このとき、上述したとおり、車速が高い場合の閾値を車速が低い場合の閾値よりも小さく設定している。すなわち、車速が高い場合である図２（ａ）の例では閾値を３００ｒｐｍに設定しており、車速が低い場合である図２（ｂ）の例では閾値を６００ｒｐｍに設定している。なお、この閾値はあくまで一例であって、車速が高い場合の閾値が、車速が低い場合の閾値よりも小さければよい。

プリセット制御によりピニオン１２の移動が開始され、時刻ｔ２でピニオン１２がリングギア１４の位置まで移動して当接し、衝突音が生ずる。続く時刻ｔ３でピニオン１２とリングギア１４とが噛み合う。その後、エンジン１０の正方向への回転と逆方向への回転とが交互に繰り返される揺動が生ずる期間が、時刻ｔ４まで継続する。このとき、ピニオン１２とリングギア１４とが噛み合っているため、エンジン１０の出力軸１３の揺動は抑制される。この揺動が生ずる期間の回転速度の推移について、本実施形態のごとくプリセット制御を行う場合を実線で示しており、プリセット制御を行わない場合を破線で示している。そして、時刻ｔ５でエンジン１０の回転速度がゼロであることを確認すれば、ピニオン１２とリングギア１４との摩擦により係合状態が維持されるため、ソレノイド１５への通電を終了する。

このようにしてプリセット制御が行われた後、ＥＣＵ３０は運転者から始動要求を受け取るまで待機する。この始動要求は、コースティング場合の一例では運転者によるアクセルペダル４１の操作であり、アクセルセンサ４２により検出されるものである。またはブレーキペダル４３の操作であり、ブレーキペダル４３がリリースされた場合にブレーキセンサ４４により検出される。なお、運転者によるアクセルペダル４１の操作及びブレーキペダル４３の操作が、エンジン１０への燃料カット後のプリセット制御が行われる前に行われた場合には、ＩＳＧ１７を電動機として機能させ、エンジン１０の始動を行う。または燃料噴射の再開のみでエンジン１０を始動する。これらエンジン１０の始動制御を行ううえで、ＥＣＵ３０は始動制御部として機能する。

図３は、ＥＣＵ３０が実行する一連の処理を示すフローチャートである。

まず、エンジン１０における燃料の供給が停止しているか否かを判定する（Ｓ１０１）。燃料の供給が停止していなければ（Ｓ１０１：ＮＯ）、エンジン１０の再始動制御は必要ないため、そのまま一連の処理を終了する。燃料の供給が停止していれば（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、回転速度と比較する閾値を車速に基づいて取得し（Ｓ１０２）、運転者からエンジン１０の始動要求がなされたか否かを判定する（Ｓ１０３）。このＳ１０３の判定では、例えば、運転者がアクセルペダル４１を踏み込んだこと検出すれば、エンジン１０の始動要求を行ったと判定する。

運転者による始動要求がなされた場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、エンジン１０の回転速度が所定値以上であるか否かを判定する（Ｓ１０４）。この所定値は、スタータモータ１１やＩＳＧ１７からの動力を要することなく、燃料の噴射及び燃料への点火によりエンジン１０を再始動させることができる回転速度であり、プリセット制御の開始を判定する閾値の上限値よりも大きく設定されている。エンジン１０の回転速度が所定値以上であれば（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、スタータモータ１１及びＩＳＧ１７への通電を行わず、エンジン１０における燃料の噴射及び燃料への点火により、エンジン１０を再始動させる（Ｓ１０５）。

エンジン１０の回転速度が所定値以上でなければ（Ｓ１０４：ＮＯ）、エンジン１０の回転速度が閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１０６）。閾値以上であれば（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、ピニオン１２のプリセット制御が行われる前であることを意味する。そのため、ＩＳＧ１７によりエンジン１０を再始動させる（Ｓ１０７）。一方、エンジン１０の回転速度が閾値よりも小さければ（Ｓ１０６：ＮＯ）、ピニオン１２がリングギア１４に噛み合わされるプリセット中であるか否かを判定する（Ｓ１０８）。Ｓ１０７の処理では、例えば、プリセット制御が開始されてから所定時間が経過しているか否かを判定する。プリセット中であれば（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、スタータモータ１１への通電を行い、エンジン１０を再始動させる（Ｓ１０９）。一方、プリセット中でなければ（Ｓ１０８：ＮＯ）、ＩＳＧ１７によりエンジン１０を再始動させる（Ｓ１１０）。

運転者からの始動要求を受け取っていなければ（１０３：ＮＯ）、エンジン１０の回転速度が閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ１１１）。図２で示したように、エンジン１０の回転速度は単調減少するわけではなく、小刻みな増加と減少とを繰り返しながらゼロに近づく。そのため、Ｓ１１１の処理では、一旦肯定的な判定を行えば、所定期間その判定結果を保持するものとする。なお、所定の制御周期に亘って回転速度が閾値以下となることを条件に、肯定的な判定を行うものとしてもよい。

回転速度が閾値以下であれば（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、続いて回転速度がゼロであるか否かを判定する（Ｓ１１２）。Ｓ１１２の処理では、１制御周期において回転速度がゼロであるか否かを判定すれば、正回転と逆回転とを交互に繰り返す揺動期間においても、肯定的な判定を行う可能性がある。そのため、所定制御周期の間連続してゼロであれば、肯定的な判定を行う。回転速度がゼロでなければ（Ｓ１１２：ＮＯ）、ピニオン１２をリングギア１４に係合させるべく、又は、ピニオン１２とリングギア１４との係合状態を維持すべく、ソレノイド１５への通電を行ってピニオン１２を駆動する（Ｓ１１３）。

一方、エンジン１０の回転速度が閾値以下でない場合（Ｓ１１１：ＮＯ）、及び、回転速度がゼロであり、ソレノイド１５への通電を行わなくてもピニオン１２とリングギア１４との係合状態を維持できる場合には（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、ソレノイド１５への通電は行わず、一連の処理を終了する。なお、燃料の供給の停止中であり（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、始動要求がなされない状態（Ｓ１０２：ＮＯ）が継続されれば、エンジン１０の回転速度は時間の経過とともに低下する。ゆえに、いずれはエンジン１０の回転速度が閾値以下となり、ピニオン１２のプリセット制御が行われることとなる。

上記構成により、本実施形態に係る車両制御装置は以下の効果を奏する。

・車速に基づいて回転速度についての閾値を変更し、回転速度がその閾値よりも小さくなった場合にプリセット制御を行うものとしているため、ロードノイズが大きい場合にはエンジン１０の回転速度が小さい場合にプリセット制御を行い、電力消費を抑制することができる。一方で、ロードノイズが小さい場合には、エンジン１０の回転速度が高い場合にプリセット制御を行うことで、ピニオン１２とリングギア１４の噛み合いの際の衝突音を目立たなくすることができる。したがって、プリセット制御の際の衝突音の抑制と電力消費の抑制とを両立しつつ、運転者からの再始動の要求の際には、速やかにエンジン１０の再始動を行うことができる。

・エンジン１０の出力軸１３にＩＳＧ１７を接続しているため、プリセット制御が行われる前には、ＩＳＧ１７の駆動によりエンジン１０を再始動させることができる。したがって、エンジン１０の再始動をより迅速に行うことが可能となる。また、ＩＳＧ１７とエンジン１０の出力軸１３とはプーリとベルトとを含んで構成される動力伝達部２６により接続されているため、ＩＳＧ１７により始動を行う際には騒音を抑制することができる。

・エンジン１０の回転が停止する前には、正回転と逆回転とを交互に繰り返す揺動期間が生ずる。この揺動期間では、ピニオン１２とリングギア１４との間の当接面の面積が増減を繰り返すため、駆動部への通電を継続しなければ噛み合わせを維持することが難しい。一方、エンジン１０の回転が停止すれば、ピニオン１２とリングギア１４との間の当接面の面積が概ね一定となり、駆動部への通電を行わなくても係合状態を維持することができる。本構成では、エンジン１０の回転の停止に基づいて駆動部への通電を停止しているため、ピニオン１２とリングギア１４との係合状態を維持しつつ通電期間を短縮することができる。

＜変形例＞
・実施形態では、車速を取得し、その車速に基づいてプリセット制御を行う閾値を設定している。この点、エンジン１０を停止した際の走行状態がコースティングであるかアイドリングストップであるかに応じて、閾値を設定するものとしてもよい。すなわち、コースティングの際の閾値をアイドリングストップの際の閾値よりも小さく設定する。こうすることで、プリセット制御を行ううえで車速を取得する必要がなく、車速と閾値との関係を示すマップも必要なくなるため、制御を簡略化することができる。

・実施形態では、エンジン１０の出力軸１３にＩＳＧ１７を接続するものとしたが、ＭＧ（Ｍｏｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｅｒ）を接続するものとしてもよい。

・実施形態では、ピニオン１２のプリセット制御を行っている場合にはスタータモータ１１によりエンジン１０の再始動を行うものとしている。この点、ピニオン１２のプリセット制御を行っている際に、ＩＳＧ１７により再始動を行うものとしてもよい。図２で示したように、プリセット制御によりエンジン１０の逆回転が抑制されるため、エンジン１０の再始動に必要なトルクは小さくなる。

・プリセット制御を行ううえで、ソレノイド１５への通電を開始する前にスタータモータ１１を駆動してピニオン１２を回転させておくものとしてもよい。このとき、スタータモータ１１への通電時間を調整することで、ピニオン１２の回転速度と閾値との差が所定の値以内となるようにする。こうすることで、ソレノイド１５への通電を行いピニオン１２とリングギア１４とを噛み合わせた際に、ピニオン１２の歯とリングギア１４の歯との間の相対速度が小さくなり、噛み合わせの際に生ずる音を抑制することができる。なお、このように制御を行う場合、ソレノイド１５への通電を開始する前、又は、ピニオン１２とリングギア１４とが衝突する前に、スタータモータ１１への通電を終了する。こうすることで、スタータモータ１１が発生させる駆動力によりエンジン１０が始動することを防ぐことができる。

・実施形態では、ソレノイド１５をピニオン１２の駆動部として用いており、ソレノイド１５への通電によりピニオン１２を移動させてリングギア１４と噛み合わせるものとしているが、ピニオン１２の駆動部としてソレノイド１５以外の手段も採用することができる。

・実施形態では、車両が運転者により操作されるものとしているが、加減速制御の少なくとも一部を自動的に行う車両についても同様に実施することができる。この場合には、例えば先行車との距離が縮まった場合に、コースティングやアイドリングストップを行うべくエンジン１０を停止し、実施形態に係るプリセット制御を行ったうえで、先行車との距離が離れた場合にエンジン１０の再始動を行うものとすればよい。

１０…エンジン、１１…スタータモータ、１２…ピニオン、１３…出力軸、１４…リングギア、１５…ソレノイド、１７…ＩＳＧ、３０…ＥＣＵ。

Claims (9)

1. エンジン（１０）を駆動源とする車両に適用され、前記エンジンの回転軸（１３）に設けられたリングギア（１４）とスタータモータ（１１）のピニオン（１２）とを噛み合わせた状態で、前記スタータモータを駆動させて前記エンジンを始動させる車両制御装置（３０）であって、
   前記回転軸の回転速度を取得する回転速度取得部と、
   前記回転速度が閾値よりも小さくなった場合に前記ピニオンを移動させ前記リングギアに噛み合わせるプリセット制御を行うプリセット制御部と、
   始動要求に基づいて前記エンジンを始動させる始動制御部と、を備え、
   前記プリセット制御部は、車速に基づいて前記閾値を設定することを特徴とする、車両制御装置。
2. 前記プリセット制御部は、前記車速が高い場合、前記車速が低い場合よりも前記閾値を小さくすることを特徴とする、請求項１に記載の車両制御装置。
3. 所定の実施条件が成立した場合に、前記車速に基づいて、前記エンジンを停止させ前記エンジンから車輪への駆動力の供給を中止するコースティング、及び、車両の停止前に前記エンジンを停止させるアイドリングストップの一方を実行する走行制御部をさらに備え、
   前記プリセット制御部は、前記コースティング及び前記アイドリングストップの一方が行われる場合に前記プリセット制御を行い、前記コースティングが行われる場合の前記閾値を、前記アイドリングストップが行われる場合の前記閾値よりも小さくすることを特徴とする、請求項１又は２に記載の車両制御装置。
4. エンジン（１０）を駆動源とする車両に適用され、前記エンジンの回転軸（１３）に設けられたリングギア（１４）とスタータモータ（１１）のピニオン（１２）とを噛み合わせた状態で、前記スタータモータを駆動させて前記エンジンを始動させる車両制御装置（３０）であって、
   所定の実施条件が成立した場合に、前記エンジンを停止させ前記エンジンから車輪への駆動力の供給を停止するコースティング、及び、車両の停止前に前記エンジンを停止させるアイドリングストップの一方を実行する走行制御部と、
   前記回転軸の回転速度を取得する回転速度取得部と、
   前記コースティング及び前記アイドリングの一方が行われる際に、前記回転速度が閾値よりも小さくなれば、前記ピニオンを前記リングギアに噛み合わせるプリセット制御を行うプリセット制御部と、
   始動要求に基づいて前記エンジンを始動させる始動制御部と、を備え、
   前記プリセット制御部は、前記コースティングの際の前記閾値を、前記アイドリングストップの際の前記閾値よりも小さくすることを特徴とする、車両制御装置。
5. 前記ピニオンと前記リングギアとを噛み合わせる前に、前記スタータモータを駆動し前記ピニオンの回転速度と前記閾値との差を所定値よりも小さくすることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両制御装置。
6. 前記プリセット制御部は、前記スタータモータの回転を停止させた後に前記ピニオンを移動させることを特徴とする、請求項５に記載の車両制御装置。
7. 前記プリセット制御部は、駆動部（１５）への通電を継続することにより、前記ピニオンと前記リングギアとの噛み合わせ状態を維持するものであり、
   前記プリセット制御部は、前記エンジンの回転の停止に基づいて、前記駆動部への通電を停止することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両制御装置。
8. 前記エンジンの回転軸には、回転電機（１７）が接続されており、
   前記始動制御部は、始動要求時に前記ピニオンと前記リングギアとが噛み合わされている場合、前記回転電機により前記エンジンを始動させることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両制御装置。
9. 前記エンジンの回転軸には、回転電機（１７）が接続されており、
   前記始動制御部は、始動要求時に前記ピニオンと前記リングギアとが噛み合わされている場合、前記スタータモータにより前記エンジンを始動させ、前記ピニオンと前記リングギアとが噛み合わされていない場合、前記回転電機により前記エンジンを始動させることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両制御装置。

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