JP5561128B2 - エンジン自動停止始動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン自動停止要求が発生したときにエンジンを自動停止させ、エンジン再始動要求が発生したときにエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動制御装置に関する発明である。

近年、エンジン（内燃機関）を搭載した車両においては、燃費節減、排気エミッション低減等を目的として、エンジン自動停止始動制御システム（いわゆるアイドルストップ制御システム）を採用したものがある。このエンジン自動停止始動制御システムは、例えば、運転者が車両を停車させたときにエンジンを自動的に停止させ、その後、運転者が車両を発進させようとする操作を行ったときに自動的にスタータでエンジンをクランキングして再始動させるようにしている。

一般に、スタータは、モータでピニオンを回転させると共に、アクチュエータでピニオンを押し出して該ピニオンをエンジンのクランク軸に連結されたリングギヤに噛み合わせてリングギヤを回転駆動することで、エンジンをクランキングするようになっている。しかし、ピニオンとリングギヤの回転速度の差が大きい状態でピニオンをリングギヤに噛み合わせようとすると、ピニオンがリングギヤにスムーズに噛み合わずに騒音が発生する可能性がある。

そこで、特許文献１に記載されているように、エンジン自動停止要求が発生した直後でエンジンの自動停止によりエンジン回転速度が降下するエンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生した場合には、その後、エンジン回転（リングギヤの回転）が停止直前の低回転になってから、スタータのピニオンを押し出してリングギヤに噛み合わせ、その後、ピニオンを回転させてクランキングを開始させることで、エンジンを再始動させるようにしたものがある。以下、この手法による再始動を「先出し制御」と記載する。

しかし、この先出し制御では、エンジン再始動要求が発生した後、エンジン回転がほぼ停止するまで待ってからクランキングを開始させるため、エンジン再始動要求からエンジンを再始動させるまでの遅れが大きくなってしまい、運転者にエンジンの再始動が遅いと感じさせてしまう可能性がある。

この対策として、特許文献２，３に記載されているように、エンジンの自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生したときに、ピニオンの回転速度をリングギヤの回転速度に同期させて両者の回転速度の差を小さくした後に、ピニオンを押し出してリングギヤに噛み合わせてクランキングを開始させることで、エンジンを再始動させるようにしたものがある。以下、この手法による再始動を「先回し制御」と記載する。

但し、エンジン再始動要求発生時点でのエンジン回転速度がある程度高い場合には、スタータによるクランキングを行わずとも燃料を噴射させればエンジンを再始動させることができる。以下、この手法による再始動を「自律復帰制御」と記載する。

そこで、特許文献３では、エンジン再始動要求発生時点でのエンジン回転速度が、第１の回転速度よりも高い第１の回転速度領域であれば自律復帰制御を実施し、第１の回転速度以下で第２の回転速度よりも高い第２の回転速度領域であれば先回し制御を実施し、第２の回転速度以下の第３の回転速度領域であれば先出し制御を実施している。

特開２００２−１２２０５９号公報 特開２００５−３３０８１３号公報 特開２００２−７０６９９号公報

しかし、自律復帰制御を実施してもエンジン再始動に失敗する場合がある。例えば、エンジン回転の降下速度が速い時に自律復帰制御を実施すると失敗のおそれが高くなる。そして、上記特許文献３記載の制御手法では、自律復帰制御による再始動に失敗すると、エンジン回転速度が第２の回転速度領域にまで降下することに伴い先回し制御が実施されることとなる。

しかしながら、図６に示すように、自動停止後のエンジン回転速度は、厳密には降下と上昇を繰り返し脈動しながら降下していく。すなわち、エンジンの圧縮行程のタイミングでエンジン回転速度は大きく降下し、圧縮行程以外の期間中に僅かに上昇する。そのため、自律復帰制御が失敗した時点ｔ１０の後、エンジン回転速度が第２の回転速度領域にまで降下した時点ｔ２０で先回し制御を実施すると、その後、その先回し制御によりピニオンを押し出す時点ｔ３０において、エンジン回転速度が第２の回転速度領域よりも高くなっている場合がある。

この場合、リングギヤの回転速度がピニオンの回転速度よりも遥かに大きい状態（両回転速度が同期していない状態）でピニオンが押し出されることとなるので、ピニオンがリングギヤにスムーズに噛み合うことができない。そのため、リングギヤ又はピニオンの著しい磨耗損傷が懸念される。

また、自律復帰制御、先回し制御及び先出し制御のいずれかによる再始動が失敗した場合において、失敗直後のエンジン回転速度が、その失敗した制御に対応する回転速度領域になっていることがある。すると、前回失敗した制御と同じ制御を再び実施することとなるが、この場合には前回同様に失敗を繰り返す可能性が高い。

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、その目的は、エンジンの自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生した場合に、自律復帰制御による再始動が失敗したとしても、その後ピニオンをリングギヤにスムーズに噛み込ませることができるエンジン自動停止始動制御装置を提供することにある。

また、自律復帰制御、先回し制御及び先出し制御、先回し制御及び先出し制御のいずれかによる再始動が失敗した場合に、その失敗した制御を再び実施して失敗を繰り返すことの回避を図ったエンジン自動停止始動制御装置を提供することを目的とする。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

請求項１記載の発明では、ピニオンを回転駆動するモータと、前記ピニオンをエンジンのクランク軸に連結されたリングギヤに噛み合わせるアクチュエータとを個別に作動可能なスタータを備え、エンジン自動停止要求が発生したときにエンジンを自動停止させ、エンジン再始動要求が発生したときにエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動制御装置であることを前提とする。

そして、自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン回転速度が第１の回転速度よりも高い第１の回転速度領域で再始動要求が発生したときに、クランキングを行わずに燃料噴射を再開して再始動させる自律復帰制御手段と、前記エンジン回転降下期間中に前記エンジン回転速度が前記第１の回転速度以下で第２の回転速度よりも高い第２の回転速度領域で再始動要求が発生したときに、前記ピニオンの回転速度を前記リングギヤの回転速度に同期させた後に前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせて再始動させる先回し制御手段と、前記エンジン回転降下期間中に前記エンジン回転速度が前記第２の回転速度以下の第３の回転速度領域で再始動要求が発生したときに、前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中に前記ピニオンを回転させて再始動させる先出し制御手段と、の上記３つの制御手段のうち、少なくとも２つの制御手段を備える。

そしてさらに、いずれかの制御手段による前記再始動が失敗したことを検出する検出手段を備え、前記検出手段により失敗が検出された場合には、その失敗検出時点から所定時間が経過するまでは失敗した制御手段による再始動制御を禁止し、前記所定時間が経過した時点で前記失敗した制御手段とは異なる制御手段による再始動制御を実施することを特徴とする。

これによれば、例えば自律復帰制御による再始動が失敗した場合には、その失敗検出時点から所定時間が経過するまでは自律復帰制御による再始動が禁止され、所定時間が経過した時点で自律復帰制御とは異なる制御による再始動制御が実施される。具体的には、自動停止によるエンジン回転降下期間中においてエンジン回転速度は低下していくため、先回し制御又は先出し制御による再始動が実施される。同様に、例えば先回し制御を失敗した場合には所定時間が経過するまでは先回し制御による再始動が禁止され、所定時間が経過した時点で先出し制御による再始動が実施される。したがって、再始動の失敗を繰り返すことの回避を図りつつ、ピニオンをリングギヤにスムーズに噛み込ませることができる。

請求項２記載の発明では、前記自律復帰制御手段及び前記先出し制御手段を少なくとも備え、前記自律復帰制御手段による再始動の失敗が前記検出手段により検出された場合には、前記所定時間が経過した時点で前記先出し制御手段による再始動制御を実施することを特徴とする。

これによれば、前記失敗の後エンジン回転速度が例えば第３の回転速度領域にまで低下したタイミングで先出し制御手段による再始動制御が実施されるよう、所定時間を十分に長く設定しておけば、ピニオンをリングギヤにスムーズに噛み込ませることができる。

請求項３記載の発明では、前記自律復帰制御手段、前記先回し制御手段及び前記先出し制御手段の全てを備え、前記自律復帰制御手段による再始動の失敗が前記検出手段により検出された場合には、前記所定時間が経過するまでは前記先回し制御手段による再始動制御を禁止することを特徴とする。

これによれば、自律復帰制御による再始動が失敗した直後に先回し制御を実施することが禁止されるので、自律復帰制御による再始動が失敗することに伴いエンジン回転速度が第２の回転速度領域にまで低下した後、再び第１の回転速度領域にまで上昇した時点で先回し制御により同期していない状態のままピニオンをリングギヤに噛み合わせようとすることが回避される。

そして、失敗検出時点から所定時間が経過した時点で先出し制御手段による再始動制御を実施するので、前記失敗の後エンジン回転速度が例えば第３の回転速度領域にまで低下したタイミングで先出し制御手段による再始動制御が実施されるよう、所定時間を十分に長く設定しておけば、ピニオンをリングギヤにスムーズに噛み込ませることができる。

以上により、上記発明によれば、自律復帰制御による再始動が失敗したとしても、その後ピニオンをリングギヤにスムーズに噛み込ませることができるので、リングギヤ又はピニオンが著しく磨耗損傷してしまうことを回避できる。

請求項４記載の発明では、前記所定時間を、前記エンジンの温度が低いほど短く設定することを特徴とする。

エンジンの温度が低いほどエンジンオイルの粘性が大きくなっているので、エンジンの駆動摩擦が大きくなる。よって、例えば自律復帰制御による再始動が失敗した後、エンジン回転速度の低下速度が速くなるので、前記失敗の後の先出し制御手段又は先回し制御手段による再始動制御を実施するタイミングを早くできる。また、先回し制御手段による再始動が失敗した後、エンジン回転速度の低下速度が速くなるので、前記失敗の後の先出し制御手段による再始動制御を実施するタイミングを早くできる。この点を鑑みた上記発明では、エンジンの温度が低いほど所定時間を短く設定するので、失敗後に再始動するタイミングをできるだけ早くできる。

請求項５記載の発明では、先述した自律復帰制御手段、先回し制御手段及び先出し制御手段のうち少なくとも２つの制御手段を備えるとともに、いずれかの制御手段による前記再始動が失敗したことを検出する検出手段を備える。そして、前記検出手段により失敗が検出された場合には、その後の前記エンジン回転速度が所定の閾値未満にまで低下するまでは失敗した制御手段による再始動制御を禁止し、前記エンジン回転速度が前記所定の閾値にまで低下した時点で前記失敗した制御手段とは異なる制御手段による再始動制御を実施することを特徴とする。

これによれば、例えば自律復帰制御による再始動が失敗した場合には、その失敗後のエンジン回転速度が所定の閾値未満に低下するまでは自律復帰制御による再始動が禁止され、エンジン回転速度が所定の閾値にまで低下した時点で失敗した自律復帰制御とは異なる制御による再始動制御が実施される。具体的には、先回し制御又は先出し制御による再始動が実施される。同様に、例えば先回し制御を失敗した場合には閾値未満に低下するまでは先回し制御による再始動が禁止され、エンジン回転速度が所定の閾値にまで低下した時点で先出し制御による再始動が実施される。したがって、再始動の失敗を繰り返すことの回避を図りつつ、ピニオンをリングギヤにスムーズに噛み込ませることができる。

請求項６記載の発明では、前記自律復帰制御手段及び前記先出し制御手段を少なくとも備え、前記自律復帰制御手段による再始動の失敗が前記検出手段により検出された場合には、前記閾値にまで低下した時点で前記先出し制御手段による再始動制御を実施することを特徴とする。

これによれば、自律復帰制御の失敗の後に、自律復帰制御を禁止して先出し制御を実施するので、再始動の失敗を繰り返すおそれを低減しつつ再始動を実施することができる。

請求項７記載の発明では、前記自律復帰制御手段、前記先回し制御手段及び前記先出し制御手段の全てを備え、前記自律復帰制御手段による再始動の失敗が前記検出手段により検出された場合には、その後の前記エンジン回転速度が前記第１の回転速度未満に設定された前記閾値よりも低下するまでは前記先回し制御手段による再始動制御を禁止することを特徴とする。

これによれば、自律復帰制御による再始動が失敗した直後に先回し制御を実施することが禁止されるので、自律復帰制御による再始動が失敗することに伴いエンジン回転速度が第２の回転速度領域にまで低下した後、再び第１の回転速度領域にまで上昇した時点で先回し制御により同期していない状態のままピニオンをリングギヤに噛み合わせようとすることが回避される。そして、失敗後のエンジン回転速度が第１の回転速度未満に設定された閾値にまで低下した時点で先出し制御手段による再始動制御を実施するので、前記失敗の後ピニオンをリングギヤにスムーズに噛み込ませることができる。

以上により、上記発明によれば、自律復帰制御による再始動が失敗したとしても、その後ピニオンをリングギヤにスムーズに噛み込ませることができるので、リングギヤ又はピニオンが著しく磨耗損傷してしまうことを回避できる。

請求項８記載の発明では、前記閾値は、前記第２の回転速度よりも高い値に設定されていることを特徴とする。また、請求項９記載の発明では、前記閾値は、前記第２の回転速度と同じ値に設定されていることを特徴とする。

請求項８記載の発明によれば、失敗後に再始動するタイミングを、請求項９記載の発明に比べて早くできる。一方、請求項９記載の発明によれば、前記失敗の後エンジン回転速度が第３の回転速度領域にまで低下したタイミングで先出し制御手段による再始動制御を実施することを、請求項８記載の発明に比べて確実にできる。

本発明の第１実施形態にかかるエンジン自動停止始動制御装置が適用される、エンジン始動制御システムの概略構成図。 第１実施形態にかかるエンジン再始動制御を説明するタイムチャート。 第１実施形態にかかる先回し制御を説明するタイムチャート。 第１実施形態にかかる先出し制御を説明するタイムチャート。 第１実施形態にかかるエンジン再始動制御ルーチンの処理を説明するフローチャート。 自律復帰制御が失敗した後に、エンジン回転速度が脈動しながら低下していく様子を示すタイムチャート。 第１実施形態にかかる失敗時再始動制御ルーチンの処理を説明するフローチャート。 本発明の第２実施形態にかかる失敗時再始動制御ルーチンの処理を説明するフローチャート。 本発明の第３実施形態にかかるエンジン再始動制御ルーチンの処理を説明するフローチャート。 第３実施形態にかかる失敗時再始動制御ルーチンの処理を説明するフローチャート。 本発明の第４実施形態にかかる失敗時再始動制御ルーチンの処理を説明するフローチャート。

以下、本発明を具体化した各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、第２〜第４実施形態のハード構成は、図１に示す第１実施形態と同じであるため、その説明を省略する。

（第１実施形態）
まず、図１に基づいてエンジン始動制御システムの概略構成を説明する。

スタータ１１は、いわゆるピニオン押し出し式スタータであり、モータ１２と、このモータ１２によって回転駆動されるピニオン１３と、このピニオン１３を押し出す電磁アクチュエータ１４等を備えた構成となっている。ピニオン１３は、軸方向に移動可能に設けられている。電磁アクチュエータ１４には、プランジャ１５と、このプランジャ１５を駆動するソレノイド１６が設けられ、プランジャ１５の駆動力がレバー１７等を介してピニオン１３に伝達されるようになっている。

また、バッテリ１８と電磁アクチュエータ１４との間には、リレー１９が設けられ、ＥＣＵ２０（エンジン制御回路）によってリレー１９をオンして電磁アクチュエータ１４の通電をオンすることで、プランジャ１５をピニオン押出方向に移動させてピニオン１３を押し出して、該ピニオン１３をエンジン２１のクランク軸２２に連結されたリングギヤ２３に噛み合わせるようになっている。

更に、バッテリ１８とモータ１２との間には、機械式のリレー２５と、このリレー２５をオン／オフするためのスイッチング素子２４が設けられ、ＥＣＵ２０によってスイッチング素子２４をオンしてリレー２５をオンすることで、モータ１２の通電をオンしてピニオン１３を回転駆動するようになっている。

ＥＣＵ２０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じてエンジン２１の燃料噴射量や点火時期を制御する。

また、ＥＣＵ２０は、図示しないエンジン自動停止始動制御ルーチンを実行することで、エンジン自動停止始動制御（いわゆるアイドルストップ制御）を実行する。このエンジン自動停止始動制御では、車両の走行中に運転者が減速操作（アクセル全閉、ブレーキ操作等）を行って減速要求が発生したときや、車両を停車させたときにエンジン自動停止要求が発生したと判断して、エンジン２１の燃焼（燃料噴射及び／又は点火）を停止させてエンジン２１を自動的に停止させる。その後、車両の走行中に減速要求が解除されたときや、車両の停止中に運転者が車両発進のための準備操作（ブレーキ解除、シフトレバー操作等）や発進操作（アクセル踏み込み等）を行ったときにエンジン再始動要求が発生したと判断して、エンジン２１を再始動させる。

その際、本実施形態では、ＥＣＵ２０により後述する図５のエンジン再始動制御ルーチンを実行することで、エンジン２１の再始動制御を次のようにして行う。

図２のタイムチャートに示すように、エンジン運転中にエンジン自動停止要求が発生すると、エンジン２１の燃焼が停止されてエンジン２１が自動停止される。

＜自律復帰制御＞
エンジン２１の自動停止によりエンジン回転速度Ｎｅが降下するエンジン回転降下期間中に、エンジン回転速度Ｎｅが第１の回転速度Ｎ１（例えば５００ｒｐｍ）よりも高い第１の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときには、スタータ１１によるクランキングを行わなくてもエンジン２１を再始動できると判断して、自律復帰制御を実行する。この自律復帰制御では、スタータ１１によるクランキングを行わずに燃料噴射及び点火を再開してエンジン２１を再始動させる。

これにより、エンジン再始動要求が発生したときに、直ちにエンジン２１の燃焼を再開してエンジン２１を速やかに再始動させることができる。しかも、スタータ１１によるクランキングを行わないため、スタータ１１の電力消費量を０にすることができると共に、ピニオン１３とリングギヤ２３の回転速度の差が大きい状態でピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせることを回避して、騒音の発生を防止することができる。

＜先回し制御＞
エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中に、エンジン回転速度Ｎｅが第１の回転速度Ｎ１以下で第２の回転速度Ｎ２（例えば２５０ｒｐｍ）よりも高い第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときには、リングギヤ２３の回転速度が比較的高いため、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させないと、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせることができないと判断して、先回し制御を実行する。この先回し制御では、モータ１２によりピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させて両者の回転速度の差を小さくした後に、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。

具体的には、図３に示すように、エンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した時点ｔ１で、モータ１２の通電をオンしてモータ１２によりピニオン１３を回転させ、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が±２００ｒｐｍの範囲内になった時点ｔ２で、ピニオン１３の回転速度がリングギヤ２３の回転速度に同期したと判断して、電磁アクチュエータ１４の通電をオンしてピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。ここで、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差における「回転速度差」とは、「クランク軸２２に換算した回転速度差」を意味する（以下、同様）。

このようにすれば、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせて騒音の発生を防止しながら、エンジン再始動要求からエンジン２１を再始動させるまでの遅れを少なくすることができる。しかも、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との同期を判断する際の回転速度の検出精度をあまり高くする必要がないため、例えば、リングギヤ２３の回転速度を精度良く検出できる高価なクランク角センサやピニオン１３の回転速度を精度良く検出できる高価な回転速度センサを設ける必要がなく、近年の重要な技術的課題である低コスト化の要求を満たすことができる。

本実施形態では、リングギヤ２３の直径（歯先の外径）が３００ｍｍで、ピニオン１３の直径（歯先の外径）が３０ｍｍである。この場合、例えば、リングギヤ２３の回転速度が３００ｒｐｍで、ピニオン１３の回転速度が１０００ｒｐｍのときに、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差（クランク軸２２に換算した回転速度差）が２００ｒｐｍになる。このとき、リングギヤ２３の直径が３００ｍｍで回転速度が３００ｒｐｍであるため、リングギヤ２３のピッチ円上（ピニオン１３の歯車ところがり接触する仮想の円上）の周速度は約４．７ｍ／秒となる。また、ピニオン１３の直径が３０ｍｍで回転速度が１０００ｒｐｍであるため、ピニオン１３のピッチ円上（リングギヤ２３の歯車ところがり接触する仮想の円上）の周速度は約１．６ｍ／秒となる。これにより、リングギヤ２３のピッチ円上の周速度とピニオン１３のピッチ円上の周速度との周速度差は約３．１ｍ／秒となる。従って、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が±２００ｒｐｍの範囲内になるとは、リングギヤ２３のピッチ円上の周速度とピニオン１３のピッチ円上の周速度との周速度差が±３．１ｍ／秒の範囲内になることである。

本発明者らは、ピニオン１３とリングギヤ２３の噛み合い時の音圧を測定する試験を行った。この試験結果より、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が±２５０ｒｐｍの範囲内の場合、好ましくはリングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が±２００ｒｐｍの範囲内（つまりリングギヤ２３のピッチ円上の周速度とピニオン１３のピッチ円上の周速度との周速度差が±３．１ｍ／秒の範囲内）の場合に、ピニオン１３とリングギヤ２３の噛み合い時の音圧を十分に低減できることが確認された。

尚、スタータ１１に、エンジン回転方向においてモータ１２からピニオン１３へ動力を伝達するが、ピニオン１３からモータ１２へ動力を伝達しないワンウエイクラッチが設けられたシステムの場合には、先回し制御の際に、リングギヤ２３の回転速度がピニオン１３の回転速度よりも高く且つリングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が所定値（例えば２００ｒｐｍ）以下になったときにピニオン１３の回転速度がリングギヤ２３の回転速度に同期したと判断するようにしても良い。ここで、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が２００ｒｐｍ以下になるとは、リングギヤ２３のピッチ円上の周速度とピニオン１３のピッチ円上の周速度との周速度差が３．１ｍ／秒以下になることである。

このようにすれば、ピニオン１３の回転速度がリングギヤ２３の回転速度に同期したと判断してピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせる際に、リングギヤ２３の回転速度がピニオン１３の回転速度よりも高いときにピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせるが、ワンウエイクラッチが空転してスタータ１１に加わる衝撃を緩和することができ、その後、フリクションによるエンジン回転速度（リングギヤ２３の回転速度）の低下とモータ１２の回転速度（ピニオン１３の回転速度）の上昇に伴って、リングギヤ２３の回転速度とピニオン１３の回転速度との回転速度差が０になったときに、ワンウエイクラッチがロックしてモータ１２からピニオン１３へ動力が伝達され始める。このような挙動により、ピニオン１３をリングギヤ２３に比較的スムーズに噛み合わせることができ、スタータ１１の構成部品への衝撃も少なく、強度的に余裕を持たせることができる。

＜先出し制御＞
エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中に、エンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度Ｎ２以下の第３の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときには、リングギヤ２３の回転速度が比較的低いため、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させなくても、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせることができると判断して、先出し制御を実行する。この先出し制御では、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。

具体的には、図４に示すように、エンジン回転速度Ｎｅが第３の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した時点ｔ３で、電磁アクチュエータ１４の通電をオンしてピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせ、ピニオン１３とリングギヤ２３の噛み合わせが完了した時点ｔ４又はその噛み合わせの途中の時点で、モータ１２の通電をオンしてモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。

このようにすれば、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせて騒音の発生を防止しながら、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させる処理を省略することができるため、その分、スタータ１１によるクランキングの開始を早くしてエンジン２１を速やかに再始動させることができると共に、スタータ１１の電力消費量を低減することができる。

尚、エンジン２１の再始動制御の際に、エンジン回転速度Ｎｅ（リングギヤ２３の回転速度）は、例えば、エンジン自動停止要求の発生（又はエンジン２１の燃焼停止）からの経過時間をパラメータとするエンジン回転速度Ｎｅのマップを参照して、エンジン自動停止要求の発生（又はエンジン２１の燃焼停止）からの経過時間に応じたエンジン回転速度Ｎｅを推定（算出）する。エンジン回転速度Ｎｅのマップは、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、ＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されている。一般に、エンジン自動停止要求が発生してエンジン２１の燃焼が停止されてからの時間経過に伴ってエンジン回転速度Ｎｅが低下するため、エンジン自動停止要求の発生（又はエンジン２１の燃焼停止）からの経過時間からエンジン回転速度Ｎｅを推定することができる。

また、ピニオン１３の回転速度は、例えば、モータ１２の通電時間（通電開始後の経過時間）と通電電流（例えばデューティ比）とをパラメータとするピニオン１３の回転速度のマップを参照して、モータ１２の通電時間と通電電流とに応じたピニオン１３の回転速度を推定（算出）する。ピニオン１３の回転速度のマップは、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、ＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されている。一般に、モータ１２の通電開始後の時間経過に伴ってモータ１２の回転速度が上昇してピニオン１３の回転速度が上昇し、その際、モータ１２の通電電流が大きいほどモータ１２の回転速度が速くなってピニオン１３の回転速度が速くなるため、モータの通電時間や通電電流からピニオン１３の回転速度を推定することができる。

以上説明した本実施形態のエンジン２１の再始動制御は、ＥＣＵ２０によって図５のエンジン再始動制御ルーチンに従って実行される。以下、図５のエンジン再始動制御ルーチンの処理内容を説明する。

図５に示すエンジン再始動制御ルーチンは、ＥＣＵ２０の電源オン中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップＳ１０１で、エンジン自動停止制御中（例えば、エンジン２１の燃焼停止から再始動制御が開始されるまでの期間）であるか否かを判定し、エンジン自動停止制御中ではないと判定されれば、ステップＳ１０２以降の再始動制御に関する処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップＳ１０１で、エンジン自動停止制御中であると判定された場合には、ステップＳ１０２以降の再始動制御に関する処理を次のようにして実行する。まず、ステップＳ１０２で、エンジン再始動要求が発生したか否かを判定し、エンジン再始動要求が発生したと判定された時点で、ステップＳ１０３に進み、エンジン回転速度Ｎｅが第１の回転速度Ｎ１よりも高いか否かによって、エンジン回転速度Ｎｅが第１の回転速度領域であるか否かを判定する。

ここで、第１の回転速度Ｎ１は、例えば３００〜７００ｒｐｍの範囲内（本実施形態では５００ｒｐｍ）に設定されている。エンジン回転降下期間中に、エンジン回転速度Ｎｅが第１の回転速度Ｎ１（３００〜７００ｒｐｍ）よりも高いときには、スタータ１１によるクランキングを行わなくても燃焼（燃料噴射・点火）を再開するだけでエンジン２１を再始動できるため、第１の回転速度Ｎ１を３００〜７００ｒｐｍの範囲内に設定すれば、第１の回転速度Ｎ１（３００〜７００ｒｐｍ）よりも高い第１の回転速度領域が、スタータ１１によるクランキングを行わずに燃料噴射及び点火を再開してエンジン２１を再始動できる領域となる。

このステップＳ１０３で、エンジン回転速度Ｎｅが第１の回転速度Ｎ１よりも高いと判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅが第１の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、スタータ１１によるクランキングを行わなくてもエンジン２１を再始動できると判断して、ステップＳ１０４（自律復帰制御手段）に進み、自律復帰制御を実行する。この自律復帰制御では、スタータ１１によるクランキングを行わずに燃料噴射及び点火を再開してエンジン２１を再始動させる。

この後、ステップＳ１０５に進み、エンジン２１の始動が完了したか否かを、例えばエンジン回転速度Ｎｅが始動完了判定値Ｎ３（図６参照）を越えたか否かによって判定し、エンジン２１の始動が完了していないと判定された場合には、上記ステップＳ１０３に戻り、エンジン回転速度Ｎｅが第１の回転速度領域であれば、自律復帰制御を継続する（ステップＳ１０３、１０４）。その後、ステップＳ１０５で、エンジン２１の始動が完了したと判定されれば、本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップＳ１０３で、エンジン回転速度Ｎｅが第１の回転速度Ｎ１以下であると判定された場合には、ステップＳ１０６に進み、エンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度Ｎ２よりも高いか否かによって、エンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度領域であるか第３の回転速度領域であるかを判定する。

ここで、第２の回転速度Ｎ２は、例えば５０〜４５０ｒｐｍの範囲内（本実施形態では２５０ｒｐｍ）に設定されている。エンジン回転降下期間中に、エンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度Ｎ２（５０〜４５０ｒｐｍ）以下に低下すれば、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させなくても、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせることができるため、第２の回転速度を５０〜４５０ｒｐｍの範囲内に設定すれば、第２の回転速度Ｎ２（５０〜４５０ｒｐｍ）以下の第３の回転速度領域が、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させなくても、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせることができる領域となる。

このステップＳ１０６で、エンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度Ｎ２よりも高いと判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、リングギヤ２３の回転速度が比較的高いため、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させないと、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせることができないと判断して、ステップＳ１０７（先回し制御手段）に進み、先回し制御を実行する。

この先回し制御では、先述したエンジン回転速度Ｎｅのマップ及びピニオン１３の回転速度のマップに基づき、エンジン自動停止要求の発生から前記同期に至るまでの経過時間を算出する。そして、エンジン自動停止要求の発生時点でモータ１２によりピニオン１３を回転駆動させ、前記経過時間に達した時点で電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせるよう押し出し駆動させる。これにより、モータ１２によりピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させて両者の回転速度の差を小さくした後に、電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１が再始動される。

この後、ステップＳ１０８に進み、エンジン２１の始動が完了したか否かを判定し、エンジン２１の始動が完了したと判定されれば、本ルーチンを終了するが、エンジン２１の始動が完了していないと判定されれば、ステップＳ１０９（先出し制御手段）に進む。

一方、上記ステップＳ１０６で、エンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度Ｎ２以下であると判定された場合（つまりエンジン回転速度Ｎｅが第３の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合）には、リングギヤ２３の回転速度が比較的低いため、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させなくても、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせることができると判断して、ステップＳ１０９に進み、先出し制御を実行する。この先出し制御では、エンジン自動停止要求の発生時点で電磁アクチュエータ１４によりピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせるよう押し出し駆動させる。そして、噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中にモータ１２によりピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる。

この後、ステップＳ１１０に進み、エンジン２１の始動が完了したか否かを判定し、エンジン２１の始動が完了していないと判定された場合には、上記ステップＳ１０９に戻り、先出し制御を継続する。その後、ステップＳ１１０で、エンジン２１の始動が完了したと判定されれば、本ルーチンを終了する。

要するに、以上説明した図５の処理では、エンジン２１の自動停止によるエンジン回転降下期間中にエンジン回転速度Ｎｅが第１の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときには、スタータ１１によるクランキングを行わずに燃料噴射及び点火を再開してエンジン２１を再始動させる自律復帰制御を実行する。また、エンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときには、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させた後にピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる先回し制御を実行する。また、エンジン回転速度Ｎｅが第３の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生したときには、ピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせた後又はピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせる途中にピニオン１３を回転させてスタータ１１によるクランキングを開始してエンジン２１を再始動させる先出し制御を実行する。

したがって、エンジン回転降下期間中にエンジン再始動要求が発生した場合に、そのときのエンジン回転速度Ｎｅに応じた適正なエンジン再始動制御を行うことができ、エンジン２１の再始動の遅れや騒音の発生を防止できると共に、スタータ１１の電力消費量を低減することができる。

また、図５の処理では、エンジン再始動制御の際に、エンジン自動停止要求の発生（又はエンジン２１の燃焼停止）からの経過時間に基づいてエンジン回転速度を推定するようにしたので、例えば、エンジン回転降下期間のエンジン回転速度を精度良く検出できる高価なクランク角センサを設ける必要がなく、更に、モータ１２の通電時間と通電電流とに基づいてピニオン１３の回転速度を推定するようにしたので、モータ１２の回転速度（ピニオン１３の回転速度）を検出するセンサを省略した構成にすることができ、近年の重要な技術的課題である低コスト化の要求を満たすことができる。

しかしながら、上記図５の処理を実施するだけでは、以下に説明する問題が懸念される。すなわち、上述した自律復帰制御を実施しても、所望する燃焼が為されずにエンジン再始動に失敗する場合がある。特に、エンジン回転速度Ｎｅの降下速度が速い時に自律復帰制御を実施すると失敗のおそれが高くなる。このような自律復帰制御の失敗が生じた場合、図５の処理によると、エンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度領域にまで降下することに伴い先回し制御が実施されることとなる。

しかしながら、図６に示すように、自動停止後のエンジン回転速度Ｎｅは、厳密には降下と上昇を繰り返し脈動しながら降下していく。そのため、エンジン回転速度Ｎｅが第１の回転速度領域である時に自律復帰制御を実施したがエンジン再始動に失敗した場合、その失敗した時点ｔ１０の後、エンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度領域にまで降下した時点ｔ２０で先回し制御を実施すると、その先回し制御によりピニオン１３を押し出す時点ｔ３０において、エンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度領域よりも高くなっている場合がある。この場合、リングギヤ２３の回転速度がピニオン１３の回転速度よりも遥かに大きい状態（両回転速度が同期していない状態）でピニオン１３が押し出されることとなるので、ピニオン１３がリングギヤ２３にスムーズに噛み合うことができない。そのため、リングギヤ２３及びピニオン１３の著しい磨耗損傷が懸念される。

上記問題に対し、本実施形態では、自律復帰制御によるエンジン再始動が失敗した場合には、その失敗が検出された時点ｔ４０（図６参照）から所定時間Ｔｂ（図６参照）が経過するまでは先回し制御を禁止するとともに、前記所定時間Ｔｂが経過した時点ｔ５０で先出し制御を実施する。

以上説明した失敗時の再始動制御は、ＥＣＵ２０によって図７の失敗時再始動制御ルーチンに従って実行される。以下、図７の失敗時再始動制御ルーチンの処理内容を説明する。

図７に示す失敗時再始動制御ルーチンは、ＥＣＵ２０の電源オン中に所定周期で繰り返し実行される。

本ルーチンが起動されると、まず、ステップＳ２０１（検出手段）で、自律復帰制御による再始動が失敗したか否かを判定する。例えば、自律復帰制御開始から所定時間Ｔａ（図６参照）の間に、エンジン回転速度Ｎｅが始動完了判定値Ｎ３を越えて高くならなかった場合に失敗したと判定する。なお、失敗と判定された場合において、所定時間Ｔａが経過した時点ｔ４０（図６参照）が「失敗検出時点」に相当する。

失敗と判定されなければ、ステップＳ２０２以降の再始動制御に関する処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。一方、上記ステップＳ２０１で、自律復帰制御による再始動が失敗したと判定された場合には、その時のエンジン温度（例えばエンジン冷却水の温度）、及びその時のエンジン回転速度Ｎｅに基づき、次のステップＳ２０３の判定に用いる所定時間Ｔｂ（図６参照）を設定する。

所定時間Ｔｂは、ピニオン１３の回転速度をリングギヤ２３の回転速度に同期させなくても、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み合わせることができる回転速度（例えば第２の回転速度Ｎ２）にまでエンジン回転速度が低下すると推定される時間に設定される。但し、エンジン温度が低いほどエンジンオイルの粘性が大きくなっているので、エンジンの駆動摩擦が大きくなる。よって、自律復帰制御による再始動が失敗した後、エンジン回転速度Ｎｅの低下速度が速くなる。この点を鑑みて上記ステップＳ２０１では、エンジン温度が低いほど所定時間Ｔｂを短く設定している。

また、失敗検出時点ｔ４０でのエンジン回転速度Ｎｅが低いほど所定時間Ｔｂを短く設定している。したがって、例えばエンジン温度及びエンジン回転速度Ｎｅをパラメータとする所定時間Ｔｂのマップを参照して所定時間Ｔｂを設定してもよいし、エンジン温度及びエンジン回転速度Ｎｅと所定時間Ｔｂとの関係を表す演算式を用いて所定時間Ｔｂを設定してもよい。

続くステップＳ２０３では、失敗検出時点ｔ４０から、ステップＳ２０２で設定した所定時間Ｔｂが経過したか否かを判定する。所定時間Ｔｂが経過していないと判定されれば、ステップＳ２０４に進み、図５のステップＳ１０４による自律復帰制御の実行を禁止するとともに、ステップＳ１０７による先回し制御の実行を禁止する。そして、所定時間Ｔｂが経過したと判定されれば、ステップＳ２０５に進み、図５のＳ１０９と同様の先出し制御を実行する。具体的には、所定時間Ｔｂが経過した時点ｔ５０で電磁アクチュエータ１４を通電オンさせてピニオン１３をリングギヤ２３に噛み合わせるよう押し出し駆動させる。

この後、ステップＳ２０６に進み、エンジン２１の始動が完了したか否かを判定し、エンジン２１の始動が完了していないと判定された場合には、上記ステップＳ２０５に戻り、先出し制御を継続する。その後、ステップＳ２０６で、エンジン２１の始動が完了したと判定されれば、本ルーチンを終了する。なお、先出し制御を実行してから所定時間が経過するまでの間にエンジン回転速度Ｎｅが始動完了判定値Ｎ３を越えて高くなった場合にエンジン２１の始動が完了したと判定すればよい。

以上により、本実施形態によれば、自律復帰制御による再始動が失敗した直後に先回し制御を実施することが禁止される。よって、自律復帰制御による再始動が失敗することに伴いエンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度領域にまで低下した後、再び第１の回転速度領域にまで上昇した時点ｔ３０で同期していない状態のままピニオン１３を押し出してリングギヤ２３に噛み合わせようとすることが回避される。

そして、失敗検出時点ｔ４０から所定時間ｔｂ（待機時間）が経過した時点ｔ５０で先出し制御を実施するので、前記失敗の後、エンジン回転速度Ｎｅが例えば第２の回転速度Ｎ２（或いはその近傍）にまで低下したタイミングで、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み込ませることができる。

以上により、本実施形態によれば、自律復帰制御による再始動が失敗したとしても、その後ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み込ませることができるので、リングギヤ２３及びピニオン１３が著しく磨耗損傷してしまうことを回避できる。

さらに本実施形態によれば、先回し制御が禁止される所定時間Ｔｂを、その時のエンジン温度が低いほど短く設定するとともに、その時のエンジン回転速度Ｎｅが低いほど短く設定する。よって、自律復帰制御による再始動失敗後において、先出し制御により再始動するタイミングをできるだけ早くできる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、失敗検出時点ｔ４０から所定時間Ｔｂが経過するまで先回し制御を禁止して、所定時間Ｔｂが経過した時点ｔ５０で先出し制御を実行するのに対し、本実施形態では、失敗検出の後、エンジン回転速度Ｎｅが閾値Ｎｔｈ（図６参照）よりも低下するまで先回し制御を禁止して、閾値Ｎｔｈにまで低下した時点で先出し制御を実行する。

本実施形態にかかる失敗時の再始動制御は、ＥＣＵ２０によって図８のエンジン再始動制御ルーチンに従って実行される。以下、図８の失敗時再始動制御ルーチンの処理内容を説明する。

図８に示す失敗時再始動制御ルーチンは、ＥＣＵ２０の電源オン中に所定周期で繰り返し実行される。なお、図８中、図７と同じ符号が付された処理については、図７の処理と同じであるため説明を援用する。

本ルーチンが起動されると、まず、ステップＳ２０１（検出手段）で、自律復帰制御による再始動が失敗したか否かを判定する。

失敗と判定されなければ、ステップＳ２０３ａ以降の再始動制御に関する処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。一方、上記ステップＳ２０１で、自律復帰制御による再始動が失敗したと判定された場合には、ステップＳ２０３ａに進み、現時点でのエンジン回転速度Ｎｅが、予め設定された閾値Ｎｔｈ（図６参照）以下であるか否かを判定する。当該閾値Ｎｔｈは、第１の回転速度Ｎ１よりも低い値に設定されている。図６に示す例では、閾値Ｎｔｈを、第２の回転速度Ｎ２よりも僅かに高い値に設定している。

ステップＳ２０３ａにおいてＮｅ＞Ｎｔｈと判定されれば、ステップＳ２０４に進み、図５のステップＳ１０４による自律復帰制御の実行を禁止するとともに、ステップＳ１０７による先回し制御の実行を禁止する。そして、Ｎｅ≦Ｎｔｈと判定されれば、ステップＳ２０５に進み、図５のＳ１０９と同様の先出し制御を実行する。この後、ステップＳ２０６に進み、エンジン２１の始動が完了したか否かを判定し、エンジン２１の始動が完了していないと判定された場合には、上記ステップＳ２０５に戻り、先出し制御を継続する。その後、ステップＳ２０６で、エンジン２１の始動が完了したと判定されれば、本ルーチンを終了する。

以上により、本実施形態によれば、自律復帰制御による再始動が失敗した直後に先回し制御を実施することが禁止される。よって、自律復帰制御による再始動が失敗することに伴いエンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度領域にまで低下した後、再び第１の回転速度領域にまで上昇した時点ｔ３０で同期していない状態のままピニオン１３を押し出してリングギヤ２３に噛み合わせようとすることが回避される。

そして、自律復帰制御による再始動失敗が検出された後、エンジン回転速度Ｎｅが閾値Ｎｔｈ（Ｎｔｈ＜Ｎ１）にまで低下した時点で先出し制御を実行するので、前記失敗の後、エンジン回転速度Ｎｅが閾値Ｎｔｈにまで低下したタイミングで、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み込ませることができる。

以上により、本実施形態によれば、自律復帰制御による再始動が失敗したとしても、その後ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み込ませることができるので、リングギヤ２３及びピニオン１３が著しく磨耗損傷してしまうことを回避できる。

さらに本実施形態によれば、閾値Ｎｔｈを第２の回転速度Ｎ２よりも僅かに高い値に設定しているので、自律復帰制御による再始動失敗後において、先出し制御により再始動するタイミングを、閾値Ｎｔｈを第２の回転速度Ｎ２と同じ値に設定した場合に比べて早くできる。

（第３実施形態）
上記第１及び第２実施形態では、自律復帰制御、先回し制御、及び先出し制御の３つの制御を、第１の回転速度領域、第２の回転速度領、及び第３の回転速度領域に応じて実施することを前提としている。これに対し本実施形態では、図５のステップＳ１０７による先回し制御手段を廃止しており、自律復帰制御及び先出し制御のいずれかを、第１の回転速度領域及び第３の回転速度領域に応じて実施することを前提としている。

図９及び図１０を用いて、以下、本実施形態にかかる制御内容を具体的に説明する。なお、図９及び図１０中、図５及び図７と同じ符号が付された処理については、図５及び図７の処理と同じであるため説明を援用する。

図９のステップＳ１０６において、エンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度Ｎ２よりも高いと判定（Ｓ１０６：ＹＥＳ）された場合、つまりエンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合には、次のステップＳ１０７ａに進み、自律復帰制御及び先出し制御のいずれも実施しない状態で待機する。すなわち、エンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度Ｎ２以下と判定（Ｓ１０６：ＮＯ）されるまで、つまりエンジン回転速度Ｎｅが第３の回転速度領域に低下するまで待機する。

そして、上記ステップＳ１０６で、エンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度Ｎ２以下であると判定（Ｓ１０６：ＮＯ）された場合、つまり、エンジン回転速度Ｎｅが第３の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した場合、或いは、第２の回転速度領域でエンジン再始動要求が発生した後に第３の回転速度領域にまでエンジン回転速度Ｎｅが低下した場合には、ステップＳ１０９に進み先出し制御を実行する。

図１０のステップＳ２０３において、失敗検出時点ｔ４０から、ステップＳ２０２で設定した所定時間Ｔｂが経過していないと判定されれば、ステップＳ２０４ａに進み、図９のステップＳ１０４による自律復帰制御の実行を禁止する。そして、所定時間Ｔｂが経過したと判定されれば、ステップＳ２０５に進み、図９のＳ１０９と同様の先出し制御を実行する。

以上により、本実施形態によれば、自律復帰制御による再始動が失敗したとしても、その後、自律復帰制御の再実施が禁止されるので、自律復帰制御による再始動の失敗を繰り返すことの回避を図ることができる。

（第４実施形態）
本実施形態では、図９に示す上記第３実施形態と同様にして、図５のステップＳ１０７による先回し制御手段を廃止しており、自律復帰制御及び先出し制御のいずれかを、第１の回転速度領域及び第３の回転速度領域に応じて実施することを前提としている。

また、上記第３実施形態では、失敗検出時点ｔ４０から所定時間Ｔｂが経過するまで自律復帰制御を禁止して、所定時間Ｔｂが経過した時点ｔ５０で先出し制御を実行するのに対し、本実施形態では、失敗検出の後、エンジン回転速度Ｎｅが閾値Ｎｔｈ（図６参照）よりも低下するまで自律復帰制御及び先出し制御を実施することなく待機して、閾値Ｎｔｈにまで低下した時点で先出し制御を実行する。

図１１を用いて、以下、本実施形態にかかる制御内容を具体的に説明する。なお、図１１中、図８と同じ符号が付された処理については、図８の処理と同じであるため説明を援用する。

図１１のステップＳ２０１において、自律復帰制御による再始動が失敗したと判定された場合には、ステップＳ２０３ａに進み、現時点でのエンジン回転速度Ｎｅが、予め設定された閾値Ｎｔｈ（図６参照）以下であるか否かを判定する。当該閾値Ｎｔｈは、第１の回転速度Ｎ１よりも低い値に設定されている。図６に示す例では、閾値Ｎｔｈを、第２の回転速度Ｎ２よりも僅かに高い値に設定している。

ステップＳ２０３ａにおいてＮｅ＞Ｎｔｈと判定されれば、ステップＳ２０４ａに進み、図９のステップＳ１０４による自律復帰制御の実行を禁止する。そして、Ｎｅ≦Ｎｔｈと判定されれば、ステップＳ２０５に進み、図９のＳ１０９と同様の先出し制御を実行する。

以上により、本実施形態によれば、自律復帰制御による再始動が失敗したとしても、その後、自律復帰制御の再実施が禁止されるので、自律復帰制御による再始動の失敗を繰り返すことの回避を図ることができる。

そして、自律復帰制御による再始動失敗が検出された後、エンジン回転速度Ｎｅが閾値Ｎｔｈ（Ｎｔｈ＜Ｎ１）にまで低下した時点で先出し制御を実行するので、前記失敗の後、エンジン回転速度Ｎｅが閾値Ｎｔｈにまで低下したタイミングで、ピニオン１３をリングギヤ２３にスムーズに噛み込ませることができる。

さらに本実施形態によれば、閾値Ｎｔｈを第２の回転速度Ｎ２よりも僅かに高い値に設定しているので、自律復帰制御による再始動失敗後において、先出し制御により再始動するタイミングを、閾値Ｎｔｈを第２の回転速度Ｎ２と同じ値に設定した場合に比べて早くできる。

（他の実施形態）
・上記第２実施形態では、閾値Ｎｔｈを第２の回転速度Ｎ２よりも僅かに高い値に設定しているが、閾値Ｎｔｈを、第２の回転速度Ｎ２と同じ値に設定してもよい。これによれば、自律復帰制御失敗の後、エンジン回転速度Ｎｅが第３の回転速度領域にまで低下したタイミングで先出し制御を実行することを、上記第２実施形態に比べて確実にできる。なお、上記閾値Ｎｔｈはゼロに設定してもよいし、ゼロより高い値に設定してもよい。

・本実施形態が適用されるエンジンは、点火式のガソリンエンジン及び圧縮自着火式のディーゼルエンジンのいずれであってもよい。但し、ディーゼルエンジンの場合には、自動停止後のエンジン回転速度Ｎｅが図６に示す如く脈動しながら降下するにあたり、その脈動が大きいので、従来制御による問題が顕著となる。つまり、自律復帰制御による再始動が失敗することに伴いエンジン回転速度Ｎｅが第２の回転速度領域にまで低下した後、再び第１の回転速度領域にまで上昇した時点ｔ３０で同期していない状態のままピニオン１３を押し出してリングギヤ２３に噛み合わせようとする問題が顕著となる。したがって、ディーゼルエンジンに本発明を適用すれば、上記問題を解決するといった効果が好適に発揮される。

・図５に示す実施形態では、自律復帰制御、先回し制御及び先出し制御の３つを実施可能な制御装置を前提とし、図９に示す実施形態では、自律復帰制御及び先出し制御の２つを実施可能な制御装置を前提としている。

これらの実施形態の変形例として、自律復帰制御及び先回し制御の２つを実施可能な制御装置を前提としてもよい。この場合には、自律復帰制御による再始動が失敗した場合、その後、所定時間Ｔｂが経過するまで、或いはエンジン回転速度Ｎｅが閾値Ｎｔｈに低下するまでは、自律復帰制御の再始動を禁止すればよい。

また、先回し制御及び先出し制御の２つを実施可能な制御装置を前提としてもよい。この場合には、先回し制御による再始動が失敗した場合、その後、所定時間が経過するまで、或いはエンジン回転速度Ｎｅが閾値に低下するまでは、先回し制御の再始動を禁止すればよい。これによれば、先回し制御による再始動が繰り返し失敗することを回避できる。

１１…スタータ、１２…モータ、１３…ピニオン、１４…電磁アクチュエータ（アクチュエータ）、Ｓ１０４…自律復帰制御手段、Ｓ１０７…先回し制御手段、Ｓ１０９…先出し制御手段、Ｓ２０１…検出手段。

Claims (9)

1. ピニオンを回転駆動するモータと、前記ピニオンをエンジンのクランク軸に連結されたリングギヤに噛み合わせるアクチュエータとを個別に作動可能なスタータを備え、エンジン自動停止要求が発生したときにエンジンを自動停止させ、エンジン再始動要求が発生したときにエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動制御装置において、
   前記エンジンの自動停止によりエンジン回転速度が降下するエンジン回転降下期間中に前記エンジン回転速度が第１の回転速度よりも高い第１の回転速度領域で前記エンジン再始動要求が発生したときに、前記スタータによるクランキングを行わずに燃料噴射を再開して前記エンジンを再始動させる自律復帰制御手段と、
   前記エンジン回転降下期間中に前記エンジン回転速度が前記第１の回転速度以下で第２の回転速度よりも高い第２の回転速度領域で前記エンジン再始動要求が発生したときに、前記モータにより前記ピニオンの回転速度を前記リングギヤの回転速度に同期させた後に前記アクチュエータにより前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせて前記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させる先回し制御手段と、
   前記エンジン回転降下期間中に前記エンジン回転速度が前記第２の回転速度以下の第３の回転速度領域で前記エンジン再始動要求が発生したときに、前記アクチュエータにより前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中に前記モータにより前記ピニオンを回転させて前記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させる先出し制御手段と、の上記３つの制御手段のうち、少なくとも２つの制御手段を備えるとともに、
   いずれかの制御手段による制御を実施した場合に、その制御による前記再始動が失敗したことを検出する検出手段を備え、
   前記検出手段により失敗が検出された場合には、その失敗検出時点から所定時間が経過するまでは失敗した制御手段による再始動制御を禁止し、前記所定時間が経過した時点で前記失敗した制御手段とは異なる制御手段による再始動制御を実施することを特徴とするエンジン自動停止始動制御装置。
2. 前記自律復帰制御手段及び前記先出し制御手段を少なくとも備え、
   前記自律復帰制御手段による再始動の失敗が前記検出手段により検出された場合には、前記所定時間が経過した時点で前記先出し制御手段による再始動制御を実施することを特徴とする請求項１に記載のエンジン自動停止始動制御装置。
3. 前記自律復帰制御手段、前記先回し制御手段及び前記先出し制御手段の全てを備え、
   前記自律復帰制御手段による再始動の失敗が前記検出手段により検出された場合には、前記所定時間が経過するまでは前記先回し制御手段による再始動制御を禁止することを特徴とする請求項２に記載のエンジン自動停止始動制御装置。
4. 前記所定時間を、前記エンジンの温度が低いほど短く設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のエンジン自動停止始動制御装置。
5. ピニオンを回転駆動するモータと、前記ピニオンをエンジンのクランク軸に連結されたリングギヤに噛み合わせるアクチュエータとを個別に作動可能なスタータを備え、エンジン自動停止要求が発生したときにエンジンを自動停止させ、エンジン再始動要求が発生したときにエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動制御装置において、
   前記エンジンの自動停止によりエンジン回転速度が降下するエンジン回転降下期間中に前記エンジン回転速度が第１の回転速度よりも高い第１の回転速度領域で前記エンジン再始動要求が発生したときに、前記スタータによるクランキングを行わずに燃料噴射を再開して前記エンジンを再始動させる自律復帰制御手段と、
   前記エンジン回転降下期間中に前記エンジン回転速度が前記第１の回転速度以下で第２の回転速度よりも高い第２の回転速度領域で前記エンジン再始動要求が発生したときに、前記モータにより前記ピニオンの回転速度を前記リングギヤの回転速度に同期させた後に前記アクチュエータにより前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせて前記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させる先回し制御手段と、
   前記エンジン回転降下期間中に前記エンジン回転速度が前記第２の回転速度以下の第３の回転速度領域で前記エンジン再始動要求が発生したときに、前記アクチュエータにより前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせた後又はその噛み合わせの途中に前記モータにより前記ピニオンを回転させて前記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させる先出し制御手段と、の上記３つの制御手段のうち、少なくとも２つの制御手段を備えるとともに、
   いずれかの制御手段による制御を実施した場合に、その制御による前記再始動が失敗したことを検出する検出手段を備え、
   前記検出手段により失敗が検出された場合には、その後の前記エンジン回転速度が所定の閾値未満にまで低下するまでは失敗した制御手段による再始動制御を禁止し、前記エンジン回転速度が前記所定の閾値にまで低下した時点で前記失敗した制御手段とは異なる制御手段による再始動制御を実施することを特徴とするエンジン自動停止始動制御装置。
6. 前記自律復帰制御手段及び前記先出し制御手段を少なくとも備え、
   前記自律復帰制御手段による再始動の失敗が前記検出手段により検出された場合には、前記閾値にまで低下した時点で前記先出し制御手段による再始動制御を実施することを特徴とする請求項５に記載のエンジン自動停止始動制御装置。
7. 前記自律復帰制御手段、前記先回し制御手段及び前記先出し制御手段の全てを備え、
   前記自律復帰制御手段による再始動の失敗が前記検出手段により検出された場合には、その後の前記エンジン回転速度が前記第１の回転速度未満に設定された前記閾値よりも低下するまでは前記先回し制御手段による再始動制御を禁止することを特徴とする請求項６に記載のエンジン自動停止始動制御装置。
8. 前記閾値は、前記第２の回転速度よりも高い値に設定されていることを特徴とする請求項７に記載のエンジン自動停止始動制御装置。
9. 前記閾値は、前記第２の回転速度と同じ値に設定されていることを特徴とする請求項７に記載のエンジン自動停止始動制御装置。

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