JP6237667B2 - エンジン始動装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されたエンジンを始動させるエンジン始動装置に関する。

従来、所定の停止条件が成立して自動停止中のエンジンを着火始動により再始動させる装置においては、エンジン停止中の掃気が不十分であると、気筒内に残存する既燃ガスによって再始動時の燃焼が妨げられ、再始動性が悪くなることが知られている。これを解決するため、例えば特許文献１では、エンジンの停止条件の成立後、スロットル弁の開度を増大させる発明が提案されている。これにより、各気筒の掃気が促進されて再始動時の新気割合が増加するため、良好な燃焼を行いやすくなり、再始動性の向上を図ることができる。

特開２００４−２９３４７４号公報

しかしながら、特許文献１で提案された発明は、エンジン停止中にスロットル弁を開くことにより、筒内圧変動が大きくなって運転者が感じる振動が大きくなる。一方、このような振動を抑制するためにエンジン停止中のスロットル開度を小さくしてしまうと、掃気による再始動性向上の効果が低減される。このように、振動抑制と再始動性向上の両立については、いまだ十分な検討がなされていない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、振動を抑制しつつ再始動性を向上させることができるエンジン始動装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るエンジン始動装置は、車両に搭載されたエンジンの始動装置であって、前記エンジンの停止要求に応じて前記エンジンを自動停止させ、自動停止中の前記エンジンの再始動要求に応じて前記エンジンを再始動させる制御手段を備え、前記制御手段が、前記エンジンの自動停止過程において、前記車両の車速またはトランスミッションの入力回転数に基づいて所定のスロットル開度を算出し、前記エンジンのスロットル弁を前記算出されたスロットル開度で開くことにより前記エンジンの各気筒の掃気を実行し、前記再始動要求に応じて着火始動により前記エンジンを再始動させ、前記車速または前記入力回転数が高い場合は、前記車速または前記入力回転数が低い場合よりも大きくなるように前記スロットル開度を算出することを特徴とする。

これにより、エンジン始動装置は、エンジンの再始動性がより厳しく求められる高車速時のスロットル開度を低車速時よりも大きくすることで、着火始動時により良好な燃焼を得ることができ、再始動性が向上する。また、高車速時は低車速時と比較して運転者が振動を感じにくいため、スロットル弁を開くことで発生する振動を、車速、すなわち運転者の振動の感じやすさに応じて制御することができる。さらに、エンジン始動装置は、エンジン再始動後の目標回転数が高い状態であるトランスミッションの高入力回転時のスロットル開度を低入力回転時よりも大きくすることで、エンジンの応答性が向上する。

また、本発明に係るエンジン始動装置は、前記制御手段が、前記エンジンの停止要求時における車速と、前記車速とアクセルペダル開度をゼロとした場合のトランスミッションの変速比とから前記入力回転数を算出することを特徴とする。

これにより、エンジン始動装置は、キックダウンの発生によりエンジン停止時におけるトランスミッションの入力回転数が必要以上に高くなっている場合であっても、アクセルペダルがＯＦＦの場合のトランスミッションの変速比から算出したトランスミッションの入力回転数に基づいてエンジンの自動停止中におけるスロットル開度を算出することで、不必要にスロットル開度が大きくなることを防止し、振動を低減することができる。

また、本発明に係るエンジン始動装置は、前記制御手段が、前記算出したスロットル開度に基づいて着火始動の可否を判断し、着火始動可能と判断した場合は、前記着火始動により再始動し、着火始動不可能と判断した場合は、前記スロットル弁を開かず、始動手段を用いて再始動することを特徴とする。

これにより、エンジン始動装置は、着火始動の可否を予め判断することで、不必要にスロットル弁を開くことによる掃気を抑制でき、不要な振動が発生することを抑制することができる。また、エンジン始動装置は、掃気状況や空気密度が悪く、算出した許容スロットル開度による着火始動が不可能と判断される場合であっても、確実にエンジンの再始動を行うことができる。

本発明に係るエンジン始動装置は、車速またはトランスミッションの入力回転数に応じて、エンジンの自動停止中におけるスロットル開度を調整するため、振動を抑制しつつ再始動性を向上させることができる。

図１は、本発明の実施形態に係るエンジン始動装置およびその周辺の構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係るエンジン始動装置による処理の一例を示すフローチャートである。 図３は、本発明の第１実施形態に係るエンジン始動装置における回転センサ値（車速）に応じた停止時スロットル開度の許容値の一例を示す図である。 図４は、本発明の第１実施形態に係るエンジン始動装置におけるエンジン回転数およびスロットル開度の関係を示すタイミングチャートである。 図５は、本発明の第２実施形態に係るエンジン始動装置におけるエンジン回転数、スロットル開度および始動装置の関係を示すタイミングチャートである。 図６は、本発明の第２実施形態に係るエンジン始動装置による処理の一例を示すフローチャートである。 図７は、本発明の第２実施形態に係るエンジン始動装置による処理における着火始動可否判断処理の一例を示すフローチャートである。 図８は、本発明の第２実施形態に係るエンジン始動装置における停止時間と筒内圧との関係を示す図である。 図９は、本発明の第３実施形態に係るエンジン始動装置におけるＴ／Ｍ入力回転数に応じた停止時スロットル開度の許容値の一例を示す図である。 図１０は、本発明の第３実施形態に係るエンジン始動装置におけるエンジン回転数およびスロットル開度の関係を示すタイミングチャートである。 図１１は、本発明の第３実施形態の変形例に係るエンジン始動装置におけるアクセルペダル開度、エンジン回転数、Ｔ／Ｍ入力回転数およびスロットル開度の関係を示すタイミングチャートである。 図１２は、本発明の第３実施形態の変形例に係るエンジン始動装置による処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明に係るエンジン始動装置の実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係るエンジン始動装置について、図１〜図４を参照しながら説明する。エンジン始動装置を搭載する車両は、図１に示すように、電子制御された内燃機関であるエンジン１０と、車輪速センサ６０と、Ｔ／Ｍ回転数センサ７０と、ＥＣＵ（Engine Control Unit）８０と、トランスミッション９０と、駆動輪１００と、を備えている。なお、図１では、車両の構成のうち、本発明に関係する構成のみを示しており、その他の構成は図示を省略している。

以下、エンジン１０の構成についてまず説明する。エンジン１０は、例えば４気筒筒内噴射式であり、図１に示すように、シリンダブロック１１と、シリンダヘッド１２と、シリンダボア１３と、ピストン１４と、クランクケース１５と、クランクシャフト１６と、コネクティングロッド１７と、を備えている。

シリンダヘッド１２には、燃焼室１８に直接燃料を噴射するインジェクタ４１が装着されている。各気筒に装着されるインジェクタ４１は、デリバリパイプ４２により連結されている。また、このデリバリパイプ４２には、燃料供給管４３を介して高圧ポンプ４４が連結されている。さらに、シリンダヘッド１２には、点火プラグ４５が装着されている。

エンジン１０の燃焼室１８は、シリンダブロック１１、シリンダヘッド１２およびピストン１４により構成されており、上部の中央部がペントルーフ形状をなしている。この燃焼室１８の上部には、吸気ポート１９および排気ポート２０が対向して形成されている。吸気ポート１９の開口部には吸気弁２１が設けられ、排気ポート２０の開口部には排気弁２２が設けられている。

吸気弁２１および排気弁２２は、シリンダヘッド１２の軸方向に沿って移動自在に支持されている。また、シリンダヘッド１２には、吸気カムシャフト２３および排気カムシャフト２４が回転自在に支持されている。そして、図示しないローラロッカアームを介して、吸気カム２５および排気カム２６が、吸気弁２１および排気弁２２の上端部に接触した状態となっている。なお、吸気カムシャフト２３および排気カムシャフト２４には、その回転位相を検出するカムポジションセンサ３３，３４が設けられている。

また、エンジン１０は、運転状態に応じて吸気弁２１および排気弁２２を最適な開閉タイミングに制御する吸気・排気可変動弁機構（ＶＶＴ：Variable Valve Timing-intelligent）２７，２８を有している。この吸気・排気可変動弁機構２７，２８は、オイルコントロールバルブ３１，３２からの油圧をＶＶＴコントローラ２９，３０の図示しない進角室、遅角室に作用させることで、吸気弁２１および排気弁２２の開閉時期を進角、遅角することができる。

吸気ポート１９には、インテークマニホールド３５を介してサージタンク３６が連結されている。また、このサージタンク３６には、吸気管３７が連結されており、この吸気管３７の空気取入口にはエアクリーナ３８が取り付けられている。そして、このエアクリーナ３８の下流側にスロットル弁３９を有する電子スロットル装置４０が設けられている。一方、排気ポート２０には、エギゾーストマニホールド４６を介して排気管４７が連結されている。この排気管４７には、触媒装置４８，４９が装着されている。

また、エンジン１０には、クランキングを行うスタータモータ５０が設けられている。エンジン始動時は、スタータモータ５０のピニオンギヤがリングギヤと噛み合った後、回転力がピニオンギヤからリングギヤへと伝わり、クランクシャフト１６が回転する。

ここで、ＥＣＵ８０は、インジェクタ４１や点火プラグ４５等を制御可能となっている。すなわち、吸気管３７の上流側に装着されたエアフローセンサ５２および吸気温センサ５３は、計測した吸入空気量および吸気温度をＥＣＵ８０にそれぞれ出力している。また、サージタンク３６に設けられた吸気圧センサ５４は、計測した吸気管圧力（吸気管負圧）をＥＣＵ８０に出力している。また、スロットルポジションセンサ５５およびアクセルポジションセンサ５６は、計測した現在のスロットル開度および現在のアクセルペダル開度をＥＣＵ８０にそれぞれ出力している。そして、クランク角センサ５７、水温センサ５８および燃圧センサ５９は、計測した各気筒のクランク角度、エンジン冷却水温および燃料圧力をＥＣＵ８０にそれぞれ出力している。

ＥＣＵ８０は、前記したクランク角度に基づいて、各気筒における吸気、圧縮、膨張（爆発）、排気の各行程を判別するとともに、エンジン回転数を算出する。また、ＥＣＵ８０は、前記した燃料圧力に基づいて、この燃料圧力が所定圧力となるように高圧ポンプ４４を駆動するとともに、前記した吸入空気量、吸気温度、吸気管圧力、スロットル開度、アクセルペダル開度、エンジン回転数、エンジン冷却水温等のエンジン運転状態に基づいて、燃料噴射量、噴射時期、点火時期等を決定し、インジェクタ４１および点火プラグ４５を駆動して燃料噴射および点火を実行する。

このように構成された車両では、制御手段であるＥＣＵ８０が、所定の自動停止条件が成立した場合にエンジン１０を自動的に停止させるエンジン自動停止機能と、エンジン１０の自動停止中に所定の再始動条件が成立した場合にエンジン１０を自動的に再始動させるエンジン再始動機能と、を有している。すなわち、本実地形態に係るエンジン始動装置は、車両の走行中にエンジン１０を自動停止させて車両を惰性（慣性力）によって走行させる惰性走行（フリーラン）の実行と、この惰性走行からエンジン１０を再始動させて車両を復帰させる惰性走行の終了と、を行う機能を有する。

以下、エンジン１０以外の構成について説明する。車輪速センサ６０は、車両の各車輪の回転速度を計測し、その計測結果をＥＣＵ８０に対して出力する。また、Ｔ／Ｍ回転数センサ７０は、トランスミッション９０における入力軸の単位時間当たりの回転数（以下、Ｔ／Ｍ入力回転数という）を計測し、その計測結果をＥＣＵ８０に対して出力する。

ＥＣＵ８０（制御手段）は、物理的にはＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）および入出力等のインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路を用いて構成される。このＥＣＵ８０の機能は、ＲＯＭに保持されるアプリケーションプログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵで実行することによって、ＣＰＵの制御のもとで制御対象を動作させるとともに、ＲＡＭやＲＯＭにおけるデータの読み出しおよび書き込みを行うことで実現される。本実施形態に係るエンジン始動装置は、このようなＥＣＵ８０の機能により実現される。

ＥＣＵ８０は、車両に搭載されたエンジン１０の停止要求に応じてエンジン１０を自動停止させるとともに、自動停止中のエンジン１０の再始動要求に応じてエンジン１０を再始動させるものである。ＥＣＵ８０は、具体的には、エンジン１０の自動停止過程において、車両の車速に基づいて所定のスロットル開度を算出し、エンジン１０のスロットル弁３９を前記算出されたスロットル開度で開くことによりエンジン１０の各気筒の掃気を実行し、再始動要求に応じて着火始動によりエンジン１０を再始動させる。なお、前記した自動停止過程とは、エンジン１０の自動停止開始から完全停止に至るまでの過程のことを意味している。

ＥＣＵ８０は、具体的には、停止要求判定部、スロットル開度算出設定部、再始動要求判定部および再始動実行部の機能を備えている。以下、図２のフローチャートを参照しながら具体的な処理の説明を行う。なお、エンジン始動装置は、車両走行中に以下で説明する図２の処理を所定時間ごとに繰り返す。

停止要求判定部（停止要求判定手段）は、運転者によるエンジン１０の停止要求の有無を判定する。停止要求判定部は、具体的には、車両の運転中にエンジン１０の自動停止条件が成立したか否かにより停止要求の有無を判定する（図２のステップＳ１）。ここで、エンジン１０の自動停止条件とは、例えばアクセルペダルがＯＦＦである状況が挙げられる。停止要求判定部は、上記のような場合にエンジン１０の自動停止条件が成立し、エンジン停止要求ありと判定する（図２のステップＳ１でＹｅｓ）。

そして、このように停止要求判定部によってエンジン１０の停止要求があると判定された場合、ＥＣＵ８０は、インジェクタ４１による燃料噴射を停止するとともに、点火プラグ４５による点火を停止する（図２のステップＳ２）。この停止要求の判定で用いる車速、エンジン回転数およびエンジン冷却水温は、それぞれ車輪速センサ６０、クランク角センサ５７および水温センサ５８の計測結果に基づく。なお、停止要求判定部がエンジン１０の停止要求がないと判定した場合（図２のステップＳ１でＮｏ）、エンジン１０の停止は行わない。

スロットル開度算出設定部（スロットル開度算出設定手段）は、エンジン１０の自動停止中におけるスロットル開度を算出して設定する。スロットル開度算出設定部は、具体的には、停止要求判定部によってエンジン１０の停止要求があると判定された場合（エンジン１０の自動停止条件が成立した場合）に、車両に搭載された回転センサの値（以下、回転センサ値という）に基づいて、エンジン１０の自動停止中において許容されるスロットル開度（以下、許容スロットル開度という）を算出する（図２のステップＳ３）。

ここで、前記した回転センサ値のより具体的な例としては、例えば車輪速センサ６０の値（すなわち車速）が挙げられる。また、前記した許容スロットル開度とは、より具体的にはエンジン１０の自動停止中におけるスロットル開度であって、自動停止中に運転者が筒内圧変動による振動を感じにくいスロットル開度のことを指している。

前記したＥＣＵ８０の図示しないＲＯＭ内には、例えば図３に示すように、エンジン１０の自動停止中における振動要件から実験的に求められた、車速とエンジン停止中におけるスロットル開度の許容値との関係を示すマップが予め格納されている。スロットル開度算出設定部は、例えばこのようなマップに基づいてエンジン１０の自動停止中における許容スロットル開度を算出する。

エンジン１０の自動停止中における許容スロットル開度は、図３に示すように、車速が相対的に高い場合、当該車速が相対的に低い場合よりも、その値が大きくなる。なお、許容スロットル開度は、図３に示すように車速に応じて直線的に増加してもよく、あるいは非直線状的（例えば階段状）に増加しても構わない。

ここで、高車速（高回転数）時は空気抵抗等により車両の振動が大きくなる。そのため、高車速時にスロットル弁３９を大きく開いても、筒内圧変動に起因する振動は走行に起因する振動に紛れてしまうため、運転者は筒内圧変動に起因する振動を感じにくくなる。また、高車速時は、エンジン再始動後にエンジン回転数をトランスミッション９０に同期する回転数まで素早く上げる必要があるため、再始動の速さに加えて、回転数上昇の速さも求められる。従って、このような応答性の観点からも、図４に示すように、高車速時はスロットル弁３９を大きく開く。

一方、低車速（低回転数）時、特に停車時は車両の振動が小さくなる。そのため、低車速時にスロットル弁３９を大きく開くと、運転者は筒内圧変動による振動を感じやすくなる。また、低車速時は、エンジン再始動後にトランスミッション９０に同期させるエンジン回転数が低いため、高車速時のように回転数上昇の速さは求められない。従って、図４に示すように、低車速時は高車速時よりもスロットル弁３９を開く量を小さくする。

ここで、着火始動によりエンジン１０を再始動する場合、掃気が十分に行われており、かつ空気密度が大きい方が好ましいため、エンジン停止中のスロットル開度が大きければ大きいほど再始動しやすくなる。しかしながら、スロットル開度を大きくすると筒内圧変動が大きくなるため、振動が大きくなることを避けることができない。

一方、振動抑制のためにスロットル開度を小さくすると掃気の効果が小さくなるため、例えば高車速時のようなエンジン１０の再始動性が厳しく求められるような状況に対応できない。そこでエンジン１０を着火始動により再始動させる際において、スロットル開度算出設定部は、振動抑制と再始動性向上とを実現するために、車速が高い場合は、車速が低い場合よりも大きくなるようにスロットル開度を算出する。

スロットル開度算出設定部は、前記したように許容スロットル開度を算出した後、電子スロットル装置４０によりスロットル弁３９を開放し、スロットル開度を、算出した許容スロットル開度に設定する（図２のステップＳ４）。このようにエンジン１０の自動停止中にスロットル弁３９が開放されると、吸気管３７内の空気がスロットル弁３９を通してサージタンク３６側に流入し、吸気管圧力が上昇することで正圧となる。そのため、膨張行程で停止するピストン１４がこの膨張行程における所定の停止位置に停止するとともに、この空気の流入により各気筒が掃気され、膨張行程で停止する気筒の酸素量が適正に確保される。そして、スロットル開度算出設定部は、エンジン回転数が０になってエンジン１０が完全停止すると、電子スロットル装置４０によりスロットル弁３９を閉止する（図４参照）。

再始動要求判定部（再始動要求判定手段）は、運転者によるエンジン１０の再始動要求の有無を判定する。再始動要求判定部は、具体的には、車両の自動停止中にエンジン１０の再始動条件が成立したか否かにより再始動要求の有無を判定する（図２のステップＳ５）。ここで、前記した再始動条件とは、例えばアクセルペダルがＯＮである状況が挙げられる。再始動要求判定部は、上記のような場合に再始動条件が成立し、再始動要求ありと判定する（図２のステップＳ５でＹｅｓ）。なお、前記した再始動条件を満たしていない場合、再始動要求判定部は再始動要求なしと判定し（図２のステップＳ５でＮｏ）、再始動要求があるまで待機する。

再始動実行部（再始動実行手段）は、自動停止中のエンジン１０を着火始動により再始動するものである。再始動実行部は、再始動要求判定部によってエンジン１０の再始動要求があると判定された場合に、エンジン１０の着火始動を実行する（図２のステップＳ６）。再始動実行部は、具体的には、エンジン１０の再始動前にクランク角センサ５７の計測結果に基づいて膨張行程で停止している気筒を判別し、この膨張行程で停止している気筒の燃焼室１８に対してインジェクタ４１により所定量の燃料を噴射する。そして、再始動実行部は、点火プラグ４５によって混合気に点火して爆発力を得ることで、ピストン１４を介してクランクシャフト１６を駆動し、エンジン１０を再始動する。

以上のような第１実施形態に係るエンジン始動装置によれば、車速に応じて、エンジン１０の自動停止中におけるスロットル開度を調整するため、振動を抑制しつつ再始動性を向上させることができる。

また、エンジン始動装置は、エンジン１０の再始動性がより厳しく求められる高車速時のスロットル開度を低車速時よりも大きくすることで、着火始動時により良好な燃焼を得ることができ、再始動性が向上する。そして、高車速時は低車速時と比較して、運転者がエンジン停止に起因する振動を感じにくいため、スロットル弁３９を開くことで発生する振動を、車速、すなわち運転者の振動の感じやすさに応じて制御することができる。

すなわち、高車速時は、スロットル開度が大きく設定されるが、走行に起因する振動に紛れて、運転者は筒内圧変動に起因する振動を感じにくくなる。また、低車速時は、スロットル開度が小さく設定されることで、筒内圧変動が低減されて振動自体が抑制される。従って、エンジン始動装置は、エンジン１０の自動停止中における振動抑制と再始動性向上とを両立することができる。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係るエンジン始動装置について、図５〜図８を参照しながら説明する。ここで、第２実施形態に係るエンジン始動装置は、ＥＣＵ８０を除いて第１実施形態と同様の構成（図１）を備えているため、構成の図示は省略する。

第２実施形態に係るエンジン始動装置も、第１実施形態と同様にＥＣＵ８０の機能により実現されるが、本実施形態に係るＥＣＵ８０は、停止要求判定部、スロットル開度算出設定部、再始動要求判定部および再始動実行部の他に、着火始動可否判断部の機能も備えている。

すなわち、本実施形態に係るエンジン始動装置は、第１実施形態に係る始動装置において、着火始動の可否について判断し、図５に示すように、着火始動が可能な場合は着火装置（点火プラグ４５）により再始動を行い、着火始動が不可能な場合は通常の始動手段（スタータモータ５０）により再始動を行う。以下、図６および図７のフローチャートを参照しながら具体的な処理の説明を行う。なお、図６におけるステップＳ１１〜ステップＳ１３、ステップＳ１７およびステップＳ１８は、図２におけるステップＳ１〜ステップＳ３、ステップＳ５およびステップＳ６とそれぞれ同様であるため、説明を省略する。また、エンジン始動装置は、車両走行中に以下で説明する図６および図７の処理を所定時間ごとに繰り返す。

着火始動可否判断部（着火始動可否判断手段）は、スロットル開度算出設定部によって算出されたスロットル開度（許容スロットル開度）に基づいて着火始動の可否を判断する（図６のステップＳ１４）。着火始動可否判断部は、具体的には、再始動に必要なトルクと、演算により推定した推定発生トルクとを比較することで、着火始動の可否を判断する。なお、前記した推定発生トルクとは、エンジン１０の自動停止中にスロットル開度算出設定部によって算出されたスロットル開度に設定し、その後着火始動したと想定した場合のトルクのことを指している。

以下、図６のステップＳ１４における着火始動可否判断処理の詳細について、図７を参照しながら説明する。本処理において、着火始動可否判断部は、まず吸気管圧力を推定する（ステップＳ１４１）。ここで、前記した吸気管圧力とは、エンジン停止中に膨張行程の気筒が吸気する際の吸気管３７内の圧力のことを指す。着火始動可否判断部は、例えば停止要求時におけるエンジン回転数、水温およびスロットル開度算出設定部により算出された許容スロットル開度から、エンジン停止中における吸気管圧力を推定する。

次に、着火始動可否判断部は、停止時筒内空気密度を推定する（ステップＳ１４２）。着火始動可否判断部は、例えば停止すると推定される範囲のクランク角度において、停止時の吸気管圧力とバルブタイミングから空気密度を推定する。ここで、ピストン１４の停止位置は、中心値±２０°程度の範囲に制御することができるため、前記した停止すると推定される範囲とは、停止させたい位置における±２０°程度の範囲のことを指している。

次に、着火始動可否判断部は、筒内空気密度の時間変化を推定する（ステップＳ１４３）。着火始動可否判断部は、具体的には、エンジン停止時間ごとに気筒内から漏れ出る空気の量を推定することで、筒内空気密度の時間変化を推定する。

次に、着火始動可否判断部は、発生トルクを推定する（ステップＳ１４４）。着火始動可否判断部は、具体的には、再始動の際に最もトルクが発生しにくい停止時間、停止クランク角度の場合に発生するトルクを推定する。ここで、許容スロットル開度が小さい場合は、吸気管圧力が低く、停止時筒内圧は低い。しかし、時間が経つにつれてピストンリングの隙間から空気が入るため、図８に示すように、筒内圧は時間の経過とともに大気圧に近づいていく。従って、スロットル開度が小さい場合、前記した再始動の際に最もトルクが発生しにくい停止時間は、エンジン１０の停止直後となる。

次に、着火始動可否判断部は、上記推定結果に基づいて、着火始動の可否を判断する（ステップＳ１４５）。着火始動可否判断部は、具体的には、再始動に必要なトルクと、前段の処理で推定した推定発生トルクとを比較し、推定発生トルクの方が大きい場合は着火始動可能と判断し、推定発生トルクの方が小さい場合は着火始動不可能と判断する。

図７に示す処理を経て、着火始動可否判断部によって着火始動可能と判断された場合（図６のステップＳ１５でＹｅｓ）、スロットル開度算出設定部はスロットル弁３９を開き、スロットル開度を、算出された許容スロットル開度に設定する（図６のステップＳ１６）。そして、再始動要求判定部による判定（図６のステップＳ１７）の後、再始動実行部は着火始動によりエンジン１０を再始動する（図６のステップＳ１８）。

一方、着火始動可否判断部によって着火始動不可能と判断された場合（図６のステップＳ１５でＮｏ）、スロットル開度算出設定部はエンジン１０の自動停止中にスロットル弁３９を開かず、スロットル開度を通常の閉じた状態に設定する（図６のステップＳ１９）。そして、再始動要求判定部による判定（図６のステップＳ２０）の後、再始動実行部は通常の始動手段（スタータモータ５０）を用いて再始動する（図６のステップＳ２１）。

以上のような第２実施形態に係るエンジン始動装置によれば、着火始動の可否を予め判断することで、不必要にスロットル弁３９を開くことによる掃気を抑制でき、不要な振動が発生することを抑制することができる。また、エンジン始動装置は、掃気状況や空気密度が悪く、算出した許容スロットル開度による着火始動が不可能と判断される場合であっても、確実にエンジン１０の再始動を行うことができる。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係るエンジン始動装置について、図９および図１０を参照しながら説明する。ここで、第３実施形態に係るエンジン始動装置は、ＥＣＵ８０を除いて第１実施形態と同様の構成（図１）を備えているため、構成の図示は省略する。

第３実施形態に係るエンジン始動装置も、第１実施形態と同様にＥＣＵ８０の機能により実現されるが、本実施形態におけるＥＣＵ８０は、第１実施形態とは異なり、スロットル開度算出設定部がＴ／Ｍ回転数センサ７０によって計測されたＴ／Ｍ入力回転数（トランスミッション９０の入力軸回転数）に基づいて許容スロットル開度を算出する。

ここで、エンジン停止後にすぐに再始動される場合は、Ｔ／Ｍ入力回転数がエンジン再始動後の目標回転数となる。そのため、このような場合はＴ／Ｍ入力回転数（目標回転数）が高いほどスロットル弁３９を開く必要がある。そこで、本実施形態に係るエンジン始動装置のスロットル開度算出設定部は、図９および図１０に示すように、Ｔ／Ｍ入力回転数が相対的に高い場合の値が、Ｔ／Ｍ入力回転数が相対的に低い場合の値よりも大きいスロットル開度を算出する。

本実施形態において、前記したＥＣＵ８０の図示しないＲＯＭ内には、例えば図９に示すように、エンジン１０の自動停止中における振動要件から実験的に求められた、Ｔ／Ｍ入力回転数とエンジン停止中におけるスロットル開度の許容値との関係を示すマップが予め格納されている。スロットル開度算出設定部は、例えばこのマップに基づいてエンジン１０の自動停止中における許容スロットル開度を算出する。

以上のような第３実施形態に係るエンジン始動装置によれば、Ｔ／Ｍ入力回転数に応じて、エンジン１０の自動停止中におけるスロットル開度を調整するため、振動を抑制しつつ再始動性を向上させることができる。また、エンジン始動装置は、エンジン再始動後の目標回転数が高い状態であるトランスミッション９０の高入力回転時のスロットル開度を低入力回転時よりも大きくすることで、エンジン１０の応答性が向上する。

［第３実施形態の変形例］
本発明の第３実施形態の変形例に係るエンジン始動装置について、図１１および図１２を参照しながら説明する。ここで、第３実施形態の変形例に係るエンジン始動装置は、ＥＣＵ８０を除いて第１実施形態と同様の構成（図１）を備えているため、構成の図示は省略する。

第３実施形態の変形例に係るエンジン始動装置も、第１実施形態と同様にＥＣＵ８０の機能により実現されるが、本変形例に係るＥＣＵ８０は、停止要求判定部、スロットル開度算出設定部、再始動要求判定部および再始動実行部の他に、Ｔ／Ｍ入力回転数算出部の機能も備えている。

ここで、前記した第３実施形態に係るエンジン始動装置では、例えば停止要求の直前にアクセルペダルが大きく踏み込まれること（キックダウン）で、トランスミッション９０が低速段に変速され、Ｔ／Ｍ変速比が大きくなり、Ｔ／Ｍ入力回転数が必要以上に高くなっている場合も想定される。このような状態でアクセルペダルをＯＦＦすると、図１１に示すように、エンジン回転数、Ｔ／Ｍ入力回転数ともに高い状態でエンジン停止要求がなされることになる。そして、図１１に示すように、Ｔ／Ｍ入力回転数の実回転数に基づいて許容スロットル開度を算出および設定すると、不必要にスロットル開度が大きくなってしまい、エンジン１０の自動停止中における振動が増大する可能性がある。

そこで、本変形例に係るエンジン始動装置は、キックダウンが発生している場合に、図１１に示すように、Ｔ／Ｍ入力回転数の実回転数を用いずに、Ｔ／Ｍ入力回転数算出部によって算出した回転数を用いる。以下、図１２のフローチャートを参照しながら具体的な処理の説明を行う。なお、図１２におけるステップＳ２１、ステップＳ２２、ステップＳ２５〜ステップＳ２７は、図２におけるステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ４〜ステップＳ６とそれぞれ同様であるため、説明を省略する。また、エンジン始動装置は、車両走行中に以下で説明する図１２の処理を所定時間ごとに繰り返す。

Ｔ／Ｍ入力回転数算出部（Ｔ／Ｍ入力回転数算出手段）は、エンジン１０の停止要求時（自動停止条件成立時）における車速と、車速とアクセルペダル開度をゼロとした場合のＴ／Ｍ変速比とからＴ／Ｍ入力回転数を算出する（図１２のステップＳ２３）。これにより、仮にキックダウンが発生している場合であっても、図１１に示すように、実回転数よりも低いＴ／Ｍ入力回転数が算出されることになる。

Ｔ／Ｍ入力回転数算出部は、例えばエンジン１０の停止要求時にＴ／Ｍ変速比が５速から３速にキックダウンしている場合、実回転数である３速のＴ／Ｍ入力回転数に基づいて許容スロットル開度を算出せずに、まずＴ／Ｍ入力回転数算出部によって、エンジン１０の停止要求時における車速と、車速とアクセルペダル開度をゼロとした場合のＴ／Ｍ変速比である５速のＴ／Ｍ入力回転数を算出する。そして、エンジン始動装置は、スロットル開度算出設定部によって、算出したＴ／Ｍ入力回転数に基づいて許容スロットル開度を算出する（図１２のステップＳ２４）。

以上のような構成を備える第３実施形態の変形例に係るエンジン始動装置は、キックダウンの発生によりエンジン停止時におけるＴ／Ｍ入力回転数が必要以上に高くなっている場合であっても、アクセルペダルがＯＦＦの場合のＴ／Ｍ変速比から算出したＴ／Ｍ入力回転数に基づいてエンジン１０の自動停止中におけるスロットル開度を算出することで、不必要にスロットル開度が大きくなることを防止し、振動を低減することができる。

以上、本発明に係るエンジン始動装置について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。

例えば、前記した第１実施形態、第３実施形態および第３実施形態の変形例に係るエンジン始動装置は、第２実施形態と同様に、スロットル開度算出設定部によって許容スロットル開度を算出した後に、着火始動可否判断部によって着火始動の可否の判断処理を行っても構わない。これにより、スロットル開度算出設定部が算出した許容スロットル開度による着火始動が不可能と判断される場合であっても、確実にエンジン１０の再始動を行うことができる。

また、エンジン始動装置は、第１実施形態では車速に基づいて許容スロットル開度を算出し、第３実施形態およびその変形例ではＴ／Ｍ入力回転数に基づいて許容スロットル開度を算出しているが、例えば車速とＴ／Ｍ入力回転数の両方から許容スロットル開度を求め、それぞれを調停して最終的な許容スロットル開度を決定しても構わない。

１０ エンジン
１１ シリンダブロック
１２ シリンダヘッド
１３ シリンダボア
１４ ピストン
１５ クランクケース
１６ クランクシャフト
１７ コネクティングロッド
１８ 燃焼室
１９ 吸気ポート
２０ 排気ポート
２１ 吸気弁
２２ 排気弁
２３ 吸気カムシャフト
２４ 排気カムシャフト
２５ 吸気カム
２６ 排気カム
２７，２８ 吸気・排気可変動弁機構
２９，３０ ＶＶＴコントローラ
３１，３２ オイルコントロールバルブ
３３，３４ カムポジションセンサ
３５ インテークマニホールド
３６ サージタンク
３７ 吸気管
３８ エアクリーナ
３９ スロットル弁
４０ 電子スロットル装置
４１ インジェクタ
４２ デリバリパイプ
４３ 燃料供給管
４４ 高圧ポンプ
４５ 点火プラグ
４６ エギゾーストマニホールド
４７ 排気管
４８，４９ 触媒装置
５０ スタータモータ（始動手段）
５２ エアフローセンサ
５３ 吸気温センサ
５４ 吸気圧センサ
５５ スロットルポジションセンサ
５６ アクセルポジションセンサ
５７ クランク角センサ
５８ 水温センサ
５９ 燃圧センサ
６０ 車輪速センサ
７０ Ｔ／Ｍ回転数センサ
８０ ＥＣＵ（制御手段）
９０ トランスミッション
１００ 駆動輪

Claims (2)

1. 車両に搭載されたエンジンの始動装置であって、
   前記エンジンの停止要求に応じて前記エンジンを自動停止させ、自動停止中の前記エンジンの再始動要求に応じて前記エンジンを再始動させる制御手段を備え、
   前記制御手段は、
   前記エンジンの自動停止過程において、前記車両の車速またはトランスミッションの入力回転数に基づいて所定のスロットル開度を算出し、前記エンジンのスロットル弁を前記算出されたスロットル開度で開くことにより前記エンジンの各気筒の掃気を実行し、前記再始動要求に応じて着火始動により前記エンジンを再始動させ、
   前記車速または前記入力回転数が高い場合は、前記車速または前記入力回転数が低い場合よりも大きくなるように前記スロットル開度を算出し、
   前記算出したスロットル開度に基づいて着火始動の可否を判断し、
   着火始動可能と判断した場合は、前記着火始動により再始動し、
   着火始動不可能と判断した場合は、前記スロットル弁を開かず、始動手段を用いて再始動することを特徴とするエンジン始動装置。
2. 前記制御手段は、前記エンジンの停止要求時における車速と、前記車速とアクセルペダル開度をゼロとした場合のトランスミッションの変速比とから前記入力回転数を算出することを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動装置。

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