WO2018155095A1 - エンジンの始動制御装置 - Google Patents

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WO2018155095A1
WO2018155095A1 PCT/JP2018/002889 JP2018002889W WO2018155095A1 WO 2018155095 A1 WO2018155095 A1 WO 2018155095A1 JP 2018002889 W JP2018002889 W JP 2018002889W WO 2018155095 A1 WO2018155095 A1 WO 2018155095A1
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WO
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engine
control
starter
control unit
way clutch
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/002889
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English (en)
French (fr)
Inventor
卓 水野
Original Assignee
株式会社デンソー
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02D29/00—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • F02D29/02—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving vehicles; peculiar to engines driving variable pitch propellers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D45/00—Electrical control not provided for in groups F02D41/00 - F02D43/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F02N11/04—Starting of engines by means of electric motors the motors being associated with current generators
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    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00—Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/02—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof
    • F02N15/04—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears
    • F02N15/06—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears the toothed gears being moved by axial displacement
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present disclosure relates to a control device that controls engine start.
  • Patent Document 1 there is a control device that controls the start of an engine by using a starter and a motor generator together.
  • the timing for starting the motor generator as a motor function is set after passing the top dead center of the first compression stroke of the engine that occurs first after the start of fuel injection.
  • the timing which stops a starter is set after passing the top dead center of the said 1st compression stroke and before reaching the top dead center of the 2nd compression stroke of an engine. Yes.
  • the present disclosure has been made to solve the above-described problem, and a main object of the present disclosure is to start the engine more reliably in a control device that controls the start of the engine by using a starter and a motor generator in combination. is there.
  • the first means for solving the above problems is as follows.
  • a control device that controls the start of the engine in combination with a motor generator that generates electric power by driving torque applied from the engine;
  • a first control unit that executes a first control for cranking the engine by the starter;
  • a second control unit that executes a second control for adding drive torque to the engine by the motor generator during the execution of the first control by the first control unit;
  • a third control unit for executing a third control for stopping the starter on the condition that it is determined that the one-way clutch is engaged after the second control is started by the second control unit; Is provided.
  • the first control unit executes the first control for cranking the engine by the starter.
  • the second control unit executes a second control for adding a driving torque to the engine by the motor generator during the execution of the first control by the first control unit.
  • the rotational speed of the engine becomes higher than the rotational speed of the starter (the rotational speed considering the gear ratio of the ring gear and the pinion) due to the expansion force of the air.
  • the bond may be released.
  • the third control unit executes the third control for stopping the starter on the condition that it is determined that the one-way clutch is engaged after the second control unit starts the second control. That is, the third control unit stops the starter when it is determined that the one-way clutch is engaged after the second control is started by the second control unit, and does not determine that the one-way clutch is engaged. Do not stop the starter. For this reason, the starter is driven until the one-way clutch is coupled and the driving torque is applied to the engine by the starter, so that it is possible to suppress a decrease in the rotational speed of the engine. Therefore, the engine can be started more reliably in the control device that controls the start of the engine using both the starter and the motor generator.
  • the third control unit is configured such that after the second control is started by the second control unit, the rotational position of the engine is the first expansion stroke of the engine. After the rotational position of the engine to which the one-way clutch is coupled through and before the rotational position of the engine to which the one-way clutch is coupled through the second expansion stroke of the engine, The starter is stopped.
  • the third control after the second control is started by the second control unit, the third control unit is engaged with the one-way clutch after the first engine expansion stroke.
  • the starter is stopped on the condition that it is after the rotational position of the engine. That is, after the second control is started by the second control unit, the third control unit has an engine rotational position later than the engine rotational position where the one-way clutch is engaged through the first engine expansion stroke.
  • the starter is stopped, and the starter is not stopped if it is not later than the rotational position of the engine to which the one-way clutch is engaged after the first expansion stroke of the engine. For this reason, it can suppress that the rotational speed of an engine falls.
  • the third control after the second control is started by the second control unit, the third control unit rotates the engine to which the one-way clutch is engaged after the second engine expansion stroke.
  • the starter is stopped on the condition that it is before the position. For this reason, after the second control is started by the second control unit, it is possible to avoid the generation of noise when the one-way clutch that has been disengaged is engaged through the second engine expansion stroke. . Further, even when the fuel is ignited before the starter is stopped and the rotational speed of the engine does not fall below the rotational speed of the starter, the starter can be stopped.
  • the third control unit engages the one-way clutch through the first expansion stroke of the engine after the second control unit starts the second control.
  • the starter is stopped on the condition that it is later than before and before the one-way clutch is engaged through a second expansion stroke of the engine.
  • the third control unit as the third control, after the second control is started by the second control unit, after the first expansion stroke of the engine, the rotational speed of the engine Is lower than the rotational speed at which the one-way clutch is engaged, and before the rotational speed of the engine is lower than the rotational speed at which the one-way clutch is engaged through a second expansion stroke of the engine.
  • the starter is stopped.
  • the third control unit sets the rotation position of the engine to the first expansion stroke of the engine.
  • the starter is stopped on the condition that it is after the top dead center of the compression stroke that follows and before the rotational position of the engine to which the one-way clutch is engaged through the second expansion stroke of the engine. .
  • the third control unit moves the engine rotational position on the compression stroke following the first engine expansion stroke.
  • the starter is stopped on condition that it is after the dead point. That is, the third control unit, when the second control unit starts the second control and the engine rotational position is after the top dead center of the compression stroke following the first engine expansion stroke.
  • the starter is stopped, and the starter is not stopped unless it is after the top dead center of the compression stroke following the first expansion stroke of the engine.
  • the one-way clutch is engaged by the top dead center of the compression stroke following the first expansion stroke of the engine, it is possible to suppress a decrease in the rotational speed of the engine.
  • the third control unit stops the starter based on the fact that the rotational position of the engine is after the top dead center of the compression stroke following the first expansion stroke of the engine. For this reason, it is not necessary to determine that the one-way clutch is engaged, and control for stopping the starter can be easily executed.
  • the third control unit starts the second control by the second control unit, and the rotational position of the engine is higher than the top dead center of the compression stroke of the engine. Later, after a first period, which is a length of time from the top dead center through the expansion stroke until the one-way clutch is engaged, and from the top dead center of the compression stroke of the engine The starter is stopped on the condition that the second period, which is the length of time until the top dead center of the next compression stroke, has elapsed.
  • the one-way clutch When the first period, which is the length of time from the top dead center to the engagement of the one-way clutch through the expansion stroke after the top dead center of the engine compression stroke, passes, the one-way clutch is engaged at least once. In addition, after the engine's compression stroke top dead center, when the second period, which is the length from the top dead center to the top compression center of the next compression stroke, has elapsed, the one-way clutch that has been disengaged is engaged. There is a risk that noise may occur more than once.
  • the third control unit starts the second control by the second control unit and the rotational position of the engine is after the top dead center of the compression stroke of the engine. From the top dead center, the starter is stopped on condition that the first period, which is the length of time until the one-way clutch is engaged through the expansion stroke, has elapsed. That is, the third control unit is after the first period has elapsed after the second control is started by the second control unit and the rotational position of the engine is after the top dead center of the compression stroke of the engine. If the starter is not stopped after the first period has elapsed, the starter is not stopped. For this reason, the starter is driven until the one-way clutch is coupled and the driving torque is applied to the engine by the starter, so that it is possible to suppress a decrease in the rotational speed of the engine.
  • the third control unit starts from the top dead center after the second control is started by the second control unit and the rotational position of the engine comes after the top dead center of the compression stroke of the engine.
  • the starter is stopped on the condition that the second period, which is the period until the top dead center of the next compression stroke, has elapsed. For this reason, after the 2nd control is started by the 2nd control part, it can avoid generating the noise more than twice due to the one-way clutch being released being engaged.
  • the seventh means is A motor unit, a pinion, a starter having a one-way clutch that transmits the driving torque of the motor unit to the pinion side and does not transmit the driving torque from the pinion side to the motor unit side, and adds driving torque to the engine
  • a control device that controls the start of the engine in combination with a motor generator that generates electric power by driving torque applied from the engine;
  • a first control unit that executes a first control for cranking the engine by the starter;
  • a second control unit that executes a second control for adding drive torque to the engine by the motor generator during the execution of the first control by the first control unit; From the top dead center to the top dead center of the next compression stroke after the second control is started by the second control unit and the rotational position of the engine is after the top dead center of the compression stroke of the engine.
  • a third control unit that executes a third control for stopping the starter on the condition that the period between the top dead centers, which is a period of Is provided.
  • the one-way clutch is at least once after the first period, which is the length of time from the top dead center to the engagement of the one-way clutch through the expansion stroke. Join. For this reason, after the top dead center of the compression stroke of the engine, when the period between the top dead center of the compression stroke and the top dead center of the next compression stroke has passed, the one-way clutch Combine at least once.
  • the third control unit performs the top dead after the second control is started by the second control and the engine rotational position is after the top dead center of the compression stroke of the engine.
  • the starter is stopped on the condition that the period between the top dead centers, which is the period from the point to the top dead center of the next compression stroke, has elapsed. That is, the third control unit is configured such that after the second control unit starts the second control and the rotational position of the engine is after the top dead center of the compression stroke of the engine, the period between the top dead centers has elapsed.
  • the starter is stopped in some cases, and the starter is not stopped unless the period between top dead centers has elapsed. For this reason, the starter is driven until the one-way clutch is coupled and the driving torque is applied to the engine by the starter, so that it is possible to suppress a decrease in the rotational speed of the engine.
  • the third control unit stops the starter based on the elapse of the top dead center period. For this reason, it is not necessary to determine that the one-way clutch is engaged, and control for stopping the starter can be easily executed.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an engine and an engine start system.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a start mode of an engine of a comparative example.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of engine start control in the present embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing a starting mode of the engine of the present embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing a start mode of the engine of the modified example,
  • FIG. 6 is a diagram showing an engine start mode according to another modified example.
  • FIG. 7 is a diagram showing an engine start mode according to another modified example.
  • a ring gear 92 (driven gear) and a pulley 93 are connected to a crankshaft 91 (output shaft) of the engine 90.
  • the engine 90 a gasoline engine, a diesel engine, or the like can be used.
  • the operating state of the engine 90 is controlled by an engine ECU (Electronic Control Unit) 80.
  • the engine ECU 80 is configured as a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, and the like.
  • the engine 90 is provided with a crank angle sensor 95 that detects the rotation angle of the crankshaft 91.
  • a detection signal of the crank angle sensor 95 is input to the engine ECU 80.
  • the engine ECU 80 automatically stops the engine 90 when a predetermined automatic stop condition is satisfied, and automatically restarts the engine 90 when a predetermined automatic restart condition is satisfied.
  • the engine start system 10 includes a starter 20, an electromagnetic switch 25 (switch), a motor generator (MG) 30, an inverter 35 (power converter), a start control device 40, and the like.
  • the starter 20 includes a motor unit 21, a one-way clutch 22, a pinion 23, and the like.
  • the motor unit 21 is driven when DC power is supplied, and is stopped when supply of DC power is stopped. Supply and stop of DC power to the motor unit 21 are switched by turning on and off the electromagnetic switch 25. The state of the electromagnetic switch 25 is controlled by the start control device 40.
  • a pinion 23 is connected to the rotating shaft 21 a of the motor unit 21 via a one-way clutch 22.
  • the one-way clutch 22 transmits the driving torque of the motor unit 21 to the pinion 23 side, and does not transmit the driving torque from the pinion 23 side to the motor unit 21 side.
  • the rotational speed of the ring gear 92 (crankshaft 91) is in consideration of the rotational speed of the rotational shaft 21 a of the motor unit 21 (the gear ratio of the ring gear 92 and the pinion 23 is considered) when the ring gear 92 and the pinion 23 are engaged with each other.
  • the driving torque of the motor unit 21 is transmitted to the pinion 23 side.
  • the one-way clutch 22 releases the coupling when the rotation speed of the ring gear 92 is higher than the rotation speed of the rotation shaft 21a of the motor unit 21, and does not transmit the driving torque from the pinion 23 side to the motor unit 21 side.
  • a pulley 31 is connected to the rotation shaft 30a of the MG 30.
  • the pulley 31 is connected to the pulley 93 through a belt 94.
  • the MG 30 is, for example, a three-phase AC motor generator.
  • the MG 30 adds driving torque to the crankshaft 91 of the engine 90 and generates electric power using the driving torque added from the crankshaft 91 of the engine 90.
  • An inverter 35 is connected to the MG 30. DC power is supplied to the inverter 35.
  • the inverter 35 converts the supplied DC power into AC power and supplies it to the MG 30, and converts AC power supplied from the MG 30 into DC power and outputs it.
  • the inverter 35 is controlled by the start control device 40, whereby the drive state and the power generation state of the MG 30 are controlled.
  • the start control device 40 is configured as a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, and the like.
  • the start control device 40 may be configured by an MGECU that controls the driving state and the power generation state of the MG 30, or may be configured by the engine ECU 80.
  • the start control device 40 controls the start of the engine 90 by using the starter 20 and the MG 30 together.
  • the engine ECU 80 starts fuel injection when the rotational speed of the engine 90 becomes higher than a predetermined rotational speed at which fuel can be combusted at the initial start of the engine 90.
  • the engine ECU 80 injects fuel at a predetermined crank angle regardless of the rotational speed of the engine 90.
  • FIG. 2 is a diagram showing a start mode of the engine 90 of the comparative example.
  • the ring gear 92 indicated by the solid line R2 rather than the normal rotation speed of the ring gear 92 indicated by the broken line R1.
  • the rotation speed of the is reduced.
  • the starter 20 is turned off at the crank angle CA3
  • the one-way clutch 22 is not re-coupled, and as shown by the solid line R2, the rotational speed of the ring gear 92 is abnormally reduced, and the engine 90 is stalled.
  • the inventors of the present application paid attention to the fact that
  • the start control device 40 stops the starter 20 on the condition that the one-way clutch 22 is engaged after the control for adding the drive torque to the engine 90 is started by the MG 30.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for starting control of the engine 90 in the present embodiment. This series of processing is executed by the start control device 40.
  • the MG 30 it is determined whether or not the MG 30 can be driven (S13). Specifically, it is determined whether or not the MG 30 can output a drive torque equal to or greater than a predetermined torque.
  • the predetermined torque is set to a driving torque that can start the engine 90 when the starter 20 and the MG 30 are used together to start the engine 90.
  • the process of S13 is performed again (standby).
  • the time (standby time) in which the process of S13 is repeatedly executed exceeds a predetermined time, the start of the engine 90 may be stopped.
  • the inverter 35 is controlled to drive the MG 30 (S14).
  • the electromagnetic switch 25 is switched off to stop the starter 20 (S16). That is, the starter 20 is stopped on the condition that the one-way clutch 22 is engaged.
  • the process of S12 corresponds to the process as the first control unit (first control)
  • the process of S14 corresponds to the process as the second control unit (second control)
  • the processes of S15 and S16 are the third. This corresponds to processing (third control) as a control unit.
  • the start control device 40 (third control unit) performs the first expansion stroke of the engine 90 after the second control is started by the second control unit as the third control.
  • the starter 20 is provided on the condition that it is after the rotational position of the engine to which the one-way clutch 22 is coupled and before the rotational position of the engine 90 to which the one-way clutch 22 is coupled through the second expansion stroke of the engine 90. Can be said to stop.
  • the start control device 40 (third control unit)
  • the one-way clutch 22 is coupled through the first expansion stroke of the engine 90. It can be said that the starter 20 is stopped on the condition that it is later than the time and before the one-way clutch 22 is engaged through the second expansion stroke of the engine 90.
  • FIG. 4 is a diagram showing a start mode of the engine 90 of the present embodiment.
  • FIG. 4 shows an initial start mode of the engine 90.
  • driving of MG 30 is started within the range indicated by arrow B and starter 20 is stopped within the range indicated by arrows A and B.
  • the rotational speed of the ring gear 92 indicated by the solid line R becomes higher than the rotational speed of the starter 20 indicated by the broken line ST due to the expansion force of air, and the one-way clutch 22 is disengaged.
  • the MG 30 is driven at a crank angle CA4 after the top dead center TDC1 of the first compression stroke.
  • the drive of the starter 20 is continued until the crank angle CA5 at which the crank angle from the top dead center TDC1 immediately before becomes larger than the crank angle ⁇ oc.
  • the starter 20 is stopped. For this reason, after the one-way clutch 22 is re-coupled and drive torque is applied from the starter 20 to the ring gear 92, the rotation speed of the starter 20 indicated by the broken line ST decreases. Therefore, even when the driving of MG 30 is delayed, it is possible to suppress the rotational speed of ring gear 92 from being abnormally reduced or engine 90 from stalling.
  • the fuel is injected at the crank angle CA6 after the rotational speed of the engine 90 becomes higher than a predetermined rotational speed at which fuel can be burned. Thereafter, combustion of the fuel is performed, and when the rotational speed of the engine 90 becomes higher than the complete explosion rotational speed, the driving of the MG 30 is stopped and the power generation of the MG 30 is started by the driving torque of the engine 90.
  • the crank angle CA7 is the rotational position of the crankshaft 91 (engine 90) to which the one-way clutch 22 is coupled through the second expansion stroke of the engine 90.
  • the start control device 40 stops the starter 20 when the one-way clutch 22 is engaged after the driving of the MG 30 is started, and does not stop the starter 20 when the one-way clutch 22 is not engaged. For this reason, the starter 20 is driven until the one-way clutch 22 is coupled and the driving torque is applied to the engine 90 by the starter 20, so that it is possible to suppress a decrease in the rotational speed of the engine 90. Therefore, in start control device 40 that controls start of engine 90 using both starter 20 and MG 30, engine 90 can be started more reliably.
  • the start control device 40 determines that the rotation position of the engine 90 from the rotation position (crank angle CA5) of the engine 90 where the one-way clutch 22 is coupled through the first expansion stroke of the engine 90 after the driving of the MG 30 is started. However, if it is later, the starter 20 is stopped, and if it is not later than the rotational position of the engine 90 to which the one-way clutch 22 is coupled through the first expansion stroke of the engine 90, the starter 20 is not stopped. For this reason, it can suppress that the rotational speed of the engine 90 falls.
  • the start control device 40 determines that the rotational position of the engine 90 from the rotational position (crank angle CA7) of the engine 90 where the one-way clutch 22 is coupled through the second expansion stroke of the engine 90 after the driving of the MG 30 is started.
  • the starter 20 is stopped on the condition that it is before. For this reason, it is possible to avoid the occurrence of noise when the one-way clutch 22 that has been disengaged is engaged through the second expansion stroke of the engine 90 after the driving of the MG 30 is started. Even if the fuel is ignited before the starter 20 is stopped and the rotational speed of the engine 90 does not fall below the rotational speed of the starter 20, the starter 20 can be stopped.
  • the processing of S15 in Fig. 3 can be changed as follows. That is, when the starter 20 is driven without driving the MG 30, the rotational speed of the engine 90 (or the motor unit 21) to which the one-way clutch 22 is coupled is calculated in advance based on experiments or the like. For example, the amount of decrease from the rotational speed of the engine 90 that has peaked after the top dead center of the compression stroke to the rotational speed of the engine 90 to which the one-way clutch 22 is coupled is calculated in advance based on experiments and the like. Then, the start control device 40 starts the one-way clutch when the rotational speed of the engine 90 is lower than the rotational speed at which the one-way clutch 22 is coupled through the first expansion stroke of the engine 90 after the driving of the MG 30 is started.
  • the start control device 40 determines that the rotation speed of the engine 90 is the one-way clutch through the second expansion stroke of the engine 90 after the driving of the MG 30 is started as the third control. It can be said that the starter 20 is stopped on the condition that the speed is lower than the rotational speed at which 22 is coupled.
  • the processing of S15 and S16 in Fig. 3 can be changed as follows. That is, as shown in FIG. 5, after the start of the driving of the MG 30 (second control), the start control device 40 causes the rotational position of the engine 90 to be higher in the compression stroke following the first expansion stroke of the engine 90.
  • the starter 20 is stopped on the condition that it is after the dead center TDC2 (the top dead center of the compression stroke of a cylinder different from the cylinder that has undergone the first expansion stroke). That is, the start control device 40 starts the starter 20 when the rotational position of the engine 90 is after the top dead center TDC2 of the compression stroke following the first expansion stroke of the engine 90 after the driving of the MG 30 is started.
  • start control device 40 stops the starter 20 based on the fact that the rotational position of the engine 90 is after the top dead center TDC2 of the compression stroke following the first expansion stroke of the engine 90. For this reason, it is not necessary to determine that the one-way clutch 22 is engaged, and the control for stopping the starter 20 can be easily executed.
  • the crank angle ⁇ oc (the first crankshaft) is a period from the top dead center TDC1 to the engagement of the one-way clutch 22 through the expansion stroke.
  • the one-way clutch 22 is engaged at least once.
  • a crank angle ⁇ tt (corresponding to the second period) that is a period from the top dead center TDC1 to the top dead center TDC2 of the next compression stroke has elapsed.
  • noise caused by the engagement of the released one-way clutch 22 may occur twice or more.
  • FIG. 6 shows a mode of automatic restart after the engine 90 is automatically stopped.
  • the start control device 40 (third control unit) starts driving the MG 30 (second control) and the rotational position of the engine 90 is later than the top dead center TDC1 of the compression stroke of the engine 90 (crank
  • the starter 20 is stopped on the condition that the crank angle ⁇ oc has elapsed (from the angle CA8) (crank angle CA9) and before the crank angle ⁇ tt has elapsed (before the crank angle CA10). That is, the start control device 40 starts the MG 30 when the crank angle ⁇ oc has elapsed after the rotational position of the engine 90 is after the top dead center TDC1 of the compression stroke of the engine 90. 20 is stopped and the starter 20 is not stopped unless the crank angle ⁇ oc has elapsed.
  • the starter 20 is driven until the one-way clutch 22 is coupled and the driving torque is applied to the engine 90 by the starter 20, so that it is possible to suppress a decrease in the rotational speed of the engine 90. If it is determined that the crank angle ⁇ oc has elapsed from the crank angle CA8 based on the electrical angle of the MG 30, the stop delay of the starter 20 due to the communication delay between the engine ECU 80 and the start control device 40 is suppressed. can do.
  • the start control device 40 is provided on the condition that the driving of the MG 30 is started and the rotational position of the engine 90 is after the top dead center TDC1 of the compression stroke of the engine 90 and before the crank angle ⁇ tt has elapsed. As a result, the starter 20 is stopped. For this reason, after the driving of the MG 30 is started, it is possible to avoid the generation of noise twice or more due to the engagement of the one-way clutch 22 that has been disengaged.
  • the start control device 40 starts driving (second control) of the MG 30 and the rotational position of the engine 90 is higher than the top dead center TDC1 of the compression stroke of the engine 90. Even if the starter 20 is stopped on the condition that the crank angle ⁇ tt (corresponding to the period between the top dead centers) has elapsed (after the crank angle CA10) after a later time (from the crank angle CA8). Good. That is, the start control device 40 starts the MG 30 when the crank angle ⁇ tt has elapsed after the rotational position of the engine 90 is after the top dead center TDC1 of the compression stroke of the engine 90. 20 is stopped and the starter 20 is not stopped unless the crank angle ⁇ tt has elapsed. For this reason, the starter 20 is driven until the one-way clutch 22 is coupled and the driving torque is applied to the engine 90 by the starter 20, so that it is possible to suppress a decrease in the rotational speed of the engine 90.
  • start control device 40 stops the starter 20 based on the elapse of the crank angle ⁇ tt. For this reason, it is not necessary to determine that the one-way clutch 22 is engaged, and the control for stopping the starter 20 can be easily executed.
  • the start control device 40 determines that the one-way clutch 22 has been re-coupled when the crank angle from the top dead center TDC1 immediately before becomes larger than the crank angle ⁇ oc, and immediately starts the starter 20 Stopped. That is, the start control device 40 stops the starter 20 before the one-way clutch 22 is engaged through the second expansion stroke of the engine 90 after the driving of the MG 30 is started. On the other hand, after it is determined that the one-way clutch 22 has been re-engaged, the starter 20 may be stopped after the one-way clutch 22 is engaged through the second expansion stroke of the engine 90.
  • the start control device 40 may perform the start control of the above-described embodiment and each modified example even when the coupling of the one-way clutch 22 may not be released during the expansion stroke of the engine 90. That is, there is no particular problem even if the above-described start control is executed when the one-way clutch 22 is not released, and the above-described effects can be achieved when the one-way clutch 22 is released.
  • an electromechanical integrated ISG Integrated Starter Generator or the like can be used.

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Abstract

制御装置（４０）は、モータ部（２１）、ピニオン（２３）、及びワンウェイクラッチ（２２）を有するスタータ（２０）と、エンジン（９０）に駆動トルクを付加するとともにエンジンから付加される駆動トルクにより発電するモータジェネレータ（３０）と、を併用してエンジンの始動を制御する。制御装置は、スタータによりエンジンをクランキングさせる第１制御を実行する第１制御部と、第１制御部による第１制御の実行中に、モータジェネレータによりエンジンに駆動トルクを付加させる第２制御を実行する第２制御部と、第２制御部により第２制御が開始された後に、ワンウェイクラッチが結合したと判定したことを条件として、スタータを停止させる第３制御を実行する第３制御部と、を備える。

Description

エンジンの始動制御装置 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１７年２月２３日に出願された日本出願番号２０１７－０３２５０８号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、エンジンの始動を制御する制御装置に関する。
　従来、スタータとモータジェネレータとを併用して、エンジンの始動を制御する制御装置がある（特許文献１参照）。特許文献１に記載のものでは、モータジェネレータをモータ機能として起動するタイミングを、燃料噴射の開始後、最初に発生するエンジンの第１圧縮行程の上死点を通過した以降に設定している。また、特許文献１に記載のものでは、スタータを停止させるタイミングを、上記第１圧縮行程の上死点を通過した以降、且つエンジンの第２圧縮行程の上死点に達する以前に設定している。
特許第５８７５６６４号公報
　ところで、特許文献１に記載のものにおいて、スタータのモータ部の駆動トルクをピニオン側へ伝達して、ピニオン側からの駆動トルクをモータ部側へ伝達しないワンウェイクラッチが設けられている場合、以下の問題が生じ得る。エンジンの圧縮行程の上死点を通過すると空気の膨張力により、エンジンの回転速度がスタータの回転速度（リングギヤ及びピニオンのギヤ比を考慮した回転速度）よりも高くなり、ワンウェイクラッチの結合が解除される場合がある。その場合に、ワンウェイクラッチが再結合する以前にスタータが停止されると、エンジンの回転速度が異常に低下したり、ひいてはエンジンがストールしたりするおそれがあることに本願発明者は着目した。
　本開示は、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、スタータとモータジェネレータとを併用してエンジンの始動を制御する制御装置において、エンジンをより確実に始動することにある。
　上記課題を解決するための第１の手段は、
　モータ部、ピニオン、及び前記モータ部の駆動トルクを前記ピニオン側へ伝達して前記ピニオン側からの駆動トルクを前記モータ部側へ伝達しないワンウェイクラッチを有するスタータと、エンジンに駆動トルクを付加するとともに前記エンジンから付加される駆動トルクにより発電するモータジェネレータと、を併用して前記エンジンの始動を制御する制御装置であって、
　前記スタータにより前記エンジンをクランキングさせる第１制御を実行する第１制御部と、
　前記第１制御部による前記第１制御の実行中に、前記モータジェネレータにより前記エンジンに駆動トルクを付加させる第２制御を実行する第２制御部と、
　前記第２制御部により前記第２制御が開始された後に、前記ワンウェイクラッチが結合したと判定したことを条件として、前記スタータを停止させる第３制御を実行する第３制御部と、
を備える。
　上記構成によれば、第１制御部は、スタータによりエンジンをクランキングさせる第１制御を実行する。第２制御部は、第１制御部による第１制御の実行中に、モータジェネレータによりエンジンに駆動トルクを付加させる第２制御を実行する。
　ここで、エンジンの圧縮行程の上死点を通過すると空気の膨張力により、エンジンの回転速度がスタータの回転速度（リングギヤ及びピニオンのギヤ比を考慮した回転速度）よりも高くなり、ワンウェイクラッチの結合が解除される場合がある。
　この点、第３制御部は、第２制御部により第２制御が開始された後に、ワンウェイクラッチが結合したと判定したことを条件として、スタータを停止させる第３制御を実行する。すなわち、第３制御部は、第２制御部により第２制御が開始された後に、ワンウェイクラッチが結合したと判定した場合にスタータを停止させて、ワンウェイクラッチが結合したと判定していない場合はスタータを停止させない。このため、ワンウェイクラッチが結合してスタータによりエンジンに駆動トルクが付加されるまでスタータが駆動され、エンジンの回転速度が低下することを抑制することができる。したがって、スタータとモータジェネレータとを併用してエンジンの始動を制御する制御装置において、エンジンをより確実に始動することができる。
　第２の手段では、前記第３制御部は、前記第３制御として、前記第２制御部により前記第２制御が開始された後に、前記エンジンの回転位置が、１回目の前記エンジンの膨張行程を経て前記ワンウェイクラッチが結合する前記エンジンの回転位置よりも後で、且つ２回目の前記エンジンの膨張行程を経て前記ワンウェイクラッチが結合する前記エンジンの回転位置よりも前であることを条件として、前記スタータを停止させる。
　上記構成によれば、第３制御部は、第３制御として、第２制御部により第２制御が開始された後に、エンジンの回転位置が、１回目のエンジンの膨張行程を経てワンウェイクラッチが結合するエンジンの回転位置よりも後であることを条件としてスタータを停止させる。すなわち、第３制御部は、第２制御部により第２制御が開始された後に、エンジンの回転位置が、１回目のエンジンの膨張行程を経てワンウェイクラッチが結合するエンジンの回転位置よりも後である場合にスタータを停止させて、１回目のエンジンの膨張行程を経てワンウェイクラッチが結合するエンジンの回転位置よりも後でない場合はスタータを停止させない。このため、エンジンの回転速度が低下することを抑制することができる。
　さらに、第３制御部は、第３制御として、第２制御部により第２制御が開始された後に、エンジンの回転位置が、２回目のエンジンの膨張行程を経てワンウェイクラッチが結合するエンジンの回転位置よりも前であることを条件として、スタータを停止させる。このため、第２制御部により第２制御が開始された後に、２回目のエンジンの膨張行程を経て、結合が解除されているワンウェイクラッチが結合する際の騒音が発生することを避けることができる。また、スタータを停止する以前に燃料が着火して、エンジンの回転速度がスタータの回転速度を下回らない場合であっても、スタータを停止させることができる。
　第３の手段では、前記第３制御部は、前記第３制御として、前記第２制御部により前記第２制御が開始された後に、１回目の前記エンジンの膨張行程を経て前記ワンウェイクラッチが結合する時よりも後で、且つ２回目の前記エンジンの膨張行程を経て前記ワンウェイクラッチが結合する時よりも前であることを条件として、前記スタータを停止させる。
　上記構成によれば、第２の手段と同様の作用効果を奏することができる。
　第４の手段では、前記第３制御部は、前記第３制御として、前記第２制御部により前記第２制御が開始された後に、１回目の前記エンジンの膨張行程を経て前記エンジンの回転速度が前記ワンウェイクラッチが結合する回転速度よりも低下した後で、且つ２回目の前記エンジンの膨張行程を経て前記エンジンの回転速度が前記ワンウェイクラッチが結合する回転速度よりも低下する前であることを条件として、前記スタータを停止させる。
　上記構成によれば、第２の手段と同様の作用効果を奏することができる。
　第５の手段では、前記第３制御部は、前記第３制御として、前記第２制御部により前記第２制御が開始された後に、前記エンジンの回転位置が、１回目の前記エンジンの膨張行程に続く圧縮行程の上死点よりも後で、且つ２回目の前記エンジンの膨張行程を経て前記ワンウェイクラッチが結合する前記エンジンの回転位置よりも前であることを条件として、前記スタータを停止させる。
　上記構成によれば、第３制御部は、第３制御として、第２制御部により第２制御が開始された後に、エンジンの回転位置が、１回目のエンジンの膨張行程に続く圧縮行程の上死点よりも後であることを条件としてスタータを停止させる。すなわち、第３制御部は、第２制御部により第２制御が開始された後に、エンジンの回転位置が、１回目のエンジンの膨張行程に続く圧縮行程の上死点よりも後である場合にスタータを停止させて、１回目のエンジンの膨張行程に続く圧縮行程の上死点よりも後でない場合はスタータを停止させない。ここで、１回目のエンジンの膨張行程に続く圧縮行程の上死点までにワンウェイクラッチは結合しているため、エンジンの回転速度が低下することを抑制することができる。
　さらに、第３制御部は、エンジンの回転位置が、１回目のエンジンの膨張行程に続く圧縮行程の上死点よりも後であることに基づいて、スタータを停止させる。このため、ワンウェイクラッチが結合したことを判定する必要がなく、スタータを停止させる制御を容易に実行することができる。
　第６の手段では、前記第３制御部は、前記第３制御として、前記第２制御部により前記第２制御が開始され且つ前記エンジンの回転位置が前記エンジンの圧縮行程の上死点よりも後になってから、前記上死点から膨張行程を経て前記ワンウェイクラッチが結合するまでの長さの期間である第１期間が経過した後であり、且つ前記エンジンの前記圧縮行程の上死点から次の圧縮行程の上死点までの長さの期間である第２期間が経過する前であることを条件として、前記スタータを停止させる。
　エンジンの圧縮行程の上死点後に、その上死点から膨張行程を経てワンウェイクラッチが結合するまでの長さの期間である第１期間以上経過すると、ワンウェイクラッチは少なくとも１度結合する。また、エンジンの圧縮行程の上死点後に、その上死点から次の圧縮行程の上死点までの長さの期間である第２期間以上経過すると、結合が解除されたワンウェイクラッチが結合することによる騒音が２回以上発生するおそれがある。
　この点、上記構成によれば、第３制御部は、第３制御として、第２制御部により第２制御が開始され且つエンジンの回転位置がエンジンの圧縮行程の上死点よりも後になってから、その上死点から膨張行程を経てワンウェイクラッチが結合するまでの長さの期間である第１期間が経過した後であることを条件としてスタータを停止させる。すなわち、第３制御部は、第２制御部により第２制御が開始され且つエンジンの回転位置がエンジンの圧縮行程の上死点よりも後になってから、第１期間が経過した後である場合にスタータを停止させて、第１期間が経過した後でない場合はスタータを停止させない。このため、ワンウェイクラッチが結合してスタータによりエンジンに駆動トルクが付加されるまでスタータが駆動され、エンジンの回転速度が低下することを抑制することができる。
　さらに、第３制御部は、第３制御として、第２制御部により第２制御が開始され且つエンジンの回転位置がエンジンの圧縮行程の上死点よりも後になってから、その上死点から次の圧縮行程の上死点までの長さの期間である第２期間が経過する前であることを条件として、スタータを停止させる。このため、第２制御部により第２制御が開始された後に、結合が解除されているワンウェイクラッチが結合することによる騒音が２回以上発生することを避けることができる。
　第７の手段は、
　モータ部、ピニオン、及び前記モータ部の駆動トルクを前記ピニオン側へ伝達して前記ピニオン側からの駆動トルクを前記モータ部側へ伝達しないワンウェイクラッチを有するスタータと、エンジンに駆動トルクを付加するとともに前記エンジンから付加される駆動トルクにより発電するモータジェネレータと、を併用して前記エンジンの始動を制御する制御装置であって、
　前記スタータにより前記エンジンをクランキングさせる第１制御を実行する第１制御部と、
　前記第１制御部による前記第１制御の実行中に、前記モータジェネレータにより前記エンジンに駆動トルクを付加させる第２制御を実行する第２制御部と、
　前記第２制御部により前記第２制御が開始され且つ前記エンジンの回転位置が前記エンジンの圧縮行程の上死点よりも後になってから、前記上死点から次の圧縮行程の上死点までの長さの期間である上死点間期間が経過した後であることを条件として、前記スタータを停止させる第３制御を実行する第３制御部と、
を備える。
　上述したように、エンジンの圧縮行程の上死点後に、その上死点から膨張行程を経てワンウェイクラッチが結合するまでの長さの期間である第１期間以上経過すると、ワンウェイクラッチは少なくとも１度結合する。このため、エンジンの圧縮行程の上死点後に、エンジンの圧縮行程の上死点から次の圧縮行程の上死点までの長さの期間である上死点間期間以上経過すると、ワンウェイクラッチは少なくとも１度結合する。
　この点、上記構成によれば、第３制御部は、第２制御部により第２制御が開始され且つエンジンの回転位置がエンジンの圧縮行程の上死点よりも後になってから、その上死点から次の圧縮行程の上死点までの長さの期間である上死点間期間が経過した後であることを条件として、スタータを停止させる。すなわち、第３制御部は、第２制御部により第２制御が開始され且つエンジンの回転位置がエンジンの圧縮行程の上死点よりも後になってから、上死点間期間が経過した後である場合にスタータを停止させて、上死点間期間が経過した後でない場合はスタータを停止させない。このため、ワンウェイクラッチが結合してスタータによりエンジンに駆動トルクが付加されるまでスタータが駆動され、エンジンの回転速度が低下することを抑制することができる。
　さらに、第３制御部は、上死点間期間が経過したことに基づいて、スタータを停止させる。このため、ワンウェイクラッチが結合したことを判定する必要がなく、スタータを停止させる制御を容易に実行することができる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、エンジン及びエンジン始動システムを示す模式図であり、 図２は、比較例のエンジンの始動態様を示す図であり、 図３は、本実施形態におけるエンジンの始動制御の手順を示すフローチャートであり、 図４は、本実施形態のエンジンの始動態様を示す図であり、 図５は、変更例のエンジンの始動態様を示す図であり、 図６は、他の変更例のエンジンの始動態様を示す図であり、 図７は、他の変更例のエンジンの始動態様を示す図である。
　以下、車両に搭載されるエンジン始動システムに具現化した一実施形態について、図面を参照して説明する。
　図１に示すように、エンジン９０のクランク軸９１（出力軸）には、リングギヤ９２（被駆動ギヤ）、及びプーリ９３が接続されている。エンジン９０としては、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等を採用することができる。エンジン９０の運転状態は、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０により制御される。エンジンＥＣＵ８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータとして構成されている。エンジン９０には、クランク軸９１の回転角度を検出するクランク角センサ９５が設けられている。クランク角センサ９５の検出信号は、エンジンＥＣＵ８０へ入力される。エンジンＥＣＵ８０は、所定の自動停止条件が成立した場合にエンジン９０を自動停止させ、所定の自動再始動条件が成立した場合にエンジン９０を自動再始動させる。
　エンジン始動システム１０は、スタータ２０、電磁スイッチ２５（スイッチ）、モータジェネレータ（ＭＧ）３０、インバータ３５（電力変換器）、始動制御装置４０等を備えている。スタータ２０は、モータ部２１、ワンウェイクラッチ２２、ピニオン２３等を備えている。
　モータ部２１は、直流電力が供給されることで駆動され、直流電力の供給が停止されることで停止させられる。モータ部２１への直流電力の供給と停止とは、電磁スイッチ２５のＯＮとＯＦＦとにより切り替えられる。電磁スイッチ２５の状態は、始動制御装置４０により制御される。モータ部２１の回転軸２１ａには、ワンウェイクラッチ２２を介してピニオン２３が接続されている。
　ワンウェイクラッチ２２は、モータ部２１の駆動トルクをピニオン２３側へ伝達して、ピニオン２３側からの駆動トルクをモータ部２１側へ伝達しない。ワンウェイクラッチ２２は、リングギヤ９２とピニオン２３とが噛み合った状態において、リングギヤ９２（クランク軸９１）の回転速度が、モータ部２１の回転軸２１ａの回転速度（リングギヤ９２及びピニオン２３のギヤ比を考慮した回転速度）よりも低い場合に結合して、モータ部２１の駆動トルクをピニオン２３側へ伝達する。一方、ワンウェイクラッチ２２は、リングギヤ９２の回転速度がモータ部２１の回転軸２１ａの回転速度よりも高い場合に結合を解除して、ピニオン２３側からの駆動トルクをモータ部２１側へ伝達しない。
　電磁スイッチ２５がＯＮに切り替えられた場合に、ピニオン２３がリングギヤ９２に噛み合わせられるとともにモータ部２１が駆動され、エンジン９０がクランキングされる。一方、電磁スイッチ２５がＯＦＦに切り替えられた場合に、モータ部２１が停止されるとともにピニオン２３とリングギヤ９２との噛み合いが解除される。
　ＭＧ３０の回転軸３０ａには、プーリ３１が接続されている。プーリ３１は、ベルト９４を介して上記プーリ９３に接続されている。ＭＧ３０は、例えば三相交流の電動発電機である。ＭＧ３０は、エンジン９０のクランク軸９１に駆動トルクを付加するとともに、エンジン９０のクランク軸９１から付加される駆動トルクにより発電する。ＭＧ３０には、インバータ３５が接続されている。インバータ３５には、直流電力が供給される。インバータ３５は、供給された直流電力を交流電力に変換してＭＧ３０へ供給するとともに、ＭＧ３０から供給される交流電力を直流電力に変換して出力する。インバータ３５が始動制御装置４０により制御されることで、ＭＧ３０の駆動状態及び発電状態が制御される。
　始動制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータとして構成されている。始動制御装置４０は、ＭＧ３０の駆動状態及び発電状態を制御するＭＧＥＣＵにより構成されていてもよいし、上記エンジンＥＣＵ８０により構成されていてもよい。始動制御装置４０は、スタータ２０とＭＧ３０とを併用して、エンジン９０の始動を制御する。エンジンＥＣＵ８０は、エンジン９０の初期始動において、エンジン９０の回転速度が燃料の燃焼を可能な所定回転速度よりも高くなった場合に燃料の噴射を開始する。また、エンジンＥＣＵ８０は、エンジン９０の自動停止後の自動再始動においては、エンジン９０の回転速度にかかわらず、所定クランク角で燃料を噴射する。
　図２は、比較例のエンジン９０の始動態様を示す図である。
　クランク角ＣＡ１（時刻ｔ１）において、スタータ２０がＯＮになると、モータ部２１の回転軸２１ａ（スタータ２０）及びリングギヤ９２（エンジン９０）の回転速度が上昇し始める。そして、クランク角ＣＡ２において燃料が噴射される。
　１回目の圧縮行程の上死点ＴＤＣ１において、破線で示すようにＭＧ３０を駆動するように指令された場合に、実際には実線で示すようにクランク角θｄ遅れてＭＧ３０が駆動されたとする。圧縮行程の上死点ＴＤＣ１を通過すると空気の膨張力により、実線Ｒ２で示すようにリングギヤ９２の回転速度が、破線ＳＴで示すようにスタータ２０の回転速度（リングギヤ９２及びピニオン２３のギヤ比を考慮した回転速度）よりも高くなり、ワンウェイクラッチ２２の結合が解除される。
　ここで、燃料への点火が失敗したり、燃料の燃焼不良が発生したり、ＭＧ３０の駆動が遅れたりすると、破線Ｒ１で示す正常時のリングギヤ９２の回転速度よりも、実線Ｒ２で示すリングギヤ９２の回転速度が低くなる。そして、クランク角ＣＡ３でスタータ２０がＯＦＦにされると、ワンウェイクラッチ２２が再結合せず、実線Ｒ２で示すように、リングギヤ９２の回転速度が異常に低下して、ひいてはエンジン９０がストールすることがあることに本願発明者は着目した。
　そこで、本実施形態では、始動制御装置４０は、ＭＧ３０によりエンジン９０に駆動トルクを付加する制御が開始された後に、ワンウェイクラッチ２２が結合したことを条件として、スタータ２０を停止させる。
　図３は、本実施形態におけるエンジン９０の始動制御の手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、始動制御装置４０により実行される。
　まず、エンジン９０を始動させる要求があるか否か判定する（Ｓ１１）。この判定において、エンジン９０を始動させる要求がないと判定した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、再度Ｓ１１の処理を行う（待機する）。一方、エンジン９０を始動させる要求があると判定した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、電磁スイッチ２５をＯＮに切り替えてスタータ２０を駆動する（Ｓ１２）。
　続いて、ＭＧ３０を駆動可能であるか否か判定する（Ｓ１３）。具体的には、ＭＧ３０が所定トルク以上の駆動トルクを出力可能であるか否か判定する。この所定トルクは、スタータ２０とＭＧ３０とを併用してエンジン９０を始動させる場合に、エンジン９０を始動させることができる駆動トルクに設定されている。この判定において、ＭＧ３０を駆動可能でないと判定した場合（Ｓ１３：ＮＯ）、再度Ｓ１３の処理を行う（待機する）。なお、Ｓ１３の処理を繰り返し実行した時間（待機時間）が所定時間を超えた場合に、エンジン９０の始動を中止してもよい。一方、Ｓ１３の判定において、ＭＧ３０を駆動可能であると判定した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、インバータ３５を制御してＭＧ３０を駆動する（Ｓ１４）。
　続いて、ワンウェイクラッチ２２が再結合したか否か判定する（Ｓ１５）。具体的には、燃料を噴射しない状態でＭＧ３０を駆動せずスタータ２０を駆動した場合に、ワンウェイクラッチ２２が結合する時の圧縮行程の上死点ＴＤＣからのクランク角θｏｃを、予め実験等に基づいて算出しておく。そして、直前の上死点ＴＤＣからのクランク角がクランク角θｏｃよりも大きくなった場合に、ワンウェイクラッチ２２が再結合したと判定する。この判定において、ワンウェイクラッチ２２が再結合していないと判定した場合（Ｓ１５：ＮＯ）、再度Ｓ１５の処理を行う（待機する）。一方、ワンウェイクラッチ２２が再結合したと判定した場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、電磁スイッチ２５をＯＦＦに切り替えてスタータ２０を停止させる（Ｓ１６）。すなわち、ワンウェイクラッチ２２が結合したことを条件として、スタータ２０を停止させる。
　続いて、エンジン９０の始動が完了したか否か判定する（Ｓ１７）。具体的には、エンジン９０の回転速度が、自立運転可能な回転速度（完爆回転速度）よりも高くなったか否か判定する。この判定において、エンジン９０の始動が完了していないと判定した場合（Ｓ１７：ＮＯ）、再度Ｓ１７の処理を行う（待機する）。一方、エンジン９０の始動が完了したと判定した場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、ＭＧ３０の駆動を停止して、エンジン９０の駆動トルクによりＭＧ３０の発電を開始する（Ｓ１８）。そして、この一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。
　なお、Ｓ１２の処理が第１制御部としての処理（第１制御）に相当し、Ｓ１４の処理が第２制御部としての処理（第２制御）に相当し、Ｓ１５及びＳ１６の処理が第３制御部としての処理（第３制御）に相当する。
　また、直前の上死点ＴＤＣからのクランク角がクランク角θｏｃよりも大きくなった場合に、ワンウェイクラッチ２２が再結合したと直ちに判定している。このため、始動制御装置４０（第３制御部）は、第３制御として、第２制御部により第２制御が開始された後に、エンジン９０の回転位置が、１回目のエンジン９０の膨張行程を経てワンウェイクラッチ２２が結合するエンジンの回転位置よりも後で、且つ２回目のエンジン９０の膨張行程を経てワンウェイクラッチ２２が結合するエンジン９０の回転位置よりも前であることを条件として、スタータ２０を停止させるといえる。
　同様に、始動制御装置４０（第３制御部）は、第３制御として、第２制御部により第２制御が開始された後に、１回目のエンジン９０の膨張行程を経てワンウェイクラッチ２２が結合する時よりも後で、且つ２回目のエンジン９０の膨張行程を経てワンウェイクラッチ２２が結合する時よりも前であることを条件として、スタータ２０を停止させるといえる。
　図４は、本実施形態のエンジン９０の始動態様を示す図である。なお、図４は、エンジン９０の初期始動の態様を示している。ここでは、矢印Ｂで示す範囲内でＭＧ３０の駆動が開始され、矢印Ａ，Ｂで示す範囲内でスタータ２０が停止される場合を例に説明する。
　クランク角ＣＡ１（時刻ｔ１）において、スタータ２０がＯＮになると、モータ部２１の回転軸２１ａ（スタータ２０）及びリングギヤ９２（エンジン９０）の回転速度が上昇し始める。
　圧縮行程の上死点ＴＤＣ１を通過すると空気の膨張力により、実線Ｒで示すリングギヤ９２の回転速度が、破線ＳＴで示すスタータ２０の回転速度よりも高くなり、ワンウェイクラッチ２２の結合が解除される。そして、１回目の圧縮行程の上死点ＴＤＣ１よりも後のクランク角ＣＡ４において、ＭＧ３０が駆動されている。
　直前の上死点ＴＤＣ１からのクランク角がクランク角θｏｃよりも大きくなるクランク角ＣＡ５までは、スタータ２０の駆動が継続される。クランク角ＣＡ５において、ワンウェイクラッチ２２が再結合したと判定されると、スタータ２０が停止される。このため、ワンウェイクラッチ２２が再結合して、スタータ２０からリングギヤ９２に駆動トルクが付加された後、破線ＳＴで示すスタータ２０の回転速度は低下する。したがって、ＭＧ３０の駆動が遅れた場合であっても、リングギヤ９２の回転速度が異常に低下したり、エンジン９０がストールしたりすることを抑制することができる。
　エンジン９０の回転速度が燃料の燃焼を可能な所定回転速度よりも高くなった後に、クランク角ＣＡ６において燃料が噴射される。その後、燃料の燃焼が行われ、エンジン９０の回転速度が完爆回転速度よりも高くなると、ＭＧ３０の駆動が停止され、エンジン９０の駆動トルクによりＭＧ３０の発電が開始される。
　なお、矢印Ａで示す範囲内でＭＧ３０の駆動が開始された場合は、矢印Ａ，Ｂで示す範囲内でスタータ２０が停止される。また、矢印Ｃ，Ｄで示す範囲内でＭＧ３０の駆動が開始された場合は、それぞれ矢印Ｃ，Ｄで示す範囲内でスタータ２０が停止される。クランク角ＣＡ７は、２回目のエンジン９０の膨張行程を経てワンウェイクラッチ２２が結合するクランク軸９１（エンジン９０）の回転位置である。
　以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。
　・始動制御装置４０は、ＭＧ３０の駆動が開始された後に、ワンウェイクラッチ２２が結合した場合にスタータ２０を停止させて、ワンウェイクラッチ２２が結合していない場合はスタータ２０を停止させない。このため、ワンウェイクラッチ２２が結合してスタータ２０によりエンジン９０に駆動トルクが付加されるまでスタータ２０が駆動され、エンジン９０の回転速度が低下することを抑制することができる。したがって、スタータ２０とＭＧ３０とを併用してエンジン９０の始動を制御する始動制御装置４０において、エンジン９０をより確実に始動することができる。
　・始動制御装置４０は、ＭＧ３０の駆動が開始された後に、エンジン９０の回転位置が、１回目のエンジン９０の膨張行程を経てワンウェイクラッチ２２が結合するエンジン９０の回転位置（クランク角ＣＡ５）よりも後である場合にスタータ２０を停止させて、１回目のエンジン９０の膨張行程を経てワンウェイクラッチ２２が結合するエンジン９０の回転位置よりも後でない場合はスタータ２０を停止させない。このため、エンジン９０の回転速度が低下することを抑制することができる。
　・始動制御装置４０は、ＭＧ３０の駆動が開始された後に、エンジン９０の回転位置が、２回目のエンジン９０の膨張行程を経てワンウェイクラッチ２２が結合するエンジン９０の回転位置（クランク角ＣＡ７）よりも前であることを条件として、スタータ２０を停止させる。このため、ＭＧ３０の駆動が開始された後に、２回目のエンジン９０の膨張行程を経て、結合が解除されているワンウェイクラッチ２２が結合する際の騒音が発生することを避けることができる。また、スタータ２０を停止する以前に燃料が着火して、エンジン９０の回転速度がスタータ２０の回転速度を下回らない場合であっても、スタータ２０を停止させることができる。
　なお、上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。上記実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
　・図３のＳ１５の処理を以下のように変更することもできる。すなわち、ＭＧ３０を駆動せずスタータ２０を駆動した場合に、ワンウェイクラッチ２２が結合するエンジン９０（又はモータ部２１）の回転速度を、予め実験等に基づいて算出しておく。例えば、圧縮行程の上死点後にピークとなったエンジン９０の回転速度から、ワンウェイクラッチ２２が結合するエンジン９０の回転速度までの低下量を、予め実験等に基づいて算出しておく。そして、始動制御装置４０は、ＭＧ３０の駆動が開始された後に、１回目のエンジン９０の膨張行程を経てエンジン９０の回転速度がワンウェイクラッチ２２が結合する回転速度よりも低下した場合に、ワンウェイクラッチ２２が再結合したと判定する。こうした構成によっても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、その場合も、始動制御装置４０（第３制御部）は、第３制御として、ＭＧ３０の駆動が開始された後に、２回目のエンジン９０の膨張行程を経てエンジン９０の回転速度がワンウェイクラッチ２２が結合する回転速度よりも低下する前であることを条件として、スタータ２０を停止させるといえる。
　・図３のＳ１５，Ｓ１６の処理を以下のように変更することもできる。すなわち、図５に示すように、始動制御装置４０は、ＭＧ３０の駆動（第２制御）が開始された後に、エンジン９０の回転位置が、１回目のエンジン９０の膨張行程に続く圧縮行程の上死点ＴＤＣ２（１回目の膨張行程となった気筒とは別の気筒の圧縮行程の上死点）よりも後であることを条件として、スタータ２０を停止させる。すなわち、始動制御装置４０は、ＭＧ３０の駆動が開始された後に、エンジン９０の回転位置が、１回目のエンジン９０の膨張行程に続く圧縮行程の上死点ＴＤＣ２よりも後である場合にスタータ２０を停止させて、１回目のエンジン９０の膨張行程に続く圧縮行程の上死点ＴＤＣ２よりも後でない場合はスタータ２０を停止させない。ここで、１回目のエンジン９０の膨張行程に続く圧縮行程の上死点ＴＤＣ２までにワンウェイクラッチ２２は結合しているため、エンジン９０の回転速度が低下することを抑制することができる。
　さらに、始動制御装置４０は、エンジン９０の回転位置が、１回目のエンジン９０の膨張行程に続く圧縮行程の上死点ＴＤＣ２よりも後であることに基づいて、スタータ２０を停止させる。このため、ワンウェイクラッチ２２が結合したことを判定する必要がなく、スタータ２０を停止させる制御を容易に実行することができる。
　・図６に示すように、エンジン９０の圧縮行程の上死点ＴＤＣ１後に、その上死点ＴＤＣ１から膨張行程を経てワンウェイクラッチ２２が結合するまでの長さの期間である上記クランク角θｏｃ（第１期間に相当）以上経過すると、ワンウェイクラッチ２２は少なくとも１度結合する。また、エンジン９０の圧縮行程の上死点ＴＤＣ１後に、その上死点ＴＤＣ１から次の圧縮行程の上死点ＴＤＣ２までの長さの期間であるクランク角θｔｔ（第２期間に相当）以上経過すると、結合が解除されたワンウェイクラッチ２２が結合することによる騒音が２回以上発生するおそれがある。なお、図６は、エンジン９０の自動停止後の自動再始動の態様を示している。
　そこで、始動制御装置４０（第３制御部）は、ＭＧ３０の駆動（第２制御）が開始され且つエンジン９０の回転位置がエンジン９０の圧縮行程の上死点ＴＤＣ１よりも後になってから（クランク角ＣＡ８から）、クランク角θｏｃが経過した後であり（クランク角ＣＡ９）、且つクランク角θｔｔが経過する前（クランク角ＣＡ１０よりも前）であることを条件として、スタータ２０を停止させる。すなわち、始動制御装置４０は、ＭＧ３０の駆動が開始され且つエンジン９０の回転位置がエンジン９０の圧縮行程の上死点ＴＤＣ１よりも後になってから、クランク角θｏｃが経過した後である場合にスタータ２０を停止させて、クランク角θｏｃが経過した後でない場合はスタータ２０を停止させない。このため、ワンウェイクラッチ２２が結合してスタータ２０によりエンジン９０に駆動トルクが付加されるまでスタータ２０が駆動され、エンジン９０の回転速度が低下することを抑制することができる。なお、クランク角ＣＡ８からクランク角θｏｃが経過した後であることを、ＭＧ３０の電気角に基づいて判定すれば、エンジンＥＣＵ８０と始動制御装置４０との通信遅延に起因するスタータ２０の停止遅れを抑制することができる。
　さらに、始動制御装置４０は、ＭＧ３０の駆動が開始され且つエンジン９０の回転位置がエンジン９０の圧縮行程の上死点ＴＤＣ１よりも後になってから、クランク角θｔｔが経過する前であることを条件として、スタータ２０を停止させる。このため、ＭＧ３０の駆動が開始された後に、結合が解除されているワンウェイクラッチ２２が結合することによる騒音が２回以上発生することを避けることができる。
　・図７に示すように、始動制御装置４０（第３制御部）は、ＭＧ３０の駆動（第２制御）が開始され且つエンジン９０の回転位置がエンジン９０の圧縮行程の上死点ＴＤＣ１よりも後になってから（クランク角ＣＡ８から）、上記クランク角θｔｔ（上死点間期間に相当）が経過した後（クランク角ＣＡ１０よりも後）であることを条件として、スタータ２０を停止させてもよい。すなわち、始動制御装置４０は、ＭＧ３０の駆動が開始され且つエンジン９０の回転位置がエンジン９０の圧縮行程の上死点ＴＤＣ１よりも後になってから、クランク角θｔｔが経過した後である場合にスタータ２０を停止させて、クランク角θｔｔが経過した後でない場合はスタータ２０を停止させない。このため、ワンウェイクラッチ２２が結合してスタータ２０によりエンジン９０に駆動トルクが付加されるまでスタータ２０が駆動され、エンジン９０の回転速度が低下することを抑制することができる。
　さらに、始動制御装置４０は、クランク角θｔｔが経過したことに基づいて、スタータ２０を停止させる。このため、ワンウェイクラッチ２２が結合したことを判定する必要がなく、スタータ２０を停止させる制御を容易に実行することができる。
　・上記実施形態では、始動制御装置４０は、直前の上死点ＴＤＣ１からのクランク角がクランク角θｏｃよりも大きくなった場合に、ワンウェイクラッチ２２が再結合したと判定して、直ちにスタータ２０を停止させた。すなわち、始動制御装置４０は、ＭＧ３０の駆動が開始された後に、２回目のエンジン９０の膨張行程を経てワンウェイクラッチ２２が結合する時よりも前に、スタータ２０を停止させた。これに対して、ワンウェイクラッチ２２が再結合したと判定した後であれば、２回目のエンジン９０の膨張行程を経てワンウェイクラッチ２２が結合する時よりも後に、スタータ２０を停止させてもよい。
　・始動制御装置４０は、エンジン９０の膨張行程においてワンウェイクラッチ２２の結合が解除されない場合があっても、上記の実施形態及び各変更例の始動制御を実行すればよい。すなわち、ワンウェイクラッチ２２の結合が解除されない場合に上記の各始動制御を実行しても特に問題は生じず、ワンウェイクラッチ２２の結合が解除された場合は上記の各作用効果を奏することができる。
　・ＭＧ３０として、機電一体型のＩＳＧ（Integrated Starter Generator）等を採用することもできる。
　・スタータ２０として、ピニオン２３とリングギヤ９２とが常時噛み合っている常時噛み合い式のスタータを採用することもできる。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (7)

  1. 　モータ部（２１）、ピニオン（２３）、及び前記モータ部の駆動トルクを前記ピニオン側へ伝達して前記ピニオン側からの駆動トルクを前記モータ部側へ伝達しないワンウェイクラッチ（２２）を有するスタータ（２０）と、エンジン（９０）に駆動トルクを付加するとともに前記エンジンから付加される駆動トルクにより発電するモータジェネレータ（３０）と、を併用して前記エンジンの始動を制御する始動制御装置（４０）であって、
    　前記スタータにより前記エンジンをクランキングさせる第１制御を実行する第１制御部と、
    　前記第１制御部による前記第１制御の実行中に、前記モータジェネレータにより前記エンジンに駆動トルクを付加させる第２制御を実行する第２制御部と、
    　前記第２制御部により前記第２制御が開始された後に、前記ワンウェイクラッチが結合したと判定したことを条件として、前記スタータを停止させる第３制御を実行する第３制御部と、
    を備えるエンジンの始動制御装置。
  2. 　前記第３制御部は、前記第３制御として、前記第２制御部により前記第２制御が開始された後に、前記エンジンの回転位置が、１回目の前記エンジンの膨張行程を経て前記ワンウェイクラッチが結合する前記エンジンの回転位置よりも後で、且つ２回目の前記エンジンの膨張行程を経て前記ワンウェイクラッチが結合する前記エンジンの回転位置よりも前であることを条件として、前記スタータを停止させる請求項１に記載のエンジンの始動制御装置。
  3. 　前記第３制御部は、前記第３制御として、前記第２制御部により前記第２制御が開始された後に、１回目の前記エンジンの膨張行程を経て前記ワンウェイクラッチが結合する時よりも後で、且つ２回目の前記エンジンの膨張行程を経て前記ワンウェイクラッチが結合する時よりも前であることを条件として、前記スタータを停止させる請求項１に記載のエンジンの始動制御装置。
  4. 　前記第３制御部は、前記第３制御として、前記第２制御部により前記第２制御が開始された後に、１回目の前記エンジンの膨張行程を経て前記エンジンの回転速度が前記ワンウェイクラッチが結合する回転速度よりも低下した後で、且つ２回目の前記エンジンの膨張行程を経て前記エンジンの回転速度が前記ワンウェイクラッチが結合する回転速度よりも低下する前であることを条件として、前記スタータを停止させる請求項１に記載のエンジンの始動制御装置。
  5. 　前記第３制御部は、前記第３制御として、前記第２制御部により前記第２制御が開始された後に、前記エンジンの回転位置が、１回目の前記エンジンの膨張行程に続く圧縮行程の上死点よりも後で、且つ２回目の前記エンジンの膨張行程を経て前記ワンウェイクラッチが結合する前記エンジンの回転位置よりも前であることを条件として、前記スタータを停止させる請求項１に記載のエンジンの始動制御装置。
  6. 　前記第３制御部は、前記第３制御として、前記第２制御部により前記第２制御が開始され且つ前記エンジンの回転位置が前記エンジンの圧縮行程の上死点よりも後になってから、前記上死点から膨張行程を経て前記ワンウェイクラッチが結合するまでの長さの期間である第１期間が経過した後であり、且つ前記エンジンの前記圧縮行程の上死点から次の圧縮行程の上死点までの長さの期間である第２期間が経過する前であることを条件として、前記スタータを停止させる請求項１に記載のエンジンの始動制御装置。
  7. 　モータ部（２１）、ピニオン（２３）、及び前記モータ部の駆動トルクを前記ピニオン側へ伝達して前記ピニオン側からの駆動トルクを前記モータ部側へ伝達しないワンウェイクラッチ（２２）を有するスタータ（２０）と、エンジン（９０）に駆動トルクを付加するとともに前記エンジンから付加される駆動トルクにより発電するモータジェネレータ（３０）と、を併用して前記エンジンの始動を制御する始動制御装置（４０）であって、
    　前記スタータにより前記エンジンをクランキングさせる第１制御を実行する第１制御部と、
    　前記第１制御部による前記第１制御の実行中に、前記モータジェネレータにより前記エンジンに駆動トルクを付加させる第２制御を実行する第２制御部と、
    　前記第２制御部により前記第２制御が開始され且つ前記エンジンの回転位置が前記エンジンの圧縮行程の上死点よりも後になってから、前記上死点から次の圧縮行程の上死点までの長さの期間である上死点間期間が経過した後であることを条件として、前記スタータを停止させる第３制御を実行する第３制御部と、
    を備えるエンジンの始動制御装置。
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