JP5255712B1

JP5255712B1 - エンジン自動停止再始動装置

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Publication number: JP5255712B1
Application number: JP2012048835A
Authority: JP
Inventors: 充隆藤原; 常雄田邊
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-03-06
Filing date: 2012-03-06
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2032-03-06
Also published as: DE102012213959A1; US20130238224A1; US10358995B2; JP2013185444A

Abstract

【課題】エンジンのクランクシャフトの逆回転を助長する点火の発生を防止することができるエンジン自動停止再始動装置を得る。
【解決手段】クランク角度センサ１からのクランク角度信号に基づいてエンジン１０の逆回転を検出したとき、点火制御装置１０４によるエンジンへの点火を禁止する点火禁止判定装置１０２と、点火禁止判定装置１０２により点火が禁止された後、点火禁止を解除する点火禁止解除判定装置１０３とを備え、点火禁止解除判定装置１０３は、エンジン１０の逆回転検出後、エンジン１０の圧縮上死点前に、エンジン１０の正回転信号を所定回数以上検出し、かつ、エンジン回転数が所定回転数以上のとき、点火禁止を解除するようにした。
【選択図】図２

Description

この発明は、自動停止条件が成立するとエンジンを自動停止させ、その後、再始動条件が成立するとエンジンを再始動させるエンジン自動停止再始動装置に関するものである。

昨今、自動車等の車両の燃費の改善や環境負荷の低減等を目的として、エンジンを停止するための所定の条件、例えば「所定の車速以下で、運転者によるブレーキペダルの踏み込み操作が行なわれること」が満たされると、自動で燃料をカットしてエンジンを自動的に停止させ、その後、エンジンを再始動するための所定の条件、例えば「運転者の操作によるブレーキペダルの解除操作とアクセルペダルの踏み込み操作が行われること」が満たされると、燃料噴射を再開してエンジンを自動的に再始動させるようにした、エンジン自動停止再始動装置が開発されている。

従来、このようなエンジン自働停止再始動装置に於いて、エンジン自動停止後にエンジンのクランクシャフトが逆回転したか否かを検出可能なセンサを設け、このセンサによりエンジンのクランクシャフトの逆回転を検出したときに燃料噴射及び点火を抑制して、エンジンのクランクシャフトが逆回転することを阻止するようにした、エンジン自動停止再始動装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１０−２０９７５９号公報

特許文献１に開示された従来の装置に於いては、エンジンのクランクシャフトが逆回転していることを検出することによりクランクシャフトの逆回転中は燃料噴射や点火を抑制するが、エンジンのクランクシャフトが所定回数正回転したことを検出すると、点火の抑制が解除される。このため、エンジンのクランクシャフトが逆回転するような状態で始動装置による始動を行った場合、エンジンのクランクシャフトがシリンダの圧縮により逆回転しようとする力と始動装置による正回転させようとする力が均衡し、逆回転と正回転の双方どちらにも変化し得る不安定な状態となる。圧縮上死点前付近で前述の不安定な状態や停止寸前の状態となり、そのような状態でクランクシャフトの正回転を検出して点火の抑制が解除され即座に点火が行われると、クランクシャフトの逆回転が助長され、その結果、始動が遅れてしまう場合があるという課題があった。

この発明は、前記のような従来のエンジン自動停止再始動装置に於ける課題を解決するためになされたものであり、エンジンのクランクシャフトの逆回転を助長する点火の発生を防止することができるエンジン自動停止再始動装置を得ることを目的とする。

この発明によるエンジン自動停止再始動装置は、車輌走行中に自動停止条件が成立するとエンジンを自動停止させ、その後、再始動条件が成立すると前記エンジンを再始動させるエンジン自動停止再始動装置であって、前記エンジンのクランク角度を検出してクランク角度信号を出力するクランク角度センサと、前記エンジンへ燃料を噴射する燃料噴射装置と、前記エンジンへ点火を行う点火装置と、前記点火装置を制御する点火制御装置と、前記クランク角度センサからのクランク角度信号に基づいて前記エンジンの逆回転を検出したとき、前記点火制御装置による前記エンジンへの点火を禁止する点火禁止判定装置と、前記点火禁止判定装置により点火が禁止された後、点火禁止を解除する点火禁止解除判定装置とを備え、前記点火禁止解除判定装置は、前記エンジンの逆回転検出後、前記エンジンの圧縮上死点前に、前記エンジンの正回転信号を所定回数以上検出し、かつ、エンジン回転数が所定回転数以上のとき、前記点火禁止を解除することを特徴とするものである。

又、この発明によるエンジン自動停止再始動装置は、車輌走行中に自動停止条件が成立するとエンジンを自動停止させ、その後、再始動条件が成立すると前記エンジンを再始動させるエンジン自動停止再始動装置であって、前記エンジンのクランク角度を検出してクランク角度信号を出力するクランク角度センサと、前記エンジンへ燃料を噴射する燃料噴射装置と、前記エンジンへ点火を行う点火装置と、前記点火装置を制御する点火制御装置と、前記クランク角度センサからのクランク角度信号に基づいて前記エンジンの逆回転を検出したとき、前記点火制御装置による前記エンジンへの点火を禁止する点火禁止判定装置と、前記点火禁止判定装置により点火が禁止された後、点火禁止を解除する点火禁止解除判定装置と、前記エンジンの回転数が所定回転数未満のとき、通電されて前記エンジンを始動させる始動装置とを備え、前記点火禁止解除判定装置は、前記エンジンの圧縮上死点前に、前記エンジンの正回転信号を所定回数以上検出し、かつ、前記始動装置への通電が開始されて所定時間以上経過したことを検出したとき、前記点火禁止判定手段による前記点火禁止を解除することを特徴とするものである。

この発明によるエンジン自動停止再始動装置によれば、エンジンの逆回転検出後、エンジンの圧縮上死点前に、エンジンの正回転信号を所定回数以上検出し、かつ、エンジン回転数が所定回転数以上のとき、点火禁止を解除するようにしたので、圧縮上死点前の逆回転と正回転との不安定な状態に於ける点火を禁止し、エンジンのクランクシャフト逆回転を助長する点火の発生を防止することが出来る。

又、この発明によるエンジン自動停止再始動装置によれば、エンジンの圧縮上死点前に、エンジンの正回転信号を所定回数以上検出し、かつ、始動装置への通電が開始されて所定時間以上経過したことを検出したとき、点火禁止判定手段による点火禁止を解除するようにしたので、圧縮上死点前の逆回転と正回転との不安定な状態に於ける点火を禁止し、エンジンのクランクシャフト逆回転を助長する点火の発生を防止することが出来る。

この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置の制御ブロック図である。この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置のクランク角度センサの概略図である。この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置のクランク角度センサの信号特性の例を示す説明図である。この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置に於ける、エンジン自動停止再始動ルーチンを示すフローチャートである。

この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置に於ける、エンジン再始動時の燃料噴射を示す説明図である。この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置に於ける、点火禁止判定ルーチンを示すフローチャートである。この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置に於ける、点火禁止解除判定ルーチンを示すフローチャートである。この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置に於ける、自動停止再始動時点火制御ルーチンを示すフローチャートである。この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置に於ける、自動停止及び再始動のエンジンの動作を示すタイミングチャートである。この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置に於ける、自動停止及び再始動のエンジンの燃料噴射と点火の動作を示す説明図である。従来のエンジン自動停止再始動装置の動作を示すタイミングチャートである。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置について、図に基づいて説明する。図１は、この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置の構成を示すブロック図である。尚、図１及び後述する各図に於いて、同一符号は、同一又は相当部分を示す。

図１に於いて、この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置は、エンジン１０と、始動装置２０と、エンジン制御装置５０を備えている。エンジン１０は、燃料を噴射する燃料噴射装置１１と、噴射された燃料に点火して燃焼させる点火装置１２と、クランクシャフトの回転角度であるクランク角度を検出しクランク角度信号を出力するクランク角度センサ１と、クランクシャフトに連結されたリングギア１３とを備えている。

始動装置２０は、通電されることにより回転するスタータモータ２３と、スタータモータ２３の回転軸に設けられたピニオンギア２４と、ピニオンギア２４をその軸方向へ押し出してエンジン１０のリングギア１３に噛み合わせるためのプランジャ２２と、通電されることによりプランジャ２２を前述の軸方向へ移動させるソレノイド２１とが設けられている。

エンジン制御装置（ＥＣＵ：Electric Control Unit）５０は、各種のＩ／Ｆ回路（図示せず）と、マイクロコンピュータ（図示せず）とを備えている。エンジン制御装置５０には、前述のクランク角度信号を出力するクランク角度センサ１と、車両の走行速度を検出して車速信号を出力する車速センサ２と、アクセルの開度を検出してアクセル開度信号を出力するアクセル開度センサ３と、ブレーキの動作状態に対応したブレーキ信号を出力するブレーキペダル４とが接続されており、これ等の出力信号であるクランク角度信号と車速信号とアクセル開度信号とブレーキ信号とが、前述のＩ／Ｆ回路を介してマイクロコンピュータに入力される。

エンジン制御装置５０のマイクロコンピュータは、前述の入力された各種センサ等の出力信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（図示せず）と、エンジン自動停止再始動制御プログラム等の各種の制御プログラムを実行するＣＰＵ（図示せず）と、エンジン自動停止再始動制御プログラム等の各種の制御プログラムや制御定数と各種のテーブル等を記憶するＲＯＭ（図示せず）と、各種の制御プログラムを実行した際の変数等を記憶するＲＡＭ（図示せず）等を備えている。

以上のように構成されたエンジン制御装置５０は、入力された前述の各種センサ等の出力信号等に基づいて、エンジン１０の燃料噴射装置１１及び点火装置１２を制御してエンジン１０の出力を制御する。又、エンジン制御装置５０は、エンジン１０を停止するための所定のエンジン停止条件の成立の有無を判定し、エンジン停止条件が満たされると自動的に燃料をカットしてエンジン１０を自動的に停止させ、その後、エンジン１０を再始動するための所定のエンジン再始動条件の成立の有無を判定し、エンジン再始動条件が満たされると、燃料噴射装置１１による燃料の噴射を再開すると共に、始動装置２０に通電指示を与える。

ここで、所定のエンジン停止条件とは、例えば「所定の車速以下で、運転者によるブレーキペダル４の踏み込み操作が行なわれること」であり、所定のエンジン再始動条件とは、例えば「運転者の操作によるブレーキペダル４の解除操作とアクセルペダルの踏み込み操作が行われること」である。

エンジン制御装置５０から始動装置２０に対して通電指示が与えられると、先ず、ソレノイド２１が電源に接続されて通電される。通電されたソレノイド２１は、プランジャ２２を駆動してピニオンギア２４をその軸方向に移動させ、ピニオンギア２４とリングギア１３の噛み合わせを行なう。その後、リングギア１３とピニオンギア２４の噛み合いが完了すると、スタータモータ２３が電源に接続されて通電される。通電されたスタータモータ２３は、ピニオンギア２４を回転させ、ピニオンギア２４に噛み合わされたリングギア１３を回転させてエンジン１０を再始動する。

図２は、この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置の制御ブロック図であり、各処理ルーチンの構成を表している。図２に於いて、エンジン制御装置５０に設けられたエンジン自動停止再始動ルーチン１０１は、先ず、車速センサ２、アクセル開度センサ３、ブレーキペダル４等の出力信号に基づく情報を用いてエンジン１０の自動停止条件の成立の有無を判定し、エンジンの自動停止条件が成立したことを判定すると、燃料噴射装置１１による燃料の噴射を停止してエンジン１０を停止させる。エンジン１０の自動停止後、エンジン自動停止再始動ルーチン１０１は、アクセル開度センサ３、ブレーキペダル４等の出力信号に基づく情報を用いてエンジンの再始動条件の成立の有無を判定し、エンジンの再始動条件が成立したことを判定すると、燃料噴射装置１１による燃料噴射を再開させると共に、始動装置２０への通電を指示し、前述のようにしてエンジン１０を再始動させる。

エンジン自動停止再始動ルーチン１０１は、エンジン１０の自動停止条件が成立したと判定したとき、自動停止要求フラグＦ１を「１」としてエンジンの自動停止要求「有」を表示する。又、このとき、後述する自動停止中フラグＦ２を「１」とする。

点火禁止判定装置としての点火禁止判定ルーチン１０２は、クランク角度センサ１の出力信号に基づいて求めたクランクシャフトの回転方向が正回転か逆回転であるかの情報を用いて、点火装置１２による燃料への点火を禁止するか否かを判定し、点火禁止と判定したときは、点火禁止制御フラグＦ３を「１」とする。点火禁止解除判定ルーチン１０３は、後述するようにクランク角度センサ１の出力信号に基づいて求めたクランクシャフトの回転方向が正回転か逆回転であるかの情報を用いて、点火禁止を解除するか否かを判定する。

ここで、クランク角度センサ１について説明する。図３は、この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置のクランク角度センサの概略図である。図３に於いて、クランク角度センサ１は、エンジン１０のクランクシャフトに接続されクランクシャフトの回転に同期して回転するロータ３１と、ロータ３１の外周面に対して所定の対向間隙を介して対向する第１のセンサ３５及び第２のセンサ３６とから構成されている。

エンジンのクランクシャフトに接続されたロータ３１は、図３に示すように外周面に磁性体により構成された複数個の歯３２、３４を備え、隣接する歯３２と歯３４の間には、ギャップ３３が設けられている。図３には２個の歯３２、３４を示すのみであるが、実際には、ロータ３１の外周面に例えば１０［ｄｅｇ］間隔で等間隔に３６個の歯が設けられている。

第１のセンサ３５と第２のセンサ３６は、磁束変化を電気信号に変換する例えば磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子と称する）を夫々備え、ロータ３１の歯とギャップとが交互に対向空隙を通過することで発生する磁束変化を電気信号に変換して出力する。第１のセンサ３５と第２のセンサ３６は、ロータ３１の軸心の周りに相互にａ[ｄｅｇ]ずらせて配置されており、クランクシャフトの回転方向は、後述するように第１のセンサ３５と第２のセンサ３６の出力信号の時間的関係から後述するようにして求められる。

図４は、この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置のクランク角度センサの信号特性の例を示す説明図であり、縦軸は信号レベル、横軸は時間を示している。図３及び図４に於いて、クランクシャフトの回転に同期してロータ３１が図３の時計方向に回転すると、歯３２、３４、及びギャップ３３が第１のセンサ３５及び第２のセンサ３６の対向空隙を通過することにより、第１のセンサ３５及び第２のセンサ３６から、夫々出力信号である矩形状の第１のトリガ信号Ｓｉｇ１及び第２のトリガ信号Ｓｉｇ２が、図４に示すように発生する。

第１のトリガ信号Ｓｉｇ１と第２のトリガ信号Ｓｉｇ２は、夫々、等間隔で交互にハイレベル（以下、Ｈレベルと称する）とローレベル（以下、Ｌレベルと称する）となる。図４では、第１のトリガ信号Ｓｉｇ１と第２のトリガ信号Ｓｉｇ２に於いて、夫々、ＬレベルからＨレベルへの立ち上りエッジを４１、ＨレベルからＬレベルへの立ち下りエッジを４２で表示している。

エンジン制御装置５０は、第１のトリガ信号Ｓｉｇ１と第２のトリガ信号Ｓｉｇ２のレベルの変化に基づいて、クランクシャフトの回転方向を下記のように判定する。

表１に示すように、一方のトリガ信号の立ち上がりエッジ４１又は立ち下りエッジ４２と、他方のトリガ信号のＨレベル又はＬレベルとの組み合わせにより、クランクシャフトの回転方向を判定することができる。例えば、第１のトリガ信号Ｓｉｇ１が「Ｈ→Ｌ」の立下りエッジ４２であり、第２のトリガ信号Ｓｉｇ２が「Ｈレベル」である場合、クランクシャフトの回転方向は「正回転」であると判定することができる。図４は、クランクシャフトが正回転している場合を示している。

尚、クランク角度センサ１の前述の構成は一例であり、エンジン１０の回転方向が判定可能であればどのような構成を用いてもよい。

図２に戻り、点火禁止解除判定ルーチン１０３について説明する。点火禁止解除判定装置としての点火禁止解除判定ルーチン１０３は、クランク角度センサ１からの第１のトリガ信号Ｓｉｇ１と第２のトリガ信号Ｓｉｇ２により前述のようにして求めたクランクシャフトの回転方向が「正回転」か「逆回転」であるかの情報と、クランク角度センサ１からのクランク角度信号情報に基づいて演算したエンジン回転数の情報と、始動装置２０の通電時間の情報とを用いて、点火装置１２による点火の禁止を解除するか否かを判定する。

次に、点火制御装置としての自動停止再始動時点火制御ルーチン１０４は、エンジン自動停止ルーチン１０１と、エンジン再始動制御ルーチン１０２と、エンジン逆回転判定ルーチン１０３とによりエンジン自動停止時とエンジン再始動時に点火装置１２を制御する。

次に、この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置の動作について、図５乃至図９を参照しながら説明する。これらの図に示す処理は、例えば、図５は５［ｍ秒］の一定周期で実行され、図７乃至図９はクランク角度センサ１の信号入力毎の例えば、１０［ｄｅｇ］毎に実行される。図５乃至図７に於いて、ステップＳ１０１〜Ｓ１１４、ステップＳ２０１〜Ｓ２０２、ステップＳ３０１〜Ｓ３０９、及びステップＳ４０１〜Ｓ４０６の処理は、エンジン制御装置５０のＲＯＭ内に格納されているエンジン自動停止再始動制御プログラムによって実行される。

エンジン制御装置５０は、車両のイグニッションスイッチをオンにすると、車載バッテリから電源が供給されて動作を開始し、エンジン制御装置５０内に設けられたマイクロコンピュータにより構成されたＣＰＵが、ＲＯＭ内に格納されているエンジン自動停止再始動制御プログラムを、以下の通り実行する。

先ず、図２に示すエンジン自動停止再始動ルーチン１０１の詳細を説明する。図５は、この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置に於ける、エンジン自動停止再始動ルーチンを示すフローチャートである。図５に於いて、ステップＳ１０１にてエンジン制御装置５０のマイクロコンピュータ（以下、単に、エンジン制御装置と称する）は、自動停止条件が成立しているか否かを判定する。

この自動停止条件は、例えば、車速が１０［ｋｍ／ｈ］以下で、かつ運転者がブレーキペダル４を踏んでいる動作状態等である。この車速は、車速センサ２から出力された車速信号に基づくもので、また、ブレーキペダル４が踏まれている動作状態は、ブレーキペダル４から出力されたブレーキ信号のＯＮ状態に基づくものである。自動停止条件が成立している場合（ＹＥＳ）には、次のステップＳ１０２へ進み、自動停止条件が成立していない場合（ＮＯ）には、ステップＳ１０５へ進む。

ステップＳ１０１でのＹＥＳ判定の結果、ステップＳ１０２に進むと、エンジン制御装置５０は、エンジン自動停止要求フラグＦ１を「１」にセットし、ステップＳ１０３へ進む。ステップＳ１０３に於いて、エンジン制御装置５０は、エンジン自動停止中フラグＦ２を「１」にセットし、ステップＳ１０４へ進む。ステップＳ１０４に於いて、エンジン制御装置５０は、燃料噴射装置１１を制御して、エンジン１０への燃料噴射を停止し、エンジン自動停止再始動ルーチン１０１での処理を終了する。

一方、ステップＳ１０１でのＮＯ判定の結果、ステップＳ１０５に進むと、エンジン制御装置５０は、再始動条件が成立しているか否かを判定する。この再始動条件は、例えば、運転者がブレーキペダル４を解放している動作状態で、かつ運転者がアクセルペダルを踏んでいる動作状態等である。このブレーキペダル４が解放されている動作状態は、ブレーキペダル４から出力されたブレーキ信号のＯＦＦ状態に基づくもので、又、アクセルペダルが踏まれている動作状態は、アクセル開度センサ３から出力されたアクセル開度信号に基づくものである。ステップＳ１０５での判定の結果、再始動条件が成立している場合（ＹＥＳ）には、次のステップＳ１０６へ進み、再始動条件が成立していない場合（ＮＯ）には、エンジン自動停止再始動ルーチン１０１での処理を終了する。

ステップＳ１０５でのＹＥＳ判定の結果、ステップＳ１０６に進むと、エンジン制御装置５０は、エンジン自動停止要求フラグＦ１を「０」にクリアし、ステップＳ１０７へ進む。ステップＳ１０７に於いて、エンジン制御装置５０は、燃料噴射装置１１を制御して、エンジン１０へ始動用燃料を噴射し、ステップＳ１０８へ進む。

ここで、エンジン１０の再始動時の燃料噴射について説明する。図６は、この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置に於ける、エンジン再始動時の燃料噴射を示す説明図である。図６は、エンジン１０が４気筒の場合を示し、図中の網掛け部は燃料噴射タイミングを表している。エンジン１０の自動停止中は燃料噴射が中断されているが、破線で示す時点でエンジン１０の再始動要求が発生しエンジン１０の再始動が開始されたとすると、この時点でほぼ同時に所定の複数気筒（例えば、排気行程にある♯１気筒と吸気行程にある♯２気筒）で燃料噴射が再開され、それ以後は所定のタイミング（燃焼行程気筒のクランク角度ＢＴＤＣ５°毎）で燃料噴射が再開される。

図５に戻り、ステップＳ１０８に於いて、エンジン制御装置５０は、エンジン回転数により、エンジン１０が始動したか否かを判定する。エンジン１０が始動していない場合、即ち、エンジン回転数が所定値未満の場合（ＹＥＳ）には、次のステップＳ１０９へ進む。一方、エンジン１０が始動した場合、即ち、エンジン回転数が所定値以上の場合（ＮＯ）には、エンジン１０が燃焼により始動したと判断し、ステップＳ１１２へ進む。ここで、エンジンの始動を判定する所定値は、例えば、６００[ｒｐｍ]である。

ステップＳ１０８でのＹＥＳ判定の結果、ステップＳ１０９に進むと、エンジン制御装置５０は、エンジン回転数Ｎｅの絶対値が回転数閾値Ｎｅ＿ｓｔ未満か否かを判定する。ステップＳ１０９での判定の結果、エンジン回転数Ｎｅの絶対値が回転数閾値Ｎｅ＿ｓｔ未満の場合（ＹＥＳ）には、次のステップＳ１１０へ進み、エンジン回転数Ｎｅの絶対値が回転数閾値Ｎｅ＿ｓｔ以上の場合（ＮＯ）には、ステップＳ１１３へ進む。ここで、エンジン回転数閾値Ｎｅ＿ｓｔは、例えば、５０［ｒｐｍ］である。

ステップＳ１０９でのＹＥＳ判定の結果、ステップＳ１１０に進むと、エンジン制御装置５０は、始動装置２０への通電を指示し、始動装置２０の通電がＯＮとなる。ステップＳ１１１に於いて、始動装置通電時間ＳＴｏｎによる時間計測を開始し、エンジン自動停止再始動ルーチン１０１での処理を終了する。

ステップＳ１１０に於いて始動装置２０への通電が行なわれると、始動装置２０は、先ず、ソレノイド２１への通電が行なわれる。これにより、ソレノイド２１は、プランジャ２２を軸方向に駆動してピニオンギア２４をその軸方向に押し出し、ピニオンギア２４をリングギア１３を噛み合わせる。その後、リングギア１３とピニオンギア２４の噛み合いが完了するとスタータモータ２３への通電が行なわれる。通電されたスタータモータ２３は、ピニオンギア２４を回転させ、ピニオンギア２４に噛み合わされたリングギア１３を回転させることでエンジン１０を再始動させる。

一方、ステップＳ１０８でのＮＯ判定の結果、ステップＳ１１２に進むと、エンジン制御装置５０は、自動停止中フラグＦ２を「０」にクリアし、ステップＳ１１３へ進む。ステップＳ１１３に於いて、エンジン制御装置５０は、始動装置２０への通電を停止させる指示を発生し、始動装置２０への通電はＯＦＦとなる。次に、ステップＳ１１４に進み、始動装置通電時間ＳＴｏｎによる時間計測をクリアし、エンジン自動停止再始動ルーチン１０１での処理を終了する。

又、ステップＳ１０９に於いてＮＯ判定され、ステップＳ１１３へ進んだ場合は、ステップＳ１１３に於いて、エンジン制御装置５０は、始動装置２０への通電を停止させる指示を発生し、始動装置２０への通電をＯＦＦとし、次に、ステップＳ１１４に進み、始動装置通電時間ＳＴｏｎによる時間計測をクリアし、エンジン自動停止再始動ルーチン１０１での処理を終了する。

次に、図２に示す点火禁止判定ルーチン１０２の詳細を説明する。図７は、この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置に於ける、点火禁止判定ルーチンを示すフローチャートである。図７に於いて、ステップＳ２０１にてエンジン制御装置５０は、クランク角度センサ１からの第１のトリガ信号Ｓｉｇ１と第２のトリガ信号Ｓｉｇ２のレベルの変化に基づいて、前述の表１に示すようにしてクランクシャフトが逆回転したか否かを判定する。クランクシャフトが逆回転の場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２０２へ進み、クランクシャフトが正回転の場合（ＮＯ）には、点火禁止判定ルーチン１０２による処理を終了する。

ステップＳ２０１でのＹＥＳ判定の結果、ステップＳ２０２に進むと、エンジン制御装置５０は、点火禁止制御フラグＦ３に「１」をセットし、点火禁止判定ルーチン１０２での処理を終了する。

次に、図２に示す点火禁止解除判定ルーチン１０３の詳細を説明する。図８は、この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置に於ける、点火禁止解除判定ルーチンを示すフローチャートである。図８に於いて、ステップＳ３０１にて、エンジン制御装置５０は、クランク角度センサ１からの第１のトリガ信号Ｓｉｇ１と第２のトリガ信号Ｓｉｇ２のレベルの変化に基づいて、前述の表１に示すようにしてエンジン１０のクランクシャフトが正回転したか否かを判定する。クランクシャフトが正回転の場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ３０２へ進み、クランクシャフトが逆回転の場合（ＮＯ）には、ステップＳ３０３へ進む。

ステップＳ３０１でのＹＥＳ判定の結果、ステップＳ３０２に進むと、エンジン制御装置５０は、クランク角度正回転信号検出回数Ｎｃｒｋに「１」を加算し、ステップＳ３０４へ進む。一方、ステップＳ３０１でのＮＯ判定の結果、ステップＳ３０３に進むと、エンジン制御装置５０は、クランク角度正回転信号検出回数Ｎｃｒｋを「０」にクリアし、ステップＳ３０４へ進む。

ステップＳ３０４に進むと、エンジン制御装置５０は、クランク角度正回転信号検出回数Ｎｃｒｋが予め設定された所定値以上か否かを判定する。クランク角度正回転信号検出回数が所定値以上の場合（ＹＥＳ）、ステップＳ３０５へ進み、クランク角度正回転信号検出回数が所定値未満の場合（ＮＯ）、点火禁止解除判定ルーチン１０３での処理を終了する。ここで、ステップＳ３０４での判定に用いる所定値、つまりクランク角度正回転信号の閾値は、例えば２回である。

ステップＳ３０４にてＹＥＳ判定の結果、ステップＳ３０５に進むと、エンジン制御装置５０は、クランク角度センサ１によって検出されたクランク角度が圧縮上死点（ＴＤＣ）前か否かを判定する。クランク角度が圧縮上死点（ＴＤＣ）前である場合（ＹＥＳ）、エンジンは所定回数のクランク角度正回転信号を検出していても、回転が不安定な状態にあると判断し、ステップＳ３０６へ進む。クランク角度が上死点（ＴＤＣ）後である場合（ＮＯ）、ステップＳ３０９へ進み、点火禁止制御フラグＦ３を「０」でクリアし、点火禁止判定ルーチン１０２での処理を終了する。

次に、ステップＳ３０５にてＹＥＳ判定の結果、ステップＳ３０６に進むと、エンジン制御装置５０は、クランク角度センサ１の信号に基づき演算されたエンジン回転数Ｎｅが所定値以上か否かを判定する。エンジン回転数Ｎｅが所定値以上の場合（ＹＥＳ）、圧縮上死点（ＴＤＣ）手前であっても、確実に正回転であると判断し、ステップＳ３０８へ進む。一方、エンジン回転数Ｎｅが所定値未満の場合（ＮＯ）、ステップＳ３０７へ進む。

ステップＳ３０６にてＮＯ判定の結果、ステップＳ３０７に進むと、エンジン制御装置５０は、始動装置通電時間ＳＴｏｎが所定時間以上か否かを判定する。始動装置通電時間ＳＴｏｎが所定時間以上の場合（ＹＥＳ）、クランクシャフトは確実に正回転となると判断し、ステップＳ３０８へ進む。一方、動装置通電時間ＳＴｏｎが所定時間未満の場合（ＮＯ）、点火禁止判定ルーチン１０２での処理を終了する。ここで、ステップＳ３０７に於ける始動装置通電時間ＳＴｏｎの判定閾値は、始動装置２０への通電開始後、確実にエンジンを駆動し得る時間であり、例えば１００［ｍ秒］である。

ステップＳ３０６でのＹＥＳ判定、又は、ステップＳ３０７でのＹＥＳ判定の結果、ステップＳ３０８に進むと、エンジン制御装置５０は、点火禁止制御フラグＦ３を「０」でクリアし、点火禁止判定ルーチン１０２での処理を終了する。

次に、図２に示す自動停止再始動時点火制御ルーチン１０４の詳細を説明する。図９は、この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置に於ける、自動停止再始動時点火制御ルーチンを示すフローチャートである。図９に於いて、ステップＳ４０１にて、エンジン自動停止要求フラグＦ１が「１」かつ、噴射済み燃料に点火が完了しているか否かを判定する。エンジン自動停止要求フラグＦ１が「１」かつ、噴射済み燃料に点火が完了している場合（ＹＥＳ）には、点火処理を行わず、自動停止再始動時点火制御ルーチン１０４での処理を終了する。エンジン自動停止要求フラグＦ１が「０」又は、噴射済み燃料に点火が完了していない場合（ＮＯ）には、ステップＳ４０２へ進む。ここで、噴射済み燃料に点火が完了しているか否かは、図５のステップＳ１０４により燃料噴射停止したときに既に噴射済みの気筒を記憶しておき、噴射済みの気筒に対する点火が行われたか否かにより判断する。

ステップＳ４０１でのＮＯ判定の結果、ステップＳ４０２に進むと、エンジン制御装置５０は、クランク角度センサ１により検出されたクランク角度が点火装置に通電開始する角度か否かを判定する。クランク角度が点火装置に通電開始する角度のとき（ＹＥＳ）は、ステップＳ４０３へ進む。クランク角度が点火装置に通電を開始する角度でないとき（ＮＯ）は、ステップＳ４０４へ進む。ここで、通電を開始する角度は、例えば圧縮上死点前（ＢＴＤＣ）７５［ｄｅｇ］である。

ステップＳ４０２でのＹＥＳ判定の結果、ステップＳ４０３に進むと、エンジン制御装置５０は、点火に備え圧縮行程にある気筒の点火装置に通電を開始し、ステップＳ４０４に進む。

次に、ステップＳ４０２でのＮＯ判定により、又はステップＳ４０２から、ステップＳ４０４に進むと、エンジン制御装置５０は、点火禁止判定フラグＦ３が「０」か否かを判定する。点火禁止判定フラグＦ３が「０」の場合（ＹＥＳ）には、点火許可状態と判断し、ステップＳ４０５へ進む。点火禁止判定フラグＦ３が「１」の場合（ＮＯ）には、点火禁止状態と判断し、自動停止再始動時点火制御ルーチン１０４による処理を終了する。

ステップＳ４０４でのＹＥＳ判定の結果、ステップＳ４０５に進むと、エンジン制御装置５０は、クランク角度センサ１にて検出したクランク角度が通電遮断角度、即ち、点火角度以上かつ、所定角度未満か否かを判定する。クランク角度が通電遮断角度以上かつ、所定角度未満の場合（ＹＥＳ）には、ステップ４０６へ進む。クランク角度が通電遮断角度未満、或いは、所定角度以上の場合（ＮＯ）には、自動停止再始動時点火制御ルーチン１０４による処理を終了する。ここで、通電遮断角度は、例えば圧縮上死点前（ＢＴＤＣ）５［ｄｅｇ］、所定角度とは圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）５５［ｄｅｇ］である。

次に、ステップＳ４０６に於いて、エンジン制御装置５０は、ステップ４０３にて通電を開始した点火装置への通電を遮断し、点火を行う。

次に、タイミングチャートの時刻に沿って、エンジン自動停止再始動装置の動作を説明する。先ず、この発明の実施の形態1によるエンジン自動停止再始動装置の動作を説明する前に、特許文献1に示された従来の装置の動作について説明する。図１２は、従来のエンジン自動停止再始動装置の動作を示すタイミングチャートであり、前述の特許文献１に開示された従来の装置に於いて、車両走行状態からエンジン自動停止を実施し、エンジン惰性回転中にドライバ操作に基づき再始動条件が成立すると、燃料噴射を再開し、エンジン回転中にエンジン回転数が所定値を下回ると始動装置への通電を開始することでピニオンギアとリングギアを噛み合わせ、その後、スタータモータのクランキングによりエンジン再始動を行った場合の動作を示す。

図１２に於いて、（ａ）はエンジン回転数Ｎｅ、（ｂ）は４気筒のエンジンに対しクランク角度センサで計測したエンジンのクランク角度を上死点を０［ｄｅｇ］として１８０［ｄｅｇ］毎に繰り返すクランク角度の時間的推移を示す。（ｃ）はクランク角度センサにより検出されたクランクシャフトの回転方向を示し、逆回転の場合には「１」がセットされ、正回転の場合には「０」にクリアされる。

（ｄ）は自動停止要求フラグＦ１の状態を示し、自動停止条件が成立した場合は「１」にセットされ、再始動条件が成立した場合には「０」にクリアされる。（ｅ）は自動停止中フラグＦ２の状態を示し、エンジン１０が自動停止中である場合は「１」にセットされ、エンジン１０が始動完了した場合には「０」にクリアされる。

（ｆ）は始動装置２０への通電状態を表すと同時に、ソレノイド２１の通電状態の時間的推移を示す。（ｇ）はスタータモータ２３の通電状態の時間的推移を示す。なお、スタータモータ２３の通電状態は、センサを用いて実験的に求めたものである。

（ｈ）は点火禁止判定フラグＦ３の状態を示し、点火禁止判定条件が成立した場合は「１」がセットされ、点火禁止判定条件が不成立の場合は「０」にクリアされる。（ｉ）はクランク角度正回転信号検出回数の時間的推移を表し、（ｊ）は点火装置１２の通電状態の時間的推移を表す。

特許文献１に示された従来の装置の場合、図１２に示すように、エンジンのクランクシャフトが逆回転か否かを検出できるクランク角度センサによりエンジンのクランクシャフトが逆回転していることを検出すると（時刻ｔ１５）、逆回転中は点火を抑制するが、エンジンのクランクシャフトが正回転となり、正回転のクランク角度信号を所定回数（２回）検出すると点火の抑制が解除される（時刻ｔ１６）。このとき圧縮上死点前でエンジンのクランクシャフトが逆回転するような状態で始動装置による始動を行った場合、エンジンのクランクシャフトが逆回転しようとする力と始動装置による正回転させようとする力が均衡し、逆回転から正回転に移行する不安定な状態となるため、圧縮上死点前で正回転を複数回検出して点火の抑制が解除され即座に点火が行われると、逆回転が助長され始動が遅くという課題があった。

次に、図１０は、この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置に於ける、自動停止及び再始動のエンジンの動作を示すタイミングチャートである。図１０は、図１２と同様に、車両走行状態からエンジン自動停止を実施し、エンジン惰性回転中にドライバ操作に基づき再始動条件が成立すると、燃料噴射を再開し、エンジン回転中にエンジン回転数が所定値を下回ると始動装置２０への通電を開始することでピニオンギア２４とリングギア１３を噛み合わせ、その後、スタータモータ２３のクランキングによりエンジン再始動を行った場合の動作を示す。図１１は、この発明の実施の形態１によるエンジン自動停止再始動装置に於ける、自動停止及び再始動のエンジンの燃料噴射と点火の動作を示す説明図である。

図１０に於いて、（ａ）はエンジン回転数Ｎｅ、（ｂ）は４気筒のエンジンに対しクランク角度センサで計測したエンジンのクランク角度を上死点を０［ｄｅｇ］として１８０［ｄｅｇ］毎に繰り返すクランク角度の時間的推移を示す。（ｃ）はクランク角度センサにより検出されたクランクシャフトの回転方向を示し、逆回転の場合には「１」がセットされ、正回転の場合には「０」にクリアされる。

（ｈ）は点火禁止判定フラグＦ３の状態を示し、点火禁止判定条件が成立した場合は「１」がセットされ、点火禁止判定条件が不成立の場合は「０」にクリアされる。（ｉ）はクランク角度正回転信号検出回数の時間的推移を表し、（ｊ）は点火装置１２の通電状態の時間的推移を表す。（ｋ）は始動装置２０への通電時間ＳＴｏｎの時間的推移を示す。尚、これ等の（ａ）〜（ｊ）は、前述の図１０に於ける（ａ）〜（ｊ）に夫々対応する。

図１０に於いて、時刻ｔ２１に車両走行中に自動停止条件が成立後、（ｄ）に示す自動停止要求フラグＦ１及び（ｅ）に示す自動停止中フラグＦ２も「１」がセットされ、燃料噴射停止される（図５のステップＳ１０１〜１０４）。

次に、時刻ｔ２２に於いて、ドライバ操作により再始動条件が成立し、（ｄ）に示すエンジン自動停止要求フラグＦ１が「０」にクリアされ、燃料噴射が再開される（図５のステップＳ１０５〜１０７）。

次に、図１０に示すように、時刻ｔ２３に於いて、時刻ｔ２２にて噴射された燃料が吸入された気筒に対する点火に備え、点火装置に通電を開始する（図９のステップＳ４０１〜Ｓ４０３）。

次に、時刻ｔ２４に於いて、エンジン回転数が始動装置２０が動作可能な所定回転数未満となり、始動装置２０への通電が開始される（図５のステップＳ１０８〜Ｓ１１１）。

次に、時刻ｔ２５に於いて、クランク角度センサ１によりエンジンのクランクシャフトの逆回転を検出し、（ｈ）に示す点火禁止判定フラグＦ３に「１」がセットされ、点火が禁止状態となる。（ｉ）に示すクランク角度正回転信号検出回数Ｎｃｒｋも「０」にクリアされる（図７のステップＳ２０１〜２０２、図８のステップＳ３０１、Ｓ３０３）。

次に、時刻ｔ２６に於いて、クランク角度センサ１によりクランクシャフトの正回転を検出し、クランク角度正回転信号検出回数Ｎｃｒｋがカウントアップされる（図８のステップＳ３０１〜Ｓ３０２）。

次に、時刻ｔ２７に於いて、クランク角度センサ１によりクランク角度が点火角度に達する。しかしながら、クランク角度正回転信号検出回数Ｎｃｒｋが所定回数(２回)となるが、圧縮上死点（ＴＤＣ）前であり、エンジン回転数が所定値未満（５０［ｒｐｍ］）、かつ、始動装置２０への通電時間ＳＴｏｎも所定値（１００［ｍ秒］）未満であるため、クランクシャフトが確実に正回転であるとはいえない。このため、点火禁止判定フラグＦ３は「１」のままとなり点火を実施しない（図８のＳ３０４〜Ｓ３０７、図９のＳ４０４、図１２の時刻ｔ２７）。

次に、時刻ｔ２８に於いて、クランク角度センサ１によりクランクシャフトの正回転を所定回数（２回）以上検出し、かつ、圧縮上死点（ＴＤＣ）を過ぎているため、点火禁止判定フラグＦ３が「０」にクリアされ、点火の禁止状態が解除される。ここで、クランク角度は本来の点火角度を過ぎているが、点火装置１１への通電が遮断され、点火を実施する。これにより、時刻ｔ２２にて噴射された燃料に対して点火され、燃焼により正回転方向への回転が発生する（図８のＳ３０４〜Ｓ３０５、Ｓ３０９、図９のＳ４０４〜Ｓ４０６、図１２の時刻ｔ２８）。

次に、時刻ｔ２９に於いて、燃料の燃焼によりエンジン回転数がエンジン始動完了判定回転数６００［ｒｐｍ］以上となり、エンジン再始動が完了し、始動装置２０への通電が停止され、始動装置２０が消勢される。

以上のように、この発明の実施の形態１に係るエンジン自動停止再始動装置は、上死点手前ではエンジンのクランクシャフト逆回転後正回転信号を所定回数検出し、かつ、エンジン回転数が所定回転数以上となると点火禁止を解除することにより、逆回転と正回転との不安定な状態に於ける点火禁止の解除を防止し、エンジンのクランクシャフト逆回転を助長する点火の発生を防止することが出来る。

又、この発明の実施の形態１に係るエンジン自動停止再始動装置は、上死点手前ではエンジンのクランクシャフト逆回転後正回転信号を所定回数検出、かつ、始動装置への通電時間が所定時間以上のとき点火禁止の解除を判定することにより、不要な点火禁止状態の継続を防止し、エンジンの良好な再始動を実現することが出来る。

更に、この発明の実施の形態１に係るエンジン自動停止再始動装置は、点火禁止判定装置によりエンジンの点火が禁止され、通電状態のまま所定点火角度を過ぎた状態で点火禁止が解除されると、点火可能な所定角度未満であれば即座に点火を実施することにより、エンジンの良好な再始動を実現することが出来る。

尚、この発明は、その発明の範囲内に於いて、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１クランク角度センサ２車速センサ
３アクセル開度センサ４ブレーキペダル
１０エンジン１１燃料噴射装置
１２点火装置１３リングギア
２０始動装置２１ソレノイド
２２プランジャ２３スタータモータ
２４ピニオンギア５０エンジン制御装置
Ｆ１自動停止要求フラグＦ２自動停止中フラグ
Ｆ３点火禁止判定フラグ

Claims

車輌走行中に自動停止条件が成立するとエンジンを自動停止させ、その後、再始動条件が成立すると前記エンジンを再始動させるエンジン自動停止再始動装置であって、
前記エンジンのクランク角度を検出してクランク角度信号を出力するクランク角度センサと、
前記エンジンへ燃料を噴射する燃料噴射装置と、
前記エンジンへ点火を行う点火装置と、
前記点火装置を制御する点火制御装置と、
前記クランク角度センサからのクランク角度信号に基づいて前記エンジンの逆回転を検出したとき、前記点火制御装置による前記エンジンへの点火を禁止する点火禁止判定装置と、
前記点火禁止判定装置により点火が禁止された後、点火禁止を解除する点火禁止解除判定装置と、
を備え、
前記点火禁止解除判定装置は、前記エンジンの逆回転検出後、前記エンジンの圧縮上死点前に、前記エンジンの正回転信号を所定回数以上検出し、かつ、エンジン回転数が所定回転数以上のとき、前記点火禁止を解除する、
ことを特徴とするエンジン自動停止再始動装置。
車輌走行中に自動停止条件が成立するとエンジンを自動停止させ、その後、再始動条件が成立すると前記エンジンを再始動させるエンジン自動停止再始動装置であって、
前記エンジンのクランク角度を検出してクランク角度信号を出力するクランク角度センサと、
前記エンジンへ燃料を噴射する燃料噴射装置と、
前記エンジンへ点火を行う点火装置と、
前記点火装置を制御する点火制御装置と、
前記クランク角度センサからのクランク角度信号に基づいて前記エンジンの逆回転を検出したとき、前記点火制御装置による前記エンジンへの点火を禁止する点火禁止判定装置と、
前記点火禁止判定装置により点火が禁止された後、点火禁止を解除する点火禁止解除判定装置と、
前記エンジンの回転数が所定回転数未満のとき、通電されて前記エンジンを始動させる始動装置と、
を備え、
前記点火禁止解除判定装置は、前記エンジンの圧縮上死点前に、前記エンジンの正回転信号を所定回数以上検出し、かつ、前記始動装置への通電が開始されて所定時間以上経過したことを検出したとき、前記点火禁止判定手段による前記点火禁止を解除することを特徴とするエンジン自動停止再始動装置。
前記点火制御装置は、前記点火禁止解除判定装置により前記点火の禁止が解除されているとき、前記エンジンのクランク角度が既に所定の点火角度を過ぎていても所定角度未満のときは、即座に前記点火を実施する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジン自動停止再始動装置。