JP2009030551A - 内燃機関の始動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一方向クラッチを大型化させることなく、始動装置の電機子が逆方向に回転することを防止できる内燃機関の始動制御装置を提供する。
【解決手段】エンジンＥＣＵのＣＰＵは、エンジンが停止したと判定した場合（ステップＳ１でＹＥＳの場合）、気筒内圧力Ｐｔを推定し（ステップＳ４）、気筒内圧力Ｐｔが予め定められたＰｘより大きい場合（ステップＳ５でＹＥＳの場合）、始動禁止フラグをオンにする（ステップＳ６）ことにより、スタータの始動を禁止する。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関の始動制御装置に関し、特に、始動用電動機により電機子に発生させた駆動力を一方向クラッチを介して内燃機関のクランク軸に伝達するとともに、電機子の逆回転を防止する機能を備えた常時噛合式の始動装置を制御する内燃機関の始動制御装置に関する。

一般的に、常時噛合式の始動装置としては、内燃機関側のリングギヤと始動装置側のピニオンギヤとが直接または中間ギヤ等を介して常時噛み合っているものが知られている。

このような始動装置には、内燃機関のクランク軸とリングギヤとの間に一方向クラッチが設けられている。この一方向クラッチは、内燃機関を始動させる場合、係合状態となって始動用電動機により発生した駆動力をクランク軸に伝達し、内燃機関が完爆して自立回転ができるようになった場合には、非係合状態となって内燃機関の駆動力を始動装置側へ伝達しないようになっている。

具体的には、一方向クラッチは、リングギヤに固定された内輪と、クランク軸に固定された外輪と、内外輪の間に設けられた伝達要素とによって構成されており、内輪から外輪へ正回転が入力される場合、伝達要素が内外輪と噛み合って回転が伝達可能となり、外輪から内輪へ正回転が入力される場合には、内輪または外輪の何れか一方に対して伝達要素の噛み合いが外れて回転伝達が不能となることにより、一方向のみの回転が伝達されるようになっている。

上述した始動装置においては、内燃機関の停止直後には、圧縮行程にあるピストンが上死点付近で昇圧された気筒内の圧力、すなわち圧縮反力で押し戻され、上死点を超えることができないため、クランク軸が逆回転することとなる。この場合、伝達要素が内外輪に噛み合うことにより一方向クラッチが係合状態となるため、始動装置側に逆回転が伝達されてしまうことになる。これにより、リングギヤとピニオンギヤとのギヤ比に応じた回転数で始動装置の電機子が逆回転することになるため、大きな遠心力が電機子にかかることになるという問題があった。

このような問題を解決する始動装置としては、電機子が内燃機関の駆動時とは逆方向に回転することを防止する逆転防止用クラッチを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−２２６１４６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された始動装置においては、上述のように、クランク軸が逆回転する場合には、一方向クラッチが係合状態となるため、その逆回転が始動装置側に伝達されることになるが、逆転防止用クラッチにより、電機子が逆回転することができないため、逆回転によるトルクが一方向クラッチにかかることになる。

このとき、始動装置を駆動させると、始動用電動機の駆動トルクが、ピニオンギヤ、リングギヤを介して一方向クラッチに入力されることになる。すなわち、内燃機関の停止直後に、始動装置を始動させようとした場合には、一方向クラッチに、逆回転によるトルクと始動装置の駆動トルクとが作用することになる。

したがって、特許文献１に記載された内燃機関の始動装置においては、一方向クラッチが逆回転によるトルクと始動装置の駆動トルクに耐えることができるようにするため、伝達要素の個数を増やす等により一方向クラッチを大型化する必要があるという問題があった。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、一方向クラッチを大型化させることなく、始動装置の電機子が逆方向に回転することを防止できる内燃機関の始動制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る内燃機関の始動制御装置は、上記目的を達成するため、（１）始動用電動機により電機子に発生させた駆動力を一方向クラッチを介して内燃機関のクランク軸に伝達するとともに、前記電機子の逆回転を防止する機能を備えた常時噛合式の始動装置を制御する内燃機関の始動制御装置であって、前記内燃機関の停止後における気筒内の圧力を推定する推定手段と、前記推定手段により推定された気筒内の圧力が予め定められた値より大きいか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記気筒内の圧力が予め定められた値より大きいと判定された場合、前記始動装置による内燃機関の始動を禁止する禁止手段と、を備えた構成を有している。

この構成により、内燃機関の停止後における気筒内の圧力が大きい場合に、始動装置による内燃機関の始動を禁止するため、気筒内の圧力に比例して大きくなる圧縮反力によるトルクと始動装置の駆動トルクとが重複して過大なトルクが一方向クラッチに作用することを防止できる。したがって、一方向クラッチを大型化させることなく、始動装置の電機子が逆方向に回転することを防止できる。

また、本発明に係る内燃機関の始動制御装置は、上記（１）に記載の内燃機関の始動制御装置において、（２）前記推定手段が、前記内燃機関の停止直後における気筒内の圧力および前記内燃機関が停止してからの経過時間に基づいて、前記内燃機関の停止後における気筒内の圧力を推定する構成を有している。

この構成により、内燃機関の停止後における気筒内の圧力を簡易な方法で推定することができる。

また、本発明に係る内燃機関の始動制御装置は、上記（２）に記載の内燃機関の始動制御装置において、（３）前記推定手段が、前記気筒内に吸入される空気の温度、前記気筒内に空気を吸入するための吸気通路内の負圧および前記気筒内と前記吸気通路との間を開閉する吸入バルブの作用角に基づいて、前記気筒内に充填された空気量を推定し、推定した空気量および前記吸気バルブが閉じられたときと前記内燃機関の停止直後とにおける前記気筒内に充填された空気の体積比に基づいて、前記内燃機関の停止直後における気筒内の圧力を推定する構成を有している。

この構成により、気筒内の圧力を検出するセンサを設けることなく、内燃機関の停止後における気筒内圧力を推定することができる。

本発明によれば、一方向クラッチを大型化させることなく、始動装置の電機子が逆方向に回転することを防止できる内燃機関の始動制御装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るエンジンおよびその制御装置を示す概略構成図である。

まず、構成について説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る内燃機関の始動制御装置は、例えば、自動車等に搭載される４気筒のエンジン１によって構成される内燃機関を制御するようになっている。４気筒の一部を構成するエンジン１の気筒１ａには、ピストン２で仕切られた燃焼室３が形成され、この燃焼室３に吸気通路４を通じて空気が吸入されるとともに、燃料噴射弁５から燃料が供給される。吸入された空気と供給された燃料からなる混合気に対して点火プラグ６により点火が行われると、混合気が燃焼してピストン２が往復運動し、エンジン１のクランクシャフト７が回転する。また、燃焼後の混合気は排気として燃焼室３から排気通路８に送り出される。

また、エンジン１には、燃焼室３と吸気通路４との間を開閉する吸気バルブ９および燃焼室３と排気通路８との間を開閉する排気バルブ１０が設けられている。

また、エンジン１には、このエンジン１を始動させるためのスタータ１１が設けられている。スタータ１１は、エンジン１を始動させる際に、後述するスタータモータ３４により発生した駆動力を、ピニオンギヤ１２およびリングギヤ１３を介してクランクシャフト７に伝達するようになっている。なお、ピニオンギヤ１２とリングギヤ１３とは、常時噛み合うようになっている。すなわち、スタータ１１は、クランクシャフト７までの伝達経路における各ギヤが常時噛み合っているため、本発明の常時噛合式の始動装置を構成する。

ここで、スタータ１１について詳細に説明する。

図２は、本発明の実施の形態に係るスタータの駆動力伝達機構を示す部分断面図である。また、図３は、本発明の実施の形態に係るスタータの要部を示す部分断面図である。

図２に示すように、スタータ１１の出力軸２６にはピニオンギヤ１２が取り付けられている。ピニオンギヤ１２は、リングギヤ１３の周縁部に形成されたリング状のギヤ部１３ａに常時噛み合わされており、スタータ１１からの駆動力を受けることによりリングギヤ１３を回転させるようになっている。

リングギヤ１３は、クランクシャフト７の後端の外周部分に設けられ、ワンウェイクラッチ２７のインナーレース２８ａおよびベアリング３０を介してクランクシャフト７に取り付けられている。ワンウェイクラッチ２７は、インナーレース２８ａ、伝達要素２９、アウターレース２８ｂによって構成されており、リングギヤ１３を回転させるスタータ１１からの駆動力をクランクシャフト７側に伝達するようになっている。なお、ワンウェイクラッチ２７は、例えば、スプラグ式、ローラ式等のワンウェイクラッチで構成されている。

ワンウェイクラッチ２７のアウターレース２８ｂには、アウターレース支持プレート３１が取り付けられており、このアウターレース支持プレート３１は、クランクシャフト７の後端に取り付けられている。

フライホイール３２は、円盤状に形成されており、アウターレース支持プレート３１とともにクランクシャフト７の後端でボルトによって締結固定され、クランクシャフト７とともに回転するようになっている。これにより、フライホイール３２は、エンジン１の各行程の回転速度差を吸収し、エンジン１の安定した回転動作を確保するようになっている。

すなわち、ワンウェイクラッチ２７、ベアリング３０、アウターレース支持プレート３１、リングギヤ１３、ピニオンギヤ１２によって、スタータ１１の駆動力をクランクシャフト７に伝達する駆動力伝達機構が構成されている。また、ピニオンギヤ１２の歯数とリングギヤ１３の歯数とによって、この駆動力伝達機構の減速比が決定される。

エンジン１を始動する際に、スタータ１１の駆動力によりピニオンギヤ１２を介してリングギヤ１３を回転させると、ワンウェイクラッチ２７が係合状態になって、スタータ１１の駆動力がアウターレース支持プレート３１に伝達される。これにより、クランクシャフト７は、スタータ１１の駆動力によって回転される、すなわちクランキングが行われることになる。

そして、エンジン１が完爆する、すなわちスタータ１１の力を借りることなくエンジン１が自立回転するようになると、クランクシャフト７に連動するアウターレース支持プレート３１の回転速度がリングギヤ１３の回転速度よりも速くなり、ワンウェイクラッチ２７が非係合状態になる。これにより、ワンウェイクラッチ２７は空転することになり、クランクシャフト７の駆動力がスタータ１１側へ伝達されないことになる。

図３に示すように、スタータ１１は、通電を受けて電機子３３に回転力を発生するスタータモータ３４と、このスタータモータ３４の通電回路に設けられる図示しないメイン接点を開閉する電磁リレー３５と、電機子３３の回転を減速して出力軸２６に伝達する減速装置３６と、出力軸２６に支持されるピニオンギヤ１２と、電機子３３がエンジン１の駆動時とは逆方向に回転することを防止する逆転防止用クラッチ３７等によって構成されている。

スタータモータ３４は、磁気回路を形成するヨーク３８の内周に複数の永久磁石３９を周方向等間隔に配置して構成される界磁と、この界磁の内周に回転自在に配置される電機子３３と、この電機子３３に設けられる整流子４０に摺接するブラシ４１等によって構成されている。スタータモータ３４は、電磁リレー３５によってメイン接点が閉制御されると、図示しない車載バッテリから電力の供給を受けて、電機子３３に回転力が発生する。なお、界磁は、永久磁石３９に替えて、界磁コイルを使用することもできる。

電磁リレー３５は、図示しないスタータリレーを介してバッテリから通電される図示しないソレノイドを内蔵し、このソレノイドへの通電によって発生する電磁力を利用してメイン接点を開閉する。

出力軸２６は、電機子軸４２と同軸線上に配置されて、一端側が軸受４３を介してフロントハウジング４４に回転自在に支持され、他端側が減速装置３６を介して電機子軸４２に連結されている。

ピニオンギヤ１２は、出力軸２６の外周にスプライン結合されて、出力軸２６と一体に回転可能に設けられている。

逆転防止用クラッチ３７は、クラッチインナ４５、クラッチアウタ４６、クラッチローラ４７等によって構成されている。エンジン１の駆動時には、クラッチローラ４７が空転してクラッチインナ４５の回転が許容される方向に構成されている。つまり、エンジン１の駆動時には、クラッチインナ４５の回転が許容されることで、電機子３３の回転が減速装置３６を介して出力軸２６に伝達される。

一方、エンジン１の駆動時と逆方向の回転力が電機子３３に伝達されると、クラッチローラ４７がクラッチインナ４５とクラッチアウタ４６との間にロックされて、クラッチインナ４５の回転が規制されることになる。このようにして、逆転防止用クラッチ３７は、電機子３３がエンジン１の駆動時と逆方向に回転することを防止するようになっている。

図１に示すように、エンジンＥＣＵ１４は、ＣＰＵ１５を中心とするマイクロコンピュータとして構成されており、ＣＰＵ１５の他に、処理プログラムなどを記憶するＲＯＭ１６や一時的にデータを記憶するＲＡＭ１７、Ａ／Ｄ変換器等を含む入力インターフェース回路１８および出力インターフェース回路１９を有しており、燃料噴射弁５、点火プラグ６、吸気バルブ９、排気バルブ１０およびスタータ１１等を制御するようになっている。

エンジンＥＣＵ１４には、吸気温センサ２０、負圧センサ２１、バルブ作用角センサ２２およびクランク角センサ２３が接続されている。

吸気温センサ２０は、吸気通路４内に設けられており、吸気通路４内の吸入空気の温度（以下、「吸入空気温度」という。）Ｔを検出し、検出した温度Ｔに応じた信号をエンジンＥＣＵ１４に出力するようになっている。

負圧センサ２１は、吸気通路４内に設けられており、吸気通路４内の負圧Ｐｎを検出し、検出した負圧Ｐｎに応じた信号をエンジンＥＣＵ１４に出力するようになっている。

バルブ作用角センサ２２は、吸気バルブ９の図示しないカムシャフトの近傍に設けられており、吸気バルブ９の作用角（以下、「バルブ作用角」という。）ＶＬを検出し、検出したバルブ作用角ＶＬに応じた信号をエンジンＥＣＵ１４に出力するようになっている。

クランク角センサ２３は、クランクシャフト７の近傍に設けられており、クランクシャフト７の実クランク角ＣＲおよびエンジン１の回転数（以下、「エンジン回転数」という。）ＮＥを検出し、検出した実クランク角ＣＲおよびエンジン回転数ＮＥに応じた信号をエンジンＥＣＵ１４に出力するようになっている。

ＲＯＭ１６には、吸気温センサ２０によって検出された吸入空気温度Ｔ、負圧センサ２１によって検出された負圧Ｐｎおよびバルブ作用角センサ２２によって検出されたバルブ作用角ＶＬと気筒１ａ内に充填された空気量とが対応付けられた空気量特性マップが記憶されている。なお、吸入空気温度Ｔ、負圧Ｐｎおよびバルブ作用角ＶＬと空気量との関係は、例えば、予め実験等を行って得られたものである。なお、負圧Ｐｎが大きい場合、気筒１ａ内に充填される空気量は少なくなる。また、圧縮行程において吸気バルブ９が閉じるタイミングが遅くなると、吸入された空気の一部が、吸気バルブ９から吸気通路４に戻るため、気筒１ａ内に充填される空気量は少なくなる。また、吸入空気温度Ｔが高いと空気密度が低くなるため、気筒１ａ内に充填される空気量は少なくなる。これらの特性が空気量特性マップに反映されている。

また、ＲＯＭ１６には、エンジン１の停止直後における気筒内圧力Ｐ０およびエンジン１が停止してからの経過時間を表すタイマのカウンタ値ｔとエンジン１の停止後における気筒内圧力Ｐｔとが対応付けられた圧力特性マップが記憶されている。なお、気筒内圧力Ｐ０およびタイマのカウンタ値ｔと気筒内圧力Ｐｔとの関係は、例えば、予め実験等を行って得られたものである。

ＲＡＭ１７には、スタータ１１の始動を禁止するか否かを示す始動禁止フラグのオンまたはオフを表す情報が記憶されている。また、ＲＡＭ１７には、エンジン１が作動しているか否かを示すエンジン状態フラグのオンまたはオフを表す情報およびエンジン状態フラグの履歴を表すエンジン状態履歴情報が記憶されている。さらに、ＲＡＭ１７には、始動禁止フラグのオンまたはオフを決定するための予め定められた値Ｐｘが記憶されている。

以下、本発明の実施の形態に係るＣＰＵ１５の特徴的な構成について説明する。

ＣＰＵ１５は、エンジン１の停止後における気筒内圧力Ｐｔを推定するようになっている。具体的には、ＣＰＵ１５は、ＲＯＭ１６に記憶されている空気量特性マップを参照して、吸気温センサ２０によって検出された吸入空気温度Ｔ、負圧センサ２１によって検出された負圧Ｐｎおよびバルブ作用角センサ２２によって検出されたバルブ作用角ＶＬに基づいて、気筒１ａ内に充填された空気量を推定する。ＣＰＵ１５は、吸気バルブ９を閉じるための信号を出力したときとエンジン１の停止直後とにおいてクランク角センサ２３によって検出された実クランク角ＣＲに基づいて、吸気バルブ９を閉じるための信号を出力したときとエンジン１の停止直後とにおける気筒１ａ内に充填された空気の体積比を算出する。ＣＰＵ１５は、推定した空気量および算出した体積比に基づいて、エンジン１の停止直後における気筒内圧力Ｐ０を推定する。ＣＰＵ１５は、ＲＯＭ１６に記憶されている圧力特性マップを参照して、推定した気筒内圧力Ｐ０およびタイマのカウンタ値ｔに基づいて、エンジン１の停止後における気筒内圧力Ｐｔを推定するようになっている。すなわち、ＣＰＵ１５は、本発明の推定手段を構成する。

また、ＣＰＵ１５は、推定した気筒内圧力Ｐｔが予め定められた値Ｐｘより大きいか否かを判定するようになっている。すなわち、ＣＰＵ１５は、本発明の判定手段を構成する。

また、ＣＰＵ１５は、気筒内圧力Ｐｔが予め定められた値Ｐｘより大きいと判定した場合、スタータ１１によるエンジン１の始動を禁止するようになっている。すなわち、ＣＰＵ１５は、本発明の禁止手段を構成する。

次に、動作について説明する。

図４は、本発明の実施の形態に係るＣＰＵの動作を示すフロー図である。以下に説明する処理は、予めＲＯＭ１６に記憶されているプログラムによって実現される。

図４に示すように、まず、ＣＰＵ１５は、エンジン１が停止したか否かを判定する（ステップＳ１）。例えば、ＣＰＵ１５は、クランク角センサ２３によって検出されたエンジン回転数ＮＥが０以下であるか否かを判定する。ＣＰＵ１５は、エンジン回転数ＮＥが０以下である場合、エンジン１が停止したと判定し、エンジン回転数ＮＥが０以下でない場合には、エンジン１が停止していないと判定する。ここで、ＣＰＵ１５は、エンジン１が停止していないと判定した場合（ステップＳ１でＮＯの場合）、エンジン状態フラグをオンにし、ステップＳ８に移行する。

一方、ＣＰＵ１５は、エンジン１が停止したと判定した場合（ステップＳ１でＹＥＳの場合）には、エンジン状態フラグをオフにし、エンジン１が回転中から停止となったか否かを判定する（ステップＳ２）。例えば、ＣＰＵ１５は、エンジン状態履歴情報を参照し、前回のエンジン状態フラグがオンであり、かつ、今回のエンジン状態フラグがオフであるか否かを判定する。そして、ＣＰＵ１５は、前回のエンジン状態フラグがオンであり、かつ、今回のエンジン状態フラグがオフであると判定した場合、エンジン１が回転中から停止となったと判定し、それ以外の場合には、エンジン１が回転中から停止となっていないと判定する。

ここで、ＣＰＵ１５は、エンジン１が回転中から停止となっていないと判定した場合（ステップＳ２でＮＯの場合）、ステップＳ４に移行する。

一方、ＣＰＵ１５は、エンジン１が回転中から停止となったと判定した場合（ステップＳ２でＹＥＳの場合）には、タイマをスタートさせ、エンジン１の停止直後における気筒内圧力Ｐ０を推定する（ステップＳ３）。

例えば、ＣＰＵ１５は、ＲＯＭ１６に記憶されている空気量特性マップを参照して、吸気温センサ２０によって検出された吸入空気温度Ｔ、負圧センサ２１によって検出された吸気通路４内の負圧Ｐｎおよびバルブ作用角センサ２２によって検出されたバルブ作用角ＶＬに基づいて、気筒１ａ内に充填された空気量を推定する。ＣＰＵ１５は、吸気バルブ９を閉じるための信号を出力したときとエンジン１の停止直後とにおける気筒１ａ内に充填された空気の体積比を算出する。そして、ＣＰＵ１５は、推定した空気量および算出した体積比に基づいて、エンジン１の停止時における気筒内圧力Ｐ０を推定する。

次に、ＣＰＵ１５は、気筒内圧力Ｐｔを推定する（ステップＳ４）。例えば、ＣＰＵ１５は、ＲＯＭ１６に記憶されている圧力特性マップを参照して、ステップＳ３で推定された気筒内圧力Ｐ０およびタイマのカウンタ値ｔに基づいて、気筒内圧力Ｐｔを推定する。

次に、ＣＰＵ１５は、ステップＳ４で推定された気筒内圧力Ｐｔが予め定められた値Ｐｘより大きいか否かを判定する（ステップＳ５）。ここで、ＣＰＵ１５は、気筒内圧力ＰｔがＰｘより大きいと判定した場合（ステップＳ５でＹＥＳの場合）、始動禁止フラグをオンにして（ステップＳ６）、ステップＳ８に移行する。

一方、ＣＰＵ１５は、気筒内圧力ＰｔがＰｘ以下であると判定した場合（ステップＳ５でＮＯの場合）、すなわち、ピストン２とシリンダの間や吸気バルブ９、排気バルブ１０等から圧力が逃げていくことにより気筒内圧力Ｐｔが小さくなった場合には、始動禁止フラグをオフにして（ステップＳ７）、ステップＳ８に移行する。

次に、ＣＰＵ１５は、エンジン１の始動要求が有るか否かを判定する（ステップＳ８）。例えば、ＣＰＵ１５は、イグニッションキーが所定の始動位置に回されたか否かを判定することにより、エンジン１の始動要求が有るか否かを判定する。ここで、ＣＰＵ１５は、エンジン１の始動要求がないと判定した場合（ステップＳ８でＮＯの場合）、スタータ１１を停止させて（ステップＳ９）、処理を終了する。例えば、ＣＰＵ１５は、スタータ１１の駆動を停止するための停止信号をスタータ１１に出力する。

一方、ＣＰＵ１５は、エンジン１の始動要求が有ると判定した場合（ステップＳ８でＹＥＳの場合）には、始動禁止フラグがオフか否かを判定する（ステップＳ１０）。ここで、ＣＰＵ１５は、始動禁止フラグがオンであると判定した場合（ステップＳ１０でＮＯの場合）、ステップＳ９に移行する。

一方、ＣＰＵ１５は、始動禁止フラグがオフであると判定した場合（ステップＳ１０でＹＥＳの場合）には、スタータ１１を駆動させて（ステップＳ１１）、処理を終了する。例えば、ＣＰＵ１５は、スタータ１１を駆動させるための駆動信号をスタータ１１に出力する。

次に、ワンウェイクラッチ２７に入力されるトルクの経時変化について説明する。

図５は、従来のワンウェイクラッチに入力されるトルクの経時変化を示す図である。図６は、本発明の実施の形態に係るワンウェイクラッチに入力されるトルクの経時変化を示す図である。

従来の内燃機関の始動制御装置においては、図５に示すように、スタータの始動について制限はないため、圧縮反力が大きい場合であっても、スタータを始動させることができることになる。したがって、エンジンの停止直後にスタータを始動させた場合には、ワンウェイクラッチに大きな圧縮反力のトルクとスタータの駆動トルクとが重複して入力されることになるため、ワンウェイクラッチに過大なトルクが入力されてしまう可能性があった。

一方、本実施の形態のＣＰＵ１５においては、図６に示すように、気筒内圧力Ｐｔに比例する圧縮反力が小さくなるまでスタータ１１の始動を禁止している。したがって、ワンウェイクラッチ２７に大きな圧縮反力のトルクとスタータの駆動トルクとが重複して入力されて過大なトルクがワンウェイクラッチ２７に入力されることを防止することができる。なお、エンジン１が停止してから圧縮反力が小さくなるまでの時間は１００〜２００ｍｓ程度であるため、スタータ１１の始動を禁止することによる始動のもたつき感を生じることはない。

以上のように、本実施の形態に係るＣＰＵ１５によれば、エンジン１の停止後における気筒内圧力Ｐｔが大きい場合に、スタータ１１によるエンジン１の始動を禁止するため、気筒内圧力Ｐｔに比例して大きくなる圧縮反力によるトルクとスタータ１１の駆動トルクとが重複して過大なトルクがワンウェイクラッチ２７に作用することを防止できる。したがって、ワンウェイクラッチ２７を大型化させることなく、スタータ１１の電機子３３が逆方向に回転することを防止できる。

また、本実施の形態に係るＣＰＵ１５によれば、エンジン１の停止後における気筒内圧力Ｐｔを簡易な方法で推定することができる。

さらに、本実施の形態に係るＣＰＵ１５によれば、気筒１ａ内の圧力を検出するセンサを設けることなく、エンジン１の停止後における気筒内圧力Ｐｔを推定することができる。

なお、本実施の形態においては、ステップＳ５において、ＣＰＵ１５は、ステップＳ４で推定された気筒内圧力Ｐｔが予め定められた値Ｐｘより大きいか否かを判定するようにしているが、これに限らず、図示しない圧力センサによって検出された気筒内圧力が予め定められた値Ｐｘより大きいか否かを判定するようにしてもよい。

また、本実施の形態においては、ＣＰＵ１５は、気筒内圧力Ｐｔが予め定められた値Ｐｘより大きい場合に、始動禁止フラグをオンにし、そうでない場合には、始動禁止フラグをオフにしているが、これに限られず、ワンウェイクラッチ２７に作用する圧縮反力のトルクが予め定められた値より大きい場合に、始動禁止フラグをオンにし、そうでない場合には、始動禁止フラグをオフにするようにしてもよい。

この場合、ワンウェイクラッチ２７に作用する圧縮反力のトルクは、ＣＰＵ１５が、燃焼室３内に設けられた図示しない圧力センサによって直接検出された気筒１ａ内の圧力Ｐに基づいて推定するようにしてもよく、クランクシャフト７の近傍に設けられた図示しないトルクセンサによって検出されたクランクシャフト７のトルクに基づいて推定するようにしてもよい。

以上、説明したように、本発明は、一方向クラッチを大型化させることなく、始動装置の電機子が逆方向に回転することを防止できるという効果を有するものであり、始動用電動機の駆動力を一方向クラッチを介して内燃機関のクランク軸に伝達する常時噛合式の始動装置を制御する内燃機関の始動制御装置に有用である。

本発明の実施の形態に係るエンジンおよびその制御装置を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態に係るスタータの駆動力伝達機構を示す部分断面図である。 本発明の実施の形態に係るスタータの要部を示す部分断面図である。 本発明の実施の形態に係るＣＰＵの動作を示すフロー図である。 従来のワンウェイクラッチに入力されるトルクの経時変化を示す図である。 本発明の実施の形態に係るワンウェイクラッチに入力されるトルクの経時変化を示す図である。

符号の説明

１ エンジン
１１ スタータ
１４ エンジンＥＣＵ
１５ ＣＰＵ（推定手段、判定手段、禁止手段）
２０ 吸気温センサ
２１ 負圧センサ
２２ バルブ作用角センサ
２３ クランク角センサ
２７ ワンウェイクラッチ

Claims (3)

1. 始動用電動機により電機子に発生させた駆動力を一方向クラッチを介して内燃機関のクランク軸に伝達するとともに、前記電機子の逆回転を防止する機能を備えた常時噛合式の始動装置を制御する内燃機関の始動制御装置であって、
   前記内燃機関の停止後における気筒内の圧力を推定する推定手段と、
   前記推定手段により推定された気筒内の圧力が予め定められた値より大きいか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記気筒内の圧力が予め定められた値より大きいと判定された場合、前記始動装置による内燃機関の始動を禁止する禁止手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
2. 前記推定手段が、前記内燃機関の停止直後における気筒内の圧力および前記内燃機関が停止してからの経過時間に基づいて、前記内燃機関の停止後における気筒内の圧力を推定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の始動制御装置。
3. 前記推定手段が、前記気筒内に吸入される空気の温度、前記気筒内に空気を吸入するための吸気通路内の負圧および前記気筒内と前記吸気通路との間を開閉する吸入バルブの作用角に基づいて、前記気筒内に充填された空気量を推定し、推定した空気量および前記吸気バルブが閉じられたときと前記内燃機関の停止直後とにおける前記気筒内に充填された空気の体積比に基づいて、前記内燃機関の停止直後における気筒内の圧力を推定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の始動制御装置。

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