(57)【要約】【課題】移動用スイッチ手段及びモータ用スイッチ手段をそれぞれ独立に設けたものにおいて、モータ用スイッチ手段に対する制御性向上を図ったスタータ制御装置を提供する。【解決手段】ピニオンギヤ１３を非連結位置から連結位置へ移動させるソレノイド１４（移動用アクチュエータ）と、ピニオンギヤ１３を回転駆動させるスタータモータ１１と、を備えるエンジンのスタータ１０に適用されることを前提とする。そして、ソレノイド１４への通電オンオフを切り替えるＡ駆動リレー３１（移動用スイッチ手段）、及びスタータモータ１１への通電オンオフを切り替えるモータ用スイッチ手段１２、３２をそれぞれ独立して備え、モータ用スイッチ手段３１、３２を、スタータモータ１１への通電オンオフを切り替えるリレースイッチ１２（第１リレー）、及びリレースイッチ１２の作動を制御するＢ駆動リレー３２（第２リレー）の２段で構成する。【選択図】      図１
2010270674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトに連動するリングギヤに噛み合う連結位置と非連結位置とに移動可能なピニオンギヤと、電力の供給によって前記ピニオンギヤを前記非連結位置から前記連結位置へ移動させる移動用アクチュエータと、電力の供給によって前記ピニオンギヤを回転駆動させるスタータモータと、を備える内燃機関のスタータに適用され、
前記移動用アクチュエータへの通電オンオフを切り替える移動用スイッチ手段、及び前記スタータモータへの通電オンオフを切り替えるモータ用スイッチ手段をそれぞれ独立して備え、
前記モータ用スイッチ手段は、前記スタータモータへの通電オンオフを切り替える第１リレー、及び前記第１リレーの作動を制御する第２リレーを有して構成されていることを特徴とするスタータ制御装置。
【請求項２】
前記第２リレーに半導体リレーを用いたことを特徴とする請求項１に記載のスタータ制御装置。
【請求項３】
電子制御装置により駆動制御され、前記第２リレーへ通電指令電流を供給するドライバ回路を備え、
前記電子制御装置は、前記スタータモータへ電力供給するバッテリを駆動源として作動するものであり、
前記バッテリの電力を蓄電しておき、前記バッテリの電圧が瞬時的に所定値以下に低下した時に、前記通電指令電流として用いる電力を前記ドライバ回路へ供給する電力供給回路を備えることを特徴とする請求項２に記載のスタータ制御装置。
【請求項４】
電子制御装置により駆動制御され、前記第２リレーへ通電指令電流を供給するドライバ回路を備え、
前記電子制御装置は、前記スタータモータへ電力供給するバッテリを駆動源として作動するものであり、
前記バッテリの電圧を昇圧して、前記通電指令電流として用いる電力を前記ドライバ回路へ供給する電力供給回路を備えることを特徴とする請求項２に記載のスタータ制御装置。
【請求項５】
前記移動用スイッチ手段及び前記モータ用スイッチ手段の作動を制御するマイクロコンピュータを有した電子制御装置を備え、
前記電力供給回路には、前記電子制御装置に設けられている前記マイクロコンピュータ用の電力供給回路が用いられていることを特徴とする請求項３又は４に記載のスタータ制御装置。
【請求項６】
前記モータ用スイッチ手段は、前記第２リレーに並列して前記第１リレーの作動を制御する第３リレーを有し、
前記第３リレーに機械式リレーを用いたことを特徴とする請求項２又は３に記載のスタータ制御装置。
【請求項７】
自動停止要求が発生したときに前記内燃機関を自動停止させ、自動始動要求が発生したときに前記内燃機関を自動始動させるアイドルストップシステムを備えた車両に適用され、
運転者が始動操作することによる前記内燃機関の始動時には、前記第３リレーを作動させることにより前記スタータモータへ通電させ、前記自動始動時には、前記第２リレーを作動させることにより前記スタータモータへ通電させることを特徴とする請求項６に記載のスタータ制御装置。
【請求項８】
前記内燃機関の温度が所定温度以下である低温時には、前記第３リレーを作動させることにより前記スタータモータへ通電させ、所定温度以上である高温時には、前記第２リレーを作動させることにより前記スタータモータへ通電させることを特徴とする請求項６に記載のスタータ制御装置。
【請求項９】
前記ピニオンギヤの移動位置とは無関係に、前記モータ用スイッチ手段による前記スタータモータへの通電オンオフが切り替え可能に構成され、
前記スタータモータの駆動状態とは無関係に、前記移動用スイッチ手段による前記移動用アクチュエータへの通電オンオフが切り替え可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のスタータ制御装置。
【請求項１０】
前記移動用スイッチ手段は、前記移動用アクチュエータへの通電オンオフを切り替える第４リレーを有して構成され、
前記第４リレーに半導体リレーを用いたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載のスタータ制御装置。
【請求項１１】
前記移動用スイッチ手段は、前記第４リレーに並列して、前記移動用アクチュエータへの通電オンオフを切り替える第５リレーを有して構成され、
前記第５リレーに機械式リレーを用いたことを特徴とする請求項１０に記載のスタータ制御装置。
【請求項１２】
自動停止要求が発生したときに前記内燃機関を自動停止させ、自動始動要求が発生したときに前記内燃機関を自動始動させるアイドルストップシステムを備えた車両に適用され、
運転者が始動操作することによる前記内燃機関の始動時には、前記第５リレーを作動させることにより前記移動用アクチュエータへ通電させ、前記自動始動時には、前記第４リレーを作動させることにより前記移動用アクチュエータへ通電させることを特徴とする請求項１１に記載のスタータ制御装置。
【請求項１３】
前記内燃機関の温度が所定温度以下である低温時には、前記第５リレーを作動させることにより前記移動用アクチュエータへ通電させ、所定温度以上である高温時には、前記第４リレーを作動させることにより前記移動用アクチュエータへ通電させることを特徴とする請求項１１に記載のスタータ制御装置。
【請求項１４】
自動停止要求が発生したときに前記内燃機関を自動停止させ、自動始動要求が発生したときに前記内燃機関を自動始動させるアイドルストップシステムを備えた車両に適用されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載のスタータ制御装置。
【請求項１５】
前記スタータモータへ通電させる前に前記移動用アクチュエータへ通電させておくことで、前記ピニオンギヤを回転駆動させるに先立ち前記ピニオンギヤを前記連結位置へ移動して待機させておくよう、前記移動用スイッチ手段及び前記モータ用スイッチ手段の作動を制御するプリセット制御手段を備えることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載のスタータ制御装置。
【請求項１６】
前記移動用アクチュエータは、一端が前記スタータモータの高電位側に接続されたソレノイドコイルを有して構成されるとともに、前記ソレノイドコイルの中間部位に電力供給されるよう構成され、
前記移動用スイッチ手段とともに前記モータ用スイッチ手段を通電オン作動させている時には、前記ソレノイドコイルの一端と前記中間部位とは同電位となるよう構成されていることを特徴とする請求項１５に記載のスタータ制御装置。
【請求項１７】
前記移動用アクチュエータへ通電させる前に前記スタータモータへ通電させておくことで、前記ピニオンギヤを前記連結位置へ移動させるに先立ち前記ピニオンギヤを予め回転駆動させておくよう、前記移動用スイッチ手段及び前記モータ用スイッチ手段の作動を制御する先回し制御手段を備えることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１つに記載のスタータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のスタータの駆動を制御する、スタータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を始動させるための一般的なスタータは、クランクシャフトに連動するリングギヤに噛み合う連結位置と非連結位置とに移動可能なピニオンギヤと、電力の供給によってピニオンギヤを非連結位置から連結位置へ移動させる移動用アクチュエータと、電力の供給によってピニオンギヤを回転駆動させるスタータモータと、を備えて構成されている。
【０００３】
ところで、停止状態にある内燃機関を即座に始動させることが近年では要求されており、特にアイドルストップシステム車両においてはこの要求が強い。そこで近年では、スタータの駆動を制御するにあたり以下に説明する「プリセット制御」や「先回し制御」を行うことが提案されている。
【０００４】
プリセット制御は主に、内燃機関が停止している時に始動指令が為された場合を想定した制御であり、内燃機関の始動指令が為される前にピニオンギヤを連結位置へ予め移動して待機させておく。そして、始動指令が為された時にはピニオンギヤを回転駆動させるだけで済むようにすることで、始動指令後に連結位置へ移動させる場合に比べて内燃機関を即座に始動できる。
【０００５】
先回し制御は主に、内燃機関の停止作動中（クランクシャフトの回転速度ＮＥが低下している最中）に、運転者の意思が停止から始動に変更して始動指令が為された場合における制御であり、回転速度ＮＥがゼロになる前にピニオンギヤを回転駆動させ、その後、回転している状態のリングギヤに対してピニオンギヤを連結位置へ移動して噛み合わせる。これにより、始動指令が為された後に回転速度ＮＥがゼロになるのを待ってピニオンギヤを噛み合わせる場合に比べて、内燃機関を即座に始動できる。
【０００６】
このようなプリセット制御及び先回し制御を実現させるためには、ピニオンギヤを連結位置へ移動させる作動と回転駆動とを独立して制御できることが要求される。そこで特許文献１、２記載のスタータ制御装置では、移動用アクチュエータへの通電オンオフを切り替える移動用ＭＯＳ（移動用スイッチ手段）と、スタータモータへの通電オンオフを切り替えるモータ用ＭＯＳ（モータ用スイッチ手段）とを、それぞれ独立して設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００８−５１００９９号公報
【特許文献２】特表２００９−５００５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、スタータモータへの供給電力は移動用アクチュエータへの供給電力に比べて大きいので、上述の如く独立して備えられたモータ用ＭＯＳには大電流に対応したものが要求される。そのため、モータ用ＭＯＳのオン状態を維持させるのに必要となるゲート電流値が高くなるので、マイコン等の電子制御回路ではモータ用ＭＯＳの作動を直接制御することができなくなる等、モータ用ＭＯＳに対する制御性が悪くなる。
【０００９】
なお、ＭＯＳに替えて機械式の電磁スイッチをモータ用スイッチ手段とした場合であっても、電磁スイッチのオン状態を維持させるのに必要となる励磁電流値が高くなるため、ＭＯＳの場合と同様にして制御性が悪くなる。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、移動用スイッチ手段及びモータ用スイッチ手段をそれぞれ独立に設けたものにおいて、モータ用スイッチ手段に対する制御性向上を図ったスタータ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【００１２】
請求項１記載の発明は、ピニオンギヤを非連結位置から連結位置へ移動させる移動用アクチュエータと、ピニオンギヤを回転駆動させるスタータモータと、を備える内燃機関のスタータに適用されることを前提とする。そして、移動用アクチュエータへの通電オンオフを切り替える移動用スイッチ手段、及びスタータモータへの通電オンオフを切り替えるモータ用スイッチ手段をそれぞれ独立して備え、モータ用スイッチ手段は、スタータモータへの通電オンオフを切り替える第１リレー、及び第１リレーの作動を制御する第２リレーを有して構成されていることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、モータ用スイッチ手段を第１リレー及び第２リレーの２段階で構成するので、第２リレーにより通電オンオフされる電力を、スタータモータへの供給電力よりも小さくできる。よって、第２リレーのオン状態を維持させるのに必要となる電流値が低くできるので、例えばマイコン等の電子制御回路により第２リレーの作動を直接制御する等、モータ用スイッチ手段に対する制御性を向上できる。
【００１４】
請求項２記載の発明では、前記第２リレーに半導体リレーを用いたことを特徴とする。
【００１５】
ここで、プリセット制御及び先回し制御等を実現させるべく、ピニオンギヤの移動作動と回転駆動とを独立して制御する場合には、スタータモータ回転駆動の開始タイミングを高精度で制御することを要する。そこで、上記発明の如く第２リレーに半導体リレーを用いれば、機械式の電磁スイッチを用いる場合に比べて第２リレー（モータ用スイッチ手段）の作動時間を短くして応答速度を速くできる。しかも、第２リレーの作動時間のばらつきも少なくなる。よって、スタータモータ回転駆動の開始タイミングを高精度で制御できる。
【００１６】
一般的に、リレーをオフ作動させた直後にオン作動させるようリレーに通電指令電流を供給した場合（瞬時オフさせた場合）には、通電指令電流の供給から実際にオン作動を開始するまでの時間（瞬オフ復帰時間）を要する。そして、この瞬オフ時間は電磁スイッチに比べて半導体スイッチのほうが短い。そのため、第２リレーに半導体リレーを用いた上記発明によれば、瞬時オフさせた場合における第２リレー（モータ用スイッチ手段）の瞬オフ復帰時間を短くできるので、瞬時オフさせた場合におけるスタータモータ回転駆動の復帰開始を早くできる。
【００１７】
また、上記発明の如く第２リレーに半導体リレーを用いることで、機械式の電磁スイッチを用いる場合に比べて第２リレーの耐久性を向上できる。特に、アイドルストップシステムを備えた車両に適用されたスタータの場合には、スタータを頻繁に使用することになるので上記耐久性向上の効果が好適に発揮される。
【００１８】
請求項３記載の発明では、電子制御装置により駆動制御され、前記第２リレーへ通電指令電流を供給するドライバ回路を備え、前記電子制御装置は、前記スタータモータへ電力供給するバッテリを駆動源として作動するものであり、前記バッテリの電力を蓄電しておき、前記バッテリの電圧が瞬時的に所定値以下に低下した時に、前記通電指令電流として用いる電力を前記ドライバ回路へ供給する電力供給回路（瞬断用回路）を備えることを特徴とする。
【００１９】
ここで、第２リレーに半導体リレーを用いた場合には、機械式リレーを用いる場合にはなかった以下の懸念が生じる。すなわち、第２リレーへ通電指令電流を供給して第２リレーを通電オン状態にするにあたり、その通電オン状態に維持させるために必要となる通電指令電流の値は、機械式リレーに比べて半導体リレーの方が高くなる。すると、スタータモータの電力供給開始時点における突入電流によるバッテリ電圧低下時には、半導体リレーの場合には通電オン状態を維持できなくなることが懸念される。特に冷間時にはバッテリ電圧が低下するため、前記懸念が顕著となる。
【００２０】
この懸念に対し上記発明では、バッテリの電圧が瞬時的に所定値以下に低下した時に、第２リレーへの通電指令電流として用いる電力をドライバ回路へ供給する電力供給回路（瞬断用回路）を備えるので、第２リレーに半導体リレーを用いたことによる上記懸念を解消できる。
【００２１】
請求項４記載の発明では、電子制御装置により駆動制御され、前記第２リレーへ通電指令電流を供給するドライバ回路を備え、前記電子制御装置は、前記スタータモータへ電力供給するバッテリを駆動源として作動するものであり、前記バッテリの電圧を昇圧して、前記通電指令電流として用いる電力を前記ドライバ回路へ供給する電力供給回路（昇圧回路）を備えることを特徴とする。
【００２２】
上記発明では、先述した「通電オン状態を維持できなくなる」との懸念に対し、バッテリの電圧を昇圧して通電指令電流として用いる電力をドライバ回路へ供給する電力供給回路（昇圧回路）を備えるので、第２リレーに半導体リレーを用いたことによる上記懸念を解消できる。
【００２３】
請求項５記載の発明では、前記移動用スイッチ手段及び前記モータ用スイッチ手段の作動を制御するマイクロコンピュータを有した電子制御装置を備え、前記電力供給回路には、前記電子制御装置に設けられている前記マイクロコンピュータ用の電力供給回路が用いられていることを特徴とする。
【００２４】
これによれば、マイクロコンピュータ用に備えられた既存の電力供給回路を、第２リレーへの通電指令電流用の電力供給回路（瞬断用回路、昇圧回路）として利用するので、新規に電力供給回路を設ける場合に比べて部品点数削減を図ることができる。
【００２５】
ちなみに、スタータモータ始動による突入電力でバッテリ電圧が低下すると、車両に搭載されたナビゲーション装置やオーディオ装置等の作動がリセットされることが懸念される。そこで、これらの装置にも電力供給回路が設けられている場合があり、この場合には、その電力供給回路を第２リレーへの通電指令電流用の電力供給回路（瞬断用回路、昇圧回路）として利用してもよい。
【００２６】
請求項６記載の発明では、前記モータ用スイッチ手段は、前記第２リレーに並列して前記第１リレーの作動を制御する第３リレーを有し、前記第３リレーに機械式リレーを用いたことを特徴とする。
【００２７】
これによれば、先述した「通電オン状態を維持できなくなる」との懸念が高い状況下においては第３リレー（機械式リレー）を使用し、前記懸念が低い状況下においては第２リレー（半導体リレー）を使用することができるので、前記懸念を解消しつつも半導体リレーを用いることによる先述した各種効果を享受できる。また、上述の電力供給回路（瞬断用回路、昇圧回路）を不要にできる。
【００２８】
請求項７記載の発明では、アイドルストップシステムを備えた車両に適用され、運転者が始動操作することによる前記内燃機関の始動時には、前記第３リレーを作動させることにより前記スタータモータへ通電させ、前記自動始動時には、前記第２リレーを作動させることにより前記スタータモータへ通電させることを特徴とする。
【００２９】
ここで、先述した「通電オン状態を維持できなくなる」との懸念は、アイドルストップによる自動始動時に比べて内燃機関の初回始動時（つまり運転者が始動操作する時）の方が高くなる。このことは、初回始動時の内燃機関の温度が自動始動時よりも低くなっていることによるものであり、冷間始動時には内燃機関のフリクションが大きいのでスタータモータへの負荷が大きくなり、その結果、スタータモータ始動時の突入電流が大きくなり、ひいてはバッテリ電圧が所定値以下に低下するとの懸念が高くなる。これに対し自動始動時には初回始動時に比べて内燃機関の温度が上昇しているため、スタータモータへの負荷が小さく前記懸念が低い。
【００３０】
この点を鑑みた上記発明によれば、「通電オン状態を維持できなくなる」との懸念が高い初回始動時においては第３リレー（機械式リレー）を使用し、前記懸念が低い自動始動時においては第２リレー（半導体リレー）を使用することができるので、前記懸念を解消しつつも半導体リレーを用いることによる先述した各種効果を享受できる。
【００３１】
請求項８記載の発明では、前記内燃機関の温度が所定温度以下である低温時には、前記第３リレーを作動させることにより前記スタータモータへ通電させ、所定温度以上である高温時には、前記第２リレーを作動させることにより前記スタータモータへ通電させることを特徴とする。
【００３２】
内燃機関の低温時には内燃機関のフリクションが大きいのでスタータモータへの負荷が大きくなり、その結果、スタータモータ始動時の突入電流が大きくなり、ひいてはバッテリ電圧が所定値以下に低下するとの懸念が高くなる。これに対し内燃機関の高温時にはスタータモータへの負荷が小さく前記懸念が低い。
【００３３】
この点を鑑みた上記発明によれば、「通電オン状態を維持できなくなる」との懸念が高い低温時においては第３リレー（機械式リレー）を使用し、前記懸念が低い高温時においては第２リレー（半導体リレー）を使用することができるので、前記懸念を解消しつつも半導体リレーを用いることによる先述した各種効果を享受できる。
【００３４】
請求項９記載の発明では、前記ピニオンギヤの移動位置とは無関係に、前記モータ用スイッチ手段による前記スタータモータへの通電オンオフが切り替え可能に構成され、前記スタータモータの駆動状態とは無関係に、前記移動用スイッチ手段による前記移動用アクチュエータへの通電オンオフが切り替え可能に構成されていることを特徴とする。
【００３５】
ここで、上記特許文献１，２記載の発明では、移動用ＭＯＳ（移動用スイッチ手段）とモータ用ＭＯＳ（モータ用スイッチ手段）とをそれぞれ独立して設けているものの、以下に説明するように移動用アクチュエータとスタータモータとを完全には独立制御できない構成である。
【００３６】
すなわち、特許文献１の場合には、移動用ＭＯＳをオンさせてピニオンギヤを連結位置へ移動させない限り、モータ用ＭＯＳをオンさせてもスタータモータを駆動させることができない構成である。そのため、先述したプリセット制御は実施できるものの、先回し制御は実施できない。また、特許文献２の場合には、モータ用ＭＯＳをオンさせてもスタータモータを駆動させない限り、移動用ＭＯＳをオンさせてもピニオンギヤを連結位置へ移動させることができない構成である。そのため、先述した先回し制御は実施できるものの、プリセット制御は実施できない。
【００３７】
これに対し上記請求項９記載の発明では、ピニオンギヤの移動位置とは無関係にスタータモータへの通電オンオフが切り替え可能に構成され、スタータモータの駆動状態とは無関係に移動用アクチュエータへの通電オンオフが切り替え可能に構成されているので、移動用アクチュエータとスタータモータとを完全に独立制御できる。よって、移動用アクチュエータ及びスタータモータの制御自由度を向上でき、例えばプリセット制御及び先回し制御のいずれであっても実施できる。
【００３８】
具体的には、請求項１５記載の如くプリセット制御手段を備えたスタータ制御装置や、請求項１７記載の如く先回し制御手段を備えたスタータ制御装置に、上述した各発明を適用させることが望ましい。
【００３９】
請求項１０記載の発明では、前記移動用スイッチ手段は、前記移動用アクチュエータへの通電オンオフを切り替える第４リレーを有して構成され、前記第４リレーに半導体リレーを用いたことを特徴とする。
【００４０】
ここで、プリセット制御及び先回し制御等を実現させるべく、ピニオンギヤの移動作動と回転駆動とを独立して制御する場合には、ピニオンギヤをリングギヤに噛み合わせるべく連結位置へ移動させるタイミングを、高精度で制御することを要する。そこで、上記発明の如く移動用スイッチ手段に半導体リレーを用いれば、機械式の電磁スイッチを用いる場合に比べて移動用スイッチ手段の作動時間を短くして応答速度を速くできる。しかも、移動用スイッチ手段の作動時間のばらつきも少なくなる。よって、連結位置への移動タイミングを高精度で制御できる。
【００４１】
また、先述した通り、瞬時オフさせた場合における瞬オフ復帰時間は電磁スイッチに比べて半導体スイッチのほうが短い。そのため、移動用スイッチ手段を構成する第４リレーに半導体リレーを用いた上記発明によれば、瞬時オフさせた場合における移動用スイッチ手段の瞬オフ復帰時間を短くできるので、瞬時オフさせた場合におけるピニオンギヤの移動開始タイミングを早くできる。
【００４２】
また、上記発明の如く移動用スイッチ手段の第４リレーに半導体リレーを用いることで、機械式の電磁スイッチを用いる場合に比べて移動用スイッチ手段の耐久性を向上できる。特に、アイドルストップシステムを備えた車両に適用されたスタータの場合には、スタータを頻繁に使用することになるので上記耐久性向上の効果が好適に発揮される。
【００４３】
請求項１１記載の発明では、前記移動用スイッチ手段は、前記第４リレーに並列して、前記移動用アクチュエータへの通電オンオフを切り替える第５リレーを有して構成され、前記第５リレーに機械式リレーを用いたことを特徴とする。
【００４４】
これによれば、先述した「通電オン状態を維持できなくなる」との懸念が高い状況下においては第５リレー（機械式リレー）を使用し、前記懸念が低い状況下においては第４リレー（半導体リレー）を使用することができるので、前記懸念を解消しつつも半導体リレーを用いることによる先述した各種効果を享受できる。
【００４５】
請求項１２記載の発明では、アイドルストップシステムを備えた車両に適用され、運転者が始動操作することによる前記内燃機関の始動時には、前記第５リレーを作動させることにより前記移動用アクチュエータへ通電させ、前記自動始動時には、前記第４リレーを作動させることにより前記移動用アクチュエータへ通電させることを特徴とする。
【００４６】
先述した通り、「通電オン状態を維持できなくなる」との懸念は、アイドルストップによる自動始動時に比べて内燃機関の初回始動時（つまり運転者が始動操作する時）の方が高くなる。この点を鑑みた上記発明によれば、「通電オン状態を維持できなくなる」との懸念が高い初回始動時においては第５リレー（機械式リレー）を使用し、前記懸念が低い自動始動時においては第４リレー（半導体リレー）を使用することができるので、前記懸念を解消しつつも半導体リレーを用いることによる先述した各種効果を享受できる。
【００４７】
請求項１３記載の発明では、前記内燃機関の温度が所定温度以下である低温時には、前記第５リレーを作動させることにより前記移動用アクチュエータへ通電させ、所定温度以上である高温時には、前記第４リレーを作動させることにより前記移動用アクチュエータへ通電させることを特徴とする。
【００４８】
先述したとおり、内燃機関の低温時にはバッテリ電圧が所定値以下に低下するとの懸念が高くなり、内燃機関の高温時には前記懸念が低い。この点を鑑みた上記発明によれば、「通電オン状態を維持できなくなる」との懸念が高い低温時においては第５リレー（機械式リレー）を使用し、前記懸念が低い高温時においては第４リレー（半導体リレー）を使用することができるので、前記懸念を解消しつつも半導体リレーを用いることによる先述した各種効果を享受できる。
【００４９】
請求項１４記載の発明では、自動停止要求が発生したときに前記内燃機関を自動停止させ、自動始動要求が発生したときに前記内燃機関を自動始動させるアイドルストップシステムを備えた車両に適用されることを特徴とする。
【００５０】
ところで、内燃機関を即座に始動させことは、アイドルストップシステムによる自動始動時に強く要求されている。よって、モータ用スイッチ手段に対する制御性向上といった請求項１記載の発明による効果は、アイドルストップシステムを備えた車両に適用された上記請求項１４記載の発明において、好適に発揮される。
【００５１】
特に、アイドルストップシステムの場合にはスタータを頻繁に使用することになるので、上記請求項２記載の発明による第２リレーの耐久性向上の効果が好適に発揮される。
【００５２】
請求項１５記載の発明ではプリセット制御を実施するプリセット制御手段を備え、請求項１７記載の発明では先回し制御を実施する先回し制御手段を備える。
【００５３】
そして請求項１６記載の発明は、プリセット制御手段を備えることを前提とし、前記移動用アクチュエータは、一端が前記スタータモータの高電位側に接続されたソレノイドコイルを有して構成されるとともに、前記ソレノイドコイルの中間部位に電力供給されるよう構成され、前記移動用スイッチ手段とともに前記モータ用スイッチ手段を通電オン作動させている時には、前記ソレノイドコイルの一端と前記中間部位とは同電位となるよう構成されていることを特徴とする。
【００５４】
これによれば、プリセット制御を実施するにあたり、スタータモータの回転駆動に先立ち連結位置へ移動させるべく、モータ用スイッチ手段を通電オフさせた状態で移動用スイッチ手段を通電オンさせると、移動用アクチュエータのソレノイドコイル全体を電流が流れ、ソレノイドコイルのアンペアターンが最大となる。一方、連結位置への移動が完了した後にスタータモータを回転駆動させるべく、移動用スイッチ手段とともにモータ用スイッチ手段を通電オン作動させると、ソレノイドコイルの一端と中間部位とは同電位となるため、ソレノイドコイルのうち中間部位から一端側の部分には電流が流れなくなり、中間部位から他端側の部分にのみ電流が流れる。よって、アンペアターンが小さくなりソレノイドコイルでの発熱量が小さくなる。
【００５５】
このように、上記発明によれば、ピニオンギヤを連結位置へ移動させてリングギヤに噛み合わせる時にはアンペアターンが最大となるため、移動用アクチュエータが十分な作動力を発揮できる。一方、ピニオンギヤをリングギヤへ噛み合わせた状態を維持させる時には、ソレノイドコイルのうち中間部位から他端側の部分にのみ電流が流れることで、移動用アクチュエータに必要最小限の作動力を発揮させつつ、ソレノイドコイルでの発熱量を小さくできる。よって、発熱対策としての構成が必要なくなり、ソレノイドコイルの体格を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施形態について、スタータ制御装置の電気的構成を示す図。
【図２】図１のＥＣＵにより実施されるエンジン始動処理の手順を示すフローチャート。
【図３】本発明の第２実施形態について、スタータ制御装置の電気的構成を示す図。
【図４】本発明の第３実施形態について、スタータ制御装置の電気的構成を示す図。
【図５】本発明の第４実施形態について、スタータ制御装置の電気的構成を示す図。
【図６】本発明の第５実施形態について、スタータ制御装置の電気的構成を示す図。
【図７】本発明の第６実施形態について、スタータ制御装置の電気的構成を示す図。
【図８】本発明の第７実施形態について、スタータ制御装置の電気的構成を示す図。
【図９】本発明の第８実施形態について、スタータ制御装置の電気的構成を示す図。
【図１０】第２実施形態に対する変形例１について、スタータ制御装置の電気的構成を示す図。
【図１１】第２実施形態に対する変形例２について、スタータ制御装置の電気的構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
【００５８】
（第１実施形態）
図１に示す本形態のエンジン始動装置１は、エンジンを始動させるための装置であり、車両停止時などにエンジン（内燃機関）を自動的に停止するアイドルストップシステムに用いられる。
【００５９】
エンジン始動装置１は、スタータ１０と、電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）２０と、２つの駆動リレー３１、３２と、２つのダイオード４１、４２とを備えている。
【００６０】
スタータ１０は、スタータモータ１１、スタータモータ１１への電力供給に関するリレースイッチ１２、ピニオンギヤ１３、ピニオンギヤ１３を連結位置と非連結位置との間で移動させるソレノイド１４を有している。
【００６１】
スタータモータ１１の一方の端子は、リレースイッチ１２を介してバッテリ７０に接続され、他方の端子は接地されている。したがって、リレースイッチ１２がＯＮになると、スタータモータ１１が駆動される。スタータモータ１１の駆動軸に連結されているのがピニオンギヤ１３であり、スタータモータ１１が駆動されることでピニオンギヤ１３が回転駆動される。ここで、スタータモータ１１の駆動軸の回転をピニオンギヤ１３に伝達するのが、ワンウェイクラッチ１５である。ワンウェイクラッチ１５は、スタータモータ１１を正回転駆動する場合にスタータモータ１１からピニオンギヤ１３への方向には動力を伝達し、ピニオンギヤ１３からスタータモータ１１への方向には動力を伝達しない。なお、通常、ワンウェイクラッチ１５とスタータモータ１１との間には、減速機構等も配置されるが、煩雑となることを避けるため、図１では示していない。
【００６２】
ピニオンギヤ１３は、エンジンのクランクシャフト（不図示）に連結されるリングギヤ５０と噛み合うようになっている。つまり、リングギヤ５０に噛み合った状態では、ピニオンギヤ１３がスタータモータ１１によって回転駆動されると、エンジンがクランキングされる。ピニオンギヤ１３がソレノイド１４によって連結位置と非連結位置との間で移動させられることは先に述べたが、リングギヤ５０に噛み合う位置が連結位置に相当し、リングギヤ５０に噛み合わない位置が非連結位置に相当する。
【００６３】
ソレノイド１４は、電力供給されることでピニオンギヤ１３をその軸方向へ移動させる。具体的には、電力供給されることで可動部材１６を所定方向へ移動させ、連結部材１７を介してピニオンギヤ１３を押し出させる。これにより、通常時に非連結位置にあるピニオンギヤ１３を、電力供給時には連結位置へ移動させる（連結位置への移動を記号Ｋで示した）。
【００６４】
また、本形態では、ピニオンギヤ１３がリングギヤ５０に噛み合った状態においてリングギヤ５０から受けるトルクを低減するために、衝撃吸収装置１３ａがスタータモータ１１の軸に設けられている。これにより、エンジン始動装置１の信頼性のさらなる向上が図られる。
【００６５】
なお、以下の説明に対する理解を容易にする目的で、図１中では、ソレノイド１４を「ＳＬ１」と示し、リレースイッチ１２を「ＳＬ２」と示した。
【００６６】
ＥＣＵ２０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及びこれらを接続するバスラインを備えるマイクロコンピュータを有して構成され、駆動リレー３１、３２の制御端子へ通電可能となっている。通電された駆動リレー３１、３２はＯＮ（導通状態）となる。具体的には、駆動リレー３１、３２のソレノイドコイル３１ａ、３２ａに励磁電流が通電されると、駆動リレー３１、３２のスイッチ部３１ｂ、３２ｂはオン作動する。そして、これら駆動リレー３１、３２を制御することによって、スタータ１０を制御する。以下、駆動リレー３１、３２を図１中の記号を用い「Ａ駆動リレー３１」、「Ｂ駆動リレー３２」と適宜記述して区別する。なお、ＥＣＵ２０はエンジンの自動始動要求（再始動要求）に基づいてスタータ１０を制御するのであるが、エンジンの自動始動要求は、ＥＣＵ２０の外部から信号線（不図示）を経由して送信されるものとする。
【００６７】
Ａ駆動リレー３１は、上述したソレノイド１４とバッテリ７０との間に介在する。したがって、ＥＣＵ２０によってＡ駆動リレー３１がＯＮにされると、バッテリ７０からソレノイド１４へ電力が供給される。これによって、ピニオンギヤ１３が非連結位置から連結位置へ押し出される。
【００６８】
一方、Ｂ駆動リレー３２は、スタータ１０のリレースイッチ１２の制御端子に接続されている。これにより、ＥＣＵ２０によってＢ駆動リレー３２がＯＮにされるとリレースイッチ１２がＯＮとなる。詳細には、ＥＣＵ２０によってＢ駆動リレー３２のソレノイドコイル３２ａに励磁電流が流されると、Ｂ駆動リレー３２のスイッチ部３２ｂがオン作動する。すると、リレースイッチ１２のソレノイドコイル１２ａに励磁電流が流れることとなり、リレースイッチ１２のスイッチ部１２ｂがオン作動する。これにより、バッテリ７０からスタータモータ１１へ電力が供給され、ピニオンギヤ１３が回転駆動されることとなる。
【００６９】
なお、駆動リレー３１、３２の制御端子へは、キースイッチ６０及びダイオード４１、４２を介してバッテリ７０が接続されている。キースイッチ６０は、イグニッションキーのスタート位置への回動によってＯＮになる。したがって、イグニッションキーの回動によっても、Ａ及びＢの駆動リレー３１、３２がともにＯＮとなり、ピニオンギヤ１３が非連結位置から連結位置へ押し出されると共にピニオンギヤ１３が回転駆動される。なお、イグニッションキーの回動によってキースイッチ６０がＯＮとなった場合、ソレノイド１４への電力供給がスタータモータ１１への電力供給に先立って行われるように、バッテリ７０とＢ駆動リレー３２との間に、遅延回路４３を介在させている。
【００７０】
ＥＣＵ２０は、車速がゼロでブレーキペダルが踏み込まれている等の自動停止条件を満たした時に自動停止要求を発生させ、燃料噴射を停止させてエンジンを自動的に停止させる。また、アクセルペダルが踏み込まれる等の自動始動条件を満たした時に自動始動要求を発生させ、エンジン始動装置１を作動させてエンジンを自動的に始動させる。
【００７１】
以下、このような自動始動要求があった時にＥＣＵ２０によって実行される自動始動制御の処理手順を、図２を用いて説明する。
【００７２】
最初のステップ（以下、ステップを単に記号Ｓで示す）１００において、「設定回転数」以下か否かを判断する。
【００７３】
ここで「設定回転数」について説明する。
【００７４】
図１に示すピニオンギヤ１３とリングギヤ５０との単位時間当たりの回転数（以下、単に回転数と呼ぶ）の差が大きい場合は両ギヤ１３、５０を噛み合わせることができないのであるが、エンジン回転数ＮＥが一定回転数以下になると、ピニオンギヤ１３を回転駆動しなくても両ギヤ１３、５０を噛み合わせることが可能となる。このときの一定回転数を本形態では「設定回転数」とした。すなわち、エンジン回転数ＮＥが「設定回転数」以下になると、ピニオンギヤ１３を回転駆動しなくても、リングギヤ５０と噛み合わせることができる。この「設定回転数」は、アイドル回転数以下で、かつ、スタータモータ１１によるクランキングの際に脈動するエンジン回転数ＮＥの極小値以上の範囲に設定される。
【００７５】
図２中のＳ１００にて設定回転数以下であると判断された場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）、Ｓ１１０へ移行する。一方、設定回転数以下でないと判断された場合（Ｓ１００：ＮＯ）、Ｓ１００の判断処理を繰り返す。Ｓ１１０では、Ａ駆動リレー３１へ通電する。これにより、ソレノイド１４（ＳＬ１）へ電力が供給されることになり、ピニオンギヤ１３が連結位置へ押し出される。
【００７６】
続くＳ１２０では、エンジン回転数ＮＥが「０」を下回っているか否かを判断する。ここでエンジン回転数ＮＥ＜０である場合（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、Ｓ１３０にて「長待機期間」を設定し、Ｓ１５０へ移行する。一方、エンジン回転数ＮＥ≧０である場合（Ｓ１２０：ＮＯ）、Ｓ１４０にて「待機期間」を設定し、Ｓ１５０へ移行する。待機期間は、Ｓ１１０の処理にてピニオンギヤ１３が連結位置へ押し出され、リングギヤ５０に噛み合うまでに要する期間である。一方、長待機期間は、待機期間よりも僅かに長い期間となっている。
【００７７】
Ｓ１５０では、Ｓ１３０又はＳ１４０にて設定された設定期間が経過したか否かを判断する。ここで設定期間が経過したと判断された場合（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、Ｓ１６０にてＢ駆動リレー３２へ通電し、その後、本エンジン始動処理を終了する。一方、設定期間が経過していないうちは（Ｓ１５０：ＮＯ）、Ｓ１５０の判断処理を繰り返す。
【００７８】
ちなみに、車両運転者がキースイッチ６０を手動操作してエンジンが始動する場合には、遅延回路４３の作動により、Ａ駆動リレー３１が通電オン作動した後、所定時間遅れてＢ駆動リレー３２が通電オン作動する。前記所定時間は、ピニオンギヤ１３が連結位置へ押し出され、リングギヤ５０に噛み合うまでに要する期間となるよう設定されている。したがって、ピニオンギヤ１３が連結位置へ押し出されてリングギヤ５０に噛み合った後、スタータモータ１１が回転駆動することとなる。
【００７９】
以上の自動始動制御によれば、エンジンの自動始動要求があっても、ピニオンギヤ１３を回転駆動させず、エンジン回転数ＮＥが「設定回転数」以下になるのを待って（Ｓ１００）、ピニオンギヤ１３を連結位置へ移動させるよう出力を行う（Ｓ１１０）。もちろん、自動始動要求があった時点でエンジン回転数ＮＥが「設定回転数」以下であれば、即座にピニオンギヤ１３を連結位置へ移動させるよう出力を行う。そして、ピニオンギヤ１３とリングギヤ５０とが噛み合うと（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、リレースイッチ１２をＯＮにして、スタータモータ１１を回転駆動する（Ｓ１６０）。
【００８０】
以上の自動始動制御によれば、エンジン停止作動に伴いエンジン回転数が低下している時に自動始動要求があった場合において、エンジン回転数がゼロになるのを待たずして、回転駆動させることなくピニオンギヤ１３を連結位置へ移動させるよう制御する（以下、当該制御を「停止直前プリセット制御」と呼ぶ）。そのため、自動始動要求が生じた後エンジンを即座に始動できる。また、自動始動要求時において、ピニオンギヤ１３とリングギヤ５０との噛み合わせのためにスタータモータ１１が駆動されることがないため、スタータモータ１１への電力供給による燃費の悪化を可及的に抑制することができる。
【００８１】
ところで、エンジンの停止直前には一時的にエンジンが逆回転することがある。このとき、ピニオンギヤ１３とリングギヤ５０との噛合い直後にスタータモータ１１によるクランキングを行うと、噛合いによるねじり応力とスタータモータ１１の駆動トルクによるねじり応力が重なり、スタータモータ１１をはじめ、ピニオンギヤ１３やリングギヤ５０の軸には、相対的に大きなねじり応力が作用してしまう虞がある。
【００８２】
この点、本形態では、エンジン回転数ＮＥがマイナスの場合（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、ピニオンギヤ１３とリングギヤ５０とが噛み合うのに要する待機時間よりも僅かに長い長待機時間の経過を待って（Ｓ１３０、Ｓ１５０）、リレースイッチ１２をＯＮにし（Ｓ１６０）、スタータモータ１１を回転駆動する。上記噛み合いによるねじり応力の発生は噛合い直後の一瞬である。したがって、僅かに長い待機時間（長待機時間）の経過を待つことで、上記噛合いによるねじり応力とスタータモータ１１の駆動トルクによるねじり応力の作用を分散することで最大値を抑制することができ、金属疲労などを軽減することができる。
【００８３】
このように本形態では、ピニオンギヤ１３の連結位置への移動開始タイミングから回転駆動開始タイミングまでの待機時間を、その時のエンジン回転数ＮＥに応じて可変設定している。この可変設定を可能にすべく、ソレノイド１４（移動用アクチュエータに相当）への通電オンオフを切り替えるＡ駆動リレー３１（移動用スイッチ手段に相当）と、スタータモータ１１への通電オンオフを切り替えるＢ駆動リレー３２及びリレースイッチ１２（モータ用スイッチ手段に相当）とを、それぞれ独立して備えさせている。そして、ピニオンギヤ１３の移動と回転駆動とをＥＣＵ２０によりそれぞれ独立して制御可能に構成させることで、上記可変設定を可能ならしめている。
【００８４】
すなわち、ピニオンギヤ１３の移動位置とは無関係にスタータモータ１１への通電オンオフが切り替え可能であり、スタータモータ１１の駆動状態とは無関係にソレノイド１４への通電オンオフが切り替え可能に構成されているので、ソレノイド１４とスタータモータ１１とを完全に独立して制御できる。
【００８５】
そして、本形態では、スタータモータ１１への通電オンオフを切り替えるモータ用スイッチ手段を、スタータモータ１１への通電オンオフを切り替えるリレースイッチ１２（第１リレーに相当）、及びリレースイッチ１２の作動を制御するＢ駆動リレー３２（第２リレーに相当）から構成している。
【００８６】
ここで、本形態に反してリレースイッチ１２を廃止し、モータ用スイッチ手段をＢ駆動リレー３２のみから構成するようにすると、以下の問題が生じる。すなわち、スタータモータ１１への供給電力はソレノイド１４への供給電力に比べて大きいので、Ｂ駆動リレー３２には大電流に対応したものが要求される。そのため、Ｂ駆動リレー３２のオン状態を維持させるのに必要となる励磁電流値が高くなるので、ＥＣＵ２０ではＢ駆動リレー３２の作動を直接制御することができなくなる、との問題が生じる。
【００８７】
この点を鑑みた本形態では、上記可変設定を可能にすべくソレノイド１４（移動用アクチュエータ）とモータ用スイッチ手段とを別々に構成するにあたり、モータ用スイッチ手段を、スタータモータ１１への通電オンオフを切り替えるリレースイッチ１２、及びリレースイッチ１２の作動を制御するＢ駆動リレー３２の２段階で構成している。そのため、Ｂ駆動リレー３２により通電オンオフされる電流値を、リレースイッチ１２により通電オンオフされる電流値（つまりスタータモータ１１への供給される電流値）よりも小さくできる。よって、Ｂ駆動リレー３２のオン状態を維持させるのに必要となる電流値を低くできるので、ＥＣＵ２０によりＢ駆動リレー３２の作動を直接制御することが可能となる。よって、前記可変設定された待機時間となるようスタータモータ１１の回転駆動開始タイミングを、高精度で制御できるようになり、Ｂ駆動リレー３２に対する制御性を向上できる。
【００８８】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、リレースイッチ１２の作動を制御するＢ駆動リレー３２（第２リレー）に、電磁ソレノイド３２ａへ励磁電流が流れることにより通電オン作動する機械式リレーを用いている。これに対し、図３に示す本形態では、リレースイッチ１２の作動を制御するＢ駆動リレー３２０に、ＭＯＳトランジスタ（半導体リレー）を用いている。なお、スタータモータ１１の作動を制御するリレースイッチ１２については、本形態でも第１実施形態と同様にして機械式リレーを用いている。
【００８９】
また、上記第１実施形態では、ソレノイド１４の作動を制御するＡ駆動リレー３１に、電磁ソレノイド３１ａへ励磁電流が流れることにより通電オン作動する機械式リレーを用いている。これに対し、図３に示す本形態では、ソレノイド１４の作動を制御するＡ駆動リレーに、ＭＯＳトランジスタ３１０（半導体リレー）を用いている。
【００９０】
これらＭＯＳトランジスタ３１０、３２０へのゲート信号（通電指令電流）はドライバ回路３１１、３２１により制御される。ドライバ回路３１１、３２１は、ＥＣＵ２０からの指令信号に基づき作動して、ＭＯＳトランジスタ３１０、３２０のゲートを流れる通電指令電流を制御（例えばＰＷＭ制御等のデューティ制御）する。
【００９１】
なお、上記第１実施形態と本形態との回路構成上の違いは、ドライバ回路３１１、３２１を備えてＭＯＳトランジスタ３１０、３２０を用いる点であり、他の回路構成については同じである。つまり、ソレノイド１４とスタータモータ１１とを完全に独立して制御できるよう構成されている。
【００９２】
したがって、ＥＣＵ２０による自動始動制御については、上記第１実施形態にかかる停止直前プリセット制御を実施できることは勿論のこと、以下に説明する「停止後プリセット制御」及び「先回し制御」の実施も可能である。
【００９３】
停止後プリセット制御とは、自動停止させてエンジン回転数がゼロになっている時の制御であり、次回の自動始動指令が為される前にピニオンギヤ１３を連結位置へ予め移動して待機させておく。そして、自動始動指令が為された時にはピニオンギヤ１３を回転駆動させるだけで済むようにすることで、始動指令後に連結位置へ移動させる場合に比べてエンジンを即座に始動させることを図った制御である。
【００９４】
先回し制御とは、エンジン停止作動に伴いエンジン回転数ＮＥが低下している最中に、運転者の意思が停止から始動に変更して始動指令が為された場合における制御であり、回転数ＮＥがゼロになる前にピニオンギヤを回転駆動させて、ピニオンギヤ１３の回転速度をリングギヤ５０の回転速度に近づけた後に、回転している状態のリングギヤ５０に対してピニオンギヤ１３を連結位置へ移動して噛み合わせる。これにより、回転数ＮＥがゼロになるのを待ってピニオンギヤ１３を噛み合わせる場合に比べて、エンジンを即座に始動させることを図った制御である。
【００９５】
なお、このような停止後プリセット制御又は先述の停止前プリセット制御を実施している時のＥＣＵは「プリセット制御手段」に相当し、先回し制御を実施している時のＥＣＵは「先回し制御手段」に相当する。
【００９６】
以上により、本形態によれば、駆動リレー３１０、３２０にＭＯＳトランジスタ（半導体リレー）を用いるので、機械式スイッチを用いる場合に比べて駆動リレー３１０、３２０の作動時間を短くして応答速度を速くできる。しかも、駆動リレーの作動時間のばらつきも少なくなる。よって、スタータモータ１１の回転駆動開始タイミングを高精度で制御できる。
【００９７】
また、駆動リレー３１０、３２０にＭＯＳトランジスタを用いるので、瞬オフ復帰時間（通電オフ後直ぐにオンさせるのに要する時間）を短くできる。よって、例えばエンジン自動停止直後に自動始動させる場合に、自動始動要求を発生させてからエンジン始動するまでに要する時間を短くできる。また、駆動リレー３１０、３２０にＭＯＳトランジスタを用いることで、機械式スイッチを用いる場合に比べて駆動リレー３１０、３２０の耐久性を向上できる。
【００９８】
しかも、本形態によれば、駆動リレーにＭＯＳトランジスタ３２０（半導体リレー）を用いるとともに、ＭＯＳトランジスタ３２０へのゲート電流をデューティ制御している。そのため、スタータモータ１１の回転速度をも高精度で制御できるようになる。
【００９９】
（第３実施形態）
ここで、上記第２実施形態の如く駆動リレーにＭＯＳトランジスタ３１０、３２０（半導体リレー）を用いた場合には、機械式リレー３１、３２を用いる第１実施形態にはなかった以下の懸念が生じる。すなわち、ドライバ回路３１１、３２１からＭＯＳトランジスタ３１０、３２０にゲート信号（通電指令電流）を出力してＭＯＳトランジスタ３１０、３２０を通電オン状態にするにあたり、その通電オン状態に維持させるために必要となる通電指令電流の値は、機械式リレー３１、３２のソレノイドコイル３１ａへ供給する励磁電流に比べて高くなる。
【０１００】
すると、スタータモータ１１の電力供給開始時点における突入電流によりバッテリ電圧が低下する時には、ＭＯＳトランジスタ３１０、３２０の場合には通電オン状態を維持できなくなることが懸念される。特にエンジン冷間時にはエンジンの機械フリクションが大きくなるためスタータモータ１１への負荷が大きくなり、バッテリ電圧が大きく低下するので、前記懸念が顕著となる。
【０１０１】
そこで図４に示す本形態では、バッテリ電圧が瞬時的に所定値以下に低下した時に、ＭＯＳトランジスタ３１０、３２０への通電指令電流として用いる電力をドライバ回路３１１、３２１へ供給する、電力供給回路（瞬断用回路４４）を備えている。瞬断用回路４４はバッテリ７０からの電力を蓄電するコンデンサ４４ａを有して構成されている。瞬断用回路４４とＥＣＵ２０とは、ＭＯＳトランジスタ３１０、３２０に対して並列に接続されている。
【０１０２】
ＥＣＵ２０はバッテリ７０を電力供給源としてバッテリ電圧１２Ｖを５Ｖに変圧して用いており、ドライバ３１１、３２１もバッテリ７０を電力供給源としており、ＥＣＵ２０から供給される５Ｖ電源を用いている。そして、スタータモータ１１の突入電流等によりバッテリ電圧が所定値以下となった場合には、瞬断用回路４４からドライバ回路３１１、３２１へ電力供給される。なお、上記第２実施形態と本形態との回路構成上の違いは瞬断用回路４４の有無のみであり、他の回路構成については同じである。
【０１０３】
以上により、本形態によれば、バッテリ電圧が瞬時的に所定値以下に低下した時に、ＭＯＳトランジスタ３１０、３２０への通電指令電流として用いる電力をドライバ回路３１１、３２１へ供給する瞬断用回路４４を備えるので、駆動リレーにＭＯＳトランジスタ３１０、３２０を用いたことによる上記懸念を解消できる。すなわち、スタータモータ１１の突入電流等によりバッテリ電圧が所定値以下となっても、瞬断用回路４４からの電力供給により、通電オン状態に維持させるために必要となる通電指令電流を流すことができ、ＭＯＳトランジスタ３１０、３２０の通電オン状態を維持できる。
【０１０４】
（第４実施形態）
図５に示す本形態では、上記第３実施形態にかかる瞬断用回路４４に換えて、バッテリ電圧を昇圧するための昇圧回路４５（電力供給回路）を備えている。なお、上記第３実施形態と本形態との回路構成上の違いは瞬断用回路４４を昇圧回路４５に換えた点のみであり、他の回路構成については同じである。
【０１０５】
本形態によれば、バッテリ電圧が所定値以下に低下した時に、ＭＯＳトランジスタ３１０、３２０への通電指令電流として用いる電力をドライバ回路３１１、３２１へ供給する昇圧回路４５を備えるので、外気温度が極めて低い場合等、バッテリ電圧が所定値以下に低下する冷間始動時であっても、昇圧回路４５からの電力供給により、通電オン状態に維持させるために必要となる通電指令電流を流すことができ、ＭＯＳトランジスタ３１０、３２０の通電オン状態を維持できる。
【０１０６】
（第５実施形態）
一般的にＥＣＵ２０は、バッテリ電圧が所定値以下となった場合のバックアップ電源として、瞬時用回路４４０又は昇圧回路４５０を備えている。瞬時用回路４４０は、バッテリ７０からの電力を蓄電しておき、バッテリ電圧が所定値以下となった場合にＥＣＵ２０のバックアップ電源として機能する。また、昇圧回路４５０はバッテリ電圧を昇圧する回路であり、バッテリ電圧が所定値以下となった場合に、昇圧回路４５０から安定した電圧の電力をＥＣＵ２０へ供給するバックアップ電源として機能する。
【０１０７】
そして、図６に示す本形態では、上記第３実施形態にかかる瞬断用回路４４又は第４実施形態にかかる昇圧回路４５を廃止して、ＥＣＵ２０が備える瞬時用回路４４０又は昇圧回路４５０を、ＭＯＳトランジスタ３１０、３２０への通電指令電流として用いるバックアップ電源として利用する。そのため、新規に瞬断用回路４４又は昇圧回路４５を設ける場合に比べて部品点数削減を図ることができる。
【０１０８】
（第６実施形態）
図７に示す本実施形態では、上記第１実施形態にかかる機械式リレー３１、３２と、上記第２実施形態にかかる半導体リレー３１０、３２０とを組み合わせて構成しており、バッテリ電圧が所定値以下となることが想定される場合には、機械式リレー３１、３２を用いてソレノイド１４及びスタータモータ１１の駆動を制御し、バッテリ電圧が所定値以下にならないと想定される場合には、半導体リレー３１０、３２０を用いてソレノイド１４及びスタータモータ１１の駆動を制御する。
【０１０９】
詳細には、リレースイッチ１２には半導体リレー３２０（第２リレー）と機械式リレー３２（第３リレー）とが並列して接続されており、ソレノイド１４には半導体リレー３１０（第４リレー）と機械式リレー３１（第５リレー）とが並列して接続されている。
【０１１０】
ここで、バッテリ電圧が所定値以下となることにより半導体リレー３１０、３２０の通電オン状態を維持できなくなるとの懸念は、アイドルストップによる自動始動時に比べてエンジン初回始動時（つまり運転者がキースイッチ６０を操作して始動させる時）の方が高くなる。このことは、初回始動時のエンジン温度が自動始動時よりも低くなっていることによるものであり、冷間始動時にはエンジンの機械的フリクションが大きいのでスタータモータ１１への負荷が大きくなり、その結果、スタータモータ始動時の突入電流が大きくなり、ひいてはバッテリ電圧が所定値以下に低下するとの懸念が高くなる。これに対し自動始動時には初回始動時に比べてエンジン温度が上昇しているため、スタータモータ１１への負荷が小さく前記懸念が低い。
【０１１１】
この点を鑑み、本形態では、「通電オン状態を維持できなくなる」との懸念が高い初回始動時においては機械式リレー３１、３２を用いてソレノイド１４及びスタータモータ１１の駆動を制御し、前記懸念が低い自動始動時においては、半導体リレー３１０、３２０を用いてソレノイド１４及びスタータモータ１１の駆動を制御する。そのため、前記懸念を解消しつつも、半導体リレー３１０、３２０を用いることによる第２実施形態での各種効果を享受できる。
【０１１２】
また、本形態によれば、上記第３実施形態にかかる瞬断用回路４４及び第４実施形態にかかる昇圧回路４５を不要にできる。但し、上記第３及び第４実施形態によれば、本形態の如く、半導体リレー３１０、３２０と機械式リレー３１、３２とを並列して設けることを不要にできると言える。
【０１１３】
（第７実施形態）
要するに、上記第６実施形態では、初回始動時と自動始動時とで機械式リレー３１、３２の使用と半導体リレー３１０、３２０の使用を切り替えているが、本形態では、エンジン始動時のエンジン温度に応じて、機械式リレー３１、３２の使用と半導体リレー３１０、３２０の使用を切り替えている。
【０１１４】
図８を用いて詳細に説明すると、本実施形態では、上記第６実施形態と同様にして機械式リレー３１、３２と半導体リレー３１０、３２０とを組み合わせて構成しており、機械式リレー３１、３２及び半導体リレー３１０、３２０のいずれを用いるかを、エンジン温度に応じてＥＣＵ２０が選択して切り替える。したがって、上記第６実施形態では機械式リレー３１、３２への励磁電流オンオフはキースイッチ６０により直接制御されていたが、本形態では、機械式リレー３１、３２への励磁電流のオンオフもＥＣＵ２０が制御する。そのため、本形態では遅延回路４３が不要となる。
【０１１５】
なお、ＥＣＵ２０は、エンジン冷却水の温度、エンジンオイルの温度及び外気温度の少なくとも１つに基づきエンジン温度を算出する。
【０１１６】
ＥＣＵ２０は、自動始動要求が生じた場合及びキースイッチ６０により始動操作された場合のいずれであっても、その時のエンジン温度が所定温度以下の低温（低温始動）であれば、機械式リレー３１、３２を用いてソレノイド１４及びスタータモータ１１の駆動を制御し、所定温度以上の高温（高温始動）であれば、半導体リレー３１０、３２０を用いてソレノイド１４及びスタータモータ１１の駆動を制御する。
【０１１７】
ここで、低温始動時にはエンジンフリクションが大きいのでスタータモータ１１への負荷が大きくなり、その結果、スタータモータ始動時の突入電流が大きくなり、ひいてはバッテリ電圧が所定値以下に低下するとの懸念が高くなる。これに対し高温始動時には、スタータモータへの負荷が小さく前記懸念が低い。
【０１１８】
この点を鑑み、本形態では、「通電オン状態を維持できなくなる」との懸念が高い低温始動時においては機械式リレー３１、３２を用いてソレノイド１４及びスタータモータ１１の駆動を制御し、前記懸念が低い高温始動時においては、半導体リレー３１０、３２０を用いてソレノイド１４及びスタータモータ１１の駆動を制御する。そのため、前記懸念を解消しつつも、半導体リレー３１０、３２０を用いることによる第２実施形態での各種効果を享受できる。
【０１１９】
なお、自動始動時には初回始動時に比べてエンジン温度が上昇しているため、初回始動時には自動始動時に比べて低温始動となりやすく、機械式リレー３１、３２を用いる頻度が高くなることが想定される。
【０１２０】
（第８実施形態）
上記第１実施形態では、Ａ駆動リレー３１の配線がソレノイド１４の一端に接続されているのに対し、図９に示す本形態では、Ａ駆動リレー３１の配線がソレノイド１４の中間部位に接続されている。すなわち、ソレノイド１４が、第１ソレノイド１４ａ及び第２ソレノイド１４ｂから構成されている。ここで、第２ソレノイド１４ｂの一端は、スタータモータ１１の高電位側に接続されている。これは、リレースイッチ１２（ＳＬ２）を介したスタータモータ１１への電力供給に先立ちソレノイド１４（ＳＬ１）へ電力供給が行われることを前提とした構成である。
【０１２１】
かかる構成により、最初にＡ駆動リレー３１がＯＮになると、第１ソレノイド１４ａ及び第２ソレノイド１４ｂの両方に電力が供給される。これにより、上記第１実施形態同様、ピニオンギヤ１３が非連結位置から連結位置まで移動させられる。そして、その後、Ｂ駆動リレー３２がＯＮになると、第２ソレノイド１４ｂの両端が同電位となり、第２ソレノイド１４ｂには電流が流れなくなる。つまり、ピニオンギヤ１３が一度連結位置へ移動した後は、第１ソレノイド１４ａによって連結位置に保持するのである。
【０１２２】
本形態においても、上記第１実施形態と同様の効果が奏される。
【０１２３】
加えて、Ｂ駆動リレー３２がＯＮになった後は第２ソレノイド１４ｂに電流が流れなくなり、第１ソレノイド１４ａのみに電力が供給される。これにより、ソレノイド１４の発熱を抑えることができ、発熱対策としての構成が必要なくなるため、ソレノイド１４の体格が大きくなってしまうことがない。
【０１２４】
なお、この場合も、イグニッションキーの回動によってキースイッチ６０がＯＮとなった場合、ソレノイド１４への電力供給がスタータモータ１１への電力供給に先立って行われるように、バッテリ７０とＢ駆動リレー３２との間に、遅延回路４３を介在させている。
【０１２５】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
【０１２６】
・上記第２実施形態では、Ａ駆動リレー及びＢ駆動リレーに半導体リレー３１０、３２０を用いているが、図１０に示す変形例１として、Ａ駆動リレーについては第２実施形態にかかる半導体リレー３１０を用い、Ｂ駆動リレーについては第１実施形態にかかる機械式リレー３２を用いるようにしてもよい。
【０１２７】
・また、図１１に示す変形例２として、Ａ駆動リレーについては第１実施形態にかかる機械式リレー３１を用い、Ｂ駆動リレーについては第２実施形態にかかる半導体リレー３２０を用いるようにしてもよい。
【０１２８】
・上記各実施形態では、リレースイッチ１２（第１リレー）に機械式リレーを用いているが、この第１リレーにＭＯＳトランジスタ等の半導体リレーを用いてもよい。
【０１２９】
・ここで、スタータモータ始動による突入電力でバッテリ電圧が低下すると、車両に搭載されたナビゲーション装置やオーディオ装置等の作動がリセットされることが懸念される。そこで、これらの装置にも、図６に記載の瞬時用回路４４０又は昇圧回路４５０が設けられている場合がある。この場合において、その瞬時用回路４４０又は昇圧回路４５０を、ＭＯＳトランジスタ３１０、３２０への通電指令電流として用いるバックアップ電源として利用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１３０】
１０…スタータ、１１…スタータモータ、１２…リレースイッチ（第１リレー（モータ用スイッチ手段））、１３…ピニオンギヤ、１４…ソレノイド（移動用アクチュエータ）、２０…ＥＣＵ（電子制御装置、プリセット制御手段、先回し制御手段）、３１…機械式リレー（移動用スイッチ手段、第５リレー）、３２…機械式リレー（第２リレー、第３リレー、モータ用スイッチ手段）、４４…瞬断用回路（電力供給回路）、４５…昇圧回路（電力供給回路）、５０…リングギヤ、７０…バッテリ、３１０…半導体リレー（移動用スイッチ手段、第４リレー）、３２０…半導体リレー（第２リレー、モータ用スイッチ手段）、３２１…ドライバ回路。
【図１】
2010270674.tif 000003
【図２】
2010270674.tif 000004
【図３】
2010270674.tif 000005
【図４】
2010270674.tif 000006
【図５】
2010270674.tif 000007
【図６】
2010270674.tif 000008
【図７】
2010270674.tif 000009
【図８】
2010270674.tif 000010
【図９】
2010270674.tif 000011
【図１０】
2010270674.tif 000012
【図１１】
2010270674.tif 000013