(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源からの通電により回転力を発生するスタータモータと、
前記スタータモータの回転をエンジンのリングギヤに伝達するピニオンギヤと、
前記電源から前記スタータモータに電流を流すためのモータ回路に設けられるメイン接点を開閉するとともに、前記ピニオンギヤを前記リングギヤに噛み合う位置に移動させる電磁スイッチと、
前記モータ回路に前記メイン接点と直列に接続される抵抗体と、
前記モータ回路に前記抵抗体と並列に接続される補助接点を開閉する短絡スイッチと、
前記電磁スイッチおよび前記短絡スイッチを制御するスタータ制御手段と、
前記エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、を備え、
前記エンジンが停止する過程の惰性回転中に再始動要求が発生した時に、前記スタータ制御手段は、前記メイン接点を閉じて、前記抵抗体により抑制された電流を前記スタータモータに通電した後、所定時間Ｔａ経過後に前記補助接点を閉じて前記抵抗体を短絡するエンジン始動装置であって、
前記メイン接点が閉じられて、前記電源から前記スタータモータに通電する時点において、前記エンジン回転速度検出手段により検出した前記エンジンの回転速度が、前記エンジンが停止する過程の惰性回転中における反回転領域にある場合と、前記反回転領域以外にある場合とで、前記所定時間Ｔａが各々設定されることを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項２】
電源からの通電により回転力を発生するスタータモータと、
前記スタータモータの回転をエンジンのリングギヤに伝達するピニオンギヤと、
前記電源から前記スタータモータに電流を流すためのモータ回路に設けられるメイン接点を開閉するとともに、前記ピニオンギヤを前記リングギヤに噛み合う位置に移動させる電磁スイッチと、
前記モータ回路に前記メイン接点と直列に接続される抵抗体と、
前記モータ回路に前記抵抗体と並列に接続される補助接点を開閉する短絡スイッチと、
前記電磁スイッチおよび前記短絡スイッチを制御するスタータ制御手段と、
前記エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、を備え、
前記エンジンが停止する過程の惰性回転中に再始動要求が発生した時に、前記スタータ制御手段は、前記ピニオンギヤを前記リングギヤに噛み合わせて前記エンジンを始動させることが可能か判断し、前記メイン接点を閉じて、前記抵抗体により抑制された電流を前記スタータモータに通電した後、所定時間Ｔａ経過後に前記補助接点を閉じて前記抵抗体を短絡するエンジン始動装置であって、
前記エンジンを始動させることが可能か判断する時点において、前記エンジン回転速度検出手段により検出した前記エンジンの回転速度が、前記エンジンが停止する過程の惰性回転中における反回転領域にある場合と、前記反回転領域以外にある場合とで、前記所定時間Ｔａが各々設定されることを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項３】
前記スタータ制御手段は、前記反回転領域、又は前記エンジンが停止する過程の惰性回転中における正回転領域の少なくとも一方を、複数の回転領域に区分し、
それぞれの回転領域毎に、前記所定時間Ｔａが設定されることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジン始動装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のエンジン始動装置において、
前記エンジンの完全停止状態におけるゼロ回転領域の場合は前記所定時間ＴａをＴ１に設定し、
前記正回転領域の場合は前記所定時間ＴａをＴ２に設定し、
前記反回転領域の場合は前記所定時間ＴａをＴ３に設定することを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項５】
前記所定時間Ｔ１乃至Ｔ３が、下記の数式
Ｔ２≦Ｔ１≦Ｔ３
の関係を満足するように設定されていることを特徴とする請求項４に記載のエンジン始動装置。
【請求項６】
前記所定時間Ｔ２が、下記の数式
Ｔ２＝０
の関係を満足するように設定されていることを特徴とする請求項４または５に記載のエンジン始動装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のエンジン始動装置において、
イグニッションスイッチの作動により前記エンジンを始動させる通常始動時には、
前記スタータ制御手段は、前記補助接点が閉じた状態を維持したまま、前記メイン接点を閉じて電流を前記スタータモータに通電することを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のエンジン始動装置において、
イグニッションスイッチの作動により前記エンジンを始動させる通常始動時には、
前記スタータ制御手段は、前記メイン接点を閉じて、前記抵抗体により抑制された電流を前記スタータモータに通電し、
前記エンジンの始動後に、前記補助接点を閉じて前記抵抗体を短絡するようにしたことを特徴とするエンジン始動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アイドルストップシステムが搭載された車両において、エンジン再始動要求が発生したときにエンジンを再始動させるエンジン始動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年エンジンを搭載する車両においては、燃費向上等を目的として、エンジンの出力を必要としない場合にエンジンを自動的に停止させ、エンジンの出力が必要になるとスタータでエンジンを自動的に再始動させるアイドルストップシステムが採用されつつある。
このようなアイドルストップシステムにおいては、エンジンの再始動時にスタータへ流れる突入電流により車載電源であるバッテリの電圧が低下し、車載機器が瞬間的に作動停止する瞬断が起きることがあり、ドライバへ違和感を与えていた。
【０００３】
この違和感を解消するために、スタータモータへ通電を開始する際には、モータ回路に電流抑制抵抗が接続されて、スタータモータに低い電流を流すことでスタータモータが低速度で回転し、所定時間経過後に電流抑制抵抗を短絡してスタータモータに高い電流が流れて、スタータモータが高速度で回転するようにすることで、瞬断を防止できるスタータが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
一方で、アイドルストップ後の再始動時は、通常のエンジン始動時（例えば、イグニッションスイッチのオン操作によるエンジン始動）と比べて、より速やかな始動が要求されるため、エンジンが停止する直前の惰性回転中に再始動要求が発生した場合でも、回転中のリングギヤにピニオンギヤを噛み合わせ、エンジンを再始動させる必要がある。
ここで、エンジンが停止する直前の惰性回転中であって、エンジンの回転速度が反回転領域にある場合にピニオンギヤをリングギヤに噛み合わせると、スタータモータへの通電によりピニオンギヤが回転する方向と、惰性回転中のリングギヤの回転方向とが逆のため、ピニオンギヤとリングギヤが噛み合う際に、スタータモータの慣性モーメントや負荷トルクによる衝撃荷重が発生し、ピニオンギヤが損傷しやすくなることが懸念されている。
さらには、アイドルストップシステムを搭載した車両では、通常のエンジン始動のみ行う従来の車両と比較し、始動回数も大幅に増加するため、上述の衝撃によるピニオンの損傷がエンジン始動装置の寿命低下につながることが懸念されている。
【０００５】
これに対しては、スタータモータとピニオンギヤとの間の動力伝達経路に衝撃吸収装置を配置し、ピニオンギヤがリングギヤに噛合う過程で生じる衝撃を低減することで、エンジンが停止する直前の惰性回転中に再始動要求が発生して、エンジンの回転速度が反回転領域にある場合にピニオンギヤを噛み合わせても、ピニオンギヤとリングギヤとの噛み合いによる発生衝撃を低減できるようにしたスタータが知られている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２８７４５９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５５５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に記載のスタータでは、新たに衝撃吸収装置を設ける必要があり、コストアップの要因となることが懸念される。
ここで、特許文献１に記載のスタータは、通電を開始する際にはスタータモータに低い電流を流し、スタータモータを低速度で回転させることができるため、スタータモータ起動時の発生トルクを低減できる。
その結果、ピニオンギヤがリングギヤに噛み合う際の衝撃を小さくできるため、エンジン始動装置の寿命低下の抑制に有効と考えられる。
【０００８】
しかし、特許文献１に記載のスタータは、瞬断の発生を防止することが発明の目的であり、抵抗体を短絡した際の通電電流が、電磁スイッチに通電した際の通電電流よりも小さくなるように、遅延時間が設定されたものである。
この遅延時間はエンジンの状態（例えば、エンジンが停止する直前の惰性回転中であって、エンジンの回転速度が正回転領域にある場合や、あるいは反回転領域にある場合）に関わらず、一律に設定されるものであり、それぞれのエンジンの回転状態によるピニオンギヤがリングギヤに噛み合う際の衝撃に対して適切に設定されているものではない。
加えて、特許文献１に記載のスタータでは、通電を開始する際にスタータモータを低速度で回転させてピニオンギヤをリングギヤに噛み合わせるため、迅速始動が要求されるアイドルストップ後の再始動時において、エンジンの再始動時間が遅くなるといった課題も生じる。
【０００９】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、新たに衝撃吸収装置を設けることなく、従来のスタータを用いて、エンジンが停止する直前の惰性回転中であって、エンジンの回転速度が反回転領域にある場合にピニオンギヤがリングギヤに噛合う際に生じる衝撃の緩和と、迅速なエンジンの再始動とを両立させることができるエンジン始動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願請求項１に係るエンジン始動装置は、電源からの通電により回転力を発生するスタータモータと、前記スタータモータの回転をエンジンのリングギヤに伝達するピニオンギヤと、前記電源から前記スタータモータに電流を流すためのモータ回路に設けられるメイン接点を開閉するとともに、前記ピニオンギヤを前記リングギヤに噛み合う位置に移動させる電磁スイッチと、前記モータ回路に前記メイン接点と直列に接続される抵抗体と、前記モータ回路に前記抵抗体と並列に接続される補助接点を開閉する短絡スイッチと、前記電磁スイッチおよび前記短絡スイッチを制御するスタータ制御手段と、前記エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、を備え、前記エンジンが停止する過程の惰性回転中に再始動要求が発生した時に、前記スタータ制御手段は、前記メイン接点を閉じて、前記抵抗体により抑制された電流を前記スタータモータに通電した後、所定時間Ｔａ経過後に前記補助接点を閉じて前記抵抗体を短絡するエンジン始動装置であって、前記メイン接点が閉じられて、前記電源から前記スタータモータに通電する時点において、前記エンジン回転速度検出手段により検出した前記エンジンの回転速度が、前記エンジンが停止する過程の惰性回転中における反回転領域にある場合と、前記反回転領域以外にある場合とで、前記所定時間Ｔａが各々設定されることを特徴とするものである。
また、本願請求項２に係るエンジン始動装置は、電源からの通電により回転力を発生するスタータモータと、前記スタータモータの回転をエンジンのリングギヤに伝達するピニオンギヤと、前記電源から前記スタータモータに電流を流すためのモータ回路に設けられるメイン接点を開閉するとともに、前記ピニオンギヤを前記リングギヤに噛み合う位置に移動させる電磁スイッチと、前記モータ回路に前記メイン接点と直列に接続される抵抗体と、前記モータ回路に前記抵抗体と並列に接続される補助接点を開閉する短絡スイッチと、前記電磁スイッチおよび前記短絡スイッチを制御するスタータ制御手段と、前記エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、を備え、前記エンジンが停止する過程の惰性回転中に再始動要求が発生した時に、前記スタータ制御手段は、前記ピニオンギヤを前記リングギヤに噛み合わせて前記エンジンを始動させることが可能か判断し、前記メイン接点を閉じて、前記抵抗体により抑制された電流を前記スタータモータに通電した後、所定時間Ｔａ経過後に前記補助接点を閉じて前記抵抗体を短絡するエンジン始動装置であって、前記エンジンを始動させることが可能か判断する時点において、前記エンジン回転速度検出手段により検出した前記エンジンの回転速度が、前記エンジンが停止する過程の惰性回転中における反回転領域にある場合と、前記反回転領域以外にある場合とで、前記所定時間Ｔａが各々設定されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本願請求項１および請求項２に係るエンジン始動装置によれば、スタータモータへの通電開始時には、抵抗体を介した低い電流がモータ回路に供給され、スタータモータを低速度で回転させることができ、この間にピニオンギヤとリンギギヤを噛み合わせることにより、新たに衝撃吸収装置を設けることなく、従来のスタータを用いて、ピニオンギヤがリングギヤに噛合う過程で生じる衝撃を緩和することができる。
さらに、メイン接点が閉じられて、電源からスタータモータに通電する時点、またはピニオンギヤをリングギヤに噛み合わせてエンジンを始動させることが可能か判断する時点において、エンジンの回転速度がエンジン反回転領域にある場合と、エンジン正回転領域やゼロ回転領域といったエンジン反回転領域以外にある場合とで、抵抗体を短絡する所定時間Ｔａが各々設定されるので、例えば、ピニオンギヤがリングギヤに噛合う過程で生じる衝撃が大きいエンジン反回転領域の場合には、比較的時間の長い所定時間Ｔａとすることができ、一方で、ピニオンギヤがリングギヤに噛合う過程で生じる衝撃が小さいエンジン正回転領域の場合やエンジン完全停止後の場合には、比較的時間の短い所定時間Ｔａとすることができる。
これにより、エンジンが停止する過程の減速中における反回転領域でのピニオンギヤがリングギヤに噛合う際に生じる衝撃の緩和と、エンジン反回転領域以外での迅速なエンジンの再始動とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１および２に係るエンジン始動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１および２に係るスタータ及びスタータ制御装置の配線図である。
【図３】エンジン停止過程におけるエンジン回転速度を横軸に時間を取って示した図である。
【図４】この発明の実施の形態１によるエンジン始動装置に於けるエンジン再始動制御の流れを示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態２によるエンジン始動装置に於けるエンジン再始動制御の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係るエンジン始動装置の構成を示すブロック図、図２は本発明の実施の形態１に係るスタータ及びスタータ制御装置の配線図である。なお、各図中、同一符号は同一部分を示す。
【００１４】
図１に於いて、エンジン制御装置（以下、エンジンＥＣＵと称する）１は、アイドルストップ条件が成り立つか否かを判定し、その判定結果をエンジン始動装置２のコントローラであるスタータ制御装置３へ入力する。
エンジン始動装置２は、前述のスタータ制御装置３と、エンジン（図示せず）のクランク軸４に連結されエンジンの回転を伝えるリングギヤ５と、エンジンのクランク角を検出し、検出したクランク角に相当するクランク角信号を出力するクランク角センサー６と、スタータ７等から構成される。クランク角センサー６は、この発明の実施の形態１に於けるエンジン回転速度検出手段を構成している。
【００１５】
スタータ７は、図１および図２に示すように、電源であるバッテリ８からの通電により回転力を発生するスタータモータ９と、このスタータモータ９の回転力をエンジンのリングギヤ５に伝達するピニオンギヤ１０と、バッテリ８からスタータモータ９に電流を流すためのモータ回路に設けられるメイン接点１１の開閉、および、ピニオンギヤ１０をリングギヤ５方向へ押し出す働きを有する電磁スイッチ１２と、モータ回路にメイン接点１１と直列に接続される抵抗体１３と、この抵抗体１３を短絡可能に設けられた短絡スイッチ１４等を備える。
【００１６】
本実施の形態におけるスタータ７は、一つの電磁スイッチ１２の働きによってピニオンギヤ１０のリングギヤ５方向への移動と、メイン接点１１の開閉とを行う構成であり、電磁スイッチ１２は、バッテリ８から通電される電磁コイル１５と、この電磁コイル１５が発生する磁力によって吸引されるプランジャ１６等を備えている。
そして、プランジャ１６の動きに連動して、ピニオンギヤ１０の移動とメイン接点１１の開閉とを行うように構成されている。
【００１７】
短絡スイッチ１４は、補助接点１７と、バッテリ８から通電される電磁コイル１８と、この電磁コイル１８が発生する磁力によって吸引されるプランジャ１９等を備えている。  補助接点１７は常時閉接点（ノーマルクローズ接点）であり、モータ回路に抵抗体１３と並列に接続されている。
そして、短絡スイッチ１４はプランジャ１９の動きに連動して、補助接点１７の開閉を行うことにより、抵抗体１３をモータ回路に接続、あるいは抵抗体１３を短絡するように構成されている。
【００１８】
スタータ制御装置３は、エンジンＥＣＵ１からのアイドルストップ条件の判定結果と、クランク角センサー６からのクランク角検出信号に基づいて演算されるエンジンの回転速度により、電磁スイッチ１２と短絡スイッチ１４への通電を制御する。
なお、本実施の形態では、スタータ制御装置３とエンジンＥＣＵ１を別々のものとして示しているが、スタータ制御装置３を備える代わりに、エンジンＥＣＵ１がスタータ制御装置３を兼ねるようにしても良い。この場合、エンジン始動装置２は、エンジンＥＣＵ１を含む構成となる。
また、このスタータ制御装置３は、後述するように、通常のエンジン始動時（例えば、イグニッションスイッチの作動により、エンジンを始動させる通常始動時）においても、電磁スイッチ１２と短絡スイッチ１４の通電を制御するように構成されている。
【００１９】
次に、アイドルストップが実施された場合のエンジンが停止する直前の回転速度の推移について説明する。図３は、横軸に時間を取ってエンジンが停止する直前のエンジンの回転速度を表したものである。
エンジンＥＣＵ１からエンジン停止信号が出力されると、エンジンへの燃料噴射および吸気の供給が停止される。これにより、エンジンは停止過程に入り、リングギヤ５が回転降下を始める。エンジンが停止する過程では、停止直前にエンジンの回転速度がゼロになった後、オーバーシュートして反回転する領域が発生し、その後、正回転と反回転とを繰り返しながら、次第に回転速度が低下して停止状態、すなわち回転速度がゼロの状態に至る。
なお、図３においては、エンジンの回転速度が正回転領域にある場合と反回転領域にある場合との繰り返し回数を１回として省略して図示している。
【００２０】
次に、上記のように構成されたこの発明の実施の形態１によるエンジン始動装置２に於いて、その動作を説明する。図４は本実施の形態１によるエンジン始動装置に於けるエンジン再始動制御の流れを示すフローチャートである。
【００２１】
図４におけるステップＳ１１０では、エンジンＥＣＵ１へ入力されるエンジン及び車両の運転状態等を示す運転状態信号に基づいてエンジン再始動要求が有るか否かを判定し、エンジン再始動要求がなければ（ＮＯ）、エンジン再始動要求が有るまで状態を維持して待機する。
この時、スタータ制御装置３は、クランク角センサー６からのクランク角信号の周期に基づいてエンジンの回転速度つまりリングギヤ５の回転速度（以下、リングギヤ５の回転速度と称する）を演算して監視している。
【００２２】
ステップＳ１１０での判定の結果、エンジン再始動要求が有れば（ＹＥＳ）、ステップＳ１１１に進んで、ピニオンギヤ１０をリングギヤ５に噛み合わせて、エンジンを始動させることが可能か判断する。エンジンを始動させることが可能な回転速度以上であると判定したとき（例えば、エンジンの自立再始動が可能な回転速度以上）は（ＮＯ）、スタータ７がエンジンを始動させることが可能な回転速度以下になるまで状態を維持して待機する。
リングギヤ５の回転速度が、ピニオンギヤ１０をリングギヤ５に噛み合わせて、エンジンを始動させることが可能な回転速度以下であると判定したときは（ＹＥＳ）、ステップＳ１１２に進んでリングギヤ５の回転状態を確認する。
【００２３】
ステップＳ１１２において、本実施の形態では、ステップＳ１１１でエンジンを始動させることが可能と判断した時点でのリングギヤ５の回転速度が、図３に示すいずれの回転領域にあるかを判断する。
リングギヤ５の回転速度がエンジン完全停止状態におけるゼロ回転領域にある場合は、ステップＳ１１３に進み、短絡スイッチ１４の補助接点１７により抵抗体１３を短絡するまでの所定時間ＴａをＴ１に設定する。
また、リングギヤ５の回転速度が、エンジンが停止する過程の惰性回転中における正回転領域にある場合は、ステップＳ１１４に進み、抵抗体１３を短絡するまでの所定時間ＴａをＴ２に設定する。
同様に、リングギヤ５の回転速度が、エンジンが停止する過程の惰性回転中における反回転領域にある場合は、ステップＳ１１５に進み、抵抗体１４を短絡するまでの所定時間ＴａをＴ３に設定する。
ここで、本実施の形態では、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、の関係が以下の式
所定時間Ｔａ＝Ｔ２≦Ｔ１≦Ｔ３        
を満たすように設定されている。
【００２４】
ステップＳ１１３〜１１５のいずれかによって、所定時間ＴａがＴ１、Ｔ２、Ｔ３のいずれかに設定されると、ステップＳ１１６に進み、短絡スイッチ１４を駆動して補助接点１７を開路した後、ステップＳ１１７に進む。
【００２５】
ステップＳ１１７では、電磁スイッチ１２を駆動しメイン接点１１を閉路し、モータ回路に通電がなされることにより、抵抗体１３を介して低い電流がスタータモータ９に供給され、スタータモータ９に回転駆動力が発生する。また、電磁スイッチ１２は、ピニオンギヤ１０をリングギヤ５に噛み合わせる位置に移動させ、スタータモータ９の回転駆動力を噛み合ったピニオンギヤ１０とリングギヤ５とを介してクランク軸４に伝達し、エンジンを回転駆動する。
また、ステップＳ１１７では、これと同時に、所定時間Ｔａの経過時間のカウントを始め、ステップＳ１１８へ進む。
【００２６】
このステップＳ１１７における、スタータモータ９に供給される抵抗体１３を介した低い電流値は、ピニオンギヤ１０がリングギヤ５に噛み合う前の状態、またはリングギヤ５に当接する前の状態で、スタータモータ９が回転可能な電流値以上となるように、モータ回路の通電電流が抑制されている。
【００２７】
次に、ステップＳ１１８では、上述のステップＳ１１３〜１１５のいずれかによって設定された所定時間Ｔａ＝Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３に基づき、この所定時間Ｔａが経過した時点で、短絡スイッチ１４の駆動を停止し、ステップＳ１１９へと進む。
短絡スイッチ１４の駆動が停止されることで、常時閉接点である補助接点１７が閉路され、抵抗体１３はモータ回路から短絡される。
【００２８】
ステップＳ１１９では、スタータ７によるエンジン回転駆動によって、エンジンが完爆したか否か、すなわちエンジンが再始動したか否かの判定を行う。判定の結果、エンジンが再始動していなければ（ＮＯ）、エンジンが再始動する判定が行われるまで状態を維持し、エンジンが再始動していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１２０へと進む。
【００２９】
ステップＳ１２０では、電磁スイッチ１２の駆動を停止し、メイン接点１１を開路状態とすることでバッテリ８からスタータモータ９への通電が停止され、スタータモータ９の回転が次第に減速して停止するとともに、ピニオギヤ１０がリングギヤ５から離脱して、元の位置に押し戻される。
これにより、エンジン再始動制御が終了する。
【００３０】
このように構成されたエンジン始動装置２によれば、スタータモータ９への通電開始時には、抵抗体１３を介した低い電流がモータ回路に供給され、スタータモータ９を低速度で回転させることができ、この間にピニオンギヤ１０とリンギギヤ５を噛み合わせることにより、新たに衝撃吸収装置を設けることなく、従来のスタータ７を用いて、ピニオンギヤ１０がリングギヤ５に噛合う過程で生じる衝撃を緩和することができる。
さらに、本実施の形態では、エンジンを始動させることが可能と判断した時点でのリングギヤ５の回転速度がエンジン反回転領域にある場合と、エンジン正回転領域やゼロ回転領域といったエンジン反回転領域以外にある場合とで、抵抗体１３を短絡する所定時間Ｔａが各々設定されるように構成している。
【００３１】
これにより、ピニオンギヤ１０がリングギヤ５に噛合う過程で生じる衝撃が大きいリングギヤ５の回転速度がエンジン反回転領域にある場合には、比較的時間の長い所定時間Ｔａを設定し、ピニオンギヤ１０がリングギヤ５に噛合う過程で生じる衝撃を緩和し、一方で、ピニオンギヤ１０がリングギヤ５に噛合う過程で生じる衝撃が小さいリングギヤ５の回転速度が正回転領域にある場合やエンジン完全停止状態におけるゼロ回転領域にある場合には、比較的時間の短い所定時間Ｔａを設定することで、抵抗体１３を介した低速度でのスタータモータ９の駆動時間が短くなり、迅速にエンジン再始動を行うことができる。
これにより、エンジンが停止する直前の惰性回転中における反回転領域でのピニオンギヤ１０がリングギヤ５に噛合う際に生じる衝撃の緩和と、エンジン反回転領域以外での迅速なエンジンの再始動とを両立させることができる。
【００３２】
また、本実施の形態では、ステップＳ１１２において判断するリングギヤ５の回転速度は、ステップＳ１１１でエンジンを始動させることが可能と判断した時点でのリングギヤ５の回転速度としたが、変形例として、ステップＳ１１７におけるスタータモータ９への通電が開始される時点でのリングギヤ５の回転速度をステップＳ１１２におけるリングギヤ５の回転速度としてもよい。
この場合は、ステップＳ１１１にてエンジンをスタータ７にて始動可能と判断した後、ステップＳ１１２にてリングギヤ５の回転速度の状態を判断することなく、ステップＳ１１６に進み、短絡スイッチ１４を駆動して補助接点１７を開路する。
そして、ステップＳ１１７にて、電磁スイッチ１２を駆動しメイン接点１１を閉路して、モータ回路に通電を行い、短絡スイッチ１５により抵抗体１４を短絡するまでの所定時間Ｔａの経過時間のカウントを始める時点において、同時にステップＳ１１２によるリングギヤ５の回転速度の状態を判断することになる。
リングギヤ５の回転速度がゼロ回転領域にある場合は所定時間ＴａをＴ１、正回転領域にはる場合はＴ２、反回転領域にある場合はＴ３に設定し、ステップＳ１１８に進み、以後のステップは上記の制御と同様である。
【００３３】
このように構成することによって、エンジンを始動させることが可能と判断した時点のリングギヤ５の回転速度が反回転領域にあると判断したとしても、場合によっては、スタータモータ９に通電がなされる時点では、リングギヤ５の回転速度が反回転領域以外の回転領域にあるといったことも想定されるが、そのような影響を受けることなく適切な制御を行うことができる。
【００３４】
また、他の変形例として、ステップＳ１１２において判断するリングギヤ５の回転速度を、ステップＳ１１７におけるピニオンギヤ１０がリングギヤ５に当接する時点、またはリングギヤ５に噛み合う時点でのリングギヤ５の回転速度としてもよい。
この場合も、ステップＳ１１１にてエンジンをスタータ７にて始動可能と判断した後、ステップＳ１１２にてリングギヤ５の回転速度の状態を判断することなく、ステップＳ１１６に進み、短絡スイッチ１４を駆動して補助接点１７を開路する。
そして、ステップＳ１１７にて、電磁スイッチ１２を駆動しメイン接点１１を閉路して、モータ回路に通電を行い、短絡スイッチ１５により抵抗体１４を短絡するまでの所定時間Ｔａの経過時間のカウントを始めた後、リングギヤ５と噛み合う位置に移動したピニオンギヤ１０がリングギヤ５に当接する時点、またはリングギヤ５に噛み合う時点において、ステップＳ１１２によるリングギヤ５の回転速度の状態を判断することになる。
リングギヤ５の回転速度がゼロ回転領域にある場合は所定時間ＴａをＴ１、正回転領域にある場合はＴ２、反回転領域にある場合はＴ３に設定されると、ステップＳ１１８に進み、以後のステップは上記の制御と同様である。
【００３５】
このように構成することによって、実際に衝撃が生じるピニオンギヤ１０がリングギヤ５に当接する時点、またはリングギヤ５に噛み合う時点でのリングギヤ５の回転速度を用いて、所定時間Ｔａを設定することができるので、上述したような、リングギヤ５の回転速度を判断した時点と、ピニオンギヤ１０がリングギヤ５に当接する時点またはリングギヤ５に噛み合う時点とで、リングギヤ５の回転速度の状態が異なってしまうことがない。
【００３６】
さらに、本実施の形態では、短絡スイッチ１４の補助接点１７により抵抗体１３を短絡するまでの所定時間Ｔａを、リングギヤ５の回転速度がゼロ回転領域にある場合はＴ１、正回転領域にある場合はＴ２、反回転領域にある場合はＴ３、とする３つの条件に区分している。
これにより、所定時間Ｔａをリングギヤ５の回転速度がゼロ回転領域にある場合と、正回転領域にある場合とで、それぞれ設定することができるので、例えばリングギヤ５の回転速度がゼロ回転領域にある場合には、正回転領域にある場合よりも、迅速にエンジンを再始動したいというニーズに対しても対応することができる。
【００３７】
また、本実施の形態では、リングギヤ５の回転速度がゼロ回転領域にある場合の所定時間Ｔ１、正回転領域にある場合の所定時間Ｔ２、反回転領域にある場合の所定時間Ｔ３、の関係が以下の式
所定時間Ｔａ＝Ｔ２≦Ｔ１≦Ｔ３        
を満たすように設定されている。
これによって、ピニオンギヤ１０をリングギヤ５に噛み合わせる際の衝撃が最も小さい場合であるリングギヤ５の回転速度が正回転領域にある場合には、抵抗体１３を短絡する所定時間Ｔａを最も短いＴ２とし、一方ピニオンギヤ１０をリングギヤ５に噛み合わせる際の衝撃が最も大きい場合であるリングギヤ５の回転速度が反回転領域にある場合には、所定時間Ｔａを最も長いＴ３とすることで、リングギヤ５の回転速度の状態に応じて、所定時間Ｔａを設定することができる。
【００３８】
なお、本実施の形態では、所定時間Ｔａを、リングギヤ５の回転速度がゼロ回転領域にある場合はＴ１、正回転領域にある場合はＴ２、反回転領域にある場合はＴ３、として、それぞれ一律に設定しているが、これに限られず、リングギヤ５の回転速度が正回転領域にある場合や、反回転領域にある場合には、それぞれの回転領域を、リングギヤ５の回転速度の絶対値の大小によって複数の回転領域に区分し、それぞれの回転領域毎に所定時間Ｔａを設定するようにしてもよい。
これによって、それぞれの回転領域毎に、ピニオンギヤ１０をリングギヤ５に噛み合わせる際の衝撃の緩和に必要な所定時間Ｔａを細かく設定することができるので、回転領域毎に所定時間Ｔａを最適化することができる。
【００３９】
また、短絡スイッチ１４により抵抗体１３を短絡するまでの所定時間Ｔａは、それぞれの回転領域毎に予め設定された値であっても、あるいは、それぞれの回転領域毎にリングギヤ５の回転速度から最適な所定時間を演算し、これを所定時間Ｔａとしてもよい。
【００４０】
さらに、短絡スイッチ１４により抵抗体１３を短絡するまでの所定時間Ｔａは、上述したエンジンの回転速度の状態によってそれぞれ設定することに加えて、コースト走行時等の車両の車速がある状態の時にエンジン再始動する場合と、それ以外の状態の時にエンジン再始動する場合とで、さらに区分して設定してもよい。
例えば、コースト走行時にはエンジンの慣性エネルギーが大きいため、短絡スイッチ１４により抵抗体１３を短絡するまでの所定時間Ｔａを比較的長い時間に設定することで、ピニオンギヤ１０がリングギヤ５に噛合う際に生じる衝撃を緩和することができる。
【００４１】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を図５に基づいて説明する。この発明の実施の形態２によるエンジン始動装置に於けるエンジン再始動制御の流れを示すフローチャートである。  なお、実施の形態２におけるエンジン始動装置の構成を示すブロック図は図１に示す実施の形態１と同様の構成であり、また実施の形態２におけるスタータ及びスタータ制御装置の配線図は図２に示す実施の形態１と基本的に同様の構成であるが、スタータ制御装置３にはイグニッションスイッチ（図示しない）を含む構成としている
これにより、スタータ制御装置３は、イグニッションスイッチの作動によりエンジンを始動させる通常始動時においても、電磁スイッチ１２と短絡スイッチ１４の通電を制御するように構成されている。
【００４２】
ここで、まずイグニッションスイッチの作動によりエンジンを始動させる通常始動時のエンジン始動制御について説明する。
イグニッションスイッチがオン操作されてエンジン始動信号が発生すると、スタータ制御装置３は、短絡スイッチ１４を駆動することなく、すなわち補助接点１７を開路することなく、電磁スイッチ１２を駆動してメイン接点１１を閉路し、モータ回路に通電がなされることにより、抵抗体１３を介さない通常の高い電流がスタータモータ９に供給され、回転駆動力が発生する。また、電磁スイッチ１２は、ピニオンギヤ１０をリングギヤ５に噛み合わせる位置に移動させ、スタータモータ９の回転駆動力を噛み合ったピニオンギヤ１０とリングギヤ５とを介してクランク軸４に伝達し、エンジンを回転駆動する。
エンジンの始動が完了すると、電磁スイッチ１２の駆動を停止し、メイン接点１１を開路状態とすることでバッテリ８からスタータモータ９への通電が停止され、スタータモータ９の回転が次第に減速して停止するとともに、ピニオギヤ１０がリングギヤ５から離脱して、元の位置に押し戻される。
これにより、通常のエンジン始動制御が終了する。
【００４３】
次に、本実施の形態におけるエンジン再始動制御のフローチャートにおいて、実施の形態１におけるエンジン再始動制御のフローチャートとの相違点を説明する。
上記実施の形態１では、ステップＳ１１２にて、リングギヤ５の回転速度が、エンジン正回転領域にある場合は、ステップＳ１１４に進み、短絡スイッチ１４により抵抗体１３を短絡するまでの所定時間ＴａをＴ２に設定したが、本実施の形態では、
Ｔａ＝Ｔ２＝０                
と設定する。
【００４４】
このため、本実施の形態におけるエンジン再始動制御においては、抵抗体１３を短絡するまでの所定時間Ｔａ＝Ｔ２＝０、すなわち、抵抗体１３は短絡された状態のままであり、短絡スイッチ１４は動作することがないのでステップＳ１１６が省略され、ステップＳ１１７に進むことになる。
【００４５】
ステップＳ１１７では、上記実施の形態１同様に、電磁スイッチ１２を駆動しメイン接点１１を閉路し、モータ回路に通電がなされることになるが、抵抗体１３は短絡された状態のため、通常の高い電流がスタータモータ９に供給され、回転駆動力が発生する。
また、電磁スイッチ１２は、ピニオンギヤ１０をリングギヤ５に噛み合わせる位置に移動させ、スタータモータ９の回転駆動力を、噛み合ったピニオンギヤ１０とリングギヤ５とを介してクランク軸４に伝達し、エンジンを回転駆動する。
なお、上記実施の形態１におけるステップＳ１１７では、所定時間Ｔａの経過時間のカウントを始め、ステップＳ１１８へと進むフローチャートであったが、本実施の形態では、ステップＳ１１４にて所定時間Ｔａ＝Ｔ２＝０が設定されているため、ステップＳ１１７で経過時間のカウントが行われることはない。
【００４６】
上記実施の形態１におけるエンジン再始動制御のフローチャートでは、ステップＳ１１７の後、所定時間Ｔａが経過した時点で、短絡スイッチ１４の駆動を停止するステップＳ１１８に進むが、本実施の形態では、ここまでのフローにおいて、短絡スイッチ１４は駆動されておらず、常時閉接点である補助接点１７は閉路されたままのため、抵抗体１３は短絡された状態であり、短絡スイッチ１４の駆動を停止するステップＳ１１８は省略され、ステップＳ１１９へと進む。
【００４７】
以後のフローは上記実施の形態１と同様であり、ステップＳ１１９では、スタータ７によるエンジン回転駆動によって、エンジンが完爆したか否か、すなわちエンジンが再始動したか否かの判定を行う。判定の結果、エンジンが再始動していなければ（ＮＯ）、エンジンが再始動する判定が行われるまで状態を維持し、エンジンが再始動していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１２０へと進む。
【００４８】
ステップＳ１２０では、電磁スイッチ１２の駆動を停止し、メイン接点１１を開路状態とすることでバッテリ８からスタータモータ９への通電が停止され、スタータモータ９の回転が次第に減速して停止するとともに、ピニオギヤ１０がリングギヤ５から離脱して、元の位置に押し戻される。
これにより、エンジン再始動制御が終了する。
【００４９】
この実施の形態２によれば、リングギヤ５の回転速度が正回転領域にある場合は、抵抗体１３を短絡するまでの所定時間Ｔａ＝Ｔ２＝０、に設定している。
リングギヤ５の回転速度が正回転領域にある場合には、ピニオンギヤ１０をリングギヤ５に噛み合わせる際の衝撃が小さいので、抵抗体１３を短絡した状態のままで、スタータモータ９に通常の高い通電電流を供給して駆動することができる。これにより、スタータモータ９を高速度で回転させて、より迅速にエンジンを再始動させることができる。
【００５０】
なお、車両の条件、例えばエンジン仕様やスタータモータ仕様などによっては、ピニオンギヤ１０とリングギヤ５の噛み合い衝撃が小さい車両も存在し、このような車両の場合にはリングギヤ５の回転速度がゼロ回転領域にある場合においても、抵抗体１３を短絡するまでの所定時間Ｔａを、
Ｔａ＝Ｔ１＝０                
と設定してもよい。
リングギヤ５の回転速度が正回転領域におけるピニオンギヤ１０とリングギヤ５との噛み合い衝撃のみならず、ゼロ回転領域におけるピニオンギヤ１０とリングギヤ５との噛み合い衝撃も小さい場合には、抵抗体１３を短絡した状態のまま、スタータモータ９に通常の高い通電電流を供給し、スタータモータ９を高速度で回転させることができるため、エンジン完全停止状態からの再始動においても、より迅速な再始動が可能となる。
【００５１】
また、本実施の形態において、イグニッションスイッチの作動によりエンジンを始動させる通常始動時には、短絡スイッチ１４を駆動することなく、すなわち補助接点１７を開路することなく、電磁スイッチ１２を駆動しメイン接点１１を閉路し、モータ回路に通電することで、抵抗体１３を介さない通常の高い電流をスタータモータ９に供給し、エンジンを始動するように制御している。
イグニッションスイッチの作動によりエンジンを始動させる通常始動時には、ピニオンギヤ１０とリングギヤ５の噛み合いは、エンジン完全停止状態におけるゼロ回転領域で行われることになり、エンジン反回転領域におけるピニオンギヤ１０とリングギヤ５との噛み合い時よりも衝撃が小さいため、抵抗体１３を短絡した状態のままでモータ回路に通電し、抵抗体１３を介さない通常の高い電流がスタータモータ９に供給されることによって、通常始動時においても、より迅速なエンジン始動を行うことができる。
【００５２】
なお、上記のように、本実施の形態では、イグニッションスイッチの作動によりエンジンを始動させる通常始動時には、抵抗体１３が短絡された状態のままでモータ回路に通電をする制御を行うとしたが、変形例としてモータ回路に抵抗体１３を接続した状態のままで通電を行うように制御してもよい。
【００５３】
具体的には、イグニッションスイッチがオン操作されてエンジン始動信号が発生すると、スタータ制御装置３は、まず短絡スイッチ１４を駆動して補助接点１７を開路した後、電磁スイッチ１２を駆動しメイン接点１１を閉路し、モータ回路に通電がなされることにより、抵抗体１３を介して低い電流がスタータモータ９に供給され、回転駆動力が発生する。
また、電磁スイッチ１２は、ピニオンギヤ１０をリングギヤ５に噛み合わせる位置に移動させ、スタータモータ９の回転駆動力を噛み合ったピニオンギヤ１０とリングギヤ５とを介してクランク軸４に伝達し、エンジンを回転駆動する。
エンジンの始動が完了すると、電磁スイッチ１２の駆動を停止し、メイン接点１１を開路状態とすることでバッテリ８からスタータモータ９への通電が停止され、スタータモータ９の回転が次第に減速して停止するとともに、ピニオギヤ１０がリングギヤ５から離脱して、元の位置に押し戻される。
また、エンジンの始動が完了すると、スタータ制御装置３は、短絡スイッチ１４の駆動を停止し、常時閉接点である補助接点１７が閉路され、抵抗体１３はモータ回路から短絡される。
【００５４】
この変形例では、スタータ７によってエンジンを始動する過程において、途中で抵抗体１３が短絡されることなく、抵抗体１３により抑制された電流がスタータモータ９に通電され続けるので、イグニッションスイッチの作動によりエンジンを始動させる通常始動時においても、ピニオンギヤ１０をリングギヤ５に噛み合わせる際の衝撃が大きい場合には、これを緩和することができる。
加えて、スタータモータ７によって回転駆動されるリングギヤ５はエンジンが始動する過程において脈動しており、この脈動によるエンジンの回転速度によっては、ピニオンギヤ１０とリングギヤ５とが衝突し、衝撃が発生するため、エンジンの始動が完了するまで抵抗体１３により抑制された電流をスタータモータ９に通電し続けることで、ピニオンギヤ１０がリングギヤ５に噛み合った後の衝撃についても緩和することができる。
【００５５】
ここで、上記の各実施の形態では、ステップＳ１１６において、短絡スイッチ１４を駆動して補助接点１７を開路し、その後ステップＳ１１７において、電磁スイッチ１２を駆動しメイン接点１１を閉路し、モータ回路に通電がなされるように構成しているが、ステップＳ１１６における短絡スイッチ１４の補助接点１７を閉路から開路するのに要する時間と、ステップＳ１１７における電磁スイッチ１２のメイン接点１１を開路から閉路するのに要する時間とに大きな差（例えば、数十ｍｓｅｃ）がなければ、ステップＳ１１６とステップＳ１１７は、同時またはほぼ同時に行ってもよい。
これにより、短絡スイッチ１４の補助接点１７が開路するのと同時またはほぼ同時に、電磁スイッチ１２のメイン接点１１が閉路して、抵抗体１３を介した低い電流がモータ回路に供給されるので、更に迅速なエンジン再始動を行うことができる。
【００５６】
加えて、上記の各実施の形態では、短絡スイッチ１４の補助接点１７は常時閉接点（ノーマルクローズ接点）であるとしたが、これに限られず、常時開接点（ノーマルオープン接点）であってもよい。
このように構成すると、短絡スイッチ１４は駆動されていない状態において、補助接点１７が開路されており、抵抗体１３はモータ回路に接続されている状態となる。
この場合、例えば図５において、エンジン完全停止後（ステップＳ１１３）またはエンジンの回転速度が惰性回転中における反回転領域（ステップＳ１１５）にある場合のフローでは、所定時間Ｔａを設定した後のステップＳ１１６が不要となり、ステップＳ１１７において、電磁スイッチ１２を駆動しメイン接点１１を閉路し、抵抗体１３を介して低い電流がスタータモータ９に供給されることになる。
よって、ステップＳ１１７において電磁スイッチ１２を閉路する前に、短絡スイッチ１４を駆動して、補助接点１７を開路する必要がないため、さらに迅速なエンジン再始動を行うことができる。
【００５７】
また、上記の各実施の形態では、電磁スイッチ１２は、１つのプランジャ１６の動きに連動して、ピニオンギヤ１０の移動とメイン接点１１の開閉とを行うとしたが、これに限られず、ピニオンギヤ１０をリングギヤ５と噛合う位置に移動させる押出し機能と、メイン接点１１を開閉する機能とが、それぞれ個別に制御可能な電磁スイッチであっても同様の効果が得られる。
【００５８】
さらに、上記の各実施の形態では、短絡スイッチ１４および抵抗体１３はバッテリ８と電磁スイッチ１２の間に配置されているが、これに限られず、バッテリ８とスタータモータ９の間であれば機能的に問題ないため、例えば電磁スイッチ１２とスタータモータ９の間にあっても同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００５９】
２      エンジン始動装置
３      スタータ制御装置
５      リングギヤ
６      クランク角センサー
８      バッテリ
９      スタータモータ
１０    ピニオンギヤ
１１    メイン接点
１２    電磁スイッチ
１３    抵抗体
１４    短絡スイッチ
１７    補助接点
【図１】
0005505458.tif 000002
【図２】
0005505458.tif 000003
【図３】
0005505458.tif 000004
【図４】
0005505458.tif 000005
【図５】
0005505458.tif 000006