(57)【要約】【課題】エンジン始動時の始動性とスタータ駆動時の電装部品の電圧保障を考慮した、スタータ駆動電力の省電力化を図る。【解決手段】エンジン始動装置は、電源装置と、電源装置の端子電圧を検出する検出部と、電源装置から電力の供給を受けて駆動して、エンジンを始動させる電動機と、電動機の駆動直前に検出部によって検出された電源装置の端子電圧に基づいて、電動機を駆動させるための電動機駆動電力、または電動機の駆動に際して降下する電源装置の端子電圧の下限値を降下制限電圧として算出する算出部と、算出部によって算出された電動機駆動電力または降下制限電圧に基づいて、電源装置からの電力を電動機に供給する供給部とを備え、算出部は、電動機の駆動直前に検出された電源装置の端子電圧に対して電動機の駆動に際して降下する電源装置の端子電圧の降下量が所定の範囲内となるように、電動機駆動電力または降下制限電圧を算出する。【選択図】図１
2014034916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源装置と、
前記電源装置の端子電圧を検出する検出部と、
前記電源装置から電力の供給を受けて駆動して、エンジンを始動させる電動機と、
前記電動機の駆動直前に前記検出部によって検出された前記電源装置の端子電圧に基づいて、前記電動機を駆動させるための電動機駆動電力、または前記電動機の駆動に際して降下する前記電源装置の端子電圧の下限値を降下制限電圧として算出する算出部と、
前記算出部によって算出された前記電動機駆動電力または前記降下制限電圧に基づいて、前記電源装置からの前記電力を前記電動機に供給する供給部とを備え、
前記算出部は、前記電動機の駆動直前に検出された前記電源装置の端子電圧に対して前記電動機の駆動に際して降下する前記電源装置の端子電圧の降下量が所定の範囲内となるように、前記電動機駆動電力または前記降下制限電圧を算出することを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジン始動装置において、
前記算出部は、前記電源装置の端子電圧の前記降下量が、前記電動機の駆動直前の前記電源装置の端子電圧に関わらず所定の範囲内となるように、前記電動機駆動電力または前記降下制限電圧を算出することを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項３】
請求項１に記載のエンジン制御装置において、
前記算出部は、前記電源装置の端子電圧の前記降下量が前記電動機の駆動直前の前記電源装置の端子電圧に関わらず４Ｖ未満となるように、前記電動機駆動電力または前記降下制限電圧を算出することを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項４】
請求項１に記載のエンジン始動装置において、
前記算出部は、運転者の車両操作の状況および車両の状態、または環境状況に基づいて、第１駆動方式と、第２駆動方式と、前記第１および第２駆動方式以外の駆動方式とに応じた前記電動機駆動電力または前記降下制限電圧を算出することを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項５】
請求項４に記載のエンジン始動装置において、
前記算出部は、前記電動機の駆動直前に検出された前記電源装置の端子電圧に対して前記電動機の駆動に際して前記電源装置の端子電圧の前記降下量が４Ｖ未満から２Ｖ超の範囲内となるように、前記第１駆動方式に応じた前記電動機駆動力または前記降下制限電圧を算出することを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項６】
請求項４に記載のエンジン始動装置において、
前記算出部は、前記第１駆動方式に応じた前記電動機駆動電力よりも小さくなるように前記第２駆動方式に応じた前記電動機駆動電力を算出し、または前記第１駆動方式に応じた前記降下制限電圧よりも高くなるように前記第２駆動方式に応じた前記降下制限電圧を算出することを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項７】
請求項４に記載のエンジン始動装置において、
前記算出部は、前記電動機の駆動直前に検出された前記電源装置の端子電圧に対する前記電動機の駆動に際して前記電源装置の端子電圧の前記降下量が３Ｖ未満から１Ｖ超の範囲内となるように、前記第２駆動方式に応じた前記電動機駆動力または前記降下制限電圧を算出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に記載のエンジン始動装置において、
前記算出部は、前記電動機の駆動直前に検出された前記電源装置の端子電圧が所定値よりも高い場合に、前記電動機駆動力または前記降下制限電圧を算出することを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項９】
請求項１に記載のエンジン始動装置において、
前記算出部は、前記電動機の駆動直前に検出された前記電源装置の端子電圧に基づいた関数または定数検索を用いて、前記電動機駆動力または前記降下制限電圧を算出することを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のエンジン始動装置において、
前記供給部は、少なくとも第１供給部と第２供給部とを含み、
前記算出部は、前記第１供給部によって供給される前記電動機駆動力または前記降下制限電圧を算出することを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のエンジン始動装置において、
前記電動機の駆動時には、前記第１供給部により前記電動機への電力の供給が終了した後、前記第２供給部が前記電動機へ電力を供給することを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載のエンジン始動装置において、
前記第１供給部は、前記電動機の駆動直前に検出された前記電源装置の端子電圧が高いほど前記電動機へ供給する電力の割合を小さくし、前記電動機の駆動直前に検出された前記電源装置の端子電圧が低いほど前記電動機へ供給する電力の割合を大きくすることを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項１３】
請求項１０に記載のエンジン始動装置において、
前記第１供給部は、電力供給時間に基づいて前記電動機へ供給する電力の割合を決定することを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項１４】
請求項１０に記載のエンジン始動装置において、
前記電動機の駆動直前に検出された前記電源装置の端子電圧が所定値以下の場合に、前記第２供給部が前記電動機へ電力を供給することを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項１５】
請求項１０に記載のエンジン始動装置において、
前記第１供給部は半導体スイッチにより構成され、前記第２供給部はスタータ駆動用リレーにより構成される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】
本発明は、エンジン始動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジン始動時に、スタータの最高トルクが得られるように電力を制御することにより、エンジン始動を短時間で行うエンジン始動制御装置が知られている（たとえば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１８８４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、燃料消費量や電力エネルギーの低減等の手法が取られていないので、特にアイドルストップ機能を備える車両において、エンジンの停止、再始動が繰り返されることによる環境への負荷が増大するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載のエンジン始動装置は、電源装置と、電源装置の端子電圧を検出する検出部と、電源装置から電力の供給を受けて駆動して、エンジンを始動させる電動機と、電動機の駆動直前に検出部によって検出された電源装置の端子電圧に基づいて、電動機を駆動させるための電動機駆動電力、または電動機の駆動に際して降下する電源装置の端子電圧の下限値を降下制限電圧として算出する算出部と、算出部によって算出された電動機駆動電力または降下制限電圧に基づいて、電源装置からの電力を電動機に供給する供給部とを備え、算出部は、電動機の駆動直前に検出された電源装置の端子電圧に対して電動機の駆動に際して降下する電源装置の端子電圧の降下量が所定の範囲内となるように、電動機駆動電力または降下制限電圧を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、電動機の駆動直前に検出された電源装置の端子電圧に対して電動機の駆動時に電源装置の端子電圧が降下する降下量が所定の範囲内とさせることができるので、電装部品の電源電圧を確保しつつ、電動機駆動電力の省電力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施の形態によるエンジン始動装置のシステム構成図
【図２】スタータの特性を説明する図
【図３】スタータによる消費電力とエンジンの始動時間との関係を示すマトリクス
【図４】図３のマトリクスを模式的に説明する図
【図５】図４に省電力始動のための閾値を追加した図
【図６】図５に電源電圧降下許容閾値を追加した図
【図７】クランキングによる騒音とエンジンの始動時間との関係を示すマトリクス
【図８】電力供給割合について説明する図
【図９】図３と電力供給割合との関連を示す図
【図１０】スタータ駆動制御装置による電力供給量と電力供給時間との関係を示す図
【図１１】エンジン制御装置によるスタータ駆動制御処理を説明するフローチャート
【図１２】スタータ駆動時における電源装置の電源端子電圧とエンジン回転の挙動を説明する図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図面を参照しながら、本発明の実施の形態によるエンジン始動装置について説明する。図１のシステム構成図に示すように、車両に搭載されるエンジン始動装置１００は、エンジン１０１を始動するスタータ１０２と、発電機１０３と、鉛バッテリ１０４およびキャパシタ１０５からなる電源装置１２０と、第１スイッチ１０６と、電源切替スイッチ１０７と、第２スイッチ１０８と、スタータ駆動電力制御装置１０９と、スタータ駆動用リレー１１０と、エンジン制御装置（ＥＣＵ）１１１と、電装部品１１２と、バッテリ電圧センサ１１３と、キャパシタ電圧センサ１１４とを備える。
【０００９】
スタータ１０２は、鉛バッテリ１０４またはキャパシタ１０５の電力によって駆動されることにより、クランキング回転を発生してエンジン１０１を始動する。この場合、電源切替スイッチ１０７は、鉛バッテリ１０４とキャパシタ１０５のそれぞれの電圧等の条件に応じて、鉛バッテリ１０４およびキャパシタ１０５の一方とスタータ１０２とを接続する。
【００１０】
鉛バッテリ１０４およびキャパシタ１０５は、それぞれの端子電圧や推定による充電率（ＳＯＣ；State of Charge）等に応じて、発電機１０３によって、車両の減速時またはその他の車両の所定の運転状況の際に充電される。鉛バッテリ１０４は車両の電装部品１１２、たとえばナビゲーションシステムや電動パワーステアリング等へ電力を供給する。また、鉛バッテリ１０４は、上記のように、切替スイッチ１０７によりスタータ１０２と接続された場合には、スタータ１０２の駆動用電源としても使用される。
【００１１】
キャパシタ１０５は、車両の減速時またはその他の車両の所定の運転状況の際に、第１スイッチ１０６によって発電機３と接続され、発電機３が生成した電力によって、たとえば１５［Ｖ］程度まで充電される。キャパシタ１０５は、二重系電源として電圧保障用の構成に含まれ、主にエンジン１０１を始動する際のスタータ１０２の駆動用電源として使用される。このため、電装部品１１２には、主に、鉛バッテリ１０４から電力が供給される。
【００１２】
なお、電流受け入れ特性の良いキャパシタ１０５を用いる場合には、キャパシタ１０５と鉛バッテリ１０４とを並列に接続した構成としてもよい。この場合、フロー効果による電力融通が可能となるので、鉛バッテリ１０４の充電期間を延長して、鉛バッテリ１０４の充電量を稼ぐことができる。また、電流受け入れ特性の良いキャパシタ１０５は、車両の減速エネルギーを回生等することにより短時間でほぼ満充電することが可能なので、通常時のスタータ１０２の駆動用電源として独立系として構成することもできる。
【００１３】
スタータ駆動電力制御装置１０９は、たとえばＭＯＳＦＥＴを代表とする半導体スイッチにより構成される。スタータ駆動電力制御装置１０９は、後述するエンジン制御装置１１１による演算結果に基づいてスイッチング制御をすることにより、電源装置１２０からスタータ１０２へ電力（以後、スタータ駆動電力と呼ぶ）を所定時間だけ供給させる。スタータ駆動電力は、後述するように、電源電圧保障始動、省電力始動またはクランキング音低減始動の各始動方式に応じて、電源装置１２０の初期電圧に対してスタータ１０２が駆動する際の降下制限電圧に基づいて算出される。上記の各始動方式は、運転者の車両操作状況および車両の状態、または環境状況に応じて決定される。
【００１４】
スタータ駆動電力制御装置１０９によるスタータ駆動電力の供給が所定時間を超えた後もクランキングが継続される場合には、エンジン制御装置１１１からの制御に応じて、スタータ駆動電力制御装置１０９は、第２スイッチ１０８をＯＮする。その結果、スタータ駆動電力が、電源装置１２０からスタータ駆動用リレー１１０を介してスタータ１０２へ供給される。
【００１５】
バッテリ電圧センサ１１３は、鉛バッテリ１０４の端子電圧を検出し、検出した端子電圧の値を示す信号をエンジン制御装置１１１へ出力する。キャパシタ電圧センサ１１４は、キャパシタ１０５の端子電圧を検出し、検出した端子電圧の値を示す信号をエンジン制御装置１１１へ出力する。
【００１６】
以下、エンジン制御装置１１１によるスタータ駆動電力の制御について説明する。本実施の形態では、エンジン制御装置１１１は、エンジン１０１が始動する際のスタータ駆動電力を制限することにより、電源装置１２０の電源端子電圧降下を抑制して電源端子電圧を保障するとともに、スタータ１０２の駆動時の省電力化を図っている。
【００１７】
図２を参照しながら、エンジン制御装置１１１によるスタータ駆動電力の制限と、電源装置１２０の電源端子電圧降下の抑制とについての概念を説明する。図２では、横軸がスタータ１０２への流入電流値、縦軸がスタータ１０２の特性（端子電圧、駆動トルク、回転数、出力、効率）を表している。グラフＬ１は、スタータ１０２への流入電流とスタータ１０２の駆動トルクとの関係を表す。グラフＬ１は、スタータ１０２への流入電流が大きい程、スタータ１０２の駆動トルクも大きくなることを表している。グラフＬ２は、スタータ１０２への流入電流と、電源装置１２０の電源端子電圧との関係を表している。グラフＬ２に示すように、スタータ１０２への流入電流が大きい程、電源装置１２０の電源端子電圧が小さくなる。換言すると、電源装置１２０の電源端子電圧の降下量が大きくなる。
【００１８】
グラフＬ３は、スタータ１０２への流入電流とスタータ１０２の回転数との関係を表している。グラフＬ３に示すように、スタータ１０２への流入電流が大きい程、スタータ１０２の回転数が少なくなる。グラフＬ４は、スタータ１０２への流入電流とスタータ１０２の出力との関係を表し、スタータ１０２への流入電流が増加するにつれて、スタータ１０２の出力はいったん上昇し、その後下降する。グラフＬ５は、スタータ１０２への流入電流とスタータ１０２の特性の効率との関係を示し、スタータ１０２への流入電流が増加するにつれて効率はいったん上昇し、その後下降する。
【００１９】
図２に示すように、エンジン１０１を始動する際に、スタータ１０２への流入電流を大きくする、すなわち流入電流に制限を設けなければ、スタータ１０２の駆動トルクを大きくできる。その結果、エンジン１０１のクランキング速度を高めてエンジン１０１の始動時間を短縮できる。電装部品１１２への電源電圧保障の観点からは、電源装置１２０の電源端子電圧低下許容限界を超えないように、スタータ１０２への流入電流を制限すればよい。省電力化の観点からは、公知のように、スタータ１０２の特性の効率が良くなる範囲、すなわち省電力化最適点付近の電流をスタータ１０２への流入電流とすればよい。しかし、省電力化最適点での流入電流は、スタータ１０２が最大駆動トルクを発生させる流入電流からは大きく外れるため、エンジン１０１の始動に長い時間が必要となり好ましくない。
【００２０】
上記のスタータ１０２の特性に基づいて、本実施の形態のエンジン制御装置１１１は、以下のようにして、スタータ１０２の駆動時の消費電力（スタータ駆動電力）を低減し、省電力化を図る。すなわち、エンジン制御装置１１１は、スタータ１０２の駆動直前での電源装置１２０の電源端子電圧（以下、初期電圧と呼ぶ）が所定電圧より大きい場合に、初期電圧に応じてスタータ１０２の駆動効率が可能な限り高くなり、かつ、エンジン１０１の始動時間が許容時間内に収まるようにする。なお、本実施の形態では、エンジン１０１の始動時間の許容時間を１．０秒とする。
【００２１】
以下、エンジン１０１の始動時のスタータ駆動電力の制御の詳細を説明する。
エンジン制御装置１１１は、スタータ１０２の駆動直前にバッテリ電圧センサ１１３およびキャパシタ電圧センサ１１４から入力した鉛バッテリ１０４およびキャパシタ１０５の電圧値に基づいて、電源装置１２０の初期電圧が、所定値（たとえば１２［Ｖ］）を超えるか否かを判定する。そして、電源装置１２０の初期電圧が１２［Ｖ］を超える場合には、エンジン制御装置１１１は、以下の（１）〜（３）の場合に応じて、後述するように予め所定のメモリ（不図示）等に記録されているデータ等を参照して、スタータ駆動電力を算出する。なお、電源装置１２０の初期電圧が１２［Ｖ］を超えない場合には、エンジン制御装置１１１は、スタータ１０２が全力で駆動可能となるように、すなわち、省電力始動や電源電圧保障始動等を考慮せず、スタータ駆動用リレー１１０を介してスタータ駆動電力を供給する。
（１）エンジン１０１を省電力始動させる場合（省電力始動）
（２）省電力始動および電装部品１１２の電源電圧を保障する場合（省電力始動＋電源電圧保障始動）
（３）クランキング音を低減させる場合（クランキング音低減始動）
【００２２】
（１）省電力始動
省電力始動時には、エンジン１０１の始動時でのスタータ１０２での消費電力が抑制され、かつ、エンジン１０１の始動時間が上記の１．０秒以内となるように制御が行われる。エンジン制御装置１１１は、スタータ１０２が駆動した場合の電源装置１２０の電源端子電圧の最小値を設定する。このとき、エンジン制御装置１１１は、電源装置１２０の電源端子電圧の降下量が、４［Ｖ］未満〜２［Ｖ］超の範囲に収まるように、電源装置１２０の電源端子電圧の最小値（以後、降下最低電圧と呼ぶ）を設定する。そして、エンジン制御装置１１１は、設定した降下最低電圧に基づいて、スタータ１０２の駆動時の消費電力、すなわちスタータ駆動電力または電源装置１２０の電源端子電圧が降下最低電圧Ｖｌｏｗを下回らない値（以後、降下制限電圧Ｖｌｉｍと呼ぶ）を算出する。そして、エンジン制御装置１１１は、算出したスタータ駆動電力をスタータ１０２に供給する。その結果、エンジン１０１の始動性を損なうことなく、すなわち始動時間を許容時間内に収め、電源装置１２０の電源端子電圧の降下量を抑制しつつ、スタータ駆動電力の省電力化が可能となる。
【００２３】
図３は、実験的検証に基づいた、スタータ１０２の駆動による消費電力量と、エンジン１０１の始動時間との関係の一例をマトリックス形式により示している。図３では、電源装置１２０の初期電圧Ｖ０のそれぞれに対して所定の降下最低電圧Ｖｌｏｗとなるようにスタータ駆動電力を制限した場合を示している。図３のマトリックスでは、縦軸を電源装置１２０の初期電圧Ｖ０、横軸を降下最低電圧Ｖｌｏｗとしている。図３では、初期電圧Ｖ０が１５［Ｖ］のときに、降下最低電圧Ｖｌｏｗを１２［Ｖ］とした場合には、スタータ１０２の駆動による消費電力量が０．６［Ｗｈ］、エンジン１０１の始動時間が０．５［ｓ］となることを示している。初期電圧Ｖ０が１５［Ｖ］のときに、降下最低電圧Ｖｌｏｗを１３［Ｖ］または１４［Ｖ］とした場合には、消費電力量がそれぞれ０．９［Ｗｈ］または１．０［Ｗｈ］、始動時間がそれぞれ１．０［ｓ］または１．５［ｓ］となることを示している。
【００２４】
図３では、スタータ駆動電力を制限していない従来からのスタータ駆動方式では、初期電圧Ｖ０が１５［Ｖ］のときに、降下最低電圧Ｖｌｏｗが１０［Ｖ］と９［Ｖ］との境界に描かれた白丸が示す値となることを示している。さらに、従来からのスタータ駆動方式の場合、上記の初期電圧Ｖ０、降下最低電圧Ｖｌｏｗのときに、消費電力量が１．０［Ｗｈ］、始動時間が１．０［ｓ］であることを示している。
【００２５】
図３でドットを付した範囲Ｒ１１は、従来からのスタータ駆動方式を用いた場合の消費電力量よりも大きな消費電力、もしくは始動時間が１．０秒を超える範囲を示している。さらに、図３で斜線を付した範囲Ｒ１２は、スタータ駆動電力制御装置１０９を構成するＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチが、通電電流により発熱して破損に至る可能性がある領域を示している。
【００２６】
スタータ駆動電力制御装置１０９の破損を避けつつ、スタータ１０２の駆動による消費電力量を抑制するスタータ駆動電力の省電力化を図るためには、図３の斜線およびドットを付した範囲Ｒ１１、Ｒ１２に含まれない範囲Ｒ１３から降下最低電圧Ｖｌｏｗが決定されればよい。すなわち、降下最低電圧Ｖｌｏｗが、初期電圧Ｖ０から４［Ｖ］減算した値（Ｖ０−４）［Ｖ］より高く、初期電圧Ｖ０から２［Ｖ］減算した値（Ｖ０−２）［Ｖ］より低い値、換言すると、電源装置１２０の電源端子電圧の降下量が４［Ｖ］未満２［Ｖ］超の範囲であればよい。この場合、図３に示すように、範囲Ｒ１３では、エンジン１０１の始動時間が１．０秒以内となる。以後、範囲Ｒ１３を始動時間確保範囲と呼ぶ。
【００２７】
始動時間確保範囲Ｒ１３のうち、破線で囲まれた範囲Ｒ１４は、電源装置１２０の初期電圧Ｖ０が１２［Ｖ］より高いときに、従来からのスタータ駆動方式による消費電力量よりも少ない消費電力量、すなわち省電力始動を達成できることを示す。初期電圧Ｖ０が１５［Ｖ］の場合には、降下最低電圧Ｖｌｏｗを１２［Ｖ］とすると、スタータ１０２の消費電力量が０．６［Ｗｈ］となり、従来からのスタータ駆動方式による消費電力量の１．０［Ｗｈ］よりも小さくなり、省電力始動が達成されている。初期電圧Ｖ０が１４［Ｖ］の場合には、降下最低電圧Ｖｌｏｗを１１［Ｖ］とすると、スタータ１０２の消費電力量が０．５［Ｗｈ］となり、従来からのスタータ駆動方式による消費電力量の０．６［Ｗｈ］よりも小さくなり、省電力始動が達成されている。初期電圧Ｖ０が１３［Ｖ］の場合には、降下最低電圧Ｖｌｏｗを１０［Ｖ］とすると、スタータ１０２の消費電力量が０．５［Ｗｈ］となり、従来からのスタータ駆動方式による消費電力量の０．６［Ｗｈ］よりも小さくなり、省電力始動が達成されている。以後、範囲Ｒ１４を。省電力始動可能範囲と呼ぶ。なお、範囲Ｒ１６は、スタータ１０２の駆動が不可能となる範囲を示している。
【００２８】
なお、本実施の形態では、始動時間が１．０秒以内であることを基準としているが、始動時間の基準については、車両のシステム構成や商品性等の観点から所望の基準が設けられるので、基準の設定によって上記の範囲は変動する。また、スタータ駆動電力制御装置１０９の許容通電電流、すなわち耐発熱特性の違いによっても上記の範囲は変動する。
【００２９】
図４〜図６は、図３に示すマトリックスを模式的に示した図である。図４では、初期電圧Ｖ０と降下最低電圧Ｖｌｏｗ毎に始動時間の確保が可能な領域との関係、すなわち図３の始動時間確保範囲Ｒ１３に対応する領域を破線で囲んだ領域Ｒ２１（以後、始動時間確保領域と呼ぶ）で示している。従来からのスタータ駆動方式による降下最低電圧Ｖｌｏｗを斜線を付した領域Ｒ２２で示す。また、始動時間が１．０秒を超える、すなわち始動時間の確保が不可能な領域をドットで示す領域Ｒ２３で表している。この領域Ｒ２３は、図４のマトリックスに示す範囲Ｒ１１に対応する。
【００３０】
図４の始動時間確保領域Ｒ２１に示すように、従来からのスタータ駆動方式での降下最低電圧の領域よりも降下最低電圧Ｖｌｏｗが高い場合でも、始動時間を確保できる。換言すると、スタータ１０２の駆動時の電源端子電圧の降下量、すなわちスタータ駆動電力をある程度制限しても始動時間が確保できる。また、図４に示すように、電源装置１２０の初期電圧Ｖ０が高くなるに従って、スタータ１０２の駆動時の降下最低電圧Ｖｌｏｗを高い電圧に設定しても始動時間が確保できる。
【００３１】
図５は、図４に対してエンジン１０１の省電力始動が達成できる場合を追記したものである。上述したように、電源装置１２０の初期電圧Ｖ０が１２［Ｖ］を超える場合に省電力始動が達成できる。このため、図５では、１２［Ｖ］を初期電圧Ｖ０の閾値（以後、始動許可電圧閾値Ｖｔｈ１と呼ぶ）として示す。図５では、省電力始動が達成可能な領域（以後、省電力始動可能領域と呼ぶ）を、領域Ｒ２４として示す。省電力始動可能領域Ｒ２４は、図３のマトリックスで示す省電力始動可能範囲Ｒ１４に対応している。
【００３２】
エンジン制御装置１１１は、バッテリ電圧センサ１１３およびキャパシタ電圧センサ１１４によって検出された電源装置１２０の初期電圧Ｖ０に応じて、スタータ駆動力電力を図３のマトリックスに示す省電力始動範囲Ｒ１４の中から選択する。または、エンジン制御装置１１１は、電源装置１２０の初期電圧Ｖ０に応じて、図３のマトリックスに示す省電力始動範囲Ｒ１４の中から、降下最低電圧Ｖｌｏｗを降下制限電圧Ｖｌｉｍとして選択する。初期電圧Ｖ０が１５［Ｖ］の場合は、エンジン制御装置１１１は、降下制限電圧Ｖｌｉｍを１２［Ｖ］として選択し、１２［Ｖ］に対応する消費電力０．６［Ｗｈ］をスタータ駆動電力として設定する。初期電圧Ｖ０が１４［Ｖ］の場合は、エンジン制御装置１１１は、降下制限電圧Ｖｌｉｍを１１［Ｖ］として選択し、１１［Ｖ］に対応する消費電力０．５［Ｗｈ］をスタータ駆動電力として設定する。初期電圧Ｖ０が１３［Ｖ］の場合は、エンジン制御装置１１１は、降下制限電圧Ｖｌｉｍを１０［Ｖ］として選択し、１０［Ｖ］に対応する消費電力０．５［Ｗｈ］をスタータ駆動電力として設定する。
【００３３】
上述したように、本実施の形態のキャパシタ１０５は、１５［Ｖ］程度まで充電可能に構成されている。このため、キャパシタ１０５を電源としてスタータ１０２を駆動させる場合には、省電力始動可能な電源装置１２０の電源端子電圧の範囲を、鉛バッテリ１０４のみを電源としてスタータ１０２にスタータ駆動電力を供給させる場合よりも広く確保できる。
【００３４】
（２）省電力始動＋電源電圧保障始動
省電力始動＋電源電圧保障始動時には、上述した省電力始動に際して、電源装置１２０の電源端子電圧が降下した場合であっても、電装部品１１２の電源電圧が保障されるように制御が行われる。エンジン制御装置１１１は、上述したように、降下最低電圧Ｖｌｏｗを算出する。そして、エンジン制御装置１１１は、算出した降下最低電圧Ｖｌｏｗが閾値（以後、低下許容閾値Ｖｔｈ２と呼ぶ）を超える値を降下制限電圧Ｖｌｉｍとして算出する。エンジン制御装置１１１は、算出した降下制限電圧Ｖｌｉｍに対応するスタータ駆動電力を算出して、スタータ１０２へ供給する。なお、本実施の形態では、低下許容閾値Ｖｔｈ２を、たとえば１０．５［Ｖ］とする。
【００３５】
図３のマトリックス中の省電力始動可能範囲Ｒ１４のうち、一点鎖線で囲む範囲Ｒ１５を電圧保障範囲とする。電圧保障範囲Ｒ１５は、省電力始動可能範囲Ｒ１４のうち、降下最低電圧Ｖｌｏｗの値が低下許容閾値Ｖｔｈ２である１０．５［Ｖ］を超える場合、すなわち降下最低電圧Ｖｌｏｗが１１［Ｖ］および１２［Ｖ］の場合を示している。図６は、図５に対して電装部品１１２の電源電圧保障を考慮した場合を追記したものである。図６では、図３の電圧保障範囲Ｒ１５に対応する領域を電圧保障領域Ｒ２６として表す。
【００３６】
エンジン制御装置１１１は、バッテリ電圧センサ１１３およびキャパシタ電圧センサ１１４によって検出された電源装置１２０の初期電圧Ｖ０に応じて、スタータ駆動力電力を図３のマトリックスに示す範囲Ｒ１５の中から選択する。図３の例では、初期電圧Ｖ０が１５［Ｖ］の場合は、エンジン制御装置１１１は、降下制限電圧Ｖｌｉｍを１２［Ｖ］として選択し、１２［Ｖ］に対応する消費電力０．６［Ｗｈ］をスタータ駆動電力として設定する。初期電圧Ｖ０が１４［Ｖ］の場合は、エンジン制御装置１１１は、降下制限電圧Ｖｌｉｍを１１［Ｖ］として選択し、１１［Ｖ］に対応する消費電力０．５［Ｗｈ］をスタータ駆動電力として設定する。
【００３７】
（３）クランキング音低減始動
運転者の車両操作状況、車両の状態もしくは環境状況に応じて、エンジン制御装置１１１は、クランキングによる騒音が低減されるように、スタータ駆動電力または降下制限電圧Ｖｌｉｍを算出する。この場合、エンジン制御装置１１１は、電源装置１２０の電源端子電圧の降下量が、３［Ｖ］未満〜１［Ｖ］超の範囲に収まるように、電源装置１２０の降下最低電圧Ｖｌｏｗを設定する。そして、エンジン制御装置１１１は、設定した降下最低電圧Ｖｌｏｗに基づいて、スタータ駆動電力または降下制限電圧Ｖｌｉｍを算出する。すなわち、スタータ駆動時の電源装置１２０の電源端子電圧の最小値を、上述した省電力始動または省電力始動＋電源保障始動を行うためのスタータ駆動電力もしくは降下制限電圧Ｖｌｉｍよりも高くする。この結果、エンジン１０１の始動時間は省電力始動時よりも長くなるものの、エンジン１０１の始動性を大きく損ねることなくクランキングによる騒音の低減が可能となる。なお、電源装置１２０の電源端子電圧の降下の影響が少ないエンジン１０１の初始動（１ドライビングサイクル内）でクランキング音低減始動が行われてもよい。
【００３８】
図７は、実験的検証に基づいた、スタータ１０２の駆動時のクランキングによる騒音と、エンジン１０１の始動時間との関係の一例をマトリックス形式により示している。図７では、電源装置１２０の初期電圧Ｖ０ごとに所定の降下最低電圧Ｖｌｏｗとなるように、スタータ駆動電力を制限した場合を示している。図７のマトリックスでは、縦軸を電源装置１２０の初期電圧Ｖ０、横軸を降下最低電圧Ｖｌｏｗとしている。図７では、初期電圧Ｖ０が１５［Ｖ］のときに、降下最低電圧Ｖｌｏｗを１２［Ｖ］とした場合には、スタータ１０２の駆動時の騒音が７７［ｄＢ］、エンジン１０１の始動時間が０．５［ｓ］となることを示している。初期電圧Ｖ０が１５［Ｖ］のときに、降下最低電圧Ｖｌｏｗを１３［Ｖ］または１４［Ｖ］とした場合には、騒音がそれぞれ７２［ｄＢ］または７６［ｄＢ］、始動時間がそれぞれ１．０［ｓ］または１．５［ｓ］となることを示している。なお、図７の範囲Ｒ１１〜Ｒ１３は、図３のマトリックスに示す範囲Ｒ１１〜Ｒ１３と同一である。
【００３９】
図７に示すように、始動時間確保範囲Ｒ１３のうち、破線で示す範囲Ｒ３４（以後、クランキング音低減範囲と呼ぶ）では、従来からのスタータ駆動方式と比べて、クランキングによる騒音が低減している。クランキング音低減範囲Ｒ３４は、スタータ駆動時の電源装置１２０の降下最低電圧Ｖｌｏｗが、初期電圧Ｖ０から３［Ｖ］減算した値（Ｖ０−３）［Ｖ］より高く、初期電圧Ｖ０から１［Ｖ］減算した値（Ｖ０−１）［Ｖ］より低い値の範囲である。ただし、図３に示す省電力始動可能範囲Ｒ１４と比較すると、クランキング音低減範囲Ｒ３４では、消費電力量が大きくなり、始動時間が長くなる。なお、本実施の形態では、始動時間が１．０秒以内であることを基準としているが、始動時間の基準については、車両のシステム構成や商品性等の観点から所望の基準が設けられるので、基準の設定によって上記の領域は変動する。また、スタータ駆動電力制御装置１０９の許容通電電流、すなわち耐発熱特性の違いによっても上記の領域は変動する。
【００４０】
図７に示すクランキング音低減範囲Ｒ３４は、図５に示す図では領域Ｒ２５として表される。さらに、クランキング音低減範囲Ｒ３４は、図６に示す図では領域Ｒ２７として表される。エンジン制御装置１１１は、運転者の車両操作状況および車両の状態、また環境状況により、エンジン１０１の始動形態の一つとして、スタータ駆動電力の省電力化を行う際に、クランキングによる騒音を低減する。この場合、エンジン制御装置１１１は、例えば、ヘッドライト点灯時、すなわちヘッドライトスイッチ（不図示）のＯＮ状態を検出した時には、環境状況が夜間であると判断する。そして、エンジン制御装置１１１は、クランキング音低減始動をするために、図７のクランキング音低減範囲Ｒ３４から、電源装置１２０の初期電圧Ｖ０に応じた降下最低電圧Ｖｌｏｗを降下制限電圧Ｖｌｉｍとして選択する。
【００４１】
図３および図７に示すマトリックスは、予めメモリ（不図示）に格納されている。エンジン制御装置部１１１は、（１）〜（３）の場合に応じて、上述のように図３または図７に示すマトリックスを参照する。そして、エンジン制御装置１１１は、定数検索により初期電圧Ｖ０に対応する降下制限電圧Ｖｌｉｍを算出して、降下制限電圧Ｖｌｉｍに対応する消費電力をスタータ駆動電力として選択する。スタータ駆動電力を選択すると、エンジン制御装置１１１は、後述のようにして、スタータ駆動電力制御装置１０９によりスタータ駆動電力をスタータ１０２に供給するための時間（以後、電力供給時間と呼ぶ）を設定する。
【００４２】
エンジン制御装置１１１は、選択したスタータ駆動電力と設定した電力供給時間とに基づいて、スタータ駆動電力制御装置１０９とスタータ駆動用リレー１１０とによる電力供給割合を決定する。これは、上述したように、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチにより構成されるスタータ駆動電力制御装置１０９が、スタータ駆動電力をスタータ１０２に供給することに伴って発生する熱量により破損することを避けるためである。したがって、スタータ駆動電力制御装置１０９によるスタータ駆動電力の供給が電力供給時間行われた後もクランキングが継続されている場合には、エンジン制御装置１１１は、スタータ駆動電力制御装置１０９によるスタータ駆動電力の供給を終了させる。そして、エンジン制御装置１１１は、スタータ駆動用リレー１１０により、スタータ１０２へスタータ駆動電力を供給させる。
【００４３】
図８を用いて、エンジン制御装置１１１が実行する、スタータ駆動電力制御装置１０９とスタータ駆動用リレー１１０とによる電力供給割合の決定処理について説明する。図８は、電源装置１２０の初期電圧Ｖ０と、スタータ駆動電力制御装置１０９およびスタータ駆動用リレー１１０による電力供給割合との関係を示す図である。図８に示すように、エンジン制御装置１１１は、電源装置１２０の初期電圧Ｖ０が高い程、スタータ駆動用リレー１１０による電力供給割合を大きくし、電源装置１２０の初期電圧Ｖ０が低い程、スタータ駆動電力制御装置１０９による電力供給割合を大きくする。これは、電源装置１２０の初期電圧Ｖ０が高い程スタータ駆動電力を大きく設定できるので、スタータ駆動電力制御装置１０９を通流する電流や印加される電圧が大きくなり、スタータ駆動電力制御装置１０９を構成する半導体スイッチの発熱量が上昇して、破損することを防止するためである。この結果、スタータ駆動電力制御装置１０９の発熱による破損を防ぎつつ、電源電圧保障、省電力始動、クランキング音低減始動を可能となる。
【００４４】
なお、電源装置１２０の初期電圧Ｖ０が１２［Ｖ］以下の場合、すなわちスタータ１０２駆動時における電装部品１１２の電源電圧を保障する降下最低電圧Ｖｌｏｗが低下許容閾値Ｖｔｈ２（１０．５［Ｖ］）以上とならない場合には、エンジン制御装置１１１は、スタータ駆動用リレー１１０のみを用いて電力供給させる。換言すると、電源装置１２０の初期電圧Ｖ０が１２［Ｖ］以下の場合には、エンジン制御装置１１１は、電源電圧保障については考慮せず、スタータ１０２を確実に駆動させるようにする。
【００４５】
図９は、図４に示す始動時間確保領域Ｒ２１、すなわちエンジン１０１の始動時間が１．０秒以内に確保された領域にて、上記のように電力供給割合が決定された場合を模式的に示している。図９の領域Ｒ５、Ｒ７は、スタータ駆動用リレー１１０により電力供給が行われる領域を示している。領域Ｒ６は、スタータ駆動電力制御装置１０９により電力供給が行われる領域を示している。
【００４６】
図１０は、電源装置１２０の初期電圧Ｖ０と、スタータ駆動制御装置１０９により行われる電力供給量および供給時間との関係を示す。スタータ駆動制御装置１０９による電力供給量を実線で示すＬ１０で表し、供給時間を破線で示すＬ１１で表す。上述したように、初期電圧Ｖ０が高い程、スタータ駆動用リレー１１０による電力供給割合を大きくし、電源装置１２０の初期電圧Ｖ０が低い程、スタータ駆動電力制御装置１０９による電力供給割合を大きくする。したがって、エンジン制御装置１１１は、初期電圧Ｖ０が高い程、実線Ｌ１０で示すようにスタータ駆動制御装置１０９によるスタータ駆動電力の電力供給量を多くして、破線Ｌ１１で示すようにスタータ駆動制御装置１０９によるスタータ駆動電力の供給時間を短くする。なお、初期電圧Ｖ０が１２［Ｖ］を超えない場合には、スタータ駆動用リレー１１０のみによってスタータ駆動電力の供給が行われる。
【００４７】
図１１に示すフローチャートを用いて、本実施の形態によるエンジン制御装置１１１の動作について説明する。図１１のフローチャートに示す各処理は、エンジン制御装置１１１でプログラムを実行して行われる。このプログラムは、メモリ（不図示）に格納されており、イグニションスイッチがＯＮされるとエンジン制御装置１１１により起動され、実行される。
【００４８】
ステップＳ１では、イグニッションスイッチのＯＮに応じてスタータ１０２の駆動を要求する信号（スタータ駆動要求信号）が入力されたことを検出してステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、キャパシタ電圧検出センサ１１４によって検出されたキャパシタ１０５の電圧値を入力してステップＳ３へ進む。
【００４９】
ステップＳ３では、検出されたキャパシタ１０５の電圧値が所定値、たとえば１０［Ｖ］を超えるか否かを判定する。キャパシタ１０５の電圧値が１０［Ｖ］以下の場合には、ステップＳ３が否定判定されてステップＳ４へ進む。ステップＳ４では、電源切替スイッチ１０７を切替えて、キャパシタ１０５のみによる電力供給から、鉛バッテリ１０４もしくは鉛バッテリ１０４およびキャパシタ１０５の並列接続による電力供給に切替えてステップＳ５へ進む。キャパシタ１０５の電圧値が１０［Ｖ］を超える場合には、ステップＳ３が肯定判定されてステップＳ５へ進む。なお、上記の所定値１０［Ｖ］は、キャパシタ１０５の放電下限電圧特性に基づいて、キャパシタ１０５の性能劣化を防止することを目的として設定された値である。
【００５０】
ステップＳ５では、バッテリ電圧センサ１１３およびキャパシタ電圧センサ１１４により検出された電源装置１２０の電源端子電圧の値を入力してステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、電源端子電圧が所定値である１２［Ｖ］を超えるか否かを判定する。電源端子電圧が１２［Ｖ］を超える場合には、ステップＳ６が肯定判定されてステップＳ７へ進む。電源端子電圧が１２［Ｖ］を超えない場合には、ステップＳ６が否定判定されて、後述するステップＳ１６へ進む。
【００５１】
ステップＳ７では、クランキングによる騒音低減条件が成立したか否かを判定する。たとえば、ヘッドライトスイッチからＯＮ信号を入力した場合、すなわちヘッドライト点灯状態の場合には、クランキングによる騒音低減条件が成立したと判定して、後述するステップＳ１１へ進む。クランキングによる騒音低減条件が成立しないと判定した場合には、ステップＳ７が否定判定されて、ステップＳ８へ進む。
【００５２】
ステップＳ８では、降下最低電圧Ｖｌｏｗが低下許容閾値Ｖｔｈ２、すなわち１０．５［Ｖ］を超えるか否かを判定する。降下最低電圧Ｖｌｏｗが１０．５［Ｖ］を超えない場合には、ステップＳ８が否定判定されてステップＳ９へ進む。ステップＳ９では、電源端子電圧に応じた省電力始動が可能となるスタータ駆動電力と、スタータ駆動電力制御装置１０９による電力供給時間とを算出する。すなわち、図３の省電力始動可能範囲Ｒ１４から、初期電圧Ｖ０に応じた降下最低電圧Ｖｌｏｗが選択され、選択された降下最低電圧Ｖｌｏｗに対応する消費電力がスタータ駆動電力として選択される。さらに、初期電圧Ｖ０に応じた電力供給時間が選択されて後述するステップＳ１２へ進む。
【００５３】
降下最低電圧Ｖｌｏｗが１０．５［Ｖ］を超える場合には、ステップＳ８が肯定判定されてステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０では、電装部品１１２の電源電圧保障することができる電源端子電圧の降下最低電圧Ｖｌｏｗおよびスタータ駆動電力制御装置１０９による電力供給時間を算出する。すなわち、図３の電圧保障範囲Ｒ１５のうち、初期電圧Ｖ０に応じて降下最低電圧Ｖｌｏｗが選択され、選択された降下最低電圧Ｖｌｏｗに対応する消費電力がスタータ駆動電力として選択される。さらに、初期電圧Ｖ０に応じた電力供給時間が選択されて後述するステップＳ１２へ進む。
【００５４】
ステップＳ７が肯定判定されるとステップＳ１１へ進み、クランキング音低減始動が可能となる電源端子電圧の降下最低電圧Ｖｌｏｗおよびスタータ駆動電力制御装置１０９による電力供給時間を算出する。すなわち、図７のクランキング音低減範囲Ｒ３４から初期電圧Ｖ０に応じて降下最低電圧Ｖｌｏｗが選択され、選択された降下最低電圧Ｖｌｏｗに対応する消費電力がスタータ駆動電力として選択される。さらに、初期電圧Ｖ０に応じた電力供給時間が選択されて後述するステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２では、ステップＳ９またはＳ１０またはＳ１１で算出された電源端子電圧の降下最低電圧Ｖｌｏｗおよびスタータ駆動電力制御装置１０９による電力供給時間に従って、スタータ駆動電力制御装置１０９を作動させ、スタータ１０２にスタータ駆動電力を供給させてステップＳ１３へ進む。
【００５５】
ステップＳ１３では、スタータ１０２の駆動停止か否かを判定する。エンジン制御装置１１１は、エンジン１０１が燃焼によって回転数が上昇したことによりエンジン１０１の始動完了と判定した場合、他の条件によるスタータ停止要求信号が出力されたことを検出した場合に、スタータ１０２を駆動停止すると判定する。駆動停止を判定した場合には、ステップＳ１３が肯定判定されて、後述するステップＳ１８へ進む。駆動停止を判定しない場合には、ステップＳ１３が否定判定されてステップＳ１４へ進む。ステップＳ１４では、スタータ駆動電力制御装置１０９によるスタータ駆動電力の供給が開始されてから電力供給時間が経過したか否かを判定する。電力供給時間が経過した場合には、ステップＳ１４が肯定判定されてステップＳ１５へ進む。電力供給時間が経過していない場合には、ステップＳ１４が否定判定されてステップＳ１２へ戻る。
【００５６】
ステップＳ１５では、第２スイッチ１０８を切替えて、スタータ駆動電力制御装置１０９によるスタータ駆動電力の供給からスタータ駆動用リレー１１０によるスタータ駆動電力の供給へ切替えて、ステップＳ１６へ進む。ステップＳ１６では、スタータ駆動用リレー１１０によりスタータ１０２へスタータ駆動電力を供給させるステップＳ１７へ進む。ステップＳ１７では、ステップＳ１３と同様に、スタータ１０２の駆動停止か否かを判定する。駆動停止を判定した場合には、ステップＳ１７が肯定判定されてステップＳ１８へ進む。駆動停止を判定しない場合には、ステップＳ１７が否定判定されてステップＳ１５へ戻る。ステップＳ１８では、スタータ１０２へのスタータ駆動電力の供給を停止させて処理を終了する。
【００５７】
上述した実施の形態によるエンジン始動装置によれば、次の作用効果が得られる。
（１）エンジン始動装置１００は、スタータ１０２と、スタータ１０２へ電力を供給する電源装置１２０と、鉛バッテリ１０４の電圧を検出するバッテリ電圧センサ１１３と、キャパシタ１０５の電圧を検出するキャパシタ電圧センサ１１４と、エンジン制御装置１１１と、スタータ駆動電力制御装置１０９と、スタータ駆動用リレー１１０とを備える。エンジン制御装置１１１は、スタータ１０２の駆動直前に検出された電源装置１２０の端子電圧に基づいて、スタータ１０２を駆動するためのスタータ駆動電力、またはスタータ１０２の駆動時に電源装置１０２の電源端子電圧が降下した場合の下限値を降下制限電圧Ｖｌｉｍとして算出する。スタータ駆動電力制御装置１０９およびスタータ駆動用リレー１１０は、エンジン制御装置１１１によって算出されたスタータ駆動電力または降下制限電圧Ｖｌｉｍに基づいて、電源装置１２０からスタータ１２０に電力を供給する。そして、エンジン制御装置１１１は、スタータ１０２の駆動直前に検出された電源装置１２０の電源端子電圧に対してスタータ１０２の駆動時に電源装置１２０の電源端子電圧が降下する降下量が所定の範囲内となるように、スタータ駆動電力または降下制限電圧Ｖｌｉｍを算出するようにした。したがって、スタータ１０２の駆動効率を可能な限り高くしつつ、エンジン１０１の始動時間が許容できる範囲内で、スタータ１０２の駆動時での流入電流を減らすことにより、スタータ１０２での消費電力を低減することができる。さらに、電源装置１２０の電源端子電圧が降下する降下量を所定の範囲内としているので、スタータ１０２の駆動時に電源装置１２０の電源端子電圧が降下しても、電装部品１１２の動作を保障させることができる。
【００５８】
図１２は、エンジン１０１が始動する際の電源装置１２０の電源端子電圧およびエンジン１０１の回転数の時間変化の様子を示したものであり、図１２（ａ）はスタータ１０２へのスタータ駆動電力の供給を制限しない場合（従来のスタータ駆動方式）、図１２（ｂ）は本実施の形態によるスタータ１０２へのスタータ駆動電力の供給を制限する場合を示している。図１２では、時刻ｔ１においてクランキングが開始され、時刻ｔ１〜ｔ２の間でエンジン１０１が始動した場合を示している。
【００５９】
図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、時刻ｔ１でクランキングが開始されると、トルクを発生させるためにスタータ１０２への供給電力が増加し、電源装置１２０の電源端子電圧Ｖが低下する。図１２（ａ）に示す、スタータ１０２への供給電力、すなわちスタータ駆動電力を制限していない場合では、スタータ１０２への流入電流が増加する。その結果、電源装置１２０の電源端子電圧Ｖが、電装部品１１２の低下許容閾値Ｖｔｈ２を超えて低下する。そして、エンジン１０１が始動する時刻ｔ１〜ｔ２の間で、電源装置１２０の電源端子電圧Ｖは再び増加する。
【００６０】
図１２（ｂ）に示すようにスタータ駆動電力を制限している場合には、電源装置１２０の電源端子電圧Ｖは低下許容閾値Ｖｔｈ２を超えて低下することはない。換言すると、スタータ１０２の駆動時の電源装置１２０の降下最低電圧Ｖｌｏｗが低下許容閾値Ｖｔｈ２より低くならない。したがって、電装部品１１２への電源電圧が保障されつつ、スタータ１０２の駆動時における省電力化を図ることが可能になる。この結果、燃費低減を目的としたアイドルストップ機能のように、エンジン１０１の停止、再始動を頻繁に行う場合であっても、ＤＣ−ＤＣコンバータの採用や、電源装置の多重系統化、電源装置の高電圧化等の措置を採らなくても、ナビゲーションシステムや電動パワーステアリング等の動作を保障できる。
【００６１】
（２）エンジン制御装置１１１は、スタータ１０２の駆動時の電源装置１２０の端子電圧の降下量が、電源装置１２０の初期電圧Ｖ０に関わらず所定の範囲内、すなわち４［Ｖ］未満となるように、スタータ駆動電力または降下制限電圧Ｖｌｉｍを算出するようにした。したがって、スタータ１０２の駆動時に電源装置１２０の電源端子電圧が降下しても、電装部品１１２の動作を保障させることができる。
【００６２】
（３）エンジン制御装置１１１は、運転者の車両操作の状況および車両の状態、または環境状況に基づいて、省電力始動または省電力始動＋電圧保障始動と、クランキング音低減始動と、上記の始動方式以外の方式に応じたスタータ駆動電力または降下制限電圧Ｖｌｉｍを算出するようにした。エンジン制御装置１１１は、省電力始動または省電力始動＋電圧保障始動の場合には、スタータ１０２の駆動直前に検出された電源装置１２０の電源端子電圧に対してスタータ１０２の駆動時での電源装置１２０の電源端子電圧の降下量が４Ｖ未満から２Ｖ超の範囲内となるように、スタータ駆動電力または降下制限電圧Ｖｌｉｍを算出する。また、エンジン制御装置１１１は、クランキング音低減始動時には、省電力始動または省電力始動＋電圧保障始動の場合よりもスタータ駆動電力が小さくなり、降下制限電圧Ｖｌｉｍが高くなるように、降下制限電圧Ｖｌｉｍを算出するようにした。具体的には、エンジン制御装置１１１は、スタータ１０２の駆動直前に検出された電源装置１２０の電源端子電圧に対するスタータ１０２の駆動時での電源装置１２０の電源端子電圧の降下量が３Ｖ未満から１Ｖ超の範囲内となるようにした。したがって、夜間等にスタータ１０２を駆動させる等のクランキングによる騒音の発生を抑制したい場合であっても、スタータ１０２の駆動効率を可能な限り高くしつつ、エンジン１０１の始動時間が許容できる範囲内で、スタータ１０２の駆動時での流入電流を減らすことができる。その結果、クランキングによる騒音の発生を抑制しつつ、スタータ１０２での消費電力を低減し、電装部品１１２の動作を保障させることができる。
【００６３】
（４）エンジン制御装置１１１は、スタータ１０２の駆動直前に検出された電源装置１２０の電源端子電圧が所定値、すなわち１２［Ｖ］よりも高い場合に、スタータ駆動力または降下制限電圧Ｖｌｉｍを算出するようにした。したがって、電源装置１２０の初期電圧Ｖ０が低い場合には、省電力始動や電源電圧保障等は無視して、スタータ１０２を確実に駆動させることを優先できる。
【００６４】
（５）エンジン制御装置１１１は、スタータ駆動電力制御装置１０９よってスタータ１０２へ供給されるスタータ駆動力または降下制限電圧Ｖｌｉｍを算出するようにした。この結果、スタータ駆動電力制御装置１０９に通流される電流や印加される電圧により、スタータ駆動電力制御装置１０９を構成するＭＯＳＦＥＴを代表する半導体スイッチが発熱等により破損することを防止できる。
【００６５】
（６）スタータ１０２の駆動時には、スタータ駆動電力制御装置１０９によりスタータ１０２への電力の供給が終了した後、スタータ駆動用リレー１１０がスタータ１０２へ電力を供給するようにした。したがって、スタータ駆動電力の供給時間が長時間の場合であっても、スタータ駆動電力制御装置１０９の破損を防止しつつ、スタータ１０２への電力供給を継続することができる。
【００６６】
（７）スタータ駆動電力制御装置１０９は、スタータ１０２の駆動直前に検出された電源装置１２０の電源端子電圧が高いほどスタータ１０２へ供給する電力の割合を小さくし、スタータ１０２の駆動直前に検出された電源装置１２０の電源端子電圧が低いほどスタータ１０２へ供給する電力の割合を大きくするようにした。電源装置１２０の初期電圧Ｖ０が高い程スタータ駆動電力を大きく設定できるので、スタータ駆動電力制御装置１０９を通流する電流や印加される電圧が大きくなり、スタータ駆動電力制御装置１０９を構成する半導体スイッチの発熱量が上昇して、破損することを防止するためである。この結果、スタータ駆動電力制御装置１０９の発熱による破損を防ぎつつ、電源電圧保障、省電力始動、クランキング音低減始動を可能となる。
【００６７】
（８）スタータ駆動電力制御装置１０９は、電力供給時間に基づいてスタータ１０２へ供給する電力の割合を決定するようにした。エンジン制御装置１１１は、電源装置１２０の初期電圧Ｖ０が高い程、スタータ駆動用リレー１１０による電力供給割合を大きくし、電源装置１２０の初期電圧Ｖ０が低い程、スタータ駆動電力制御装置１０９による電力供給割合を大きくするように、電力供給時間を設定する。この結果、スタータ駆動電力制御装置１０９の発熱による破損を防ぎつつ、電源電圧保障、省電力始動、クランキング音低減始動を可能となる。
【００６８】
（９）スタータ１０２の駆動直前に検出された電源装置１２０の電源端子電圧が１２［Ｖ］以下の場合に、スタータ駆動用リレー１１０がスタータ１０２へ電力を供給するようにした。したがって、電源装置１２０の初期電圧Ｖ０が低い場合には、省電力始動や電源電圧保障等は無視して、スタータ１０２を確実に駆動させることを優先できる。
【００６９】
以上で説明した実施の形態を、以下のように変形できる。
（１）エンジン始動装置１００は、スタータ駆動電力制御装置１０９およびスタータ駆動用リレー１１０を備えるものに代えて、スタータ駆動電力制御装置１０９またはスタータ駆動用リレー１１０の一方を備えるものでもよい。
（２）図３、図７に示すマトリックスを予め記録するものに代えて、電源装置１２０の初期電圧Ｖ０とスタータ駆動電力および降下最低電圧Ｖｌｏｗとの関係を表す所定の関数を記録するものでもよい。
【００７０】
本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００７１】
１００…エンジン始動装置、  １０２…スタータ、
１０４…鉛バッテリ、  １０５…キャパシタ、
１０９…スタータ駆動電力制御装置、  １１０…スタータ駆動用リレー、
１１１…エンジン制御装置、  １１３…バッテリ電圧センサ、
１１４…キャパシタ電圧センサ、  １２０…電源装置
【図１】
2014034916.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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