(57)【要約】【課題】エンジン始動時における発電電動機およびスタータの使用方法を統一することにより、簡素な構成かつ低コストで、エンジン始動性を確保することができるエンジン始動装置を得る。【解決手段】エンジンのクランク軸に連結された発電電動機と、エンジンの始動時に、クランク軸に設けられたリングギヤにピニオンを噛合させるスタータと、エンジンが始動したか否かを判定する判定部と、を備え、エンジンの始動開始時に、発電電動機およびスタータのいずれか一方でエンジンをクランキングするとともに、エンジンの始動開始から設定時間が経過した時点で、判定部によりエンジンが始動していないと判定された場合に、発電電動機およびスタータの両方でエンジンを併用クランキングする。【選択図】図１
2018193935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランク軸に連結された発電電動機と、
前記エンジンの始動時に、前記クランク軸に設けられたリングギヤにピニオンを噛合させるスタータと、
前記エンジンが始動したか否かを判定する判定部と、
を備え、
前記エンジンの始動開始時に、前記発電電動機および前記スタータのいずれか一方で前記エンジンをクランキングするとともに、
前記エンジンの始動開始から設定時間が経過した時点で、前記判定部により前記エンジンが始動していないと判定された場合に、前記発電電動機および前記スタータの両方で前記エンジンを併用クランキングする
エンジン始動装置。
【請求項２】
前記エンジン始動装置は、前記エンジンの停止条件が成立すると前記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制御を行う車両に搭載され、
前記エンジンの再始動において、前記発電電動機で前記エンジンをクランキングする
請求項１に記載のエンジン始動装置。
【請求項３】
前記発電電動機および前記スタータの両方で前記エンジンを併用クランキングする場合に、１つの電気信号を前記発電電動機および前記スタータに直列または並列に伝送する
請求項１または請求項２に記載のエンジン始動装置。
【請求項４】
前記スタータは、前記ピニオンの前記リングギヤ側端面と、非トルク伝達面側の歯面との間に、前記歯面に沿った曲面形状を有する面取り部が設けられている
請求項１から３までのいずれか１項に記載のエンジン始動装置。
【請求項５】
前記エンジンを始動するための始動用バッテリと、
前記始動用バッテリとは別の電気機器用バッテリと、をさらに備え、
前記エンジンの始動開始時に、前記始動用バッテリの電力により前記エンジンをクランキングするとともに、
前記エンジンの始動開始から設定時間が経過した時点で、前記判定部により前記エンジンが始動していないと判定された場合に、前記始動用バッテリと前記電気機器用バッテリの電力により前記エンジンをクランキングする
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のエンジン始動装置。
【請求項６】
前記発電電動機に電力を供給する発電電動機用バッテリと、
前記スタータに電力を供給するスタータ用バッテリと、をさらに備え、
前記発電電動機用バッテリの電源電圧は、前記スタータ用バッテリの電源電圧よりも高電圧であり、
前記エンジンの始動開始から設定時間が経過した時点で、前記判定部により前記エンジンが始動していないと判定された場合に、前記発電電動機用バッテリの電力を前記スタータに供給して前記エンジンをクランキングする
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のエンジン始動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンのクランク軸に連結された発電電動機と、エンジン始動時にピニオンをリングギヤに噛合させるスタータとを備え、発電電動機およびスタータの少なくとも一方を起動してエンジンをクランキングするエンジン始動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンの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制御を行う車両において、エンジン始動時にエンジンのクランキングを行う発電電動機およびスタータが搭載されているものが知られている。
【０００３】
このような車両では、エンジン始動時のクランキングにおいて、発電電動機とスタータとを状況に応じて使い分けるか、または発電電動機とスタータとを併用して、エンジンを始動するようになっている。
【０００４】
ここで、エンジンの水温等に関する情報に基づいて、歯車伝動装置を介してエンジンを始動するスタータである第一の始動装置と、ベルト伝動装置を介してエンジンを始動する発電電動機である第二の始動装置とを、それぞれ単独で使用するか、または併用するかを選択してエンジンをクランキングするエンジンの始動制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
なお、特許文献１に記載のエンジン始動制御装置では、第一の始動装置と第二の始動装置とを併用してエンジンをクランキングする場合に、第一の始動装置を駆動させるとともに、その後第二の始動装置を駆動させ、ついで第一の始動装置を停止した後も第二の始動装置の駆動を継続させている。
【０００６】
また、キーの操作によるエンジンの始動時にスタータであるスタータモータで起動するとともに、発電電動機である電動発電機によって常時アシストする車両において、エンジンの再始動時に、スタータモータと電動発電機とを、それぞれ単独で使用するか、または併用するかを選択してエンジンをクランキングするハイブリッド車両の制御装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
なお、特許文献２に記載のハイブリッド車両の制御装置では、スタータモータと電動発電機とを併用してエンジンをクランキングする場合に、スタータモータを駆動させるとともに、その後エンジン回転数が設定回転数以上になったら、電動発電機の駆動を開始させている。また、電動発電機のみでエンジンを再始動する場合には、電動発電機のモータ出力値を、定格性能を越えた値に設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１６１１０２号公報
【特許文献２】特開２００２−０４８０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
すなわち、従来のエンジン始動装置では、エンジンの各始動状況において、発電電動機によるエンジンのクランキングと、スタータによるエンジンのクランキングと、発電電動機およびスタータの両方によるエンジンのクランキングとを、エンジンの水温や電源電圧等に基づいて、選択することになっている。
【００１０】
例えば、特許文献１に記載されたエンジンの始動制御装置では、エンジンの水温に応じて、エンジン始動方法を選択している。つまり、運転者の始動操作によりエンジンを始動する初期始動においても、エンジンの水温をモニタして、発電電動機でクランキングするか、スタータでクランキングするか、または発電電動機とスタータとを併用してクランキングするかを選択することになる。
【００１１】
そのため、エンジンの始動前に始動方法を判断する制御が必要になるとともに、判断材料となる水温等を検知するセンサ等が必要になり、エンジン始動装置が複雑化し、高コスト化するという問題がある。
【００１２】
また、特許文献２に記載されたハイブリッド車両の制御装置では、初期始動の場合には、スタータで起動するとともに発電電動機によって常時アシストすることになっているが、エンジンの再始動時には、エンジンの水温や電源電圧に基づいて、スタータと発電電動機とを、それぞれ単独で使用するか、または併用するかを選択することになる。
【００１３】
そのため、エンジンの再始動前に始動方法を判断する制御が必要になるとともに、判断材料となる水温等を検知するセンサ等が必要になり、エンジン始動装置が複雑化し、高コスト化するという問題がある。
【００１４】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、エンジン始動時における発電電動機およびスタータの使用方法を統一することにより、簡素な構成かつ低コストで、エンジン始動性を確保することができるエンジン始動装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明に係るエンジン始動装置は、エンジンのクランク軸に連結された発電電動機と、エンジンの始動時に、クランク軸に設けられたリングギヤにピニオンを噛合させるスタータと、エンジンが始動したか否かを判定する判定部と、を備え、エンジンの始動開始時に、発電電動機およびスタータのいずれか一方でエンジンをクランキングするとともに、エンジンの始動開始から設定時間が経過した時点で、判定部によりエンジンが始動していないと判定された場合に、発電電動機およびスタータの両方でエンジンを併用クランキングするものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明に係るエンジン始動装置によれば、エンジンの始動開始時に、発電電動機およびスタータのいずれか一方でエンジンをクランキングするとともに、エンジンの始動開始から設定時間が経過した時点で、判定部によりエンジンが始動していないと判定された場合に、発電電動機およびスタータの両方でエンジンを併用クランキングする。
そのため、エンジン始動時における発電電動機およびスタータの使用方法を統一することにより、簡素な構成かつ低コストで、エンジン始動性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態１に係るエンジン始動装置が搭載された車両の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明に係るエンジン始動装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。
【００１９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るエンジン始動装置が搭載された車両の概略構成を示すブロック図である。図１において、エンジン１は、エンジン自動停止再始動制御のエンジン停止、またはエンジン再始動を判断する機能を含み、エンジン１の制御を行うエンジン制御装置５により駆動制御されている。以下、エンジン制御装置５のことをエンジンＥＣＵ５と称する。
【００２０】
エンジン１のクランク軸１１には、ベルト１２を介して発電電動機２が常時連結されている。また、スタータ３の回転トルクの出力部となるピニオン３１は、クランク軸１１と一体となったリングギヤ１３に着脱可能な状態で設けられ、回転トルクを伝達する。
【００２１】
発電電動機２には、電力変換装置２１が接続されている。また、電力変換装置２１は、バッテリ４と、発電電動機２の回生および力行の制御を行う発電電動機制御回路２２とに接続されている。以下、発電電動機制御回路２２のことをＭＧ制御回路２２と称する。
【００２２】
スタータ３は、スタータ３に電力の供給を行うための電気接点の開閉機能を持った電磁スイッチ３２を備えている。また、電磁スイッチ３２は、バッテリ４に接続されている。なお、ＭＧ制御回路２２の入力端子および電磁スイッチ３２の励磁端子には、それぞれエンジン始動時の信号が入力される。
【００２３】
さらに、エンジン１は、クランク軸１１の回転角度を検出する図示しないクランク角センサを備えており、クランク角センサからのクランク角信号は、エンジンＥＣＵ５に送信され演算されて、エンジン１のクランク軸１１の回転速度を導出する。
【００２４】
次に、発電電動機２の機能について説明する。発電電動機２は、回生である発電の機能と、力行であるモータ駆動の機能との２つの機能を有している。ここで、回生時は、エンジン１が稼働状態の場合であり、発電電動機２は、エンジン１の回転トルクにより、クランク軸１１からベルト１２を介して常時回転している状態で、ＭＧ制御回路２２によって制御される電力変換装置２１で発電電力を整流して、バッテリ４に充電を行っている。
【００２５】
また、力行時は、エンジン１に回転トルクを供給する場合であり、発電電動機２は、バッテリ４の電力を使用し、ＭＧ制御回路２２によって制御される電力変換装置２１を介して電力供給を受け、モータとして駆動される。さらに、ベルト１２を介してクランク軸１１に回転トルクが伝達され、エンジン１が駆動される。
【００２６】
なお、発電電動機２は、エンジン１の始動が完了した後には、力行から回生へと切り替わる。また、エンジン１に回転トルクを供給する場合には、エンジン１のクランキング時と、稼働状態のエンジン１の発生トルクを補うトルクアシスト時と、エンジン１が停止していても発電電動機２のみで車両を移動させる電動走行時とがある。
【００２７】
続いて、スタータ３の機能について説明する。スタータ３は、エンジン１のクランキング時に使用され、電磁スイッチ３２の励磁端子に電圧が印加されることにより、電磁スイッチ３２の電気接点が閉路されて、スタータ３のモータ部に電力が供給されるとともに、ピニオン３１がリングギヤ１３側へ移動する。その後、リングギヤ１３とピニオン３１とが噛み合うことにより、スタータ３のモータ部で発生する回転トルクが、クランク軸１１に伝達され、エンジン１を駆動する。
【００２８】
なお、モータ部の出力軸とピニオン３１を含むピニオン移動体とは、モータ部が回転駆動したときに、ピニオン移動体が静止位置からリングギヤ１３側への推進力が発生する角度を持ったヘリカルスプラインで係合されている。
【００２９】
また、エンジン１側でスタータ３の回転トルクが不要となった場合には、励磁端子の電圧の印加が解消される。これにより、ピニオン３１がリングギヤ１３と噛み合っている状態が解消されるとともに、電磁スイッチ３２の電気接点が開路されて、スタータ３のモータ部への電力供給がなくなる。
【００３０】
次に、この発明の実施の形態１に係るエンジン始動装置において、発電電動機２およびスタータ３の両方でエンジン１を併用クランキングして、エンジン１を始動させる一連の動作について説明する。
【００３１】
発電電動機２およびスタータ３の両方でエンジン１を始動する場合には、所定の電気信号により、電磁スイッチ３２の励磁端子に電圧が印加され、電磁スイッチ３２を駆動して電気接点を閉路する。この結果、モータ回路に通電がなされることにより、電流がスタータ３のモータ部に供給され、モータ部に回転トルクが発生してスタータ３が起動される。
【００３２】
また、電磁スイッチ３２を駆動することによって、ピニオン３１が、リングギヤ１３に噛み合う位置に移動する。その結果、モータ部の回転トルクが、噛み合ったピニオン３１とリングギヤ１３とを介してクランク軸１１に伝達され、エンジン１をクランキングすることとなる。その後、燃料噴射が開始される。
【００３３】
さらに、ＭＧ制御回路２２へも電気信号が伝送され、ＭＧ制御回路２２は、発電電動機２を力行で起動するために、バッテリ４の電力を使用し、ＭＧ制御回路２２によって制御される電力変換装置２１を介して、発電電動機２に電力を供給する。この結果、発電電動機２は、力行駆動され、ベルト１２を介してクランク軸１１に回転トルクを伝達することで、エンジン１をクランキングする。
【００３４】
このようなエンジン１のクランキング中、エンジンＥＣＵ５は、クランク角センサからのクランク角信号により得られる現在のクランク角度、およびクランク角信号の周期に基づいて、エンジン１の回転速度、つまりリングギヤ１３の回転速度を演算して、監視している。
【００３５】
このとき、エンジンＥＣＵ５は、エンジン１の回転速度に基づいて、エンジン１の回転速度があらかじめ設定された回転速度以上となり、エンジン１が完爆したか否か、すなわちエンジン１が稼働状態になり始動が完了したか否かの判定を行う。エンジン１が完爆していない場合には、エンジンＥＣＵ５は、エンジン１の完爆の判定が行われるまで、状態を維持して待機する。
【００３６】
一方、判定の結果、エンジン１が完爆している場合には、エンジンＥＣＵ５は、スタータ３を停止させる。すなわち、ピニオン３１がリングギヤ１３と噛み合っている状態が解消されるとともに、電磁スイッチ３２の電気接点が開路されて、スタータ３のモータ部への電力供給がなくなる。また同時に、エンジンＥＣＵ５は、ＭＧ制御回路２２による発電電動機２への電力供給を停止し、力行を停止させる。
【００３７】
これら一連の動作により、発電電動機２およびスタータ３の両方でエンジン１を併用クランキングして、エンジン１を始動させる処理が終了する。
【００３８】
なお、発電電動機２およびスタータ３の両方でエンジン１を併用クランキングする場合に、１つの電気信号を発電電動機２およびスタータ３に直列に伝送してもよいし、並列に伝送してもよい。発電電動機２およびスタータ３に電気信号を送信するタイミングを同時にできれば、運転者の始動操作によりエンジン１を始動する初期始動においても、スタータ３の電磁スイッチ３２へ印加する電圧を、電気信号として他の制御機能を介さずＭＧ制御回路２２に送信することにより、併用クランキングを実施することが可能となる。
【００３９】
さらに、ピニオン３１のリングギヤ１３側端面と、非トルク伝達側の歯面との間には、歯面に沿った曲面形状として歯面面取り部を設け、さらに、ピニオン３１の歯先外径部には、歯先外径に沿って、歯先面取り部が設けた機構であってもよい。この場合、歯面面取り部は、非トルク伝達側の歯面に沿った曲面で形成されているため、軸方向に垂直な断面で見たときには、リングギヤ１３の歯と、ピニオン３１の歯とが、常にかみ合った状態と同じである。
【００４０】
歯同士が噛み合った状態と同じでない場合には、リングギヤ１３とピニオン３１のそれぞれの歯の速度ベクトルが異なる。このため、結果として、接触位置が軸方向へ振れることになり、安定した回転力を伝えられないだけでなく、はじかれる力になる場合もあり、不安定な噛合い状態となる。
【００４１】
つまり、ピニオン３１のリングギヤ１３側端面と、非トルク伝達側の歯面との間に、歯面に沿った曲面形状として歯面面取り部を設けることにより、先に発電電動機２が回転を開始しても、安定した噛合いが可能になる。
【００４２】
続いて、この発明の実施の形態１に係るエンジン始動装置において、スタータ３でエンジン１をクランキングして、エンジン１を始動させる一連の動作について説明する。
【００４３】
スタータ３でエンジン１を始動する場合に、例えば運転者による始動操作が実施されると、所定の電気信号により、電磁スイッチ３２の励磁端子に電圧が印加され、電磁スイッチ３２を駆動して電気接点を閉路する。この結果、モータ回路に通電がなされることにより、電流がスタータ３のモータ部に供給され、モータ部に回転トルクが発生してスタータ３が起動される。
【００４４】
また、電磁スイッチ３２を駆動することによって、ピニオン３１が、リングギヤ１３に噛み合う位置に移動する。その結果、モータ部の回転トルクが、噛み合ったピニオン３１とリングギヤ１３とを介してクランク軸１１に伝達され、エンジン１をクランキングすることとなる。その後、燃料噴射が開始される。
【００４５】
このようなエンジン１のクランキング中、エンジンＥＣＵ５は、クランク角センサからのクランク角信号により得られる現在のクランク角度、およびクランク角信号の周期に基づいて、エンジン１の回転速度、つまりリングギヤ１３の回転速度を演算して、監視している。
【００４６】
このとき、エンジンＥＣＵ５は、エンジン１の回転速度に基づいて、エンジン１の回転速度があらかじめ設定された回転速度以上となり、エンジン１が完爆したか否か、すなわちエンジン１が稼働状態になり始動が完了したか否かの判定を行う。エンジン１が完爆していない場合には、エンジンＥＣＵ５は、エンジン１の完爆の判定が行われるまで、状態を維持して待機する。
【００４７】
一方、判定の結果、エンジン１が完爆している場合には、エンジンＥＣＵ５は、スタータ３を停止させる。すなわち、ピニオン３１がリングギヤ１３と噛み合っている状態が解消されるとともに、電磁スイッチ３２の電気接点が開路されて、スタータ３のモータ部への電力供給がなくなる。
【００４８】
なお、完爆の判定を待って、状態を維持した状態が、任意の設定時間以上継続した場合には、エンジンＥＣＵ５は、スタータ３でのクランキングを停止し、発電電動機２およびスタータ３の両方でエンジン１を併用クランキングして、エンジン１を始動させる。
【００４９】
つまり、スタータ３でのクランキングで、設定時間内にエンジン１が稼働状態にならなかった場合には、その要因に関係なく、発電電動機２およびスタータ３の両方を用いた併用クランキングのみを実施する。
【００５０】
次に、この発明の実施の形態１に係るエンジン始動装置において、発電電動機２でエンジン１をクランキングして、エンジン１を始動させる一連の動作について説明する。
【００５１】
エンジン自動停止再始動制御によりエンジン１への燃料供給が停止され、その後再始動条件が成立すると、エンジンＥＣＵ５は、起動の電気信号をＭＧ制御回路２２に送信する。起動の電気信号を受けたＭＧ制御回路２２は、バッテリ４の電力を使用し、電力変換装置２１を介して、発電電動機２に電力を供給する。この結果、発電電動機２は、力行駆動され、ベルト１２を介してクランク軸１１に回転トルクを伝達することで、エンジン１をクランキングする。
【００５２】
このようなエンジン１のクランキング中、初期始動と同様に、エンジンＥＣＵ５は、クランク角センサからのクランク角信号により得られる現在のクランク角度、およびクランク角信号の周期に基づいて、エンジン１の回転速度、つまりリングギヤ１３の回転速度を演算して、監視している。
【００５３】
このとき、エンジンＥＣＵ５は、エンジン１の回転速度に基づいて、エンジン１の回転速度があらかじめ設定された回転速度以上となり、エンジン１が完爆したか否か、すなわちエンジン１が稼働状態になり始動が完了したか否かの判定を行う。エンジン１が完爆していない場合には、エンジンＥＣＵ５は、エンジン１の完爆の判定が行われるまで、状態を維持して待機する。
【００５４】
一方、判定の結果、エンジン１が完爆している場合には、エンジンＥＣＵ５は、ＭＧ制御回路２２による発電電動機２への電力供給を停止し、力行を停止させる。
【００５５】
なお、完爆の判定を待って、状態を維持した状態が、任意の設定時間以上継続した場合には、エンジンＥＣＵ５は、発電電動機２でのクランキングを停止し、発電電動機２およびスタータ３の両方でエンジン１を併用クランキングして、エンジン１を始動させる。
【００５６】
つまり、発電電動機２でのクランキングで、設定時間内にエンジン１が稼働状態にならなかった場合には、その要因に関係なく、発電電動機２およびスタータ３の両方を用いた併用クランキングのみを実施する。
【００５７】
このように構成されたエンジン始動装置によれば、発電電動機２とスタータ３とをそれぞれ単独で使用してエンジン始動を実施し、設定時間内にエンジン１が始動しなかった場合には、エンジン１の始動に失敗したと判断して、その要因に関係なく、発電電動機２およびスタータ３の両方を用いた併用クランキングのみを実施することになる。
【００５８】
つまり、エンジン始動に失敗した場合の次の始動を、発電電動機２およびスタータ３の両方を用いた併用クランキングとすることで、発電電動機２のみまたはスタータ３のみでのクランキングから、発電電動機２およびスタータ３の両方の回転トルクでのクランクキングとなり、良好な始動性を確保することができる。
【００５９】
本来、エンジン１の各始動状況に応じて、発電電動機２やスタータ３の仕様が決められているため、エンジン１の始動前に、始動方法の選択を行わず、発電電動機２とスタータ３とをそれぞれ単独で用いてエンジン１を始動するか、または発電電動機２およびスタータ３の両方を用いてエンジン１を始動するかを固定化することで、仮にエンジン始動に失敗した場合であっても、次の始動の始動性を確保することができる。
【００６０】
また、始動方法の選択を行わないことにより、始動方法の選択を行うための複雑な制御や判断材料となるセンサを必要とせず、低コストでエンジン始動性を確保することができる。さらに、エンジン１の各始動状況に応じて、始動するときの駆動力が固定化されているため、運転者への違和感も軽減される。
【００６１】
なお、エンジン自動停止再始動制御によるエンジン自動停止後の再始動においては、発電電動機２でのクランキングを実施することとしてもよい。つまり、エンジン１の暖機状態である再始動では、エンジン１の始動に必要なフリクショントルクが低温時に比べて小さいため、毎回始動方法を判断するのではなく、発電電動機２のみでのクランキングを行い、再始動に失敗したときにのみ、再々始動として併用クランキングを実施するとしてもよい。
【００６２】
この場合には、再始動において、発電電動機２のみの決まった再始動を実施するため、複雑な制御が不要となり、迅速にエンジン始動を実施することができる。また、発電電動機２は、スタータ３に比べて高回転までクランキングすることが可能であるため、迅速に、かつ静かにエンジン１を始動することができる。
【００６３】
以上のように、実施の形態１によれば、エンジン１の始動開始時に、発電電動機２およびスタータ３のいずれか一方でエンジン１をクランキングするとともに、エンジン１の始動開始から設定時間が経過した時点で、判定部によりエンジン１が始動していないと判定された場合に、発電電動機２およびスタータ３の両方でエンジン１を併用クランキングする。
そのため、エンジン始動時における発電電動機２およびスタータ３の使用方法を統一することにより、簡素な構成かつ低コストで、エンジン始動性を確保することができる。
【００６４】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２では、複数のバッテリを搭載した車両におけるバッテリの使用方法について説明する。
【００６５】
上記実施の形態１では、車両の電源であるバッテリ４を１つのバッテリとして説明してきたが、これに限定されず、複数のバッテリで構成されていてもよい。また、発電電動機２およびスタータ３のそれぞれに別のバッテリが接続されていてもよく、始動用のバッテリとは別に、車両に搭載された電気機器用のバッテリが設けられていてもよい。さらに、例えば発電電動機２の動作電圧が２４Ｖでスタータ３の動作電圧が１２Ｖとなるような、異なる電圧系のバッテリが設けられていてもよく、バッテリの構成は規制されるものではない。
【００６６】
これにより、エンジン１の始動開始から設定時間内にエンジン１が稼働状態にならなかった場合には、そのとき使用していた電力よりも多くの電力で発電電動機２およびスタータ３を起動させて、エンジン１をクランキングすることができる。
【００６７】
なお、複数個のバッテリがすべて同じ電圧系である場合には、最大容量のバッテリの電力を使用して始動してもよいし、複数個のバッテリを使用して始動してもよい。複数個のバッテリの中に最大容量のバッテリを含めると、さらに始動性を向上させることができる。
【００６８】
また、複数個のバッテリの電圧系が２種類以上ある場合、例えば発電電動機２が２４Ｖや４８Ｖ系であり、スタータ３が１２Ｖ系であるときには、高電圧のバッテリの電力をスタータ３に使用してエンジン１を始動してもよいし、高電圧のバッテリを含み、複数個のバッテリの電力を一度に使用してもよい。
【００６９】
このとき、複数個のバッテリを使用する場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ等の電圧変換装置を介して、低電圧のバッテリを同時に使用することも可能である。
【００７０】
このような始動方法とすることで、例えば発電電動機２の出力トルクの低下や発電電動機２が使用できない状態になっていたとしても、可能な限り多くの電力でスタータ３を駆動することにより、スタータ３が定格出力を超えた出力を発生することができ、エンジン１の始動性を確保することができる。また、逆にスタータ３が同様の状態であった場合でも、発電電動機２が定格出力を超えた出力を発生することができ、エンジン１の始動性を確保することができる。
【００７１】
ここで、この発明の実施の形態２は、発電電動機２およびスタータ３をそれぞれ単独で使用する場合だけでなく、発電電動機２およびスタータ３を両方使用する場合にエンジン始動に失敗したときにも適用することができる。
【００７２】
なお、上記実施の形態１、２において、発電電動機２は、エンジン１のクランク軸１１にベルト１２で常時連結され、回生および力行の機能を合わせ持った発電電動機２として説明してきたが、クランク軸１１に直結していてもよいし、電磁クラッチ等を介して連結していてもよく、エンジン１をクランキングできる電動機の機能をもったものであれば、同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００７３】
１  エンジン、２  発電電動機、３  スタータ、４  バッテリ、５  エンジン制御装置（エンジンＥＣＵ）、１１  クランク軸、１２  ベルト、１３  リングギヤ、２１  電力変換装置、２２  発電電動機制御回路（ＭＧ制御回路）、３１  ピニオン、３２  電磁スイッチ。
【図１】
2018193935.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月23日(2018.2.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランク軸に連結された発電電動機と、
前記エンジンの始動時に、前記クランク軸に設けられたリングギヤにピニオンを噛合させるスタータと、
前記エンジンが始動したか否かを判定する判定部と、
を備え、
前記エンジンの始動開始時に、前記発電電動機および前記スタータのいずれか一方で前記エンジンをクランキングするとともに、
前記エンジンの始動開始から設定時間が経過した時点で、前記判定部により前記エンジンが始動していないと判定された場合に、前記発電電動機および前記スタータの両方で前記エンジンを併用クランキングする
エンジン始動装置。
【請求項２】
前記エンジン始動装置は、前記エンジンの停止条件が成立すると前記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制御を行う車両に搭載され、
前記エンジンの再始動において、前記発電電動機で前記エンジンをクランキングする
請求項１に記載のエンジン始動装置。
【請求項３】
前記発電電動機および前記スタータの両方で前記エンジンを併用クランキングする場合に、１つの電気信号を前記発電電動機および前記スタータに直列または並列に伝送する
請求項１または請求項２に記載のエンジン始動装置。
【請求項４】
前記エンジンを始動するための始動用バッテリと、
前記始動用バッテリとは別の電気機器用バッテリと、をさらに備え、
前記エンジンの始動開始時に、前記始動用バッテリの電力により前記エンジンをクランキングするとともに、
前記エンジンの始動開始から設定時間が経過した時点で、前記判定部により前記エンジンが始動していないと判定された場合に、前記始動用バッテリと前記電気機器用バッテリの電力により前記エンジンをクランキングする
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエンジン始動装置。
【請求項５】
前記発電電動機に電力を供給する発電電動機用バッテリと、
前記スタータに電力を供給するスタータ用バッテリと、をさらに備え、
前記発電電動機用バッテリの電源電圧は、前記スタータ用バッテリの電源電圧よりも高電圧であり、
前記エンジンの始動開始から設定時間が経過した時点で、前記判定部により前記エンジンが始動していないと判定された場合に、前記発電電動機用バッテリの電力を前記スタータに供給して前記エンジンをクランキングする
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエンジン始動装置。