(57)【要約】【課題】独自の判断に従ってピニオンギヤの移動とスタータモータの駆動とを制御することができ、信号ケーブルによる伝達の影響を抑制し、アクチュエータやモータの状況に合わせて制御できる始動制御装置を提供する。【解決手段】モータ１５，出力軸１８，ピニオンギヤ移動体１７，電磁ソレノイド１１，電磁スイッチ１２を備えたスタータ１０と、リングギヤ２０またはピニオンギヤ移動体１７の状態を検出するクランク角センサ６０（検出手段）と、エンジンの始動の指令を行うＥＣＵ５０（始動手段）と、クランク角センサ６０の信号とＥＣＵ５０の指令とに基づいて始動するか否かを判定し、当該判定結果に従って電磁ソレノイド１１と電磁スイッチ１２とを個別に駆動させるとともに、スタータ１０に直接的または間接的に取り付けられ、もしくはスタータ１０とＥＣＵ５０との間に介在される集積回路体３０とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転力を発生するモータと、前記モータの回転力が伝達されて回転する出力軸と、前記出力軸上を軸方向に移動可能なピニオンギヤ移動体と、前記ピニオンギヤ移動体のみをエンジンのリングギヤに噛み合わせる電磁ソレノイドと、前記モータのみに通電を行う電磁スイッチと、を備えたスタータと、
前記リングギヤまたは前記ピニオンギヤ移動体の状態を検出する検出手段と、
前記エンジンの始動の指令を行う始動手段と、
前記検出手段の信号と前記始動手段の指令とに基づいて始動するか否かを判定し、当該判定結果に従って前記電磁ソレノイドと前記電磁スイッチとを個別に駆動させるとともに、前記スタータに直接的または間接的に取り付けられ、もしくは前記スタータと前記始動手段との間に介在される集積回路体と、
を有することを特徴とする始動制御装置。
【請求項２】
回転力を発生するモータと、前記モータの回転力が伝達されて回転する出力軸と、前記出力軸上を軸方向に移動可能なピニオンギヤ移動体と、前記ピニオンギヤ移動体のみをエンジンのリングギヤに噛み合わせる電磁ソレノイドと、前記モータのみに通電を行う電磁スイッチと、を備えたスタータと、
前記リングギヤまたは前記ピニオンギヤ移動体の状態を検出する検出手段と、
前記検出手段の信号に基づいて前記エンジンの始動の指令を行う始動手段と、
前記始動手段の指令に基づいて始動するか否かを判定し、当該判定結果に従って前記電磁ソレノイドと前記電磁スイッチとを個別に駆動させるとともに、前記スタータに直接的または間接的に取り付けられ、もしくは前記スタータと前記始動手段との間に介在される集積回路体と、
を有することを特徴とする始動制御装置。
【請求項３】
前記集積回路体は、前記エンジン回転数が降下しているとき、前記電磁ソレノイドに通電して前記ピニオンギヤ移動体を回転中の前記リングギヤに噛み合わせ、前記電磁スイッチを作動させて前記モータを駆動させることを特徴とする請求項１または２に記載の始動制御装置。
【請求項４】
前記集積回路体は、全部または一部の素子を交換可能に構成することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の始動制御装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記スタータのハウジングに取り付ける回転状態センサであることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の始動制御装置。
【請求項６】
回転力を発生するモータと、前記モータの回転力が伝達されて回転する出力軸と、前記出力軸上を軸方向に移動可能なピニオンギヤ移動体と、前記ピニオンギヤ移動体のみをエンジンのリングギヤに噛み合わせる電磁ソレノイドと、前記モータのみに通電を行う電磁スイッチと、を備えたスタータと、
前記リングギヤまたは前記ピニオンギヤ移動体の状態を検出する検出手段と、
前記検出手段の信号に基づいて前記エンジンの始動の指令を行う始動手段と、
前記始動手段の指令に基づいて始動するか否かを判定し、当該判定結果に従って半導体リレーを作動させて前記電磁ソレノイドと前記電磁スイッチとを個別に駆動させるとともに、前記スタータに直接的または間接的に取り付けられるリレー集積回路と、
を有することを特徴とする始動制御装置。
【請求項７】
前記リレー集積回路は複数の前記半導体リレーを備え、
各半導体リレーは前記始動手段に設けられた始動制御部によって出力される駆動信号に従って作動が個別に制御されることを特徴とする請求項６に記載の始動制御装置。
【請求項８】
前記電磁ソレノイドに通電するタイミングよりも前記電磁スイッチを作動させるタイミングを遅らせる遅延回路を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の始動制御装置。
【請求項９】
前記始動手段は、前記エンジンに対する制御を行うエンジンＥＣＵと、前記スタータに対する制御を行うアイドリングストップＥＣＵとで構成され、
前記アイドリングストップＥＣＵは、前記エンジンＥＣＵの指令に基づいて前記スタータの作動を制御することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくともスタータと始動手段とを備えており、特にアイドリングストップ後の始動を制御する始動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化問題に起因する燃費向上のために、アイドリングストップを行う車両が増えている。アイドリングストップは、例えば走行中に運転者がブレーキペダルのみを操作して車両を停止させようとする場合などで行われる。とりわけ都市部では信号による車両の一時停止が多くなるため、アイドリングストップ後のエンジン（内燃機関）の始動回数が飛躍的に増加する。エンジンの始動に用いられるスタータは、通常はＥＣＵ（エンジンコントロールユニット；制御装置）等からの指令に従って作動する。
【０００３】
従来では、スタータ側のピニオンギヤとエンジン側のリングギヤとの噛み合わせ騒音を低減することを目的とした技術の一例が開示されている（例えば特許文献１を参照）。この技術では、ＥＣＵがエンジン回転数と回転方向とに基づいて噛み合わせ時期になると係合信号をロジックユニットに伝達し、当該ロジックユニットが二つの電流モジュールを作動させることによってピニオンギヤの移動とスタータモータの駆動とを行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１０７５２７号公報（段落００２３，図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載されたロジックユニットは、ＥＣＵから伝達される信号（係合，スタート，位置）に基づく論理結合の結果に従って二つの電流モジュールを作動させる受動的役割を担うに過ぎない。あくまでもピニオンギヤの移動とスタータモータの駆動とを制御する主体はＥＣＵである。そのため、ロジックユニットは独自の判断に従ってピニオンギヤの移動とスタータモータの駆動とを制御することができない。
【０００６】
また、ＥＣＵは、エンジンの近傍に取り付けられるスタータよりも離れた位置に配置されることが多い。ＥＣＵとスタータとの間で接続される信号ケーブルが長くなるにつれて、信号伝達に時間を要したり、導体抵抗が経年劣化等の影響を受けてさらに増加する。そのため、ＥＣＵが始動用信号を出力しても、スタータが始動用信号を受信して実際に駆動し始めるのに時間が掛かったり、信号内容を伝達できない可能性がある。
【０００７】
さらに、スタータに備えるアクチュエータやモータが経年劣化等の影響を受けて作動が鈍くなると、ＥＣＵから伝達される信号に従って作動する場合にはピニオンギヤとリングギヤとの噛み合わせ騒音が発生しやすくなる。ＥＣＵから信号を出力するタイミングをずらせばよいが、ＥＣＵはスタータへの始動制御以外の様々な制御を行う。例えば、点火、燃料噴射（例えば噴射タイミング，噴射量，アイドル回転数等）、スロットル開度（例えばドライブ・バイ・ワイヤ）、過給器の過給圧、排ガス還元量、動弁（例えばバルブの開閉タイミングやリフト量等）などが該当する。スタータに信号を伝達するタイミングを変化させるには、ＥＣＵを交換するか、ＥＣＵに組み込まれたプログラムを変更すればよい。前者の交換はコストがかかり、後者のプログラム変更は時間を要する。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、独自の判断に従ってピニオンギヤの移動とスタータモータの駆動とを制御することができ、信号ケーブルによる伝達の影響を抑制し、アクチュエータやモータの状況に合わせて制御できる始動制御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】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、回転力を発生するモータと、前記モータの回転力が伝達されて回転する出力軸と、前記出力軸上を軸方向に移動可能なピニオンギヤ移動体と、前記ピニオンギヤ移動体のみをエンジンのリングギヤに噛み合わせる電磁ソレノイドと、前記モータのみに通電を行う電磁スイッチと、を備えたスタータと、前記リングギヤまたは前記ピニオンギヤ移動体の状態を検出する検出手段と、前記エンジンの始動（再始動を含む。）の指令を行う始動手段と、前記検出手段の信号と前記始動手段の指令とに基づいて始動するか否かを判定し、当該判定結果に従って前記電磁ソレノイドと前記電磁スイッチとを個別に駆動させるとともに、前記スタータに直接的または間接的に取り付けられ、もしくは前記スタータと前記始動手段との間に介在される集積回路体と、を有することを特徴とする。
【００１０】
「検出手段」はリングギヤまたはピニオンギヤ移動体の状態（平面的位置や空間的位置に限らず、回転位置や回転数等を含む）を検出できれば任意であり、例えば回転位置センサ（レゾルバや光電検出器等）や接点スイッチ等が該当する。「始動手段」はエンジンの始動を指令可能であれば任意であり、例えばＥＣＵや他の制御装置等が該当する。「スタータと始動手段との間に介在される」とは、集積回路体がスタータと始動手段との間に接続すれば取り付ける位置や配置等の形態を問わない。「集積回路体」は、集積回路（例えばＩＣやＬＳＩ等であり、ワンチップマイコンを含む）自体、集積回路や回路素子（例えば抵抗器，コンデンサ，コイル等）を配置した基板等が該当する。
【００１１】
この構成によれば、集積回路体が検出手段の信号と始動手段の指令とに基づいて独自に判断し、電磁ソレノイドと電磁スイッチとを個別に駆動してピニオンギヤ移動体の移動とスタータモータの駆動とを制御することができる。また、スタータと始動手段との間に集積回路体を配置するので、信号ケーブルによる伝達の影響を抑制することができる。さらに、集積回路体は検出手段の信号に基づいて始動するか否かを判定するので、スタータ（具体的にはアクチュエータやモータ）の状態に合わせて制御することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、回転力を発生するモータと、前記モータの回転力が伝達されて回転する出力軸と、前記出力軸上を軸方向に移動可能なピニオンギヤ移動体と、前記ピニオンギヤ移動体のみをエンジンのリングギヤに噛み合わせる電磁ソレノイドと、前記モータのみに通電を行う電磁スイッチと、を備えたスタータと、前記リングギヤまたは前記ピニオンギヤ移動体の状態を検出する検出手段と、前記検出手段の信号に基づいて前記エンジンの始動の指令を行う始動手段と、前記始動手段の指令に基づいて始動するか否かを判定し、当該判定結果に従って前記電磁ソレノイドと前記電磁スイッチとを個別に駆動させるとともに、前記スタータに直接的または間接的に取り付けられ、もしくは前記スタータと前記始動手段との間に介在される集積回路体と、を有することを特徴とする。
【００１３】
集積回路体は、請求項１に記載の発明では検出手段の信号を直接的に受信するのに対し、この構成では始動手段の指令に含まれる検出手段の信号を間接的に受信する。よって、検出手段の信号を受信する経路が異なるのみであるので、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記集積回路体は、前記エンジン回転数が降下しているとき、前記電磁ソレノイドに通電して前記ピニオンギヤ移動体を回転中の前記リングギヤに噛み合わせ、前記電磁スイッチを作動させて前記モータを駆動させることを特徴とする。この構成によれば、集積回路体は、エンジン回転数が降下しているときにピニオンギヤ移動体とリングギヤとを噛み合わせる。その後に始動の指令を受信すると、電磁スイッチを作動させてモータを駆動する。このときピニオンギヤ移動体とリングギヤとは既に噛み合っているので、スムーズにエンジンを始動させることができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記集積回路体は、全部または一部の素子を交換可能に構成することを特徴とする。この構成によれば、集積回路体は、全部（すなわち集積回路体の全体）が交換可能か、もしくは一部の素子（すなわち基板上のＩＣやＲＯＭ等）が交換可能である。単に集積回路体を交換するだけで、スタータの状態に合わせた制御を行うことができる。したがって、ＥＣＵの交換等に比べてコストを低く抑えられ、プログラムの変更は予め行えるので時間を要しない。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、前記検出手段は、前記スタータのハウジングに取り付ける回転位置センサであることを特徴とする。この構成によれば、回転位置センサはスタータのハウジングに取り付けられるので、リングギヤまたはピニオンギヤ移動体の状態を確実に検出することができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、回転力を発生するモータと、前記モータの回転力が伝達されて回転する出力軸と、前記出力軸上を軸方向に移動可能なピニオンギヤ移動体と、前記ピニオンギヤ移動体のみをエンジンのリングギヤに噛み合わせる電磁ソレノイドと、前記モータのみに通電を行う電磁スイッチと、を備えたスタータと、前記リングギヤまたは前記ピニオンギヤ移動体の状態を検出する検出手段と、前記検出手段の信号に基づいて前記エンジンの始動の指令を行う始動手段と、前記始動手段の指令に基づいて始動するか否かを判定し、当該判定結果に従って半導体リレーを作動させて前記電磁ソレノイドと前記電磁スイッチとを個別に駆動させるとともに、前記スタータに直接的または間接的に取り付けられるリレー集積回路と、を有することを特徴とする。この構成によれば、リレー集積回路に備わる半導体リレーを作動させるだけでスタータ（具体的には電磁ソレノイドおよび電磁スイッチ）を作動させることができる。半導体リレーを用いると、コイルと接点とを有する機構的なリレー（以下では機構的なリレーを単に「リレー」とも呼ぶ。）に比べて配線が容易になり、大きさが小さくなるのでスタータへの組み付け性が向上する。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、前記リレー集積回路は複数の前記半導体リレーを備え、各半導体リレーは前記始動手段に設けられた始動制御部によって出力される駆動信号に従って作動が個別に制御されることを特徴とする。この構成によれば、複数の半導体リレーと始動手段とが一体として作動することになり、エンジンの特性に対応した制御が行え、車両全体制御の自由度が増す。また、始動手段は半導体リレーを備えたスタータの制御を確実に行えるようになるので、始動手段の標準化が容易になる。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、前記電磁ソレノイドに通電するタイミングよりも前記電磁スイッチを作動させるタイミングを遅らせる遅延回路を有することを特徴とする。この構成によれば、ピニオンギヤ移動体とリングギヤとが確実に噛み合ってから回転させるので、これらの摩耗や欠損等を防止することができる。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、前記始動手段は、前記エンジンに対する制御を行うエンジンＥＣＵと、前記スタータに対する制御を行うアイドリングストップＥＣＵとで構成され、前記アイドリングストップＥＣＵは、前記エンジンＥＣＵの指令に基づいて前記スタータの作動を制御することを特徴とする。この構成によれば、エンジンＥＣＵはエンジンの種類や型式等に応じた制御を行うことができる。また、アイドリングストップＥＣＵはエンジンＥＣＵとは別個に備えられるので、スタータの始動（アイドリングストップに伴う始動を含む）に特化させた標準化が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】始動制御装置の第１構成例を示す模式図である。
【図２】第１構成例の電気的な接続例を示す回路図である。
【図３】始動制御処理の手続き例を示すフローチャートである。
【図４】エンジン回転数の変化例を示すグラフ図である。
【図５】集積回路体の具体的な構成例を示す回路図である。
【図６】始動制御装置の第２構成例を示す模式図である。
【図７】第２構成例の電気的な接続例を示す回路図である。
【図８】始動制御処理の手続き例を示すフローチャートである。
【図９】集積回路体の具体的な構成例を示す回路図である。
【図１０】集積回路体の具体的な構成例を示す回路図である。
【図１１】始動制御装置の第３構成例を示す模式図である。
【図１２】集積回路体の具体的な構成例を示す回路図である。
【図１３】始動制御装置の第４構成例を示す模式図である。
【図１４】リレー集積回路を取り付けたスタータの正面図および側面図である。
【図１５】始動制御装置の第５構成例の電気的な接続例を示す回路図である。
【図１６】始動制御装置の第６構成例の電気的な接続例を示す回路図である。
【図１７】リレー集積回路および絶縁部の構成例を示すブロック図である。
【図１８】リレー集積回路を取り付けたスタータの正面図である。
【図１９】集積回路体の具体的な構成例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、単に「接続」という場合には、特に明示しない限り電気的な接続を意味する。
【００２３】
〔実施の形態１〕
実施の形態１は、位置検出手段の信号と始動手段の指令とに基づいてピニオンギヤ移動体の移動とスタータモータの駆動とを制御する例であって、図１〜図５を参照しながら説明する。図１には始動制御装置の第１構成例を模式図で示す。図２には第１構成例の電気的な接続例を回路図で示す。図３には始動制御処理の手続き例をフローチャートで示す。図４にはエンジン回転数の変化例をグラフ図で示す。図５には集積回路体の具体的な構成例を回路図で示す。
【００２４】
図１に示す始動制御装置は、スタータ１０，クランク角センサ６０，ＥＣＵ５０，集積回路体３０などを有する。まず、スタータ１０の構成例について簡単に説明する。図中に一部断面図で示すスタータ１０は、電磁ソレノイド１１，電磁スイッチ１２，モータ１５，クラッチ１６，ピニオンギヤ移動体１７，出力軸１８，シフトレバー１９等を有する。
【００２５】
電磁ソレノイド１１は「アクチュエータ」に相当し、通電の有無に従って進退運動をするロッド１１ａを有する。ロッド１１ａにはシフトレバー１９の端部が結合される。ロッド１１ａが進退運動をすると、シフトレバー１９は揺動運動する。電磁スイッチ１２は、端子１３ａに接続されるバッテリ４０と、端子１３ｂに接続ケーブル１４を介して接続されるモータ１５との接点を開閉する。すなわち接点を閉じればモータ１５への通電を行い、接点を開ければモータ１５への通電を行わない。電磁ソレノイド１１と電磁スイッチ１２とは、軸方向に直列的に配置して一体的に構成するが、作動は集積回路体３０によって個別に制御される。
【００２６】
モータ１５は「スタータモータ」に相当し、通電によって出力軸１８（主軸）を回転させる。クラッチ１６は、出力軸１８の外周にヘリカルスプライン嵌合する。ピニオンギヤ移動体１７は、出力軸１８上を軸方向（矢印Ｄ１方向）に移動可能に構成される。電磁ソレノイド１１（具体的にはロッド１１ａ）が励磁されてシフトレバー１９が動くと、ピニオンギヤ移動体１７が噛合方向（図面左方向）に押し出される。押し出されて移動した位置では、ピニオンギヤ移動体１７とエンジンのリングギヤ２０とが噛み合う。一方、電磁ソレノイド１１が消磁されてシフトレバー１９が動くと、ピニオンギヤ移動体１７は解除方向（図面右方向）に移動して元の位置に戻り、リングギヤ２０との噛み合いを解消する。これらのクラッチ１６およびピニオンギヤ移動体１７は一体に構成される。
【００２７】
クランク角センサ６０は「位置検出手段」に相当し、リングギヤ２０との間で回転力を伝達可能に結合（すなわち機構的に接続）されるクランク軸（図示せず）の状態を検出する。クランク軸の状態は、例えばエンジン回転数や、クランク軸自体の回転角（回転位置）などが該当する。クランク軸はエンジンに備えられ、リングギヤ２０とは直接的または間接的に結合される。間接的な結合例としては、リングギヤ２０とクランク軸との間に動力伝達機構（例えばワンウェイクラッチやトルクコンバータ等）が介在される。
【００２８】
ＥＣＵ５０は「始動手段」に相当し、クランク角センサ６０から伝達される検出信号Ｃ２に基づいてエンジンの始動の指令を出力する始動制御を行うほかに、エンジンに関する様々な制御を行う。例えば、点火、燃料噴射（例えば噴射タイミング，噴射量，アイドル回転数等）、スロットル開度（例えばドライブ・バイ・ワイヤ）、過給器の過給圧、排ガス還元量、動弁（例えばバルブの開閉タイミングやリフト量等）などの制御が該当する。
【００２９】
集積回路体３０は、スタータ１０とＥＣＵ５０との間に介在させれば任意の位置に取り付けてよい。図１に示す例ではスタータ１０（具体的にはエンドハウジング）に直接的に取り付けている。構成は、集積回路（例えばＩＣやＬＳＩ等であり、ワンチップマイコンを含む）自体としてもよく、集積回路や回路素子（例えば抵抗器，コンデンサ，コイル等）を配置した基板等としてもよい。機能は、クランク角センサ６０の検出信号Ｃ２とＥＣＵ５０の始動指令信号Ｃ１とに基づいて始動するか否かを判定し、当該判定結果に従って上述した電磁ソレノイド１１と電磁スイッチ１２とを個別に駆動する役割を担う。なお、集積回路体３０は、全部または一部の素子（例えばＣＰＵや、基板上のＩＣ、ＲＯＭ等のようなプログラムを記録した記録媒体など）を交換可能に構成するのが望ましい。
【００３０】
上述した始動制御装置にかかる回路例について、図２を参照しながら説明する。バッテリ４０と電磁ソレノイド１１との間にはリレー２１が接続される。この接続と並列して、バッテリ４０とモータ１５との間には電磁スイッチ１２が接続される。また、集積回路体３０の出力端を、リレー２１のコイルと、電磁スイッチ１２のコイルとに接続する。集積回路体３０は、リレー２１のコイルに通電して電磁ソレノイド１１を駆動させる制御と、電磁スイッチ１２のコイルに通電して駆動させる制御とを個別に行う。
【００３１】
図２の例では集積回路体３０からリレー２１に通電して接点が閉じ、バッテリ４０の電力が電磁ソレノイド１１に供給されてロッド１１ａが引っ込み、シフトレバー１９によってピニオンギヤ移動体１７がリングギヤ２０と噛み合う位置まで移動している。また、電磁スイッチ１２には通電していないので、モータ１５は回転しない。一方、集積回路体３０からリレー２１に通電しない場合は二点鎖線で示すように接点が開くので、バッテリ４０の電力が電磁ソレノイド１１に供給されず、図１に示すようにピニオンギヤ移動体１７とリングギヤ２０とが噛み合っていない状態となる。また、電磁スイッチ１２に通電すると、バッテリ４０の電力がモータ１５に供給されて回転する。
【００３２】
上記第１構成例の始動制御装置において、集積回路体３０で行う制御例について図３および図４を参照しながら説明する。図３に示す始動制御処理は、集積回路体３０で行われる処理の一つである。まず、クランク角センサ６０から伝達される検出信号Ｃ２を受信し（ステップＳ１０でＹＥＳ）、かつ当該検出信号Ｃ２に基づくエンジン回転数が所定範囲内であれば（ステップＳ１１でＹＥＳ）、リレー２１に通電して電磁ソレノイド１１を駆動し〔ステップＳ１２〕、ステップＳ１３に進む。
【００３３】
エンジン回転数の所定範囲は任意に設定可能であるが、一例として図４に示す回転数Ｒ１（例えば１００[RPM]）から回転数Ｒ２（例えば４００[RPM]）の範囲が該当する。図４の例では、車両が走行中の回転数Ｒ３（例えば２０００[RPM]）で時刻ｔ１にブレーキ操作が行われて回転数が低下し始め、時刻ｔ３には回転数Ｒ２に達し、時刻ｔ４には回転数Ｒ１に達する。その後もブレーキ操作が続くと、正回転と逆回転が交互に現れ、時刻ｔ５に回転数がゼロとなって停止する。
【００３４】
例えば、回転数Ｒ２に達する時刻ｔ２にステップＳ１１が実行されると、次のようになる。すなわち、電磁ソレノイド１１が駆動（励磁）されてロッド１１ａが動き、シフトレバー１９を介してピニオンギヤ移動体１７が噛合方向（図面左方向）に押し出される。この押し出しによって、図４に示すようにピニオンギヤ移動体１７がリングギヤ２０と噛み合う。なお、回転数が下降し始めてから回転数Ｒ２に達する前、例えば時刻ｔ２にアクセル操作が行われると、二点鎖線で図示するようにエンジン回転数が増加する。この場合はエンジン回転数が下降していないので、上述したステップＳ１１は実行されない。
【００３５】
図３に戻って、クランク角センサ６０から検出信号Ｃ２を受信しない場合や（ステップＳ１０でＮＯ）、当該検出信号Ｃ２を受信してもエンジン回転数が所定範囲外であれば（ステップＳ１１でＮＯ）、何も行わずにステップＳ１３に進む。
【００３６】
次に、車両のイグニッションスイッチ７０（図５を参照）が操作される等によって、ＥＣＵ５０から伝達される始動指令信号Ｃ１を受信すると（ステップＳ１３でＹＥＳ）、電磁スイッチ１２に通電してモータ１５を駆動し〔ステップＳ１４〕、始動制御処理をリターンする。モータ１５の駆動に伴って出力軸１８に結合されたピニオンギヤ移動体１７が回転し、ピニオンギヤ移動体１７と噛み合うリングギヤ２０も回転する。さらにリングギヤ２０の回転はクランク軸に伝達され、最終的にエンジンを始動する。一方、ＥＣＵ５０から始動指令信号Ｃ１を受信しないときは（ステップＳ１３でＮＯ）、何も行わずに始動制御処理をリターンする。
【００３７】
ここで、上述した集積回路体３０をハードウェアで構成する例を図５に示す。図５では、図示を簡単にするために接地（アース）への接続を省略する（後述する図９，図１０，図１２，図１９でも同様である）。図５に示す集積回路体３０は、半導体リレー３１、半導体遅延回路３２などを有する。半導体リレー３１は半導体で形成されたリレーであって、制御側と継電側とに接続端子を有する。制御側は、図面右側に示す一端子であり、機構的なリレーのコイル側に相当する。継電側は、図面左側に示す二端子であり、機構的なリレーの接点側に相当する。半導体リレーは、コイルが無いので誘導起電力が発生せず、接点も無いのでノイズ対策が不要になり、高速に応答できる等の利点がある。この半導体リレー３１の制御側に信号（または電圧）が入力されると継電側が導通状態になり、入力されなければ継電側は非導通状態になる。半導体遅延回路３２は半導体で形成された「遅延回路」に相当し、入力した時間から遅延期間（例えば数十〜数百ミリ秒間）遅らせて出力する機能を有する。なお、遅延期間の長さを後に変更できる構成とするのが望ましい。
【００３８】
集積回路体３０の入力端子Ｐｉ１は、出力端子Ｐｏ１と、半導体遅延回路３２とに接続される。半導体遅延回路３２の出力側は、半導体リレー３１の制御側と、出力端子Ｐｏ３とに接続される。半導体リレー３１の継電側は、入力端子Ｐｉ１と、出力端子Ｐｏ２とに接続される。
【００３９】
上述のように構成された集積回路体３０は、入力端子Ｐｉ１にリレー２１の接点側を接続する。出力端子Ｐｏ１には電磁ソレノイド１１を接続する。出力端子Ｐｏ２には電磁スイッチ１２の接点側を接続する。出力端子Ｐｏ３には電磁スイッチ１２のコイル側を接続する。この電磁スイッチ１２のコイル側には、出力端子Ｐｏ３に代えて（あるいは加えて）、二点鎖線で図示するようにＥＣＵ５０に接続してもよい。リレー２１のコイル側には、ＥＣＵ５０，クランク角センサ６０およびイグニッションスイッチ７０を接続する。すなわち、ＥＣＵ５０から出力される始動指令信号Ｃ１、クランク角センサ６０から出力される検出信号Ｃ２、イグニッションスイッチ７０から出力される始動指令信号ＳＴのいずれかによってリレー２１が作動し、バッテリ４０の電力が入力端子Ｐｉ１に入力される。
【００４０】
入力端子Ｐｉ１に入力されたバッテリ４０の電力は、そのまま出力端子Ｐｏ１に出力されるので電磁ソレノイド１１が駆動（励磁）し、上述したようにピニオンギヤ移動体１７がリングギヤ２０と噛み合う。
【００４１】
一方、入力端子Ｐｉ１に入力されたバッテリ４０の電力は、別個に半導体遅延回路３２を経て、半導体リレー３１の制御側に入力される。この入力に伴って半導体リレー３１の継電側が導通状態になり、入力端子Ｐｉ１に入力されたバッテリ４０の電力が出力端子Ｐｏ２に出力されるので、モータ１５が駆動してピニオンギヤ移動体１７およびリングギヤ２０が回転する。なお、半導体遅延回路３２によってモータ１５の駆動が噛み合わせよりも遅延するので、ピニオンギヤ移動体１７とリングギヤ２０とがしっかり噛み合った後に回転し始める。したがって、ピニオンギヤ移動体１７とリングギヤ２０とがしっかり噛み合っていない状態で回転させる場合に生じる摩耗や欠損等を確実に防止できる。
【００４２】
上述した実施の形態１によれば、以下に示す各効果を得ることができる。まず請求項１に対応し、スタータ１０と、リングギヤ２０の状態を検出するクランク角センサ６０（検出手段）と、エンジンの始動の指令を行うＥＣＵ５０（始動手段）と、クランク角センサ６０の検出信号Ｃ２とＥＣＵ５０の始動指令信号Ｃ１とに基づいて始動するか否かを判定し（図３のステップＳ１０，Ｓ１１，Ｓ１３を参照）、当該判定結果に従って電磁ソレノイド１１と電磁スイッチ１２とを個別に駆動させる集積回路体３０とを備える構成とした（図１，図２を参照）。この構成によれば、集積回路体３０がクランク角センサ６０の検出信号Ｃ２とＥＣＵ５０の始動指令信号Ｃ１とに基づいて独自に判断し、電磁ソレノイド１１と電磁スイッチ１２とを個別に駆動し、ピニオンギヤ移動体１７の移動とモータ１５（スタータモータ）の駆動とを制御することができる。また、スタータ１０とＥＣＵ５０との間に集積回路体３０を配置するので、信号ケーブルによる伝達の影響を抑制することができる。
【００４３】
請求項３に対応し、集積回路体３０は、エンジン回転数が降下しているとき、電磁ソレノイド１１に通電してピニオンギヤ移動体１７を回転中のリングギヤ２０に噛み合わせ、始動指令信号Ｃ１に基づいて電磁スイッチ１２を作動させてモータ１５を駆動させる構成とした（図３，図４を参照）。この構成によれば、エンジン回転数が降下しているときにピニオンギヤ移動体１７とリングギヤ２０とを噛み合わせる。エンジン停止（アイドリングストップを含む。）後に始動指令信号Ｃ１を受信すると、電磁スイッチ１２を作動させてモータ１５を駆動する。このときピニオンギヤ移動体１７とリングギヤ２０とは既に噛み合っているので、スムーズにエンジンを始動させることができる。
【００４４】
請求項４に対応し、集積回路体３０は、全部または一部の素子を交換可能に構成とした。この構成によれば、単に集積回路体３０の全部または一部の素子を交換するだけで、スタータ１０の状態に合わせた制御を行うことができる。したがって、ＥＣＵ５０の交換等に比べてコストを低く抑えられ、プログラムの変更は予め行えるので時間を要しない。
【００４５】
請求項６に対応し、電磁ソレノイド１１に通電するタイミングよりも電磁スイッチ１２を作動させるタイミングを遅らせる半導体遅延回路３２を備える構成とした（図５を参照）。この構成によれば、ピニオンギヤ移動体１７とリングギヤ２０とが確実に噛み合ってから回転させるので、これらの摩耗や欠損等を防止することができる。
【００４６】
〔実施の形態２〕
実施の形態２は、始動手段の指令に基づいてピニオンギヤ移動体の移動とスタータモータの駆動とを制御する例であって、図６〜図１０を参照しながら説明する。図６には始動制御装置の第２構成例を模式図で示す。図７には第２構成例の電気的な接続例を回路図で示す。図８には図３に代わる始動制御処理の手続き例をフローチャートで示す。図９，図１０には集積回路体の具体的な構成例を回路図で示す。なお、始動制御装置の構成等は実施の形態１と同様であり、図示および説明を簡単にするために実施の形態２では実施の形態１と異なる点について説明する。よって実施の形態１で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４７】
図６に示す第２構成例は第１構成例に代わる構成であり、次の二点で相違する。第１点は、集積回路体３０がＥＣＵ５０を通じてクランク角センサ６０の検出信号Ｃ２を間接的に受信する。言い換えれば、ＥＣＵ５０から伝達される始動指令信号Ｃ１には、図示するＣＡＮ，ＬＩＮ（Ｎｅ信号）や、検出信号Ｃ２の内容を含む。第２点は、集積回路体３０をスタータ１０に間接的に取り付ける。例えばエンドハウジング近傍の空間が狭くて直接的に取り付けることができない場合等があり、エンドハウジングに固定した取付プレートＡｘ（取付部材）に集積回路体３０を取り付ける。
【００４８】
図７に示す回路例についても図６と同様である。すなわち、集積回路体３０は検出信号Ｃ２の内容を含む始動指令信号Ｃ１をＥＣＵ５０から受信し、リレー２１のコイルに通電して電磁ソレノイド１１を駆動させる制御と、電磁スイッチ１２のコイルに通電して駆動させる制御とを個別に行う。
【００４９】
上記第２構成例の始動制御装置において、集積回路体３０で行う制御例について図８を参照しながら説明する。図８に示す始動制御処理は図３に代わる手続き例である。ＥＣＵ５０はクランク角センサ６０や他のセンサから伝達される信号を受信し、所要の処理を行って始動指令信号Ｃ１を出力する。この始動指令信号Ｃ１には、クランク角センサ６０から伝達される検出信号Ｃ２の内容を含む。
【００５０】
そこで、ＥＣＵ５０から伝達される始動指令信号Ｃ１を受信すると（ステップＳ２０でＹＥＳ）、当該始動指令信号Ｃ１の内容に噛合指令（すなわちピニオンギヤ移動体１７とリングギヤ２０とを噛み合わせる指令）を含むならば（ステップＳ２１でＹＥＳ）、実施の形態１におけるステップＳ１１，Ｓ１２の処理を行う。具体的には、エンジン回転数が所定範囲内のとき、リレー２１に通電して電磁ソレノイド１１を駆動する。一方、始動指令信号Ｃ１を受信しなければ（ステップＳ２０でＮＯ）、始動制御処理をリターンする。また、始動指令信号Ｃ１の内容に噛合指令を含まなければ（ステップＳ２１でＮＯ）、何も行わずにステップＳ２２に進む。
【００５１】
次に、ステップＳ２０で受信した始動指令信号Ｃ１の内容に始動指令（すなわちエンジンの始動を行う指令）を含むならば（ステップＳ２２でＹＥＳ）、実施の形態１におけるステップＳ１４の処理を行い、始動制御処理をリターンする。具体的には、モータ１５の回転力をピニオンギヤ移動体１７，リングギヤ２０，クランク軸等を通じてエンジンに伝達して始動する。一方、始動指令信号Ｃ１の内容に始動指令を含まなければ（ステップＳ２２でＮＯ）、始動制御処理をリターンする。したがって、図８の始動制御処理は、実質的に図３の始動制御処理と同様の作動制御を行う。
【００５２】
ここで、上述した集積回路体３０をハードウェアで構成する例を図９，図１０に示す。図９に示す集積回路体３０は、半導体リレー３１，３３、半導体遅延回路３２などを有する。図１０に示す集積回路体３０は、図９に示す集積回路体３０に比べて、さらに制御ＩＣ（あるいは制御回路）３４を有する。制御ＩＣ３４は、入力端子Ｐｉ２，Ｐｉ３に入力された信号に基づいて、半導体リレー３３と、半導体遅延回路３２を介して接続される半導体リレー３１との駆動を制御する。半導体リレー３３は半導体リレー３１と同様の機能を有し、図５に集積回路体３０外に備えたリレー２１に代わるものである。
【００５３】
図９において、半導体リレー３３について、制御側は入力端子Ｐｉ２に接続され、継電側は入力端子Ｐｉ１と出力端子Ｐｏ１とにそれぞれ接続される。半導体リレー３１について、制御側は半導体遅延回路３２の出力側に接続され、継電側は入力端子Ｐｉ１と出力端子Ｐｏ２とにそれぞれ接続される。半導体遅延回路３２のもう一つの出力側は出力端子Ｐｏ３に接続され、入力側は入力端子Ｐｉ３に接続される。このように構成された集積回路体３０は、入力端子Ｐｉ１にバッテリ４０を接続する。入力端子Ｐｉ２には、ＥＣＵ５０とイグニッションスイッチ７０との接続点を接続する。一方、出力端子Ｐｏ１に電磁ソレノイド１１を接続し、出力端子Ｐｏ２に電磁スイッチ１２の接点側を接続し、出力端子Ｐｏ３に電磁スイッチ１２のコイル側を接続する。この電磁スイッチ１２のコイル側には、出力端子Ｐｏ３に代えて（あるいは加えて）、二点鎖線で図示するようにＥＣＵ５０に接続してもよい。
【００５４】
図１０の接続は図９の接続と比べて、次の点で異なる。第１点は、半導体リレー３３の制御側と、半導体遅延回路３２の入力側とは、いずれも制御ＩＣ３４の出力端子に接続される。第２点は、制御ＩＣ３４の入力端子は、入力端子Ｐｉ２と入力端子Ｐｉ３とにそれぞれ接続される。このように構成された集積回路体３０は、入力端子Ｐｉ１にバッテリ４０を接続する。入力端子Ｐｉ２にはＥＣＵ５０を接続し、入力端子Ｐｉ３にはイグニッションスイッチ７０を接続する。一方、出力端子Ｐｏ１に電磁ソレノイド１１を接続し、出力端子Ｐｏ２に電磁スイッチ１２の接点側を接続し、出力端子Ｐｏ３に電磁スイッチ１２のコイル側を接続する。この電磁スイッチ１２のコイル側には、出力端子Ｐｏ３に代えて（あるいは加えて）、二点鎖線で図示するようにＥＣＵ５０に接続してもよい。
【００５５】
上述した構成において、まずＥＣＵ５０から出力される始動指令信号Ｃ１によって半導体リレー３３の継電側が導通状態になり、電磁ソレノイド１１が駆動（励磁）する。よって、ピニオンギヤ移動体１７がリングギヤ２０と噛み合う。
【００５６】
その後、ＥＣＵ５０から始動指令信号Ｃ１が出力されるか、あるいはイグニッションスイッチ７０から始動指令信号ＳＴが出力されると、いずれかの信号は半導体遅延回路３２を経て、半導体リレー３１の制御側に入力される。この入力に伴って半導体リレー３１の継電側が導通状態になり、入力端子Ｐｉ１に入力されたバッテリ４０の電力が出力端子Ｐｏ２に出力されるので、モータ１５が駆動してピニオンギヤ移動体１７およびリングギヤ２０が回転する。なお、半導体遅延回路３２によってモータ１５の駆動が噛み合わせよりも遅延するので、ピニオンギヤ移動体１７とリングギヤ２０とがしっかり噛み合った後に回転し始める。したがって、ピニオンギヤ移動体１７とリングギヤ２０とがしっかり噛み合っていない状態で回転させる場合に生じる摩耗や欠損等を確実に防止できる。
【００５７】
上述した実施の形態２によれば、請求項２に対応し、スタータ１０と、リングギヤ２０の状態を検出するクランク角センサ６０（検出手段）と、エンジンの始動の指令を行うＥＣＵ５０（始動手段）と、ＥＣＵ５０の始動指令信号Ｃ１に基づいて始動するか否かを判定し（図８の始動制御処理を参照）、当該判定結果に従って電磁ソレノイド１１と電磁スイッチ１２とを個別に駆動させる集積回路体３０とを備える構成とした（図６，図７を参照）。この構成によれば、集積回路体３０がＥＣＵ５０の始動指令信号Ｃ１に基づいて独自に判断し、電磁ソレノイド１１と電磁スイッチ１２とを個別に駆動し、ピニオンギヤ移動体１７の移動とモータ１５の駆動とを制御することができる。また、スタータ１０とＥＣＵ５０との間に集積回路体３０を配置するので、信号ケーブルによる伝達の影響を抑制することができる。なお、他の構成については実施の形態１と同様であるので、請求項３および請求項４に対応する作用効果をそれぞれ得ることができる。
【００５８】
〔実施の形態３〕
実施の形態３は、位置検出手段の信号と始動手段の指令とに基づいてピニオンギヤ移動体の移動とスタータモータの駆動とを制御する例であって、図１１，図１２を参照しながら説明する。図１１には始動制御装置の第３構成例を模式図で示す。図１２には集積回路体の具体的な構成例を回路図で示す。なお、実施の形態３では実施の形態１と異なる点について説明し、実施の形態１で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付す。
【００５９】
図１１に示す第３構成例は第１構成例に代わる構成であり、クランク角センサ６０の代わりに回転位置センサ２２を用いる。回転位置センサ２２はスタータ１０のハウジングに直接的に取り付けられ、例えばレゾルバや光電検出器等を用いる。この回転位置センサ２２は、リングギヤ２０またはピニオンギヤ移動体１７の状態を直接的に検出する。すなわち、リングギヤ２０およびピニオンギヤ移動体１７の一方または双方について、位置（平面的位置や空間的位置を問わない）、回転位置、回転数等を検出する。
【００６０】
回路例については、図２に示すクランク角センサ６０の代わりに回転位置センサ２２を適用すればよい。手続き例については、図３に示すステップＳ１０でクランク角センサ６０から伝達される検出信号Ｃ２の代わりに、回転位置センサ２２から伝達される検出信号Ｃ３を適用すればよい。よって、クランク角センサ６０の代わりに回転位置センサ２２を用いる点を除けば、実施の形態１と同様の構成になる。
【００６１】
上述した実施の形態３によれば、請求項１に対応し、スタータ１０またはリングギヤ２０やピニオンギヤ移動体１７の状態を検出する回転位置センサ２２（検出手段）と、エンジンの始動の指令を行うＥＣＵ５０（始動手段）と、回転位置センサ２２の検出信号Ｃ３とＥＣＵ５０の始動指令信号Ｃ１とに基づいて始動するか否かを判定し（図３のステップＳ１０，Ｓ１１，Ｓ１３を参照）、当該判定結果に従って電磁ソレノイド１１と電磁スイッチ１２とを個別に駆動させる集積回路体３０とを備える構成とした（図１１，図２を参照）。この構成によれば、集積回路体３０が回転位置センサ２２の検出信号Ｃ３とＥＣＵ５０の始動指令信号Ｃ１とに基づいて独自に判断し、電磁ソレノイド１１と電磁スイッチ１２とを個別に駆動し、ピニオンギヤ移動体１７の移動とモータ１５（スタータモータ）の駆動とを制御することができる。また、スタータ１０とＥＣＵ５０との間に集積回路体３０を配置するので、信号ケーブルによる伝達の影響を抑制することができる。さらに、集積回路体３０はリングギヤ２０またはピニオンギヤ移動体１７の状態を直接的に検出する回転位置センサ２２の検出信号Ｃ３に基づいて始動するか否かを判定するので、スタータ１０（具体的には電磁ソレノイド１１やモータ１５等）の状態に合わせて制御することができる。
【００６２】
なお、他の構成については実施の形態１と同様であるので、請求項３および請求項４に対応する作用効果をそれぞれ得ることができる。また、図１１に二点鎖線で示すように回転位置センサ２２から出力する検出信号Ｃ３をＥＣＵ５０が受信し、当該検出信号Ｃ３の内容を含む始動指令信号Ｃ１を集積回路体３０に伝達する構成としてもよい。この構成では、クランク角センサ６０の代わりに回転位置センサ２２を用いる点を除いて実施の形態２と同様の構成になるので、当該実施の形態２と同様の作用効果を得ることができる。
【００６３】
ここで、上述した集積回路体３０をハードウェアで構成する例を図１２に示す。図１２に示す集積回路体３０は、半導体リレー３１，３３などを有する。半導体リレー３１，３３の機能は図９，図１０と同様である。ただし、遅延回路８０は集積回路体３０の外部に備える。言い換えれば、図５に示す半導体遅延回路３２と同等の機能を有する遅延回路８０を、集積回路体３０の外部に備える構成である。遅延回路８０は、半導体遅延回路３２と同様に半導体で構成してもよく、回路素子（例えば抵抗器，コイル，コンデンサ等）を用いて構成してもよい。
【００６４】
図１２において、半導体リレー３３の制御側は入力端子Ｐｉ２に接続され、継電側は入力端子Ｐｉ１と出力端子Ｐｏ１とにそれぞれ接続される。また半導体リレー３１の制御側は入力端子Ｐｉ３に接続され、継電側は入力端子Ｐｉ１と出力端子Ｐｏ２とにそれぞれ接続される。
【００６５】
上述のように構成された集積回路体３０は、入力端子Ｐｉ１にバッテリ４０を接続する。入力端子Ｐｉ２には、イグニッションスイッチ７０、ＥＣＵ５０および回転位置センサ２２の接続点を接続する。入力端子Ｐｉ３には遅延回路８０の出力側を接続する。遅延回路８０の入力側には、ＥＣＵ５０とイグニッションスイッチ７０とを接続する。一方、出力端子Ｐｏ１に電磁ソレノイド１１を接続し、出力端子Ｐｏ２に電磁スイッチ１２の接点側を接続し、出力端子Ｐｏ３に電磁スイッチ１２のコイル側を接続する。この電磁スイッチ１２のコイル側には、出力端子Ｐｏ３に代えて（あるいは加えて）、二点鎖線で図示するようにＥＣＵ５０に接続してもよい。
【００６６】
まず、ＥＣＵ５０から始動指令信号Ｃ１が出力されるか、あるいは回転位置センサ２２から検出信号Ｃ３が出力されると、半導体リレー３３の継電側が導通状態になり、電磁ソレノイド１１が駆動（励磁）する。よって、ピニオンギヤ移動体１７がリングギヤ２０と噛み合う。
【００６７】
その後、ＥＣＵ５０から始動指令信号Ｃ１が出力されるか、あるいはイグニッションスイッチ７０から始動指令信号ＳＴが出力されると、各信号は遅延回路８０を経て、半導体リレー３１の制御側に入力される。この入力に伴って半導体リレー３１の継電側が導通状態になり、入力端子Ｐｉ１に入力されたバッテリ４０の電力が出力端子Ｐｏ２に出力されるので、モータ１５が駆動してピニオンギヤ移動体１７およびリングギヤ２０が回転する。なお、遅延回路８０によってモータ１５の駆動が噛み合わせよりも遅延するので、ピニオンギヤ移動体１７とリングギヤ２０とがしっかり噛み合った後に回転し始める。したがって、ピニオンギヤ移動体１７とリングギヤ２０とがしっかり噛み合っていない状態で回転させる場合に生じる摩耗や欠損等を確実に防止できる。
【００６８】
〔実施の形態４〕
実施の形態４は、位置検出手段の信号と始動手段の指令とに基づいてピニオンギヤ移動体の移動とスタータモータの駆動とを制御する例であって、図１３を参照しながら説明する。図１３には始動制御装置の第４構成例を模式図で示す。なお、実施の形態４では実施の形態１と異なる点について説明し、実施の形態１で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付す。
【００６９】
図１３に示す第４構成例は第１構成例に代わる構成であり、集積回路体３０をスタータ１０とＥＣＵ５０との間で介在させる適切な部位に直接的または間接的に取り付ける。適切な部位は、例えば車体ボディや、ボンネット、スタータ１０の近傍に配置される部品（具体的にはバッテリ，ラジエータ，エアクリーナ等）などが該当する。電磁ソレノイド１１および電磁スイッチ１２までの配線経路を短くして的確に作動させるため、できるだけスタータ１０に近い位置に取り付けるのが望ましい。図２の回路例と図３の手続き例（始動制御処理）とをそのまま適用できるので、実質的には実施の形態１と同等の構成になる。したがって、実施の形態１と同等の作用効果を得ることができる。
【００７０】
また、図１３に二点鎖線で示すようにクランク角センサ６０がＥＣＵ５０にのみ検出信号Ｃ２を伝達し、集積回路体３０がＥＣＵ５０から伝達される始動指令信号Ｃ１のみを受信するように構成してもよい。この構成では、図７の回路例と図８の手続き例（始動制御処理）とをそのまま適用できるので、実質的に実施の形態２と同等の構成になる。したがって、実施の形態２と同等の作用効果を得ることができる。
【００７１】
〔実施の形態５〕
実施の形態５は、複数の半導体リレーを備えるリレー集積回路を用いて構成する例であって、図１４〜図１８を参照しながら説明する。図１４にはリレー集積回路を取り付けたスタータの外観を示し、図１４（Ａ）には正面図を示し、図１４（Ｂ）には図１４（Ａ）の右側から見た側面図を示す。図１５には、始動制御装置の第５構成例の電気的な接続例を回路図で示す。図１６には、始動制御装置の第６構成例の電気的な接続例を回路図で示す。図１７には、リレー集積回路および絶縁部の構成例をブロック図で示す。図１８には、リレー集積回路を取り付けたスタータの外観を正面図で示す。なお、実施の形態５では実施の形態２と異なる点について説明し、実施の形態１〜４で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付す。
【００７２】
図１４（Ａ）および図１４（Ｂ）に示すスタータ１０は、実施の形態２に示す集積回路体３０（図７を参照）に代えて、リレー集積回路９０，絶縁部９１などを有する。リレー集積回路９０は、少なくとも複数の半導体リレーを備えた集積回路で構成される。半導体リレーの数は任意であるが、少なくとも電磁ソレノイド１１や電磁スイッチ１２等を作動させるのに必要な数を備えるのが望ましい。絶縁部９１は、信号を伝達可能であればよいので、安価な素子や回路等からなる絶縁素子を適用できる。絶縁素子の例としては、フォトカプラ、磁気結合（例えばコイルやトランス等）、アイソレーションアンプ、抵抗器、容量性素子（例えばコンデンサ等）などが該当する。なお、本形態では複数のフォトカプラを絶縁部９１に適用した例を説明する（図１７を参照）。
【００７３】
リレー集積回路９０は、電磁筐体（すなわち電磁ソレノイド１１および電磁スイッチ１２が収容された筐体）のエンドハウジング側に直接的に取り付けられている。取り付け方法は任意であるが、エンジンが発する熱の影響を受けない部位（例えば凹部内）に取り付けるのが望ましい。絶縁部９１は、取付部材Ａｙを介して、モータ１５のエンドハウジング側に間接的に取り付けられている。取付部材Ａｙは、図１等に示す取付プレートＡｘであってもよく、部品等を収容可能な筐体であってもよい。なお、図１４等に示す取り付け位置は一例に過ぎず、スタータ１０に取り付け可能な位置であれば任意である。
【００７４】
リレー集積回路９０および絶縁部９１は、上述した集積回路体３０と同様に、スタータ１０とＥＣＵとの間に介在させる。ＥＣＵは、図１５に示すようにＥＣＵ５０であってもよく、図１６に示すようにアイドリングストップＥＣＵ５０ａであってもよい。アイドリングストップＥＣＵ５０ａは、ＥＣＵ５０が有する機能のうちアイドリングストップに関連する機能を独立させたＥＣＵである。
【００７５】
リレー集積回路９０に備える複数の半導体リレーは、ＥＣＵが出力する駆動信号に従って個別に作動する。例えば図１５に示すＥＣＵ５０は、図３または図８に示す始動制御処理の機能を実現する始動制御部５１が駆動信号を出力する（図３，図８のステップＳ１２，Ｓ１４を参照）。同様に図１６に示すアイドリングストップＥＣＵ５０ａは、エンジンＥＣＵ５０ｂから伝達される始動指令信号Ｃ１に基づいて、図３または図８に示す始動制御処理の機能を実現して駆動信号を出力する。駆動信号は半導体リレーを個別に駆動できれば任意であり、図１５に示すように始動指令信号Ｃ１であってもよく、始動指令信号Ｃ１を含む信号であってもよく、始動指令信号Ｃ１とは別個の信号であってもよい。
【００７６】
上述したリレー集積回路９０および絶縁部９１の構成例を図１７に示す。当該図１７に示す構成例は、ＥＣＵ側に絶縁部９１を接続し、スタータ１０側にリレー集積回路９０を接続する。絶縁部９１は、ＥＣＵとの接続に用いる接続線の線数に応じた数（図１７では４つ）のフォトカプラ９２を備え、ＥＣＵから出力された信号をリレー集積回路９０に伝達する。リレー集積回路９０は、複数の半導体リレー３１，３３や半導体リレー３３等で構成された集積回路であり、スタータ１０に備える電磁ソレノイド１１や電磁スイッチ１２等を駆動する。集積回路は任意に構成してよく、例えば図５，図９，図１０，図１２に示す集積回路体３０の構成例であってもよい。
【００７７】
上述した実施の形態５によれば、以下に示す各効果を得ることができる。まず請求項６に対応し、スタータ１０と、クランク角センサ６０と、ＥＣＵ５０と、ＥＣＵ５０の指令とに基づいて始動するか否かを判定し、当該判定結果に従って半導体リレー３１，３３を作動させて電磁ソレノイド１１と電磁スイッチ１２とを個別に駆動させるとともに、スタータ１０に直接的に取り付けられるリレー集積回路９０とを備える構成とした（図１４，図１５，図１７を参照）。この構成によれば、半導体リレー３１，３３を作動させるだけでスタータ１０（具体的には電磁ソレノイド１１および電磁スイッチ１２）を作動させることができる。半導体リレーを用いると、機構的なリレーに比べて配線が容易になり、大きさが小さくなるのでスタータ１０への組み付け性が向上する。
【００７８】
請求項７に対応し、リレー集積回路９０に備わる各半導体リレー３１，３３はＥＣＵ５０に設けられた始動制御部５１によって出力される駆動信号に従って作動が個別に制御される構成とした（図１６を参照）。この構成によれば、複数の半導体リレー３１，３３とＥＣＵ５０とが一体として作動することになり、エンジンの特性に対応した制御が行え、車両全体制御の自由度が増す。また、ＥＣＵ５０は半導体リレーを備えたスタータ１０の制御を確実に行えるようになるので、ＥＣＵの標準化が容易になる。
【００７９】
請求項８に対応し、リレー集積回路９０は、電磁ソレノイド１１に通電するタイミングよりも電磁スイッチ１２を作動させるタイミングを遅らせる半導体遅延回路３２を備える構成とした（図１７を参照）。この構成によれば、ピニオンギヤ移動体１７とリングギヤ２０とが確実に噛み合ってから回転させるので、これらの摩耗や欠損等を防止することができる。
【００８０】
請求項９に対応し、始動手段は、エンジンに対する制御を行うエンジンＥＣＵ５０ｂと、スタータ１０に対する制御を行うアイドリングストップＥＣＵ５０ａとで構成した（図１６を参照）。また、アイドリングストップＥＣＵ５０ａは、エンジンＥＣＵ５０ｂから出力（伝達）される始動指令信号Ｃ１に基づいてスタータ１０の作動を制御する構成とした。この構成によれば、エンジンＥＣＵ５０ｂはエンジンの種類や型式等に応じた制御を行うことができる。また、アイドリングストップＥＣＵ５０ａはエンジンＥＣＵ５０ｂとは別個に備えられるので、スタータ１０の始動（アイドリングストップに伴う始動を含む）に特化させた標準化が容易になる。なお、ＥＣＵ５０をアイドリングストップＥＣＵ５０ａとエンジンＥＣＵ５０ｂとで構成する形態は、上述した実施の形態１〜４にも同様に適用することができる。
【００８１】
上述した実施の形態５では、リレー集積回路９０を直接的にスタータ１０に取り付ける構成とした（図１４を参照）。この形態に代えて、図１８に例示するように、リレー集積回路９０を間接的にスタータ１０に取り付ける構成としてもよい。図１８では、絶縁部９１を備える取付部材Ａｙにリレー集積回路９０を取り付けている。取り付け方法の相違に過ぎないので、上述した実施の形態５と同様の作用効果を得ることができる。
【００８２】
〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための形態について実施の形態１〜５に従って説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。
【００８３】
実施の形態１，３では集積回路体３０をスタータ１０（具体的にはハウジングやフレーム等）に直接的に取り付ける構成とした（図１，図１１を参照）。実施の形態２では集積回路体３０をスタータ１０に間接的に取り付ける構成とした（図６を参照）。実施の形態４では集積回路体３０をスタータ１０とＥＣＵ５０との間に直接的または間接的に取り付ける構成とした（図１３を参照）。実施の形態５ではリレー集積回路９０をスタータ１０とＥＣＵ（ＥＣＵ５０またはアイドリングストップＥＣＵ５０ａ）との間に直接的または間接的に取り付ける構成とした（図１５，図１６を参照）。いずれの実施の形態によせ、他の実施の形態で用いた取り付け態様で集積回路体３０またはリレー集積回路９０を取り付けてよい。例えば、実施の形態１，３では実施の形態２や実施の形態４の取り付け態様で集積回路体３０を取り付けてよく、実施の形態２では実施の形態１，３や実施の形態４の取り付け態様で集積回路体３０を取り付けてよい。このように集積回路体３０をどの位置に取り付けるかは任意であり、どの位置に取り付けるにせよ、実施の形態１〜５と同様の作用効果を得ることができる。
【００８４】
検出手段として、実施の形態１，２，４，５ではクランク角センサ６０を適用し（図１，図７，図１３，図１５等を参照）、実施の形態３では回転位置センサ２２を適用した（図１１を参照）。これらのセンサに代えて、リングギヤ２０またはピニオンギヤ移動体１７の状態を検出可能な他のセンサ（例えば光センサ，磁気センサ，リミットスイッチ等のような接点スイッチなど）を適用してもよい。他のセンサを用いた場合でも、リングギヤ２０またはピニオンギヤ移動体１７の状態を的確に検出できるので、実施の形態１〜５と同様の作用効果が得られる。
【００８５】
実施の形態１〜５では、エンジンの始動の指令を行う始動手段としてＥＣＵ５０（あるいはアイドリングストップＥＣＵ５０ａおよびエンジンＥＣＵ５０ｂ）を適用した（図１，図６，図１１，図１３を参照）。この形態に代えて、エンジンの始動の指令を行える他の制御装置を適用してもよい。指令を行う対象が異なるだけであるので、実施の形態１〜５と同様の作用効果が得られる。
【００８６】
実施の形態１〜５では、始動時にはピニオンギヤ移動体１７とリングギヤ２０とを噛み合わせてモータ１５の回転力をエンジンのクランク軸（図示せず）に伝達し、始動時以外ではピニオンギヤ移動体１７とリングギヤ２０とを噛み合わせないように構成した。この形態に代えて、始動時であるか否かにかかわらず、ピニオンギヤ移動体１７とリングギヤ２０とを常時噛み合わせる構成としてもよい。ただし、ピニオンギヤ移動体１７およびリングギヤ２０のいずれか一方にワンウェイクラッチを備えるか、クラッチ１６をワンウェイクラッチタイプにする必要がある。この構成では、ピニオンギヤ移動体１７の移動を行う必要がなくなる。よって、実施の形態１〜５と同様の作用効果が得られるだけでなく、電磁ソレノイド１１，シフトレバー１９，リレー２１が不要になる分だけコストを低く抑えることができる。
【００８７】
実施の形態１では図５に示す構成例を適用し、実施の形態２では図９，図１０に示す構成例を適用し、実施の形態３では図１２に示す構成例を適用した。これらの形態に代えて、図５，図９，図１０，図１２に示す構成例は、適用していない実施の形態に適用してもよい。例えば、図５に示す構成例を実施の形態２，３に適用したり、図９，図１０に示す構成例を実施の形態１，３に適用したり、図１２に示す構成例を実施の形態１，２に適用する。いずれを適用するにせよ、半導体遅延回路または遅延回路によって、ピニオンギヤ移動体１７とリングギヤ２０とがしっかり噛み合った後に、モータ１５が駆動されて回転し始める。したがって、各実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００８８】
実施の形態５では、エンジンＥＣＵ５０ｂから伝達される始動指令信号Ｃ１に基づいて、アイドリングストップＥＣＵ５０ａが絶縁部９１を介して駆動信号をリレー集積回路９０に出力する構成とした（図１６を参照）。この形態に代えて、エンジンＥＣＵ５０ｂから信号を受けることなく独立にアイドリングストップＥＣＵ５０ａが作動するように構成してもよい。すなわち図１６に二点鎖線で図示するように、クランク角センサ６０から伝達される検出信号Ｃ２に基づいてアイドリングストップＥＣＵ５０ａが駆動信号をリレー集積回路９０に出力するように構成する。この構成によれば、アイドリングストップＥＣＵ５０ａは、スタータ１０の始動（アイドリングストップに伴う始動を含む）に特化させた標準化が容易になる。
【００８９】
実施の形態１〜４ではいずれも集積回路体３０を備える構成とし（図１〜図１３を参照）、実施の形態５ではリレー集積回路９０を備える構成とした（図１４〜図１８を参照）。この形態に代えて、集積回路体３０を備えずに構成してもよく、その構成例を図１９に示す。図１９に示す構成例は、図５，図９，図１０，図１２，図１５，図１６に示す各構成例に代わる。図１９に示す構成例では、リレー２１，２３、遅延回路８０などを有する。リレー２１について、接点側は電磁ソレノイド１１とバッテリ４０とに接続し、コイル側はＥＣＵ５０とクランク角センサ６０との接続点に接続する。リレー２３について、接点側は電磁スイッチ１２とバッテリ４０とに接続し、コイル側は遅延回路８０の出力側に接続する。遅延回路８０の入力側には、ＥＣＵ５０とイグニッションスイッチ７０とを接続する。
【００９０】
図１９に示す構成によれば、ＥＣＵ５０から始動指令信号Ｃ１が出力されるか、あるいはクランク角センサ６０から検出信号Ｃ２が出力されると、リレー２１が駆動（励磁）する。このリレー２１が駆動（励磁）すると、バッテリ４０の電力が電磁ソレノイド１１に供給され、電磁ソレノイド１１もまた駆動（励磁）する。よって、ピニオンギヤ移動体１７がリングギヤ２０と噛み合う。
【００９１】
その後、ＥＣＵ５０から始動指令信号Ｃ１が出力されるか、あるいはイグニッションスイッチ７０から始動指令信号ＳＴが出力されると、各信号は遅延回路８０を経て、リレー２３を駆動（励磁）する。さらにＥＣＵ５０から始動指令信号Ｃ１に従って電磁スイッチ１２が駆動（励磁）されると、バッテリ４０の電力がモータ１５に供給され、ピニオンギヤ移動体１７およびリングギヤ２０が回転する。なお、遅延回路８０によってモータ１５の駆動が噛み合わせよりも遅延するので、ピニオンギヤ移動体１７とリングギヤ２０とがしっかり噛み合った後に回転し始める。したがって、ピニオンギヤ移動体１７とリングギヤ２０とがしっかり噛み合っていない状態で回転させる場合に生じる摩耗や欠損等を確実に防止できる。
【符号の説明】
【００９２】
１０  スタータ
１１  電磁ソレノイド（アクチュエータ）
１２  電磁スイッチ
１５  モータ
１７  ピニオンギヤ移動体
１８  出力軸
１９  シフトレバー
２０  リングギヤ
２２  回転位置センサ（検出手段）
３０  集積回路体
３１，３３  半導体リレー
３２  半導体遅延回路
３４  制御ＩＣ（制御回路）
４０  バッテリ（電源）
５０  ＥＣＵ（始動手段）
６０  クランク角センサ（検出手段）
７０  イグニッションスイッチ
８０  遅延回路
９０  リレー集積回路
９１  絶縁部
９２  フォトカプラ（絶縁素子）
【図１】
2011001947.tif 000003
【図２】
2011001947.tif 000004
【図３】
2011001947.tif 000005
【図４】
2011001947.tif 000006
【図５】
2011001947.tif 000007
【図６】
2011001947.tif 000008
【図７】
2011001947.tif 000009
【図８】
2011001947.tif 000010
【図９】
2011001947.tif 000011
【図１０】
2011001947.tif 000012
【図１１】
2011001947.tif 000013
【図１２】
2011001947.tif 000014
【図１３】
2011001947.tif 000015
【図１４】
2011001947.tif 000016
【図１５】
2011001947.tif 000017
【図１６】
2011001947.tif 000018
【図１７】
2011001947.tif 000019
【図１８】
2011001947.tif 000020
【図１９】
2011001947.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月1日(2010.2.1)
【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】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
回転力を発生するモータと、前記モータの回転力が伝達されて回転する出力軸と、前記出力軸上を軸方向に移動可能なピニオンギヤ移動体と、前記ピニオンギヤ移動体のみをエンジンのリングギヤに噛み合わせる電磁ソレノイドと、前記モータのみに通電を行う電磁スイッチと、を備えたスタータと、
前記リングギヤまたは前記ピニオンギヤ移動体の状態を検出する検出手段と、
前記検出手段の信号に基づいて前記エンジンの始動の指令を行う始動手段と、
前記始動手段の指令に基づいて前記電磁ソレノイドと前記電磁スイッチとを個別に駆動させるとともに、前記スタータに直接的または間接的に取り付けられ、もしくは前記スタータと前記始動手段との間に介在される集積回路体と、
を有することを特徴とする始動制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項２に記載の発明は、回転力を発生するモータと、前記モータの回転力が伝達されて回転する出力軸と、前記出力軸上を軸方向に移動可能なピニオンギヤ移動体と、前記ピニオンギヤ移動体のみをエンジンのリングギヤに噛み合わせる電磁ソレノイドと、前記モータのみに通電を行う電磁スイッチと、を備えたスタータと、前記リングギヤまたは前記ピニオンギヤ移動体の状態を検出する検出手段と、前記検出手段の信号に基づいて前記エンジンの始動の指令を行う始動手段と、前記始動手段の指令に基づいて前記電磁ソレノイドと前記電磁スイッチとを個別に駆動させるとともに、前記スタータに直接的または間接的に取り付けられ、もしくは前記スタータと前記始動手段との間に介在される集積回路体と、を有することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
上述した実施の形態２によれば、請求項２に対応し、スタータ１０と、リングギヤ２０の状態を検出するクランク角センサ６０（検出手段）と、エンジンの始動の指令を行うＥＣＵ５０（始動手段）と、ＥＣＵ５０の始動指令信号Ｃ１に基づいて電磁ソレノイド１１と電磁スイッチ１２とを個別に駆動させる集積回路体３０とを備える構成とした（図６，図７を参照）。この構成によれば、集積回路体３０がＥＣＵ５０の始動指令信号Ｃ１に基づいて独自に判断し、電磁ソレノイド１１と電磁スイッチ１２とを個別に駆動し、ピニオンギヤ移動体１７の移動とモータ１５の駆動とを制御することができる。また、スタータ１０とＥＣＵ５０との間に集積回路体３０を配置するので、信号ケーブルによる伝達の影響を抑制することができる。なお、他の構成については実施の形態１と同様であるので、請求項３および請求項４に対応する作用効果をそれぞれ得ることができる。