(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（２）のクランク軸（９）に直接または間接的に連結されて前記クランク軸を回転駆動できるモータ（５、２０）と、
前記エンジンの停止中に前記モータを駆動して前記クランク軸を所定の位置に移動させるクランク軸位置決め装置（４）とを備えるエンジン始動装置（１）であって、
前記クランク軸位置決め装置は、
前記クランク軸のトルクがピークを示す時のクランク角をクランク軸トルクピーク位置と呼ぶときに、前記モータのトルクと回転数の少なくとも一方の情報を基に、前記クランク軸トルクピーク位置と前記モータの回転位置との関係を把握するクランク軸位置把握部（１７）と、
前記クランク軸トルクピーク位置を基準にして前記クランク軸を所定の位置へ移動させるように前記モータを制御するモータ制御部（１８）とを有し、
前記クランク軸位置把握部は、前記モータのトルクと回転数から前記クランク軸のトルクを算出し、その算出結果を基に前記クランク軸トルクピーク位置を推定することを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項２】
エンジン（２）のクランク軸（９）に直接または間接的に連結されて前記クランク軸を回転駆動できるモータ（５、２０）と、
前記エンジンの停止中に前記モータを駆動して前記クランク軸を所定の位置に移動させるクランク軸位置決め装置（４）とを備えるエンジン始動装置（１）であって、
前記クランク軸位置決め装置は、
前記クランク軸のトルクがピークを示す時のクランク角をクランク軸トルクピーク位置と呼ぶときに、前記モータのトルクと回転数の少なくとも一方の情報を基に、前記クランク軸トルクピーク位置と前記モータの回転位置との関係を把握するクランク軸位置把握部（１７）と、
前記クランク軸トルクピーク位置を基準にして前記クランク軸を所定の位置へ移動させるように前記モータを制御するモータ制御部（１８）とを有し、
前記クランク軸位置把握部は、前記モータ制御部により前記モータのトルク指令値が一定に制御されている時に、前記モータの回転数の変化量を基に前記クランク軸トルクピーク位置を推定することを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項３】
エンジン（２）のクランク軸（９）に直接または間接的に連結されて前記クランク軸を回転駆動できるモータ（５、２０）と、
前記エンジンの停止中に前記モータを駆動して前記クランク軸を所定の位置に移動させるクランク軸位置決め装置（４）とを備えるエンジン始動装置（１）であって、
前記クランク軸位置決め装置は、
前記クランク軸のトルクがピークを示す時のクランク角をクランク軸トルクピーク位置と呼ぶときに、前記モータのトルクと回転数の少なくとも一方の情報を基に、前記クランク軸トルクピーク位置と前記モータの回転位置との関係を把握するクランク軸位置把握部（１７）と、
前記クランク軸トルクピーク位置を基準にして前記クランク軸を所定の位置へ移動させるように前記モータを制御するモータ制御部（１８）とを有し、
前記クランク軸位置把握部は、前記モータ制御部により前記モータの回転数指令値が一定に制御されている時に、前記モータのトルクがピークを示す時の前記モータの回転位置から前記クランク軸トルクピーク位置を推定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ないし請求項３の内のいずれか１つに記載のエンジン始動装置において、
前記クランク軸位置決め装置は、前記クランク軸トルクピーク位置に対応する前記モータの回転位置から前記エンジンの圧縮行程でピストン（１５）が上死点に移動するまでの間に前記モータの回転を停止させて、その停止状態を保持することで前記クランク軸を静止させるクランク軸静止期間を設けることを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の内のいずれか１つに記載したエンジン始動装置において、
前記モータは、スタータ（３）のモータであって、
前記スタータは、前記クランク軸に連結されたリングギヤ（１０）にピニオン（７）を噛み合わせ、前記モータに発生する回転力を前記ピニオンから前記リングギヤに伝達してクランク軸を回転駆動す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、エンジンを始動させるためのエンジン始動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン始動装置として、始動要求がある前にスタータによってクランク軸を所定の位置まで回転させる（以下、この動作を「クランク軸位置決め」とも呼ぶ）ことで、エンジンの早期始動を可能とするものがある。
例えば、特許文献１には、始動要求がある前に、予め、飛び込み式スタータのピニオンをリングギヤに噛み合わせ、スタータのモータによってリングギヤを回して、クランク軸をエンジン始動に適した位置に回転させる技術が開示されている。
【０００３】
しかし、従来の技術では、クランク軸の位置をモータによって制御するのに、クランク角センサによってクランク軸の位置を把握して行う必要があり、クランク角センサを要する分だけコストがかかってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００８−５１００９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、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、その目的は、エンジン始動装置において、クランク角センサを用いずにクランク軸位置決めを行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のエンジン始動装置は、エンジンのクランク軸に直接または間接的に連結されてクランク軸を回転駆動できるモータと、エンジンの停止中にモータを駆動してクランク軸を所定の位置に移動させるクランク軸位置決め装置とを備える。
クランク軸位置決め装置は、クランク軸のトルクがピークを示す時のクランク角をクランク軸トルクピーク位置と呼ぶときに、モータのトルクと回転数の少なくとも一方の情報を基に、クランク軸トルクピーク位置とモータの回転位置との関係を把握するクランク軸位置把握部と、クランク軸トルクピーク位置を基準にしてクランク軸を所定の位置へ移動させるようにモータを制御するモータ制御部とを有する。
また、本発明の第１の態様によれば、クランク軸位置把握部は、モータのトルクと回転数からクランク軸のトルクを算出し、その算出結果を基にクランク軸トルクピーク位置を推定する。
また、本発明の第２の態様によれば、クランク軸位置把握部は、モータ制御部によりモータのトルク指令値が一定に制御されている時に、モータの回転数の変化量を基にクランク軸トルクピーク位置を推定する。
さらに、本発明の第３の態様によれば、クランク軸位置把握部は、モータ制御部によりモータの回転数指令値が一定に制御されている時に、モータのトルクがピークを示す時のモータの回転位置からクランク軸トルクピーク位置を推定する。
上記の構成によれば、モータのトルクと回転数の少なくとも一方の情報を基に、クランク軸トルクピーク位置とモータの回転位置との関係を把握するので、クランク角センサを用いることなくクランク軸の位置決めを行うことができる。その結果、センサの信号線を追加する必要がないため、その分、コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１に係るエンジン始動装置の全体構成図である。
【図２】クランク軸の回転により気筒内を往復動するピストンの模式図である（実施例１）。
【図３】クランク角度と筒内圧力、クランク軸トルク、モータ回転数、モータトルクとの関係を示す相関図である（実施例１）。
【図４】実施例１に係るクランク軸位置決めのフローチャートである。
【図５】実施例２に係るクランク軸位置決めのフローチャートである。
【図６】実施例３に係るエンジン始動装置の全体構成図である。
【図７】実施例３に係るクランク軸位置決めのフローチャートである。
【図８】クランク角度と筒内圧力、クランク軸トルク、モータ回転数、モータトルクとの関係を示す相関図である（実施例４）。
【図９】クランク角度と筒内圧力、クランク軸トルク、モータ回転数、モータトルクとの関係を示す相関図である（実施例４）。
【図１０】実施例５に係るＥＣＵの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例】
【０００９】
〔実施例１〕
実施例１の構成を図１〜４を用いて説明する。
エンジン始動装置１は、例えば、ハイブリッド車両に搭載されるエンジン２を始動させるための装置であり、エンジン２をクランキングするためのスタータ３と、スタータ３の動作を制御するＥＣＵ４とを備える。
スタータ３は、回転力を発生するモータ５と、モータ５に駆動される出力軸６と、出力軸６の軸上を移動可能に配置されるピニオン７と、出力軸６の回転をピニオン７に伝達するクラッチ８と、ピニオン７を押し出すためのピニオン押出機構（後述する）などより構成される。
【００１０】
モータ５は、例えば、三相の電機子巻線に三相交流が印加されて回転磁界を発生するステータ（図示せず）と、ステータに発生する回転磁界に同期して回転するロータ（図示せず）とを有する交流モータである。
出力軸６は、図示しない減速装置で増幅されたモータトルクが伝達されて回転する。
ピニオン７は、出力軸６の軸上を反モータ方向へ移動して、エンジン２のクランク軸９に連結されたリングギヤ１０に噛み合うことが可能である。
クラッチ８は、出力軸６の外周にヘリカルスプライン嵌合して出力軸６の回転をピニオン７に伝達する一方、ピニオン７から出力軸６へのトルク伝達を遮断する一方向クラッチである。
【００１１】
ピニオン押出機構は、軸方向（図示左右方向）に駆動力を発生するアクチュエータ１１と、このアクチュエータ１１の駆動力をピニオン７に伝達するシフトレバー１２とを含んで構成される。
アクチュエータ１１は、バッテリ１３より電力が供給されて磁力を発生するソレノイド（図示せず）と、ソレノイドの磁力によって軸方向に吸引されるプランジャ（図示せず）とを有し、このプランジャの動きがシフトレバー１２を介してピニオン７に伝達される。
シフトレバー１２は、支点１２ａを中心に揺動可能に設けられて、支点１２ａより一端側の端部がプランジャに連結され、支点１２ａより他端側の端部がクラッチ８に連結される。
【００１２】
ＥＣＵ４は、演算処理機能、記憶機能、入出力機能を含んで構成される周知のマイクロコンピュータを搭載し、モータ５およびソレノイドへの通電を制御する。なお、モータ５への通電とは、電機子巻線への通電を言う。
このＥＣＵ４は、エンジン２の停止中に、次の始動要求に備えて、クランク軸９を所定の位置に移動させる本発明のクランク軸位置決め装置として機能する。以下、エンジン２の停止中にクランク軸９を所定の位置に移動させる動作をクランク軸位置決めモードと呼ぶ。
【００１３】
ピニオン７がリングギヤ１０に噛み合わされた状態でモータ５への通電が開始されると、モータ５の回転力がピニオン７からリングギヤ１０に伝達されてリングギヤ１０が回転する。これにより、クランク軸９が回転して、ピストン１５が気筒１４内を往復動する（図２参照）。
このクランク軸９の回転位置（クランク角）によって、気筒１４内でのピストン１５の位置が決まる。
【００１４】
気筒１４内のピストン位置には、エンジン始動に適した位置がある。つまり、クランク軸９の位置には、エンジン始動に適した位置がある。
そこで、ＥＣＵ４は、エンジン２の停止中にクランク軸９をエンジン始動に適した位置へ移動させるために、クランク軸位置決めモードを実施する。すなわち、エンジン２の停止中にアクチュエータ１１を駆動してピニオン７をリングギヤ１０に噛み合わせた後、モータ５によりリングギヤ１０を回してクランク軸９をエンジン始動に適した位置に回転させる。これにより、次の始動要求があった際に早期にエンジン２の始動が可能となる。
【００１５】
〔実施例１の特徴〕
実施例１では、モータ５を回してクランク軸９を所定の位置（以下、目標クランク角という）に移動させる際、クランク軸９の位置をモータトルクに基づいて把握する。
ＥＣＵ４は、以下に説明するモータトルク検出部１６と、クランク軸位置把握部１７と、モータ制御部１８とを備える。
【００１６】
モータトルク検出部１６は、モータ５の出力トルクを検出する機能を有し、実施例１では、モータ５の通電電流を検出する電流センサ１９の出力信号からモータトルクを算出する。
クランク軸位置把握部１７は、モータ５のトルクピークが検出された際のモータ５の回転位置におけるクランク軸９の位置を、クランク軸９のトルクがピークとなるクランク軸トルクピーク位置であると推定することにより、モータ５の回転位置とクランク軸９の位置との関係を把握する。モータ５の回転位置とは、ロータの回転位置であることは言うまでもない。
【００１７】
図３に示すように、エンジン停止中に、モータ５の回転数指令値を一定にしてモータ５を回転させた場合、モータトルクがピークとなる時にクランク軸トルクもピークとなる。これは、モータ５の仕事量が最大のとき、クランク軸９の仕事量は最小となるからである。そして、クランク軸９のトルクがピークとなるクランク角、すなわちクランク軸トルクピーク位置は、エンジン毎に決まっている。図３に示すグラフは、（ａ）エンジン２の筒内圧力、（ｂ）クランク軸トルク、（ｃ）モータ回転数、（ｄ）モータトルクであり、それぞれクランク角度との相関を表している。
【００１８】
なお、クランク軸９のトルクピークは、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、筒内圧力の最大値の大きさによらず、同じクランク角で発生する。つまり、使用環境によって筒内圧力の最大値が変化したり、気筒１４毎に筒内圧力の最大値がばらついていたりしても、クランク軸９のトルクピークが発生するクランク角は変化しない。例えば、クランク軸９のトルクが最小となるトルクピークは、上死点の少し前のクランク角θ１で発生する。
【００１９】
そこで、クランク軸位置把握部１７は、モータ５のトルクピークが検出された際のモータ５の回転位置におけるクランク軸９の位置を、クランク軸９のトルクがピークとなるクランク軸トルクピーク位置であると推定する。
具体的には、モータ５のトルクピークが検出された時のモータ回転位置におけるクランク軸９の位置を、クランク軸９のトルクが最小となるトルクピークとなるクランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）であると推定する。
なお、モータ５のトルクピークは、例えば、モータトルク検出部１６がトルク変化の微分値により検出できる。
【００２０】
クランク軸位置把握部１７は、モータ５のトルクピークが検出された際に、現在のモータ５の回転位置がクランク角θ１に相当することを把握し、その情報をモータ制御部１８へ送信する。
モータ制御部１８は、モータ５を駆動するモータ駆動回路１８ａと、このモータ駆動回路１８ａへ指令信号を送信するモータ指令部１８ｂとを有する。
モータ指令部１８ｂは、クランク軸位置把握部１７からの信号や、モータ５のロータ位置を示す信号（例えば、エンコーダのカウント値や誘起電圧）等の入力を受けて、モータ５を駆動するための信号を生成し、モータ駆動回路１８ａを動作させる。
【００２１】
モータ駆動回路１８ａは、モータ５とバッテリ１３との間の通電回路を開閉するスイッチング素子を有する回路構成（例えばインバータ回路を有する構成）であり、モータ指令部１８ｂからの信号によってスイッチング素子の動作が制御されることでモータ５への通電が制御される。
これにより、モータ制御部１８は、現在のモータ５の回転位置を基準にモータ５を回転させることで、クランク角θ１を基準にクランク軸９を回転させて目標クランク角に移動させることができる。
【００２２】
なお、クランク軸位置決めモードでは、クランク軸９を目標クランク角に移動させた後、モータ５の通電をＯＦＦにする場合がある。このため、モータ５の通電をＯＦＦにした際、クランク軸９が目標クランク角に留まっていることが求められる。
しかし、クランク軸位置決めモードでクランク軸９をモータ５により回し終わった後に筒内圧力が残っていると、モータ５の通電をＯＦＦにしたと同時に、クランク軸９の位置がずれてしまう可能性がある。そこで、クランク軸位置決めモードにおいて、筒内圧力が抜けるまで待機するというステップを入れる。
【００２３】
すなわち、実施例１のクランク軸位置決めモードは、図４に示す手順で行う。
まず、ステップＳ１で、アクチュエータ１１を駆動してピニオン７をリングギヤ１０に噛み合わせる。
その後、ステップＳ２で、モータ５への通電を開始してモータ５を定速回転制御する。定速回転制御とは、図３（ｃ）に示すように、モータ５の回転数指令値を一定に制御することを言う。この定速回転制御が行われている間、モータトルク検出部１６によってモータトルクをモニタリングして、モータ５のトルクピークを検出する。
【００２４】
クランク軸位置把握部１７は、モータ５のトルクピークを検出したタイミングにおけるモータ回転位置でのクランク軸９の位置を、クランク軸トルクピーク位置と推定する。つまり、ステップＳ３では、モータ５のトルクピークを検出したタイミングで、クランク軸９の位置がクランク軸トルクピーク位置、すなわちクランク角θ１になったと判定する。この判定が、モータ５の回転位置とクランク軸９の位置との関係の把握となる。
定速回転制御は、モータ５のトルクが最大となるトルクピークを検出するまで、つまり、クランク軸９の位置がクランク軸トルクピーク位置となるまで実施する。
【００２５】
クランク軸９の位置がクランク軸トルクピーク位置となったら、ステップＳ４でモータロック制御を行う。モータロック制御とは、モータ５の回転（ロータの回転）を強制的に止めた状態にするものである。言い換えると、モータ５のロータを停止状態に保持してクランク軸９をクランク角θ１に静止させるための制御であり、請求項５に記載したクランク軸静止期間を設けるための処理である。
実施例１では、モータロック制御の方法として、例えば、０相ベクトル通電を行う。なお、モータロック制御は、０相ベクトル通電に限らず、別途モータ５の端子を短絡する電気式スイッチを設けて、その電気式スイッチを作動させるのでもよいし、機械的にロータの回転を停止させるロック機構を設けて、そのロック機構を作動させるのでもよい。
【００２６】
モータロック制御を実施した後、ステップＳ５にて、エンジン２の筒内圧力が抜けたか否かを判定する。筒内圧力が抜けたか否かは筒内圧センサ等の出力から判定できる。また、筒内圧力が抜けるのに十分な所定の時間を予め記憶しておき、この所定の時間が経過したか否かによって筒内圧力が抜けたか否かを判断してもよい。
筒内圧力が抜けたと判定されたら、モータロック制御を解除し、クランク軸９が目標クランク角に達するまでモータ５を定速回転させる（ステップＳ６、Ｓ７参照）。
このとき、モータ５を現在の回転位置を基準に回転させることで、クランク軸９をクランク角θ１を基準に回転させることができ、目標クランク角にクランク軸９を移動させることができる。
【００２７】
なお、実施例１の目標クランク角は、例えば、クランク角θ１と上死点との間の所定のクランク角である。クランク角θ１と上死点との間は、エンジン始動に適した位置である。次の始動要求があった場合には、エンジン始動に適した位置からクランキングすることになり、エンジン２の早期始動が可能である。
ステップＳ６で目標クランク角に到達したら、ステップＳ８に進み、モータ通電をＯＦＦにする。そして、クランク軸位置決めモードが終了し、この状態で、エンジン２の始動要求を待つ。始動要求があったら、モータ５への通電を開始してクランキングを行う。
【００２８】
〔実施例１の作用効果〕
実施例１では、クランク軸位置決めモードを行う際に、クランク軸位置把握部１７によって把握した関係に基づいて、モータ５を駆動してクランク軸９を目標クランク角に移動させる。これによれば、エンジン始動装置１において、クランク角センサを用いずにクランク軸位置決めを行うことができる。
すなわち、実施例１では、モータ５のトルクを検出することによってクランク軸９の位置を把握する。このため、クランク軸９の位置を検出するためのセンサが不要となり、センサの信号線を追加する必要がないので、コストを低減することができる。なお、モータ５のトルクを検出する機能は、モータ５に一般的に備え付けられているものであるため、特別なコストを要しない。
【００２９】
また、実施例１のクランク軸位置決めモードでは、モータ５のトルクピークが検出された回転位置でモータロック制御を開始し、筒内圧力が抜けた後、モータロック制御を解除して、モータ５を駆動してクランク軸９を目標クランク角に移動させる。
これによれば、クランク軸９を目標クランク角に移動させた後、モータ５の通電をＯＦＦにしたとしても、残留筒内圧力の影響でクランク軸９が目標クランク角からずれてしまうという事態を回避できる。このため、次の始動要求までの間、モータ５の通電をＯＦＦにしておくことが可能となり、省エネとなる。
【００３０】
以下、本発明に係る他の実施例について説明する。
なお、実施例１と共通する部品および構成を示すものは、実施例１と同一の符号を付与して詳細な説明は実施例１を参照する。
〔実施例２〕
実施例２では、目標クランク角がクランク角θ１である。すなわち、クランク軸トルクピーク位置を目標クランク角とする。
このため、実施例１のクランク軸位置決めモードのフロー（図４参照）におけるステップＳ６、Ｓ７が不要であり、図５に示すフローに従ってクランク軸位置決めモードを実行する。
【００３１】
すなわち、クランク軸位置把握部１７は、モータ５のトルクが最大となるトルクピークが検出された際に、現在のモータ５の回転位置がクランク角θ１に相当することを把握する。その情報を受けたモータ制御部１８は、ステップＳ４でモータロック制御を実施した後、ステップＳ５でエンジン２の筒内圧力が抜けたと判定された場合に、ステップＳ８でモータ５への通電を停止する。
この実施例２によっても、実施例１と同様の作用効果を奏する。
クランク軸トルクピーク位置もエンジン始動に適した位置であって、この位置からのクランキングでもエンジン２の早期始動が可能である。
【００３２】
〔実施例３〕
この実施例３では、図６に示すように、スタータ３のモータ５ではなく、ハイブリッド車両に搭載されるモータジェネレータ２０（以下、ＭＧ２０と呼ぶ）がクランク軸９に動力伝達する。
ＭＧ２０は、モータの機能と発電機の機能を併せ持っており、モータとしての機能を利用してクランク軸９を回転させる。
なお、ＭＧ２０は、クランク軸９に直結される構成でも良いが、ベルト係合あるいはギア係合などによってクランク軸９に連結される構成でも良い。
【００３３】
クランク軸位置把握部１７は、ＭＧ２０のトルクピークが検出された際に、そのときのＭＧ２０の回転位置をクランク軸９のトルクがピークとなるクランク軸トルクピーク位置として対応づけて記憶する。
ＭＧ２０の場合は、一度、ＭＧ２０の回転位置とクランク軸９の位置との関係を記憶すれば、たとえ、その後、筒内圧力の影響でクランク軸９が逆方向に回されたとしても、その記憶した関係に基づいて、ＭＧ２０を制御してクランク軸９を目標クランク角に移動させることができる。
【００３４】
実施例１、２に記載した飛び込み式のスタータ３では、筒内圧力の影響でクランク軸９が正回転方向に回転してモータ回転数を上回ると、一方向クラッチ８があるために、クランク軸９の位置とモータ５の回転位置との対応がずれてしまう。このため、クランク軸９のトルクが正トルクになる前にモータロック制御をして筒内圧力が抜けるまで待機する必要があった。
しかし、ＭＧ２０の場合は、筒内圧力の影響でクランク軸９が逆方向に回されたとしても、クランク軸９とともにＭＧ２０のロータも逆方向に回されるため、クランク軸９の位置とＭＧ２０の回転位置との対応は、記憶した関係のままである。このため、実施例３では、筒内圧力の影響を気にする必要はない。
【００３５】
従って、実施例３では、図７に示す流れでクランク軸位置決めモードを行う。
まず、ステップＳ１１でクランク軸９にＭＧ２０の回転が伝達される係合状態にする。
その後、ステップＳ１２でＭＧ２０を定速で回転させる。この定速回転中、モータトルク検出部１６によってモータトルクをモニタリングする。
モータ５のトルクピークを検出したら、クランク軸位置把握部１７はそのモータ回転位置でのクランク軸９の位置をクランク軸トルクピーク位置と推定する。つまり、ステップＳ１３では、モータ５のトルクピークの検出をもって、クランク軸９の位置がクランク軸トルクピーク位置、すなわちクランク角θ１になったと判定する。
【００３６】
そして、クランク軸位置把握部１７は、モータ５のトルクピークを検出した時点でのＭＧ２０の回転位置を、クランク軸９のトルクがピークとなるクランク軸トルクピーク位置となる回転位置であるとして記憶する。つまり、ＭＧ２０の回転位置とクランク軸９の位置との関係を記憶する。
その後、ステップＳ１４に進み、記憶した関係に基づいてクランク軸９を目標クランク角に移動させる。
【００３７】
この後、筒内圧力によって逆回転させられてしまい、クランク軸９が目標クランク角からずれた場合には、再度、ＭＧ２０を回転させて目標クランク角に戻す。また、ステップＳ１４で、筒内圧力によって逆回転させられない程度の逆トルクをロータに負荷させつつ、ＭＧ２０を回転させてもよい。
この実施例３によっても、実施例１と同様に、エンジン始動装置１において、クランク角センサを用いずにクランク軸位置決めを行うことができる。
【００３８】
〔実施例４〕
この実施例４は、モータ５のトルク指令値を一定に制御した場合の事例である。
モータ５のトルク指令値がクランク軸９のトルクピークより小さい条件では、図８に示すように、クランク軸９のトルクピークが発生する時に、モータ減速時の回転数の変化量（ｄω／ｄｔ）が最大となる。よって、クランク軸位置把握部１７は、モータトルク指令値＜クランク軸トルクピークの条件の下で、モータ減速時の回転数の変化量が最大となるときのモータ５の回転位置によってクランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）を推定できる。
ＥＣＵ４は、モータ減速時の回転数の変化量が最大となるときのモータ５の回転位置を基準にモータ５の回転角度を制御することで、クランク角θ１を基準としてクランク軸９を目標クランク角へ移動させることができる。
【００３９】
一方、モータ５のトルク指令値がクランク軸９のトルクピークより大きい条件では、図９に示すように、モータ５は常に加速するが、クランク軸９のトルクピークが発生する時に、モータ加速時の回転数の変化量（ｄω／ｄｔ）が最小となる。よって、クランク軸位置把握部１７は、モータトルク指令値＞クランク軸トルクピークの条件の下で、モータ加速時の回転数の変化量が最小となるときのモータ５の回転位置によってクランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）を推定できる。
ＥＣＵ４は、モータ加速時の回転数の変化量が最小となるときのモータ５の回転位置を基準にモータ５の回転角度を制御することで、クランク角θ１を基準としてクランク軸９を目標クランク角へ移動させることができる。
【００４０】
上記のように、モータ５のトルク指令値を一定に制御する定トルク制御の場合は、モータ５の回転数の変化量を基にクランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）を推定できる。その結果、実施例１と同様に、クランク角センサを用いることなく、クランク軸９の位置決めを行うことができる。
【００４１】
〔実施例５〕
この実施例５は、モータ５のトルクと回転数を基にエンジントルクを算出し、その算出結果を基にクランク軸トルクピーク位置を把握する事例である。
ＥＣＵ４は、図１０に示すように、モータ５のトルクと回転数からエンジントルクを算出するエンジントルク算出部２１を有し、このエンジントルク算出部２１で算出されたエンジントルクがクランク軸位置把握部１７へ出力される。
モータ５のトルクは、例えば、実施例１で説明したように、電流センサ１９で検出されるモータ５の通電電流を基に算出できる。モータ５の回転数は、例えば、レゾルバ、エンコーダ等によって検出できるロータの回転位置を基に算出できる。
【００４２】
エンジントルク算出部２１は、下記（１）式を解くことでエンジントルクを算出する。
なお、Ｔｅ：エンジントルク、Ｔｍ：モータトルク、ωｍ：モータ回転数、Ｊｅ：エンジンイナーシャ、Ｊｍ：モータイナーシャ、Ｇ：モータ５からクランク軸９までのギヤ比（具体的には、リングギヤ１０の半径／ピニオン７の半径）である。
前提条件として、クランク軸９の位置制御時におけるスタータ回転数とエンジン回転数は等しいものとする。
〔Ｊｍ＋（１／Ｇ２）×Ｊｅ〕ｄωｍ／ｄｔ＝Ｔｍ＋（１／Ｇ）×Ｔｅ  ……（１）
【００４３】
上記（１）式において、〔Ｊｍ＋（１／Ｇ２）×Ｊｅ〕は、エンジン２およびスタータ３が有する固有の値であり、ｄωｍ／ｄｔは、モータ５の回転数変化量を表している。
クランク軸位置把握部１７は、エンジントルク算出部２１で算出されるエンジントルクＴｅからクランク軸トルクピーク位置を推定する。
モータ制御部１８は、推定されたクランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）に対応する現在のモータ５の回転位置を基準に、モータ５の回転角度を制御することで、クランク角θ１を基準としてクランク軸９を目標クランク角へ移動させることができる。
この実施例５においても、実施例１と同様に、クランク角センサを用いることなく、クランク軸９の位置決めを行うことができる。
【００４４】
〔変形例〕
実施例１では、クランク軸９をエンジン始動に適した位置（目標クランク角）へ移動させるが、必ずしもエンジン始動に適した位置である必要はなく、所望の位置を適宜に設定しても良い。
実施例１では、モータ５のトルクピークが検出された回転位置でモータロック制御を実施しているが、モータ５のトルクピークが検出された回転位置からエンジンの圧縮行程でピストン１５が上死点に移動するまでの間にモータロック制御を実施しても良い。
スタータ３は、ピニオン７がリングギヤ１０に常時噛み合っている常時噛み合い式のスタータであってもよい。
【００４５】
実施例１では、モータトルクを通電電流の大きさによって検出しているが、モータトルクの検出方法はこれに限らず、様々な方法を用いることができる。例えば、モータトルクセンサにより直接モータトルクを検出してもよい。また、モータ制御にＰＷＭ制御を用いる場合は、ＰＷＭデューティーの変化を用いてもよい。
アクチュエータ１１は、ピニオン７を押し出すためのソレノイドに加えて、モータ５のメインスイッチを開閉するためのソレノイドを有していてもよい。この場合、メインスイッチを開閉するためのソレノイドがモータ制御部１８の一部をなす。
【符号の説明】
【００４６】
１  エンジン始動装置
２  エンジン
３  スタータ
４  ＥＣＵ（クランク軸位置決め装置）
５  モータ
７  ピニオン
９  クランク軸
１０  リングギヤ
１５  ピストン
１７  クランク軸位置把握部
１８  モータ制御部
２０  モータジェネレータ（モータ）
【図１】
0006547643.tif 000002
【図２】
0006547643.tif 000003
【図３】
0006547643.tif 000004
【図４】
0006547643.tif 000005
【図５】
0006547643.tif 000006
【図６】
0006547643.tif 000007
【図７】
0006547643.tif 000008
【図８】
0006547643.tif 000009
【図９】
0006547643.tif 000010
【図１０】
0006547643.tif 000011