(57)【要約】【課題】エンジン始動時に何らかの異常がある場合に、その異常を早期に検出して他の始動装置に切り替えることにより、迅速なエンジン始動を実現できる。【解決手段】アイドルストップＥＣＵ３は、ベルト式スタータ４によるエンジン始動に何らかの異常が検出された場合に、ベルト式スタータ４からギヤ式スタータ５に切り替えてエンジン始動を行う。具体的には、エンジン始動時のエンジン回転加速度を算出し、このエンジン回転加速度が所定のエンジン回転加速度に達したか否かを判定する。所定のエンジン回転加速度に達していない場合は、何らかの異常が発生したと判断して、ベルト式スタータ４からギヤ式スタータ５に切り替える。これにより、ベルト式スタータ４によるエンジン始動に何らかの異常がある場合に、速やかにギヤ式スタータ５に切り替えてエンジン始動を行うことができるので、ドライバのフィーリングを確保できる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの始動を行う第１の始動装置と第２の始動装置とを有し、
前記第１の始動装置によるエンジン始動に何らかの異常が有る場合に、前記第２の始動装置に切り替えてエンジン始動を行うエンジン始動システムであって、前記異常の有無を時間的要素に基づいて判定する異常判定手段を有していることを特徴とするエンジン始動システム。
【請求項２】
請求項１に記載したエンジン始動システムにおいて、
前記異常判定手段は、エンジン始動時のエンジン回転加速度が所定のエンジン回転加速度に達しない場合に、前記第１の始動装置によるエンジン始動に何らかの異常が有ると判定することを特徴とするエンジン始動システム。
【請求項３】
請求項２に記載したエンジン始動システムにおいて、
前記所定のエンジン回転加速度を判定値として記憶するマップを有し、このマップには、前記判定値を可変するパラメータとして、外気温、エンジン温度、前記第１の始動装置の温度、前記エンジンにより駆動される補機の負荷状態、バッテリ状態のいずれか一つ又は複数の組合せから成る条件が設定されていることを特徴とするエンジン始動システム。
【請求項４】
請求項２に記載したエンジン始動システムにおいて、
前記所定のエンジン回転加速度は、前記第１の始動装置の出力特性と前記エンジン始動時の負荷特性とから算出されることを特徴とするエンジン始動システム。
【請求項５】
請求項２〜４に記載した何れかのエンジン始動システムにおいて、
前記エンジン始動時のエンジン回転加速度は、前記第１の始動装置をＯＮしてから所定時間経過後のエンジン回転速度から求めることを特徴とするエンジン始動システム。
【請求項６】
請求項１〜５に記載した何れかのエンジン始動システムにおいて、
前記第１の始動装置から前記第２の始動装置に切り替える際に、前記第１の始動装置をＯＦＦ　すると同時に前記第２の始動装置をＯＮすることを特徴とするエンジン始動システム。
【請求項７】
請求項１〜５に記載した何れかのエンジン始動システムにおいて、
前記第１の始動装置から前記第２の始動装置に切り替える際に、前記第１の始動装置をＯＦＦ　する前に前記第２の始動装置をＯＮすることを特徴とするエンジン始動システム。
【請求項８】
請求項１〜５に記載した何れかのエンジン始動システムにおいて、
前記第１の始動装置から前記第２の始動装置に切り替える際に、前記第１の始動装置をＯＦＦ　してから前記第２の始動装置をＯＮすることを特徴とするエンジン始動システム。
【請求項９】
請求項８に記載したエンジン始動システムにおいて、
前記第１の始動装置をＯＦＦ　した後、エンジン回転速度が所定値以下、もしくはゼロとなった時に前記第２の始動装置をＯＮすることを特徴とするエンジン始動システム。
【請求項１０】
請求項２〜９に記載した何れかのエンジン始動システムにおいて、前記第１の始動装置をＯＮした時の起動電流を低減する電流抑止手段を備え、
前記第１の始動装置によるエンジン始動時に所定のエンジン回転加速度が得られない場合は、前記電流抑止手段をＯＦＦ　することを特徴とするエンジン始動システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載したエンジン始動システムにおいて、
前記電流抑止手段をＯＦＦ　しても所定のエンジン回転加速度に達しない場合は、前記第２の始動装置に切り替えることを特徴とするエンジン始動システム。
【請求項１２】
請求項２〜１０に記載した何れかのエンジン始動システムにおいて、
エンジン回転に同期して回転し、且つ前記エンジンより高速で回転する補機の回転速度を検出する回転速度センサを有し、
前記異常判定手段は、前記回転速度センサで検出される回転速度から補機の回転加速度を算出し、その補機の回転加速度を前記エンジン始動時のエンジン回転加速度に代用して前記異常の有無を判定することを特徴とするエンジン始動システム。
【請求項１３】
請求項２〜１２に記載した何れかのエンジン始動システムにおいて、
前記第１の始動装置をＯＮしてから前記エンジンが始動するまでにドライバが許容できる時間を始動応答許容時間と呼び、
前記第１の始動装置をＯＮしてから前記異常の有無を判定するまでに要する時間を回転加速度判定時間と呼び、
前記第２の始動装置により前記エンジンを始動させた場合に、前記第２の始動装置をＯＮしてから前記エンジンが始動するまでに要する時間を第２の始動時間と呼ぶ時に、
前記回転加速度判定時間は、前記始動応答許容時間から前記第２の始動時間を減算して求められる時間より短く設定されていることを特徴とするエンジン始動システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載したエンジン始動システムにおいて、
エンジン始動後、所定の停止条件が成立した時に前記エンジンを自動停止させ、そのエンジン自動停止状態から所定の始動条件が成立した時に前記エンジンを再始動させるエンジン自動停止・始動装置を備え、
キー等の手動操作によるエンジン始動を前記第２の始動装置により実施した後、前記エンジン自動停止状態から前記第１の始動装置により前記エンジンを再始動させる場合に、前記手動操作によりエンジン始動を実施した時に要するエンジン始動時間を前記回転加速度判定時間を求める時の前記第２の始動時間として用いることを特徴とするエンジン始動システム。
【請求項１５】
請求項１３に記載したエンジン始動システムにおいて、
エンジン始動後、所定の停止条件が成立した時に前記エンジンを自動停止させ、そのエンジン自動停止状態から所定の始動条件が成立した時に前記エンジンを再始動させるエンジン自動停止・始動装置を備え、
前記エンジン自動停止状態から前記第１の始動装置により前記エンジンを再始動させる時に、ドライバがブレーキペダルを緩めてからアクセルペダルを踏み込むまでの時間を学習し、その学習値から前記始動応答許容時間が設定されることを特徴とするエンジン始動システム。
【請求項１６】
直流電動機を有し、この直流電動機の回転力をエンジンに伝達して該エンジンを始動するエンジン始動装置と、
前記直流電動機の電動機コイルに流れる界磁電流を制御して前記直流電動機の出力特性を可変する電動機制御手段とを備えたエンジン始動システムであって、前記電動機制御手段は、前記直流電動機を高速回転型の出力特性に制御して前記エンジンの始動を行い、そのエンジン始動時のエンジン回転加速度が所定のエンジン回転加速度に達しない場合は、前記直流電動機を高速回転型の出力特性から高トルク型の出力特性に切り替えて制御することを特徴とするエンジン始動システム。
【請求項１７】
分巻コイルを有する分巻式の直流電動機を有し、この直流電動機の回転力をエンジンに伝達して該エンジンを始動するエンジン始動装置と、
前記分巻コイルに流れる界磁電流を制御して前記直流電動機の出力特性を可変する電動機制御手段とを備えたエンジン始動システムであって、
前記電動機制御手段は、前記直流電動機を高速回転型の出力特性に制御して前記エンジンの始動を行い、そのエンジン始動時のエンジン回転加速度が所定のエンジン回転加速度に達しない場合は、前記直流電動機を高速回転型の出力特性から高トルク型の出力特性に切り替えて制御することを特徴とするエンジン始動システム。
【請求項１８】
直巻コイルと分巻コイルとを有する複巻式の直流電動機を有し、この直流電動機の回転力をエンジンに伝達して該エンジンを始動するエンジン始動装置と、
前記分巻コイルに流れる界磁電流を制御して前記直流電動機の出力特性を可変する電動機制御手段とを備えたエンジン始動システムであって、
前記電動機制御手段は、前記直流電動機を高速回転型の出力特性に制御して前記エンジンの始動を行い、そのエンジン始動時のエンジン回転加速度が所定のエンジン回転加速度に達しない場合は、前記直流電動機を高速回転型の出力特性から高トルク型の出力特性に切り替えて制御することを特徴とするエンジン始動システム。
【請求項１９】
請求項１６〜１８に記載した何れかのエンジン始動システムにおいて、
前記所定のエンジン回転加速度を判定値として記憶するマップを有し、このマップには、前記判定値を可変するパラメータとして、外気温、エンジン温度、前記直流電動機の温度、前記エンジンにより駆動される補機の負荷状態、バッテリ状態のいずれか一つ又は複数の組合せから成る条件が設定されていることを特徴とするエンジン始動システム。
【請求項２０】
請求項１６〜１８に記載した何れかのエンジン始動システムにおいて、
前記所定のエンジン回転加速度は、前記直流電動機の出力特性と前記エンジン始動時の負荷特性とから算出されることを特徴とするエンジン始動システム。
【請求項２１】
請求項１６〜２０に記載した何れかのエンジン始動システムにおいて、
前記電動機制御手段は、前記直流電動機の出力特性を切り替える際に、連続的に切り替えることを特徴とするエンジン始動システム。
【請求項２２】
請求項１６〜２１に記載した何れかのエンジン始動システムにおいて、
前記エンジン始動装置とは別に前記エンジンの始動を行うことができる第２の始動装置を搭載し、
前記直流電動機を高速回転型の出力特性から高トルク型の出力特性に切り替えてエンジン始動を行った時に、エンジン回転加速度が所定のエンジン回転加速度に達しない場合は、前記エンジン始動装置から前記第２の始動装置に切り替えてエンジン始動を行うことを特徴とするエンジン始動システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンを始動するための二つの始動装置を有するエンジン始動システム、及び出力特性を切り替えてエンジン始動を行うエンジン始動システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、燃費の向上あるいは排気エミッションの改善を目的として、交差点等で自動車が停止した時にエンジンを自動停止させるアイドルストップシステムが徐々に採用されている。このアイドルストップシステムでは、二つのスタータ（例えばギヤ式スタータとベルト式スタータ）を備え、最初（一回目）のスタート時と、アイドルストップ後の再始動時とに二つのスタータを使い分けてエンジン始動を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１３６５０８　号公報
【特許文献２】
特開２００１−１５９３８５　号公報
【特許文献３】
特開２００１−１６５０１９　号公報
【０００４】
エンジン始動装置として一般的なギヤ式スタータは、ピニオンギヤをリングギヤに噛み合わせて動力伝達を行うため、必然的に音がうるさくなる。
一方、ベルト式スタータは、プーリ比の制約を受ける（極端にプーリ比を大きくできない）ため、ギヤ式スタータの様に減速比を大きく取ることが困難であり、伝達トルクが小さくなる。
従って、二つのスタータの使用方法としては、一回目のスタート時にギヤ式スタータを使用し（ドライバがキー等を手動操作してギヤ式スタータをＯＮする）　、アイドルストップ後の再始動時にベルト式スタータを使用することが望ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、スタータによりエンジンを始動する際に、ドライバのフィーリング上、スタータをＯＮしてから実際にエンジンが始動する（クランキングを終えて完爆する）までの始動応答性が重要となる。つまり、速やかなエンジン始動が望まれる。しかし、従来のエンジン始動システムでは、一方のスタータ（例えばギヤ式スタータ）でエンジン始動を行う際に何らかの異常（例えばスタータの故障、エンジンの不調等）が検出された場合、他方のスタータ（ベルト式スタータ）に切り替えてエンジン始動を行うことが記載されているだけであり、始動応答性の確保という観点から、如何にして早期に異常を検出すべきかという点が述べられていない。
【０００６】
このため、エンジン始動時に何らかの異常が検出された時に、速やかにエンジンを始動することが困難であり、始動応答性に対するドライバのフィーリングが悪化するという問題があった。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、エンジン始動時に何らかの異常がある場合に、その異常を早期に検出して異常に対応することにより、ドライバのフィーリング向上を実現できるエンジン始動システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の発明）
エンジンの始動を行う第１の始動装置と第２の始動装置とを有し、
第１の始動装置によるエンジン始動に何らかの異常が有る場合に、第２の始動装置に切り替えてエンジン始動を行うエンジン始動システムであって、
異常の有無を時間的要素に基づいて判定する異常判定手段を有している。
この構成によれば、異常判定手段に時間的要素を採り入れているので、異常の有無を早期に検出することが可能である。
【０００８】
（請求項２の発明）
請求項１に記載したエンジン始動システムにおいて、
異常判定手段は、エンジン始動時のエンジン回転加速度が所定のエンジン回転加速度に達しない場合に、第１の始動装置によるエンジン始動に何らかの異常が有ると判定することを特徴とする。
この場合、エンジン回転加速度に基づいて異常の有無を検出するので、所定のエンジン回転加速度を達成するために必要な全ての要素（第１の始動装置、動力伝達手段、エンジン、バッテリ、補機等）に関する不具合の影響を異常として検出することが可能である。
【０００９】
（請求項３の発明）
請求項２に記載したエンジン始動システムにおいて、
所定のエンジン回転加速度を判定値として記憶するマップを有し、このマップには、判定値を可変するパラメータとして、外気温、エンジン温度、第１の始動装置の温度、エンジンにより駆動される補機の負荷状態、バッテリ状態のいずれか一つ又は複数の組合せから成る条件が設定されていることを特徴とする。
この場合、エンジン始動時の回転加速度に影響を与える要因（外気温、エンジン温度、第１の始動装置の温度、エンジンにより駆動される補機の負荷状態、バッテリ状態）に応じて判定値を可変するので、より的確に異常の有無を判定できる。
【００１０】
（請求項４の発明）
請求項２に記載したエンジン始動システムにおいて、
所定のエンジン回転加速度は、第１の始動装置の出力特性とエンジン始動時の負荷特性とから算出されることを特徴とする。
この場合、第１の始動装置の出力特性及びエンジン始動時の負荷特性が変化しても、それに応じて所定のエンジン回転加速度を変更できるので、より的確に異常の有無を判定できる。また、この方法によれば、マップを持たなくても良いので、制御装置のメモリを過度に必要としない。
【００１１】
（請求項５の発明）
請求項２〜４に記載した何れかのエンジン始動システムにおいて、
エンジン始動時のエンジン回転加速度は、第１の始動装置をＯＮしてから所定時間経過後のエンジン回転速度から求めることを特徴とする。
この場合、エンジン回転加速度を継続して検出する必要がないので、簡易的に異常の有無を判定することが可能である。
【００１２】
（請求項６の発明）
請求項１〜５に記載した何れかのエンジン始動システムにおいて、
第１の始動装置から第２の始動装置に切り替える際に、第１の始動装置をＯＦＦ　すると同時に第２の始動装置をＯＮすることを特徴とする。
この方法によれば、第１の始動装置に異常がある場合（例えば漏電等によりモータに異常がある場合）、第１の始動装置をＯＦＦ　すると同時に第２の始動装置をＯＮすることで、バッテリパワーをできるだけ有効に用いることができる。
【００１３】
（請求項７の発明）
請求項１〜５に記載した何れかのエンジン始動システムにおいて、
第１の始動装置から第２の始動装置に切り替える際に、第１の始動装置をＯＦＦ　する前に第２の始動装置をＯＮすることを特徴とする。
例えば、第１の始動装置には何ら異常がなく、補機の負荷が高いことにより所定のエンジン回転加速度が得られない場合には、二つの始動装置に同時通電することで始動トルクを有効に利用することができる。
【００１４】
（請求項８の発明）
請求項１〜５に記載した何れかのエンジン始動システムにおいて、
第１の始動装置から第２の始動装置に切り替える際に、第１の始動装置をＯＦＦ　してから第２の始動装置をＯＮすることを特徴とする。
この方法では、第２の始動装置がギヤ式スタータ（ピニオンギヤをエンジンのリングギヤに噛み合わせてエンジン始動を行うスタータ）の場合、エンジン回転中（もしくは高速回転中）のピニオンギヤの飛び込みを防止できる。
【００１５】
（請求項９の発明）
請求項８に記載したエンジン始動システムにおいて、
第１の始動装置をＯＦＦ　した後、エンジン回転速度が所定値以下、もしくはゼロとなった時に第２の始動装置をＯＮすることを特徴とする。
この場合、エンジンの回転が停止した状態（あるいは低速回転状態）で第２の始動装置をＯＮするので、ピニオンギヤとリングギヤとの噛み合いを正常に行うことができ、ギヤの破損や過大な衝撃を防止できる。
【００１６】
（請求項１０の発明）
請求項２〜９に記載した何れかのエンジン始動システムにおいて、
第１の始動装置をＯＮした時の起動電流を低減する電流抑止手段を備え、
第１の始動装置によるエンジン始動時に所定のエンジン回転加速度が得られない場合は、電流抑止手段をＯＦＦ　することを特徴とする。
この構成では、電流抑止手段により第１の始動装置の起動電流が抑えられるため、それが原因でエンジン始動時に所定のエンジン回転加速度が得られない可能性がある。従って、エンジン始動時に所定のエンジン回転加速度が得られない場合には、電流抑止手段をＯＦＦ　することにより、所定のエンジン回転加速度を達成できる可能性が得られる。
【００１７】
（請求項１１の発明）
請求項１０に記載したエンジン始動システムにおいて、
電流抑止手段をＯＦＦ　しても所定のエンジン回転加速度に達しない場合は、第２の始動装置に切り替えることを特徴とする。
電流抑止手段により第１の始動装置の起動電流を低減したことが所定のエンジン回転加速度を達成できない原因ではないため、この場合は、速やかに第２の始動装置に切り替えてエンジン始動を行う。
【００１８】
（請求項１２の発明）
請求項２〜１０に記載した何れかのエンジン始動システムにおいて、
エンジン回転に同期して回転し、且つエンジンより高速で回転する補機の回転速度を検出する回転速度センサを有し、
異常判定手段は、回転速度センサで検出される回転速度から補機の回転加速度を算出し、その補機の回転加速度をエンジン始動時のエンジン回転加速度に代用して異常の有無を判定することを特徴とする。
【００１９】
この場合、エンジンより高速で回転する補機の回転速度を検出できるので、例えば、既存のクランク角センサと同等の分解能を有する回転速度センサであれば、精度良く補機の回転速度を検出することができる。その結果、クランク角センサでは検出できない低回転速度域（例えば２００ｒｐｍ以下）にも対応できるので、異常の有無をより早期に検出することが可能である。
【００２０】
（請求項１３の発明）
請求項２〜１２に記載した何れかのエンジン始動システムにおいて、
第１の始動装置をＯＮしてからエンジンが始動するまでにドライバが許容できる時間を始動応答許容時間と呼び、第１の始動装置をＯＮしてから異常の有無を判定するまでに要する時間を回転加速度判定時間と呼び、第２の始動装置によりエンジンを始動させた場合に、第２の始動装置をＯＮしてからエンジンが始動するまでに要する時間を第２の始動時間と呼ぶ時に、
回転加速度判定時間は、始動応答許容時間から第２の始動時間を減算して求められる時間より短く設定されていることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、第１の始動装置から第２の始動装置に切り替えてエンジン始動を行う場合、始動応答許容時間以内にエンジンを始動できる。つまり、第１の始動装置によりエンジン始動を行う際に、回転加速度判定時間を上記の如く設定することで速やかに異常の有無を判定することができる。その結果、第１の始動装置から第２の始動装置に切り替えた場合でも、始動応答性が確保されるため、ドライバにとってフィーリングの良いエンジン始動を実現できる。
【００２２】
（請求項１４の発明）
請求項１３に記載したエンジン始動システムにおいて、
エンジン始動後、所定の停止条件が成立した時にエンジンを自動停止させ、そのエンジン自動停止状態から所定の始動条件が成立した時にエンジンを再始動させるエンジン自動停止・始動装置を備え、
キー等の手動操作によるエンジン始動を第２の始動装置により実施し、その後、エンジン自動停止状態から第１の始動装置によりエンジンを再始動させる場合に、手動操作によりエンジン始動を実施した時に要するエンジン始動時間を回転加速度判定時間を求める時の第２の始動時間として用いることを特徴とする。
【００２３】
この構成では、第２の始動装置によるエンジン始動時間を予め設定された時間に固定することなく、実際に第２の始動装置によりエンジン始動を行った場合に要した時間を第２の始動時間として設定できるので、車両の経時変化等にも対応でき、現在のエンジン状態や第２の始動装置によるエンジン始動時間の変化等に応じて適切に回転加速度判定時間を求めることができる。
【００２４】
（請求項１５の発明）
請求項１３に記載したエンジン始動システムにおいて、
エンジン始動後、所定の停止条件が成立した時にエンジンを自動停止させ、そのエンジン自動停止状態から所定の始動条件が成立した時にエンジンを再始動させるエンジン自動停止・始動装置を備え、
エンジン自動停止状態から第１の始動装置によりエンジンを再始動させる時に、ドライバがブレーキペダルを緩めてからアクセルペダルを踏み込むまでの時間を学習し、その学習値から始動応答許容時間が設定されることを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、個々のドライバに合わせて始動応答許容時間を設定できるので、ブレーキペダルからアクセルペダルに踏み替えた時に、従来車（一般的なＡＴ車）と変わりなく加速が得られる。これにより、エンジン始動時にドライバのフィーリングが損なわれることがなく、ドライバに合った始動応答性を実現できる。
【００２６】
（請求項１６の発明）
本発明は、直流電動機を有し、この直流電動機の回転力をエンジンに伝達して該エンジンを始動するエンジン始動装置と、直流電動機の電動機コイルに流れる界磁電流を制御して直流電動機の出力特性を可変する電動機制御手段とを備えたエンジン始動システムであって、
電動機制御手段は、直流電動機を高速回転型の出力特性に制御してエンジンの始動を行い、そのエンジン始動時のエンジン回転加速度が所定のエンジン回転加速度に達しない場合は、直流電動機を高速回転型の出力特性から高トルク型の出力特性に切り替えて制御することを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、直流電動機の出力特性を高速回転型に制御してエンジン始動を行った時に、エンジン回転加速度が所定のエンジン回転加速度に達しない場合は、エンジン始動に何らかの不具合が生じていると判断して、直流電動機の出力特性を高トルク型に切り替えてエンジン始動を行うことができる。これにより、迅速なエンジン始動が可能となる。
【００２８】
（請求項１７の発明）
本発明は、分巻コイルを有する分巻式の直流電動機を有し、この直流電動機の回転力をエンジンに伝達して該エンジンを始動するエンジン始動装置と、分巻コイルに流れる界磁電流を制御して直流電動機の出力特性を可変する電動機制御手段とを備えたエンジン始動システムであって、
電動機制御手段は、直流電動機を高速回転型の出力特性に制御してエンジンの始動を行い、そのエンジン始動時のエンジン回転加速度が所定のエンジン回転加速度に達しない場合は、直流電動機を高速回転型の出力特性から高トルク型の出力特性に切り替えて制御することを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、直流電動機の出力特性を高速回転型に制御してエンジン始動を行った時に、エンジン回転加速度が所定のエンジン回転加速度に達しない場合は、エンジン始動に何らかの不具合が生じていると判断して、直流電動機の出力特性を高トルク型に切り替えてエンジン始動を行うことができる。これにより、迅速なエンジン始動が可能となる。
【００３０】
（請求項１８の発明）
本発明は、直巻コイルと分巻コイルとを有する複巻式の直流電動機を有し、この直流電動機の回転力をエンジンに伝達して該エンジンを始動するエンジン始動装置と、分巻コイルに流れる界磁電流を制御して直流電動機の出力特性を可変する電動機制御手段とを備えたエンジン始動システムであって、
電動機制御手段は、直流電動機を高速回転型の出力特性に制御してエンジンの始動を行い、そのエンジン始動時のエンジン回転加速度が所定のエンジン回転加速度に達しない場合は、直流電動機を高速回転型の出力特性から高トルク型の出力特性に切り替えて制御することを特徴とする。
【００３１】
この構成によれば、直流電動機の出力特性を高速回転型に制御してエンジン始動を行った時に、エンジン回転加速度が所定のエンジン回転加速度に達しない場合は、エンジン始動に何らかの不具合が生じていると判断して、直流電動機の出力特性を高トルク型に切り替えてエンジン始動を行うことができる。これにより、迅速なエンジン始動が可能となる。
【００３２】
（請求項１９の発明）
請求項１６〜１８に記載した何れかのエンジン始動システムにおいて、
所定のエンジン回転加速度を判定値として記憶するマップを有し、このマップには、判定値を可変するパラメータとして、外気温、エンジン温度、直流電動機の温度、エンジンにより駆動される補機の負荷状態、バッテリ状態のいずれか一つ又は複数の組合せから成る条件が設定されていることを特徴とする。
この場合、エンジン始動時の回転加速度に影響を与える要因（外気温、エンジン温度、直流電動機の温度、エンジンにより駆動される補機の負荷状態、バッテリ状態）に応じて判定値を可変するので、異常の有無を的確に判定できる。
【００３３】
（請求項２０の発明）
請求項１６〜１８に記載した何れかのエンジン始動システムにおいて、
所定のエンジン回転加速度は、直流電動機の出力特性とエンジン始動時の負荷特性とから算出されることを特徴とする。
この場合、直流電動機の出力特性及びエンジン始動時の負荷特性が変化しても、それに応じて所定のエンジン回転加速度を変更できるので、異常の有無を的確に判定できる。また、この方法によれば、マップを持たなくても良いので、制御装置のメモリを減らすことが可能となる。
【００３４】
（請求項２１の発明）
請求項１６〜２０に記載した何れかのエンジン始動システムにおいて、
電動機制御手段は、直流電動機の出力特性を切り替える際に、連続的に切り替えることを特徴とする。
これにより、直流電動機の出力特性が切り替わる時の過渡的なショック、ストレスを低減できる。
【００３５】
（請求項２２の発明）
請求項１６〜２１に記載した何れかのエンジン始動システムにおいて、
エンジン始動装置とは別にエンジンの始動を行うことができる第２の始動装置を搭載し、直流電動機を高速回転型の出力特性から高トルク型の出力特性に切り替えてエンジン始動を行った時に、エンジン回転加速度が所定のエンジン回転加速度に達しない場合は、エンジン始動装置から第２の始動装置に切り替えてエンジン始動を行うことを特徴とする。
これにより、エンジン始動装置によるエンジン始動が不調の時は、速やかに第２の始動装置に切り替えてエンジン始動を行うことができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１はエンジン始動システム（以下、本システムと呼ぶ）の全体図である。
本システムは、エンジン１を始動するための二つの始動装置と、エンジン１の運転状態を制御するエンジンＥＣＵ２、及びエンジン１の自動停止・再始動を制御するアイドルストップＥＣＵ３を備える。
【００３７】
二つの始動装置は、通常のエンジン始動時に使用されるベルト式スタータ４と、低温時の始動またはベルト式スタータ４によるエンジン始動に何らかの異常（例えばベルト式スタータ４の故障、エンジン１の不調、ベルト切れ等）が生じた場合に使用されるギヤ式スタータ５とが設けられている。なお、二つの始動装置は、エンジン１を始動させるだけでなく、発電機能を有するモータジェネレータを使用することも可能である。
【００３８】
ベルト式スタータ４は、自身の出力軸に取り付けられたプーリ６とエンジン１のクランクプーリ７とがベルト８によって連結され、そのベルト８を介してクランクプーリ７にスタータ回転力を伝達してエンジン始動を行う方式である。
なお、エンジン１の周辺には、同一のベルト８を介してエンジン１から動力が伝達されて作動する補機９（オルタネータ、エアコン用コンプレッサ、ウォータポンプ等）が設置されている。
ギヤ式スタータ５は、自動車用のエンジン始動装置として一般的なピニオンギヤ（図示しない）を有するもので、このピニオンギヤをエンジン１のリングギヤに噛み合わせてエンジン始動を行う周知な方式である。
【００３９】
エンジンＥＣＵ２は、吸入空気量とエンジン回転速度およびエンジン冷却水温等の信号からエンジン１に最適な空燃比となるように燃料噴射量を算出すると共に、エンジン回転速度と負荷状態を示す信号から最適な点火時期を決定し、その結果に基づいてＥＦＩ１０（電子制御式燃料噴射装置）を電子制御する。
なお、エンジンＥＣＵ２には、エンジン１の運転状態やバッテリ状態及び外気温等を検出する各種センサ（図示しない）が接続され、これらのセンサからエンジン制御に必要な各種情報（車速、エンジン回転角信号、アクセル開度、エンジン冷却水温、バッテリ状態、外気温等）が入力される。
【００４０】
アイドルストップＥＣＵ３は、以下に説明するアイドルストップ制御を実施すると共に、ベルト式スタータ４によるエンジン始動に何らかの異常が検出された場合に、ベルト式スタータ４からギヤ式スタータ５に切り替えてエンジン始動を行う。
アイドルストップ制御とは、例えば交差点等で車両が停止した時にエンジン１を自動停止させ、その後、所定の始動条件が成立した時にエンジン１を再始動させる制御であり、エンジン停止条件が成立すると、アイドルストップＥＣＵ３からエンジンＥＣＵ２にエンジン停止信号（燃料カット信号及び点火カット信号）が出力され、エンジン始動条件が成立すると、アイドルストップＥＣＵ３からエンジンＥＣＵ２にエンジン始動信号（燃料噴射信号と点火信号）が出力される。
【００４１】
次に、本発明に係わるエンジン始動時のスタータ制御について説明する。
図２はスタータ制御の処理手順を示すフローチャートである。
Ｓｔｅｐ１０…始動信号が検出されたか否かを判定する。この判定は、エンジンＥＣＵ２にて行われる。なお、始動信号は、キースイッチのＯＮ信号、またはアイドルストップ制御時の再始動信号である。この判定結果がＹＥＳ　の時（始動信号が検出された場合）は、次のＳｔｅｐ２０へ進む。
Ｓｔｅｐ２０…アイドルストップＥＣＵ３よりベルト式スタータ４をＯＮする。
【００４２】
Ｓｔｅｐ３０…エンジン回転加速度を算出する。このエンジン回転加速度は、回転速度センサ（図示しない）で検出されるエンジン回転速度を微分して求めることができる。なお、回転速度センサで検出されるエンジン回転速度は、クランク軸、ドライブシャフト、車輪、ミッションの何れかの回転速度である。
【００４３】
Ｓｔｅｐ４０…ベルト式スタータ４によるエンジン始動に何らかの異常が有るか否かをエンジン回転加速度に基づいて判定する。具体的には、例えば図３に示す様に、エンジン始動時のエンジン回転加速度α′が所定のエンジン回転加速度αに達したか否かを判定する。
なお、エンジン始動時のエンジン回転加速度α′は、ベルト式スタータ４をＯＮした後、連続的に算出しても良いが、ベルト式スタータ４をＯＮしてから所定時間経過後のエンジン回転速度から求めても良い。この判定結果がＹＥＳ　の時（所定のエンジン回転加速度αに達しない場合）は、次のＳｔｅｐ５０へ進む。
【００４４】
Ｓｔｅｐ５０…ベルト式スタータ４からギヤ式スタータ５に切り替える。
この時、アイドルストップＥＣＵ３は、ベルト式スタータ４をＯＦＦ　するタイミングとギヤ式スタータ５をＯＮするタイミングとを以下の様に制御することができる。
▲１▼ベルト式スタータ４をＯＦＦ　すると同時にギヤ式スタータ５をＯＮする（図３参照）。
【００４５】
▲２▼ベルト式スタータ４をＯＦＦ　する前にギヤ式スタータ５をＯＮする（図４参照）。
▲３▼ベルト式スタータ４をＯＦＦ　してから所定時間後にギヤ式スタータ５をＯＮする（図５参照）。
▲４▼ベルト式スタータ４をＯＦＦ　した後、エンジン回転速度が所定値以下、もしくはゼロとなった時にギヤ式スタータ５をＯＮする（図６参照）。
【００４６】
（第１実施例の効果）
本実施例のエンジン始動システムでは、ベルト式スタータ４によるエンジン始動に何らかの異常がある場合に、速やかにギヤ式スタータ５に切り替えてエンジン始動を行うことができる。つまり、異常の有無を時間的要素（エンジン始動時のエンジン回転加速度α′）に基づいて判定しているので、異常の有無を早期に検出することが可能であり、エンジン１の始動応答性を確保できる。その結果、ベルト式スタータ４によるエンジン始動に何らかの異常が発生しても、ギヤ式スタータ５により迅速なエンジン始動を行うことができるため、ドライバのフィーリングが損なわれることはない。
【００４７】
なお、ベルト式スタータ４によるエンジン始動に何らかの異常が発生した場合に、ベルト式スタータ４をＯＦＦ　するタイミングとギヤ式スタータ５をＯＮするタイミングとを上記の如く▲１▼〜▲４▼の様に制御した場合の効果として、
▲１▼では、ベルト式スタータ４に異常がある場合（例えば漏電等によりモータに異常がある場合）に、ベルト式スタータ４をＯＦＦ　すると同時にギヤ式スタータ５をＯＮすることでバッテリパワーをできるだけ有効に用いることができる。
【００４８】
▲２▼では、ベルト式スタータ４には何ら異常がなく、補機９の負荷が高いことにより所定のエンジン回転加速度αが得られない場合には、二つのスタータに同時通電する時間帯を設定することで始動トルクを有効に利用することができる。
▲３▼では、エンジン回転中（もしくは高速回転中）のピニオンギヤの飛び込みを防止でき、ギヤの破損や過大な衝撃を防止できる。
▲４▼では、▲３▼の場合と同様、エンジン回転中（もしくは高速回転中）のピニオンギヤの飛び込みを防止できる。
【００４９】
エンジンＥＣＵ２あるいはアイドルストップＥＣＵ３は、異常の有無を判定するための所定の回転加速度αを判定値として記憶するマップを具備し、このマップからパラメータに応じて判定値を求めても良い。判定値を可変するパラメータとしては、外気温、エンジン温度、ベルト式スタータ４の温度、補機９の負荷状態、バッテリ状態のいずれか一つ又は複数の組合せから成る条件が設定される。
これにより、エンジン始動時の回転加速度α′に影響を与える要因（外気温、エンジン温度、ベルト式スタータ４の温度、補機９の負荷状態、バッテリ状態）に応じて判定値を変更できるので、より的確に異常の有無を判定することができる。
【００５０】
所定のエンジン回転加速度αは、ベルト式スタータ４の出力特性とエンジン始動時の負荷特性とから算出しても良い。この場合、ベルト式スタータ４の出力特性及びエンジン始動時の負荷特性が変化しても、それに応じて所定のエンジン回転加速度α（判定値）を変更できるので、より的確に異常の有無を判定できる。なお、ベルト式スタータ４の出力特性は、ベルト式スタータ４の温度及びバッテリ状態から求めることができ、エンジン始動時の負荷特性は、エンジン温度と補機９の負荷状態及び慣性負荷から求めることができる。
【００５１】
また、エンジン回転加速度α′を求める際に使用される回転速度センサは、既存のクランク角センサを用いても良いが、エンジン１に連結されてエンジン１と同期して回転し、且つエンジン１より高速で回転する補機９（例えばベルト式スタータ４、オルタネータ、ウォータポンプ等）の回転速度を検出するセンサを使用することもできる。この場合、既存のクランク角センサと同等の分解能を有する回転速度センサであれば、精度良く補機９の回転速度を検出することができるので、クランク角センサでは検出できない低回転速度域（例えば２００ｒｐｍ以下）にも対応できるので、異常の有無をより早期に検出することが可能である。
【００５２】
（第２実施例）
図７及び図８はベルト式スタータ４の電気回路図である。
本実施例は、ベルト式スタータ４の電気回路に電流抑止手段１１を有する場合の一例である。
スタータ４の電気回路に電流抑止手段１１を有する場合は、スタータ４の起動電流が低減するため、その分、スタータモータのパワーが抑えられ、それが原因でエンジン始動時に所定のエンジン回転加速度αが得られない可能性がある。
そこで、エンジン始動時に所定のエンジン回転加速度αが得られない場合には、先ず電流抑止手段１１をＯＦＦ　してスタータ４の起動電流を増大させ、それでも所定のエンジン回転加速度αが得られない場合に、ベルト式スタータ４からギヤ式スタータ５に切り替えることにする。
【００５３】
電流抑止手段１１のＯＮ／ＯＦＦ制御は、例えば図７または図８に示す回路構成において、それぞれリレースイッチ１２、１３を介して切り換えることができる。
図７に示す回路は、リレースイッチ１２をＯＦＦ　すると電流抑止手段（抵抗）１１がＯＮし、リレースイッチ１２をＯＮすると電流抑止手段（抵抗）１１がＯＦＦ　する。
図８に示す回路は、リレースイッチ１３を第１の状態（図８の実線位置）に駆動すると、電流抑止手段（コイル）１１がスタータ４のフィールドコイル１４と並列に接続されることでＯＮし、リレースイッチ１３を第２の状態（図８の破線位置）に駆動すると、電流抑止手段（コイル）１１を迂回することでＯＦＦ　する。
【００５４】
本実施例の構成によれば、電流抑止手段１１によりスタータ４の起動電流が低減した結果、所定のエンジン回転加速度αが得られない場合には、図９に示す様に、電流抑止手段１１をＯＦＦ　することで所定のエンジン回転加速度αを達成することができる。
また、電流抑止手段１１をＯＦＦ　しても所定のエンジン回転加速度αが得られない場合には、図１０に示す様に、ベルト式スタータ４からギヤ式スタータ５に切り替えてエンジン始動を行うことができる。
【００５５】
（第３実施例）
図１１はエンジン回転速度の挙動を示すグラフである。
本実施例は、ベルト式スタータ４をＯＮしてから異常の有無を判定するまでに要する時間（回転加速度判定時間と呼ぶ）を設定する一例である。
回転加速度判定時間ｔは、以下の始動応答許容時間ｔａと第２の始動時間ｔｂとに基づいて設定される（図１２参照）。
始動応答許容時間ｔａ：ベルト式スタータ４をＯＮしてからエンジン１が始動するまでにドライバが許容できる時間。
第２の始動時間ｔｂ：ギヤ式スタータ５によりエンジン１を始動させた場合に、ギヤ式スタータ５をＯＮしてからエンジン１が始動するまでに要する時間。
ｔ＜ｔａ−ｔｂ
【００５６】
本実施例では、ベルト式スタータ４によるエンジン始動に何らかの異常が発生してベルト式スタータ４からギヤ式スタータ５に切り替えてエンジン始動を行う場合、ドライバが許容できる始動応答許容時間ｔａ以内にエンジン１を始動できる。つまり、ベルト式スタータ４によりエンジン始動を行う際に、回転加速度判定時間ｔを上記の如く設定することで速やかに異常の有無を判定することができるため、ベルト式スタータ４からギヤ式スタータ５に切り替えた場合でも、迅速な始動応答性が確保され、ドライバにとってフィーリングの良いエンジン始動を実現できる。
【００５７】
なお、本実施例の場合、キー操作によるエンジン始動をギヤ式スタータ５により実施し、その時に要するエンジン始動時間を回転加速度判定時間ｔを求める時の第２の始動時間ｔｂとして用いても良い。
この場合、実際のギヤ式スタータ５によるエンジン始動に要した時間を第２の始動時間ｔｂとして設定するので、車両の経時変化等にも対応でき、現在のエンジン状態やギヤ式スタータ５によるエンジン始動時間の変化等に応じて適切に回転加速度判定時間ｔを求めることができる。
【００５８】
また、本実施例の場合、エンジン自動停止状態からベルト式スタータ４によりエンジン１を再始動させる時に、ドライバがブレーキペダルを緩めてからアクセルペダルを踏み込むまでの時間を学習し、その学習値から始動応答許容時間ｔを設定しても良い。
この場合、個々のドライバに合わせて始動応答許容時間ｔを設定できるので、ブレーキペダルからアクセルペダルに踏み替えた時に、従来車（一般的なＡＴ車）と変わりなく加速が得られる。これにより、エンジン始動時にドライバのフィーリングが損なわれることがなく、ドライバに合った始動応答性を実現できる。
【００５９】
（変形例）
第１実施例では、アイドルストップ制御を実施する車両に本発明を適用したが、アイドルストップを行わない通常の車両に適用することも可能である。また、ベルト式スタータ４をギヤ式スタータ５より優先して使用しているが、ギヤ式スタータ５をベルト式スタータ４より優先して使用しても良い。
【００６０】
本発明の始動装置は、エンジン１の始動のみを行うスタータに限定されるものではなく、第１実施例中にも記載した様に、発電機能を有するモータジェネレータ等を使用することも可能である。
また、スタータを使用する場合でも、ベルト式スタータ４とギヤ式スタータ５の組み合わせである必要はなく、例えば二つのベルト式スタータ４、もしくは二つのギヤ式スタータ５を使用しても良い。
【００６１】
（第４実施例）
図１３はエンジン始動システム（本システムと呼ぶ）の構成図である。
本システムは、エンジン１を始動するためのスタータ１５（請求項１７に記載したエンジン始動装置）と、エンジン１の運転状態を制御するエンジンＥＣＵ２（第１実施例と同じ）、及びスタータ１５の出力特性を制御する始動制御ＥＣＵ１６等を備える。なお、第１実施例と同じ働きを有するエンジンＥＣＵ２及びエンジン１の周辺に設置される補機９の説明は省略する。
【００６２】
スタータ１５は、分巻式の直流電動機を有し、この直流電動機の回転出力をピニオンギヤからリングギヤに伝達してエンジン１をクランキングさせるギヤ式スタータである。
直流電動機は、図１４に示す様に、図示しない電機子コイルを具備する電機子１７と、下記の通電回路１８に接続された分巻コイル１９とを有する。この直流電動機は、キースイッチ２０の投入（ＳＴ位置）により、スタータリレー２１及び電磁スイッチ２２を介して車載バッテリ２３より通電される。
【００６３】
通電回路１８は、４個の制御素子２４（例えばＭＯＳ−ＦＥＴ　）をブリッジ接続して構成され、一方の入力端子１８ａが電磁スイッチ２２を介して車載バッテリ２３のプラス端子に接続され、他方の入力端子１８ｂが接地されている。
始動制御ＥＣＵ１６は、通電回路１８を介して分巻コイル１９に流れる界磁電流を制御する。具体的には、通電回路１８の各制御素子２４に対するデューティ比に応じて分巻コイル１９に流れる電流量を制御する。その結果、図１５に示す様に、界磁電流が小さくなる程、高速回転型の出力特性が得られ、界磁電流が大きくなる程、高トルク型の出力特性が得られる。
【００６４】
次に、本システムの作動を図１６に示すフローチャートに基づいて説明する。Ｓｔｅｐ１０…始動要求の有無を判定する。この判定は、エンジンＥＣＵ２にて行われる。なお、始動要求の有無は、例えばキースイッチ２０のＯＮ信号に基づいて判定される。この判定結果がＹＥＳ　の時は、次のＳｔｅｐ２０へ進む。
Ｓｔｅｐ２０…エンジン温度（例えばエンジン冷却水の温度Ｔｗ）が、所定の温度範囲（ｘ＜Ｔｗ＜ｙ）に入るか否かを判定する。判定結果がＹＥＳ　の時は、次のＳｔｅｐ３０へ進み、判定結果がＮＯの時はＳｔｅｐ６０へ進む。なお、エンジン温度の代わりに、外気温やスタータ１５（直流電動機）の温度に基づいて判定することも可能である。
【００６５】
Ｓｔｅｐ３０…スタータ１５（直流電動機）の出力特性を高速回転型に制御してエンジン始動を行う。具体的には、通電回路１８を介して直流電動機の分巻コイル１９に流れる界磁電流を小さくする（または０にする）。
Ｓｔｅｐ４０…エンジン回転加速度を算出する。このエンジン回転加速度は、回転速度センサ（図示しない）で検出されるエンジン回転速度を微分して求めることができる。なお、回転速度センサで検出されるエンジン回転速度は、クランク軸、ドライブシャフト、車輪、ミッションの何れかの回転速度である。
【００６６】
Ｓｔｅｐ５０…エンジン始動に何らかの異常が有るか否かをエンジン回転加速度に基づいて判定する。具体的には、例えば図１７（ｂ）に示す様に、エンジン始動時のエンジン回転加速度α′が所定のエンジン回転加速度αに達したか否かを判定する。この判定結果がＮＯの時（異常無し）は、本処理を終了し、判定結果がＹＥＳ　の時（異常有り：所定のエンジン回転加速度αに達しない場合）は、Ｓｔｅｐ６０へ進む。
なお、エンジン始動時のエンジン回転加速度α′は、スタータ１５を起動した後、連続的に算出しても良いが、スタータ１５を起動してから所定時間経過後のエンジン回転速度から求めても良い。
【００６７】
Ｓｔｅｐ６０…スタータ１５（直流電動機）の出力特性を高トルク型に切り替えてエンジン始動を行う（図１７（ａ）参照）。具体的には、通電回路１８を介して直流電動機の分巻コイル１９に流れる界磁電流を大きくする。この場合、スタータ１５の出力特性が急激に変化することによるショックを防止するために、通電回路１８の各制御素子２４に対するデューティ比を徐々に大きくしながら高速回転型から高トルク型へ連続的に切り替えても良い。
【００６８】
（第４実施例の効果）
本システムでは、エンジン温度が所定の温度範囲に入る時に、スタータ１５の出力特性を高速回転型にして、エンジン１を高速回転で駆動することにより、迅速にエンジン１を始動でき、エミッションの低減を図ることが可能となる。
また、エンジン温度が所定の温度範囲から外れる場合は、エンジン駆動トルクが上昇する（低温時はエンジンオイルの粘度が大きくなり、高温時はシリンダの気密性が上昇することにより、各々エンジン駆動トルクが上昇する）ため、スタータ１５の出力特性を高速回転型から高トルク型に切り替えることで、速やかに、且つ確実にエンジン１を始動させることができる。
【００６９】
また、実際にはエンジン温度が所定の温度範囲から外れているにも係わらず、温度センサの故障等により、所定の温度範囲に入ると判定された場合（Ｓｔｅｐ２０の判定結果がＹＥＳ　）は、上記の理由によりエンジン駆動トルクが上昇しているため、エンジン１を始動できないことがある。そこで、スタータ１５の出力特性を高速回転型に制御してエンジン始動を行った時に、エンジン回転加速度α′が所定のエンジン回転加速度αに達しない場合は、エンジン始動が困難であると判断して、スタータ１５の出力特性を高速回転型から高トルク型に切り替えることにより、早期のエンジン始動が可能となる。
【００７０】
（第５実施例）
図１８はエンジン始動システム（本システムと呼ぶ）の構成図である。
本システムは、第４実施例と比較して、スタータ１５（請求項１８に記載したエンジン始動装置）に使用される直流電動機の構成が異なる。
直流電動機は、図１８に示す様に、電機子１７と直列に接続された直巻コイル２５と、通電回路１８に接続された分巻コイル１９とを有する複巻式である。
始動制御ＥＣＵ１６は、通電回路１８の各制御素子２４に対するデューティ比に応じて分巻コイル１９に流れる電流量及び電流方向を制御する。
本実施例においても、第４実施例と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
（第６実施例）
本実施例は、例えば交差点等で自動車が停止した時に、エンジン１を自動停止させるアイドルストップ制御を実施する車両において、自動停止後にエンジン１を再始動させる時の一例を説明する。
本システムの構成は、第４及び第５実施例に記載した始動制御ＥＣＵ１６の代わりに、エンジン１の自動停止・再始動を制御するアイドルストップＥＣＵ（図１３参照）を備えるもので、その他は第４または第５実施例と同じである。
【００７２】
本システムの作動を図１９に示すフローチャートに基づいて説明する。
Ｓｔｅｐ１０…始動要求の有無を判定する。この場合、キースイッチ２０（図１４参照）の投入による始動要求と、アイドルストップ制御によるエンジン自動停止後の再始動要求とがある。
Ｓｔｅｐ２０…始動要求がエコラン始動（アイドルストップ制御による再始動）か否かを判定する。判定結果がＹＥＳ　の時（エコラン始動）は、次のＳｔｅｐ３０へ進み、判定結果がＮＯの時（キースイッチ２０の投入による始動）はＳｔｅｐ６０へ進む。
【００７３】
Ｓｔｅｐ３０…スタータ１５（直流電動機）の出力特性を高速回転型に制御してエンジン始動を行う。
Ｓｔｅｐ４０…エンジン回転加速度を算出する。
Ｓｔｅｐ５０…エンジン始動に何らかの異常が有るか否かをエンジン回転加速度に基づいて判定する。この判定結果がＮＯの時（異常無し）は、本処理を終了し、判定結果がＹＥＳ　の時（異常有り）は、Ｓｔｅｐ６０へ進む。
【００７４】
Ｓｔｅｐ６０…スタータ１５（直流電動機）の出力特性を高トルク型に切り替えてエンジン始動を行う。なお、このＳｔｅｐ６０では、第４実施例の場合と同様に、スタータ１５の出力特性が急激に変化することによるショックを防止するために、通電回路１８の各制御素子２４に対するデューティ比を徐々に大きくしながら高速回転型から高トルク型へ連続的に切り替えても良い。
【００７５】
（第６実施例の効果）
本システムでは、エコラン始動を行う場合は、既にエンジン１が温まっている（エンジン駆動トルクが低い）ので、スタータ１５の出力特性を高速回転型としてエンジン始動を行うことにより、ドライバのフィーリングが損なわれることがなく、短時間でのエンジン始動が可能となる。
また、キースイッチ２０の投入によりエンジン始動を行う場合は、エンジン１の駆動トルクが大きいため、最初からスタータ１５の出力特性を高トルク型に切り替えることにより、確実なエンジン始動を行うことができる。
【００７６】
更に、エコラン始動において、スタータ１５の出力特性を高速回転型に制御してエンジン始動を行った時に、エンジン回転加速度α′が所定のエンジン回転加速度αに達しない場合は、エンジン始動が困難であると判断して、スタータ１５の出力特性を高速回転型から高トルク型に切り替えることにより、早期のエンジン始動が可能となる。
【００７７】
（第７実施例）
本実施例は、請求項２２に記載した発明の一実施例であり、第４または第５実施例にて説明したスタータ１５（第１のスタータ１５と呼ぶ）とは別に第２のスタータ（本発明の第２の始動装置：図示せず）を搭載し、第１のスタータ１５によるエンジン始動が不調な時に、第２のスタータに切り替えてエンジン始動を行うものである。
【００７８】
本システムの作動を図２０に示すフローチャートに基づいて説明する。
Ｓｔｅｐ１０〜６０までは第６実施例と同じである。
Ｓｔｅｐ７０…Ｓｔｅｐ６０を実行した後、再度エンジン回転加速度を算出する。
Ｓｔｅｐ８０…第１のスタータ１５によるエンジン始動に何らかの異常が有るか否かをＳｔｅｐ７０で算出したエンジン回転加速度に基づいて判定する。この判定結果がＮＯの時（異常無し）は、本処理を終了し、判定結果がＹＥＳ　の時（異常有り）は、Ｓｔｅｐ９０へ進む。
Ｓｔｅｐ９０…第１のスタータ１５から第２のスタータに切り替えてエンジン始動を行う。
【００７９】
（第７実施例の効果）
本実施例では、エコラン始動時に第１のスタータ１５によるエンジン始動が不調な場合（異常がある場合）でも、第１のスタータ１５から第２のスタータに切り替えてエンジン始動を行うことができる。また、第１のスタータ１５によりエンジン始動を行う時に、エンジン回転加速度を指標として異常の有無を判断しているので、異常の有無を早期に検出することができる。その結果、第１のスタータ１５によるエンジン始動に異常が有る場合でも、速やかに第２のスタータに切り替えてエンジン１を始動させることができるので、エンジン１の始動応答性が大きく低下することはなく、ドライバのフィーリングが損なわれることもない。
【００８０】
なお、上記の第４〜第６実施例において、エンジンＥＣＵ２または始動制御ＥＣＵ１６及びアイドルストップＥＣＵは、異常の有無を判定するための所定の回転加速度αを判定値として記憶するマップを具備し、このマップからパラメータに応じて判定値を求めても良い。判定値を可変するパラメータとしては、外気温、エンジン温度、スタータ１５の温度、補機９の負荷状態、バッテリ状態のいずれか一つ又は複数の組合せから成る条件が設定される。これにより、エンジン始動時の回転加速度α′に影響を与える要因（外気温、エンジン温度、スタータ１５の温度、補機９の負荷状態、バッテリ状態）に応じて判定値を変更できるので、より的確に異常の有無を判定することができる。
【００８１】
所定のエンジン回転加速度αは、スタータ１５の出力特性とエンジン始動時の負荷特性とから算出しても良い。この場合、スタータ１５の出力特性及びエンジン始動時の負荷特性が変化しても、それに応じて所定のエンジン回転加速度α（判定値）を変更できるので、より的確に異常の有無を判定できる。なお、スタータ１５の出力特性は、スタータ１５の温度及びバッテリ状態から求めることができ、エンジン始動時の負荷特性は、エンジン温度と補機９の負荷状態及び慣性負荷から求めることができる。
【００８２】
また、エンジン回転加速度α′を求める際に使用される回転速度センサは、既存のクランク角センサを用いても良いが、エンジン１と同期して回転し、且つエンジン１より高速で回転する補機９（例えば、オルタネータ、ウォータポンプ等）の回転速度を検出するセンサを使用することもできる。この場合、既存のクランク角センサと同等の分解能を有する回転速度センサであれば、精度良く補機９の回転速度を検出することができるので、クランク角センサでは検出できない低回転速度域（例えば２００ｒｐｍ以下）にも対応できるので、異常の有無をより早期に検出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジン始動システムの全体図である。
【図２】エンジン始動時の制御内容を示すフローチャートである。
【図３】エンジン始動時のスタータ制御に係わるタイムチャートおよびエンジン回転速度の挙動を示すグラフである（第１実施例）。
【図４】エンジン始動時のスタータ制御に係わるタイムチャートおよびエンジン回転速度の挙動を示すグラフである（第１実施例）。
【図５】エンジン始動時のスタータ制御に係わるタイムチャートおよびエンジン回転速度の挙動を示すグラフである（第１実施例）。
【図６】エンジン始動時のスタータ制御に係わるタイムチャートおよびエンジン回転速度の挙動を示すグラフである（第１実施例）。
【図７】ベルト式スタータの電気回路図である（第２実施例）。
【図８】ベルト式スタータの電気回路図である（第２実施例）。
【図９】エンジン始動時のスタータ制御に係わるタイムチャートおよびエンジン回転速度の挙動を示すグラフである（第２実施例）。
【図１０】エンジン始動時のスタータ制御に係わるタイムチャートおよびエンジン回転速度の挙動を示すグラフである（第２実施例）。
【図１１】エンジン回転速度の挙動を示すグラフである（第３実施例）。
【図１２】回転加速度判定時間の説明図である（第３実施例）。
【図１３】エンジン始動システムの構成図である（第４実施例）。
【図１４】エンジン始動システムの電気回路図である（第４実施例）。
【図１５】スタータの出力特性図（トルク−回転速度特性）である。
【図１６】エンジン始動時の制御内容を示すフローチャートである（第４実施例）。
【図１７】エンジン始動時のスタータ制御に係わるタイムチャートおよびエンジン回転速度の挙動を示すグラフである（第４実施例）。
【図１８】エンジン始動システムの電気回路図である（第５実施例）。
【図１９】エンジン始動時の制御内容を示すフローチャートである（第６実施例）。
【図２０】エンジン始動時の制御内容を示すフローチャートである（第７実施例）。
【符号の説明】
１　エンジン
２　エンジンＥＣＵ（異常判定手段）
３　アイドルストップＥＣＵ（第１実施例）
４　ベルト式スタータ（第１の始動装置）
５　ギヤ式スタータ（第２の始動装置）
９　補機
１１　電流抑止手段
１５　スタータ（エンジン始動装置：第４〜７実施例）
１６　始動制御ＥＣＵ（電動機制御手段）
１９　分巻コイル
２５　直巻コイル
【図１】
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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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