(57)【要約】【課題】エンジンの停止中にクランク位置を調整する。【解決手段】エンジンの停止中にコントローラ７０は、検出信号Ｋ１に基づいて、電機子側チョッパ回路４０及び励磁側チョッパ回路５０を作動させ、電機子電流Ｉａと励磁電流Ｉｂとを制御する。これにより、クランキング時に始動トルクが小さくなるようにクランク位置が精密に調整される。また、クランキング時には、電機子側チョッパ回路４０を動作させた後、スタータリレー３０がオン状態となる。これにより、突入電流を減少させることができる。【選択図】      図１
2004308593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランク軸に動力を付与する始動装置において、
電機子コイルと励磁コイルとを有する分巻モータと、
バッテリから給電を受け、前記電機子コイルへ供給する電機子電流と前記励磁コイルに供給する励磁電流をそれぞれ制御する制御手段と、
前記分巻モータの動力を前記クランク軸に伝達する伝達手段と、
を備えることを特徴とするエンジンの始動装置。
【請求項２】
クランク位置に応じた検出信号を出力するクランク位置検出手段を備え、
前記制御手段は、前記検出信号に基づいて、前記エンジンの停止中に前記クランク軸を所定の位置に移動させるように、前記電機子電流と前記励磁電流とのうち少なくとも一方を調整する
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの始動装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記電機子電流を前記電機子コイルに供給すると共にその電流値を調整可能な第１供給手段を備え、
前記エンジンの停止中に前記クランク軸を前記所定の位置に移動させるように前記第１供給手段を制御する
ことを特徴とする請求項２に記載のエンジンの始動装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記バッテリと前記電機子コイルとの間に設けられ接続状態を切り換える接続状態切換手段を備え、
前記エンジンの始動時において、前記バッテリと前記電機子コイルとを接続するように前記接続状態切換手段を制御すると共に、前記エンジンの停止中に前記クランク軸を前記所定の位置に移動させるように前記第１供給手段を制御する
ことを特徴とする請求項３に記載のエンジンの始動装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記エンジンの始動時において、前記電機子電流を小電流から大電流へ変化させるように、前記第１供給手段を用いて前記電機子電流を供給した後、前記バッテリと前記電機子コイルとを接続するように前記接続状態切換手段を制御する、
ことを特徴とする請求項４に記載のエンジンの始動装置。
【請求項６】
前記第１供給手段をチョッパ回路で構成したことを特徴とする請求項３乃至５のうちいずれか１項に記載のエンジンの始動装置。
【請求項７】
前記制御手段は、
前記励磁電流を前記励磁コイルに供給すると共にその電流値を調整可能な第２供給手段を備え、
前記エンジンの停止中に前記クランク軸を前記所定の位置に移動させるように前記第２供給手段を制御する
ことを特徴とする請求項２に記載のエンジンの始動装置。
【請求項８】
前記第２供給手段をチョッパ回路で構成したことを特徴とする請求項７に記載のエンジンの始動装置。
【請求項９】
前記励磁電流又は前記電機子電流の向きを切り換えることにより前記分巻モータの回転方向を切り換える回転方向切換手段を備え、
前記制御手段は、前記クランク位置を前記所定の位置までの移動させるのに要するエネルギーが小さくなるように前記回転方向切換手段を制御する
ことを特徴とする請求項２乃至８のうちいずれか１項に記載のエンジンの始動装置。
【請求項１０】
前記伝達手段は、前記分巻モータが正転している場合に前記分巻モータから前記クランク軸への方向に動力を伝達する一方向動力伝達手段と、前記分巻モータと前記クランク軸との間で双方向に動力の伝達を可能とする双方向動力伝達手段とを備え、
前記制御手段は、前記クランク位置の調整において、前記分巻モータを逆転させる場合に、前記分巻モータの動力を前記クランク軸へ伝達するように前記双方向動力伝達手段を制御する
ことを特徴とする請求項９に記載のエンジンの始動装置。
【請求項１１】
前記エンジンの摩擦トルクを算出する摩擦トルク算出手段を備え、
前記制御手段は、算出された前記摩擦トルクに応じて前記エンジンの始動時における前記分巻モータの始動トルクを制御する
ことを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載のエンジンの始動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのクランク軸に動力を付与するエンジンの始動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの始動時には、外力によりクランク軸を回転させる必要がある。始動装置は、電動機と付属機器とを備え、電動機の動力をクランク軸に伝達する。従来の始動装置は、電機子コイルと励磁コイルとが直列に接続される直巻モータを電動機として用いる。
【０００３】
クランク軸にはピストンが連結されており、クランク軸の回転に応じてピストンが上下動する。燃料を燃焼させる場合、圧縮行程においてはシリンダの内圧に打ち勝ってピストンをシリンダに押し込む必要がある一方、排気行程においては燃料の爆発力によってシリンダからピストンが押し出される。従って、クランク軸の角度（以下、クランク位置と称する）に応じて、電動機に必要とされる始動トルクが変化する。特許文献１には、直巻モータと印加電圧の極性を切り換えるリレーを備えた始動装置が開示されている。この始動装置は、次回の始動時に始動トルクが小さくなるように、エンジンが停止した際のクランク位置を直巻モータを用いて動かす。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２８３０１０号公報（請求項１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の始動装置では、直巻モータに印加する電圧の極性をリレーによって単に切り換えるだけなので、エンジン停止中にクランク位置を移動させる際にもエンジンの始動時と同様に大電流が直巻モータに給電されてしまう。このため、直巻モータのトルク調整が困難であり、正確にクランク位置を移動させることができなかった。また、直巻モータで大電流を消費するので、エネルギー効率が悪いといった問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、分巻モータを用いることによって様々な制御が可能なエンジンの始動装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るエンジンの始動装置は、エンジンのクランク軸に動力を付与する始動装置において、電機子コイルと励磁コイルとを有する分巻モータと、バッテリから給電を受け、前記電機子コイルへ供給する電機子電流と前記励磁コイルに供給する励磁電流をそれぞれ制御する制御手段と、前記分巻モータの動力を前記クランク軸に伝達する伝達手段と、を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００８】
この発明によれば、クランク軸へ動力を付与する手段として分巻モータを備え、その電機子電流と励磁電流とを独立して制御することができる。従って、従来の始動装置に用いられる直巻モータと比較して制御要素が増え、トルク、クランク位置、又は消費電力を精密に制御することが可能となる。この結果、本発明に係るエンジンの始動装置は、トルク調整が容易となり、クランク位置を正確に調整することができ、しかも無駄な消費電力を削減してエネルギー効率が向上する。なお、電機子電流及び励磁電流は、チョッパ電流であっても良いし、あるいは直流であってもよい。
【０００９】
上述したエンジンの始動装置において、クランク位置に応じた検出信号を出力するクランク位置検出手段を備え、前記制御手段は、前記検出信号に基づいて、前記エンジンの停止中に前記クランク軸を所定の位置に移動させるように、前記電機子電流と前記励磁電流とのうち少なくとも一方を調整することが好ましい。
【００１０】
この発明によれば、電機子電流又は励磁電流の少なくとも一方を調整するので、エンジンの停止中にクランク軸を所定の位置に正確に移動させることができる。この場合、制御対象となる電流は、始動時よりも小さな電流値となるように調整できるので、クランク軸をゆっくり回転させて精密に停止位置を制御することが可能となる。そして、所定の位置を始動時における始動トルクが小さくなるように設定することによって、始動時の消費電力を削減するとともに始動フィーリングを改善することができる。始動トルクが小さくなるとは、予め定められたトルクを基準として、それよりも小さいという意味である。なお、クランク位置とはシリンダの内部におけるピストンの位置を意味する。ピストンはクランク軸に連結されており、クランク軸の回転に応じてピストンは上下動するから、クランク軸の角度はクランク位置に相当する。クランク位置検出手段は、例えば、クランク軸の角度に応じた検出信号を出力する回転センサにより構成してもよい。
【００１１】
上述したエンジンの始動装置において、前記制御手段は、前記電機子電流を前記電機子コイルに供給すると共にその電流値を調整可能な第１供給手段を備え、前記エンジンの停止中に前記クランク軸を前記所定の位置に移動させるように前記第１供給手段を制御することが好ましい（請求項３）。この発明によれば、前電機子電流の値を調整することによってクランク軸を所定の位置に移動させることができる。
【００１２】
上述したエンジンの始動装置において、前記制御手段は、前記バッテリと前記電機子コイルとの間に設けられ接続状態を切り換える接続状態切換手段を備え、前記エンジンの始動時において、前記バッテリと前記電機子コイルとを接続するように前記接続状態切換手段を制御すると共に、前記エンジンの停止中に前記クランク軸を前記所定の位置に移動させるように前記第１供給手段を制御することが好ましい（請求項４）。この場合には、始動時には接続状態切換手段を介して電機子電流を電機子コイルに給電することができる一方、クランク位置の調整時には第１供給手段から電機子電流を供給することができる。クランク位置の調整時にはクランク軸をゆっくりと回転させればよいので、小さいな電機子電流で足りる。従って、第１供給手段の電流容量を小さくすることができる。換言すれば、電機子電流の供給経路として始動用の経路とクランク位置調整用の経路とを備えることによって、第１供給手段の電流容量を小さくすることが可能となる。
【００１３】
上述したエンジンの始動装置において、前記制御手段は、前記エンジンの始動時において、前記電機子電流を小電流から大電流へ変化させるように、前記第１供給手段を用いて前記電機子電流を供給した後、前記バッテリと前記電機子コイルとを接続するように前記接続状態切換手段を制御することが好ましい（請求項５）。この発明によれば、クランク位置の調整によって始動時のトルクを低減することができる。さらに、始動時においては、電流値を調整可能な第１供給手段から電機子電流が供給された後、接続状態切換手段を介して電機子電流が供給されるので、電機子電流を小電流から大電流へ変化させることができる。これによって、電機子コイルに発生する突入電流を低くすることができ、バッテリの瞬時的な電圧降下を防止することができる。
【００１４】
上述したエンジンの始動装置において、前記第１供給手段はチョッパ回路で構成することが好ましい（請求項６）。この場合には、電機子電流をチョッパ電流として供給することができ、そのデューティ比を調整することによって電流値を制御できる。
【００１５】
上述したエンジンの始動装置において、前記制御手段は、前記励磁電流を前記励磁コイルに供給すると共にその電流値を調整可能な第２供給手段を備え、前記エンジンの停止中に前記クランク軸を前記所定の位置に移動させるように前記第２供給手段を制御することが好ましい。この場合は、励磁電流を調整することによって、クランク軸を所定の位置に移動させることができる。
【００１６】
上述したエンジンの始動装置において、前記第２供給手段はチョッパ回路で構成することが好ましい（請求項８）。この場合には、励磁電流をチョッパ電流として供給することができ、そのデューティ比を調整することによって電流値を制御できる。
【００１７】
上述したエンジンの始動装置において、前記励磁電流又は前記電機子電流の向きを切り換えることにより前記分巻モータの回転方向を切り換える回転方向切換手段を備え、前記制御手段は、前記クランク位置を前記所定の位置までの移動させるのに要するエネルギーが小さくなるように前記回転方向切換手段を制御することが好ましい（請求項９）。この発明によれば、クランク位置の調整に要するエネルギーを削減することができる。この場合、現在のクランク位置から所定の位置までクランク軸を移動させるのに必要な回転角度が小さくなるように分巻モータの回転方向を決定してもよい。
【００１８】
上述したエンジンの始動装置において、前記伝達手段は、前記分巻モータが正転している場合に前記分巻モータから前記クランク軸への方向に動力を伝達する一方向動力伝達手段と、前記分巻モータと前記クランク軸との間で双方向に動力の伝達を可能とする双方向動力伝達手段とを備え、前記制御手段は、前記クランク位置の調整において、前記分巻モータを逆転させる場合に、前記分巻モータの動力を前記クランク軸へ伝達するように前記双方向動力伝達手段を制御することが好ましい（請求項１０）。この発明によれば、エンジンの始動後は、一方向動力伝達手段によってクランク軸から分巻モータに動力が伝達されるのを防止することができ、且つ、クランク位置の調整において分巻モータの逆転時の動力を双方向動力伝達手段によってクランク軸に伝達することができる。
【００１９】
上述した始動装置において、前記エンジンの摩擦トルクを算出する摩擦トルク算出手段を備え、前記制御手段は、算出された前記摩擦トルクに応じて前記エンジンの始動時における前記分巻モータの始動トルクを制御することが好ましい（請求項９）。この発明によれば、摩擦トルクに応じて始動時の始動トルクを設定することができるので、摩擦トルクが小さい場合には始動トルクを小さくすることができる。この結果、エンジンの始動音を低減して始動フィーリングを向上させることができる。なお、摩擦トルク算出手段は、エンジン温度に応じて摩擦トルクを算出してもよい。この場合、摩擦トルク算出手段は、エンジン温度に応じた検出信号を出力する温度センサと、検出信号に応じて摩擦トルクを算出する算出手段とを備えることが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の一実施形態に係る始動装置のブロック図を示す。始動装置１００は、分巻モータ１０と電源２０Ａ及び２０Ｂを備える。分巻モータ１０は、後述する動力伝達機構を介してエンジンのクランク軸に動力を付与する電動機である。分巻モータ１０は、エンジンの始動時、及びエンジンの停止中にクランク位置を調整する位置調整時において、クランク軸に付与する動力を発生する動力発生源として機能する。分巻モータ１０は、電機子コイル１０Ａと励磁コイル１０Ｂを有する。それぞれのコイルに流れる電機子電流Ｉａ及び励磁電流Ｉｂは調整される。また電源２０Ａ及び２０Ｂは直流電源であって、例えば、バッテリ（蓄電器）によって構成される。なお、図１においては電機子側の電源２０Ａと励磁側の電源２０Ｂとが独立しているが、これらを単一のバッテリによって構成してもよい。
【００２１】
図２に分巻モータ１０からエンジンのクランク軸へ動力を伝達する動力伝達機構（伝達手段）を示す。分巻モータ１０の回転軸１とクランク軸２とは、複数のギアを介して結合しており、それらの間には中間軸３が設けられている。中間軸３には、ワンウェイクラッチ４及びクラッチ５が設けられている。ワンウェイクラッチ４は、一方向に動力を伝達する一方向動力伝達手段として機能する。この例のワンウェイクラッチ４は、回転軸１が正転方向に回転している場合に分巻モータ１０の動力をクランク軸２へ伝達するが、クランク軸２の動力を回転軸１へ伝達しない。従って、エンジンの始動時において分巻モータ１０の動力はクランク軸２へ伝達されるが、エンジンが始動してもエンジンの動力は回転軸１へ伝達されない。このワンウェイクラッチ４によって、エンジンが始動した後に、分巻モータ１０の回転軸１がクランク軸２と同期して高速で回転することを防止して、分巻モータ１０を過剰な回転から保護することができる。
【００２２】
上述したように分巻モータ１０は、始動時のみならず位置調整時において、クランク軸２に付与する動力を発生する動力発生源として機能する。クランク位置の調整は、エンジンの始動時の始動トルクが最小になるクランク位置を目標としてクランク軸２を回転させることが望ましい。クランク位置の調整において、クランク軸２を正転方向にだけ回転させても良いが、調整前のクランク位置と目標とするクランク位置との関係によってはクランク軸２を逆転方向に回転させた方がよい場合もある。例えば、目標のクランク位置を基準として調整前のクランク位置が正転方向に３０度だけ進んでいたとする。この場合、クランク軸２を正転方向に３３０度回転させるよりもクランク軸２を逆転方向に３０度だけ回転させる方がエネルギーを節約できる。クラッチ５は、クランク軸２に逆転方向の動力を伝達するために設けられており、位置調整時においてクランク軸２を逆転させる場合にオン状態となり中間軸２の動力をクランク軸２へ伝達する。このクラッチ５は、エンジンを始動するために用いられるのではなく、クランク軸２の位置調整に用いられるので、位置調整に必要な動力を伝達できるだけの容量があれば足りる。従って、クラッチ５として容量の小さいな小型のものを用いることができる。また、クラッチ５は、電磁クラッチや油圧クラッチによって構成することができる。
【００２３】
説明を図１に戻す。電機子電流Ｉａは、スタータリレー３０、電機子側チョッパ回路４０及びコントローラ７０によって制御される。スタータリレー３０（接続状態切換手段）は、電機子コイル１０Ａと電源２０Ａとの間に設けられ、それらの接続状態をコントローラ７０からの制御信号Ｃ１に基づいて切り換える。制御信号Ｃ１がアクティブのときスタータリレー３０はオン状態となる一方、制御信号Ｃ１が非アクティブのときスタータリレー３０はオフ状態となる。コントローラ７０は、エンジンの始動時において所定のタイミングで制御信号Ｃ１をアクティブにする一方、エンジンの停止中には制御信号Ｃ１を非アクティブにする。また、電機子側チョッパ回路４０は、スタータリレー４０と並列に、電源２０Ａと電機子コイル１０Ａとの間に設けられている。電機子側チョッパ回路４０は、トランジスタ等の電子回路で構成され、オン・オフを繰り返すチョッパ電流として電機子電流Ｉａを出力する。電機子電流Ｉａのオン・オフは、コントローラ７０から供給される制御信号Ｃ２によって制御される。電機子側チョッパ回路４０は、制御信号Ｃ２がアクティブの時にオン状態となり、制御信号Ｃ２が非アクティブの時にオフ状態となる。なお、スタータリレー３０がオン状態になると、電源２０Ａと電機子コイル１０Ａが接続されるので、電機子側チョッパ回路４０が動作しても電機子電流Ｉｂを変化させることができない。このため、コントローラ７０は制御信号Ｃ１がアクティブとなる期間中は、制御信号Ｃ２を非アクティブにする。
【００２４】
励磁電流Ｉｂは、Ｈブリッジ回路５０、励磁側チョッパ回路６０及びコントローラ７０によって制御される。Ｈブリッジ回路５０は、トランジスタやサイリスタ等によって構成され、励磁電流Ｉｂの向きを制御信号Ｃ３に基づいて切り換える。Ｈブリッジ回路５０は、制御信号Ｃ３がアクティブの場合、励磁電流Ｉｂの向きが図に示す矢印の方向となるように励磁コイル１０Ｂの接続状態を設定して、分巻モータ１０の回転を正転させ、制御信号Ｃ３が非アクティブの場合、励磁電流Ｉｂの向きが図に示す矢印の方向と逆となるように励磁コイル１０Ｂの接続状態を設定して、分巻モータ１０の回転を逆転させる。換言すれば、Ｈブリッジ回路５０は、分巻モータ１０の回転方向を切り換える回転方向切換手段として機能する。
【００２５】
励磁側チョッパ回路１０Ｂは、電源２０ＢとＨブリッジ回路５０との間に設けられており、トランジスタ等の電子回路で構成される。励磁側チョッパ回路１０Ｂは、制御信号Ｃ４によってオン・オフが制御される。励磁電流Ｉｂは、制御信号Ｃ４がアクティブの時にオンとなり、制御信号Ｃ４が非アクティブのときにオフとなる。これにより、励磁電流Ｉｂはオン・オフを繰り返すチョッパ電流として励磁コイル１０Ｂに供給される。
【００２６】
また、始動装置１００は、クランク軸２の角度に応じた検出信号Ｋ１を出力する第１回転センサ８０と分巻モータ１０の回転に応じた検出信号Ｋ２を出力する第２回転センサ９０を備える。回転センサ８０は、クランク軸２の正転・逆転を検知できるように、２個のセンサ（例えば、磁気抵抗素子を用いたＭＲＥセンサ）によって構成することが好ましい。ピストンはクランク軸２に連結されており、クランク軸２が回転するとシリンダ内のピストンの位置が上下する。このため、回転センサ８０は、クランク位置を検出するクランク位置検出手段として機能する。
【００２７】
コントローラ７０は、検出信号Ｋ１によってクランク位置を検知し、実際のクランク位置を目標とするクランク位置に合わせるように各構成部分を制御する。図３に、コントローラ７０が実行する位置調整ルーチンのフローチャートを示す。まず、コントローラ７０は、検出信号Ｋ１に基づいて調整前のクランク位置を検出する（ステップＳ１）。調整前のクランク位置と目標とするクランク位置とを比較し、比較結果に基づいて分巻モータ１０の回転方向と回転角を決定する（ステップＳ２）。具体的には、目標とするクランク位置を基準として調整前のクランク位置との差分を算出し、差分値を予め定めた基準値と比較して分巻モータ１０の回転方向すると共に、回転角を決定する。基準値は、クラッチ５を動作させるために必要なエネルギーを考慮して設定することが好ましい。例えば、クラッチ５を動作させるためのエネルギーがクランク軸２を１０度回転させるために必要なエネルギーと等しいのであれば、基準値を１７０度に設定し、差分値が０度〜１７０度であれば分巻モータ１０を逆転させ、差分値が１７０度〜３６０度であれば分巻モータ１０を逆転させればよい。
【００２８】
この後、コントローラ７０は、分巻モータ１０を正転させるか否かを判定し（ステップＳ３）、正転させる場合には、正転処理を実行する（ステップＳ４）。正転処理では、クラッチ５がオフ状態となり、また制御信号Ｃ３がアクティブとなる。これにより、励磁電流Ｉｂが図１に示す方向に流れ、分巻モータ１０の回転軸１が正転方向に回転し、ワンウェイクラッチ４を介して分巻モータ１０の動力がクランク軸２へ伝達される。一方、ステップＳ３の条件が否定される場合は、コントローラ７０は、逆転処理を実行する（ステップＳ５）。逆転処理では、クラッチ５がオン状態となり、制御信号Ｃ３が非アクティブになる。これにより、励磁電流Ｉｂが図１に示す方向と逆方向に流れ、分巻モータ１０の回転軸１が逆転方向に回転し、クラッチ５を介して分巻モータ１０の動力がクランク軸２へ伝達される。
【００２９】
次に、コントローラ７は、チョッパ制御を実行する（ステップＳ６）。チョッパ制御では、制御信号Ｃ２によって電機子側チョッパ回路４０が制御されるともに、制御信号Ｃ４によって励磁側チョッパ回路６０が制御される。具体的には、検出信号Ｋ１に基づいて実際のクランク位置が検知され、これが目標とするクランク位置となるようにクランク軸２の位置が調整される。始動時にはエンジンが始動できるように所定の回転速度でクランク軸１を回転させる必要があるが、クランク軸２の位置調整時には、エンジンの停止中にクランク軸２をゆっくり回転させれば良いので、電機子側チョッパ回路４０の容量を小さくできる。また、励磁側チョッパ回路６０は、分巻モータ１０の界磁を制御できればよいので容量は小さくてもよい。さらに、分巻モータ１０を用いることによって、電機子電流Ｉａと励磁電流Ｉｂとを独立して制御することができるので、小電流で分巻モータ１０を精密に回転させ、実際のクランク位置を目標とするクランク位置に高い精度で合わせることが可能となる。この結果、エンジンの始動時に分巻モータ１０から取り出す始動トルクを下げることができ、エネルギー効率の向上を図ることが可能となる。
【００３０】
次に、図４に、コントローラ７０が実行するエンジン始動処理ルーチンのフローチャートを示す。コントローラ７０は、イグニッションキーのキーポジションがスタートにあるか否かを検知し（ステップＳ１１）、スタートになると、エンジン温を検知する（ステップＳ１２）。エンジン温は、エンジン水温を検出する水温センサ又はエンジンオイルの温度を検出する油温センサの出力信号に基づいて検出される。次に、コントローラ７０は、エンジン温に基づいてフリクショントルクを算出し、フリクショントルクに応じた始動トルクを決定する（ステップＳ１３）。シリンダとピストンとの間には摩擦力がある。エンジンの始動時には、少なくとも摩擦力に打ち勝だけのフリクショントルクを分巻モータ１０で発生させる必要がある。また、摩擦力は、エンジン温が高くなる程、小さくなる傾向がある。従って、始動時の分巻モータ１０の始動トルクは、エンジン温に応じて定めることができる。これによって、エンジン温が高温状態にあるときは、始動トルクを下げてエネルギー効率を向上させることが可能となる。また、始動時のエンジン音を小さくすることができ、始動フィーリングを大幅に向上させることができる。近年、走行用の動力源としてエンジンと電動機とを併用する、いわゆるハイブリッド車両が実用化されている。この種のハイブリッド車両では、イグニッションキーがオンされている状態でもエンジンの停止及び始動が頻繁に繰り返される。また、車両が停止しかつエンジンがアイドリング状態のときにエンジンを停止するアイドルストップ制御を実行する車両においても同様である。このような車両においては、運転者にエンジンの停止・始動を気づかせないことが重要な要素となっている。上述した技術によれば、良好な始動フィーリングが得られるので、ハブリッド車両やアイドルストップを実行する車両等に好適である。
【００３１】
次に、コントローラ７０は、モータスタート処理を実行する（ステップＳ１４）。モータスタータ処理では、まず、電機子電流Ｉａ及び励磁電流Ｉｂがチョッパ電流となるように制御信号Ｃ２及びＣ４が電機子側チョッパ回路４０及び励磁側チョッパ回路６０に供給される。この時の励磁電流Ｉｂは、ステップＳ１３で算出した始動トルクとなるように調整される。具体的には、始動トルクに応じてオン期間とオフ期間とのデューティ比が設定される。この後、制御信号Ｃ１がアクティブとなり、スタータリレー３０がオン状態となる。これにより、電機子電流Ｉａは直流となる。このように、電機子側チョッパ回路４０を作動させて電機子電流Ｉａをチョッパ電流として供給した後、スタータリレー３０をオン状態にして電機子電流Ｉａを直流として供給したのは以下の理由による。すなわち、逆起電圧が零となっている停止状態から分巻モータ１０を駆動すると、突入電流が流れバッテリの電圧が瞬時的に低下する。車両の制御では、バッテリの電圧が所定電圧を下回ると、補機リセットをかけてエアコンやオーディオ装置等の補機への給電を停止するのが一般的である。突入電流の大半は、ステップ状の電圧を電機子コイル１０Ａに印加することによって発生する。この突入電流を下げるにはインダクタンス成分を有する電機子コイル１０Ａと直列に抵抗を挿入すればよい。そこで、等価的な抵抗成分を付加できるように電機子コイル１０Ａにチョッパ電流を最初に給電し、電機子が回転した後に電機子電流Ｉａを直流に切り換えたのである。これにより、突入電流を小さくすると共に、電機子電流Ｉａを直流に切り換えた後は、励磁電流Ｉｂによって始動トルクが調整される。
【００３２】
上述した実施形態では、クランク位置の調整において、電機子側チョッパ回路４０及び励磁側チョッパ回路６０を制御して電機子電流Ｉａ及び励磁電流Ｉｂを調整したが、一方の電流を固定とし、他方の電流を調整することによってクランク位置を所定の位置に調整してもよい。すなわち、電機子電流Ｉａと励磁電流Ｉｂのうち少なくとも一方を制御してもよい。また、上述した実施形態では、電流値を調整する手段の一例としてチョッパ回路を取り上げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電機子電流Ｉａと励磁電流Ｉｂのうち少なくとも一方の電流を制御できるのであれば、どのようような手段を用いてもよい。
【００３３】
また、上述した実施形態では、スタートリレー３０を設けたが、これを省略してもよい。この場合は、エンジンの始動時に、電機子側チョッパ回路４０を構成するトランジスタをオン・オフを繰り返すように制御した後、常時オンとなるように制御すればよい。また、始動時の全期間に渡ってチョッパ動作をさせてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、クランク軸へ動力を付与する手段として分巻モータを備え、その電機子電流と励磁電流とを独立して制御することができる。従って、直巻モータと比較して制御要素が増加し、トルク等を精密に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る始動装置のブロック図。
【図２】同装置に用いられる動力伝達機構の説明図。
【図３】位置調整ルーチンの実行手順を示すフローチャート。
【図４】エンジン始動処理ルーチンの実行手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１０  分巻モータ
１０Ａ  電機子コイル
１０Ｂ  励磁コイル
Ｉａ  電機子電流
Ｉｂ  励磁電流
３０  スタータリレー
４０  電機子側チョッパ回路
５０  Ｈブリッジ回路
６０  励磁側チョッパ回路
７０  コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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