(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧が印加され電流が流れることで、エンジンを始動させるためのトルクを発生するスタータモータと、直流電圧を出力する複数の電源と、エンジンの状態に基づいて複数の該電源を切替え、いずれかの電源の直流電圧を出力する電源切替え手段と、抵抗と、該抵抗に並列接続されたリレーと、該リレーを制御するリレー制御手段とを有し、該スタータモータの特性に基づいて該電源切替え手段の出力電圧を制御し、該スタータモータに供給するスタータモータ電圧制御手段とを有することを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項２】
直流電圧が印加され電流が流れることで、エンジンを始動させるためのトルクを発生するスタータモータと、直流電圧を出力する複数の電源と、エンジンの状態に基づいて複数の該電源を切替え、いずれかの電源の直流電圧を出力する電源切替え手段と、スイッチング素子と、該スイッチング素子を制御するスイッチング素子制御手段とを有し、該スタータモータの特性に基づいて該電源切替え手段の出力電圧を制御し、該スタータモータに供給するスタータモータ電圧制御手段とを有することを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項３】
前記スタータモータ電圧制御手段は、前記スイッチング素子に並列接続されるリレーを有することを特徴とする請求項２に記載のエンジン始動装置。
【請求項４】
前記スタータモータ電圧制御手段の前記リレーは、前記スタータモータに直接通電、遮断しないことを特徴とする請求項１又は３に記載のエンジン始動装置。
【請求項５】
前記電源切替え手段は、リレーからなり、
該電源切替え手段の該リレーは、前記スタータモータに直接通電、遮断しないことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のエンジン始動装置。
【請求項６】
前記電源切替え手段の前記リレーは、直流電圧を出力する外部電源を接続するための外部電源接続端子を励磁コイルに有することを特徴とする請求項５に記載のエンジン始動装置。
【請求項７】
前記スタータモータ電圧制御手段は、直流電圧を出力する外部電源を接続するための外部電源接続端子を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のエンジン始動装置。
【請求項８】
前記複数の電源は、所定の電圧を出力する低電圧電源と、該低電圧電源より高い電圧を出力する高電圧電源であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のエンジン始動装置。
【請求項９】
前記複数の電源は、所定の電流容量の小容量電源と、該小容量電源より大きい電流容量の大容量電源であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のエンジン始動装置。
【請求項１０】
前記複数の電源は、所定の温度において予め設定された特性となる低温用電源と、該低温用電源より高い温度において予め設定された特性となる高温用電源であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか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】
本発明は、エンジンを始動させるエンジン始動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド電気自動車が実用化され普及してきた。ハイブリッド電気自動車は、従来から用いられている１２Ｖ等の低電圧電源に加え、より高い電圧を出力する高電圧電源を備えている。さらに、信号待ち等の車両停止時に停止させたエンジンを再始動させるとき、始動時間の大幅な短縮が必須である。印加電圧に比例してエンジン始動装置の回転数が上昇し、始動時間を短縮できることから、この構成を利用し、低電圧電源だけでなく、高電圧電源でも作動可能なエンジン始動装置が要求されていた。従来、このようなエンジン始動装置として、例えば特開２００２−８９４１８号公報に開示されている車両用始動装置がある。この車両用始動装置は、低電圧電源と高電圧電源とを切替える切替えスイッチと、スタータモータとを備えている。スタータモータは、電機子コイルを備えたアーマチャと、電機子コイルに直列接続される直巻コイルと、電機子コイル及び直巻コイルに対して並列接続される分巻コイルとから構成されている。
【特許文献１】特開２００２−８９４１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来、低電圧電源に対して用いられていたスタータモータは、高電圧が直接印加されると、過大な突入電流が流れ、リレーの接点やスタータモータのブラシの信頼性を低下させるばかりでなく、急な加速のためにピニオンの噛合い不良となり、トルクを伝達できないという問題がある。これに対し、高電圧電源用のスタータモータに低電圧を印加すると、内部抵抗が大きいため出力が不足して始動できないという問題がある。さらに、バッテリ上がりが生じた場合には、異種電圧で救援される場合があり、内部短絡回路が形成されないようにする必要がある。そのため、前述した車両用始動装置では、従来のスタータモータをそのまま用いることができないという問題があった。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、スタータモータを特殊な構成とすることなく、複数の電源を切替えてエンジンを始動させることができるエンジン始動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】
【０００５】
そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、エンジンの状態に基づいて複数の電源を切替える電源切替え手段と、スタータモータの特性に基づいて電源切替え手段の出力電圧を制御しスタータモータに供給するスタータモータ電圧制御手段とを設けることで、スタータモータを特殊な構成とすることなく、複数の電源を切替えてエンジンを始動させられることを思いつき、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、請求項１に記載のエンジン始動装置は、直流電圧が印加され電流が流れることで、エンジンを始動させるためのトルクを発生するスタータモータと、直流電圧を出力する複数の電源と、エンジンの状態に基づいて複数の電源を切替え、いずれかの電源の直流電圧を出力する電源切替え手段と、抵抗と、抵抗に並列接続されたリレーと、リレーを制御するリレー制御手段とを有し、スタータモータの特性に基づいて電源切替え手段の出力電圧を制御し、スタータモータに供給するスタータモータ電圧制御手段とを有することを特徴とする。この構成によれば、スタータモータを特殊な構成とすることなく、複数の電源を切替えてエンジンを始動させることができる。電源切替え手段は、エンジンの状態に基づいて複数の電源を切替え、いずれかの電源の直流電圧を出力することができる。さらに、スタータモータ電圧制御手段は、スタータモータの特性に基づいて電源切替え手段の出力電圧を制御しスタータモータに供給することができる。そのため、スタータモータを特殊な構成とすることなく、複数の電源を切替えてエンジンを始動させることができる。また、電源切替え手段の出力電圧を確実に制御し、スタータモータに供給することができる。スタータモータ電圧制御手段を構成する抵抗は、スタータモータの内部抵抗との間で分圧回路を構成する。そのため、電源切替え手段の出力電圧を分圧し、スタータモータに印加することができる。また、リレーをオンすることで、電源切替え手段の出力電圧をスタータモータに直接印加することができる。これにより、電源切替え手段の出力電圧を確実に制御し、スタータモータに供給することができる。
【００１２】
請求項２に記載のエンジン始動装置は、直流電圧が印加され電流が流れることで、エンジンを始動させるためのトルクを発生するスタータモータと、直流電圧を出力する複数の電源と、エンジンの状態に基づいて複数の電源を切替え、いずれかの電源の直流電圧を出力する電源切替え手段と、スイッチング素子と、スイッチング素子を制御するスイッチング素子制御手段とを有し、スタータモータの特性に基づいて電源切替え手段の出力電圧を制御し、スタータモータに供給するスタータモータ電圧制御手段とを有することを特徴とする。この構成によれば、スタータモータを特殊な構成とすることなく、複数の電源を切替えてエンジンを始動させることができる。電源切替え手段は、エンジンの状態に基づいて複数の電源を切替え、いずれかの電源の直流電圧を出力することができる。さらに、スタータモータ電圧制御手段は、スタータモータの特性に基づいて電源切替え手段の出力電圧を制御しスタータモータに供給することができる。そのため、スタータモータを特殊な構成とすることなく、複数の電源を切替えてエンジンを始動させることができる。また、電源切替え手段の出力電圧を任意の大きさに確実に制御し、スタータモータに供給することができる。スイッチング素子は、スイッチングすることで、電源切替え手段の出力電圧の範囲内において、その電圧を任意の大きさの電圧に制御することができる。これにより、電源切替え手段の出力電圧を任意の大きさに確実に制御し、スタータモータに供給することができる。
【００１３】
請求項３に記載のエンジン始動装置は、請求項２に記載のエンジン始動装置において、さらに、スタータモータ電圧制御手段は、スイッチング素子に並列接続されたリレーを有することを特徴とする。この構成によれば、電源切替え手段の出力電圧をスタータモータに即座に直接印加することができる。
【００１４】
請求項４に記載のエンジン始動装置は、請求項１又は３に記載のエンジン始動装置において、さらに、スタータモータ電圧制御手段のリレーは、スタータモータに直接通電続、遮断しないことを特徴とする。この構成によれば、スタータモータ電圧制御手段を構成するリレーを小型化することができる。リレーを介して、スタータモータに直接通電、遮断する場合、リレーの接点においてアーク放電が発生する。そのため、通常流れる電流より大きな電流容量のリレーを用いなければならない。しかし、スタータモータに直接通電、遮断しないことで、接点におけるアーク放電の発生を防止できる。これにより、電流容量が抑えられ、スタータモータ電圧制御手段を構成するリレーを小型化することができる。
【００１５】
請求項５に記載のエンジン始動装置は、請求項１〜４のいずれかに記載のエンジン始動装置において、さらに、電源切替え手段は、リレーからなり、電源切替え手段のリレーは、スタータモータに直接通電、遮断しないことを特徴とする。この構成によれば、電源切替え手段を構成するリレーを小型化することができる。
【００１６】
請求項６に記載のエンジン始動装置は、請求項５に記載のエンジン始動装置において、さらに、電源切替え手段のリレーは、直流電圧を出力する外部電源を接続するための外部電源接続端子を励磁コイルに有することを特徴とする。この構成によれば、複数の電源が上がった場合等でも、外部電源から供給される直流電圧によって電源切替え出力のリレーを作動させることができる。
【００１７】
請求項７に記載のエンジン始動装置は、請求項１〜６のいずれかに記載のエンジン始動装置において、さらに、スタータモータ電圧制御手段は、直流電圧を出力する外部電源接続するための外部電源接続端子を有することを特徴とする。この構成によれば、複数の電源が上がった場合等でも、外部電源から供給される直流電圧によってエンジンを始動させることができる。
【００１８】
請求項８に記載のエンジン始動装置は、請求項１〜７のいずれかに記載のエンジン始動装置において、さらに、複数の電源は、所定の電圧を出力する低電圧電源と、低電圧電源より高い電圧を出力する高電圧電源であることを特徴とする。この構成によれば、スタータモータを特殊な構成とすることなく、低電圧電源と高電圧電源を切替えてエンジンを始動させることができる。
【００１９】
請求項９に記載のエンジン始動装置は、請求項１〜７のいずれかに記載のエンジン始動装置において、さらに、複数の電源は、所定の電流容量の小容量電源と、小容量電源より大きい電流容量の大容量電源であることを特徴とする。この構成によれば、スタータモータを特殊な構成とすることなく、小容量電源と大容量電源を切替えてエンジンを始動させることができる。
【００２０】
請求項１０に記載のエンジン始動装置は、請求項１〜７のいずれかに記載のエンジン始動装置において、さらに、複数の電源は、所定の温度において予め設定された特性となる低温用電源と、低温用電源より高い温度において予め設定された特性となる高温用電源であることを特徴とする。この構成によれば、スタータモータを特殊な構成とすることなく、低温用電源と高温用電源を切替えてエンジンを始動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係るエンジン始動装置を、車両に搭載されたエンジンを始動する車両用エンジン始動装置に適用した例を示す。
【００２２】
（第１実施形態）
まず、図１を参照して第１実施形態の車両用エンジン始動装置の構成について説明する。ここで、図１は、第１実施形態の車両用エンジン始動装置のブロック図である。
【００２３】
図１に示すように、車両用エンジン始動装置１（エンジン始動装置）は、低電圧バッテリ１００（電源）と、高電圧バッテリ１０１（電源）と、リレー１０２、１０３（電源切替え手段）と、抵抗１０４（スタータモータ電圧制御手段）と、リレー１０５（スタータモータ電圧制御手段）と、制御回路１０６（電源切替え手段、スタータモータ電圧制御手段）と、マグネットスイッチ１０７と、スタータモータ１０８とから構成されている。
【００２４】
低電圧バッテリ１００は、例えば定格出力電圧が１２Ｖの充放電可能な鉛バッテリである。高電圧バッテリ１０１は、例えば定格出力電圧が３６Ｖの充放電可能なリチウムバッテリである。低電圧バッテリ１００及び高電圧バッテリ１０１の負極端子は、共に車体に接地されている。
【００２５】
リレー１０２、１０３は、制御回路１０６によって制御され、励磁コイルに通電することで接点がオン（閉路）し、低電圧バッテリ１００、高電圧バッテリ１０１をそれぞれ抵抗１０４に接続する素子ある。リレー１０２、１０３の励磁コイルの一端は、共に低電圧バッテリ１００の正極端子に接続されている。励磁コイルの他端は、制御回路１０６にそれぞれ接続されている。また、リレー１０２、１０３の接点側の一端は、低電圧バッテリ１００及び高電圧バッテリ１０１の正極端子にそれぞれ接続されている。接点側の他端は、共に抵抗１０４に接続されている。
【００２６】
抵抗１０４は、スタータモータ１０８の内部抵抗との間で分圧回路を構成し、スタータモータ１０８に印加される電圧を抑える素子である。また、スタータモータ１０８に流れる電流を検出する素子でもある。抵抗１０４の抵抗値は、高電圧バッテリ１０１が、リレー１０３、抵抗１０４、及びマグネットスイッチ１０７を介してスタータモータ１０８に接続されたとき、スタータモータ１０８に印加される電圧が、低電圧バッテリ１００の出力電圧にほぼ等しい１２Ｖ前後となるような値に設定されている。抵抗１０４の一端はリレー１０２、１０３の他端に、他端はマグネットスイッチ１０７にそれぞれ接続されている。また、抵抗１０４の両端は、制御回路１０６にそれぞれ接続されている。
【００２７】
リレー１０５は、制御回路１０６によって制御され、励磁コイルに通電することで接点がオンし、抵抗１０４の両端を短絡する素子である。リレー１０５の接点がオンすると、低電圧バッテリ１００又は高電圧バッテリ１０１のいずれかの出力電圧が、分圧されることなく直接出力されることとなる。リレー１０５の励磁コイルの一端は、低電圧バッテリ１００の正極端子に接続されている。励磁コイルの他端は、制御回路１０６に接続されている。また、リレー１０５の接点側は、抵抗１０４に並列接続されている。
【００２８】
制御回路１０６は、外部から入力される始動信号、エンジンの始動モード、及びエンジンの回転数に関する情報に基づいて、リレー１０２、１０３及びマグネットスイッチ１０７を制御する回路である。また、スタータモータ１０８の特性、及び抵抗１０４によって検出されるスタータモータ１０８に流れる電流に基づいて、リレー１０５を制御する回路でもある。ここで、始動信号は、車両運転者がイグニッションスイッチ（図略）をオンすることで出力される信号である。また、始動モードは、エンジンの状態に基づいてエンジンの始動方法を指示する情報であり、具体的には、始動の際に用いるバッテリを指定する情報である。エンジンの始動モード及びエンジンの回転数に関する情報は、エンジンを制御するエンジン制御装置（図略）から制御回路１０６に入力される。
【００２９】
マグネットスイッチ１０７は、制御回路１０６によって制御され、始動信号に基づいて励磁コイルに通電、遮断することで接点がオン、オフし、スタータモータ１０８に通電、遮断する素子である。マグネットスイッチ１０７の励磁コイルは、直列接続された吸引コイル１０７ａと保持コイル１０７ｂとから構成されている。吸引コイル１０７ａと保持コイル１０７ｂの接続点は、制御回路１０６内のスイッチを介して低電圧バッテリ１００の正極端子に接続されている。吸引コイル１０７ａの他端は、高電圧の印加を防止するダイオードを介してスタータモータ１０８に接続され、保持コイル１０７ｂの他端は、車体に接地されている。また、マグネットスイッチ１０７の接点側の一端は抵抗１０４の他端に、他端はスタータモータ１０８にそれぞれ接続されている。
【００３０】
スタータモータ１０８は、直流電圧が印加され電流が流れることで、エンジンを始動させるためのトルクを発生する直流モータである。低電圧バッテリ１００の定格出力電圧１２Ｖが印加されたとき、エンジンを始動させるための所定のトルクを発生するように設定されている。スタータモータ１０８の一端はマグネットスイッチ１０７の接点側の他端に接続され、他端は車体に接地されている。  
【００３１】
次に、図１及び図２を参照して第１実施形態の車両用エンジン始動装置の動作について説明する。ここで、図２は、第１実施形態の車両用エンジン始動装置の動作に関するフローチャートである。
【００３２】
図１において、車両運転者がイグニッションスイッチをオンすると、制御回路１０６に始動信号が入力される。また、エンジンの始動モード、及びエンジンの回転数に関する情報が入力される。
【００３３】
始動モードに関する情報が入力されると、図２に示すように、制御回路１０６は、始動モードを判定する（Ｓ１０１）。
【００３４】
ステップＳ１０１において、始動モードが通電モードである場合、制御回路１０６は、リレー１０２をオンする（Ｓ１０２）。また、リレー１０５をオンする（Ｓ１０３）。その後、マグネットスイッチ１０７をオンする（Ｓ１０４）。これにより、低電圧バッテリ１００から、リレー１０２、１０５及びマグネットスイッチ１０７を介して、スタータモータ１０８に１２Ｖの直流電圧が印加され、電流が流れる。スタータモータ１０８は、エンジンを始動させるための所定のトルクを発生し、始動を開始する。
【００３５】
これに対し、ステップＳ１０１において、始動モードがエコランモードである場合、制御回路１０６は、リレー１０３をオンする（Ｓ１０５）。ここで、エコランモードは、信号待ち等の車両停止時に停止させたエンジンの始動を指示するものである。つまり、エンジンが暖気状態にあり、始動トルクが低い場合の始動を指示するものである。その後、制御回路１０６は、マグネットスイッチ１０７をオンする（Ｓ１０６）。これにより、高電圧バッテリ１０１から、リレー１０３、抵抗１０４、及びマグネットスイッチ１０７を介して、スタータモータ１０８に３６Ｖの直流電圧が印加される。しかし、抵抗１０４とスタータモータ１０８の内部抵抗によって分圧回路が構成されるため、スタータモータ１０８には、１２Ｖ前後の直流電圧が印加され、電流が流れる。スタータモータ１０８は、エンジンを始動させるための所定のトルクを発生し、始動を開始する。
【００３６】
その後、制御回路１０６は、抵抗１０４によって検出されるスタータモータ１０８の電流値を、予め設定されている電流閾値と比較する（Ｓ１０７）。ところで、エンジンの始動時において、エンジンのクランク軸の回転トルクは、回転開始直後に最大となり、その後低下する。それに伴い、スタータモータ１０８に流れる電流も、突入電流を除いて、クランク軸の回転開始直後に最大となり、その後低下する。ここで、電流閾値は、クランク軸の最大回転トルク発生時のスタータモータ１０８の電流値より小さい値に設定されている。
【００３７】
ステップＳ１０７において、スタータモータ１０８に流れる電流が電流閾値より大きいとき、制御回路１０６は、引き続きステップＳ１０７を繰り返し実行する。
【００３８】
これに対し、ステップＳ１０７において、スタータモータ１０８に流れる電流が電流閾値以下のとき、制御回路１０６は、リレー１０５をオンする（Ｓ１０８）。これにより、高電圧バッテリ１０１から、リレー１０３、リレー１０５、及びマグネットスイッチ１０７を介して、スタータモータ１０８に３６Ｖの直流電圧が直接印加される。しかし、エンジンは暖気状態にあり、その始動トルクが低い。しかも、クランク軸は回転を開始しており、その回転トルクは低下している。そのため、スタータモータ１０８に印加する直流電圧を１２Ｖ前後から３６Ｖに上げても、スタータモータ１０８の電流を増加させることなく、クランク軸の回転数を大きく上昇させることができる。これにより、信号待ち等の車両停止時に停止させたエンジンを短時間に始動させることができる。
【００３９】
ステップＳ１０４又はＳ１０８において、エンジンの始動が開始されると、制御回路１０６は、エンジンの回転数に関する情報に基づいてエンジンの始動が完了したが否かを判定する（Ｓ１０９）。
【００４０】
ステップＳ１０９において、エンジンの始動が完了していない判定されると、制御回路１０６は、引き続きステップＳ１０９を繰り返し実行する。
【００４１】
これに対し、ステップＳ１０９において、エンジンの始動が完了したと判定されると、制御回路１０６は、マグネットスイッチ１０７をオフし、スタータモータ１０８への通電を停止させる（Ｓ１１０）。その後、リレー１０２又はリレー１０３、及びリレー１０５を全てオフし、エンジンの始動を終了する（Ｓ１１１）。
【００４２】
最後に、効果について説明する。第１実施形態によれば、スタータモータ１０８を特殊な構成とすることなく、低電圧バッテリ１００及び高電圧バッテリ１０１を切替えてエンジンを始動させることができる。リレー１０２、１０３及び制御回路１０６は、始動モードに基づいて低電圧バッテリ１００及び高電圧バッテリ１０１を切替え、いずれかの直流電圧を出力することができる。さらに、抵抗１０４、リレー１０５、及び制御回路１０６は、スタータモータ１０８の特性に基づいてリレー１０２、１０３の出力電圧を制御し、スタータモータ１０８に供給することができる。具体的には、１２Ｖが印加されたときにエンジンを始動させるための所定のトルクを発生するというスタータモータ１０８特性に基づいて、リレー１０２、１０３の出力電圧を制御し供給することができる。そのため、スタータモータ１０８を特殊な構成とすることなく、低電圧バッテリ１００及び高電圧バッテリ１０１を切替えてエンジンを始動させることができる。
【００４３】
また、第１実施形態によれば、エンジンを適切に始動させることができる。エンジンの始動時において、エンジンのクランク軸の回転トルクは、回転角度によって変化する。それに伴って、スタータモータ１０８に流れる電流も変化する。そのため、スタータモータ１０８に流れる電流に基づいてリレー１０２、１０３の出力電圧を制御することで、クランク軸の回転トルクの変化に応じ、エンジンを適切に始動させることができる。
【００４４】
また、第１実施形態によれば、スタータモータ１０８のコストを抑え、車両用エンジン始動装置１を安価に構成することができる。スタータモータは、エンジンを始動させるための所定のトルクを発生するよう、印加される電圧に応じて設計されている。印加される電圧が高い場合、耐電圧性等を向上させる必要があり、スタータモータがコストアップする。しかし、複数のバッテリのうち、低電圧バッテリ１００の定格出力電圧１２Ｖが印加されたときも所定のトルクを発生するように構成ことで、高電圧バッテリ１０１の定格出力電圧３６Ｖが印加されたときに所定のトルクを発生するように構成した場合に比べ、スタータモータ１０８のコストを抑えることができる。そのため、車両用エンジン始動装置１を安価に構成することができる。
【００４５】
さらに、第１実施形態によれば、リレー１０３の出力電圧を確実に制御し、スタータモータ１０８に供給することができる。抵抗１０４は、スタータモータ１０８の内部抵抗との間で分圧回路を構成している。そのため、リレー１０３の出力電圧を分圧し、スタータモータ１０８に印加することができる。また、リレー１０５をオンすることで、リレー１０３の出力電圧をスタータモータ１０８に直接印加することができる。これにより、リレー１０３の出力電圧を確実に制御し、スタータモータ１０８に供給することができる。
【００４６】
加えて、第１実施形態によれば、リレー１０２、１０３、１０５を小型化することができる。リレーを介してスタータモータに直接通電、遮断する場合、リレーの接点においてアーク放電が発生する。そのため、通常流れる電流より大きな電流容量のリレーを用いなければならない。しかし、制御回路１０６は、リレー１０２、１０３、１０５をオンしてからマグネットスイッチ１０７をオンし、スタータモータ１０８に通電する。また、マグネットスイッチ１０７をオフしてからリレー１０２、１０３、１０５をオフし、スタータモータ１０８への通電を遮断する。つまり、マグネットスイッチ１０７がスタータモータ１０８に直接通電、遮断し、リレー１０２、１０３、１０５はスタータモータ１０８に直接通電、遮断しない。そのため、リレー１０２、１０３、１０５の接点におけるアーク放電の発生を防止できる。これにより、電流容量が抑えられ、リレー１０２、１０３、１０５を小型化することができる。
【００４７】
なお、第１実施形態では、スタータモータ１０８に流れる電流を抵抗１０４によって検出している例を挙げているが、これに限られるものではない。図３に示すように、マグネットスイッチ１０７の抵抗１０４側の配線に電流センサ１０９を設け、この電流センサ１０９によってスタータモータ１０８に流れる電流を検出するようにしてもよい。
【００４８】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の車両用エンジン始動装置について説明する。第２実施形態の車両用エンジン始動装置は、第１実施形態の車両用エンジン始動装置に対して、バッテリの構成、抵抗、及び制御回路を変更したものである。
【００４９】
まず、図４を参照して第２実施形態の車両用エンジン始動装置の構成について説明する。ここで、図４は、第２実施形態の車両用エンジン始動装置のブロック図である。ここでは、第１実施形態の車両用エンジン始動装置との相違部分であるバッテリの構成、抵抗、及び制御回路についてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、前述した実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。
【００５０】
図４に示すように、車両用エンジン始動装置１１（エンジン始動装置）は、大容量バッテリ１１０（電源）と、小容量バッテリ１１１（電源）と、リレー１０２、１０３と、抵抗１１２（スタータモータ電圧制御手段）と、リレー１０５と、制御回路１１３（電源切替え手段、スタータモータ電圧制御手段）と、マグネットスイッチ１０７と、スタータモータ１０８とから構成されている。
【００５１】
大容量バッテリ１１０は、例えば定格出力電圧が１２Ｖで、電流容量が大きい充電放電可能な鉛バッテリである。小容量バッテリ１１１は、例えば定格出力電圧が１２Ｖで、大容量バッテリ１１０より電流容量が小さい充電放電可能な鉛バッテリである。大容量バッテリ１１０及び小容量バッテリ１１１の負極端子は、共に車体に接地されている。
【００５２】
抵抗１１２は、スタータモータ１０８の内部抵抗との間で分圧回路を構成し、スタータモータ１０８に印加される電圧を抑えることで、流れる電流を抑える素子である。また、スタータモータ１０８に流れる電流を検出する素子でもある。抵抗１１２の抵抗値は、小容量バッテリ１１１が、リレー１０３、抵抗１１２、及びマグネットスイッチ１０７を介してスタータモータ１０８に接続されたとき、スタータモータ１０８に流れる電流が、小容量バッテリ１１１の寿命に影響与えない大きさの電流となるとともに、スタータモータ１０８に印加される電圧が、エンジンの始動に影響を与えない大きさの電圧となるような値に設定されている。抵抗１１２の一端はリレー１０２、１０３の他端に、他端はマグネットスイッチ１０７にそれぞれ接続されている。また、抵抗１１２の両端は、制御回路１１３にそれぞれ接続されている。
【００５３】
制御回路１１３は、外部から入力される始動信号、エンジンの推定負荷トルク、及びエンジンの回転数に関する情報に基づいて、リレー１０２、１０３及びマグネットスイッチ１０７を制御する回路である。また、スタータモータ１０８の特性、及び抵抗１１２によって検出されるスタータモータ１０８に流れる電流に基づいて、リレー１０５を制御する回路でもある。ここで、推定負荷トルクは、エンジンの負荷トルクの推定値に関する情報ある。エンジンの推定負荷トルク及びエンジンの回転数に関する情報は、エンジンを制御するエンジン制御装置（図略）から制御回路１１３に入力される。
【００５４】
次に、図４及び図５を参照して第２実施形態の車両用エンジン始動装置の動作について説明する。ここで、図５は、第２実施形態の車両用エンジン始動装置の動作に関するフローチャートである。ここでは、第１実施形態の車両用エンジン始動装置の動作との相違部分であるバッテリ、抵抗、及び制御回路に関する動作についてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。
【００５５】
図４において、車両運転者がイグニッションスイッチをオンすると、制御回路１０６に始動信号が入力される。また、エンジンの推定負荷トルク、及びエンジンの回転数に関する情報が入力される。
【００５６】
推定負荷トルクに関する情報が入力されると、図５に示すように、制御回路１１３は、推定負荷トルクを、予め設定されている負荷トルク閾値と比較する（Ｓ２０１）。
【００５７】
ステップＳ２０１において、推定負荷トルクが負荷トルク閾値以上のとき、制御回路１１３は、リレー１０２、１０５及びマグネットスイッチ１０７をオンする（Ｓ２０２〜Ｓ２０４）。これにより、大容量バッテリ１１０から、リレー１０２、１０５及びマグネットスイッチ１０７を介して、スタータモータ１０８に１２Ｖの直流電圧が印加され、電流が流れる。スタータモータ１０８は、エンジンを始動させるための所定のトルクを発生し、始動を開始する。
【００５８】
これに対し、ステップＳ２０１において、推定負荷トルクが負荷トルク閾値より小さいとき、制御回路１１３は、リレー１０３及びマグネットスイッチ１０７をオンする（Ｓ２０５、Ｓ２０６）。これにより、小容量バッテリ１１１から、リレー１０３、抵抗１１２、及びマグネットスイッチ１０７を介して、スタータモータ１０８に１２Ｖの直流電圧が印加される。しかし、抵抗１１２とスタータモータ１０８の内部抵抗によって分圧回路が構成されるため、スタータモータ１０８には、小容量バッテリ１１１の寿命に影響を与えるような電流が流れることなく、エンジンの始動に充分な大きさの直流電圧が印加される。スタータモータ１０８は、電圧が印加されることでトルクを発生し、エンジンの始動を開始する。
【００５９】
その後、制御回路１１３は、抵抗１１２によって検出されるスタータモータ１０８の電流値を、予め設定されている電流閾値と比較し、電流閾値以下のとき、リレー１０５をオンする（Ｓ２０７、Ｓ２０８）。これにより、小容量バッテリ１１１から、リレー１０３、リレー１０５、及びマグネットスイッチ１０７を介して、スタータモータ１０８に１２Ｖの直流電圧が直接印加される。しかし、エンジンは暖気状態にあり、その始動トルクが低い。しかも、クランク軸は回転を開始しており、その回転トルクは低下している。そのため、小容量バッテリ１１１から１２Ｖの直流電圧を直接印加しても、小容量バッテリ１１１の寿命に影響を与える大きさの電流が流れることなく、エンジンを始動させることができる。
【００６０】
最後に、効果について説明する。第２実施形態によれば、大容量バッテリ１１０と小容量バッテリ１１１を、エンジンの推定負荷トルクに応じて適切に切替えて、効率よくエンジンを始動させることができる。
【００６１】
また、第２実施形態によれば、小容量バッテリ１１１の寿命を確保することができる。小容量バッテリ１１１は、大容量バッテリ１１０に比べ電流容量が小さく、スタータモータ１０８に供給する電流によって寿命が大きく変化しやすい。大電流を流すと、その寿命は短くなる。そのため、スタータモータ１０８に流れる電流に基づいて、リレー１０３を介して出力される小容量バッテリ１１１の出力電圧を制御することで、小容量バッテリ１１１の寿命を確保することができる。
【００６２】
なお、図６に示すように、リレー１０２、１０３が接続されている抵抗１１２の一端に、外部バッテリ接続端子１１４（外部電源接続端子）を設けるとよい。大容量バッテリ１１０及び小容量バッテリ１１１が共に上がってしまった場合でも、外部バッテリを外部バッテリ接続端子１１４に接続することで、抵抗１１２及びマグネットスイッチ１０７を介してスタータモータ１０８に直流電圧を印加することができる。これにより、エンジンを応急的に始動させることができる。
【００６３】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態の車両用エンジン始動装置について説明する。第３実施形態の車両用エンジン始動装置は、第１実施形態の車両用エンジン始動装置に対して、抵抗を電界効果トランジスタに変更するとともに、マグネットスイッチを廃止し、それに伴って、制御回路の動作を変更したものである。
【００６４】
まず、図７を参照して第３実施形態の車両用エンジン始動装置の構成について説明する。ここで、図７は、第３実施形態の車両用エンジン始動装置のブロック図である。ここでは、第１実施形態の車両用エンジン始動装置との相違部分である電界効果トランジスタに及び制御回路についてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、前述した実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。
【００６５】
図７に示すように、車両用エンジン始動装置１３（エンジン始動装置）は、低電圧バッテリ１００と、高電圧バッテリ１０１と、リレー１０２、１０３と、電界効果トランジスタ１１５（スタータモータ電圧制御手段）と、リレー１０５と、制御回路１１６（電源切替え手段、スタータモータ電圧制御手段）と、スタータモータ１０８とから構成されている。
【００６６】
電界効果トランジスタ１１５は、制御回路１１６によって制御され、スイッチングすることでスタータモータ１０８に印加される電圧を抑える素子である。電界効果トランジスタ１１５のドレインはリレー１０２、１０３の他端に、ソースはスタータモータ１０８に、ゲートは制御回路１１６にそれぞれ接続されている。
【００６７】
制御回路１１６は、外部から入力される始動信号、エンジンの始動モード、及びエンジンの回転数に関する情報に基づいて、リレー１０２、１０３を制御する回路である。また、スタータモータ１０８の特性、及びエンジンやバッテリの周囲温度に関する情報に基づいて、リレー１０５及び電界効果トランジスタ１１５を制御する回路でもある。
【００６８】
次に、図７及び図８を参照して第３実施形態の車両用エンジン始動装置の動作について説明する。ここで、図８は、第３実施形態の車両用エンジン始動装置の動作に関するフローチャートである。
【００６９】
図７において、車両運転者がイグニッションスイッチ（図略）をオンすると、制御回路１１６に、始動信号が入力される。また、エンジンの始動モード、エンジンの回転数、及びエンジンやバッテリの周囲温度に関する情報が入力される。
【００７０】
始動モードに関する情報が入力されると、図８に示すように、制御回路１１６は、始動モードを判定する（Ｓ３０１）。  ステップＳ３０１において、始動モードが通電モードである場合、制御回路１１６は、リレー１０２をオンする（Ｓ３０２）。その後、リレー１０５をオンする（Ｓ３０３）。これにより、低電圧バッテリ１００から、リレー１０２、１０５を介して、スタータモータ１０８に１２Ｖの直流電圧が印加され、電流が流れる。スタータモータ１０８は、エンジンを始動させるための所定のトルクを発生し、始動を開始する。
【００７１】
これに対し、ステップＳ３０１において、始動モードがエコランモードである場合、制御回路１１６は、リレー１０３をオンする（Ｓ３０４）。その後、制御回路１１６は、エンジンやバッテリの周囲温度に関する情報に基づいて、エンジンの始動トルクの変化やバッテリ特性の変化を判断する。そして、その変化に基づいてスタータモータ１０８に印加する最適な電圧を決定し、スタータモータ１０８に印加される電圧がその電圧になるように、電界効果トランジスタ１１５を所定周期でスイッチングする（Ｓ３０５）。これにより、エンジンやバッテリの周囲温度に応じた最適な電圧がスタータモータ１０８に印加され電流が流れる。スタータモータ１０８は、エンジンを始動させる最適なトルクを発生し、始動を開始する。
【００７２】
ステップＳ３０３又はＳ３０５において、エンジンの始動が開始されると、制御回路１１６は、エンジンの回転数に関する情報に基づいて、エンジンの始動が完了したが否かを判定する（Ｓ３０６）。
【００７３】
ステップＳ３０６において、エンジンの始動が完了していない判定されると、制御回路１１６は、引き続きステップＳ３０６を繰り返し実行する。
【００７４】
これに対し、ステップＳ３０６において、エンジンの始動が完了したと判定されると、制御回路１１６は、リレー１０５をオフ、又は電界効果トランジスタ１１５のスイッチングを停止し、スタータモータ１０８への通電を停止させる（Ｓ３０７）。その後、リレー１０２又はリレー１０３をオフし、エンジンの始動を終了する（Ｓ３０８）。
【００７５】
最後に、効果について説明する。第３実施形態によれば、エンジンをより適切に始動させることができる。また、低電圧バッテリ１００及び高電圧バッテリ１０１の寿命を確保することができる。エンジンの始動時において、エンジンのクランク軸の回転トルクは、その周囲温度によって変化する。また、低電圧バッテリバッテリ１００及び高電圧バッテリ１０１の特性も、その周囲温度によって変化する。そのため、エンジン、低電圧バッテリ１００、及び高電圧バッテリ１０１の周囲温度に基づいてスタータモータ１０８に供給する電圧を変化させることで、エンジンをより適切に始動させることができる。また、低電圧バッテリバッテリ１００及び高電圧バッテリ１０１の寿命を充分に確保することができる。
【００７６】
また、第３実施形態によれば、リレー１０３の出力電圧を任意の大きさに制御し、スタータモータ１０８に供給することができる。電界効果トランジスタ１１５は、スイッチングすることで、リレー１０３の出力電圧の範囲内において、その電圧を任意の大きさの電圧に制御することができる。これにより、リレー１０３の出力電圧を任意の大きさに制御し、スタータモータ１０８に供給することができる。
【００７７】
さらに、第３実施形態によれば、リレー１０５によりリレー１０３の出力電圧をスタータモータ１０８に即座に直接印加することができる。
【００７８】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態の車両用エンジン始動装置について説明する。第４実施形態の車両用エンジン始動装置は、第３実施形態の車両用エンジン始動装置に対して、リレーの構成を変更するとともに、それに伴って、制御回路の動作を変更したものである。
【００７９】
まず、図９を参照して第４実施形態の車両用エンジン始動装置の構成について説明する。ここで、図９は、第４実施形態の車両用エンジン始動装置のブロック図である。ここでは、第３実施形態との相違部分であるリレー及び制御回路についてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、前述した実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。
【００８０】
図９に示すように、車両用エンジン始動装置１４（エンジン始動装置）は、低電圧バッテリ１００と、高電圧バッテリ１０１と、リレー１１７（電源切替え手段）と、電界効果トランジスタ１１５と、リレー１０５と、制御回路１１８（電源切替え手段、スタータモータ電圧制御手段）と、スタータモータ１０８とから構成されている。
【００８１】
リレー１１７は、制御回路１１８によって制御され、励磁コイルに通電、遮断することで接点が一端側、他端側にオンし、高電圧バッテリ１０１、低電圧バッテリ１００をそれぞれ電界効果トランジスタ１１５に接続する素子である。リレー１１７の励磁コイルの一端は、制御回路１１８内のスイッチを介して低電圧バッテリ１００の正極端子に、他端は制御回路１１８にそれぞれ接続されている。また、リレー１１７の接点側の一端は高電圧バッテリ１０１の正極端子に、他端は低電圧バッテリ１００の正極端子に、共通端は電界効果トランジスタ１１５のドレインにそれぞれ接続されている。リレー１１７の接点は、励磁コイルに通電すると、高電圧バッテリ１０１側にオンする。これに対し、励磁コイルへの通電を遮断すると、低電圧バッテリ１００側にオンする。
【００８２】
制御回路１１８は、外部から入力される始動信号、エンジンの始動モード、及びエンジンの回転数に関する情報に基づいて、リレー１１７を制御する回路である。また、スタータモータ１０８の特性、及びエンジンやバッテリの周囲温度に関する情報に基づいて、リレー１０５及び電界効果トランジスタ１１５を制御する回路でもある。
【００８３】
次に、図９及び図１０を参照して第４実施形態の車両用エンジン始動装置の動作について説明する。ここで、図１０は、第４実施形態の車両用エンジン始動装置の動作に関するフローチャートである。
【００８４】
図９において、車両運転者がイグニッションスイッチ（図略）をオンすると、制御回路１１８に、始動信号が入力される。また、エンジンの始動モード、エンジンの回転数、及びエンジンやバッテリの周囲温度に関する情報が入力される。
【００８５】
始動モードに関する情報が入力されると、図１０に示すように、制御回路１１８は、始動モードを判定する（Ｓ４０１）。
【００８６】
ステップＳ４０１において、始動モードが通電モードである場合、制御回路１１８は、リレー１１７を低電圧バッテリ１００側にオンする（Ｓ４０２）。その後リレー１０５をオンする（Ｓ４０２）。これにより、低電圧バッテリ１００から、リレー１１７、１０５を介して、スタータモータ１０８に１２Ｖの直流電圧が印加され、電流が流れる。スタータモータ１０８は、エンジンを始動させるための所定のトルクを発生し、始動を開始する。
【００８７】
これに対し、ステップＳ４０１において、始動モードがエコランモードである場合、制御回路１１８は、リレー１１７を高電圧バッテリ１０１側にオンする（Ｓ４０４）。その後、制御回路１１８は、エンジンやバッテリの周囲温度に関する情報に基づいて、エンジンの始動トルクの変化やバッテリ特性の変化を判断する。そして、その変化に基づいてスタータモータ１０８に印加する最適な電圧を決定し、スタータモータ１０８に印加される電圧がその電圧になるように、電界効果トランジスタ１１５を所定周期でスイッチングする（Ｓ４０５）。これにより、スタータモータ１０８にエンジンやバッテリの周囲温度に応じた最適な電圧が印加され電流が流れる。スタータモータ１０８は、エンジンを始動させる最適なトルクを発生し、始動を開始する。
【００８８】
ステップＳ４０３又はＳ４０５において、エンジンの始動が開始されると、制御回路１１８は、エンジンの回転数に関する情報に基づいて、エンジンの始動が完了したが否かを判定する（Ｓ４０６）。
【００８９】
ステップＳ４０６において、エンジンの始動が完了していない判定されると、制御回路１１８は、引き続きステップＳ４０６を繰り返し実行する。
【００９０】
これに対し、ステップＳ４０６において、エンジンの始動が完了したと判定されると、制御回路１１８は、リレー１０５をオフ、又は電界効果トランジスタ１１５のスイッチングを停止し、スタータモータ１０８への通電を停止させる（Ｓ４０７）。その後、リレー１１７の励磁コイルへの通電を遮断し、リレー１１７を低電圧バッテリ１００側にオンした状態でエンジンの始動を終了する（Ｓ４０８）。
【００９１】
最後に、効果について説明する。第４実施形態によれば、第３実施形態の車両用エンジン始動装置１３に比べ、リレーの部品点数を削減することができる。
【００９２】
なお、図１１に示すように、電界効果トランジスタ１１５のドレインに、外部バッテリ接続端子１１９を設けるとよい。高電圧バッテリ１００及び低電圧バッテリ１０１が共に上がってしまった場合でも、外部バッテリを外部バッテリ接続端子１１９に接続することで、電界効果トランジスタ１１５を介してスタータモータ１０８に直流電圧を印加することができる。これにより、エンジンを応急的に始動させることができる。
【００９３】
また、制御回路１１８内のスイッチを介して低電圧バッテリ１００が接続されているリレー１１７の励磁コイルの一端に、外部バッテリ接続端子１２０を設けるとよい。低電圧バッテリ１００が上がってしまった場合でも、リレー１１７を高電圧バッテリ１０１側にオンさせることができ、電界効果トランジスタ１１５を介してスタータモータ１０８に直流電圧を印加することができる。これにより、エンジンを応急的に始動させることができる。
【００９４】
（参考形態）
次に、参考形態の車両用エンジン始動装置について説明する。参考形態の車両用エンジン始動装置は、第３実施形態の車両用エンジン始動装置に対して、スタータモータ周辺の構成を変更するとともに、それに伴って、制御回路の動作を変更したものである。参考形態の車両用エンジン始動装置の動作のフローは、第３実施形態の車両用エンジン始動装置の動作のフローと同一である。
【００９５】
まず、図１２を参照して参考形態の車両用エンジン始動装置の構成について説明する。ここで、図１２は、参考形態の車両用エンジン始動装置のブロック図である。ここでは、第３実施形態との相違部分であるスタータモータ周辺の構成及び制御回路についてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、前述した実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。
【００９６】
図１２に示すように、車両用エンジン始動装置１６（エンジン始動装置）は、低電圧バッテリ１００と、高電圧バッテリ１０１と、リレー１０２、１０３と、電界効果トランジスタ１１５と、リレー１０５と、制御回路１２１（電源切替え手段、スタータモータ電圧制御手段、界磁コイル電流制御手段）と、スタータモータ１２２と、電界効果トランジスタ１２３（界磁コイル電流制御手段）とから構成されている。
【００９７】
制御回路１２１は、外部から入力される始動信号、エンジンの始動モード、及びエンジンの回転数に関する情報に基づいて、リレー１０２、１０３を制御する回路である。また、スタータモータ１０８の特性、及びエンジンやバッテリの周囲温度に関する情報に基づいて、リレー１０５及び電界効果トランジスタ１１５、１２３を制御する回路でもある。
【００９８】
スタータモータ１２２は、界磁コイル１２２ａを備えている。界磁コイル１２２ａに流れる電流を調整することで、スタータモータ１２２の発生するトルクを調整することができる。
【００９９】
電界効果トランジスタ１２３は、制御回路１２１によって制御され、スイッチングすることで、スタータモータ１２２の界磁コイル１２２ａに印加される電圧を調整し、流れる電流を調整する素子である。電界効果トランジスタ１２３のドレインは高電圧バッテリ１０１の正極端子に、ソースは界磁コイル１２３ａの一端に、ゲートは制御回路１２１にそれぞれ接続されている。界磁コイル１２３ａの他端は車体に接地されている。
【０１００】
次に、図８及び図１２を参照して参考形態の車両用エンジン始動装置の動作について説明する。
【０１０１】
図８に示すように、ステップＳ３０３又はＳ３０５において、スタータモータ１２２に電圧が印加されると、制御装置１２１は、エンジンの周囲温度に関する情報に基づいて、エンジンの始動トルクの変化を判断する。そして、その変化に応じたトルクを発生するように、電界効果トランジスタ１２３を所定周期でスイッチングし、界磁コイル１２２ａに流れる電流を調整する。
【０１０２】
最後に、効果について説明する。参考形態によれば、スタータモータ１０８の発生するトルクを制御することができる。
【０１０３】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態の車両用エンジン始動装置について説明する。第５実施形態の車両用エンジン始動装置は、第２実施形態の車両用エンジン始動装置に対して、バッテリの構成、抵抗、及び制御回路を変更したものである。
【０１０４】
まず、図１３を参照して第５実施形態の車両用エンジン始動装置の構成について説明する。ここで、図１３は、第５実施形態の車両用エンジン始動装置のブロック図である。ここでは、第２実施形態の車両用エンジン始動装置との相違部分であるバッテリの構成、抵抗、及び制御回路についてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、前述した実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。
【０１０５】
図１３に示すように、車両用エンジン始動装置１７（エンジン始動装置）は、高温用バッテリ１２４（電源）と、低温用バッテリ１２５（電源）と、リレー１０２、１０３と、抵抗１２６（スタータモータ電圧制御手段）と、リレー１０５と、制御回路１２７（電源切替え手段、スタータモータ電圧制御手段）と、マグネットスイッチ１０７と、スタータモータ１０８とから構成されている。
【０１０６】
高温用バッテリ１２４は、例えば定格出力電圧が１２Ｖで、高温において設定された特性となる充電放電可能な鉛バッテリである。低温用バッテリ１２５は、例えば定格出力電圧が１２Ｖで、高温用バッテリ１２４より低い温度において設定された特性となる電放電可能なリチウムバッテリである。高温用バッテリ１２４及び低温用バッテリ１２５の負極端子は、共に車体に接地されている。
【０１０７】
抵抗１２６は、スタータモータ１０８の内部抵抗との間で分圧回路を構成し、スタータモータ１０８に印加される電圧を抑えることで、流れる電流を抑える素子である。また、スタータモータ１０８に流れる電流を検出する素子でもある。抵抗１２６の抵抗値は、低温用バッテリ１２５が、リレー１０３、抵抗１２６、及びマグネットスイッチ１０７を介してスタータモータ１０８に接続されたとき、スタータモータ１０８に流れる電流が、低温用バッテリ１２６の寿命に影響与えない大きさの電流となるとともに、スタータモータ１０８に印加される電圧が、エンジンの始動に影響を与えない大きさの電圧となるような値に設定されている。抵抗１２６の一端はリレー１０２、１０３の他端に、他端はマグネットスイッチ１０７にそれぞれ接続されている。また、抵抗１２６の両端は、制御回路１２７にそれぞれ接続されている。
【０１０８】
制御回路１２７は、外部から入力される始動信号、エンジンやバッテリの周囲温度、及びエンジンの回転数に関する情報に基づいて、リレー１０２、１０３及びマグネットスイッチ１０７を制御する回路である。また、スタータモータ１０８の特性、及び抵抗１２６によって検出されるスタータモータ１０８に流れる電流に基づいて、リレー１０５を制御する回路でもある。エンジンの回転数に関する情報は、エンジンを制御するエンジン制御装置（図略）から制御回路１２７に入力される。
【０１０９】
次に、図１３及び図１４を参照して第５実施形態の車両用エンジン始動装置の動作について説明する。ここで、図１４は、第５実施形態の車両用エンジン始動装置の動作に関するフローチャートである。ここでは、第２実施形態の車両用エンジン始動装置の動作との相違部分であるバッテリ、抵抗、及び制御回路に関する動作についてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。
【０１１０】
図１３において、車両運転者がイグニッションスイッチをオンすると、制御回路１０６に始動信号が入力される。また、エンジンやバッテリの周囲温度、及びエンジンの回転数に関する情報が入力される。
【０１１１】
周囲温度に関する情報が入力されると、図１４に示すように、制御回路１２７は、周囲温度を、予め設定されている温度閾値と比較する（Ｓ５０１）。
【０１１２】
ステップＳ５０１において、周囲温度が温度閾値以上のとき、制御回路１２７は、リレー１０２、１０５及びマグネットスイッチ１０７をオンする（Ｓ５０２〜Ｓ５０４）。これにより、高温用バッテリ１２４から、リレー１０２、１０５及びマグネットスイッチ１０７を介して、スタータモータ１０８に１２Ｖの直流電圧が印加され、電流が流れる。スタータモータ１０８は、エンジンを始動させるための所定のトルクを発生し、始動を開始する。
【０１１３】
これに対し、ステップＳ５０１において、周囲温度が温度閾値より小さいとき、制御回路１２７は、リレー１０３及びマグネットスイッチ１０７をオンする（Ｓ５０５、Ｓ５０６）。これにより、低温用バッテリ１２５から、リレー１０３、抵抗１２６、及びマグネットスイッチ１０７を介して、スタータモータ１０８に１２Ｖの直流電圧が印加される。しかし、抵抗１２６とスタータモータ１０８の内部抵抗によって分圧回路が構成されるため、スタータモータ１０８には、低温用バッテリ１２５の寿命に影響を与えるような電流が流れることなく、エンジンの始動に充分な大きさの直流電圧が印加される。スタータモータ１０８は、電圧が印加されることでトルクを発生し、エンジンの始動を開始する。
【０１１４】
その後、制御回路１２７は、抵抗１２６によって検出されるスタータモータ１０８の電流値を、予め設定されている電流閾値と比較し、電流閾値以下のとき、リレー１０５をオンする（Ｓ５０７、Ｓ５０８）。これにより、低温用バッテリ１２５から、リレー１０３、リレー１０５、及びマグネットスイッチ１０７を介して、スタータモータ１０８に１２Ｖの直流電圧が直接印加される。しかし、クランク軸は回転を開始しており、その回転トルクは低下している。そのため、低温用バッテリ１２５から１２Ｖの直流電圧を直接印加しても、低温用バッテリ１２５の寿命に影響を与える大きさの電流が流れることなく、エンジンを始動させることができる。
【０１１５】
最後に、効果について説明する。第５実施形態によれば、高温用バッテリ１２４と低温用バッテリ１２５を、エンジンやバッテリの周囲温度に応じて適切に切替えて効率よくエンジンを始動させることができる。
【０１１６】
また、第２実施形態によれば、低温用バッテリ１２５の寿命を確保することができる。リチウムバッテリである低温用バッテリ１２５は、鉛バッテリである高温用バッテリ１２４に比べ、スタータモータ１０８に供給する電流によって寿命が大きく変化しやすい。大電流を流すと、その寿命は短くなる。そのため、スタータモータ１０８に流れる電流に基づいて、リレー１０３を介して出力される低温用バッテリ１２５の出力電圧を制御することで、低温用バッテリ１２５の寿命を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】第１実施形態の車両用エンジン始動装置のブロック図である。
【図２】図１における車両用エンジン始動装置の動作に関するフローチャートである。
【図３】第１実施形態における変形例の車両用エンジン始動装置のブロック図である。
【図４】第２実施形態の車両用エンジン始動装置のブロック図である。
【図５】図４における車両用エンジン始動装置の動作に関するフローチャートである。
【図６】第２実施形態における変形例の車両用エンジン始動装置のブロック図である。
【図７】第３実施形態の車両用エンジン始動装置のブロック図である。
【図８】図７における車両用エンジン始動装置の動作に関するフローチャートである。
【図９】第４実施形態の車両用エンジン始動装置のブロック図である。
【図１０】図９における車両用エンジン始動装置の動作に関するフローチャートである。
【図１１】第４実施形態における変形例の車両用エンジン始動装置のブロック図である。
【図１２】参考形態の車両用エンジン始動装置のブロック図である。
【図１３】第５実施形態の車両用エンジン始動装置のブロック図である。
【図１４】図１３における車両用エンジン始動装置の動作に関するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１８】
１、１０〜１７・・・車両用エンジン始動装置（エンジン始動装置）、１００・・・低電圧バッテリ（電源）、１０１・・・高電圧バッテリ（電源）、１０２、１０３、１１７・・・リレー（電源切替え手段）、１０４、１１２、１２６・・・抵抗（スタータモータ電圧制御手段）、１０５・・・リレー（スタータモータ電圧制御手段）、１０６、１１３、１１６、１１８、１２７・・・制御回路（電源切替え手段、スタータモータ電圧制御手段）、１０７・・・マグネットスイッチ、１０７ａ・・・吸引コイル、１０７ｂ・・・保持コイル、１０８、１２２・・・スタータモータ、１２２ａ・・・界磁コイル、１０９・・・電流センサ、１１０・・・大容量バッテリ（電源）、１１１・・・小容量バッテリ（電源）、１１４、１１９、１２０・・・外部バッテリ接続端子（外部電源接続端子）、１１５・・・電界効果トランジスタ（スイッチング素子）、１２１・・・制御回路（電源切替え手段、スタータモータ電圧制御手段）、１２３・・・電界効果トランジスタ、１２４・・・高温用バッテリ（電源）、１２５・・・低温用バッテリ（電源）
【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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