(57)【要約】【課題】  バッテリ最低電圧の向上とエンジン始動時間の短縮化とを両立できるエンジン始動装置を提供する。【解決手段】  エンジン始動要求時のバッテリに対する電圧要求に応じてスタータモータ1の電流値を可変する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリからの電流供給によりスタータモータを駆動してエンジンを始動させるエンジン始動装置において、
エンジン始動要求時の前記バッテリに対する電圧要求に応じて前記スタータモータの電流値を可変するスタータ電流可変手段を備えたことを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジン始動装置において、
前記スタータ電流可変手段は、エンジン再始動要求時の車速に応じて前記電流値を変化させることを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のエンジン始動装置において、
前記スタータ電流可変手段は、車速が高い場合には低い場合よりも前記電流値を小さく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のいずれか１項に記載のエンジン始動装置において、
前記スタータ電流可変手段は、エンジン再始動要求時のバッテリ電圧の状態に応じて前記電流値を変化させ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のいずれか１項に記載のエンジン始動装置において、
前記スタータ電流可変手段は、エンジン再始動要求時の電装品の作動状態や消費電流に応じて前記電流値を変化させ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、エンジン始動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジン始動時における突入電流の発生に伴うバッテリの電圧降下により、電装品の作動が阻害（瞬断、リセット等）されるのを防止することを目的とし、バッテリとスタータモータ間の回路抵抗を可変とし、スタータモータへの供給電流を制限する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３０８６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電装品の作動状態は走行状態によって変化するため、電装品を正常に動作させるために必要なバッテリ最低電圧も走行状態に応じて変動する。
ここで、スタータモータへの供給電流を制限した場合、バッテリの電圧降下は小さくなるが、供給電流を制限するほどエンジンが始動するまでに時間を要することになる。つまり、バッテリ最低電圧の向上とエンジン始動時間の短縮化とはトレードオフの関係にある。
【０００５】
このため、電装品の最大消費電流を想定して供給電流を制限した場合にはエンジン始動時間が長くなり、逆にエンジン始動時間の短縮化を考慮して供給電流の制限を小さくした場合には電装品の消費電流が大きいとき正常な動作を確保できない。
本発明の目的は、バッテリ最低電圧の向上とエンジン始動時間の短縮化とを両立できるエンジン始動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、エンジン始動要求時のバッテリに対する電圧要求に応じてスタータモータの電流値を可変する。
【発明の効果】
【０００７】
よって、本発明にあっては、バッテリに対する電圧要求に応じて、バッテリ最低電圧の向上とエンジン始動時間の短縮化とを両立できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１のエンジン始動装置のシステム図である。
【図２】実施例１のECM10で実行されるスタータモータ制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】実施例１のスタータモータ制御作用を示すタイムチャートである。
【図４】実施例２のバッテリ電圧に応じた電流指令値の補正ゲインマップである。
【図５】実施例３の始動時間に応じた電流指令値の補正ゲインマップである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
〔実施例１〕
図１は、実施例１のエンジン始動装置のシステム図である。
実施例１に示すエンジン始動装置は、アイドリングストップ制御およびコーストストップ制御を行う車両に搭載され、エンジンの始動および再始動を行うスタータモータ1を備える。アイドリングストップ制御とは、車両停止時に所定のエンジン停止条件が成立するとエンジンを自動停止させ、その後、所定のエンジン再始動条件が成立するとエンジンを再始動させる制御である。また、コーストストップ制御とは、車両の惰性走行時に所定のエンジン停止条件が成立するとエンジンを自動停止させ、その後、所定のエンジン再始動条件が成立するとエンジンを再始動させる制御である。
【００１０】
スタータモータ1の回転力は出力軸2からピニオン3に伝達される。ピニオン3は、出力軸2の軸上を軸方向（図中左右方向）に移動可能である。ピニオン3は、シフトレバー4の揺動により進退（軸方向移動）し、図中右側へ移動したときエンジン側のリングギア5と噛み合い、図中左側へ移動したときリングギア5と離間する。シフトレバー4の揺動はピニオン駆動リレー6により制御され、ピニオン駆動リレー6が通電されたときピニオン3がリングギア5側へ移動し、通電が解除されたときピニオン3がリングギア5から離れるようにシフトレバー4を揺動させる。
【００１１】
スタータモータ1およびピニオン駆動リレー6は、パワースイッチングモジュール(以下、PSM)7を介してバッテリ8から電流供給を受ける。PSM7は、バッテリ8からスタータモータ1へ電流を供給する。PSM7には、バッテリ8の端子間電圧を検出する電圧センサ9の検出信号が入力される。
PSM7は、エンジンコントロールモジュール(スタータ電流可変手段であって、以下、ECM)10により演算されたスタータモータ電流指令に基づいて、PSM7を駆動し、スタータモータ1へ電流を供給する。
【００１２】
ECM10は、ドライバのイグニッション操作によるエンジン始動時およびアイドリングストップ制御またはコーストストップ制御によるエンジン再始動時、PSM7を駆動してスタータモータ1を駆動すると共にピニオン駆動リレー6を作動させる。ECM10には、ピニオン3の回転数を検出する回転センサ11の検出信号が入力される。
ECM10は、アイドリングストップ制御およびコーストストップ制御によるエンジン再始動時における、バッテリ最低電圧の向上とエンジン始動時間の短縮化との両立を狙いとし、以下に示すようなスタータモータ制御処理を実施する。
【００１３】
［スタータモータ制御処理］
図２は、実施例１のECM10で実行されるスタータモータ制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。この処理は、上記のようにアイドリングストップ制御およびコーストストップ制御によるエンジン再始動時に実行される。
ステップS1では、エンジン再始動要求が有るか否かを判定し、YESの場合はステップS2へ進み、NOの場合はステップS1を繰り返す。
ステップS2では、回転センサ11により検出された回転数を読み込む。ピニオン3の回転数はエンジン回転数と一定の関係性を有し、さらにエンジン回転数は車速と一定の関係性を有する。よって、ピニオン3の回転数を見ることで、車速を検出できる。
ステップS3では、スタータモータ1の電流指令値を演算する。ここで、電流指令値は、ステップS2で読み込んだピニオン3の回転数が高いほど、すなわち、車速が高いほど低い値とする。
ステップS4では、ステップS3で演算した電流指令値となるようにPSM7に対しスタータモータ電流指令を出力する。
【００１４】
次に、作用を説明する。
図３は、実施例１のスタータモータ制御作用を示すタイムチャートであり、車両の惰性走行時にコーストストップ制御における所定のエンジン停止条件が成立し、エンジンが自動停止している状態を前提としている。図３において、時点t1のとき車速はV1、時点t2のとき車速はV2(<V1)、時点t3のとき車速はゼロ（停車）である。なお、時点t1でエンジン再始動要求があった場合をA、時点t2でエンジン再始動要求があった場合をB、時点t3でエンジン再始動要求があった場合をCとする。
【００１５】
実施例１では、車速に応じてスタータモータ1の電流指令値を変化させている。具体的には、車速が高いほど電流指令値を低い値に設定している。よって、各電流指令値の関係は、Cが最高、Aが最低となる。このため、エンジン回転数の変化速度および変化量から明らかなように、エンジン始動時間は、Cが最短、Aが最長となる。ここで、車速が低いほど、クリープトルクや急加速の要求が高くなることから、車速が低いほど電流指令値を高くすることで、早いエンジン始動要求に対応できる。
【００１６】
一方、電装品の最大消費電流は車速が高いほど大きくなる傾向がある。例えば、車速が高いとABSの作動領域に入るため、車速が高い場合には低い場合よりも最大消費電流は大きくなる。このため、図３に示すように、最低電圧要求値（バッテリ8に対する電圧要求）は、Aが最も高く、Cが最も低くなる。よって、車速が高いほど電流指令値を低くすることで、必要なバッテリ最低電圧を確保できる。
【００１７】
すなわち、実施例１では、早いエンジン始動の要求がある一方、高いバッテリ最低電圧が要求されない車速域では電流指令値を高くし、高いバッテリ最低電圧が要求される一方、早いエンジン始動の要求がない車速域では電流指令値を低くすることで、バッテリ最低電圧の向上とエンジン始動時間の短縮化との両立を図ることができる。
【００１８】
次に、効果を説明する。
実施例１のエンジン始動装置にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
(1) バッテリ8からの電流供給によりスタータモータ1を駆動してエンジンを始動させるエンジン始動装置において、エンジン始動要求時のバッテリ8に対する電圧要求に応じてスタータモータ1の指令電流値を可変するECM10を備えたため、バッテリ最低電圧の向上とエンジン始動時間の短縮化との両立を図ることができる。
【００１９】
(2) ECM10は、エンジン再始動要求時の車速に応じて電流指令値を変化させる。エンジン始動要求時のバッテリ8に対する電圧要求は、車速に応じて変化するため、電流指令値を車速に応じて変化させることで、車速に応じてバッテリ最低電圧の向上とエンジン始動時間の短縮化との両立を図ることができる。
【００２０】
(3) ECM10は、車速が高い場合には低い場合よりも電流指令値を低くする。車速が高い場合、高いバッテリ最低電圧は要求されるものの、早いエンジン始動の要求は低い。一方、車速が低い場合、早いエンジン始動の要求が高いものの、高いバッテリ最低電圧は要求されない。よって、車速が高い場合には低い場合よりも電流指令値を低くすることで、車速に応じてバッテリ最低電圧の向上とエンジン始動時間の短縮化との両立を図ることができる。
【００２１】
〔実施例２〕
実施例２は、バッテリ電圧の状態に応じて電流指令値を変化させる例である。
［スタータモータ制御処理］
実施例２のスタータモータ制御処理は、図２に示した実施例１とほぼ同じ内容であるが、ステップS2では、車速に加えて電圧センサ9により検出されたバッテリ電圧を読み込み、ステップS3では、車速とバッテリ電圧とに基づいて電流指令値を演算する。電流指令値は、実施例１と同様の方法で車速に応じた電流指令値を演算し、これにバッテリ電圧に応じて求めた補正ゲインを乗算して求める。図４は、実施例２のバッテリ電圧に応じた電流指令値の補正ゲインマップであり、実施例２では、電圧センサ9により検出されたバッテリ電圧が高いほど、補正ゲインを大きくする。よって、電流指令値は、バッテリ電圧が高いほど大きな値となる。
なお、他の構成は実施例１と同じであるため、図示並びに説明は省略する。
【００２２】
次に、作用を説明する。
実施例２では、バッテリ電圧が高いほど電流指令値を高くする。バッテリ8の充電量SOC(State Of Charge)が低い場合や、劣化度SOH(State Of Health）が高い場合、バッテリ8の端子間電圧は低下するため、バッテリ電圧が低い場合には電流指令値を低くすることで、バッテリ8の充電量が低い場合や劣化度が高い場合であっても、エンジン再始動時に電装品の正常な動作を確保できるため、コーストストップ制御が実施可能である。
【００２３】
次に、効果を説明する。
実施例２のエンジン始動装置にあっては、実施例１の効果(1)〜(3)に加え、以下の効果を奏する。
(4) ECM10は、エンジン再始動要求時のバッテリ電圧が高いほど電流指令値を高くするため、バッテリ8の充電量が低い場合や劣化度が高い場合であっても、エンジン再始動時に電装品の正常な動作を確保できるため、コーストストップ制御が実施可能である。
【００２４】
〔実施例３〕
実施例３は、電装品の作動状態や消費電力に応じて電流指令値を変化させる例である。
実施例３のスタータモータ制御処理は、図２に示した実施例１とほぼ同じ内容であるが、ステップS2では、車速に加えてエンジン始動要求からの経過時間（始動時間）を読み込み、ステップS3では、車速と始動時間とに基づいて電流指令値を演算する。電流指令値は、実施例１と同様の方法で車速に応じた電流指令値を演算し、これに始動時間に応じて求めた補正ゲインを乗算して求める。図５は、実施例３の始動時間に応じた電流指令値の補正ゲインマップであり、実施例３では、始動時間が長いほど、補正ゲインを小さくする。よって、電流指令値は、始動時間が長いほど小さな値となる。
なお、他の構成は実施例１と同じであるため、図示並びに説明は省略する。
【００２５】
次に、作用を説明する。
実施例３では、始動時間が長いほど電流指令値を低くする。バッテリ電圧はバッテリ8からの持ち出し電流によって決まるが、スタータモータ1以外の消費電流分は最大電流を想定して電圧降下を決めている。
ここで、始動時間が長いほど電装品の消費電流は増加するため、始動時間に応じて電流指令値を決めることは、電装品の消費電流に応じて始動時間を決めることと等価である。よって、電装品の消費電流が多いほど電流指令値を低くすることで、バッテリ電圧を確保しながら、始動時間の短縮を図ることができる。
【００２６】
次に、効果を説明する。
実施例３のエンジン始動装置にあっては、実施例１の効果(1)〜(3)に加え、以下の効果を奏する。
(5) ECM10は、エンジン再始動要求時の始動時間が長いほど電流指令値を低くするため、バッテリ電圧を確保しながら、始動時間の短縮を図ることができる。
【００２７】
（他の実施例）
以上、本発明を実施するための形態を、実施例に基づいて説明したが、実施例に限らず、他の構成であっても本発明に含まれる。
例えば、実施例２と実施例３とを合わせた構成、すなわち、車速による電流指令値の補正と始動時間による電流指令値の補正とを同時に行う構成としても良い。
【符号の説明】
【００２８】
1  スタータモータ
2  出力軸
3  ピニオン
4  シフトレバー
5  リングギア
6  ピニオン駆動リレー
7  パワースイッチングモジュール
8  バッテリ
9  電圧センサ
10  エンジンコントロールモジュール
（スタータ電流可変手段）
11  回転センサ
【図１】
2013194542.tif 000003
【図２】
2013194542.tif 000004
【図３】
2013194542.tif 000005
【図４】
2013194542.tif 000006
【図５】
2013194542.tif 000007