(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池を電源としてエンジンのスタータモータを駆動する車両用エンジンの始動方法であって、
二次電池の電圧を検出し、
二次電池の電圧を所定値と比較して、当該所定値以上である場合は二次電池からスタータモータへの放電を許し、所定値より低い場合は放電を禁止し、
放電禁止後の電圧上昇率に基づいて前記二次電池からスタータモータへの放電のオンオフを繰り返すことを特徴とする車両用エンジンの始動方法。
【請求項２】
二次電池を電源として、キースイッチからスタータリレーを介してエンジンのスタータモータを制御する車両用エンジンの始動方法であって、
二次電池の電圧を検出し、
二次電池の電圧を所定値と比較して、当該所定値以上である場合は二次電池からスタータモータへの放電を許し、所定値より低い場合は放電を禁止し、
放電禁止後の電圧上昇率に基づいて前記二次電池からスタータモータへの放電のオンオフを繰り返すことを特徴とする車両用エンジンの始動方法。
【請求項３】
二次電池を電源として、キースイッチからスタータリレーを介してエンジンのスタータモータを制御する車両用エンジンの始動方法であって、
キースイッチがスタート位置かどうかを検出し、
キースイッチがスタート位置になると、二次電池の電圧を検出し、
二次電池の電圧を所定値と比較して、当該所定値以上である場合はスタータリレーをオンとし、所定値より低い場合はスタータリレーをオフすることにより、
二次電池の電圧が所定値以上であるときは二次電池からスタータモータへ放電され、所定値より低い場合は二次電池からスタータモータへの放電が禁止されるようにし、
放電禁止後の電圧上昇率に基づいて前記二次電池からスタータモータへの放電のオンオフを繰り返すことを特徴とする車両用エンジンの始動方法。
【請求項４】
二次電池を電源としてエンジンのスタータモータを駆動する車両用エンジンの始動装置において、
二次電池の電圧を検出する電圧センサと、
キースイッチとスタータモータの間に設けられ、スタータモータをオン／オフさせるスタータリレーと、
二次電池の電圧を所定値と比較して、当該所定値以上であるときは前記スタータリレーをオンさせ、所定値より低いときはスタータリレーをオフさせるスタータリレー制御部とを有して、
前記キースイッチがスタート位置にある場合に、二次電池の電圧が所定値以上であるときは二次電池からスタータモータへ放電され、所定値より低い場合は二次電池からスタータモータへの放電が禁止されるように構成し、
放電禁止後の電圧上昇率に基づいて前記二次電池からスタータモータへの放電のオンオフを繰り返すことを特徴とする車両用エンジンの始動装置。
【請求項５】
前記スタータリレーは、その電源を前記キースイッチのスタート位置を介して得ており、前記キースイッチがスタート位置にある状態で、オンまたはオフを繰り返すものであることを特徴とする請求項４記載の車両用エンジンの始動装置。
【請求項６】
前記スタータリレーは、その電源を前記キースイッチを介しないで得ており、
前記スタータリレー制御部は、前記キースイッチからのスタート位置にある旨の信号を受けて前記スタータリレーをオンまたはオフさせるものであることを特徴とする請求項４記載の車両用エンジンの始動装置。
【請求項７】
前記スタータリレー制御部は、前記キースイッチからのスタート位置にある旨の信号を受けたあとは、前記スタータリレーのオンまたはオフをエンジンが完爆するまで繰り返すことを特徴とする請求項６記載の車両用エンジンの始動装置。
【請求項８】
前記スタータモータは、二次電池からの放電経路にモータスイッチを備え、
前記スタータリレーは前記モータスイッチをオン／オフすることを特徴とする請求項４、５、６または７記載の車両用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、二次電池を搭載した車両におけるエンジンの始動方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、車両の電源として例えば複数のリチウムイオン単電池を組電池としたリチウム二次電池を搭載することが行なわれているが、内燃エンジンを駆動源とする車両においては、エンジン始動のためのスタータモータをそのリチウム二次電池で駆動することになる。
電池は一般にその出力性能が温度に大きく影響されるものであり、リチウム二次電池においても例えば−３０℃などの低温下では十分な出力電力を得ることが困難であり、スタータモータの必要トルクや必要回転数が確保できないため、エンジン始動ができないこととなる。
【０００３】
そこで、例えば特開平１０−２８５８１３号公報には、低温時にリチウム二次電池を暖めて必要な電力を取り出そうとする技術が開示されている。
図６はその概要構成を示す。スタータモータ３０はキースイッチ２に接続されたスタータリレー６を介してリチウム二次電池１に接続されている。リチウム二次電池１には、これを外部から加熱するヒータ３２、二次電池近傍の温度を検出する温度センサ３４、二次電池の端子電圧を検出する電圧センサ９が付設され、全体の動作を制御する電池コントローラ３６が設けられている。電池コントローラ３６は、イグニションリレー３を介してリチウム二次電池１から電源供給を受ける。ヒータ３２はヒータスイッチ３３を介して制御される。
【０００４】
電池コントローラ３６は、キースイッチ２の投入によるスタータモータ駆動開始時に、リチウム二次電池１の端子電圧が所定電圧以下であり、二次電池近傍の温度が低温であるときは、ヒータ３２を作動させて二次電池近傍を加熱し、適正な放電特性が得られる温度になって端子電圧が所定電圧より大きくなってからリチウム二次電池１からの電力をスタータモータ３０へ供給するようにスタータリレー６を制御する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の始動装置では、電圧センサ９に加え、リチウム二次電池を外部から加熱するヒータ３２と二次電池近傍の温度を検出する温度センサ３４とを要し、部品点数が多い。また電池コントローラ３６は二次電池の端子電圧と近傍の温度の状態を判断してヒータ３２を作動させ、その後端子電圧の状態を判断してからスタータリレー６を制御して電力をスタータモータ３０へ供給するように、複雑な制御処理を行わなければならないので、高価なシステムとなってしまう。しかもセンサが多いので、例えば温度センサ３４が故障などすれば始動制御が不可能となり、信頼性を確保するのが容易でない。
【０００６】
また、コスト低減のため電圧センサ９を省略して、ヒータ３２でリチウム二次電池１を外部から加熱するとともに、二次電池近傍の温度に基づいて電力供給の可否を判断することも考えられるが、外部からの加熱では温度センサ３４で検出する二次電池の表面温度と電池内部の温度の間にばらつきが生じざるを得ず、したがって温度センサ３４で検出された二次電池近傍の温度が同じでも、当該二次電池の出力特性が大きく異なる場合が多く発生する。この傾向はとくに低温であるほど顕著となる。
【０００７】
そのため、図７の端子電圧と温度の変化状態に示すように、点Ｐ０の制御開始からヒータで二次電池近傍を加熱し、二次電池近傍の温度Ｈ１がスタータモータでの始動が実現可能の放電特性が得られる温度δになったことを確認して、点Ｐ１でスタータモータへの放電を開始しても、実際には二次電池の内部温度Ｈ２は未だ低くて、ヒータを相当時間駆動させて電力を消費したあとで十分な出力が得られないまま点Ｐ２で端子電圧が許容最低電圧まで落ち込んで、完爆できないとともに、二次電池自体の内部短絡が生じて寿命を低下させるおそれもある。
【０００８】
そこで、二次電池の表面温度と内部温度のばらつきを吸収するため、電力をスタータモータへ供給可能と判断する温度センサによる検出温度の基準値を高く設定すると、二次電池自体からヒータへ必要以上の電力を供給することになり、二次電池の残存容量を無駄に減らしてしまうという問題を招く。
したがって本発明は、上記従来の問題点に鑑み、構成が簡単で低コストに実現され、低温時において効率良くエンジンを始動でき、無駄な電力消費を防止してかつ信頼性の高い車両用エンジン始動方法および装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１の発明は、二次電池を電源としてエンジンのスタータモータを駆動する車両用エンジンの始動方法であって、二次電池の電圧を検出し、二次電池の電圧を所定値と比較して、当該所定値以上である場合は二次電池からスタータモータへの放電を許し、所定値より低い場合は放電を禁止し、放電禁止後の電圧上昇率に基づいて前記二次電池からスタータモータへの放電のオンオフを繰り返すものとした。
【００１０】
請求項２の発明は、二次電池を電源として、エンジンのスタータモータを制御する車両用エンジンの始動方法であって、二次電池の電圧を検出し、二次電池の電圧を所定値と比較して、当該所定値以上である場合は二次電池からスタータモータへの放電を許し、所定値より低い場合は放電を禁止し、放電禁止後の電圧上昇率に基づいて二次電池からスタータモータへの放電のオンオフが繰り返されるものとした。
【００１１】
請求項３の発明は、二次電池を電源として、キースイッチからスタータリレーを介してエンジンのスタータモータを制御する車両用エンジンの始動方法であって、キースイッチがスタート位置かどうかを検出し、キースイッチがスタート位置になると、二次電池の電圧を検出し、二次電池の電圧を所定値と比較して、当該所定値以上である場合はスタータリレーをオンとし、所定値より低い場合はスタータリレーをオフすることにより、二次電池の電圧が所定値以上であるときは二次電池からスタータモータへ放電され、所定値より低い場合は二次電池からスタータモータへの放電が禁止されるようにし、放電禁止後の電圧上昇率に基づいて二次電池からスタータモータへの放電のオンオフを繰り返すようにしたものである。
【００１２】
請求項４の発明は、二次電池を電源としてエンジンのスタータモータを駆動する車両用エンジンの始動装置において、二次電池の電圧を検出する電圧センサと、キースイッチとスタータモータの間に設けられ、スタータモータをオン／オフさせるスタータリレーと、二次電池の電圧を所定値と比較して、当該所定値以上であるときはスタータリレーをオンさせ、所定値より低いときはスタータリレーをオフさせるスタータリレー制御部とを有して、キースイッチがスタート位置にある場合に、二次電池の電圧が所定値以上であるときは二次電池からスタータモ
ータへ放電され、所定値より低い場合は二次電池からスタータモータへの放電が禁止されるように構成し、放電禁止後の電圧上昇率に基づいて前記二次電池からスタータモータへの放電のオンオフを繰り返すものとした。
【００１３】
請求項５の発明は、とくにスタータリレーがその電源をキースイッチのスタート位置を介して得ており、キースイッチがスタート位置にある状態で、オンまたはオフを繰り返すものとした。
また、請求項６の発明は、スタータリレーがその電源をキースイッチを介しないで得ており、スタータリレー制御部は、キースイッチからのスタート位置にある旨の信号を受けてスタータリレーをオンまたはオフさせるものとした。
【００１４】
請求項７の発明では、スタータリレー制御部は、キースイッチからのスタート位置にある旨の信号を受けたあとは、スタータリレーのオンまたはオフをエンジンが完爆するまで繰り返すものとした。
【００１５】
請求項８の発明は、スタータモータが二次電池からの放電経路にモータスイッチを備え、スタータリレーは内部スイッチをオン／オフするものとしている。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１の発明は、車両用エンジンの始動方法において、二次電池の電圧が所定値以上である場合は二次電池からスタータモータへの放電を許し、所定値より低い場合は放電を禁止し、放電禁止後の電圧上昇率に基づいて二次電池からスタータモータへの放電のオンオフを繰り返すものとしたので、所定値を例えばスタータモータの始動が実現可能の最低電圧に設定することにより、電圧低下による二次電池の内部短絡を生じることなく、二次電池の寿命を低下させない。
また、放電オフの間に二次電池の温度を内部発熱で上昇させ、電圧を回復させてエンジン完爆に十分な放電特性を得ることができる。
【００１７】
請求項２の発明は、二次電池の電圧が所定値以上である場合は二次電池からスタータモータへの放電を許し、所定値より低い場合は放電を禁止し、放電禁止後の電圧上昇率に基づいて二次電池からスタータモータへの放電のオンオフを繰り返すものとしたので、低温時には例えば最低電圧を割り込まない範囲でスタータモータへ放電して二次電池の温度を内部発熱で上昇させ、放電オフの間に電圧を回復させる制御を繰り返し、内部温度を所定値まで上昇させることでエンジン完爆に十分な放電特性を得ることができる。ヒータを用いないで温度を上昇させるから、無駄な電力消費もない。
【００１８】
請求項３の発明では、キースイッチがスタート位置になると、二次電池の電圧を検出し、二次電池の電圧が所定値以上である場合はスタータリレーをオンとし、所定値より低い場合はスタータリレーをオフすることを繰り返して、このオン、オフのみで直接的に二次電池からスタータモータへの放電をオン／オフするので、請求項２と同じ効果が得られる。
【００１９】
請求項４の発明は、車両用エンジンの始動装置において、スタータリレー制御部が電圧センサで検出した二次電池の電圧が所定値以上であるときはスタータリレーをオンさせ、所定値より低いときはスタータリレーをオフさせて、キースイッチがスタート位置にある場合に、スタータリレーのオン／オフにしたがって二次電池からスタータモータへの放電がオン／オフされるものとしたので、低温時には例えば最低電圧を割り込まない範囲でスタータモータへ放電して二次電池の温度を内部発熱で上昇させ、放電オフの間に電圧を回復させながらエンジン完爆に十分な放電特性を得ることができ、二次電池の内部短絡を招かず、また無駄な電力消費もない。
そして、制御用のセンサとしては電圧センサのみを備えるので、構成が簡単で低コストであり、かつ信頼性が高い。
【００２０】
請求項５の発明では、スタータリレーは二次電池の電圧に応じてあらかじめオン可能状態あるいはオン禁止状態とされ、キースイッチがスタート位置になって具体的にオンまたはオフとなる。これにより、スタータモータへの放電がスタータリレーを介して確実に制御される。
【００２１】
また、請求項６の発明は、キースイッチがスタート位置になったときスタータリレー制御部により直接オンまたはオフされて、これによっても、スタータモータへの放電がスタータリレーを介して確実に制御される。
さらに請求項７の発明では、請求項６においてスタータリレーの電源がキースイッチを介していないので、キースイッチの位置にかかわらずスタータリレー制御部によりスタータリレーをオン／オフでき、このオン／オフを繰り返すことによりキースイッチがスタート位置から戻されても自動的にエンジン完爆まで始動遂行される。
【００２２】
請求項８の発明は、スタータモータへの配線が二次電池からの放電経路すなわち駆動電力ラインと制御ラインに分けられ、スタータリレーはモータスイッチをオン／オフする制御信号を通すだけであるから、負荷が小さく、小型で低コストのもので済む。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例により説明する。
図１は第１の実施例の構成を示すブロック図である。
複数のリチウムイオン単電池１ａを組電池としたリチウム二次電池１に、イグニションリレー３を介してエンジンコントロールユニット５およびスタータリレー制御部１０が接続されている。イグニションリレー３のコイル４の一端はキースイッチ２を介して同じくリチウム二次電池１に接続され、他端は接地されており、キースイッチ２のイグニション位置（ＩＧＮ）によりイグニションリレー３がＯＮし、エンジンコントロールユニット５およびスタータリレー制御部１０へ電源が供給される。
【００２４】
リチウム二次電池１にはイグニションリレー３と並列にスタータモータ２０が接続されている。
スタータモータ２０は、リチウム二次電池１と直列に接続されたモータスイッチ２１とモータ本体２３からなり、モータスイッチ２１を介してモータ本体２３に直接駆動電力を受ける。モータスイッチ２１のコイル２２の一端はスタータリレー６を介してキースイッチ２に接続され、他端は接地されている。
スタータリレー６のコイル７の一端はキースイッチ２に接続されている。コイル７の他端は後述するトランジスタ１５のコレクタに接続されている。
【００２５】
スタータリレー制御部１０は、ＣＰＵ１１により制御されるトランジスタ１５を備えている。すなわち、トランジスタ１５はそのベースを抵抗１２を介してＣＰＵ１１に接続され、抵抗１２とＣＰＵ１１の接続点にはさらに、一端がイグニションリレー３の下流側の電源ラインＳに接続された抵抗１３と、一端が接地された抵抗１４とが接続されている。
トランジスタ１５のコレクタは前述のようにスタータリレー６のコイル７の他端に接続され、エミッタは接地されている。
【００２６】
これにより、抵抗１３、１４で調整されたバイアス電圧が抵抗１２を経てトランジスタ１５のベースにＨ（ハイ）レベルとして印加され、ＣＰＵ１１からのＬ（ロウ）出力によりトランジスタ１５がＯＮからＯＦＦへ切り替わる。
ＣＰＵ１１にはエンジンコントロールユニット５から後述する完爆信号が入力されるようになっている。
リチウム二次電池１にはその端子電圧を検出する電圧センサ９が付設され、電圧センサ９の出力はＣＰＵ１１に入力される。
【００２７】
キースイッチ２のイグニション位置においてイグニションリレー３がＯＮし、エンジンコントロールユニット５やスタータリレー制御部１０に電源が供給される。そしてさらにキースイッチ２がスタート位置にまわされると、スタータリレー制御部１０は、リチウム二次電池１の端子電圧値に応じてスタータリレー６をＯＮ／ＯＦＦ制御するとともに、エンジンコントロールユニット５から完爆信号が入力されるとスタータリレー６をＯＦＦしてエンジン始動を完了する。
【００２８】
図２はスタータリレー制御部１０におけるＣＰＵ１１による始動制御の流れを示すフローチャートである。
まず、キースイッチ２がイグニション位置とされスタータリレー制御部１０に電源が供給されている状態で、ステップ１０１において、電圧センサ９からリチウム二次電池１の端子電圧を読み込み、ステップ１０２でその電圧値が所定値Ｃ以上であるかどうかをチェックする。
所定値Ｃは、リチウム二次電池１の使用可能電圧範囲の下限値以上で、車両として許容可能の最低電圧に設定して、電圧低下によるリチウム二次電池１の内部短絡を生じないものとしてある。
【００２９】
リチウム二次電池１の端子電圧がＣ以上であるときは、ステップ１０３において、トランジスタ１５のベースをＨ（ハイ）にしてトランジスタをＯＮ状態に保持し、これによりスタータリレー６をＯＮ可能状態にする。
そして、ステップ１０４で、エンジンコントロールユニット５から完爆信号ａが入力されたかどうかをチェックする。
完爆信号ａが入力されていない間は、ステップ１０１へ戻り上記のステップを繰り返す。
【００３０】
この繰り返しの間、キースイッチ２がスタート位置にまわされると、スタータリレー６がＯＮして、コイル２２が通電されてモータスイッチ２１がＯＮし、リチウム二次電池１からスタータモータ（モータ本体２３）へ放電（電力供給）され、スタータモータが駆動状態となって、エンジンが始動開始される。
【００３１】
エンジン始動が完了すると、エンジンコントロールユニット５から完爆信号ａが出力される。
ステップ１０４のチェックで、エンジンコントロールユニット５から完爆信号ａが入力されると、ステップ１０５でトランジスタ１５のベースをＬ（ロウ）にしてトランジスタをＯＦＦにして制御を終了する。これにより、たとえキースイッチ２がまだスタート位置に保持されていたとしても、スタータリレー６がＯＦＦしてスタータモータ１５は停止する。
【００３２】
ステップ１０２のチェックでリチウム二次電池１の端子電圧がＣより低いときは、ステップ１０６へ進む。
ステップ１０６では、トランジスタ１５のベースをＬにしてトランジスタをＯＦＦにして、スタータリレー６のＯＮを禁止する。
【００３３】
その後、ステップ１０７において、リチウム二次電池１の端子電圧の上昇率がＹ（Ｖ／ｓｅｃ）以下になっているかどうかをチェックし、ステップ１０８においては、上記トランジスタ１５をＯＦＦにしてから所定時間Ｔ（ｓｅｃ）が経過したかどうかをチェックする。
所定時間Ｔおよび電圧の上昇率Ｙは、リチウム二次電池１の定格容量やとくに低温時の温度特性によって回復速度が異なるため、実験等により最適値を求めておくのがよい。
端子電圧の上昇率がＹ以下でなく、所定時間Ｔも経過していない間は上記ステップ１０７、１０８が繰り返される。
【００３４】
所定時間Ｔが経過し、あるいは端子電圧の上昇率がＹ以下になっているときは、ステップ１０９で再度リチウム二次電池１の端子電圧が所定値Ｃ以上になっているどうかをチェックする。
ここで、端子電圧がＣ以上であるときは、ステップ１０３へ進んで、トランジスタ１５のベースをＨにしてトランジスタをＯＮさせ、スタータリレー６をＯＮ可能状態にする。
一方、ステップ１０９のチェックで端子電圧がＣより低いときは、リチウム二次電池１の残存容量がないものとして制御を終了する。
【００３５】
上記の制御フローによれば、リチウム二次電池１の残存容量がある状態において、常温下での始動時には、リチウム二次電池１から出力電力を十分取り出せる環境にあり、かつトランジスタ１５がＯＮしているので、キースイッチ２がスタート位置にまわされれば即時にスタータモータ２０が駆動されエンジン始動が開始される。そして、始動が完了してエンジンコントロールユニット５から完爆信号が出るとトランジスタ１５がＯＦＦされ、直ちにスタータモータ２０が停止される。
【００３６】
一方、例えば−３０℃などの低温下では、キースイッチ２をスタート位置にした当初ステップ１０２でリチウム二次電池１の端子電圧が所定値Ｃ以上であってスタータモータ２０の駆動が開始されても、駆動による電圧低下により端子電圧が所定値Ｃを割り込むと、次回のフローにおけるステップ１０６でトランジスタ１５がＯＦＦされてスタータモータ２０への放電が遮断される。
【００３７】
図３はこの低温下でのリチウム二次電池１の端子電圧Ｄと内部温度Ｆの変化状態を示す。
図中、γは始動開始時のリチウム二次電池１の内部温度、δはスタータモータ２０での始動が実現可能の放電特性が得られる同電池の内部温度である。
リチウム二次電池１の端子電圧Ｄは、その内部温度が低温（Ｆ＝γ）であるため、時刻ｔ０でスタータモータへ放電開始後非常に短い時間Ｂ１でＤ１から所定値Ｃに低下するため、当該所定値Ｃに達した時点ｔ１で放電が遮断される。
【００３８】
リチウム二次電池１は放電を遮断されたあとは、時間経過とともに急速に電圧が回復するので、ステップ１０７、１０８においてその電圧上昇率が小さくなったなどの回復指標を得て、時刻ｔ２において再度端子電圧Ｄが所定値Ｃ以上となっていることを確認するとまたトランジスタ１５がＯＮ状態にされる。これにより、まだキースイッチ２がスタート位置に保持されていれば放電が開始されスタータモータ２０を駆動する。図３はこの状態を示す。なお、キースイッチ２がイグニション位置に戻されていればスタート位置にまわすことによりスタータモータへの放電が開始される。
この間、内部温度Ｆは遮断直前の放電電流による電池内部発熱でわずかに上昇する。
【００３９】
スタータモータ２０への再度の放電開始後は、時間Ｂ２で所定値Ｃに低下するため、当該所定値Ｃに達した時点ｔ３で放電が遮断される。ここで、時間Ｂ２は放電持続時間であるが、リチウム二次電池１の内部温度Ｆが上昇しているので、放電特性が回復し、時間Ｂ２は前回の時間Ｂ１よりも長くなっている。
スタータモータ２０へのこの放電／遮断が繰り返されてスタータモータが駆動される間、リチウム二次電池１の放電特性は加速度的に回復していき、放電遮断後端子電圧Ｄが所定値Ｃ以上になったことを確認するまでの時間Ａ（Ａ１、Ａ２、・・・）も短くなっていく。
【００４０】
こうして時刻ｔ４における放電開始後、内部温度Ｆが上昇してδを越すと、スタータモータ２０での始動が実現可能の放電特性となって、時刻ｔ５においてエンジンが完爆し始動が完了する。時刻ｔ５でエンジンコントロールユニット５から完爆信号ａが出るとトランジスタ１５がＯＦＦされ、直ちにスタータモータ２０が停止され、制御が終了する。
【００４１】
本実施例は以上のように構成され、リチウム二次電池の上述の回復特性を利用して端子電圧に応じてスタータモータをＯＮ／ＯＦＦものとしたので、電池を外部から加熱するヒータや電池近傍の温度を検出する温度センサが不要で、また端子電圧および電池近傍の温度状態とを判断してヒータを作動させ、その後端子電圧の状態を判断してからスタータリレーを制御するというような複雑な処理も必要がなく、構成簡単、低コストで、かつ信頼性が向上する。
【００４２】
さらに、低温時における始動でも、リチウム二次電池１の主な放電電流は端子電圧に応じて繰り返しＯＮ／ＯＦＦされるスタータモータ２０駆動時の電流であり、従来のヒータを相当時間継続して作動させるような無駄な過放電がない。同じく端子電圧に応じてＯＮ／ＯＦＦすることにより、内部短絡が防止されるので、リチウム二次電池の寿命が延びる。
また、キースイッチ２をスタート位置に保持した状態でもエンジン始動が完了するとその時点でスタータモータ２０への放電を停止するから、この点でも電力消費がさらに小さくなる。そして、スタータモータ２０が始動完了後に過回転することも防止されるので、スタータモータの小型化ならびに軽量化が可能となり、高寿命が得られる。
【００４３】
図４は第２の実施例の構成を示すブロック図である。これは第１の実施例に対してスタータリレーの電源の取り込み先を異ならせたものである。
スタータリレー６のコイル７の一端がイグニションリレー３下流側の電源ラインＳに接続され、コイル７の他端はトランジスタ１５のコレクタに接続されている。キースイッチ２からは当該キースイッチがスタート位置にあるときスタート信号ｂがスタータリレー制御部１０’のＣＰＵ１１に入力されるようになっている。
その他の構成は図１の第１の実施例と同じである。
【００４４】
図５は第２の実施例における始動制御の流れを示すフローチャートである。
キースイッチ２がイグニション位置とされ、スタータリレー制御部１０’に電源が供給されると制御が開始する。
まず、ステップ２０１において、キースイッチ２からスタート信号ｂが入力されているかどうかをチェックする。
キースイッチ２がスタート位置にまわされ、スタート信号ｂが入力されたときは、ステップ２０２で電圧センサ９からリチウム二次電池１の端子電圧を読み込み、ステップ２０３でその電圧値が所定値Ｃ以上であるかどうかをチェックする。
【００４５】
リチウム二次電池１の端子電圧がＣ以上であるときは、ステップ２０４において、スタータリレー６をＯＮさせる。すなわち、トランジスタ１５のベースをＨにしてトランジスタをＯＮにすると、スタータリレー６のコイル７はイグニションリレー３下流側の電源ラインＳに接続されているから、これによりスタータリレー６がＯＮ状態になる。
リチウム二次電池１からスタータモータ２０へ放電され、スタータモータが駆動状態となって、エンジンが始動開始される。
【００４６】
そして、ステップ２０５で、エンジンコントロールユニット５から完爆信号ａが入力されたかどうかをチェックする。
完爆信号ａが入力されていない間は、その後のスタート信号ｂの存否にかかわらず、ステップ２０２へ戻り上記のステップを繰り返す。
エンジン始動が完了してエンジンコントロールユニット５から完爆信号ａが入力されると、ステップ２０６で、スタータリレー６をＯＦＦさせる。すなわち、トランジスタ１５のベースをＬにしてトランジスタをＯＦＦにし、これにより、キースイッチ２の位置にかかわらず、スタータリレー６がＯＦＦしてスタータモータ２０は停止する。このあと制御を終了する。
【００４７】
ステップ２０３のチェックでリチウム二次電池１の端子電圧がＣより低いときは、ステップ２０７へ進む。ステップ２０７では、トランジスタ１５のベースをＬにしてトランジスタをＯＦＦにし、スタータリレー６をＯＦＦさせる。
ステップ２０７から２１０は図２の第１の実施例におけるステップ１０６から１０９と同じである。
ステップ２０８、２０９では、端子電圧の上昇率Ｙおよび経過時間Ｔをチェックし、ステップ２１０では、リチウム二次電池１の端子電圧が所定値Ｃ以上になっているどうかをチェックする。
【００４８】
ここで、端子電圧がＣ以上であるときは、ステップ２０４に進んで、スタータリレー６をＯＮさせる。
一方、ステップ２１０のチェックで端子電圧がＣより低いときは、制御を終了する。
【００４９】
本実施例は以上のように構成され、第１の実施例と同じ効果を有するとともに、とくにスタータリレー６のコイル７をキースイッチ２を介さずにイグニションリレー３下流側の電源ラインＳに接続し、キースイッチ２からのスタート信号ｂに基づいてスタータリレー６をＯＮさせたあとは、完爆信号が入力されるまで端子電圧に応じてスタータモータ２０を駆動制御するので、キースイッチ２をスタート位置にまわしたあとイグニション位置に戻してもエンジン始動が完了するまで自動的に始動制御が継続されるという利点を有する。
なお、キースイッチ２をスタート位置から戻した場合にも始動制御が継続中であることを示すインジケータを備えるとさらに好ましい。
【００５０】
なお、各実施例ではスタータモータの駆動源としてリチウム二次電池を用いた例について説明したが、本発明は放電による内部発熱と放電遮断直後の速やかな電圧回復特性を利用できる二次電池であれば、同様に適用される。
また、各実施例ではスタータモータがモータ本体とモータスイッチからなるものとしているが、これに限定されず、例えばスタータリレー（の接点）をキースイッチではなくイグニションリレーからの電源ラインＳに接続するとともにモータスイッチを廃して、モータ本体への駆動電力をスタータリレーにより直接ＯＮ／ＯＦＦするようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施例における始動制御の流れを示すフローチャートである。
【図３】実施例における低温下での二次電池の端子電圧Ｄと内部温度の変化状態を示す説明図である。
【図４】第２の実施例の構成を示すブロック図である。
【図５】第２の実施例における始動制御の流れを示すフローチャートである。
【図６】従来例を示す図である。
【図７】従来例における低温下での二次電池の端子電圧Ｄと内部温度の変化状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１        リチウム二次電池
２        キースイッチ
３        イグニションリレー
４        コイル
５        エンジンコントロールユニット
６        スタータリレー
７        コイル
９        電圧センサ
１０、１０’    スタータリレー制御部
１１      ＣＰＵ
１２、１３、１４    抵抗
１５      トランジスタ
２０      スタータモータ
２１      モータスイッチ
２２      コイル
２３      モータ本体
Ｓ        電源ライン
【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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