(57)【要約】【課題】エンジン始動時に発生するバッテリの電圧降下を確実に抑制し、エンジンを円滑に始動することができるエンジン始動制御装置を提供する。【解決手段】エンジン始動制御装置１１０は、バッテリ１１１と、突入電流抑制装置１１２とを備え、突入電流抑制装置１１２は、バッテリ１１１のバッテリ状態を検出するバッテリ状態検出部１２０と、突入電流を抑制する突入電流抑制部１３０と、スタータモータ１０１に対する電力の供給または停止を行うリレー１４０と、突入電流抑制部１３０およびリレー１４０の動作を制御する制御部１５０とを備え、制御部１５０が、バッテリ状態に基づいて突入電流抑制部１３０の動作を制御することによって突入電流を抑制することにより、エンジン始動時に発生するバッテリ１１１の電圧降下を抑制する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動力を発生するエンジンおよび電力供給を受けて前記エンジンを始動するスタータモータを搭載した車両のエンジン始動制御装置であって、
前記スタータモータに電力を供給する蓄電装置と、
前記スタータモータの始動時に前記蓄電装置から前記スタータモータに流入する電流を抑制する電気抵抗手段と、
前記電気抵抗手段の両端間を短絡状態および開放状態のいずれかに切り替える短絡開放状態切替手段と、
前記蓄電装置の状態を検出する蓄電装置状態検出手段と、
前記蓄電装置状態検出手段によって検出された前記蓄電装置の状態に応じて前記電気抵抗手段の両端間を開放状態にする開放状態時間を決定する開放状態時間決定手段と、
前記スタータモータに電流が供給開始される時から前記開放状態時間が経過するまで前記電気抵抗手段の両端間を開放状態にし、前記開放状態時間経過後において前記電気抵抗手段の両端間を短絡状態にするよう前記短絡開放状態切替手段を制御する切替制御手段と、を備えたことを特徴とするエンジン始動制御装置。
【請求項２】
前記電気抵抗手段が、温度上昇に応じて電気抵抗値が低下する素子を含むことを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動制御装置。
【請求項３】
前記蓄電装置状態検出手段が、前記蓄電装置の充電量、内部抵抗および温度に基づいて前記蓄電装置の状態を検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジン始動制御装置。
【請求項４】
前記切替制御手段が、前記スタータモータに電流が供給開始される前に前記電気抵抗手段の両端間が開放状態になるよう前記短絡開放状態切替手段を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載のエンジン始動制御装置。
【請求項５】
前記請求項１ないし請求項４のいずれか１の請求項に記載のエンジン始動制御装置と、エンジンを始動するスタータモータとを備えた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、例えば、車両に搭載されたエンジンを始動制御するエンジン始動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のエンジン始動制御装置は、エンジンを回転始動するスタータモータと、スタータモータに電力を供給する蓄電装置とを備え、蓄電装置から電力をスタータモータに供給してスタータモータを始動し、スタータモータの駆動力をエンジンに伝達することによってエンジンを始動するようになっている。スタータモータの始動直後において、蓄電装置の出力電圧が低下してエンジンの始動性が低下するので、蓄電装置の出力電圧の低下を防止する装置が提案されている（例えば、特許文献１および２参照）。
【０００３】
まず、特許文献１に示されたエンジン始動装置は、スタータモータの通電回路を開閉する電磁スイッチと、スタータモータのコイルに接続され、スタータモータの始動時に発生する突入電流を抑制する始動抵抗と、始動抵抗を短絡できる短絡用リレーとを備え、エンジン始動時に始動抵抗を介してスタータモータに所定時間電流を流した後、始動抵抗を短絡用リレーで短絡することによって、蓄電装置の電圧降下を２Ｖ以下に抑えることができるようになっている。ここで、始動抵抗を短絡するタイミングは、（１）電磁スイッチのコイルへの通電開始から所定時間経過したか否か、（２）所定のエンジン回転数が検出されたか否か、（３）メイン電流が所定値以下か否かの判定に基づいて決定されるようになっている。
【０００４】
次に、特許文献２に示された車両のエンジン始動制御装置は、スタータモータに電流を供給する蓄電装置およびキャパシタと、蓄電装置とスタータモータとの間に接続された電流制限抵抗と、この電流制限抵抗の両端を短絡できる第１スイッチと、キャパシタとスタータモータとの間の経路を開閉する第２スイッチとを備えている。
【０００５】
この構成により、特許文献２に示されたものは、最初のエンジン始動時において、第１スイッチを閉じて電流制限抵抗を短絡し、蓄電装置からの電流でスタータモータを始動する。一方、エンジン一時停止後の再始動時においては、第１スイッチを開き、電流制限抵抗を介して蓄電装置からの電流をスタータモータに供給するとともに、第２スイッチを閉じてキャパシタからの電流もスタータモータに供給することによって、エンジン始動時の蓄電装置出力電圧の低下を防止するようになっている。
【０００６】
ところで、車両に搭載される蓄電装置は、例えば、鉛蓄電池のような二次電池が使用され、電気化学反応により充放電を行うものである。そのため、充放電の繰り返しや経時変化等によって蓄電装置の充電量の低下、内部抵抗の増大等が発生し、蓄電装置の出力電圧が低下するという現象が生じる。また、電気化学反応は温度の影響も受けるので、蓄電装置の電解液の温度に応じて蓄電装置の出力電圧は変動する。したがって、蓄電装置の出力電圧は、蓄電装置の充電量、内部抵抗および温度等に対応した蓄電装置状態に応じて変化するので、スタータモータの始動時に発生する電圧降下は蓄電装置状態に応じて変化したものとなる。
【特許文献１】特開２００４−３０８６４５号公報
【特許文献２】特開２００６−２９１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のエンジン始動装置にあっては、始動抵抗をスイッチで短絡することによって始動抵抗に電流を流す時間を制限するものであるが、始動抵抗を短絡するタイミングを蓄電装置状態に基づいて設定するものではないので、エンジンの始動に失敗するという問題があった。具体的には、特許文献１のエンジン始動装置にあっては、例えば、蓄電装置の内部抵抗の増大が原因でスタータモータの始動時における蓄電装置電圧がＥＣＵ（Electronic Control Unit）の動作保証電圧未満となってＥＣＵがリセットされ、リセット直前に保持されていた情報が初期化されてしまうので、エンジンの始動に失敗するという問題があった。
【０００８】
次に、特許文献２のエンジン始動制御装置にあっては、最初のエンジン始動時において、電流制限抵抗を短絡することによって蓄電装置からの電流によりスタータモータを始動する構成なので、スタータモータの始動時に蓄電装置からスタータモータに流入する突入電流によって蓄電装置の出力電圧が低下し、スタータモータの駆動が困難になり、エンジンの始動性が低下するという問題があった。
【０００９】
また、特許文献２のエンジン始動制御装置にあっては、エンジン一時停止後の再始動時において、蓄電装置からの電流を常に電流制限抵抗を介してスタータモータに流す構成なので、クランキング中にクランキングに必要な電流が電流制限抵抗により常に制限されてしまい、電流制限抵抗がないものよりもエンジンの始動性が悪くなるという問題があった。
【００１０】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたものであり、エンジン始動時に発生する蓄電装置の電圧降下を確実に抑制し、エンジンを円滑に始動することができるエンジン始動制御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】
【００１１】
本発明に係るエンジン始動制御装置は、上記目的達成のため、（１）車両の駆動力を発生するエンジンおよび電力供給を受けて前記エンジンを始動するスタータモータを搭載した車両のエンジン始動制御装置であって、前記スタータモータに電力を供給する蓄電装置と、前記スタータモータの始動時に前記蓄電装置から前記スタータモータに流入する電流を抑制する電気抵抗手段と、前記電気抵抗手段の両端間を短絡状態および開放状態のいずれかに切り替える短絡開放状態切替手段と、前記蓄電装置の状態を検出する蓄電装置状態検出手段と、前記蓄電装置状態検出手段によって検出された前記蓄電装置の状態に応じて前記電気抵抗手段の両端間を開放状態にする開放状態時間を決定する開放状態時間決定手段と、前記スタータモータに電流が供給開始される時から前記開放状態時間が経過するまで前記電気抵抗手段の両端間を開放状態にし、前記開放状態時間経過後において前記電気抵抗手段の両端間を短絡状態にするよう前記短絡開放状態切替手段を制御する切替制御手段と、を備えた構成を有している。
【００１２】
この構成により、蓄電装置の状態に基づいた開放状態時間に応じて電気抵抗手段の両端間を開放状態から短絡状態に切り替えるので、蓄電装置からスタータモータに流入する突入電流を確実に抑制することできる。したがって、エンジン始動時に発生する蓄電装置の電圧降下を確実に抑制することができ、エンジンを円滑に始動することができる。
【００１３】
上記（１）に記載のエンジン始動制御装置において、（２）前記電気抵抗部が、温度の上昇に応じて電気抵抗値が低下する素子を含むものであってもよい。
【００１４】
この構成により、突入電流を素子に流すことにより突入電流を抑制するとともに、突入電流を素子に流すことにより素子の温度が上昇して電気抵抗値が低下するので、突入電流を抑制するための抑制時間の設定を簡易化することができる。
【００１５】
上記（１）または（２）に記載のエンジン始動制御装置において、（３）前記蓄電装置状態検出手段が、前記蓄電装置の充電量、内部抵抗および温度に基づいて前記蓄電装置の状態を検出する構成を有している。
【００１６】
この構成により、蓄電装置状態検出手段が、蓄電装置の充電量、内部抵抗および温度に基づいて蓄電装置の状態を検出するので、蓄電装置状態に基づいて突入電流を抑制することができる。
【００１７】
上記（１）〜（３）に記載のエンジン始動制御装置において、（４）前記切替制御手段が、前記スタータモータに電流が供給開始される前に前記電気抵抗手段の両端間が開放状態になるよう前記短絡開放状態切替手段を制御する構成を有している。
【００１８】
この構成により、スタータモータに電流が供給開始される時に電気抵抗手段の両端間が既に開放状態であるため、蓄電装置からスタータモータに流入する突入電流を確実に抑制することできる。
【００１９】
本発明のエンジン始動装置は、（５）エンジン始動制御装置と、エンジンを始動するスタータモータとを備えた構成を有している。
【００２０】
この構成により、蓄電装置状態に基づいて突入電流を抑制することにより、エンジン始動時に発生する蓄電装置の電圧降下を確実に抑制することができるので、エンジンを円滑に始動することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、エンジン始動時に発生する蓄電装置の電圧降下を確実に抑制し、エンジンを円滑に始動することができるエンジン始動制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明に係るエンジン始動装置を、車両のエンジンを始動するエンジン始動装置に適用した場合について説明する。なお、以下の説明において蓄電装置を「バッテリ」という。
【００２３】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるエンジン始動装置１００が搭載された車両１０の概略ブロック構成図である。
【００２４】
まず、構成について説明する。
【００２５】
図１に示すように、車両１０は、エンジン１１と、発電機１２と、変速機１３と、差動装置１４と、車輪１５と、補機類１６と、エンジン始動装置１００とを備えている。
【００２６】
エンジン１１は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンまたはＬＰＧエンジン等の内燃機関で構成される。図示を省略したが、エンジン１１は、燃料噴射装置、潤滑装置、点火装置、冷却装置等を備えた公知の構造のものである。
【００２７】
発電機１２は、エンジン１１による回転力の少なくとも一部によって回転されて発電するものであり、後述するバッテリ１１１に発電電力を供給するようになっている。
【００２８】
変速機１３は、運転手の手動操作により変速比を設定することが可能な変速機、または車両１０の走行状態に応じて変速比を自動的に制御することが可能な自動変速機で構成される。
【００２９】
差動装置１４は、左右の車輪１５の回転差を吸収する機構を有し、左右ドライブシャフトの中央に設けられ、車輪１５は、左右ドライブシャフトを介してエンジン１１からの動力が伝達されるようになっている。
【００３０】
補機類１６は、車両１０の動作を制御する電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という。）を含み、バッテリ１１１から電力が供給されるようになっている。したがって、ＥＣＵがリセットされないよう、補機類１６には所定値以上の電圧がバッテリ１１１によって印加されることが必要である。
【００３１】
次に、本実施の形態におけるエンジン始動装置１００の構成について図２を参照して説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態におけるエンジン始動装置１００の構成を示すブロック図である。
【００３２】
図２に示すように、エンジン始動装置１００は、スタータモータ１０１と、エンジン始動制御装置１１０とを備えている。エンジン始動制御装置１１０は、バッテリ１１１と、突入電流抑制装置１１２とを備えている。
【００３３】
スタータモータ１０１は、例えば、マグネチックシフト式またはリダクションギヤ式などの公知の直流モータで構成されるものである。
【００３４】
バッテリ１１１は、例えば、鉛蓄電池のような二次電池で構成され、発電機１２が発電した発電電力を蓄えるとともに、スタータモータ１０１および補機類１６に電力を供給する装置である。
【００３５】
突入電流抑制装置１１２は、バッテリ１１１のバッテリ状態を検出するバッテリ状態検出部１２０と、突入電流を抑制する突入電流抑制部１３０と、スタータモータ１０１に対する電力の供給または停止を行うリレー１４０と、イグニッションスイッチ（以下「ＩＧスイッチ」という。）１４１と、突入電流抑制部１３０の動作を制御する制御部１５０とを備え、スタータモータ１０１の始動時にバッテリ１１１からスタータモータ１０１に流入する突入電流を抑制するようになっている。
【００３６】
バッテリ状態検出部１２０は、バッテリ１１１の出力電流を検出する電流計１２１と、バッテリ１１１の出力電圧を検出する電圧計１２２と、バッテリ１１１の電解液の温度を検出する温度センサ１２３と、バッテリ状態を検出するバッテリ状態検出回路１２４とを備えている。なお、バッテリ状態検出部１２０は、本発明の蓄電装置状態検出手段を構成する。
【００３７】
電流計１２１は、検出した電流値を電流情報としてバッテリ状態検出回路１２４に出力するようになっている。電圧計１２２は、検出した電圧値を電圧情報としてバッテリ状態検出回路１２４に出力するようになっている。温度センサ１２３は、検出した温度を温度情報としてバッテリ状態検出回路１２４に出力するようになっている。
【００３８】
バッテリ状態検出回路１２４は、バッテリ１１１の電流情報および電圧情報に基づいてバッテリ１１１の充電量および内部抵抗を、公知の手法により検出するようになっている。ここで、バッテリ１１１の充電量は、バッテリ１１１の充電容量に対する充電残量の比率として定義され、以下「ＳＯＣ（State Of Charge）」という。
【００３９】
バッテリ１１１のＳＯＣは、例えば、バッテリ１１１に流れ込む電流を積算し、またバッテリ１１１から流れ出す電流を積算することによって算出される。
【００４０】
また、バッテリ１１１の内部抵抗は、例えば、クランキング前後におけるバッテリ電圧と、クランキング中の最大電流との比から算出される。
【００４１】
バッテリ１１１のＳＯＣ、内部抵抗および温度の情報（以下「バッテリ状態情報」という。）は、バッテリ状態検出回路１２４によって所定の時間間隔ごとに検出されるようになっており、このバッテリ状態情報は、後述する制御回路１５２によってメモリ１５１に記憶されるようになっている。
【００４２】
なお、一般に市販されているインテリジェントバッテリセンサを用いて、バッテリ１１１のバッテリ状態情報としてのＳＯＣ、内部抵抗および温度の情報を取得する構成としてもよい。
【００４３】
突入電流抑制部１３０は、突入電流を抑制する抑制抵抗１３１と、抑制抵抗１３１の両端間を短絡状態および開放状態のいずれかに切り替えるリレー１３２とを備えている。
【００４４】
抑制抵抗１３１としては、例えば、想定するバッテリ１１１のＳＯＣの最小値、内部抵抗の最大値、使用温度の最小値においてもＥＣＵ動作保証電圧を上回るバッテリ電圧となるよう実験により予め求めておき、実験結果に適する電気抵抗値を有する固定抵抗を用いるのが好ましい。なお、抑制抵抗１３１は、本発明の電気抵抗手段を構成する。
【００４５】
リレー１３２は、ノーマルクローズ型と呼ばれるリレーであり、抑制抵抗１３１の両端に接続されたスイッチ部１３２ａと、電磁力によってスイッチ部１３２ａを開閉するコイル部１３２ｂとを備えている。スイッチ部１３２ａは、制御部１５０によってコイル部１３２ｂに所定の電圧が印加されると、閉状態から開状態に変更されるようになっている。なお、リレー１３２は、本発明の短絡開放状態切替手段を構成する。
【００４６】
リレー１４０は、突入電流抑制部１３０とスタータモータ１０１との間の経路を断続するようになっている。このリレー１４０は、ノーマルオープン型と呼ばれるリレーであり、突入電流抑制部１３０とスタータモータ１０１との間に接続されたスイッチ部１４０ａと、電磁力によってスイッチ部１４０ａを開閉するコイル部１４０ｂとを備えている。スイッチ部１４０ａは、ＩＧスイッチ１４１が閉じられてコイル部１４０ｂにバッテリ電圧が印加されると、開状態から閉状態に変更されるようになっている。
【００４７】
ＩＧスイッチ１４１は、運転者がキーシリンダ（図示省略）にキーを挿入して回転することによって開状態から閉状態に切り替えられるようになっている。例えば、キーシリンダには、キー挿入後の回転に応じて、アクセサリ電源オン、ＩＧオン、ＩＧスタートの各位置が順次定められており、本実施の形態におけるＩＧスイッチ１４１は、ＩＧスタートの位置で閉状態となるようになっている。キーシリンダにおけるキーの位置情報は、後述する制御回路１５２によって取得されるようになっている。
【００４８】
制御部１５０は、データを記憶するメモリ１５１と、リレー１３２の開閉動作を制御する制御回路１５２とを備えている。なお、制御部１５０は、本発明の開放状態時間決定手段および切替制御手段を構成する。
【００４９】
メモリ１５１は、バッテリ状態情報およびバッテリ状態情報に関連して予め設定されたテーブルデータを記憶するようになっている。メモリ１５１に対するデータの書き込みおよび読み出しの処理は、制御回路１５２によって実行されるようになっている。
【００５０】
制御回路１５２は、例えば、演算処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、プログラムを記憶するＲＯＭ（Read-Only Memory）、プログラム実行時の変数やデータ等を一時的に記憶するＲＡＭ（Random-Access Memory）等を備え、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従って動作するようになっている。この制御回路１５２は、バッテリ状態検出部１２０から入力するバッテリ状態情報と、前述のキーシリンダにおけるキーの位置情報とに基づいて、エンジン始動時にリレー１３２を駆動するようになっている。
【００５１】
具体的には、制御回路１５２は、例えば、キーシリンダにキーが挿入され、キーの位置がＩＧオンの位置になったときリレー１３２を駆動してスイッチ部１３２ａを開状態とし、その後キーの位置がＩＧスタートの位置になったとき、すなわちＩＧスイッチ１４１が閉状態になったとき、バッテリ状態情報に応じた時間だけスイッチ部１３２ａの開状態を維持し、その後、スイッチ部１３２ａを開状態から閉状態に戻すようになっている。
【００５２】
スイッチ部１３２ａが開状態にされる時間は、エンジン始動時にバッテリ１１１からスタータモータ１０１に流入する突入電流を抑制抵抗１３１に流すことにより抑制するための時間であり、以下「抑制時間」という。この抑制時間は、メモリ１５１に記憶されたバッテリ情報およびテーブルデータに基づいて決定されるものであり、例えば、数十［ｍｓ］程度である。なお、抑制時間は、本発明に係る開放状態時間に対応する。
【００５３】
ここで、テーブルデータについて説明する。図３は、本発明の第１の実施の形態におけるエンジン始動装置１００に係るテーブルデータの一例を示す図である。図３に示すように、テーブルデータは、バッテリ内部抵抗とバッテリＳＯＣとが関連づけられて抑制時間がマッピングされたデータであり、バッテリ温度別に、予め実験により求められたものである。
【００５４】
図３において、例えば、バッテリ内部抵抗がＲ２［ｍΩ］以上Ｒ１［ｍΩ］未満でバッテリＳＯＣがＣ１［％］以上Ｃ２［％］未満の場合、抑制時間はＴ２２［ｍｓ］である。この場合、制御回路１５２は、リレー１３２に対し抑制時間＝Ｔ２２［ｍｓ］となる時間だけ電圧を印加し、リレー１３２のスイッチ部１３２ａを閉状態から開状態にする。
【００５５】
また、例えば、バッテリ内部抵抗がＲ９［ｍΩ］未満でバッテリＳＯＣがＣ１［％］未満の場合、抑制時間＝０（ゼロ）［ｍｓ］である。この場合、制御回路１５２は、リレー１３２に対して電圧を印加せず、リレー１３２のスイッチ部１３２ａは閉状態が維持される。
【００５６】
次に、動作について説明する。
【００５７】
図４は、本発明の第１の実施の形態におけるエンジン始動制御装置１１０の動作を示すフローチャートである。また、図５は、本発明の第１の実施の形態におけるエンジン始動制御装置１１０において、エンジン始動時におけるバッテリ１１１の電流および電圧の波形プロファイルと、リレー１３２および１４０の開閉状態との関連を示すタイミングチャートである。
【００５８】
図４に示すように、まず、制御回路１５２は、メモリ１５１からバッテリ状態情報を読み出す（ステップＳ１１）。このバッテリ状態情報は、バッテリ状態検出回路１２４によって所定の時間間隔ごとに検出され、メモリ１５１に記憶されたものである。
【００５９】
次いで、制御回路１５２は、メモリ１５１に記憶されたテーブルデータを参照し、バッテリ状態情報に応じた抑制時間を決定する（ステップＳ１２）。
【００６０】
さらに、制御回路１５２は、キーの位置がＩＧオンの位置か否かを判断し（ステップＳ１３）、キーの位置がＩＧオンの位置ではないと判断した場合はステップＳ１１に戻る。
【００６１】
ステップＳ１３において、キーの位置がＩＧオンの位置であると判断した場合は、制御回路１５２は、ステップＳ１２において決定した抑制時間が０［ｍｓ］か否かを判断する（ステップＳ１４）。ここで、抑制時間が０［ｍｓ］とは、リレー１３２のスイッチ部１３２ａを閉じた状態、すなわち、抑制抵抗１３１の両端が短絡された状態を維持することを意味している。
【００６２】
制御回路１５２は、抑制時間が０［ｍｓ］でない場合、リレー１３２を駆動してスイッチ部１３２ａを開状態にする（ステップＳ１５）。具体的には、図５に示すように、制御回路１５２は、時刻ｔ１（ＩＧオン時）においてリレー１３２に電圧を印加し、スイッチ部１３２ａを閉状態から開状態に変更する。
【００６３】
一方、制御回路１５２は、抑制時間が０［ｍｓ］の場合は処理を終了する。この場合、図５に示したスイッチ部１３２ａの開閉動作は行われず、スイッチ部１３２ａの閉状態が維持される。
【００６４】
続いて、制御回路１５２は、キーの位置がＩＧスタートの位置か否かを判断する（ステップＳ１６）。ここで、制御回路１５２が、キーの位置がＩＧスタートの位置ではないと判断した場合は、キーの位置がアクセサリ電源オン（ＡＣＣオン）の位置に戻されたか否かを判断する（ステップＳ１７）。キーの位置がＡＣＣオンの位置に戻されたと判断した場合はスイッチ部１３２ａを閉状態に戻し（ステップＳ１８）、ステップＳ１１に戻る。ステップＳ１７において、制御回路１５２が、キーの位置がＡＣＣオンの位置に戻されたと判断しなかった場合はステップＳ１６の処理を繰り返す。
【００６５】
ステップＳ１６において、制御回路１５２が、キーの位置がＩＧスタートの位置であると判断した場合、すなわちＩＧスイッチ１４１が閉状態になった場合は、図５に示すように、時刻ｔ２においてリレー１４０のスイッチ部１４０ａが閉状態とされたことを示し、その結果、スタータモータ１０１にはバッテリ１１１からの電力が供給され、スタータモータ１０１は回転を開始し、図示しないエンジン１１のクランクシャフトは回転駆動される。なお、図５に示した時刻ｔ４は、ＩＧスイッチ１４１が閉状態から開状態にされる時刻である。
【００６６】
制御回路１５２は、時刻ｔ２を起点として抑制時間が経過した時刻ｔ３において、リレー１３２に対する電圧の印加を停止し、リレー１３２のスイッチ部１３２ａを閉状態に戻す（ステップＳ１９）。
【００６７】
前述のように、あるバッテリ状態において、そのバッテリ状態に応じた抑制時間がテーブルデータに定められている場合、バッテリ１１１からスタータモータ１０１に流入する突入電流は、抑制抵抗１３１によって抑制時間だけ抑制されることとなる。
【００６８】
その結果、抑制抵抗１３１がないエンジン始動制御装置では、図５上部の波形プロファイルにおいて破線で示すように、バッテリ電流および電圧が低下してバッテリ電圧がＥＣＵの動作保証電圧（例えば、６Ｖ）よりも低下するが、本実施の形態におけるエンジン始動制御装置１１０は、抑制抵抗１３１を備えているので、図５上部の波形プロファイルにおいて実線で示すように、バッテリ電圧がＥＣＵの動作保証電圧よりも低下することを防止することができる。したがって、本実施の形態におけるエンジン始動制御装置１１０は、エンジン１１を円滑に始動することができる。
【００６９】
また、本実施の形態におけるエンジン始動制御装置１１０は、テーブルデータに定められた抑制時間だけ突入電流を抑制抵抗１３１に流す構成なので、突入電流を抑制抵抗１３１に常に流すものよりも定格電力の低い抵抗素子を用いることができ、製造コストの低減化を図ることができる。
【００７０】
一方、あるバッテリ状態において、そのバッテリ状態では抑制が不要で抑制時間＝０［ｍｓ］とテーブルデータに定められている場合、バッテリ１１１からスタータモータ１０１に流入する突入電流は、抑制抵抗１３１を流れずスイッチ部１３２ａを流れることとなる。
【００７１】
したがって、バッテリ１１１が新品である場合や充電量が十分である場合、本実施の形態におけるエンジン始動制御装置１１０は、突入電流を抑制抵抗１３１に流さないので、エンジン始動の度に抑制抵抗に突入電流を流すものとは異なり、抑制抵抗１３１の耐久性の向上を図る必要がなく、製造コストの低減化を図ることができる。
【００７２】
以上のように、本実施の形態におけるエンジン始動制御装置１１０によれば、バッテリ状態検出回路１２４は、バッテリ１１１の電流情報、電圧情報および温度情報を含むバッテリ状態情報を検出し、制御部１５０は、バッテリ状態情報に基づいた抑制時間に応じて抑制抵抗１３１の両端間を開放状態から短絡状態に切り替える構成としたので、バッテリ状態に基づいて突入電流を抑制することにより、エンジン始動時に発生するバッテリ１１１の電圧降下を抑制し、エンジン１１を円滑に始動することができる。
【００７３】
また、本実施の形態におけるエンジン始動制御装置１１０によれば、制御部１５０が、スタータモータ１０１に電流が供給開始される前に抑制抵抗１３１の両端間が開放状態になるようリレー１３２を制御する構成としたので、スタータモータ１０１に電流が供給開始される時に抑制抵抗１３１の両端間が既に開放状態であるため、バッテリ１１１からスタータモータ１０１に流入する突入電流を確実に抑制することできる。
【００７４】
なお、前述の実施の形態において、突入電流抑制装置１１２をエンジン始動制御装置１１０に適用し、スタータモータ１０１に流れる突入電流を抑制する例を挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、二次電池から供給される電力によってモータを駆動する装置においても突入電流抑制装置１１２を適用することができる。この場合、充放電の繰り返しや経時変化等による二次電池の充電量の低下、内部抵抗の増大等が発生しても、モータの回転始動時に発生する突入電流を突入電流抑制装置１１２によって抑制することにより、モータ始動時における二次電池の出力電圧の低下を抑えることができ、モータを円滑に回転起動することができるという効果が得られる。
【００７５】
また、前述の実施の形態において、テーブルデータ（図３参照）を、バッテリ温度別に、バッテリ内部抵抗とバッテリＳＯＣとに応じて抑制時間が決定されている例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ある温度において一定の抑制時間（例えば、１００［ｍｓ］）と、抑制時間＝０［ｍｓ］との組み合わせとしたテーブルデータを用いることもできる。
【００７６】
また、前述の実施の形態において、キーの位置がＩＧオンの位置か否かを判断し（ステップＳ１３）、キーの位置がＩＧオンの位置、かつ抑制時間が０でないときスイッチ部１３２ａを開（ステップＳ１５）とする例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ステップＳ１３において、キーの位置がＡＣＣオンの位置か否かを判断する構成としてもよい。この場合、ステップＳ１７において、例えば、キーの位置がＡＣＣオフの位置か否かを判断する処理を行うことができる。また、例えば、キーの位置がＩＧスタートの位置になった時刻（図５の時刻ｔ２）を起点として、抑制時間だけ突入電流を抑制抵抗１３１に流す構成としてもよい。
【００７７】
また、前述の実施の形態において、制御回路１５２がキーシリンダにおけるキーの位置情報を取得してエンジン１１を始動する例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、プッシュボタンでエンジン１１をスタートするものにも適用することもできる。以下、図６を参照して説明する。
【００７８】
図６は、本発明の第１の実施の形態の他の態様におけるエンジン始動制御装置１６０のブロック構成図である。図６において、エンジン始動制御装置１６０は、制御部１７０を有する突入電流抑制装置１１３を備え、前述したＩＧスイッチ１４１（図２参照）を備えていないものである。なお、制御部１７０は、本発明の開放状態時間決定手段および切替制御手段を構成する。
【００７９】
制御部１７０は、メモリ１７１と、制御回路１７２とを備えている。制御回路１７２は、バッテリ状態検出部１２０から入力するバッテリ状態情報と、エンジン１１の回転数を検知するエンジン回転センサ（図示省略）から入力するエンジン回転信号と、エンジン始動を指示するための始動信号とに基づいて、エンジン始動時にリレー１３２および１４０を駆動するようになっている。ここで、始動信号は、例えば、エンジン１１を始動するためのプッシュボタンのプッシュ操作に連動してＥＣＵから出力される信号、または、エコランシステムにおけるエンジン自動停止後の再始動信号等である。なお、エコランシステムとは、渋滞時や信号待ち等の停車時にエンジンを自動的に停止させ燃料消費を抑えるシステムをいう。
【００８０】
エンジン始動制御装置１６０は、図６に示すように構成されているので、制御部１７０が始動信号を入力してリレー１３２のスイッチ部１３２ａを開状態にした後、リレー１４０を駆動してスイッチ部１４０ａを閉状態とするとともに、スイッチ部１４０ａを閉状態とした時刻から抑制時間経過後にスイッチ部１３２ａを閉状態にすることにより、バッテリ状態に基づいて突入電流を抑制することができる。なお、制御部１７０は、エンジン回転信号に基づき、エンジン１１の回転数が閾値を超えたときをエンジン１１の始動に成功したときと判断し、スイッチ部１４０ａを開状態に戻す。
【００８１】
（第２の実施の形態）
図７は、本発明の第２の実施の形態におけるエンジン始動制御装置２００の概略構成を示すブロック図である。
【００８２】
まず、構成について説明する。
【００８３】
図７に示すように、本実施の形態におけるエンジン始動制御装置２００は、第１の実施の形態におけるエンジン始動制御装置１１０（図２参照）の突入電流抑制部１３０に換えて突入電流抑制部２１０を有する突入電流抑制装置１１４を備えたものである。したがって、突入電流抑制部２１０以外の構成については、エンジン始動制御装置１１０と同一の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。
【００８４】
突入電流抑制部２１０は、温度の上昇に応じて電気抵抗値が低下するＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタ２１１と、ＮＴＣサーミスタ２１１の両端間を短絡状態および開放状態のいずれかに切り替えるリレー２１２とを備えている。
【００８５】
リレー２１２は、ノーマルクローズ型と呼ばれるリレーであり、ＮＴＣサーミスタ２１１の両端に接続されたスイッチ部２１２ａと、電磁力によってスイッチ部２１２ａを開閉するコイル部２１２ｂとを備えている。なお、リレー２１２は、本発明の短絡開放状態切替手段を構成する。また、ＮＴＣサーミスタ２１１は、本発明の電気抵抗手段を構成する。
【００８６】
制御部１５０は、バッテリ状態情報に基づき、ＮＴＣサーミスタ２１１に突入電流を流す必要がある場合は、コイル部２１２ｂに所定の電圧を印加し、スイッチ部２１２ａを閉状態から開状態に変更するようになっている。一方、制御部１５０は、バッテリ状態情報に基づき、ＮＴＣサーミスタ２１１に突入電流を流す必要がない場合、すなわちテーブルデータ（図３参照）において抑制時間＝０［ｍｓ］であるバッテリ状態の場合は、リレー２１２に対して電圧を印加せず、リレー２１２のスイッチ部２１２ａは閉状態が維持される。
【００８７】
ＮＴＣサーミスタ２１１は、エンジン始動時にバッテリ１１１からスタータモータ１０１に流れる電流による自己発熱によって電気抵抗値が低下する特性、例えば、図８に示すような特性を有する。
【００８８】
図８は、本発明の第２の実施の形態におけるエンジン始動制御装置２００において、ＮＴＣサーミスタの温度と電気抵抗値との関係を示す図である。図８に示すように、ＮＴＣサーミスタ２１１は、エンジン始動前の素子の温度Ｔ１において電気抵抗値Ｒ１を有し、エンジン始動時に流れる電流による自己発熱によって上昇した素子の温度Ｔ２において電気抵抗値Ｒ２となる特性を有している。ここで、想定するバッテリ１１１のＳＯＣの最小値、内部抵抗の最大値、使用温度の最小値においてもＥＣＵ動作保証電圧を上回るバッテリ電圧が得られるよう、電気抵抗値Ｒ１およびＲ２の値を実験により予め求めておき、実験結果に適する素子をＮＴＣサーミスタ２１１として用いるのが好ましい。電気抵抗値Ｒ２の具体例としては、経時によりバッテリ１１１の内部抵抗が例えば、１０［ｍΩ］程度となる場合は、電気抵抗値Ｒ２として２〜３［ｍΩ］程度となる特性の素子を選定するのが好ましい。
【００８９】
次に、動作について説明する。
【００９０】
図９は、本発明の第２の実施の形態におけるエンジン始動制御装置２００において、エンジン始動時におけるバッテリの電流および電圧の波形プロファイルと、リレー２１２および１４０の開閉状態との関連を示すタイミングチャートである。
【００９１】
図９に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの動作は、第１の実施の形態におけるエンジン始動制御装置１１０の動作と同じである。なお、図９に示した時刻ｔ４は、ＩＧスイッチ１４１が閉状態から開状態にされる時刻である。
【００９２】
しかしながら、リレー２１２のスイッチ部２１２ａを開状態から閉状態に戻す時刻ｔ３
が、第１の実施の形態（図５参照）とは異なっている。第１の実施の形態においては、突入電流抑制部１３０が固定抵抗である抑制抵抗１３１を備えているのに対し、第２の実施の形態においては、突入電流抑制部２１０がＮＴＣサーミスタ２１１を備える構成である。その結果、ＮＴＣサーミスタ２１１に突入電流が流れることによる自己発熱によって、ＮＴＣサーミスタ２１１の電気抵抗値が低下するので、第１の実施の形態と比較して抑制時間を厳密に設定する必要がなくなる。
【００９３】
したがって、本実施の形態におけるエンジン始動制御装置２００は、リレー２１２に対する制御部１５０の制御を、第１の実施の形態におけるテーブルデータ（図３参照）よりも簡素化されたテーブルデータで実行することができる。例えば、エンジン始動制御装置２００は、ある温度において一定の抑制時間と、抑制時間＝０［ｍｓ］との組み合わせとしたテーブルデータを用いてリレー２１２に対する制御を実行することができる。
【００９４】
また、バッテリ１１１のＳＯＣと、内部抵抗と、温度とが関連づけられて決定される抑制時間の値を、実験により予め求める際にも、第１の実施の形態におけるものほど厳密に取得することがなく、より容易に決定することができる。
【００９５】
以上のように、本実施の形態におけるエンジン始動制御装置２００によれば、突入電流抑制部２１０はＮＴＣサーミスタ２１１を備える構成としたので、リレー２１２に対する制御部１５０の制御を簡素化することができる。
【００９６】
なお、前述の実施の形態において、リレー２１２のスイッチ部２１２ａを開状態から閉状態に戻す時刻ｔ３が、ＩＧスイッチ１４１が閉状態から開状態にされる時刻ｔ４よりも前になる例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、時刻ｔ３が時刻ｔ４と同時でもよいし、時刻ｔ３が時刻ｔ４よりも後であってもよい。
【００９７】
また、第１の実施の形態における他の態様（図６参照）において、抑制抵抗１３１をＮＴＣサーミスタ２１１に換えた構成としても、前述の第２の実施の形態における効果と同様な効果が得られる。
【００９８】
以上のように、本発明に係るエンジン始動制御装置は、エンジン始動時に発生する蓄電装置の電圧降下を確実に抑制し、エンジンを円滑に始動することができるという効果を有し、車両に搭載されたエンジンを始動制御するエンジン始動制御装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるエンジン始動装置が搭載された車両の概略ブロック構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるエンジン始動装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるエンジン始動装置に係るテーブルデータの一例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるエンジン始動制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるエンジン始動制御装置において、エンジン始動時におけるバッテリの電流および電圧の波形プロファイルと、リレーの開閉状態との関連を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態の他の態様におけるエンジン始動制御装置のブロック構成図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態におけるエンジン始動制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態におけるエンジン始動制御装置において、ＮＴＣサーミスタの温度と電気抵抗値との関係を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態におけるエンジン始動制御装置において、エンジン始動時におけるバッテリの電流および電圧の波形プロファイルと、リレーの開閉状態との関連を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０１００】
１０  車両
１１  エンジン
１２  発電機
１３  変速機
１４  差動装置
１５  車輪
１６  補機類
１００  エンジン始動装置
１０１  スタータモータ
１１０、１６０、２００  エンジン始動制御装置
１１１  バッテリ（蓄電装置）
１１２、１１３、１１４  突入電流抑制装置
１２０  バッテリ状態検出部（蓄電装置状態検出手段）
１２１  電流計
１２２  電圧計
１２３  温度センサ
１２４  バッテリ状態検出回路
１３０、２１０  突入電流抑制部
１３１  抑制抵抗（電気抵抗手段）
１３２、２１２  リレー（短絡開放状態切替手段）
１３２ａ、１４０ａ、２１２ａ  スイッチ部
１３２ｂ、１４０ｂ、２１２ｂ  コイル部
１４０  リレー
１４１  ＩＧスイッチ
１５０、１７０  制御部（開放状態時間決定手段、切替制御手段）
１５１、１７１  メモリ
１５２、１７２  制御回路
２１１  ＮＴＣサーミスタ（電気抵抗手段）
【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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