CN105308307A - 引擎启动装置以及引擎启动控制方法 - Google Patents

Abstract

即使在电池的充电不足的情况、电池劣化了的情况下，也在通过该电池来供给电力的电装设备不复位的范围内迅速地启动引擎。本发明的引擎启动装置是通过将由电池驱动的直流马达的旋转力传递到引擎来启动引擎的引擎启动装置，具备：取得电池的电池电压的电池电压取得部、根据通过电池电压取得部取得的电池电压来计算从电池向直流马达供给的马达电流的目标电流值的目标电流值计算部、以及以使马达电流的马达电流值接近于目标电流值的方式来控制与直流马达连接而流过马达电流的电路元件的马达电流控制部。

Description

引擎启动装置以及引擎启动控制方法

技术领域

本发明涉及一种车辆的引擎启动装置以及引擎启动控制方法。

背景技术

公开了在满足低成本化的要求的同时提高引擎再启动性的引擎自动停止启动控制装置(例如，参照专利文献1)。在该引擎自动停止启动控制装置中，为了不需要对启动器马达接入较大的电流，并联地设置了针对向启动器马达的通电进行接通/断开的马达用的机械式继电器和开关元件。在进行引擎停止位置控制的情况下，通过开关元件来高精度地控制马达的通电电流。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-106825号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在专利文献1所公开了的引擎自动停止启动控制装置中，在电池的充电不足的情况下，或者在电池劣化了的情况下，有时通过该电池来使供给电力的电装设备复位。

解决技术问题的技术手段

(1)技术方案1记载的引擎启动装置通过将由电池驱动的直流马达的旋转力传递到引擎来启动引擎，该引擎启动装置的特征在于，具备：电池电压取得部，其取得电池的电池电压；目标电流值计算部，其根据通过电池电压取得部取得的电池电压，计算从电池供给到直流马达的马达电流的目标电流值；以及马达电流控制部，其控制与直流马达连接而流过马达电流的电路元件，以使马达电流的马达电流值接近于目标电流值。

(2)技术方案8记载的引擎启动控制方法控制通过将由电池驱动的直流马达的旋转力传递到引擎来启动引擎的引擎启动，该引擎启动控制方法的特征在于，取得电池的电池电压，根据电池电压，计算从电池供给到直流马达的马达电流的目标电流值，控制与直流马达连接而流过马达电流的电路元件，以使马达电流的马达电流值接近于目标电流值。

发明效果

根据本发明，在电池的充电不足的情况、电池劣化了的情况下，都能够在通过该电池在供给电力的电装设备不复位的范围内来迅速地启动引擎。

附图说明

图1是本发明的一种实施方式的车辆的引擎启动装置及其关联装置的构成图。

图2是针对引擎启动装置所包含的马达的通电控制中使用的PWM控制的通电信号的说明图。

图3是示出电池以及启动器的简单电路图。

图4是示出了马达电流的目标电流值以及马达的通电比率的确定方法的图。

图5是示出引擎启动控制方法的内容的流程图。

图6是示出马达转速的推测次序的流程图。

图7是示出引擎启动控制的时间上的变化的一个例子的波形图。

图8是示出电池、启动器和引擎启动装置以外的其他电气设备的简单电路图。

符号说明

100…引擎启动装置

101…启动器

102…磁开关

103…小齿轮

104…环形齿轮

105…马达

106…开关

107…开关元件

108…单向离合器

109…控制装置

110…马达旋转检测传感器

111…杆

112…引擎旋转检测传感器

301…电池

具体实施方式

在近年来的汽车中，以节约能源资源和环境保护为目的，搭载了当在驾驶中规定的条件成立时使引擎暂时停止的怠速停止***。在该怠速停止***中，例如在由于等待信号灯等而驾驶员使车辆停止等的时候，使引擎自动地停止，其后，在产生驾驶员的再启动请求的时间点、需要引擎运转的时候，引擎自动地再启动。所谓的小齿轮顶出式的启动器马达将小齿轮顶出，小齿轮与直接连结于引擎轴的环形齿轮啮合，通过基于启动器马达的曲柄转动来启动引擎。

已知有在引擎启动时，由于向启动器马达的通电而在电池中流过电流，在电池的特性上，与电流相应地电压下降。在驾驶中也频繁地使引擎停止、再启动的怠速停止***中，如果电压下降，则例如汽车导航***等电装设备复位。因此，在搭载了以往的怠速停止***的车辆中，虽然能够通过辅助电源等来应对，但导致搭载性的恶化、成本上升。

以往，作为使用直流马达来启动车辆的引擎的引擎启动装置，已知有如下引擎启动装置：通过对电路追加电阻，降低冲击电流，从而抑制引擎启动初期的电池压降，其后，通过使电阻短路而使电流流过，确保曲柄转动转矩。

作为其他例子，已知有如下引擎启动装置：在引擎再启动时通过开关元件来控制对马达的通电，通过利用PWM控制缓缓增大占空比来使马达的施加电压上升，从而防止紧接着通电开始之后的电池压降。

然而，在以往的引擎启动装置中，被控制成电池电流随时间降低，所以启动器马达的输出转矩减少，有可能无法充分进行引擎的曲柄转动，引擎再启动耗时。另外，在电池的充电不足的情况下，或者在电池劣化了的情况下，有时实际的电池电压低于能够容许的电池电压，电装设备复位。

本发明的引擎启动装置以及引擎启动控制方法在电池压降的容许范围内最大限度地迅速再启动引擎，并且即使电池的状态变化，也能够同样地使电池电压效果停留在容许范围内。本发明的引擎启动装置以及引擎启动控制方法特别适合于通过怠速停止***来再启动引擎的时候。以下，使用图1～图8，说明本发明的一种实施方式的引擎启动装置以及引擎启动控制方法以及它们的变形例。

图1是本发明的一种实施方式的车辆的引擎启动装置100及其关联装置的构成图。引擎启动装置100包括启动器101、用于对磁开关102通电的开关106、用于对马达105通电的开关元件107和控制装置109。启动器101包括磁开关102、小齿轮103和马达105。马达105是所谓的直流马达，通过附加直流的电压而产生旋转驱动力。在小齿轮103中，在需要时，通过磁开关102来拉动杆111，从而单向离合器108在马达旋转轴上移动，与直接连结于引擎轴的环形齿轮104啮合。如果是小齿轮103与环形齿轮104啮合了的状态，则通过对马达105通电，马达105旋转，马达105的旋转力通过单向离合器108而传递到环形齿轮104，未图示的引擎进行转动。

控制装置109进行通常的燃料喷射控制、点火控制、空气控制(电子控制节气门)，并且根据制动器踏板状态以及车速等各种信息，控制怠速停止。

马达旋转检测传感器110检测马达105的旋转。所检测到的马达转速的信息被输入到控制装置109。此外，也可以不由马达旋转检测传感器110直接检测马达105的旋转，而通过使用由引擎旋转检测传感器112检测的引擎旋转来间接地检测马达105的转速。

借助开关106，通过控制装置109来控制磁开关102。开关106是例如机械式继电器开关。另外，对马达105的通电也借助开关元件107通过控制装置109来进行PWM控制。开关元件107是例如使用MOSFET等半导体的开关元件。

图2是针对引擎启动装置100所包含的马达105的通电控制中使用的PWM控制的通电信号的说明图。控制装置109将图2所示的PWM信号作为通电信号而输出。依照该PWM信号，开关元件107对针对马达105的通电进行接通/断开控制。

在图2中，在例如将PWM控制的频率设定为10KHz的情况下，PWM控制的一个周期的长度T为0.1ms。在本实施方式中，以达到与马达的电气时间常数相比充分快的控制的方式，确定PWM控制的频率。

将PWM控制中的通电比率D定义为在一个周期中的通电的区间的比例。如下式(1)所示，通电比率D被表示为在一个周期中对马达通电的区间T_ON[s]与一个周期的长度T[s]之比。

[式1]

$D=\frac{T_{ON}}{T}\mathrm{...}\left(1\right)$

通电比率D是能够使值在0.0～1.0之间变化的变量。控制装置109通过改变通电比率D，控制对马达的通电量。

采用图3，说明本实施方式的向用于驱动引擎启动装置100供给电力的电池301的特性。图3示出了电池301以及启动器101的简单电路图。一般来说，在汽车中，大多设备通过电池来驱动，但在这里，仅示出了电池301以及包括通过该电池301来驱动的马达105的启动器101。流经电池301的电流(电池电流)I_b与流经马达105的马达电流I_m相等。如果假设电池301具有内部电阻R_b，则根据该电池301的内部电阻R_b[Ω]、电池301的初始电压(未流过电流时的电压)V₀[V]和电池电流I_b[A]，电池301的输出电压(电池电压)V_b[V]通过下式(2)来确定。

[式2]

V_b＝V₀-I_b×R_b…(2)

根据式(2)可知，由于电池电压V_b通过电池电流I_b来确定，所以如果能够将电池电流I_b控制成规定的值，则也能够将电池电压V_b控制成规定的值。在电池301的充电不足的情况下，电池301的初始电压V₀与被充分地充电的状态相比有时变低。另外，由于电池301的时效变化等，电池301的内部电阻R_b增大，流过电池电流I_b时的电池电压V_b有时降低。在电池301的充电不足的情况下，或者在电池301劣化了的情况下，即使流过相同的电池电流I_b，电池电压V_b也降低，有可能产生低于能够容许的电池电压、例如电装设备根据来自电池301的电力供给而进行动作所需的动作电压的情况。

图4是示出了马达电流的后述的目标电流值以及上述的PWM控制中的马达的通电比率的计算方法的图。通过控制装置109来进行这些计算。控制装置109从未图示的电池电压检测装置等中取得通过该电池电压检测装置等检测到的电池电压V_b、即检测电压401。如图4(a)所示，控制装置109通过比较运算403来比较该取得的检测电压401与预先设定的目标电压402。目标电压402根据电装设备等的最低动作电压等来预先确定，预先存储在控制装置109的内部。

控制装置109在比较检测电压401与目标电压402时，计算两者的电压值的差分。针对电压值的差分，在电流换算404中，使用预先确定的常数来换算成电流，将与该电压值的差分成比例的电流加到基准电流值405中。在电压值的差分是负的值时，从基准电流值405中减去与电压值的差分成比例的电流。通过这样的运算，确定在启动器101的马达105中应该流过的电池电流I_b的目标电流值409。即，通过所谓的反馈控制，以使电池电压接近于目标电压402的方式，控制从电池301供给到马达105的电池电流I_b。与电压的差分成比例地使电流增减的方式被称为所谓的比例控制。也可以采用根据电压的差分和微分值或者根据电压的差分和积分值来控制电流的被称为所谓的PID控制的方法。

在将电压值的差分换算成电流时使用的该预先确定的常数是指通过实验来确定的反馈增益，如果使它减小，则收敛变慢。在将电压值的差分换算成电流时，也可以不使用该预先确定的常数，而使用预先确定的换算表格。预先设定基准电流值405，以防止在没有电压值的差分时，由于电池301的压降，电池电压V_b低于电装设备等的最低动作电压。该电池301的压降是指起因于示出与目标电流值409相等的电流值的马达电流I_m(对应于电池电流I_b)从电池301被供给到马达105而产生的。控制装置109存储这样预先设定的基准电流值405。

由于在将与电压值的差分成比例的电流加到基准电流值405中的情况下，电池电流I_b的目标电流值409变大，所以相应地，能够较快地启动引擎。在从基准电流值405中减去了与电压值的差分成比例的电流的情况下，虽然引擎启动耗时，但能够确保电装设备等的最低动作电压以上的大小的电池电压V_b。

控制装置109从马达旋转检测传感器110取得马达105的马达转速。控制装置109根据这样取得的马达转速和检测电压401，以使马达电流I_m(对应于电池电流I_b)的电流值接近于目标电流值409的方式，控制开关元件107。即，如图4(b)所示，针对目标电流值409，确定通过使用马达转速的信息的通电比率运算407输出的通电比率。使用图3来说明通电比率运算407的详细情况。

在图3的马达部101中，使用包括布线电阻、马达内部的内部电阻、开关元件的电阻等的马达电阻R_m、电池电流I_b(马达电流I_m)[A]、基于马达旋转的反电动势V_e[V]或者马达105的反电动势系数k_e[V/rpm]以及马达105的马达转速N_m[rpm]，能够通过下式(3)来表示电池电压V_b[V]。

[式3]

V_b＝I_b×R_m+V_e

＝I_b×R_m+k_e×N_m…(3)

在这里，通过式(2)以及(3)，能够得到下式(4)。

[式4]

V₀-I_b×R_b＝I_b×R_m+k_e×N_m

$I_b=\frac{V_0-k_e\×N_m}{R_m+R_b}\mathrm{...}\left(4\right)$

根据式(4)也可知，一般来说，当在直流马达中马达转速N_m为0时、即开始通电时，电流最多地流过，如果转速变大，则电流变少。

在式(4)中，未考虑借助开关元件107的基于控制装置109的PWM控制。即式(4)对应于针对马达105的通电持续的状态。根据本发明的发明者们的研究，发现了在PWM控制中，针对通电比率D，电流能够通过下式(5)来近似。如果使用式(5)，则通过使PWM控制的通电比率D变化，能够将电流控制为恒定。

[式5]

根据式(5)可知，在本实施方式中，在PWM控制中，在电池中流过的电流I_b与通电比率D的平方成比例。在图3所示的构成中，由于在启动器101的马达105中流过的马达电流I_m与电池电流I_b相等，所以马达电流I_m能够近似成与在针对向直流马达105的通电进行PWM控制时的通电比率D的平方成比例。该近似是通过本发明的发明者们的研究，在从实验上观测的基础上从理论上确定的。但是，式(5)是仅在能够视为PWM的一个周期相对于马达的电气时间常数充分快的范围内成立的近似，表示电池电流I_b根据常数以及由马达转速N_m和通电比率D构成的两个变量来确定。为了反过来利用该近似，以能够得到规定的电池电流I_b的方式确定通电比率D，如下式(6)所示地对式(5)进行变形。

[式6]

$D=\sqrt{\frac{I_b\×(R_m+R_b)}{V_0-k_e\×N_m}}\mathrm{...}\left(6\right)$

根据式(6)，在本实施方式中，在将电池电流I_b设定为目标电流值409的基础上，根据马达转速N_m来确定通电比率D。但是在通过式(6)计算出的通电比率D超过1.0的情况下，将通电比率设为1.0。

图5是示出本实施方式的在引擎启动装置100中由控制装置109进行的引擎启动控制方法的内容的流程图。如图5所示，如果产生引擎的启动请求，则在步骤S510中，图1所示的控制装置109将启动器101与未图示的引擎连结。在小齿轮顶出方式的情况下，将图1的小齿轮103顶出，使其与直接连结于引擎的环形齿轮104啮合。在应用了启动器101与引擎处于连结状态的怠速停止方式的情况下，在怠速停止中，在产生启动请求的时间点，启动器101与引擎已经成为连结状态。在这种情况下，不需要进行步骤S510中的处理。

在步骤S520中，控制装置109取得预先存储了的马达电阻R_m与马达的反电动势系数k_e。在步骤S530中，控制装置109取得通过未图示的电池电压检测装置等检测到的电池电压V_b。在步骤S540中，控制装置109计算根据电装设备等的最低动作电压来确定的目标电压402与电池电压V_b的差分。在步骤S550中，控制装置109根据目标电压402与电池电压V_b的差分和预先存储了的基准电流值405，按图4(a)所示的次序，计算目标电流值409。在步骤S560中，控制装置109从马达旋转检测传感器110取得马达转速N_m。

在步骤S570中，控制装置109利用在步骤S520至S560的各处理步骤中得到的变量以及常数，通过式(6)计算PWM控制的通电比率D，将PWM控制的波形信号输出到开关元件107，控制开关元件107。通过由控制装置109对开关元件107的PWM控制，在马达105中开始流过电流，马达105的转矩被传递到引擎，引擎开始旋转。

然后，控制装置109持续进行步骤530～S570中的处理，直到步骤S580所示的引擎启动完成条件成立为止。作为步骤S580的引擎启动完成条件，例如设为引擎旋转达到规定的转速以上。如果满足这样的完成条件，则能够判断为引擎启动完成。在引擎启动完成之前，控制装置109以固定间隔(例如2ms间隔)检测电池电压V_b与马达转速N_m，计算通电比率D并更新输出。通过这样，在从马达通电开始到引擎启动完成的期间内，电池电流大致固定，成为所设定的电流值，所以电池电压V_b也大致固定且处于容许范围内，并且被控制为与容许值接近的值。

―――变形例―――

(1)因为在引擎启动完成之前，为了将马达105的旋转力传递到引擎，启动器101与引擎处于连结状态，所以也能够根据引擎转速间接地得到马达转速N_m。

在图5的步骤S510之后，即如果启动器101的马达105与未图示的引擎处于连结状态，则能够根据引擎的引擎转速间接地计算马达的马达转速N_m。在大多数汽车中，如图1所示，搭载有检测引擎转速的引擎旋转检测传感器112。通过根据所检测的引擎转速间接地计算启动器101的马达105的转速，从而不需要搭载马达旋转检测传感器110，使得成本降低。在根据引擎转速N_e[rpm]与转速变换系数g计算马达105的马达转速N_m[rpm]时，例如能够使用下式(7)。

[式7]

N_m＝N_e×g…(7)

式(7)中的转速变换系数g能够通过引擎与马达105的齿轮比而得到。具体来说，在通过小齿轮103与环形齿轮104来连结了马达105与引擎的情况下，利用根据小齿轮103以及环形齿轮104各自的齿数来确定的齿轮比，能够得到转速变换系数g，而当在启动器101内部在马达105与小齿轮103之间设置了减速机构的情况下，根据减速机构的减速比，能够得到转速变换系数g。转速变换系数g预先存储在控制装置109中，在控制装置109内部将所检测到的引擎转速N_e变换成马达转速N_m。

(2)大多启动器构成为在从马达向引擎传递旋转力的区间设置单向离合器，仅从启动器侧传递旋转力。由于如果引擎开始燃烧且转速大于基于启动器的旋转，则切断离合器的连接，所以此时根据引擎转速计算出的启动器转速与实际的启动器转速不一致。

说明在根据引擎转速进行计算而间接地取得马达转速的情况下，推测在所计算出的值与实际的马达转速之间产生背离时的马达转速的方法。大多启动器101构成为在从马达105向未图示的引擎传递旋转力的区间设置单向离合器108，仅从启动器101侧传递旋转力。即能够通过马达105的旋转力来使引擎旋转，但引擎不使马达105旋转，所以与实际的马达转速相比，根据引擎转速进行计算而间接地取得的马达转速有时表示更高的值。此时，推测马达转速。

图6是示出马达105的转速的推测次序的流程图。在由于燃烧而引擎转速激增时，假定切断离合器的连接而成为大致无负荷的状态的马达105的转速以一定的倾斜度上升。在这样的假定的基础上，针对间接地取得的马达转速N_m，通过对每个控制周期内的转速的上升设置上限，针对引擎旋转的急剧上升，推测马达转速。

针对根据引擎旋转检测传感器112检测到的引擎转速N_e来间接地取得的马达的转速N_m，使用考虑该马达的转速N_m背离实际的马达转速的可能性而推测出的推测马达转速Nm_out，计算通电比率D。在每个控制周期内重复该处理，将一个控制周期前的计算结果作为Nm_out_t-1预先存储在控制装置内。另外，作为每个控制周期内的马达转速的上升的上限，预先设定上限值ΔN。

在步骤S610中，图1的控制装置109将对推测马达转速Nm_out_t-1附加上限值ΔN而新推测出的推测马达转速设为N_m′。新推测出的推测马达转速N_m′被认为是相对于一个周期前的推测马达转速Nm_out_t-1在一个控制周期内能够上升的最大的值。

在步骤S620中，控制装置109比较间接地取得的马达转速N_m与推测马达转速N_m′，判定是否产生了背离实际的马达转速。在步骤S620中，控制装置109在对N_m≧N_m′进行了否定判定的情况下，判断为在间接地取得的马达转速与实际的马达转速之间没有背离。在步骤S640中，控制装置109将间接地取得的马达转速N_m直接代入推测马达转速Nm_out，将推测马达转速Nm_out用于通电比率D的计算。

在步骤S620中，控制装置109在对N_m≧N_m′进行了肯定判定的情况下，判断为在间接地取得的马达转速与实际的马达转速之间存在背离。在这种情况下，在步骤S630中，控制装置109将推测马达转速N_m′代入推测马达转速Nm_out，将推测马达转速Nm_out用于通电比率D的计算。通过这样，即使在根据引擎转速进行计算而间接地求出马达转速的情况下，产生了背离实际的马达转速，也能够正确地计算通电比率D。

图7是示出引擎启动控制的时间上的变化的一个例子的波形图，将引擎转速、从控制装置109输出的通电比率D、电池电压以及电池电流的时间上的变化对应起来地进行图示。

在图7所示的例子中，仅使用引擎转速来计算通电比率。由于控制装置109根据引擎转速通过计算来间接地取得马达转速，所以考虑所推测出的马达转速与实际的马达转速之间的背离而进行马达的转速的推测。用虚线703表示根据马达与引擎的齿轮比将控制装置109这样推测出的马达转速换算成引擎轴上的转速而得到的值。通电时的电池电流705如图7所示，从通电开始起先大致平稳地保持为一定，大致成为所设定了的电池电流(马达电流)的目标电流值。可知通电时的电池电压704也同样地，如图7所示那样平稳且不低于容许最低电压地再启动引擎。还确认了在电池劣化了的情况下也同样地不低于容许最低电压而再启动引擎。

(3)说明通电比率D的其他确定方法。图8是示出启动器101、电池301以及启动器101的马达105以外的其他电气设备803的简单电路图。来自电池301的电力不仅供给到启动器101的马达105，还供给到其他电气设备803。说明结合启动器101的马达105以外的其他电气设备的电力需求来适当变更在马达105中流过马达电流的方法。在图3的简单电路图中，从电池流出的电池电流大部分作为马达电流流到马达。但是，在实际的车辆中，除了启动器101的马达105以外，还存在有电流流过的其他电气设备803。

流经电池301的电池电流I_b、从电池301向启动器101的马达105供给而流经马达105的电流I_m、与从电池301向马达105以外的其他电气设备803供给而流经其他电气设备803的合计的供给电流I_e之间，下式(8)所示的关系成立。

[式8]

I_b＝I_m+I_e

I_m＝I_b-I_e…(8)

如式(8)所示，电池电流I_b是马达电流I_m与流经马达以外的电气设备的供给电流I_e之和。为了避免由于电池301的压降而电池电压V_b低于电装设备等的最低动作电压，电池电流I_b需要具有所容许的电池电流以上的电流值。构成为通过将从所容许的电池电流值中减去马达105以外的其他电气设备803的供给电流I_e而得到的电流值设定为马达电流I_m的上限值，从而总体上将电池电流I_b固定地保持为所容许的电池电流值。构成为能够直接地或者间接地取得流经马达105以外的其他电气设备803的供给电流I_e。例如，电流传感器直接计测流经马达105以外的其他电气设备803的供给电流I_e，控制装置109从电流传感器取得该计测值。将其他电气设备803所包含的多个电气设备通常使用的电流分别预先存储在控制装置109中，在使用这些电气设备的情况下，控制装置109设为流过预先存储的电流，间接地计算流经马达105以外的其他电气设备803的供给电流的电流值。通过这样控制装置109取得马达105以外的其他电气设备803的供给电流I_e，能够计算为了将电池电流I_b固定地保持为所容许的电池电流值而流向马达105的马达电流I_m的目标电流值。控制装置109使用下式(9)计算向马达105的通电比率D。

[式9]

$D=\sqrt{\frac{I_m\×(R_m+R_b)}{V_0-k_e\×N_m}}\mathrm{...}\left(9\right)$

即使流经马达105以外的其他电气设备803的供给电流I_e发生变化，也使用式(8)来确定在马达105中流过的马达电流I_m的目标电流值，通过使用式(9)计算向马达105的通电比率D，能够将电池电流I_b保持为固定。因此，能够在将电池301的压降控制于容许范围的同时最大限度地使引擎迅速地再启动。

(4)在上述的实施方式或者其变形例的引擎启动装置100中，控制装置109直接地或者间接地取得马达105的马达转速N_m。但是，也可以在制造引擎启动装置100时，将引擎启动时的马达105的马达转速N_m模型化并预先存储在控制装置109中。在实际引擎启动时，控制装置109通过确定适当的模型，从所存储的马达105的马达转速N_m中选择与该确定了的适当的模型对应的马达转速N_m来取得。

(5)在上述的实施方式或者其变形例的引擎启动装置100中，控制装置109以使马达电流I_m的马达电流值接近于目标电流值409的方式，控制与马达105连接而流过马达电流I_m的开关元件107。但是，作为代替开关元件107的电路元件，也可以在启动器101的内部配置可变电阻。控制装置109以使马达电流I_m的马达电流值接近于目标电流值409的方式，控制与马达105连接而流过马达电流I_m的可变电阻，调节可变电阻的电阻值。

上述的实施方式或者其变形例的引擎启动装置100是通过将由电池301驱动的马达105的旋转力传递到引擎来启动引擎的引擎启动装置101，具有控制装置109。控制装置109取得电池301的电池电压V_b。控制装置109根据所取得的电池电压V_b，计算从电池301供给到马达105的马达电流I_m的目标电流值409。控制装置109以使马达电流I_m的马达电流值接近于目标电流值409的方式，控制与马达105连接而流过马达电流I_m的开关元件107或者可变电阻等电路元件。在这样的引擎启动装置100中，能够得到如下效果。即，在从马达通电开始到引擎启动完成的期间，通过控制马达电流I_m而将电池电流I_b保持为大致固定的任意的值，也能够将电池电压V_b保持为大致固定。特别是，由于重复取得电池电压V_b而每次对马达电流I_m的目标电流值进行再计算，所以能够根据产生急剧的压降等电池301的状态变化，调节马达电流I_m。通过这样，即使电池的状态发生变化，也能够使电池压降停留在容许范围内，在引擎启动时电池电压V_b不低于容许值(电装设备等的最低动作电压)而在该状态下并且最大限度地迅速启动引擎。

在作为上述电路元件而使用开关元件107的情况下，根据马达转速N_m，控制装置109确定基于PWM控制的向马达105的通电比率D。通过控制装置109对开关元件107输出使该通电比率D变化的PWM控制信号，从而开关元件107能够使马达电流I_m变化。

在变形例(1)以及(2)中，控制装置109根据引擎转速N_e通过计算来间接地取得马达的转速N_m。在这种情况下，由于不需要在启动器101中安装马达105的旋转检测用的马达旋转检测传感器110，所以使得成本降低。

在变形例(3)中，控制装置109取得在马达105以外的以相同的电池301作为电源的其他电气设备803中流过的电流I_e，在以使电池电流I_b总体上为固定的方式控制有马达电流I_m流过的电路元件的情况下，即使在马达105以外的其他电气设备803中流过大的电流，也能够将电池301的压降控制在容许范围内。

Claims (9)

1.一种引擎启动装置，其通过将由电池驱动的直流马达的旋转力传递到引擎来启动所述引擎，所述引擎启动装置的特征在于，具备：

电池电压取得部，其取得所述电池的电池电压；

目标电流值计算部，其根据通过所述电池电压取得部取得的所述电池电压，计算从所述电池供给到所述直流马达的马达电流的目标电流值；以及

马达电流控制部，其控制与所述直流马达连接而流过所述马达电流的电路元件，以使所述马达电流的马达电流值接近于所述目标电流值。

2.根据权利要求1所述的引擎启动装置，其特征在于，

还具备取得所述直流马达的马达转速的马达转速取得部，

所述马达电流控制部根据通过所述电池电压取得部取得的所述电池电压和通过所述马达转速取得部取得的所述马达转速，控制所述电路元件，以使所述马达电流值接近于所述目标电流值。

3.根据权利要求2所述的引擎启动装置，其特征在于，

所述马达电流控制部对基于动作电压确定的目标电压、以及所述目标电流值的基准电流值进行存储，所述动作电压是所述直流马达以外的其他电气设备根据来自所述电池的电力供给进行动作所需的电压，

所述目标电流值计算部根据通过所述电池电压取得部取得的所述电池电压与所述目标电压的电压差分、以及通过所述马达电流控制部存储的所述基准电流值，计算所述目标电流值，

预先设定通过所述马达电流控制部存储的所述基准电流值，以防止在没有所述电压差分时，所述电池电压由于所述电池的压降而低于所述动作电压，所述电池的压降是因示出与所述目标电流值相等的电流值的所述马达电流被从所述电池供给到所述直流马达而产生的。

4.根据权利要求2或者3所述的引擎启动装置，其特征在于，

所述马达电流控制部根据通电比率来控制所述电路元件，由此执行重复进行从所述电池向所述直流马达的通电的开始以及停止的PWM控制，所述通电比率用所述通电的从所述开始到所述停止的时间、与所述通电的从所述开始经过所述停止再次到所述开始的时间之比来表示，

所述马达电流控制部根据通过所述电池电压取得部取得的所述电池电压、所述电池的内部电阻、通过所述目标电流值计算部计算的所述目标电流值、通过所述马达转速取得部取得的所述马达转速、所述直流马达具有的马达电阻和所述直流马达的反电动势系数，来确定所述通电比率。

5.根据权利要求4所述的引擎启动装置，其特征在于，

所述马达转速取得部从检测所述马达转速的马达旋转检测部取得所述马达转速。

6.根据权利要求4所述的引擎启动装置，其特征在于，

所述马达转速取得部取得所述引擎的引擎转速，根据所述引擎转速，取得所述马达转速。

7.根据权利要求3所述的引擎启动装置，其特征在于，

还具备取得从所述电池向所述其他电气设备供给的供给电流的供给电流取得部，

所述目标电流值计算部根据通过所述电池电压取得部取得的所述电池电压与所述目标电压的所述电压差分、通过所述马达电流控制部存储的所述基准电流值以及通过所述供给电流取得部取得的所述供给电流，计算所述目标电流值。

8.一种引擎启动控制方法，其控制通过将由电池驱动的直流马达的旋转力传递到引擎来启动所述引擎的引擎启动，所述引擎启动控制方法的特征在于，

取得所述电池的电池电压，

根据所述电池电压，计算从所述电池供给到所述直流马达的马达电流的目标电流值，

控制与所述直流马达连接而流过所述马达电流的电路元件，以使所述马达电流的马达电流值接近于所述目标电流值。

9.根据权利要求8所述的引擎启动控制方法，其特征在于，

进一步地，在计算所述目标电流值时，根据目标电压与所述电池电压的电压差分以及所述目标电流值的基准电流值，计算所述目标电流值，所述目标电压是基于所述直流马达以外的其他电气设备根据来自所述电池的电力供给进行动作所需的动作电压来确定的，

预先设定所述基准电流值，以防止在没有所述电压差分时，所述电池电压由于所述电池的压降而低于所述动作电压，所述电池的压降是因所述马达电流从所述电池被供给到所述直流马达而产生的，所述马达电流示出与所述目标电流值相等的电流值，

取得所述直流马达的马达转速，

在控制所述电路元件以使所述马达电流值接近于所述目标电流值时，根据所述电池电压与所述马达转速，控制所述电路元件。