JP2000257539A - 車両用エンジンの始動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きな燃費向上を図りつつ、バッテリ上がり
による始動不能を低減し、確実なエンジン始動を達成す
る車両用エンジンの始動制御装置を提供することを目的
とする。 【解決手段】 高圧バッテリ５に接続されたインバータ
３によって直流から交流に変換された電力の供給を受け
てエンジンを始動可能な交流回転電機１と、低圧バッテ
リ６からの電源供給を受けてエンジンを始動可能な直流
電動機２との少なくとも一方を、エンジン始動指令信号
を受けた際に、バッテリ５、６およびエンジンの少なく
とも一方の状態に基づいて選択する始動機選択手段７１
を備えることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用エンジンの
始動制御装置および車両用エンジンの始動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、一時的な車両停止時にエンジ
ンを停止し、車両発進時にエンジンを始動させることに
より、不必要な燃料消費を無くして燃料消費率の向上を
図ったエンジンの始動装置として、特公昭６２−２１４
４号公報に記載のものが知られている。このエンジンの
始動装置では、エンジンのスタータとして、オルタネー
タとスタータ（モータ）の機能を一体化した交流回転電
機が用いられている。

【０００３】交流回転電機は、電力を直流から交流およ
び交流から直流に変換可能な直流−交流変換器を介し
て、バッテリに接続されている。そして、交流回転電機
をスタータとして作動させる際には、バッテリの直流電
力が直流−交流変換器において交流電力に変換されて、
交流回転電機に供給される。また、交流回転電機をオル
タネータとして作動させる際には、交流回転電機にて発
生した交流電力は、直流−交流変換器において直流電力
に変換された後に、バッテリに充電される。

【０００４】この交流回転電機を用いたエンジンの始動
装置においては、燃費の改善効果を奏する他、始動用の
モータにピニオンギアまたはリングギア等の摩耗の問題
もないため、耐久性及び騒音性の問題も低減されてい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンを
始動させる際に必要な始動トルクは、エンジンの温度に
大きく依存する。即ち、エンジンの温度が低い時には、
エンジンオイルの粘度が高いため、大きな始動トルクを
必要とする。また、エンジンの温度が非常に高いときに
は、エンジンシリンダ内の空気が高圧となるため、その
空気を圧縮するための乗り越しトルクも大きくなる。

【０００６】図３は、交流回転電機によるエンジン始動
時のエンジン回転数と直流−交流変換器を流れる電流
（インバータ電流）との関係を示す図である。図３にお
いて、実線は通常のエンジン自動始動制御時（エンジン
冷却水温が３０℃〜８５℃程度）のものであり、破線は
エンジン初回始動時等でエンジンの温度が低いときのも
のである。図３に示されるように、エンジン初回始動時
等でエンジン温度の低い時には、止まっているクランク
軸が静摩擦力を越えて動き出すときに必要な初期電流
（ロック電流）は非常に大きく、２００〜３００Ａとな
る。エンジンが高温の場合も、上述のように、始動に必
要なトルクが大きいため、エンジン冷時と同様に、ロッ
ク電流が大きくなる。

【０００７】そのため、交流回転電機でエンジン低温時
および高温時のエンジン始動を行うためには、大電流に
耐えうる直流−交流変換器を併設することが不可欠とな
る。しかし、２００〜３００Ａの大電流で使用可能なパ
ワーデバイス、例えばＩＧＢＴやＭＯＳ等は非常に高価
であるため、実用化する上で問題となっていた。また、
従来のエンジンの始動制御装置においては、バッテリの
充電状態を検出する手段を設け、バッテリの充電状態が
予め設定された判定値より小さい場合にはエンジンの自
動停止を禁止する制御を行っている。この判定値を高く
設定すれば、エンジンの停止回数が少なくなるので、大
きな燃費向上が図れず、また、判定値を低く設定すれ
ば、バッテリ上がりの発生が増加するという不都合があ
った。そのため、大きな燃費向上を図りつつ、バッテリ
上がり低減することは困難であった。

【０００８】本発明は上記問題に鑑みなされたものであ
り、安価な車両用エンジンの始動制御装置を提供するこ
とを目的とする。また、本発明は、大きな燃費向上が図
りつつ、バッテリ上がりによる始動不能を低減し、確実
なエンジン始動を達成する車両用エンジンの始動制御装
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】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、直流電源（５、６）に
接続された直流−交流変換器（３）によって直流から交
流に変換された電力の供給を受けてエンジンを始動可能
な交流回転電機（１）と、直流電源（５、６）からの電
源供給を受けてエンジンを始動可能な直流電動機（２）
との選定を、エンジン始動指令信号を受けた際に、直流
電源（５、６）およびエンジンの少なくとも一方の状態
に基づいて変化させる始動機選択手段（７１）を備える
ことを特徴としている。

【００１０】ここで、少なくとも一方とは、いずれか一
方のみ若しくは両方を含んでいる。これによると、始動
機選択手段（７１）は直流電源（５、６）およびエンジ
ンの状態に応じて始動機を選定する。そのため、例え
ば、請求項２に記載のように、直流電源（５、６）の容
量を検出する容量検出手段（７２、７３）によって検出
された検出結果が所定値以下のときに記直流電動機
（２）を選定するとすることができる。また、請求項５
に記載のように、エンジンの温度を検出する温度検出手
段（８１）による検出結果が所定範囲外にあるときに始
動機選択手段（７１）は直流電動機（２）を選定すると
することができる。

【００１１】このように始動機を選定することにより、
エンジン温度が所定範囲内にあり、エンジンの駆動に大
きな駆動トルクを必要としないとき、または、直流電源
（５、６）の容量が十分であるときには、交流回転電機
（２）でエンジンを始動させることができる。そのた
め、直流−交流変換器（３）に流す電流を抑制できるの
で、直流−交流変換器（３）に用いるパワーデバイスの
コストを抑えることができるとともに、交流回転電機
（２）で始動させることによりエンジンを静かで滑らか
に始動させることができる。

【００１２】また、エンジン温度が所定範囲外にあると
きや、直流電源（５、６）の容量が小さいときには、直
流電動機（２）でエンジンを始動する。これにより、エ
ンジン駆動トルクが大きく、交流回転電機（２）ではエ
ンジンの始動が困難なときにもエンジンを始動すること
が可能となる。請求項３に記載の発明では、直流電源
（５、６）は、交流回転電機（１）に電力を供給する高
圧バッテリ（５）と直流電動機（２）に電力を供給する
低圧バッテリ（６）とを有し、始動機選択手段（７１）
は、容量検出手段（７２、７３）によって検出された高
圧バッテリ（５）の容量が所定値以下のときに、直流電
動機（２）を選定することを特徴としている。

【００１３】また、請求項４に記載の発明では、直流電
源（５、６）は、高圧バッテリ（５）と低圧バッテリ
（６）とを接続し、高圧バッテリ（５）から低圧バッテ
リ（６）を充電する直流−直流変換器（４）を有し、容
量検出手段（７２、７３）によって検出された低圧バッ
テリ（６）の容量が所定値以下のときに、高圧バッテリ
（５）から低圧バッテリ（６）への充電を指令する回復
充電指令手段（７４）をさらに備えることを特徴として
いる。

【００１４】これによると、直流電源（５、６）を高圧
バッテリ（５）と低圧バッテリ（６）との２電源とする
ことにより、一方のバッテリが過放電した場合でも、他
方のバッテリで一方の始動機を駆動できるので、バッテ
リ上がりによるエンジン始動不能の事態を回避できる。
また、車両停止中の暗電流などで、低圧バッテリ（６）
が過放電し、低圧バッテリ（６）により直流電動機
（２）を始動不可能な場合には、直流−直流変換器
（４）により高圧バッテリ（５）から低圧バッテリ
（６）を充電する。そして、充電が完了した後に、低圧
バッテリ（６）から電力供給をを受けた直流電動機
（２）でエンジンを駆動することができる。

【００１５】請求項６から請求項１２に記載の発明にお
いても、請求項１から請求項５に記載の発明と同様に、
安価、または、バッテリ上がりによる始動不能の低減、
若しくは、確実なエンジン始動を達成するエンジンの始
動装置を提供することができる。なお、複数の始動用の
回転電機として交流回転電機（１）と直流電動機（１）
とを備える構成においては、これらが択一的に、あるい
は併用して始動機とされる。従って、交流回転電機
（１）のみが始動機として選定される状態と、直流電動
機（２）のみが始動機として選定される状態と、交流回
転電機（１）と直流電動機（２）との両方が始動機とし
て選定される状態との３つの状態を利用できる。そし
て、これら３つの状態のうちいずれか２つの状態から、
あるいは３つすべての状態から、いずれか１つの状態が
始動機選択手段（７１）により選択される。この選択
は、始動時の条件に応じてなされ、条件に応じて交流回
転電機（１）と直流電動機（２）との始動機としての選
定状態が変化することになる。この選択ないし変化は、
直流電源の状態のみによる始動機側の始動能力のみの判
定、あるいはエンジンの状態のみによるエンジンの始動
性の良否のみの判定、あるいは直流電源の状態とエンジ
ンの状態との併用による始動機側の始動能力とエンジン
の始動性の良否との対比による判定に基づいてなされ、
少ない消費電力でエンジンを始動できるように条件が定
められる。

【００１６】このように、始動機選択手段（７１）は、
交流回転電機（１）と直流電動機（２）とから始動機を
選定し、その選定を、始動時の直流電源およびエンジン
の少なくも一方の状態に基づいて切り換えるものであ
る。この構成では、始動時の条件が広範囲にわたって変
化しても低消費電力で確実な始動が可能となる。なお、
交流回転電気（１）と直流電動機（２）とから始動機を
選定する形態としては、一方のみを選択する択一と、両
方を選定する併用とを採用することができる。例えば、
択一的に選定し、選択的な切り換えを行う構成と、択一
的に選定し、さらに併用的な選定を加えることで、補充
的な切り換えを行う構成とを採用することができる。

【００１７】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。 （第一実施形態）以下、本発明の車両用エンジンの始動
装置の構成を図１を用いて説明する。図１はエンジンの
始動装置及びその周辺機器の構成を示すブロック図であ
る。交流回転電機（ＭＧ）１は、電機子として働く固定
子と、界磁として働く回転子とから構成されている。回
転子は、エンジンのクランクシャフトと連動するシャフ
トと一体になって回転するものである。そして、複数個
の爪状磁極部を有する１対のポールコアを組み合わせ、
ポールコアの径方向内側にポールコアを励磁するための
界磁巻線１１が巻回されている。固定子は回転子の外径
側に配置され、３相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）の分布巻にした固
定子巻線が取り付けられている。

【００１９】この交流回転電機１は、界磁巻線１１に電
流が流れるとポールコアが励磁されて、爪状磁極部にＮ
極とＳ極とが交互に並ぶ状態となる。そして、この状態
で固定子巻線にポールコアに対してπ／２の位相差を持
った磁界を生じさせるように、電流が流されたときにモ
ータ（スタータ）として働く。また、固定子巻線への通
電が切られたときには回転子の回転に伴って固定子巻線
に誘導起電力が発生することにより、オルタネータとし
て働く。

【００２０】直流−交流変換器（以下「インバータ」と
いう。）３は、交流電力から直流電力への変換および直
流電力から交流電力への変換を行うものである。このイ
ンバータ３は、交流回転電機１に接続されるとともに３
６Ｖの高圧バッテリ５にも接続さている。この高圧バッ
テリ５は、ヒータ等の高電圧負荷５１に接続されてお
り、高圧電力を供給して高電圧負荷５１を作動させる。

【００２１】交流回転電機１をスタータとして動作させ
る時には、高圧バッテリ５の直流電力をインバータ３で
交流電力に変換して、交流電力を交流回転電機１に供給
する。また、交流回転電機１をオルタネータとして動作
させる時には、交流回転電機１で発生した交流電力をイ
ンバータ３で直流電力に変換し、高圧バッテリ５および
高圧電気負荷８に直流電力を供給する。

【００２２】電力変換部３１は、６個のパワートランジ
スタ３１１ａ〜３１１ｆと６個のダイオード３１２ａ〜
３１２ｆとから構成されている。パワートランジスタ３
１１ａと３１１ｂ、３１１ｃと３１１ｄ、３１１ｅと３
１１ｆとがそれぞれ対となっており、これらが３対が互
いに並列に高圧バッテリ５に接続されるとともに、各対
のパワートランジスタ間が固定子巻線のＵ、Ｖ、Ｗ各相
端子に接続され、かつ、各パワートランジスタ３１１ａ
〜３１１ｆと各々並列にダイオード３１２ａ〜３１２ｆ
が接続されている。また、パワートランジスタ３１１ａ
〜３１１ｆのベースｂ１〜ｂ６は、それぞれインバータ
３内の制御回路３２の出力ｂ１〜ｂ６が入力されるよう
になっており、この信号がＨｉのときにパワートランジ
スタ３１１ａ〜３１１ｆが導通するようになっている。

【００２３】固定子巻線の端子Ｕ、Ｖ、Ｗには、それぞ
れ電流センサ３３が設けられており、電流センサ３３で
検出された検出値は電流制限回路３４に入力さる。そし
て、電流制限回路３４において、検出値が所定値を越え
たことが判定されると、電流制限信号が制御回路３２に
入力される。そして、制御回路３２は、パワートランジ
スタ３１１ａ〜３１１ｆのベースｂ１〜ｂ６への出力信
号を調整することにより、固定子巻線の端子Ｕ、Ｖ、Ｗ
を流れる電流、即ち各パワートランジスタ３１１ａ〜３
１１ｆを流れる電流を制限している。

【００２４】制御回路３２は、トランジスタ１２の通電
割合を制御する界磁制御回路１３にも接続されている。
トランジスタ１２は、導通割合を変更することにより、
界磁巻線１１に流れる電流を変更するものであり、界磁
巻線１１を流れる電流を変更することにより、交流回転
電機１がオルタネータとして機能している際の発電量を
調整することができる。

【００２５】エンジン始動後、即ち交流回転電機１がオ
ルタネータとして機能している際は、エンジン回転数
は、目標アイドル回転数の前後で振動している。エンジ
ン回転数は回転数センサによって検出され、検出値が制
御回路３２に入力される。そして、エンジン回転数の検
出値が目標値を上回っているときには、トランジスタ１
２の導通率を上げて、発電量を増加させることにより、
負荷を増やし、エンジン回転数を減少させる。また、エ
ンジン回転数の検出値が目標値を下回っているときに
は、トランジスタ１２の導通率を低減して発電量を抑制
することにより、負荷を減らし、エンジン回転数を増加
させる。これにより、アイドル時のエンジン振動を交流
回転電機１で吸収している。なお、大きな負荷が急に加
わった際など、エンジン回転数が目標値を大幅に下回っ
た際には、交流回転電機２をモータとして作動させるこ
とにより、エンジン回転数を上昇させ、エンジン振動を
吸収することも可能である。

【００２６】直流始動電動機（ＳＴ）２は、エンジンの
始動をするスタータとして機能するものである。この直
流始動電動機２は、１２Ｖの低圧バッテリ６に接続され
ており、直流電力を供給されて作動する。低圧バッテリ
６には、ライト等の低圧電気負荷６１も接続され、低圧
バッテリ６から供給される電力により作動する。低圧バ
ッテリ６には、直流−直流コンバータ（以下、単に「Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ」という。）４も接続されている。
このＤＣ−ＤＣコンバータ４は３６Ｖ直流電力を１２Ｖ
直流電力に変換するためのものであり、交流回転電機１
で発生した交流電力がインバータ３で直流電力に変換さ
れて供給される。そして、低圧バッテリ６を充電すると
ともに、低圧電気負荷６１にも電力を供給する。

【００２７】また、低圧バッテリ６の容量不足時には、
ＤＣ−ＤＣコンバータ４において、高圧バッテリ５から
の３６Ｖ直流電力を１２Ｖ直流電力に変換し、その１２
Ｖ直流電力を低圧バッテリ６に充電することにより、直
流始動電動機２を作動させることを可能としている。エ
ンジンの始動には、上記交流回転電機１または直流始動
電動機２が用いられるが、この選択は始動制御装置７に
よって行われる。始動制御装置７は、高圧バッテリ５の
容量を検出する高圧バッテリ容量検出手段７２および低
圧バッテリ６の容量を検出する低圧バッテリ容量検出手
段７３を有している。これらのバッテリ容量検出手段７
２、７３は、バッテリの充放電電流の積算、バッテリ温
度、バッテリの端子電圧またはバッテリの比重等の周知
の方法により直接バッテリ容量を検出しても良いし、使
用されている電気負荷の大きさや、走行時間などから推
定しても良い。

【００２８】低圧バッテリ容量検出手段７３は、回復充
電指令手段７４に接続されている。この回復充電指令手
段７４は、低圧バッテリ６のバッテリ容量が所定値以下
のときに、ＤＣ−ＤＣコンバータ４を作動指令を出すも
のである。そして、高圧バッテリ５からの電力を、ＤＣ
−ＤＣコンバータ４を介して低圧バッテリ６に供給して
充電を行う。回復充電指令手段７４は、始動制御装置７
外の表示装置９にも接続されており、低圧バッテリ６が
充電中のときには、「回復充電中」の表示をして運転者
にバッテリ充電中であることを知らせる。低電圧バッテ
リ検出手段７３によって検出される検出値が所定値を越
えると、回復充電指令手段７１は低圧バッテリ６の容量
の検出値を始動機選択手段７１に入力する。

【００２９】始動機選択手段７１は、高電圧バッテリ容
量検出手段７２、回復充電指令手段７４、および始動制
御装置７外のアイドルストップ制御装置８、エンジン水
温センサ８１、および運転者からのキー操作等によるエ
ンジン始動指令信号を発生するスタータスイッチ８６等
からの信号に基づき、エンジン始動時の始動機を選択す
るものである。そして、始動機選択手段７１からの信号
は、直流始動電動機２に直列に配設されているスイッチ
２１若しくはインバータ３内の制御回路３２に入力され
る。

【００３０】アイドルストップ制御装置８は、エンジン
運転中に所定のエンジン停止条件が成立した場合には、
エンジンの自動停止制御信号を出し、エンジン停止中に
所定のエンジン始動条件が成立した場合には、エンジン
の自動始動制御信号を出すものである。アイドルストッ
プ制御装置８には、エンジン冷却水温度を検出する温度
センサ８１、クラッチペダル（図示せず）を軽く踏んだ
時にオンとなるクラッチアッパスイッチ８２、クラッチ
ペダルをいっぱいに踏んだ時にオンとなるクラッチロア
スイッチ８３、エンジン回転数を検出するエンジン回転
数センサ８４、および車速センサ８５が接続されてい
る。そして、上記センサ８１、８４、８４およびスイッ
チ８２、８３からの各種信号は、アイドルストップ制御
装置８に入力されて、エンジンの停止条件および始動条
件の判別に用いられる。そして、エンジン始動条件が成
立したときには、始動制御装置７に始動指令を出す。ま
た、エンジン停止条件が成立した際にはインジェクタ
（図示せず）への燃料噴射信号や、イグナイタ（図示せ
ず）への点火信号を停止して、エンジンを自動停止す
る。

【００３１】ここで、所定のエンジン停止条件が成立し
た状態とは、例えばエンジン回転数が所定値以下、クラ
ッチアッパスイッチ若しくはクラッチロアスイッチがＯ
ＦＦ、エンジン冷却水温が所定値以下及び車両が停止状
態という全ての条件が満足した状態をいう。また、所定
のエンジン始動条件が成立した状態とは、例えばエンジ
ン停止中にクラッチロアスイッチがＯＮされた状態をい
う。

【００３２】次に、上記構成の車両用エンジンの始動制
御装置の作動を図２のフローチャートを用いて説明す
る。図２のフローチャートは、車両停止中及びエンジン
運転中に所定のエンジン停止条件が成立後の始動制御装
置７の作動を示すものである。ステップ１においては、
始動制御装置７がアイドルストップ制御装置８から、ま
たは運転者の意志によるスイッチ操作でエンジン始動指
令を受けたか否かが判定される。本実施形態において
は、エンジン始動指令は、エンジン停止中で、クラッチ
ロアスイッチがＯＮされた状態において出される。ステ
ップ１において始動指令を受けると、ステップ２に移行
する。

【００３３】ステップ２においては、温度センサ８１に
よって検出されたエンジン冷却水温Ｔｗが所定の範囲内
（例えば、３０℃から８５℃）にあるか否かを判定す
る。また、ステップ３においては、高圧バッテリ５の容
量が十分か否かが判定される。そして、エンジン冷却水
温が所定の範囲内にあり、かつ、高圧バッテリの容量が
不足していないときには、交流回転電機１でエンジン始
動可能と判断して、ステップ４に移行する。そして、ス
テップ４にて、始動機選択手段７１からインバータ３内
の制御回路に作動命令を出し、交流回転電機１によって
エンジンを始動する。

【００３４】ステップ２においてエンジン冷却水温が所
定の範囲外と判断されたとき、あるいはステップ３にお
いて高圧バッテリ５の容量が不足していると判断された
ときには、交流回転電機１によるエンジンの始動が困難
であるため、ステップ８に移行し、ステップ８からステ
ップ１３における直流始動電動機２の始動制御を行う。

【００３５】ステップ８においては、低圧バッテリ６の
容量が不足しているか否かが判別される。ステップ８の
判定結果が偽の時、即ち低圧バッテリ６の容量が十分な
ときには、ステップ１３に移行する。そして、ステップ
１３にて、始動機選択手段７１からスイッチ２１をＯＮ
する信号を出し、直流始動電動機２でエンジンの始動を
行う。

【００３６】一方、ステップ８の判定結果が真の時、即
ち低圧バッテリ６の容量が不足しているときは、ステッ
プ９に移行する。そして、回復充電指令手段７４でＤＣ
−ＤＣコンバータ４を作動させ、高圧バッテリ５から低
圧バッテリ６に充電する。この際、運転者は、エンジン
を始動しようとしているにも拘わらず、エンジンが始動
できないことになる。そのため、運転者に違和感を与え
るのを防止するため、低圧バッテリ６の充電中には、表
示手段９により「回復充電中」の表示（ステップ１０）
をする。

【００３７】ステップ１１では、低圧バッテリ６の充電
が完了したか否かを判定する。低圧バッテリ６の充電が
完了したら、「回復充電中」の表示を消灯する（ステッ
プ１２）。そして、ステップ１３にて、始動機選択手段
７１からスイッチ２１をＯＮする信号を出し、充電が完
了した低圧バッテリ６により直流始動電動機２を作動さ
せ、エンジンの始動を行う。

【００３８】交流回転電機１または直流始動電動機２に
よって、エンジンが始動した後は、交流回転電機３をオ
ルタネータとして動作させ、発電を行うとともに、高圧
及び低圧バッテリ５、６を充電する（ステップ５）。そ
れとともに、高圧及び低圧電気負荷５１、６１にも電力
を供給する。なお、エンジン始動後においても、加速走
行時等のエンジントルクのアシストが必要なときは交流
回転電機１をモータとして動作させる。

【００３９】ステップ６では、アイドルストップ制御装
置８からのエンジン停止指令の有無が判定され、エンジ
ン停止指令を受けたときには、エンジンが停止（ステッ
プ７）されるとともに、この制御処理ルーチンを終了す
る。本実施形態では、大きな始動ロックトルクを必要と
しないときには、交流回転電機１によるエンジン始動を
優先している。そのため、エンジンの静粛始動性を高め
ることが可能となる。

【００４０】本実施形態では、エンジン冷却水温が所定
範囲外にあるとき、即ち大きなエンジン始動トルクが必
要なときには、直流始動電動機２を用いてエンジンの始
動を行っている。そのため、交流回転電機１に接続した
インバータ３のパワーデバイスとして最大電流通電定格
の低いパワートランジスタを採用でき、インバータ３の
コストを抑えることが可能となる。

【００４１】本実施形態では、交流回転電機１を作動さ
せる高圧バッテリ５の容量が不十分なときにも、直流始
動電動機２を用いてエンジンの始動を行っている。ま
た、低圧バッテリ６の容量が不十分なときも、高圧バッ
テリ５から低圧バッテリ６を充電することにより、直流
始動電動機２を作動させることが可能である。したがっ
て、バッテリ上がりによるエンジンの始動不能という事
態を低減することが可能である。

【００４２】また、高圧バッテリ５から低圧バッテリ６
を充電している際には、「回復充電中」の表示をするこ
とにより、車両の運転者に違和感を与えないようにする
ことができる。また、本実施形態では、エンジン始動に
必要なトルクを、エンジン冷却水温から推定することに
より、始動機選択手段７１を簡単な構成としているが、
エンジン始動に必要なトルクを評価できるパラメータな
らば良く、例えば、エンジンの状態を示すエンジン停止
時間や、エンジンの状態を示す外気温度などで推定して
も良い。

【００４３】（他の実施形態）上記第一実施形態では、
アイドルストップ中のエンジン再始動において、高圧バ
ッテリ５が容量不足のときに、直流始動電動機２でエン
ジンの再始動を行う構成について説明した。しかし、上
記始動制御装置７は、エンジン初回始動時においても同
様に適用可能である。この場合、エンジン始動指令信号
は運転者の操作によってスタータスイッチ８６等から与
えられる。即ち、エンジン冷時で大きな始動ロックトル
クが必要なとき、あるいは高圧バッテリ５の容量が不十
分なときには、直流始動電動機２によりエンジンを始動
することができる。また、車両停車中の暗電流などで、
低圧バッテリ６が過放電し、低圧バッテリ６と直流始動
電動機２とによる始動が困難なときにも、ＤＣ−ＤＣコ
ンバータ４を介して、高圧バッテリ５から低圧バッテリ
６を充電し、充電が完了した後に、エンジンを始動する
ことができる。

【００４４】また、上記第一実施形態では、始動ロック
トルクが大きいとき、または高圧バッテリ５の容量が小
さいときには、交流回転電機１での始動が困難と判断
し、直流電動機２のみでエンジンを始動した。しかし、
高圧バッテリ５の容量が小さく、しかもエンジンが冷時
である等、直流電源とエンジンとの両方の状態が始動し
にくい場合など、交流回転電機１だけでの始動が困難と
判断したときには、交流回転電機１とともに、直流始動
電動機２をも補助的に用いることにより、エンジンを始
動してもよい。

【００４５】また、低圧バッテリ６の容量不足のときに
も、直流始動電動機２のみではエンジンの始動が困難で
あるが、交流回転電機１を補助的に用いることで、エン
ジンを始動することも可能である。また、上記第一実施
形態では、異なる定格電圧を有する２つのバッテリ５、
６を用いたが、１つのバッテリのみを備え、この単一の
バッテリから２電圧の出力を取り出す構成としてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態のエンジン始動装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】本発明のエンジン始動制御のフローチャートで
ある。

【図３】エンジン始動時のエンジン回転数とインバータ
電流との関係を示す図である。

【符号の説明】

１…交流回転電機、２…直流始動電動機、３…インバー
タ、３１…パワートランジスタ、３２…電流制限手段、
３３…電流センサ、４…ＤＣ−ＤＣコンバータ、５…高
圧バッテリ、５…高圧バッテリ、５１…高電圧負荷、６
…低圧バッテリ、６１…低電圧負荷、７…始動制御装
置、７１…始動機選択手段、７２…高圧バッテリ容量検
出手段、７３…低圧バッテリ容量検出手段、７４…回復
充電指令手段。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載されたエンジンの運転中に所
   定のエンジン停止条件が成立した場合にエンジン停止指
   令信号を出すとともに所定のエンジン始動条件が成立し
   た場合にエンジン始動指令信号を出すエンジン自動停止
   始動装置（８）または運転者からのエンジン始動指令信
   号を受けて前記エンジンを始動させる車両用エンジンの
   始動制御装置において、 直流電源（５、６）に接続された直流−交流変換器
   （３）によって直流から交流に変換された電力の供給を
   受けて前記エンジンを始動可能な交流回転電機（１）
   と、前記直流電源（５、６）からの電源供給を受けて前
   記エンジンを始動可能な直流電動機（２）と選定を、前
   記エンジン始動指令信号を受けた際に、前記直流電源
   （５、６）および前記エンジンの少なくとも一方の状態
   に基づいて変化させる始動機選択手段（７１）を備える
   ことを特徴とする車両用エンジンの始動制御装置。
2. 【請求項２】 前記直流電源（５、６）の容量を検出す
   る容量検出手段（７２、７３）をさらに備え、 前記始動機選択手段（７１）は、前記容量検出手段（７
   ２、７３）によって検出された検出結果が所定値以下の
   ときに前記直流電動機（２）を選定することを特徴とす
   る請求項１に記載の車両用エンジンの始動制御装置。
3. 【請求項３】 前記直流電源（５、６）は、前記交流回
   転電機（１）に電力を供給する高圧バッテリ（５）と、
   前記直流電動機（２）に電力を供給する低圧バッテリ
   （６）とを有し、 前記始動機選択手段（７１）は、前記容量検出手段（７
   ２、７３）によって検出された前記高圧バッテリ（５）
   の容量が所定値以下のときに、前記直流電動機（２）を
   選定することを特徴とする請求項２に記載の車両用エン
   ジンの始動制御装置。
4. 【請求項４】 前記直流電源（５、６）は、前記高圧バ
   ッテリ（５）と前記低圧バッテリ（６）とを接続し、前
   記高圧バッテリ（５）から前記低圧バッテリ（６）を充
   電する直流−直流変換器（４）を有し、 前記容量検出手段（７２、７３）によって検出された前
   記低圧バッテリ（６）の容量が所定値以下のときに、前
   記高圧バッテリ（５）から前記低圧バッテリ（６）への
   充電を指令する回復充電指令手段（７４）をさらに備え
   ることを特徴とする請求項３に記載の車両用エンジンの
   始動制御装置。
5. 【請求項５】 前記エンジンの温度を検出する温度検出
   手段（８１）による検出結果が所定範囲外にあるときに
   は、前記始動機選択手段（７１）は直流電動機（２）を
   選定することを特徴とする請求項１から請求項４のいず
   れか１つに記載の車両用エンジンの始動制御装置。
6. 【請求項６】 車両に搭載されたエンジンの運転中に所
   定のエンジン停止条件が成立した場合にエンジン停止指
   令信号を出すとともに所定のエンジン始動条件が成立し
   た場合にエンジン始動指令信号を出すエンジン自動停止
   始動装置（８）または運転者からのエンジン始動指令信
   号を受けて前記エンジンを始動させる車両用エンジンの
   始動装置において、 前記エンジンの始動時に始動機として作動可能な直流電
   動機（２）と、 前記エンジンの始動時には始動機として作動可能であ
   り、前記エンジン始動後には発電機として作動可能な交
   流回転電機（１）と、 前記交流回転電機（１）および前記直流電動機（２）に
   電力を供給可能な直流電源（５、６）と、 前記交流回転電機（１）と前記直流電源（５、６）との
   間に接続され、前記交流回転電機（１）が始動機として
   作動する際には、前記直流電源（５、６）の直流電力を
   交流電力に変換して前記交流回転電機（１）に供給する
   とともに、前記交流回転電機（１）が発電機として作動
   する際には、前記交流回転電機（１）からの交流電力を
   直流電力に変換して前記直流電源（５、６）に供給する
   交流−直流変換器（３）とを備え、 さらに、前記エンジン始動指令信号を受けた際に、前記
   直流電源（５、６）および前記エンジンの少なくとも一
   方の状態に基づいて、前記交流回転電機（１）および前
   記直流電動機（２）の選定を変化させる始動機選択手段
   （７１）を備えることを特徴とする車両用エンジンの始
   動装置。
7. 【請求項７】 前記直流電源（５、６）の容量を検出す
   る容量検出手段（７２、７３）および前記エンジンの温
   度を検出する温度検出手段（８１）の少なくとも一方を
   さらに有し、 前記始動機選択手段（７１）は、前記容量検出手段（７
   ２、７３）および前記温度検出手段（８１）の少なくと
   の一方によって検出された検出結果に基づいて、前記交
   流回転電機（１）と前記直流電動機（２）との少なくと
   も一方を選定することを特徴とする請求項６に記載車両
   用エンジンの始動装置。
8. 【請求項８】 前記始動機選択手段（７１）は、前記容
   量検出手段（７２、７３）によって検出された検出結果
   が所定値以下のときに前記直流電動機（２）を選定する
   ことを特徴とする請求項７に記載の車両用エンジンの始
   動装置。
9. 【請求項９】 前記直流電源（５、６）は、前記交流回
   転電機（１）に電力を供給する高圧バッテリ（５）と、
   前記直流電動機（２）に電力を供給する低圧バッテリ
   （６）とを有し、 前記始動機選択手段（７１）は、前記容量検出手段（７
   ２、７３）によって検出された前記高圧バッテリ（５）
   の容量が所定値以下のときに、前記直流電動機（２）を
   選定することを特徴とする請求項８に記載の車両用エン
   ジンの始動装置。
10. 【請求項１０】 前記直流電源（５、６）は、前記高圧
    バッテリ（５）と前記低圧バッテリ（６）とを接続し、
    前記高圧バッテリ（５）から前記低圧バッテリ（６）を
    充電する直流−直流変換器（４）を有し、 前記容量検出手段（７２、７３）によって検出された前
    記低圧バッテリ（６）の容量が所定値以下のときに、前
    記高圧バッテリ（５）から前記低圧バッテリ（６）への
    充電を指令する回復充電指令手段（７４）をさらに備え
    ることを特徴とする請求項９に記載の車両用エンジンの
    始動装置。
11. 【請求項１１】 前記回復充電指令手段（７４）により
    前記高圧バッテリ（５）から前記低圧バッテリ（６）に
    充電指示が出されたときに、前記車両の運転者に回復充
    電中であることを伝達する伝達手段（９）をさらに備え
    ることを特徴とする請求項１０に記載の車両用エンジン
    の始動装置。
12. 【請求項１２】 前記エンジンの温度を検出する温度検
    出手段（８１）による検出結果が所定範囲外にあるとき
    には、前記始動機選択手段（７１）は直流電動機（２）
    を選定することを特徴とする請求項７から請求項１１の
    いずれか１つに記載の車両用エンジンの始動装置。