JP6500751B2 - Engine start system - Google Patents

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Description

エンジンを始動させるための力を生じさせるスタータを備えたエンジン始動システムに関する。   The present invention relates to an engine starting system provided with a starter that generates a force for starting an engine.

従来、車両にはエンジンを始動させるためのスタータが搭載されている。スタータは、モータ部と、このモータ部の回転を伝達させる伝達部と、を有している。モータ部は電源からの給電により伝達部を回転させる。伝達部はリングギアと結合しており、モータの回転を、リングギアを介してクランクシャフトに伝達する。   Conventionally, a vehicle is equipped with a starter for starting an engine. The starter has a motor unit and a transmission unit for transmitting the rotation of the motor unit. The motor unit rotates the transmission unit by power supply from the power supply. The transmission unit is coupled to the ring gear, and transmits the rotation of the motor to the crankshaft via the ring gear.

スタータの給電開始時において、このスタータに大電流（突入電流とも記載する。）が流れる現象が知られている。特許文献１では、スタータの突入電流を低減するための制限抵抗と、電源とスタータとの間に設けられた複数の経路と、この経路を切り替える複数のソレノイドと、を備えるスタータ駆動回路が開示されている。このスタータ駆動回路では、スタータの給電開始時は、ソレノイドにより電源とスタータとを制限抵抗を介在した経路で繋ぎ、突入電流を抑制する。   It is known that a large current (also referred to as inrush current) flows to the starter at the start of feeding of the starter. Patent Document 1 discloses a starter drive circuit including a limiting resistor for reducing the inrush current of a starter, a plurality of paths provided between a power supply and a starter, and a plurality of solenoids switching the paths. ing. In this starter drive circuit, when power supply to the starter is started, the solenoid connects the power source and the starter through a path in which a limiting resistor is interposed to suppress rush current.

特開２０１４−２１４６２５号公報JP, 2014-214625, A

特許文献１で開示した発明では、制限抵抗や、経路を切り替えるためのソレノイドを必須の構成とするため、回路構成の複雑化やサイズの増大を招く。   In the invention disclosed in Patent Document 1, since the limiting resistance and the solenoid for switching the path are essential components, the circuit configuration is complicated and the size is increased.

本発明は上記課題に鑑みたものであり、装置サイズの小型化とエンジン始動時におけるスタータの突入電流の低減とを両立するエンジン始動システムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an engine starting system which achieves both downsizing of the device and reduction of inrush current of the starter at the time of engine starting.

上記課題を解決するために本発明では、エンジンを始動させるために必要な力を発生させるスタータと、エンジンの駆動に伴うロータの回転に応じて電力を発生させる電力発生装置と、を備えるエンジン始動システムであって、前記電力発生装置は、前記ロータの回転に基づいて誘起起電力を生じさせるステータ巻線を備え、第１開閉器による開閉に基づいて、電源と前記スタータとを電気的に接続する第１電気経路と、第２開閉器による開閉に基づいて、前記スタータと前記電源との間に前記ステータ巻線を介在させて電気的に接続する第２電気経路と、前記電源から前記スタータへ電力を供給する給電開始時に、前記第２開閉器を閉状態に制御する制御部と、を有している。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises an starter that includes a starter that generates a force necessary to start the engine, and an electric power generation device that generates electric power according to the rotation of a rotor accompanying driving of the engine. In the system, the power generation device includes a stator winding that generates an induced electromotive force based on the rotation of the rotor, and electrically connects the power source and the starter based on opening and closing by the first switch. And a second electrical path electrically connected by interposing the stator winding between the starter and the power source based on opening and closing by the first electrical path and the second switch, and the starter from the power source And a control unit configured to control the second switch to be in a closed state at the start of power supply to supply power.

上記のように構成された発明では、エンジン始動システムは、スタータを駆動するための電力を供給する第１電気経路とは別に、スタータと電源とを電気的に繋ぐ経路として第２電気経路を有している。この第２電気経路は、スタータと電源との間にステータ巻線を介在させている。制御部は、スタータの給電開始時において、この第２電気経路を介してスタータと電源とを接続する。そのため、このステータ巻線が負荷として作用し、スタータに生じる突入電力を低減する。また、電力発生装置のステータ巻線を、突入電流を低減するための抵抗成分として流用しているので、負荷として機能する新たな部品を必要とせず、回路の小型化を実現することができる。   In the invention configured as described above, the engine starting system has the second electric path as a path electrically connecting the starter and the power supply separately from the first electric path supplying power for driving the starter. doing. The second electrical path interposes a stator winding between the starter and the power supply. The control unit connects the starter and the power supply via the second electric path when power supply to the starter is started. Therefore, the stator winding acts as a load to reduce the inrush power generated in the starter. In addition, since the stator winding of the power generation device is used as a resistance component for reducing the inrush current, the circuit can be miniaturized without requiring a new component that functions as a load.

一例としてのエンジン始動システム８０の構成を説明する図。A figure explaining composition of engine starting system 80 as an example. エンジン始動時においてＥＣＵが実行する処理を説明するフローチャート。The flowchart which demonstrates the process which ECU performs at the time of engine starting. エンジン始動時における各波形の変化を示すタイミングチャート。The timing chart which shows change of each waveform at the time of engine starting. 第２実施形態に係るエンジン始動時においてＥＣＵが実行する処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the processing which ECU performs at the time of engine starting concerning a 2nd embodiment. 第２実施形態に係るエンジン始動時の各信号波形の変化を示すタイミングチャート。The timing chart which shows change of each signal waveform at the time of engine starting concerning a 2nd embodiment. 第３実施形態に係る一例としてのエンジン始動システム８０の構成を説明する図。A figure explaining composition of engine starting system 80 as an example concerning a 3rd embodiment. 第４実施形態に係る一例としてのエンジン始動システム８０の構成を説明する図。A figure explaining composition of engine starting system 80 as an example concerning a 4th embodiment.

以下、図面を参照しつつ本発明にかかるエンジン始動システムの実施形態の一例について説明する。なお、以下の実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。   Hereinafter, an example of an embodiment of an engine starting system according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts identical or equivalent to each other are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description of the parts having the same reference numerals is incorporated.

１．第１実施形態
図１は、一例としてのエンジン始動システム８０の構成を説明する図である。このエンジン始動システム８０は、車両に搭載されたエンジン９０を始動させるための動力を与えるものである。以下では、始動と記載するときは、イグニッションスイッチの操作に起因してエンジン９０のクランクシャフトを回転させる場合のほか、アイドリングストップに伴うエンジン９０の停止後の再始動をも含むものとする。 1. First Embodiment FIG. 1 is a view for explaining the arrangement of an engine starting system 80 as an example. The engine starting system 80 provides power for starting an engine 90 mounted on a vehicle. In the following, when describing as start, in addition to the case where the crankshaft of the engine 90 is rotated due to the operation of the ignition switch, restart after stop of the engine 90 accompanying idling stop is also included.

エンジン始動システム８０は、スタータ１０と、電力発生装置２０と、ＥＣＵ４０と、を主に備えている。エンジン始動システム８０は、バッテリ８５（電源）に接続されており、バッテリ８５からの給電により、スタータ１０を回転させてエンジン９０を始動させる。また、エンジン始動システム８０は電力発生装置２０により電力を発生させて不図示の負荷に対して電力を供給することができる。   The engine starting system 80 mainly includes a starter 10, a power generation device 20, and an ECU 40. The engine starting system 80 is connected to the battery 85 (power supply), and power supplied from the battery 85 rotates the starter 10 to start the engine 90. Further, the engine starting system 80 can generate power by the power generation device 20 to supply power to a load (not shown).

スタータ１０は、バッテリ８５からの給電によりエンジン９０のクランクシャフト（不図示）を回転させる力を発生させる。スタータ１０は、モータ部１１と、このモータ部１１の回転をクランクシャフトに伝達する伝達部１２と、を有している。モータ部１１は、例えば、ＤＣモータであり、バッテリ８５から供給される直流電力ＤＣにより回転する。伝達部１２は、例えば、モータ部１１の回転軸に連結されたピニオンギアであり、エンジン９０のリングギア９１と結合している。モータ部１１が回転することで、回転力が伝達部１２を介してエンジン９０のリングギア９１に伝達され、始動に必要なクランクシャフトの回転が開始される。   The starter 10 generates power to rotate a crankshaft (not shown) of the engine 90 by power supplied from the battery 85. The starter 10 has a motor unit 11 and a transmission unit 12 for transmitting the rotation of the motor unit 11 to a crankshaft. The motor unit 11 is, for example, a DC motor, and is rotated by DC power DC supplied from the battery 85. The transmission unit 12 is, for example, a pinion gear connected to the rotation shaft of the motor unit 11, and is connected to the ring gear 91 of the engine 90. As the motor unit 11 rotates, the rotational force is transmitted to the ring gear 91 of the engine 90 via the transmission unit 12, and the rotation of the crankshaft necessary for starting is started.

電力発生装置２０は、発電機としての機能と電動機としての機能とを併せ持つ装置であり、モータジェネレータ２１と、インバータ３０と、を有している。電力発生装置２０が発電機として機能する場合、モータジェネレータ２１を回転させて、バッテリ８５や不図示の負荷に電力を供給する。また、電力発生装置２０が電動機として機能する場合、バッテリ８５から供給された直流電力ＤＣをインバータ３０により交流電力ＡＣに変換し、モータジェネレータ２１を駆動する。   The power generation device 20 is a device having both a function as a generator and a function as a motor, and includes a motor generator 21 and an inverter 30. When the power generation device 20 functions as a generator, the motor generator 21 is rotated to supply power to the battery 85 and a load (not shown). Further, when the power generation device 20 functions as a motor, the inverter 30 converts DC power DC supplied from the battery 85 into AC power AC to drive the motor generator 21.

モータジェネレータ２１は、例えば３相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）交流モータであり、ロータ２２と、このロータ２２の回転によって誘起起電力を生じさせるステータ巻線２３と、を備えている。ロータ２２は、ベルトやギア等の伝達部材を介してクランクシャフトに連結されており、クランクシャフトの回転に伴い回転する。ステータ巻線２３は、３つの巻線２４，２５，２６をＹ結線して構成されており、ロータ２２の回転に応じて位相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の異なる誘起起電力を生じさせる。   The motor generator 21 is, for example, a three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) AC motor, and includes a rotor 22 and a stator winding 23 for generating an induced electromotive force by rotation of the rotor 22. The rotor 22 is connected to the crankshaft via a transmission member such as a belt or a gear, and rotates as the crankshaft rotates. The stator winding 23 is configured by Y-connecting three windings 24, 25 and 26, and generates induced electromotive forces having different phases (U phase, V phase, W phase) according to the rotation of the rotor 22. Let

インバータ３０は、バッテリ８５から供給される直流電力ＤＣを交流電力ＡＣに変換する変換器としての機能と、モータジェネレータ２１で発生させた交流電力ＡＣを直流電力ＤＣに変換する整流器としての機能を併せ持つ変換回路として機能する。図１では、インバータ３０は、半導体ブリッジ３１と、半導体ブリッジ３１を駆動させるドライバ３８と、を備えている。   Inverter 30 has both a function as a converter for converting DC power DC supplied from battery 85 into AC power AC and a function as a rectifier for converting AC power AC generated by motor generator 21 to DC power DC. It functions as a conversion circuit. In FIG. 1, the inverter 30 includes a semiconductor bridge 31 and a driver 38 for driving the semiconductor bridge 31.

半導体ブリッジ３１は、複数のレグ（図１では、３つのレグ）をバッテリ８５に対して並列接続して構成されたフルブリッジ式の回路で構成されている。各レグは１組のアーム（上アーム３２〜３４、下アーム３５〜３７）を直列接続させて構成されている。また、上アーム３２〜３４と下アーム３５〜３７の相互接続ノードＮ１，Ｎ２，Ｎ３には、ステータ巻線２３の各巻線２４、２５、２６の端がそれぞれ接続されている。   The semiconductor bridge 31 is configured of a full bridge circuit configured by connecting a plurality of legs (three legs in FIG. 1) in parallel to the battery 85. Each leg is configured by connecting a pair of arms (upper arms 32-34 and lower arms 35-37) in series. Further, the ends of the windings 24, 25, 26 of the stator winding 23 are connected to the interconnection nodes N1, N2, N3 of the upper arms 32-34 and the lower arms 35-37, respectively.

各アーム（上アーム，下アーム）は、ＭＯＳトランジスタＳＷ１〜ＳＷ６と、ＭＯＳトランジスタのソース・ドレイン間に逆方向接続された還流ダイオードＤ１〜Ｄ６とを備えている。ＭＯＳトランジスタＳＷ１〜ＳＷ６のゲートは、ドライバ３８の出力端子に接続されており、ドライバ３８から出力されるゲート信号ＧＳに応じて、開閉状態を切り替える。   Each arm (upper arm, lower arm) includes MOS transistors SW1 to SW6 and free wheel diodes D1 to D6 connected in reverse direction between the source and drain of the MOS transistor. The gates of the MOS transistors SW1 to SW6 are connected to the output terminal of the driver 38, and switch the open / close state in accordance with the gate signal GS output from the driver 38.

ドライバ３８は、半導体ブリッジ３１を駆動する。ドライバ３８はＥＣＵ４０に接続されており、ＥＣＵ４０からの制御信号に応じて、各ＭＯＳトランジスタＳＷ１〜ＳＷ６のゲートに出力するゲート信号ＧＳのパターンを切り替える。   The driver 38 drives the semiconductor bridge 31. The driver 38 is connected to the ECU 40, and switches the pattern of the gate signal GS output to the gates of the MOS transistors SW1 to SW6 in accordance with the control signal from the ECU 40.

上記構成のインバータ３０では、バッテリ８５からの直流電力ＤＣを交流電力ＡＣに変換する場合、ドライバ３８からのゲート信号ＧＳによりＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各アーム対の開閉を所定周期変化させて、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の交流電力ＡＣを発生させる。また、モータジェネレータ２１の回転に応じてステータ巻線２３の各巻線２４，２５，２６に位相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の異なる交流電力ＡＣが発生すると、インバータ３０は、還流ダイオードＤ１〜Ｄ６によりこの交流電力ＡＣを整流し、直流電力ＤＣを取り出す。   In the inverter 30 configured as described above, when the DC power DC from the battery 85 is converted to AC power AC, the opening / closing of each of the U-phase, V-phase, and W-phase arm pairs is changed by a predetermined period by the gate signal GS from the driver 38 Thus, AC power AC of U phase, V phase and W phase is generated. In addition, when AC power AC with different phases (U phase, V phase, W phase) is generated in each of windings 24, 25, 26 of stator winding 23 according to the rotation of motor generator 21, inverter 30 generates a reflux diode D1. The AC power AC is rectified by D6 to take out the DC power DC.

ＥＣＵ４０は、エンジン始動システム８０の駆動を制御する。ＥＣＵ４０は周知のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インタフェース、更にはＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換部を備えている。ＥＣＵ４０の入力ポートには、エンジン９０の始動命令を出力するためのトリガーとなるイグニッションスイッチ４１、運転者によるアクセルの踏み込み量を検出するアクセルポジションセンサ４２、エンジン９０の周囲温度を検出する温度センサ４３、が接続されている。また、ＥＣＵ４０は、バッテリ８５の高電圧側経路に接続されており、バッテリ８５の端子間電圧Ｖｔに応じたデジタル値を取得することができる。   The ECU 40 controls the drive of the engine start system 80. The ECU 40 includes a well-known central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), an input / output interface, and an A / D (analog to digital) conversion unit. In the input port of the ECU 40, an ignition switch 41 serving as a trigger for outputting a start command of the engine 90, an accelerator position sensor 42 for detecting an amount of depression of an accelerator by a driver, and a temperature sensor 43 for detecting an ambient temperature of the engine 90 , Is connected. Further, the ECU 40 is connected to the high voltage side path of the battery 85, and can obtain a digital value corresponding to the voltage Vt across the terminals of the battery 85.

第１電気経路５０は、スタータ１０とバッテリ８５とが電気的に接続される経路である。図１では、第１電気経路５０は、バッテリ８５と、半導体ブリッジ３１の高電圧側経路と、第１リレー回路５１と、スタータ１０と、を接続する経路として構成されている。   The first electrical path 50 is a path where the starter 10 and the battery 85 are electrically connected. In FIG. 1, the first electric path 50 is configured as a path connecting the battery 85, the high voltage side path of the semiconductor bridge 31, the first relay circuit 51, and the starter 10.

第１リレー回路５１は、第１電気経路５０において半導体ブリッジ３１の高電圧側経路とスタータ１０との間に介在するよう配置されている。この第１リレー回路５１は、ＥＣＵ４０に接続されており、ＥＣＵ４０からの出力に基づいて、第１電気経路５０の開閉を切り替える。そのため、第１リレー回路５１が本発明の第１開閉器として機能する。   The first relay circuit 51 is arranged to be interposed between the high voltage side path of the semiconductor bridge 31 and the starter 10 in the first electric path 50. The first relay circuit 51 is connected to the ECU 40, and switches the opening and closing of the first electric path 50 based on the output from the ECU 40. Therefore, the first relay circuit 51 functions as a first switch of the present invention.

第２電気経路６０は、バッテリ８５とスタータ１０とを接続する経路であって、その間にモータジェネレータ２１のステータ巻線２３を介在させた経路である。図１では、第２電気経路６０は、バッテリ８５と、半導体ブリッジ３１と、ステータ巻線２３と、巻線／スタータ開閉器６１と、スタータ１０とを接続する経路として構成されている。   The second electric path 60 is a path connecting the battery 85 and the starter 10 and is a path in which the stator winding 23 of the motor generator 21 is interposed therebetween. In FIG. 1, the second electric path 60 is configured as a path connecting the battery 85, the semiconductor bridge 31, the stator winding 23, the winding / starter switch 61, and the starter 10.

第２電気経路６０において、ステータ巻線２３は、インバータ３０とスタータ１０との間に介在するよう配置されている。図１では、ステータ巻線２３は、各巻線２４，２５，２６の端が半導体ブリッジ３１の相互接続ノードＮ１，Ｎ２，Ｎ３にそれぞれ接続され、Ｙ結線の中点Ｍが巻線／スタータ開閉器６１を介してスタータ１０に接続されている。この巻線／スタータ開閉器６１は、ＥＣＵ４０に接続されている。この実施形態では、半導体ブリッジ３１が第２開閉器として機能する。   In the second electrical path 60, the stator winding 23 is arranged to be interposed between the inverter 30 and the starter 10. In FIG. 1, in the stator winding 23, the ends of the windings 24, 25 and 26 are respectively connected to the interconnection nodes N1, N2 and N3 of the semiconductor bridge 31, and the middle point M of the Y connection is a winding / starter switch It is connected to the starter 10 via 61. The winding / starter switch 61 is connected to the ECU 40. In this embodiment, the semiconductor bridge 31 functions as a second switch.

次に、エンジン始動時においてＥＣＵ４０が実行する処理を説明する。図２は、エンジン始動時においてＥＣＵ４０が実行する処理を説明するフローチャートである。図２に示す処理は、例えば、ＥＣＵ４０がイグニッションスイッチ４１の操作、及びアクセルポジションセンサ４２による踏み込み量の検出に基づくエンジン始動命令に基づいて開始される。また、図３は、エンジン始動時における各波形の変化を示すタイミングチャートである。この図３では、時刻ｔ２でスタータ１０への給電が開始され、時刻ｔ４でスタータ１０への給電が終了されるまでを示している。   Next, processing executed by the ECU 40 at engine start will be described. FIG. 2 is a flowchart illustrating processing executed by the ECU 40 at engine start. The process shown in FIG. 2 is started based on, for example, an operation of the ignition switch 41 by the ECU 40 and an engine start command based on the detection of the depression amount by the accelerator position sensor 42. Moreover, FIG. 3 is a timing chart which shows the change of each waveform at the time of engine starting. In FIG. 3, power supply to the starter 10 is started at time t2, and power supply to the starter 10 is ended at time t4.

図２のステップＳ１１では、エンジン始動命令の有無を判断する。エンジン始動命令は、スタータ１０を回転させる期間を規定する信号である。ＥＣＵ４０は、図３（ａ）に示すように、このエンジン始動命令の立ち上りによりスタータ１０への給電を判断し、立ち下がりによりスタータ１０への給電の停止を判断する。以下では、エンジン始動命令が発生したものとして説明を続ける。   In step S11 of FIG. 2, it is determined whether or not there is an engine start command. The engine start command is a signal that defines a period for rotating the starter 10. As shown in FIG. 3A, the ECU 40 determines the power supply to the starter 10 by the rise of the engine start command, and determines the stop of the power supply to the starter 10 by the fall. The following description will be continued on the assumption that an engine start command has occurred.

ステップＳ１２では、スタータ１０の給電開始時に突入電流を対策するか否かの判定が行われる。一例として、ＥＣＵ４０は、バッテリ８５の端子間電圧Ｖｔを閾値Ｔ１と比較し、比較結果に応じて突入電流の対策を行うか否かを判断する。この閾値Ｔ１は、スタータ１０への給電開始時においてステータ巻線２３を負荷に加えてもスタータ１０への給電量が十分に確保できるバッテリ８５の残容量に基づいて規定されている。例えば図３（ｆ）では、時刻ｔ１において端子間電圧Ｖｔが閾値Ｔ１以上であるため、ＥＣＵ４０は、突入電流の対策を行う。   In step S12, it is determined whether or not the inrush current is to be dealt with at the start of power feeding of the starter 10. As an example, the ECU 40 compares the inter-terminal voltage Vt of the battery 85 with the threshold value T1, and determines whether to take measures against inrush current according to the comparison result. The threshold value T1 is defined based on the remaining capacity of the battery 85 which can ensure a sufficient amount of power supply to the starter 10 even if the stator winding 23 is added to the load at the start of power supply to the starter 10. For example, in FIG. 3F, since the inter-terminal voltage Vt is equal to or greater than the threshold T1 at time t1, the ECU 40 takes measures against inrush current.

なお、突入電流の対策が行われない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、ステップＳ１６では、第１リレー回路５１を閉状態とする。第１リレー回路５１が閉状態と成ることで、スタータ１０とバッテリ８５とは第１電気経路５０を介して接続される。第１電気経路５０はステータ巻線２３を介在しない経路であるため、スタータ１０に対して突入電流の対策が行われず、突入電流のピークＰが高くなる（図３（ｅ）、点線で示す電流波形）。   When the measure against the rush current is not taken (step S12: NO), the first relay circuit 51 is closed in step S16. When the first relay circuit 51 is closed, the starter 10 and the battery 85 are connected via the first electrical path 50. Since the first electric path 50 is a path not having the stator winding 23, no countermeasure against the inrush current is taken with respect to the starter 10, and the peak P of the inrush current becomes high (the current shown by the dotted line in FIG. Waveform).

突入電流の対策を行う場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１３では、巻線／スタータ開閉器６１を閉状態とする。ＥＣＵ４０は巻線／スタータ開閉器６１を閉状態とするためのリレー指令ＲＣ２を出力する（図３（ｂ））。巻線／スタータ開閉器６１が閉状態と成ることで、ステータ巻線２３とスタータ１０とが巻線／スタータ開閉器６１を介して電気的に接続される。   When the measure against the rush current is taken (step S12: YES), the winding / starter switch 61 is closed in step S13. The ECU 40 outputs a relay command RC2 for closing the winding / starter switch 61 (FIG. 3 (b)). When the winding / starter switch 61 is in the closed state, the stator winding 23 and the starter 10 are electrically connected via the winding / starter switch 61.

ステップＳ１４では、インバータ３０の半導体ブリッジ３１の内、上アーム３２〜３４を閉状態とする。ＥＣＵ４０はインバータ３０の上アーム３２〜３４を閉状態とするためのインバータ指令ＩＮＣを出力する（図３（ｃ））。上アーム３２〜３４が閉状態となることで、バッテリ８５とステータ巻線２３とが電気的に接続される。   In step S14, of the semiconductor bridges 31 of the inverter 30, the upper arms 32 to 34 are closed. The ECU 40 outputs an inverter command INC for closing the upper arms 32 to 34 of the inverter 30 (FIG. 3 (c)). When the upper arms 32 to 34 are closed, the battery 85 and the stator winding 23 are electrically connected.

ステップＳ１３、Ｓ１４の処理により、スタータ１０とバッテリ８５とが第２電気経路６０を介して電気的に接続され、スタータ１０の端子間に生じる電圧は、ステータ巻線２３に生じる電圧だけ電圧降下する。そのため、スタータ電流Ｉｓを低下させる。図３（ｅ）では、時刻ｔ２の経過の後、第２電気経路６０を介してバッテリ８５に接続されたスタータ１０は、第１電気経路５０を介してバッテリ８５に接続されたスタータ１０との比較において、スタータ電流ＩｓのピークＰが低くなっている。   By the processes of steps S13 and S14, starter 10 and battery 85 are electrically connected via second electric path 60, and the voltage generated between the terminals of starter 10 drops by the voltage generated in stator winding 23 . Therefore, the starter current Is is reduced. In FIG. 3E, after time t2, the starter 10 connected to the battery 85 via the second electric path 60 is different from the starter 10 connected to the battery 85 via the first electric path 50. In comparison, the peak P of the starter current Is is low.

ステップＳ１５では、所定時間ＴＣが経過したか否かを判定する。所定時間ＴＣは、スタータ１０の給電開始時において突入電流が所定値以下となる時間であり、その値はスタータ１０の特性ごとに実験的に定められている。図３（ｅ）では、所定時間ＴＣが経過する時刻ｔ３以後、スタータ電流Ｉｓは安定状態となっている。   In step S15, it is determined whether a predetermined time TC has elapsed. The predetermined time TC is a time when the inrush current becomes equal to or less than a predetermined value at the start of feeding of the starter 10, and the value is experimentally determined for each characteristic of the starter 10. In FIG. 3E, the starter current Is is in a stable state after time t3 when the predetermined time TC has elapsed.

所定時間ＴＣが経過すると（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、ステップＳ１７では、第１リレー回路５１を閉状態にする。第１リレー回路５１を閉状態とすることで、スタータ１０とバッテリ８５とが第１電気経路５０を介して電気的に接続されたこととなる。   When the predetermined time TC has elapsed (step S15: YES), the first relay circuit 51 is closed in step S17. By closing the first relay circuit 51, the starter 10 and the battery 85 are electrically connected via the first electrical path 50.

ステップＳ１８では、半導体ブリッジ３１（インバータ３０）の上アーム３２〜３４を開状態とする。ＥＣＵ４０は、インバータ指令ＩＮＣを立ち下げることで、上アーム３２〜３４を開状態に変化させる（図３（ｃ）、時刻ｔ３）。また、ステップＳ１９では、巻線／スタータ開閉器６１を開状態とする（図３（ｂ））。ステップＳ１８，Ｓ１９により、第２電気経路６０は遮断され、スタータ１０とバッテリ８５とは第１電気経路５０のみで電気的に接続されることとなる。また、巻線／スタータ開閉器６１を開状態とすることで、ステータ巻線２３とスタータ１０との電気的な接続は解除され、ステータ巻線２３がバッテリ８５に対する負荷となることを予防することができる。   In step S18, the upper arms 32 to 34 of the semiconductor bridge 31 (inverter 30) are opened. The ECU 40 changes the upper arms 32 to 34 to the open state by lowering the inverter command INC (FIG. 3 (c), time t3). In step S19, the winding / starter switch 61 is opened (FIG. 3 (b)). By the steps S18 and S19, the second electrical path 60 is cut off, and the starter 10 and the battery 85 are electrically connected only by the first electrical path 50. Also, by opening the winding / starter switch 61, the electrical connection between the stator winding 23 and the starter 10 is released, and the stator winding 23 is prevented from being a load on the battery 85. Can.

以上説明したようにこの第１実施形態に係るエンジン始動システム８０は、スタータ１０を駆動するための電力を供給する第１電気経路５０とは別に、スタータ１０とバッテリ８５（電源）とを電気的に繋ぐ経路として第２電気経路６０を有している。この第２電気経路６０は、ステータ巻線２３をスタータ１０とバッテリ８５との間に介在させている。ＥＣＵ４０（制御部）は、スタータ１０の給電開始時において、この第２電気経路６０を介してスタータ１０とバッテリ８５とを電気的に接続する。そのため、このステータ巻線２３が負荷として作用し、スタータ１０に生じる突入電力を低減する。また、電力発生装置２０のステータ巻線２３を、突入電流を低減するための抵抗成分として流用しているので、負荷として機能する新たな部品を必要とせず、回路の小型化を実現することができる。   As described above, the engine starting system 80 according to the first embodiment electrically connects the starter 10 and the battery 85 (power supply) separately from the first electric path 50 supplying the power for driving the starter 10. And a second electrical path 60 as a path connecting to The second electrical path 60 interposes the stator winding 23 between the starter 10 and the battery 85. The ECU 40 (control unit) electrically connects the starter 10 and the battery 85 via the second electric path 60 at the start of power feeding of the starter 10. Therefore, the stator winding 23 acts as a load to reduce inrush power generated in the starter 10. In addition, since the stator winding 23 of the power generation device 20 is used as a resistance component for reducing the inrush current, the circuit can be miniaturized without the need for a new part functioning as a load. it can.

ステータ巻線２３は、複数の巻線をＹ結線して構成されており、スタータ１０はステータ巻線２３におけるＹ結線の中点に接続されている。上記構成とすることで、バッテリ８５によりステータ巻線２３に生じる電流は各巻線により分散されるため、このステータ巻線２３の発熱を軽減することができる。その結果、バッテリ８５の端子間電圧Ｖｔが高い場合でもステータ巻線２３の抵抗容量を大きくする必要がなく、既存のステータ巻線を流用することができる。   The stator winding 23 is configured by Y-connecting a plurality of windings, and the starter 10 is connected to the middle point of the Y connection in the stator winding 23. With the above configuration, the current generated in the stator winding 23 by the battery 85 is dispersed by each winding, so that the heat generation of the stator winding 23 can be reduced. As a result, even when the inter-terminal voltage Vt of the battery 85 is high, it is not necessary to increase the resistance capacity of the stator winding 23, and the existing stator winding can be diverted.

電力発生装置２０は、ステータ巻線２３に生じる誘起起電力を半導体ブリッジ３１（スイッチ素子）により変換するインバータ３０（変換回路）を有し、第２開閉器をインバータ３０の半導体ブリッジ３１により構成している。上記構成とすることで、ＥＣＵ４０は、半導体ブリッジ３１を流用して第２電気経路６０を開閉することができるため、ソレノイドのような新たな部材を必要とせず、回路を小型化することができる。   The power generation device 20 includes an inverter 30 (conversion circuit) that converts induced electromotive force generated in the stator winding 23 by the semiconductor bridge 31 (switch element), and the second switch is configured by the semiconductor bridge 31 of the inverter 30 ing. With the above configuration, the ECU 40 can open and close the second electric path 60 by diverting the semiconductor bridge 31. Therefore, the circuit can be miniaturized without requiring a new member such as a solenoid. .

第２電気経路６０は、ステータ巻線２３とスタータ１０との間の経路の開閉を行う巻線／スタータ開閉器６１を有し、ＥＣＵ４０は、第２電気経路６０を介してスタータ１０とバッテリ８５とを電気的に接続した後、巻線／スタータ開閉器６１を開状態とする。上記構成とすることで、突入電流の抑制後、ステータ巻線２３が負荷とならないため、スタータ１０がエンジン９０を回転させるのに必要な電力を確実に確保することができる。   The second electric path 60 has a winding / starter switch 61 that opens and closes the path between the stator winding 23 and the starter 10, and the ECU 40 transmits the starter 10 and the battery 85 via the second electric path 60. And the winding / starter switch 61 is opened. With the above configuration, the stator winding 23 does not become a load after the rush current is suppressed, so that the power necessary for the starter 10 to rotate the engine 90 can be reliably ensured.

ＥＣＵ４０は、第２電気経路６０を介してスタータ１０とバッテリ８５とを接続した後、第１リレー回路５１を閉状態とする。上記構成とすることで、突入電流を対策するスタータ１０の給電開始時は、第２電気経路６０を介した電力のみでスタータ１０を始動させることができ、消費電力を低減させることができる。   After connecting the starter 10 and the battery 85 via the second electric path 60, the ECU 40 closes the first relay circuit 51. With the above-described configuration, at the start of power feeding of the starter 10 for coping with the inrush current, the starter 10 can be started only by the electric power via the second electric path 60, and power consumption can be reduced.

ＥＣＵ４０は、スタータ１０の給電開始時において、バッテリ８５の残容量が所定値以上の場合、第２電気経路６０を介してバッテリ８５とステータ巻線２３とを接続し、バッテリ８５の残容量が所定値未満の場合、第１電気経路５０を介してバッテリ８５とステータ巻線２３を接続する。ステータ巻線２３に電流を流すと、当然、このステータ巻線２３が負荷として作用し、電力を消費する。上記構成とすれば、バッテリ８５の残容量が少ない場合は、突入電流の低減よりもバッテリ８５の消費を優先することができ、バッテリ８５を長持ちさせることができる。   The ECU 40 connects the battery 85 and the stator winding 23 via the second electric path 60 when the remaining capacity of the battery 85 is equal to or greater than the predetermined value at the start of power feeding of the starter 10, and the remaining capacity of the battery 85 is predetermined. If less than the value, the battery 85 and the stator winding 23 are connected via the first electrical path 50. When current flows in the stator winding 23, the stator winding 23 naturally acts as a load and consumes power. With the above configuration, when the remaining capacity of the battery 85 is small, the consumption of the battery 85 can be prioritized over the reduction of the inrush current, and the battery 85 can last longer.

２．第２実施形態
この第２実施形態に係るエンジン始動システム８０は、スタータ１０に流れるスタータ電流ＩｓをＰＷＭ制御する構成が他の実施形態と異なる。 2. Second Embodiment The engine starting system 80 according to the second embodiment differs from the other embodiments in the configuration in which the starter current Is flowing through the starter 10 is subjected to PWM control.

図４は、第２実施形態に係るエンジン始動時においてＥＣＵが実行する処理を示すフローチャートである。また、図５は、第２実施形態に係るエンジン始動時の各信号波形の変化を示すタイミングチャートである。   FIG. 4 is a flowchart showing processing executed by the ECU at engine start-up according to the second embodiment. Moreover, FIG. 5 is a timing chart which shows the change of each signal waveform at the time of engine starting which concerns on 2nd Embodiment.

図４のステップＳ２１では、エンジン始動命令の有無を判断する。次に、ステップＳ２２では、スタータ１０の給電開始時に突入電流を対策するか否かの判定が行われる。   In step S21 of FIG. 4, it is determined whether or not there is an engine start command. Next, in step S22, it is determined whether or not the inrush current is to be dealt with at the start of power feeding of the starter 10.

突入電流の対策が行われない場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、ステップＳ２６では、第１リレー回路５１を閉状態とする。第１電気経路５０はステータ巻線２３を介在しない経路であるため、スタータ１０に対して突入電流の対策が行われないこととなる。   If no countermeasure against inrush current is taken (step S22: NO), the first relay circuit 51 is closed in step S26. Since the first electrical path 50 is a path without the stator winding 23, no countermeasure against inrush current is taken for the starter 10.

突入電流の対策を行う場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、ステップＳ２３では、巻線／スタータ開閉器６１を閉状態とする。ＥＣＵ４０は巻線／スタータ開閉器６１を閉状態とするためのリレー指令ＲＣ２を出力する（図５（ｂ））。   When the measure against the rush current is taken (step S22: YES), the winding / starter switch 61 is closed in step S23. The ECU 40 outputs a relay command RC2 for closing the winding / starter switch 61 (FIG. 5 (b)).

ステップＳ２４では、インバータ３０の半導体ブリッジ３１の内、上アーム３２〜３４の開閉を、スタータ電流ＩｓのピークＰを低下させるよう所定のデューティで制御する（ＰＷＭ制御）。例えば、ＥＣＵ４０は、ドライバ３８に所定デューティのゲート信号ＧＳを出力させるための制御信号を出力する。ドライバ３８は、ＥＣＵ４０からの制御信号に応じて、インバータ３０の上アーム３２〜３４（ＭＯＳトランジスタＳＷ１〜ＳＷ３）をこのデューティに応じて開閉させる。   In step S24, the opening and closing of the upper arms 32 to 34 in the semiconductor bridge 31 of the inverter 30 are controlled with a predetermined duty to lower the peak P of the starter current Is (PWM control). For example, the ECU 40 outputs a control signal for causing the driver 38 to output the gate signal GS of a predetermined duty. The driver 38 opens and closes the upper arms 32 to 34 (MOS transistors SW1 to SW3) of the inverter 30 according to the duty in response to a control signal from the ECU 40.

図５（ｃ）は、ドライバ３８からＵ相，Ｖ相、Ｗ相の各上アーム３２〜３４に出力されるゲート信号ＧＳを示している。また、ゲート信号ＧＳは、スタータ電流Ｉｓを制御するＰＷＭ期間において、突入電流が生じやすい給電開始（時刻ｔ２）直後のデューティを低い値に設定し、その後、デューティを増加させている。そのため、図５（ｅ）に示すように、スタータ電流ＩｓのピークＰが突入電流を対策しない場合に比べて低下している。なお、この実施形態では、ステータ巻線２３の全ての巻線２４，２５，２６に同相となるゲート信号ＧＳを出力している。   FIG. 5C shows the gate signal GS output from the driver 38 to the upper arms 32-34 of the U-phase, V-phase and W-phase. Further, the gate signal GS sets the duty immediately after the start of power supply (time t2) at which the rush current tends to occur (time t2) to a low value in the PWM period for controlling the starter current Is, and then increases the duty. Therefore, as shown in FIG. 5 (e), the peak P of the starter current Is is lower than in the case where the inrush current is not counteracted. In this embodiment, the gate signal GS in phase is output to all the windings 24, 25 and 26 of the stator winding 23.

スタータ電流ＩｓのピークＰを低下させることで、図５（ｆ）に示すようにバッテリ８５の端子間電圧Ｖｔの低下量が対策前（図中点線で示す）に比べて小さくなる。端子間電圧Ｖｔの低下量を抑制することで、スタータ１０の駆動に必要なスタータ電流Ｉｓを確保することが可能となり、給電不足でスタータ１０のトルクが低下することを抑制することができる。その結果、エンジン９０を適正に始動させることが可能となる。   By reducing the peak P of the starter current Is, as shown in FIG. 5 (f), the reduction amount of the inter-terminal voltage Vt of the battery 85 becomes smaller than that before the countermeasure (indicated by the dotted line in the figure). By suppressing the reduction amount of the inter-terminal voltage Vt, it is possible to secure the starter current Is necessary for driving the starter 10, and it is possible to suppress the reduction of the torque of the starter 10 due to the insufficient power supply. As a result, the engine 90 can be properly started.

図４に戻り、ステップＳ２５では、所定時間ＴＣが経過したか否かを判定する。所定時間ＴＣが経過すると（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、ステップＳ２７では、第１リレー回路５１を閉状態にし、スタータ１０とバッテリ８５とを第１電気経路５０を介して接続する。ステップＳ２８では、半導体ブリッジ３１（インバータ３０）の上アーム３２〜３４を開状態とする（図５（ｃ））。ステップＳ２９では、巻線／スタータ開閉器６１を開状態とする。ステップＳ２７〜Ｓ２９により、第２電気経路６０は遮断され、スタータ１０は第１電気経路５０を介して給電される。   Returning to FIG. 4, in step S25, it is determined whether or not a predetermined time TC has elapsed. When the predetermined time TC has elapsed (step S25: YES), in step S27, the first relay circuit 51 is closed, and the starter 10 and the battery 85 are connected via the first electric path 50. In step S28, the upper arms 32 to 34 of the semiconductor bridge 31 (inverter 30) are opened (FIG. 5 (c)). In step S29, the winding / starter switch 61 is opened. By the steps S27 to S29, the second electric path 60 is cut off, and the starter 10 is supplied with power via the first electric path 50.

以上説明したようにこの第２実施形態では、ＥＣＵ４０は、スタータ１０の給電開始時において、半導体ブリッジ３１（第２開閉器）の開閉状態を所定周期で切り替える。上記構成とすることで、スタータ１０に流れる突入電流のピークを半導体ブリッジ３１のデューティにより制御することが可能となる。突入電流のピークを制御することで、バッテリの端子電圧の瞬間的な低下を抑制し、スタータ１０のトルク不足を抑制することができる。その結果、エンジン９０を適正に始動させることができる。   As described above, in the second embodiment, the ECU 40 switches the open / close state of the semiconductor bridge 31 (second switch) at a predetermined cycle when power supply to the starter 10 is started. With the above configuration, the peak of the inrush current flowing through the starter 10 can be controlled by the duty of the semiconductor bridge 31. By controlling the peak of the inrush current, it is possible to suppress a momentary decrease in the terminal voltage of the battery and to suppress the torque shortage of the starter 10. As a result, the engine 90 can be properly started.

３．第３実施形態
エンジン始動システム８０では、電源としてのバッテリを複数備える構成としてもよい。図６は、第３実施形態に係る一例としてのエンジン始動システム８０の構成を説明する図である。 3. Third Embodiment The engine starting system 80 may have a plurality of batteries as power supplies. FIG. 6 is a view for explaining the configuration of an engine starting system 80 as an example according to the third embodiment.

エンジン始動システム８０の第１電気経路５０には、補助バッテリ用リレー回路８７を介して補助バッテリ８６が接続されている。補助バッテリ用リレー回路８７は、ＥＣＵ４０に接続されており、このＥＣＵ４０からのリレー指令により開閉状態が切り替わる。   An auxiliary battery 86 is connected to the first electric path 50 of the engine starting system 80 via an auxiliary battery relay circuit 87. The auxiliary battery relay circuit 87 is connected to the ECU 40, and the open / close state is switched by a relay command from the ECU 40.

図６に示すエンジン始動システム８０において、例えば、図２のステップＳ１２で、スタータ１０の給電開始時に突入電流を対策しない場合、ＥＣＵ４０は第１リレー回路５１及び補助バッテリ用リレー回路８７を閉状態とする。その結果、スタータ１０と補助バッテリ８６とが接続され、エンジン９０を始動させる。上記構成とすることで、複数のバッテリを備えるエンジン始動システム８０においても、本実施形態に係る突入電流の対策を実施することができる。   In the engine starting system 80 shown in FIG. 6, for example, when step S12 in FIG. 2 does not take measures against inrush current when power supply to the starter 10 is started, the ECU 40 closes the first relay circuit 51 and the auxiliary battery relay circuit 87. Do. As a result, the starter 10 and the auxiliary battery 86 are connected, and the engine 90 is started. With the above-described configuration, it is possible to implement measures against inrush current according to the present embodiment also in the engine start system 80 provided with a plurality of batteries.

４．第４実施形態
図７は、第４実施形態に係る一例としてのエンジン始動システム８０の構成を説明する図である。図７に示すエンジン始動システム８０では、電力発生装置２０は、発電機としての機能のみを備えており、モータジェネレータ２１と、整流回路７０と、を有している。 4. Fourth Embodiment FIG. 7 is a view for explaining the configuration of an engine starting system 80 as an example according to a fourth embodiment. In engine starting system 80 shown in FIG. 7, power generation device 20 has only a function as a generator, and has motor generator 21 and rectifier circuit 70.

整流回路７０は、複数のダイオードＤ１１〜Ｄ１６によりダイオードブリッジ回路を構成している。各ダイオードＤ１１〜Ｄ１６の相互接続ノードＮ４〜Ｎ６は、モータジェネレータ２１のステータ巻線２３にそれぞれ接続されている。そのため、整流回路７０は、モータジェネレータ２１のステータ巻線２３に生じる位相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の異なる交流電力ＡＣを整流し、直流電力ＤＣを取り出す。   The rectifier circuit 70 constitutes a diode bridge circuit by a plurality of diodes D11 to D16. The interconnection nodes N4 to N6 of the diodes D11 to D16 are connected to the stator winding 23 of the motor generator 21, respectively. Therefore, the rectifier circuit 70 rectifies AC power AC having different phases (U phase, V phase, W phase) generated in the stator winding 23 of the motor generator 21 and takes out DC power DC.

また、整流回路７０を構成する各ダイオードＤ１１〜Ｄ１３の端子間（アノードとカソード）には、バイパス経路を構成するスイッチ素子ＳＷ７〜ＳＷ９が接続されている。各スイッチ素子ＳＷ７〜ＳＷ９は、例えば、ＭＯＳトランジスタであり、ＥＣＵ４０からの制御信号に応じて、バッテリ８５とステータ巻線２３との間の経路を、ダイオードＤ１１〜Ｄ１３を介在させる経路と、ダイオードＤ１１〜Ｄ１３を介在させない経路（バイパス経路）とに切り替える。   Further, between the terminals (anode and cathode) of each of the diodes D11 to D13 constituting the rectifier circuit 70, switch elements SW7 to SW9 constituting a bypass path are connected. Each of the switch elements SW7 to SW9 is, for example, a MOS transistor, and in accordance with a control signal from the ECU 40, a path between the battery 85 and the stator winding 23 is a path through which the diodes D11 to D13 intervene. Switch to a path (bypass path) not involving D13.

また、第２電気経路６０は、バッテリ８５と、整流回路７０と、ステータ巻線２３と、巻線／スタータ開閉器６１と、スタータ１０とを接続する経路として構成されている。この第３実施形態においても、ステータ巻線２３は、第２電気経路６０において、バッテリ８５とスタータ１０との間に介在するよう配置されている。図７では、ステータ巻線２３は、各巻線２４，２５，２６の一端側が整流回路７０の相互接続ノードＮ４，Ｎ５，Ｎ６に接続されており、他端側が巻線／スタータ開閉器６１を介してスタータ１０に接続されている。   Further, the second electric path 60 is configured as a path connecting the battery 85, the rectifier circuit 70, the stator winding 23, the winding / starter switch 61, and the starter 10. Also in the third embodiment, the stator winding 23 is disposed so as to be interposed between the battery 85 and the starter 10 in the second electric path 60. In FIG. 7, one end of each of the windings 24, 25, 26 is connected to the interconnection node N 4, N 5, N 6 of the rectifier circuit 70, and the other end is through the winding / starter switch 61. Is connected to the starter 10.

上記構成のエンジン始動システム８０において、第２電気経路６０を介してバッテリ８５とスタータ１０とを接続する場合、ＥＣＵ４０はＳＷ７〜ＳＷ９、及び巻線／スタータ開閉器６１を閉状態とすることで、バッテリ８５とステータ巻線２３と電気的に接続する。一方、第１電気経路５０を介してバッテリ８５とスタータ１０とを接続する場合、ＥＣＵ４０はＳＷ７〜ＳＷ９を開状態とし、第１リレー回路５１を閉状態とする。その結果、ダイオードＤ１１〜Ｄ１３が第２電気経路６０を遮断し、スタータ１０は第１電気経路５０のみでバッテリ８５に接続される。そのため、この第４実施形態では、スイッチ素子ＳＷ７〜ＳＷ９が第２開閉器として機能する。   In the engine starting system 80 configured as described above, when the battery 85 and the starter 10 are connected via the second electric path 60, the ECU 40 closes SW7 to SW9 and the winding / starter switch 61, The battery 85 and the stator winding 23 are electrically connected. On the other hand, when the battery 85 and the starter 10 are connected via the first electric path 50, the ECU 40 opens SW7 to SW9 and closes the first relay circuit 51. As a result, the diodes D11 to D13 block the second electrical path 60, and the starter 10 is connected to the battery 85 only by the first electrical path 50. Therefore, in the fourth embodiment, the switch elements SW7 to SW9 function as a second switch.

５．その他の実施形態
スタータ１０の給電開始時において突入電流の対策を実施するための判定条件は、様々なものが存在する。例えば、判定条件としてエンジン９０の周囲温度を用いるものであってもよい。この場合、図２のステップＳ１２において、ＥＣＵ４０は温度センサ４３（温度検出部）からの出力に基づいてエンジン９０の周囲温度を閾値と比較する。ＥＣＵ４０は、温度センサ４３により検出された温度が閾値以上の場合、第２電気経路６０を介してバッテリ８５とスタータ１０とを接続する。一方、検出された温度が閾値未満の場合、ＥＣＵ４０は、第１電気経路５０を介してバッテリ８５とスタータ１０とを接続する。 5. Other Embodiments There are various determination conditions for implementing measures against inrush current at the start of power feeding of the starter 10. For example, the ambient temperature of the engine 90 may be used as the determination condition. In this case, in step S12 of FIG. 2, the ECU 40 compares the ambient temperature of the engine 90 with a threshold based on the output from the temperature sensor 43 (temperature detection unit). The ECU 40 connects the battery 85 and the starter 10 via the second electric path 60 when the temperature detected by the temperature sensor 43 is equal to or higher than the threshold. On the other hand, when the detected temperature is less than the threshold, the ECU 40 connects the battery 85 and the starter 10 via the first electric path 50.

エンジン９０の温度が所定温度よりも低い場合、クランクシャフトを回転させるために大きなトルクを必要とする。このような場合、ステータ巻線２３を負荷として作用させると、エンジン９０の始動に必要なトルクが十分に得られない可能性がある。そのため、上記構成とすることで、エンジン９０の温度が低い場合に、突入電流の対策よりもエンジン９０を確実に始動させることを優先し、始動を適正に行うことが可能となる。   When the temperature of the engine 90 is lower than a predetermined temperature, a large torque is required to rotate the crankshaft. In such a case, when the stator winding 23 acts as a load, it may not be possible to obtain sufficient torque required to start the engine 90. Therefore, with the above configuration, when the temperature of the engine 90 is low, priority can be given to reliably starting the engine 90 over measures against inrush current, and it is possible to appropriately perform starting.

バッテリ８５とスタータ１０との間に介在させるステータ巻線２３は全ての巻線を使用しなくとも良い。例えば、バッテリ８５の端子間電圧Ｖｔとステータ巻線２３の抵抗容量の関係に基づいて、１つの巻線のみを負荷として用いるものであっても良い。   The stator winding 23 interposed between the battery 85 and the starter 10 may not use all the windings. For example, based on the relationship between the terminal voltage Vt of the battery 85 and the resistance capacity of the stator winding 23, only one winding may be used as a load.

突入電流の対策において、第１電気経路５０を閉状態とした後、第２電気経路６０を閉状態とする以外に、第１電気経路５０と第２電気経路６０とを同じタイミングで閉状態としてもよい。   In the countermeasure against inrush current, after closing the first electric path 50, the second electric path 60 is closed at the same timing as the first electric path 50 except that the second electric path 60 is closed. It is also good.

１０…スタータ、２０…電力発生装置、２２…ロータ、２３…ステータ巻線、３０…インバータ、４０…ＥＣＵ、５０…第１電気経路、６０…第２電気経路、８０…エンジン始動システム、９０…エンジン   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Starter, 20 ... Power generator, 22 ... Rotor, 23 ... Stator winding, 30 ... Inverter, 40 ... ECU, 50 ... 1st electric path, 60 ... 2nd electric path, 80 ... Engine starting system, 90 ... engine

Claims (12)

エンジン（９０）を始動させるために必要な力を発生させるスタータ（１０）と、エンジンの駆動に伴うロータ（２２）の回転に応じて電力を発生させる電力発生装置（２０）と、を備えるエンジン始動システム（８０）であって、
前記電力発生装置は、前記ロータの回転に基づいて誘起起電力を生じさせるステータ巻線（２３）を備え、
第１開閉器（５１）による開閉に基づいて、前記ステータ巻線を介することなく電源（８５）と前記スタータとを電気的に接続する第１電気経路（５０）と、
第２開閉器（３１）による開閉に基づいて、前記ステータ巻線を、前記スタータと前記電源との間に介在させるよう電気的に接続する第２電気経路（６０）と、
前記電源から前記スタータへ電力を供給する給電開始時に、前記第２開閉器を閉状態に制御する制御部（４０）と、
を有するエンジン始動システム。 An engine comprising: a starter (10) that generates a force necessary to start the engine (90); and a power generation device (20) that generates power in response to rotation of a rotor (22) accompanying driving of the engine Starting system (80),
The power generation device includes a stator winding (23) that generates an induced electromotive force based on the rotation of the rotor,
A first electrical path (50) electrically connecting a power source (85) and the starter without interposing the stator winding based on opening and closing by the first switch (51);
A second electrical path (60) electrically connecting the stator winding to be interposed between the starter and the power supply based on opening and closing by a second switch (31);
A control unit (40) for controlling the second switch in a closed state at the start of power supply to supply power from the power supply to the starter;
An engine start system having: 前記ステータ巻線は、複数の巻線をＹ結線して構成されており、
前記第２電気経路は、前記スタータが前記ステータ巻線における前記Ｙ結線の中点に接続されることで設けられている、請求項１に記載のエンジン始動システム。 The stator winding is configured by Y-connecting a plurality of windings,
The engine starting system according to claim 1, wherein the second electrical path is provided by connecting the starter to a midpoint of the Y connection in the stator winding. 前記電力発生装置は、前記ステータ巻線に生じる誘起起電力をスイッチ素子（３１）により変換する変換回路（３０）を有し、
前記第２開閉器は、前記変換回路の前記スイッチ素子により構成される、請求項２に記載のエンジン始動システム。 The power generation device has a conversion circuit (30) for converting an induced electromotive force generated in the stator winding by a switch element (31).
The engine starting system according to claim 2, wherein the second switch is configured by the switch element of the conversion circuit. 前記制御部は、前記スタータの給電開始時において、前記第２開閉器の開閉状態を所定周期で切り替える、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエンジン始動システム。   The engine start system according to any one of claims 1 to 3, wherein the control unit switches the open / close state of the second switch at a predetermined cycle when power supply to the starter is started. 前記第２電気経路は、前記ステータ巻線と前記スタータとの間の経路の開閉を行う巻線／スタータ開閉器（６１）を有し、
前記制御部は、前記第２電気経路を介して前記スタータと前記電源とを電気的に接続した後、前記巻線／スタータ開閉器を開状態とする、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のエンジン始動システム。 The second electrical path has a winding / starter switch (61) that opens and closes a path between the stator winding and the starter,
The controller according to any one of claims 1 to 4, wherein the control unit opens the winding / starter switch after electrically connecting the starter and the power supply via the second electrical path. An engine starting system according to one of the preceding claims. エンジン（９０）を始動させるために必要な力を発生させるスタータ（１０）と、エンジンの駆動に伴うロータ（２２）の回転に応じて電力を発生させる電力発生装置（２０）と、を備えるエンジン始動システム（８０）であって、An engine comprising: a starter (10) that generates a force necessary to start the engine (90); and a power generation device (20) that generates power in response to rotation of a rotor (22) accompanying driving of the engine Starting system (80),
前記電力発生装置は、前記ロータの回転に基づいて誘起起電力を生じさせるステータ巻線（２３）を備え、The power generation device includes a stator winding (23) that generates an induced electromotive force based on the rotation of the rotor,
第１開閉器（５１）による開閉に基づいて、電源（８５）と前記スタータとを電気的に接続する第１電気経路（５０）と、A first electrical path (50) electrically connecting the power source (85) and the starter based on opening and closing by the first switch (51);
第２開閉器（３１）による開閉に基づいて、前記ステータ巻線を、前記スタータと前記電源との間に介在させるよう電気的に接続する第２電気経路（６０）と、A second electrical path (60) electrically connecting the stator winding to be interposed between the starter and the power supply based on opening and closing by a second switch (31);
前記電源から前記スタータへ電力を供給する給電開始時に、前記第２開閉器を閉状態に制御する制御部（４０）と、A control unit (40) for controlling the second switch in a closed state at the start of power supply to supply power from the power supply to the starter;
を有し、Have
前記第２電気経路は、前記ステータ巻線と前記スタータとの間の経路の開閉を行う巻線／スタータ開閉器（６１）を有し、The second electrical path has a winding / starter switch (61) that opens and closes a path between the stator winding and the starter,
前記制御部は、前記第２電気経路を介して前記スタータと前記電源とを電気的に接続した後、前記巻線／スタータ開閉器を開状態とする、エンジン始動システム。The engine starting system, wherein the control unit opens the winding / starter switch after electrically connecting the starter and the power supply via the second electrical path. 前記制御部は、前記第２電気経路を介して前記スタータと前記電源とを接続した後、前記第１開閉器を閉状態とする、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のエンジン始動システム。 The said control part makes a said 1st switch a closed state, after connecting the said starter and the said power supply via the said 2nd electrical pathway, The said control system is described in any one of Claim 1 to 6 Engine start system. エンジン（９０）を始動させるために必要な力を発生させるスタータ（１０）と、エンジンの駆動に伴うロータ（２２）の回転に応じて電力を発生させる電力発生装置（２０）と、を備えるエンジン始動システム（８０）であって、An engine comprising: a starter (10) that generates a force necessary to start the engine (90); and a power generation device (20) that generates power in response to rotation of a rotor (22) accompanying driving of the engine Starting system (80),
前記電力発生装置は、前記ロータの回転に基づいて誘起起電力を生じさせるステータ巻線（２３）を備え、The power generation device includes a stator winding (23) that generates an induced electromotive force based on the rotation of the rotor,
第１開閉器（５１）による開閉に基づいて、電源（８５）と前記スタータとを電気的に接続する第１電気経路（５０）と、A first electrical path (50) electrically connecting the power source (85) and the starter based on opening and closing by the first switch (51);
第２開閉器（３１）による開閉に基づいて、前記ステータ巻線を、前記スタータと前記電源との間に介在させるよう電気的に接続する第２電気経路（６０）と、A second electrical path (60) electrically connecting the stator winding to be interposed between the starter and the power supply based on opening and closing by a second switch (31);
前記電源から前記スタータへ電力を供給する給電開始時に、前記第２開閉器を閉状態に制御する制御部（４０）と、A control unit (40) for controlling the second switch in a closed state at the start of power supply to supply power from the power supply to the starter;
を有し、Have
前記制御部は、前記第２電気経路を介して前記スタータと前記電源とを接続した後、前記第１開閉器を閉状態とする、エンジン始動システム。An engine starting system, wherein the control unit closes the first switch after connecting the starter and the power supply via the second electric path. 前記制御部は、前記スタータの前記給電開始時において、
前記電源の残容量が所定値以上の場合、前記第２電気経路を介して前記電源と前記スタータとを接続し、
前記電源の残容量が所定値未満の場合、前記第１電気経路を介して前記電源と前記スタータを接続する、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のエンジン始動システム。 The control unit is configured to start the feeding of the starter,
When the remaining capacity of the power supply is equal to or greater than a predetermined value, the power supply and the starter are connected via the second electrical path,
The engine starting system according to any one of claims 1 to 8 , wherein when the remaining capacity of the power supply is less than a predetermined value, the power supply and the starter are connected via the first electric path. エンジン（９０）を始動させるために必要な力を発生させるスタータ（１０）と、エンジンの駆動に伴うロータ（２２）の回転に応じて電力を発生させる電力発生装置（２０）と、を備えるエンジン始動システム（８０）であって、An engine comprising: a starter (10) that generates a force necessary to start the engine (90); and a power generation device (20) that generates power in response to rotation of a rotor (22) accompanying driving of the engine Starting system (80),
前記電力発生装置は、前記ロータの回転に基づいて誘起起電力を生じさせるステータ巻線（２３）を備え、The power generation device includes a stator winding (23) that generates an induced electromotive force based on the rotation of the rotor,
第１開閉器（５１）による開閉に基づいて、電源（８５）と前記スタータとを電気的に接続する第１電気経路（５０）と、A first electrical path (50) electrically connecting the power source (85) and the starter based on opening and closing by the first switch (51);
第２開閉器（３１）による開閉に基づいて、前記ステータ巻線を、前記スタータと前記電源との間に介在させるよう電気的に接続する第２電気経路（６０）と、A second electrical path (60) electrically connecting the stator winding to be interposed between the starter and the power supply based on opening and closing by a second switch (31);
前記電源から前記スタータへ電力を供給する給電開始時に、前記第２開閉器を閉状態に制御する制御部（４０）と、A control unit (40) for controlling the second switch in a closed state at the start of power supply to supply power from the power supply to the starter;
を有し、Have
前記制御部は、前記スタータの前記給電開始時において、The control unit is configured to start the feeding of the starter,
前記電源の残容量が所定値以上の場合、前記第２電気経路を介して前記電源と前記スタータとを接続し、When the remaining capacity of the power supply is equal to or greater than a predetermined value, the power supply and the starter are connected via the second electrical path,
前記電源の残容量が所定値未満の場合、前記第１電気経路を介して前記電源と前記スタータを接続する、エンジン始動システム。An engine starting system, wherein the power source and the starter are connected via the first electric path when the remaining capacity of the power source is less than a predetermined value. 前記エンジンの温度を検出する温度検出部（４３）を有し、
前記制御部は、前記スタータの前記給電開始時において、
前記温度検出部により検出された温度が所定値以上の場合、前記第２電気経路を介して前記電源と前記スタータとを接続し、
検出された前記温度が所定値未満の場合、前記第１電気経路を介して前記電源と前記スタータとを接続する、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のエンジン始動システム。 A temperature detection unit (43) for detecting the temperature of the engine;
The control unit is configured to start the feeding of the starter,
When the temperature detected by the temperature detection unit is equal to or higher than a predetermined value, the power supply and the starter are connected via the second electric path,
The engine starting system according to any one of claims 1 to 10 , wherein when the detected temperature is less than a predetermined value, the power supply and the starter are connected via the first electric path. エンジン（９０）を始動させるために必要な力を発生させるスタータ（１０）と、エンジンの駆動に伴うロータ（２２）の回転に応じて電力を発生させる電力発生装置（２０）と、を備えるエンジン始動システム（８０）であって、An engine comprising: a starter (10) that generates a force necessary to start the engine (90); and a power generation device (20) that generates power in response to rotation of a rotor (22) accompanying driving of the engine Starting system (80),
前記電力発生装置は、前記ロータの回転に基づいて誘起起電力を生じさせるステータ巻線（２３）を備え、The power generation device includes a stator winding (23) that generates an induced electromotive force based on the rotation of the rotor,
第１開閉器（５１）による開閉に基づいて、電源（８５）と前記スタータとを電気的に接続する第１電気経路（５０）と、A first electrical path (50) electrically connecting the power source (85) and the starter based on opening and closing by the first switch (51);
第２開閉器（３１）による開閉に基づいて、前記ステータ巻線を、前記スタータと前記電源との間に介在させるよう電気的に接続する第２電気経路（６０）と、A second electrical path (60) electrically connecting the stator winding to be interposed between the starter and the power supply based on opening and closing by a second switch (31);
前記電源から前記スタータへ電力を供給する給電開始時に、前記第２開閉器を閉状態に制御する制御部（４０）と、A control unit (40) for controlling the second switch in a closed state at the start of power supply to supply power from the power supply to the starter;
を有し、Have
前記エンジンの温度を検出する温度検出部（４３）を有し、A temperature detection unit (43) for detecting the temperature of the engine;
前記制御部は、前記スタータの前記給電開始時において、The control unit is configured to start the feeding of the starter,
前記温度検出部により検出された温度が所定値以上の場合、前記第２電気経路を介して前記電源と前記スタータとを接続し、When the temperature detected by the temperature detection unit is equal to or higher than a predetermined value, the power supply and the starter are connected via the second electric path,
検出された前記温度が所定値未満の場合、前記第１電気経路を介して前記電源と前記スタータとを接続する、エンジン始動システム。An engine starting system, wherein the power source and the starter are connected via the first electrical path when the detected temperature is less than a predetermined value.
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