JP2003328907A

JP2003328907A - エンジン始動システム、エンジン始動方法および始動制御装置

Info

Publication number: JP2003328907A
Application number: JP2002133210A
Authority: JP
Inventors: Kiyokazu Haruno; 貴誉一春野; Mikio Saito; 幹男斎藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-05-08
Filing date: 2002-05-08
Publication date: 2003-11-19
Anticipated expiration: 2022-05-08
Also published as: JP4003530B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ギヤ式スタータやベルト式スタータの、小型化
や信頼性確保が可能なエンジン始動システムを提供す
る。【解決手段】ギヤ式スタータ（ＧＳ）と、ベルト式スタ
ータ（ＢＳ）と、少なくともアイドリングストップ状態
にあるエンジン（Ｅ）の始動制御を行うことができる始
動制御装置（ＥＣＵ）とを備えるエンジン始動システム
（Ｓ）において、始動制御装置は、エンジンの出力軸
（ＣＲ）の回転開始に必要な回転開始必要トルクが所定
の高温乗越トルクより少なくとも大きいとき、ギヤ式ス
タータとベルト式スタータとを協働させてエンジンを始
動させる。大きなトルクが必要となる始動開始時（乗り
越し時）に、両スタータを使用するため、いずれか一方
のスタータで始動する場合に較べて、各スタータを小型
化しつつ、それらの信頼性をも確保できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アイドリングスト
ップ状態にあるエンジンの始動を行うことができるエン
ジン始動システムおよびその始動方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】最近の環境問題意識の高揚に伴い、自動
車等の燃費向上による排出ガス低減策が研究、開発の大
きなテーマとされている。そして、その一環として、自
動車等のエンジンをアイドリング時に停止（いわゆるア
イドリングストップ）させることが行われるようになっ
てきた。特に、ゴー・ストップを繰り返す市街地走行
時、このようなアイドリングストップは頻繁に行われ
る。

【０００３】ここで問題となるのが、アイドリングスト
ップ後の始動である。従来、自動車エンジン等の始動
は、走行当初の始動のみを想定して、ギヤ式スタータに
より行ってきた。一般的なギヤ式スタータは、クランク
シャフトに連結されたリングギヤに、一時的にピニオン
ギヤを噛合させ、そのピニオンギヤをモータ駆動してク
ランクシャフトを回転させるものである。このようなギ
ヤ式スタータを用いて、前述のアイドリングストップ後
の始動をも行おうとすると、ギヤ鳴り等の不快音を頻繁
に発生し得ることになり好ましくない。そこで、アイド
リングストップする自動車等では、そのギヤ式スタータ
の他に、さらに、静粛性に優れたベルト式スタータを設
けて、アイドリングストップ後のエンジン始動をさせる
ことが通常である。ベルト式スタータは、例えば、前記
リングギヤと反対側に設けられたクランクプーリ等を、
ベルトおよびスタータプーリを介してモータ駆動し、ク
ランクシャフトを回転させるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このベルト式スタータ
は、ベルトが連架されたプーリ径比で減速比が決まる。
限られたスペース内に配設されたプーリにベルトを連架
することを考えると、その減速比を大きくとることこは
難しい。このため、ベルト式スタータのみでエンジンを
始動させようとすると、それは自ずと大型化する傾向に
なる。しかも、アイドリングストップ後にエンジンを始
動させる場合であっても、エンジン温度の変化等によっ
て、始動時に必要となるトルクは変動する。具体的に
は、エンジンの低温時、各部の摺動抵抗が大きくなり、
その始動には必要なトルクは相当大きくなる。このよう
な場合までベルト式スタータで始動させようとすると、
益々、それは大型化してしまう。

【０００５】ここで、始動トルクが大きくなるエンジン
の冷間時には、減速比を大きく取れるギヤ式スタータを
使用し、それ以外ではベルト式スタータを使用すること
が、特開２００１−１５２９０１号公報、特開２００１
−１５９３８４号公報等に開示されている。しかし、こ
のような使い分けは結局、前述したベルト式スタータの
大型化と同様、ギヤ式スタータの大型化や寿命低下を招
くことにもなる。勿論、そのような大型化をせず、各ス
タータの負荷を増大させると、それらの寿命が低下し、
やはり好ましくないことは言うまでもない。

【０００６】また、ハイブリット車のように、エンジン
を始動させるギヤ式スタータとは別に設けられている電
動発電機（ＭＧ）を利用して、エンジンの始動制御を行
うことが特開平１０−６８３７４号公報、特開２００２
−４８０３６号公報等に開示されている。しかし、この
ような制御ができるのは、体格の大きなＭＧを備える特
定車種に限られる。また、そのＭＧの減速比は通常２〜
３程度と低いため、始動時に必ずしもギヤ式スタータを
十分にアシストできるとは限らない。さらに、上記公報
では、大きな始動トルクが必要とされる冷間時にギヤ式
スタータとＭＧとを併用することしか開示していない。
すなわち、エンジン冷間時以外に、両者を併用する場合
やそのときのタイミング等についても何ら開示されてい
ない。本発明は、このような事情に鑑みて為されたもの
であり、ギヤ式スタータやベルト式スタータの大型化、
高コスト化、低寿命化による信頼性の低下等を回避しつ
つ、それらの設計自由度を高めることができるエンジン
始動システムおよびエンジン始動方法を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者はこの
課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、
エンジンの冷間時以外でも、エンジン始動に必要なトル
クが大きいときには、ギヤ式スタータとベルト式スター
タとを協働させることを思いつき、本発明を完成するに
至った。（エンジン始動システム）すなわち、本発明のエンジン
始動システムは、エンジンの出力軸に連動する被駆動ギ
ヤに噛合可能な駆動ギヤと該駆動ギヤを回転駆動させる
第１モータとを有するギヤ式スタータと、該エンジンの
出力軸に連動する被駆動プーリにベルトで連架された駆
動プーリと該駆動プーリを回転駆動させる第２モータと
を有するベルト式スタータと、少なくともアイドリング
ストップ状態にある該エンジンの始動制御を行うことが
できる始動制御装置とを備えるエンジン始動システムに
おいて、前記始動制御装置は、前記エンジンの出力軸の
回転開始に必要な回転開始必要トルクが所定の高温乗越
トルクより少なくとも大きいとき、前記ギヤ式スタータ
と前記ベルト式スタータとを協働させて該エンジンを始
動させることを特徴とする。

【０００８】エンジンを始動させる際、エンジンの出力
軸を回転させる必要がある。このときに必要となる当初
のトルクである回転開始必要トルクは、一般に、その後
の回転継続に必要となる回転継続必要トルクよりも大き
い。そして、その回転開始必要トルクの大小が各スター
タ（特に、モータ）の体格に影響を与える。ここで、本
発明の場合、この回転開始必要トルクが大きいとき、い
ずれか一方のスタータのみでエンジンを始動させるので
はなく、ギヤ式スタータとベルト式スタータとを協働さ
せて、両スタータ間でトルク分担させつつエンジンを始
動させる。具体的には、回転開始必要トルクが、エンジ
ンまたは車両の種類等毎に予め定めておいた高温乗越ト
ルクより大きいときである。こうした結果、両スタータ
を大型化させることなく、回転開始必要トルクが大きい
場合でも、エンジンの出力軸を有効に回転させてエンジ
ンを始動させることができる。そして、予想以上に大き
な負荷が一方のスタータのみに継続して作用することが
防止されるため、両スタータの低寿命化、信頼性低下等
も防止される。

【０００９】次に、回転開始必要トルクの大小を判定す
る基準として、高温乗越トルクを用いた理由について説
明する。物体が移動を開始するとき、最初に大きな静止
摩擦力を乗越す必要があるように、エンジンも停止状態
から回転を始める瞬間（回転開始時）に大きなトルクを
必要とする。この回転開始時に必要なトルクが乗越トル
クである。この乗越トルクは、当然ながら、エンジン温
度によって変化する。従来公報にもあるように、エンジ
ンの冷間時には大きな乗越トルクが必要とされ、これを
「低温乗越トルク」と称する。しかし、乗越トルクが大
きくなるのは、エンジンの冷間時に限られない。エンジ
ンが通常使用される温度（以下、適宜「温間」とい
う。）域よりも高温となったときにも、乗越トルクは大
きくなる。これは、エンジン内部の熱膨張や熱歪み等の
増加に伴い、各摺動部のクリアランスが狭くなったり摺
動部に作用する摩擦力が増加したりするからである。但
し、いずれのエンジンでも、この高温乗越トルクが、前
述の低温乗越トルクより小さいことは、種々の実験から
明らかとなっている。

【００１０】本発明ではこれらのことを踏まえて、少な
くとも回転開始必要トルクが高温乗越トルクよりも大き
いとき、ギヤ式スタータとベルト式スタータとを協働さ
せることとした。なお、言うまでもないが、低温乗越ト
ルクは高温乗越トルクよりも大きいことから、エンジン
が冷間状態のときは、当然に、ギヤ式スタータとベルト
式スタータとが協働してそのエンジンを始動させる。こ
こで、基準となる高温乗越トルクは、エンジンの仕様、
ギヤ式スタータやベルト式スタータに使用するモータの
仕様等によって定められ、一概には決定できない。敢て
いうなら、各種エンジン毎に、温間域から高温域にかけ
て測定された乗越トルクが急激に増加するときの、その
境界となるときの乗越トルクということになる。さら
に、種々の実験結果から、この高温乗越トルクは、エン
ジン温度（「冷却水温度」が代表的）が１２０〜１３０
℃の範囲、より具体的には１２０℃のときに生じる乗越
トルクとして定義される。

【００１１】（エンジン始動方法）本発明は、上記エン
ジン始動システム以外にも、その方法としても把握する
ことができる。すなわち、本発明は、前述したエンジン
始動システムにおいて、前記エンジンの出力軸の回転開
始に必要な回転開始必要トルクが所定の高温乗越トルク
より少なくとも大きいとき、前記ギヤ式スタータと前記
ベルト式スタータとを協働させて該エンジンを始動させ
ることを特徴とするエンジン始動方法と把握することも
できる。

【００１２】（始動制御装置）さらに、本発明は、上記
以外にも、その始動制御装置としても把握することがで
きる。すなわち、本発明は、上記ギヤ式スタータと上記
ベルト式スタータとを制御可能で、少なくともアイドリ
ングストップ状態にある該エンジンの始動制御を行うこ
とができる始動制御装置において、前記エンジンの出力
軸の回転開始に必要な回転開始必要トルクが所定の高温
乗越トルクより少なくとも大きいとき、前記ギヤ式スタ
ータと前記ベルト式スタータとを協働させて該エンジン
を始動させることを特徴とする始動制御装置と把握する
こともできる。

【００１３】ところで、本発明のエンジン始動システム
やエンジン始動方法は、アイドリングストップ後のエン
ジン始動は勿論、それ以外のとき、つまり、走行開始当
初のエンジン始動をも対象としている。本発明でいう上
記始動制御装置は、例えば、アイドリングストップ後の
エンジン始動制御を行う電子制御装置（エコランＥＣ
Ｕ）である。もっとも、始動制御装置は、そのＥＣＵの
みならず、そのＥＣＵと他のＥＣＵ（エンジンや車両等
のＥＣＵ）とを組合わせたものでも良い。本発明でいう
エンジンは、その始動にスタータを必要とするものであ
る限り、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ロー
タリエンジン等、その種類は問わない。また、そのエン
ジンが搭載される車両等は自動車に限らず、二輪車、特
殊車両等でも良い。

【００１４】ギヤ式スタータの配設位置は問わないが、
レシプロエンジンの場合なら、通常はその後方である。
そして、被駆動ギヤは、そのクランクシャフト後端に設
けられたリングギヤ、駆動ギヤはそれに噛合するピニオ
ンギヤとなるのが一般的である。ベルト式スタータも、
その配設位置を問わないが、レシプロエンジンの場合な
ら、通常、その前方である。そして、被駆動プーリがそ
のクランクシャフト前端に設けられたクランクプーリと
なり、駆動プーリはクランクプーリと連架するスタータ
プーリとなることが一般的である。なお、ベルト式スタ
ータの駆動ベルトは、そのスタータ専用のベルトでも、
他の補機類と兼用のベルトでも、タイミングベルト等で
も良い。

【００１５】また、ギヤ式スタータおよびベルト式スタ
ータの小型化を図る観点から、それらに使用される第１
モータおよび第２モータが小型で高速タイプであると好
適である。このとき、エンジン始動に必要なトルクを出
力させるために、両スタータの減速比を大きくとること
が好ましい。例えば、遊星ギヤ式減速機をモータとピニ
オンギヤやプーリとの間に介在させれば、小型で高減速
比のスタータが得られる。このような観点から、本発明
のエンジン始動システムは、ギヤ式スタータの、第１モ
ータから駆動ギヤへ至る間の減速比が２．５以上であ
り、ベルト式スタータの、第２モータから駆動プーリへ
至る間の減速比が２．５以上であると好適である。な
お、ここでいう減速比とは、減速機の減速比のみなら
ず、その減速比に、プーリ比またはピニオンギヤとリン
グギヤとのギヤ比をかけた、最終減速比である。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、実施形態を挙げ、本発明を
より詳しく説明する。なお、以下に説明する内容は、本
発明のエンジン始動システムのみならず、エンジン始動
方法および始動制御装置にも適宜該当するものである。（１）回転開始必要トルクの判定本発明では、回転開始必要トルクが高温乗越トルクより
も大きいときに、ギヤ式スタータとベルト式スタータと
を協働させる。そのためには、先ず、その回転開始必要
トルクの大小の判定が必要となる。このトルク判定の方
法には種々あるが、エンジン温度による判定が最も簡易
で有効である。例えば、エンジンが冷間状態にあると
き、潤滑油やグリスの粘性増加によって摺動抵抗が増加
する。このため、エンジン温度（Ｔ）が予め求めておい
た低温側基準温度（Ｔ_L）よりも低いとき（Ｔ＜Ｔ_Lまた
はＴ≦Ｔ_L）、回転開始必要トルクは、当然に高温乗越
トルクよりも大きい（または、それ以上）と判断でき
る。

【００１７】逆に、エンジンが高温状態にあるとき、潤
滑油等の粘性は低下しているとしても、各部の熱歪やシ
リンダ内の気密度の上昇等によって、やはり、摺動抵抗
が増加する。このため、エンジン温度（Ｔ）が予め求め
ておいた高温側基準温度（Ｔ _H）よりも高いとき（Ｔ_H＜
ＴまたはＴ_H≦Ｔ）、回転開始必要トルクは高温乗越ト
ルクよりも大きい（または、それ以上）と判断できる。
一方、エンジンがその中間である温間状態にあるとき
は、回転開始必要トルクは高温乗越トルクよりも小さい
と判断できる。このような事情により、本発明に係る始
動制御装置が、回転開始必要トルクの高温乗越トルクに
対する大小をエンジン温度により判定する回転開始トル
ク判定手段を有すると好適である。

【００１８】なお、エンジン温度は、回転開始必要トル
クに関連するエンジン状態を指標する温度であれば良
い。例えば、冷却水温度が代表的であるが、油温やエン
ジンルーム内温度等でも良い。もっとも、冷却水温度な
ら、エンジンに従来から配設されている水温センサで監
視できるため好都合である。また、エンジン温度が低温
と判断されるのは、例えば、走行開始当初のエンジン始
動時等、暖機が不十分な状態のときである。逆に、エン
ジン温度が高温と判断されるのは、例えば、夏季の市街
地走行のように、オーバヒートぎみになるときである。

【００１９】ところで、エンジンが温間状態にあり、上
記回転開始必要トルクが高温乗越トルクよりも低くて
も、電源からの電力供給が不十分なために、いずれか一
方のスタータでは、その回転開始必要トルクを乗り越せ
ない場合もある。これでは、エンジンの始動をスムーズ
に行うことができない。そこで、回転開始必要トルクが
前記高温乗越トルクより小さいときでも、前記第１モー
タおよび／または前記第２モータへ印加される電源電圧
が所定の基準電圧よりも低いとき（または基準電圧以下
のとき）は、ギヤ式スタータとベルト式スタータとを協
働させてエンジンを始動させるようにすると好適であ
る。スタータの出力トルクは、モータのコイルに流れる
電流量で決まるものの、大電流を監視するよりは電源電
圧を監視する方が容易である。なお、スタータの電源
は、通常、車載バッテリである。

【００２０】次に、ギヤ式スタータとベルト式スタータ
とを協働させる場合、両者の作動開始タイミングが問題
となるが、少なくとも、ギヤ式スタータがベルト式スタ
ータに遅れない限り、いずれのタイミングでも良い。つ
まり、エンジンの出力軸の回転開始当初からギヤ式スタ
ータおよびベルト式スタータの両方を同時に作動させて
も良いし、エンジンの出力軸の回転開始当初にギヤ式ス
タータをベルト式スタータに対して優先させて作動させ
ても良い。

【００２１】（２）回転継続必要トルクエンジンを始動させる場合、前述したように、回転開始
必要トルクは大きいが、その後の回転継続必要トルクは
比較的小さい。そこで、エンジンの出力軸の回転当初に
は、両スタータを協働させたとしても、その後までその
状態を必ずしも維持する必要はない。すなわち、エンジ
ンの出力軸の回転継続に必要な回転継続必要トルクが所
定の回転継続基準トルクよりも小さくなると、ギヤ式ス
タータを作動させずに、ベルト式スタータを作動させ
て、エンジンを始動させることも可能となる。これによ
り、ギヤ式スタータの使用期間を短くでき、ギヤ式スタ
ータの寿命や信頼性の確保が可能となる。そのために、
前記始動制御装置が、回転継続必要トルクの回転継続基
準トルクに対する大小を前記第１モータおよび／または
前記第２モータへの印加電圧により判定する回転継続ト
ルク判定手段を有すると好適である。

【００２２】エンジンの出力軸の回転に必要なトルクが
小さくなり、協働していた両スタータの回転数が上昇を
始めると、各モータから生じる誘導起電力（逆起電力）
も高くなる。モータの制御方法にも依るが、バッテリの
ように供給電圧の上限がほぼ決定されている場合、逆起
電力が大きくなると、各モータに実質的に印加される印
加電圧は低下する。従って、このモータへの印加電圧を
監視することにより、回転継続必要トルクの大小を判定
できる。例えば、エンジン、車両等毎に予め定めておい
た所定の基準印加電圧よりも、モータへの印加電圧が小
さいとき（またはそれ以下のとき）は回転継続必要トル
クも小さいと判定することができる。逆の場合も同様で
ある。なお、この場合、監視する印加電圧は、ギヤ式ス
タータの第１モータへの印加電圧を監視しても、ベルト
式スタータの第２モータへの印加電圧を監視しても、そ
の両方を監視しても良い。

【００２３】

【実施例】次に、実施例を挙げて、本発明をより具体的
に説明する。本発明の一実施例であるエンジン始動シス
テムＳの全体模式図を図１に示す。（エンジン始動システム）エンジン始動システムＳは、
４気筒ガソリンエンジンＥ（以降、単に「エンジンＥ」
という。）の一側方に配設されたギヤ式スタータＧＳ
と、ベルト式スタータＢＳと、これらの電源となるバッ
テリと、バッテリから各スタータへの通電を制御するエ
ンジン始動用電子制御装置（ＥＣＵ：始動制御装置）と
からなる。

【００２４】ギヤ式スタータＧＳは、モータＭ₁（第１
モータ）と、このモータＭ₁により駆動されるピニオン
ギヤＰ（駆動ギヤ）と、このピニオンギヤＰを進退させ
ると共にモータＭ₁への通電を切り替え得るマグネット
スイッチＳｗとからなる。なお、図示していないが、モ
ータＭ₁とピニオンギヤＰとの間には遊星ギヤ式減速機
が介在している。これにより、ギヤ式スタータＧＳの最
終減速比は１０以上となっている。

【００２５】そして、ギヤ式スタータＧＳへの通電が開
始されると、先ず、マグネットスイッチＳｗ中のコイル
が励磁されてピニオンギヤＰが飛び出す。そして、エン
ジンＥとオートマチックトランスミッションＭとの間に
配設されると共にエンジンＥのクランクシャフトＣＲ
（出力軸）の後端に固定されたリングギヤＲに、ピニオ
ンギヤＰが噛合する。このとき、マグネットスイッチＳ
ｗ中のリレー接点もほぼ同時に閉じて、モータＭ₁への
通電がなされるようになり、ピニオンギヤＰがリングギ
ヤＲの回転駆動を始める。ベルト式スタータＢＳは、モ
ータＭ₂（第２モータ）と、このモータＭ₂により駆動さ
れるスタータプーリＰｓ（駆動プーリ）とからなる。そ
して、ベルト式スタータＢＳへ通電が開始されると、ベ
ルトＢにより連架されているクランクプーリＰｅをスタ
ータプーリＰｓが回転駆動を始める。

【００２６】なお、図示していないが、モータＭ₂とス
タータプーリＰｓとの間にも遊星ギヤ式減速機が介在し
ている。これにより、ベルト式スタータＢＳの最終減速
比は５以上となっている。また、図示していないが、ベ
ルト式スタータＢＳのモータＭ₂とスタータプーリＰｓ
との間にはワンウェイクラッチが介装されている。この
ため、エンジンＥが始動してスタータプーリＰｓの回転
数が上昇しても、スタータプーリＰｓはモータＭ₂に対
して空転し、モータＭ₂の回転が上昇することはない。

【００２７】ＥＣＵは、本実施例の場合、走行当初のエ
ンジン始動およびアイドリングストップ後のエンジン始
動を制御するものである。このＥＣＵには、エンジンＥ
の冷却水温（エンジン温度）Ｔと、バッテリ電圧Ｖ
_Bと、モータＭｂへの印加電圧Ｖ_Mと、エンジン回転数Ｎ
とに関する信号がが入力されている。これらの信号は、
それぞれのセンサから直接入力されるようにしても良い
が、別のＥＣＵからそれらに関連した信号を受信するよ
うにしても良い。

【００２８】（エンジン始動方法）図２〜図５を用い
て、上記エンジン始動システムＳの制御方法を説明す
る。先ず、車両のイグニッションスキーを「ＯＮ」また
は「ＳＴＡＲＴ」位置にすることにより、本実施例の制
御が開始される（ステップＳ１）。そして、ＥＣＵが冷
却水温度Ｔを読み込み（ステップＳ２）、この冷却水温
度Ｔが、予め定めておいた低温側基準温度Ｔ_Lと高温側
基準温度Ｔ_Hの間にあるかを判定する（ステップＳ３：
回転開始トルク判定手段）。そして、その範囲にない場
合は、図４に示すステップＳ２１に進む。冷却水温度Ｔ
が、予め定めておいた低温側基準温度Ｔ _Lと高温側基準
温度Ｔ_Hの間にない場合とは、本発明でいう回転開始必
要トルクが高温乗越トルクより大きくなるときである。
なお、本実施例の場合、低温側基準温度Ｔ_Lを−１５
℃、高温側基準温度Ｔ_Hを１２０℃に設定した。

【００２９】一方、冷却水温度Ｔが低温側基準温度Ｔ_L
と高温側基準温度Ｔ_Hの間にあるとき（つまり、エンジ
ンが温間状態にある時）、バッテリ電圧Ｖ_B（電源電
圧）を読み込む（ステップＳ４）。そして、そのバッテ
リ電圧Ｖ_Bと予め定めておいた基準電圧Ｖ_B0とを比較し
（ステップＳ５）、それ以下の場合は、前述した図４に
示すステップＳ２１に進む。

【００３０】一方、バッテリ電圧Ｖ_Bが基準電圧Ｖ_B0よ
りも大きい場合は、図３に示すステップＳ１１に進む。
この場合は、回転開始必要トルクも小さく、バッテリ電
圧Ｖ _Bも大きいことから、ベルト式スタータＢＳのみで
エンジンＥを始動できる場合である。そこで、ＥＣＵ
は、ベルト式スタータＢＳのみに通電し、ギヤ式スター
タＧＳへは通電せず、ベルト式スタータＢＳのみでクラ
ンクシャフトＣＲを回転駆動させる。そして、ＥＣＵ
は、エンジン回転数Ｎを読み込み（ステップＳ１２）、
そのエンジン回転数Ｎと予め定めておいた基準回転数Ｎ
₀とを比較して始動判定を行う（ステップＳ１３）。す
なわち、エンジン回転数Ｎが、その基準回転数Ｎ₀を越
えると、エンジンＥは確実に始動したと判断できるの
で、本実施例による始動制御を終了する。

【００３１】次に、前述したステップＳ３で冷却水温度
ＴがＴ≦Ｔ_LまたはＴ_H≦Ｔの場合、さらには、ステップ
Ｓ５でバッテリ電圧Ｖ_BがＶ_B≦Ｖ_B0以下の場合、ギヤ式
スタータＧＳとベルト式スタータＢＳとに同時に通電し
て、クランクシャフトＣＲの回転駆動を開始する（ステ
ップＳ２１）。これにより、各スタータを小型化した場
合やバッテリが劣化している場合でも、最初の乗り越し
トルク（回転開始必要トルク）を確実に越えることがで
きるようになる。

【００３２】もっとも、一旦クランクシャフトＣＲが回
転し始めると、その回転継続に必要なトルク（回転継続
必要トルク）は乗り越し時よりも小さくなる。そして、
その回転継続必要トルクが所定値より小さくなれば、も
はや、ギヤ式スタータＧＳとベルト式スタータＢＳとの
両者を協働させておく必要はない。つまり、ベルト式ス
タータＢＳのみでもクランクシャフトＣＲの回転を継続
させることが可能となる。ＥＣＵはこの判断を、例え
ば、モータＭ₂への印加電圧Ｖ_Mを監視することにより行
う。すなわち、モータＭ₂への印加電圧Ｖ_Mを読み込み
（ステップＳ２２）、その印加電圧Ｖ_Mと基準印加電圧
Ｖ₀とを比較する（ステップＳ２３：回転継続トルク判
定手段）。そして、モータ印加電圧Ｖ_Mが基準印加電圧
Ｖ₀よりも小さいときは、ステップＳ１１に戻り、ギヤ
式スタータＧＳへの通電を遮断すると共に、ベルト式ス
タータＢＳへのみ通電を継続して、そのベルト式スター
タＢＳのみでクランクシャフトＣＲを回転駆動させる。
これ以降は、前述した通りである。

【００３３】上述した実施例では、ギヤ式スタータＧＳ
とベルト式スタータＢＳとを協働させる際に、それらへ
同時に通電する場合を例にとったがこれに限る必要はな
い。例えば、図５に示すように、先ず、ギヤ式スタータ
ＧＳにのみ通電し（ステップＳ３１）、所定時間ｔ₀経
過後に（ステップＳ３２）、ベルト式スタータＢＳへ通
電する（ステップＳ３３）。このように、ベルト式スタ
ータＢＳの作動をギヤ式スタータＧＳより遅らせると、
ギヤ式スタータＧＳは大きなギヤ鳴り等を発生させるこ
となく、そのピニオンギヤＰをリングギヤＲに確実に噛
合させて、クランクシャフトＣＲを回転駆動することが
できる。なお、ベルトＢは、クランクプーリＰｅとスタ
ータプーリＰｓ間に常時懸架されているため、ギヤ式ス
タータＧＳに遅れてベルト式スタータＢＳを作動させる
ことに何の問題もない。ステップＳ３３に続くステップ
Ｓ３４、ステップＳ３５は、前述のステップＳ２２、ス
テップＳ２３と同様である。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、ギヤ式スタータやベル
ト式スタータの小型化や信頼性確保等が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるエンジン始動システム
の全体的な概略を示す模式図である。

【図２】そのエンジン始動システムを用いたエンジン始
動方法のメインのフローチャートである。

【図３】そのフローチャートの細部を示すフローチャー
トである。

【図４】そのフローチャートの別の細部を示すフローチ
ャートである。

【図５】ギヤ式スタータとベルト式スタータへの通電タ
イミングを変更した場合の細部を示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

Ｓエンジン始動システムＥＣＵエンジン始動用電子制御装置（始動制御装置）ＧＳギヤ式スタータＭ₁ モータ（第１モータ）Ｐピニオンギヤ（駆動ギヤ）Ｒリングギヤ（被駆動ギヤ）ＢＳベルト式スタータＭ₂ モータ（第２モータ）Ｐｓスタータプーリ（駆動プーリ）Ｐｅクランクプーリ（被駆動プーリ）ＢベルトＥエンジンＣＲクランクシャフト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの出力軸に連動する被駆動ギヤに
噛合可能な駆動ギヤと該駆動ギヤを回転駆動させる第１
モータとを有するギヤ式スタータと、該エンジンの出力軸に連動する被駆動プーリにベルトで
連架された駆動プーリと該駆動プーリを回転駆動させる
第２モータとを有するベルト式スタータと、少なくともアイドリングストップ状態にある該エンジン
の始動制御を行うことができる始動制御装置とを備える
エンジン始動システムにおいて、前記始動制御装置は、前記エンジンの出力軸の回転開始
に必要な回転開始必要トルクが所定の高温乗越トルクよ
り少なくとも大きいとき、前記ギヤ式スタータと前記ベ
ルト式スタータとを協働させて該エンジンを始動させる
ことを特徴とするエンジン始動システム。
【請求項２】前記始動制御装置は、前記回転開始必要ト
ルクの前記高温乗越トルクに対する大小を前記エンジン
温度により判定する回転開始トルク判定手段を有する請
求項１記載のエンジン始動システム。
【請求項３】前記始動制御装置は、さらに、前記回転開
始必要トルクが前記高温乗越トルクより小さいときで
も、前記第１モータおよび／または前記第２モータへ印
加される電源電圧が所定の基準電圧よりも低いときは、
前記ギヤ式スタータと前記ベルト式スタータとを協働さ
せて前記エンジンを始動させる請求項１記載のエンジン
始動システム。
【請求項４】前記始動制御装置は、前記エンジンの出力
軸の回転開始当初から、前記ギヤ式スタータおよび前記
ベルト式スタータの両方を同時に作動させる請求項１ま
たは３に記載のエンジン始動システム。
【請求項５】前記始動制御装置は、前記エンジンの出力
軸の回転開始当初に、前記ギヤ式スタータを前記ベルト
式スタータに対して優先させて作動させる請求項１また
は３に記載のエンジン始動システム。
【請求項６】前記ギヤ式スタータは、前記第１モータか
ら前記駆動ギヤへ至る間の減速比が２．５以上であり、前記ベルト式スタータは、前記第２モータから前記駆動
プーリへ至る間の減速比が２．５以上である請求項１、
４または５に記載のエンジン始動システム。
【請求項７】前記始動制御装置は、前記エンジンの出力
軸の回転継続に必要な回転継続必要トルクが所定の回転
継続基準トルクよりも小さいとき、前記ギヤ式スタータ
を作動させず、前記ベルト式スタータを作動させる請求
項１または３のいずれかに記載のエンジン始動システ
ム。
【請求項８】前記始動制御装置は、前記回転継続必要ト
ルクの前記回転継続基準トルクに対する大小を前記第１
モータおよび／または前記第２モータへの印加電圧によ
り判定する回転継続トルク判定手段を有する請求項７記
載のエンジン始動システム。
【請求項９】エンジンの出力軸に連動する被駆動ギヤに
噛合可能な駆動ギヤと該駆動ギヤを回転駆動させる第１
モータとを有するギヤ式スタータと、該エンジンの出力軸に連動する被駆動プーリにベルトで
連架された駆動プーリと該駆動プーリを回転駆動させる
第２モータとを有するベルト式スタータと、少なくともアイドリングストップ状態にある該エンジン
の始動制御を行うことができる始動制御装置とを備える
エンジン始動システムにおいて、前記エンジンの出力軸の回転開始に必要な回転開始必要
トルクが所定の高温乗越トルクより少なくとも大きいと
き、前記ギヤ式スタータと前記ベルト式スタータとを協
働させて該エンジンを始動させることを特徴とするエン
ジン始動方法。
【請求項１０】エンジンの出力軸に連動する被駆動ギヤ
に噛合可能な駆動ギヤと該駆動ギヤを回転駆動させる第
１モータとを有するギヤ式スタータと、該エンジンの出
力軸に連動する被駆動プーリにベルトで連架された駆動
プーリと該駆動プーリを回転駆動させる第２モータとを
有するベルト式スタータとを制御可能で、少なくともア
イドリングストップ状態にある該エンジンの始動制御を
行うことができる始動制御装置において、前記エンジンの出力軸の回転開始に必要な回転開始必要
トルクが所定の高温乗越トルクより少なくとも大きいと
き、前記ギヤ式スタータと前記ベルト式スタータとを協
働させて該エンジンを始動させることを特徴とする始動
制御装置。