JP2010090874A - エンジン始動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 マイコンによって複数のリレーを個別に駆動することによりスタータを動作できるよう構成されたエンジン始動制御装置において、コストアップを抑えつつ、バッテリ電圧が低下してマイコンがリセットされても、エンジンを始動できるようにする。
【解決手段】 ソレノイド用リレー４とモータ用リレー７０の間にスイッチ回路２５を設ける。スイッチ回路２５は、バッテリ電圧ＶＢが大きく低下（例えば４．５Ｖ以下に低下）してエコラン制御マイコン１６がリセットしても、バッテリ電圧ＶＢが一定レベル以上（例えば３Ｖ以上）ならば動作する。キースイッチ２及びニュートラルスイッチ３が共にオンされると、バッテリ電圧ＶＢはソレノイド用リレー４へ印加されると共にＥＣＵ１１内のスイッチ回路２５、遅延回路２１，ラッチ回路２３にも入力される。これによりスイッチ回路２５がオンし、モータ用リレー７０にもバッテリ電圧ＶＢが印加される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両に搭載され、車両のエンジンを始動させるエンジン始動制御装置に関する。

近年、車両における燃費の低減、排気ガスの低減を目的として、例えば信号待ち時等のようにエンジンの作動が不要の時にエンジンを一時的に自動停止（アイドルストップ）させ、エンジンの作動が必要になった時に再びエンジンを自動的に始動させる、いわゆるアイドルストップシステムが開発されており、既に実用化もされている。

アイドルストップシステムを搭載した車両では、走行中にエンジンの停止・再始動が頻繁に繰り返されるため、エンジンを始動させるスタータに対する静粛性や耐久性が強く要求される。その要求に応える技術として、スタータのピニオンをエンジン側（フライホイール）のリングギヤに噛み合わせるためのピニオン噛み合い制御用ソレノイドを電子制御装置（ＥＣＵ）によって個別に制御可能とした上で、エンジン停止時にピニオンをリングギヤに噛み合わせることにより、ピニオン噛み合い時の衝撃を抑制して、スタータの静粛性と耐久性を向上させるという技術が提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。

この技術では、ピニオン噛み合い制御用ソレノイドを動作させるためのソレノイド用リレー、及びスタータモータを動作させるためのモータ用リレーが、それぞれ、電子制御装置によって個別に制御される。そして、アイドルストップ中に、電子制御装置によってまずソレノイド用リレーを駆動してピニオン噛み合い制御用ソレノイドを動作させることでピニオンをリングギヤに噛み合わせ、その後エンジンの始動条件が成立したときに電子制御装置がモータ用リレーを駆動してスタータモータを動作させることにより、エンジンの自動再始動が行われる。つまり、スタータを構成する各リレーを、電子制御装置が個別に制御するように構成することで、各リレーの駆動タイミングを細かく制御し、これによりスタータの静粛性と耐久性の向上を実現するようにしている。
特開２００１−３１７４３９号公報 特開平１１−３０１３９号公報

ところで、スタータモータの駆動時には、エンジンのクランク軸を回転させるための大きなトルクが必要となることから、スタータモータに大電流が流れ、これによりバッテリの電圧が下がってしまう。

ここで、アイドルストップ後の再始動においては、アイドルストップ直前まではエンジンが作動していたことから、通常、エンジンの潤滑オイルは温まっている。そのため、エンジン始動時にスタータモータが必要とする電力は小さく、バッテリ電圧は大きくは下がらない。具体的には、例えば、通常１２Ｖのバッテリ電圧が最低でも６Ｖ程度までしか下がらない。

しかし、アイドルストップ後の再始動ではなく、通常の、停車中の車両のエンジンをはじめから始動させる時（以下「通常始動時」と略す）には、エンジンの潤滑オイルは低温であるため、そのエンジンを回転させるためには、潤滑オイルが温まっている場合よりも大きなトルクが必要となる。そのため、通常始動時にはバッテリ電圧が大きく下がってしまう（例えば３．５Ｖ程度にまで下がってしまう）おそれがある。

一方、電子制御装置内には、一般に、バッテリ電圧から所定電圧値（例えば５Ｖ）の制御用電圧を生成する電源回路が設けられており、電子制御装置内でアイドルストップシステムにおける各種制御を実行するマイクロコンピュータ（以下「マイコン」と略す）、即ち、スタータを構成するピニオン噛み合い制御用ソレノイド及びスタータモータの駆動を制御するマイコンも、この制御用電圧を受けて動作する。

制御用電圧（５Ｖ）を生成する電源回路は、バッテリ電圧が１２Ｖから低下しても所定の動作保証範囲下限値（例えば６Ｖ）以上ならば、５Ｖの制御用電圧を安定して生成することができる。しかし、バッテリ電圧が６Ｖよりも更に低くなって電源回路の動作保証範囲から外れると、電源回路が生成する制御用電圧も５Ｖより低くなる。例えば、バッテリ電圧が４．５Ｖにまで低下すると電源回路が生成する制御用電圧も３．９Ｖ程度にまで低下し、バッテリ電圧が４．５Ｖから更に低下すると制御用電圧も３．９Ｖから更に低下していく。

そこで、マイコンは、このようなバッテリ電圧の低下に起因した制御用電圧の低下によって誤動作しないよう、一般的には、バッテリ電圧が低電圧（例えば４．５Ｖ以下）になって制御用電圧が所定の下限電圧値以下（例えば３．９Ｖ以下）になるとリセットするよう構成されている。

そのため、通常始動時にバッテリ電圧が大きく下がると、制御用電圧が低下してマイコンがリセットしてしまい、各リレーが制御不能となってしまうおそれがある。つまり、特許文献１，２に開示された技術では、ソレノイド用リレー及びモータ用リレーを電子制御装置（コントローラ）内のマイコンが個別に制御するようにしているが、このような構成では、上記のように通常始動時にバッテリ電圧が大きく下がってしまうと、マイコンがリセットしてしまって各リレーが正常に駆動されず、結果、エンジンを始動させることができないという状況になるおそれがある。

このような、通常始動時にバッテリ電圧の大きな低下（延いては制御用電圧の低下）によって生じるマイコンのリセットへの対策として、例えば、電子制御装置内にバッテリ電圧を昇圧させる昇圧回路を設ける方法がある。これは一般的によく知られている技術であり、バッテリ電圧を昇圧回路によって昇圧させた上で電源回路へ供給することで、バッテリ電圧が大きく低下しても一定レベル（少なくともマイコンがリセットしない程度）の制御用電圧が生成されるようにし、これによりマイコンのリセットを防止することができる。しかし、このように昇圧回路を設けることでマイコンリセットへの対策をとることは、コストアップを招くという問題がある。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、マイコン等の制御手段によってスタータが有する複数のリレーを個別に駆動することによりスタータを動作させることが可能に構成されたエンジン始動制御装置において、コストアップを抑えつつ、バッテリ電圧の低下に起因してマイコン等の制御手段が動作できなくなっても、スタータを動作させてエンジンを始動させることができるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、車両のバッテリ電圧が所定の動作可能下限電圧値より大きいときに該バッテリ電圧を基に動作し、所定のエンジン始動条件が成立したときに、該車両のエンジン始動用のスタータを動作させるために個々に独立して動作するよう設けられた少なくとも２つのリレーに対して個別に駆動信号を出力することにより該各リレーを駆動するリレー制御手段を備えた、エンジン始動制御装置である。

そして、本発明（請求項１）では、各リレーの相互間のうち、少なくとも、いずれか２つのリレーの間に、リレー間接続手段が備えられている。このリレー間接続手段は、該２つのリレーをそれぞれ第１のリレー及び第２のリレーとして、該２つのリレー間を導通・遮断するためのリレー間スイッチを有し、第１のリレーにバッテリ電圧が印加されることにより該バッテリ電圧が入力されたときに、リレー間スイッチを導通させて該入力されたバッテリ電圧を第２のリレーにも印加するものである。

そして、上記少なくとも２つのリレーのうちいずれか１つは、手動で操作可能なスタートスイッチが操作されることによってバッテリ電圧が印加される操作時駆動リレーとして構成されており、少なくともこの操作時駆動リレーが第１のリレーとして設定されている。

このように構成された請求項１に記載のエンジン始動制御装置では、スタータを動作させるための複数のリレーがリレー制御手段によって駆動されることによりエンジンを始動できるよう構成されているが、このリレー制御手段とは別に、このリレー制御手段によらずにスタータを動作させるための、リレー間接続手段が備えられている。

このリレー間接続手段を備えていることにより、スタートスイッチの操作によって第１のリレーにその駆動用のバッテリ電圧が印加されると、そのバッテリ電圧はリレー間接続手段にも入力される。これにより、リレー間接続手段が備えるリレー間スイッチが導通して、そのバッテリ電圧がリレー間スイッチを介して第２のリレーにも印加され、第２のリレーも駆動されることとなる。

エンジン始動の際にスタータを動作させると、既述のようにバッテリ電圧は大きく下がる。特に、長時間停止していたエンジンをはじめから始動させる場合には大きなトルクを必要とすることからバッテリ電圧はより大きく低下し、動作可能下限電圧値以下にまで下がってリレー制御手段が動作できなくなるおそれがある。

しかし、そのようにリレー制御手段が動作できなくなるほどバッテリ電圧が低下しても、本発明では、スタートスイッチを操作することで、リレー制御手段によらずにリレーを駆動してスタータを動作させることができるのである。そのため、バッテリ電圧の低下によってリレー制御手段が動作不能となるのを防ぐために例えば昇圧回路等を設けるといった、コストアップを招くような構成を採る必要はない。

従って、請求項１に記載のエンジン始動制御装置によれば、リレー制御手段によらずにスタータを動作させてエンジンを始動させることができるため、コストアップを抑えつつ、リレー制御手段が動作できなくなる程度にまでバッテリ電圧が低下してもスタータ動作用の各リレーを駆動してエンジンを始動させることができる。

なお、複数のリレーについて「個々に独立して動作する」とは、各リレーの各々が他のリレーの駆動状態に依存せずに駆動できるものであることを意味する。
また、「バッテリ電圧を基に動作」とは、バッテリ電圧を直接入力してこれを電源として動作することに限らず、例えば、バッテリ電圧を電源回路等によって所定の電圧値に変換してその変換後の電圧によって動作するなど、バッテリ電圧を間接的に入力してこれを電源として動作することも含む。

次に、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のエンジン始動制御装置であって、リレー間接続手段は、第１のリレーにバッテリ電圧が印加されたことにより該バッテリ電圧が入力されたとき、該入力の開始から予め設定された遅延時間が経過した後にリレー間スイッチを導通させるための導通許可信号を出力する遅延回路を備えていることを特徴とする。

即ち、スタータを動作させるための各リレーの駆動タイミングとしては、例えば全て同時に駆動させる場合もあれば、例えば、ある特定のリレーを駆動させた後に一定時間経過してから別の特定のリレーを駆動させる、というように、時間をずらして個々のリレーを駆動させる必要がある場合も想定される。

そこで、リレー間接続手段は、第１のリレーにバッテリ電圧が印加されたことによってそのバッテリ電圧がリレー間接続手段にも入力されたときに、すぐにリレー間スイッチを導通させる（つまり前後リレーが同時に駆動されるようにする）のではなく、遅延回路が、その入力時から所定の遅延時間だけ遅らせた上で、導通許可信号を出力してリレー間スイッチを導通させ、第２のリレーを駆動させるようにする。

従って、請求項２に記載のエンジン始動制御装置によれば、第１のリレーに対し、遅延回路によって遅延時間を設けて第２のリレーを駆動させることができるため、複数のリレーを時間差を設けて駆動させる必要がある場合に特に効果的である。

遅延回路の具体的構成は種々考えられるが、例えば請求項３に記載のように、予め決められた基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、抵抗及びコンデンサからなり、入力されたバッテリの電圧を、該抵抗の抵抗値及び該コンデンサの容量値により定まる時定数に応じて徐々に増加させる積分回路と、この積分回路の出力電圧と基準電圧生成回路により生成された基準電圧とを比較して、積分回路の出力電圧が基準電圧より大きい場合に導通許可信号を出力するコンパレータと、を備えたものとして構成することができる。

このように構成された請求項３に記載のエンジン始動制御装置によれば、遅延回路が、積分回路の出力電圧と基準電圧とをコンパレータが比較するという簡素な構成であるため、遅延回路を安価に構成することができる。

次に、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のエンジン始動制御装置であって、リレー間接続手段は、バッテリ電圧の入力が遮断されたときに、積分回路を構成するコンデンサの充電電荷を強制的に放電させる強制放電用回路を備えていることを特徴とする。

このように構成された請求項４に記載のエンジン始動制御装置によれば、仮にスタートスイッチにおいてオン操作とオフ操作の切り替えが連続的に繰り返された場合でも、スタートスイッチのオフ操作によってリレー間接続手段へのバッテリ電圧の入力が遮断される度に、遅延回路のコンデンサの充電電荷が強制的に放電される。そのため、例えば、スタートスイッチのオフ操作の後、コンデンサの充電電荷が抜けきらない状態ですぐにまたスタートスイッチがオン操作されてしまって遅延時間が短くなってしまう、といった状況が発生するのを防ぐことができ、遅延回路において遅延時間を確実に発生させることができる。

ところで、遅延回路の構成によっては、バッテリの電圧の変動やその他の種々の要因によって、基準電圧及び積分回路の出力電圧が共に変動し、遅延回路が誤動作して出力が不安定となる（例えばスタートスイッチがオン操作されているにも拘わらず導通許可信号が断続的に出力されてしまう）ことが考えられる。特に、請求項３に記載のようにコンパレータを備えた遅延回路においては、コンパレータの性能（動作保証電圧）によっても遅延回路からの出力が不安定となるおそれがある。

そこで、例えば請求項５に記載のように、リレー間接続手段は、遅延回路から導通許可信号が出力されたときに該導通許可信号をラッチするラッチ回路を備えたものであるとよい。

このように構成された請求項５に記載のエンジン始動制御装置によれば、遅延回路から導通許可信号が出力されたことによりリレー間スイッチが導通された後、何らかの要因で遅延回路が誤動作して導通許可信号の出力が途絶えたり断続的になったりしたとしても、導通許可信号がラッチされているため、リレー間スイッチを導通された状態に維持することができる。

ラッチ回路の具体的構成は種々考えられ、例えば汎用のラッチ回路ＩＣ（半導体集積回路）を用いることもできるが、例えば請求項６に記載のように、ディスクリート部品のトランジスタと抵抗とにより構成するようにしてもよい。

このようにラッチ回路をディスクリート部品で構成すれば、ＩＣを用いる場合に比べて、車両において例えばロードダンプの発生によりバッテリ電圧が急上昇したり、また例えば、バッテリを２個直列に接続してエンジン始動を行うジャンプスタートがなされることによって高電圧が発生したりしても、安価な構成で、これら電圧の急上昇等によってラッチ回路が破壊されるのを防ぐことができる。

次に、請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載のエンジン始動制御装置であって、リレー間接続手段は、バッテリ電圧の入力が停止されたときにラッチ回路による導通許可信号のラッチを解除してリレー間スイッチを強制的に遮断させる第１の強制遮断手段を備えていていることを特徴とする。

このように構成された請求項７に記載のエンジン始動制御装置によれば、例えばスタートスイッチがオフ操作されることによってリレー間接続手段へのバッテリ電圧の入力が停止されたときに、遅延回路やラッチ回路の動作に関係なく、リレー間スイッチを遅滞なく迅速に遮断させることができる。

次に、請求項８に記載の発明は、請求項５〜７のいずれかに記載のエンジン始動制御装置であって、遅延回路は、導通許可信号としてローレベルの信号を出力するよう構成されている。そして、ラッチ回路は、一端が当該ラッチ回路の出力端子に接続され、他端に、バッテリ電圧に基づいて生成される所定の制御用電圧が印加される第１の抵抗と、ベースが遅延回路の出力端子に接続され、エミッタが接地電位側に接続され、コレクタが当該ラッチ回路の出力端子に接続された第１のトランジスタと、一端が遅延回路の出力端子に接続され、他端に制御用電圧が印加される第２の抵抗と、ベースが当該ラッチ回路の出力端子に接続され、エミッタが接地電位側に接続され、コレクタが遅延回路の出力端子に接続された第２のトランジスタと、を備え、遅延回路からローレベルの導通許可信号が出力されたときに、第１のトランジスタがオフして当該ラッチ回路からの出力信号がハイレベル信号となると共に第２のトランジスタがオンすることにより、その後の遅延回路の出力の変化に拘わらず第１のトランジスタのオフ状態が保持されて当該ラッチ回路からのハイレベル信号の出力が保持されるよう構成されている。そして、リレー間スイッチは、ラッチ回路からの出力がハイレベル信号である場合に導通するよう構成されている。

このように構成されたラッチ回路において、制御用電圧を生成する電源からの電流を下流側へ流す第１の抵抗及び第２の抵抗についても、接地電位側に接続される第１及び第２のトランジスタと同様、トランジスタ等の駆動回路で代用することもできる。しかし、そのように制御用電圧の電源側（ハイサイド側）及び接地電位側（ローサイド側）の双方でトランジスタを用いたラッチ回路を構成すると、ラッチを解除しようとして例えばローサイド側の第１のトランジスタを強制的にオンさせても、ハイサイド側及びローサイド側の双方のトランジスタの駆動能力の違いによっては、ラッチ回路の出力が確実にローレベル信号に切り替わらないおそれがある。

そこで、この請求項８に記載のように、ハイサイド側においては単に抵抗（第１の抵抗、第２の抵抗）を用いることで、ローサイド側のトランジスタがオンした場合にそのトランジスタの出力（コレクタ）を容易に接地電位に落とすことができるようになる。そのため、導通許可信号の確実なラッチ、及びそのラッチの確実な解除を実現できる。しかも、ローサイド側のトランジスタとして駆動能力の低い安価なものを用いることができる。

次に、請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれかに記載のエンジン始動制御装置であって、車両には、該車両の変速機が所定のレンジに操作されているときに該操作に連動してオンされるレンジ連動スイッチが備えられており、スタートスイッチの操作によって操作時駆動リレーに印加されるバッテリ電圧は、レンジ連動スイッチを介して印加されるよう構成されている。

このように構成された請求項９に記載のエンジン始動制御装置によれば、仮にスタートスイッチがオン故障（オン固着）してしまっても、運転者等のユーザの意思によって変速機を上記所定のレンジ以外のレンジにすることで、レンジ連動スイッチをオフさせ、エンジン始動を中止することができる。

次に、請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれかに記載のエンジン始動制御装置であって、車両には、該車両のエンジンが始動された後、該車両において所定のエンジン停止条件が成立したときに該エンジンを一時的に停止させるエンジン停止手段が備えられている。そして、リレー制御手段は、エンジン停止手段によりエンジンが停止された後、該車両において上記所定の条件としてのエンジン再始動条件が成立したときに、各リレーを駆動して該エンジンを再び始動させるよう構成されている。

このように構成された請求項１０に記載のエンジン始動制御装置によれば、最初にエンジンを始動させる際には、ユーザがスタートスイッチを操作することによってバッテリ電圧が大きく低下しても（リレー制御手段が動作不可能となっても）確実にエンジンを始動させることができ、その最初の始動後は、エンジン停止手段とリレー制御手段とによって適宜エンジンの一時停止・再始動が行われる。そのため、ユーザによる確実なエンジン始動の実現と、エンジン始動後の省エネ実現が、共に可能となる。

ここで、リレー制御手段によって各リレーを個々に制御できるよう構成された本発明のエンジン始動制御装置において、例えばリレー制御手段がまず第１のリレーのみを駆動しようとして第１のリレーに対して駆動信号を出力した場合、その駆動信号によってリレー間スイッチが導通してしまい、その駆動信号がリレー間スイッチを介して第２のリレーにも供給されてこの第２のリレーまでもが駆動されてしまうおそれがある。

そのため、請求項１０に記載のようにエンジン停止手段によってエンジンが一時的に停止された後にリレー制御手段が各リレーを個別に制御して再始動させようとしても、リレー間スイッチが導通されてしまうことによって、リレー制御手段による制御が実質的に無効となってしまうおそれがある。

そこで、上記請求項１０に記載のエンジン始動制御装置は、例えば請求項１１に記載のように、リレー間接続手段は、リレー制御手段からの強制遮断指令に従ってリレー間スイッチを強制的に遮断させる第２の強制遮断手段を備え、リレー制御手段は、エンジン停止手段によって一時的に停止されたエンジンを再び始動させる際、第２の強制遮断手段へ強制遮断指令を出力することにより、リレー間スイッチを強制的に遮断させるよう、構成するとよい。

このように構成された請求項１１に記載のエンジン始動制御装置によれば、エンジン停止手段によるエンジンの停止後、リレー制御手段によってエンジンが再始動される際には、リレー間スイッチは強制的に遮断されるため、リレー制御手段による各リレーの制御を確実に行うことができ、エンジンの再始動を確実に行うことができる。

但し、このように第２の強制遮断手段を備えている場合において、仮にリレー制御手段自身に異常が発生して、強制遮断指令が出力され続けてしまうような事態が発生すると、リレー制御手段によるエンジンの始動、及びスタートスイッチの操作によるエンジン始動のいずれもできなくなってしまうおそれがある。

そこで、リレー制御手段は、例えば請求項１２に記載のように、当該リレー制御手段に異常が生じた場合には強制遮断指令が出力されないように構成されたものであるとよい。リレー制御手段がこのように構成されていれば、仮にリレー制御手段に異常が生じてしまっても、少なくともスタートスイッチを操作することでエンジンを始動させることができるため、エンジンを全く始動できなくなる事態が生じるのを防ぐことができる。

上記の請求項１１，１２では、リレー制御手段から第１のリレーへの駆動信号によってリレー間スイッチも導通して第２のリレーまでもが駆動されてしまう、という問題を解決すべく、第２の強制遮断手段を備えてリレー制御手段がこれを制御する（エンジン再始動の際には強制遮断指令によってリレー間スイッチを強制遮断させる）ようにしたが、この問題に対する別の対策として、例えば請求項１３に記載の構成をとることもできる。

即ち、請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれかに記載のエンジン始動制御装置であって、第１のリレーにおける、該第１のリレー駆動用に入力されるバッテリ電圧の入力側には、該入力側にカソードが接続されるようにダイオードが設けられている。そして、第１のリレーに印加されるバッテリ電圧は、このダイオードを介して入力（印加）されると共に、リレー間接続手段に対してはダイオードのアノード側から入力されるよう構成されている。また、リレー制御手段から第１のリレーへの駆動信号は、該第１のリレーに対してダイオードのカソード側から入力されるよう構成されている。

このように構成された請求項１３に記載のエンジン始動制御装置によれば、リレー制御手段によって第１のリレーに駆動信号が出力された場合、その駆動信号は、第１のリレーに入力されてその第１のリレーを駆動するだけであって、リレー間接続手段には入力されない。つまり、第１のリレーに対して出力された駆動信号がリレー間接続手段にも入力されてしまうのをダイオードが阻止するのである。

従って、請求項１３に記載のエンジン始動制御装置によれば、各リレーがリレー制御手段からの駆動信号によって個別に駆動される際に、その駆動信号がリレー間接続手段に入力されるのが阻止され、その駆動信号によってリレー間接続手段内のリレー間スイッチが導通してしまうのを防ぐことができる。そのため、リレー制御手段によって各リレーの駆動を制御する際に、リレー間接続手段の影響を受けること無く確実に制御することができる。

次に、請求項１４に記載の発明は、請求項１〜１３のいずれかに記載のエンジン始動制御装置であって、上記少なくとも２つのリレーとして、第２のリレーとしての、スタータを構成するスタータモータにバッテリ電圧を印加して該スタータモータを動作させるためのモータ用リレーと、操作時駆動リレーとしての、スタータモータの駆動力をエンジンへ伝達する駆動力伝達機構を動作させるための駆動力伝達用リレーと、が設けられている。

このように構成された請求項１４に記載のエンジン始動制御装置によれば、駆動力伝達用リレー及びモータ用リレーの２つのリレーを駆動させることによってスタータを動作させ、エンジンを始動させることができるため、エンジン始動制御装置の小型化、低コスト化が可能となる。

以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
（１）エンジン始動装置の全体構成
図１に、本実施形態のエンジン始動装置１０の概略構成を示す。本実施形態のエンジン始動装置１０は、車両に搭載され、この車両のエンジンを始動させるためのものであり、図１に示す如く、バッテリ１と、バッテリ１からの電力供給を受けて動作するスタータ９と、バッテリ１からの電力供給を受けて動作し、スタータ９の動作を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）１１と、を備えている。

バッテリ１は、車両に搭載されて、下記に示すスタータ９及びＥＣＵ１１や、これら以外の車両内の他の部位（他の制御装置や駆動部などの各部）に電力を供給する電源であり、本実施形態では例えば定格１２Ｖのバッテリ電圧ＶＢを有するものである。

スタータ９は、エンジンのクランク軸（図示略）の一端におけるフライホイールの外周部に形成されたリングギヤ１０２と噛み合ってこのリングギヤ１０２を回転（延いてはエンジンのクランク軸を回転）させるためのピニオン１０１と、バッテリ１の電力によりこのピニオン１０１をリニアに移動させることによりこのピニオン１０１とリングギヤ１０２との噛み合いを制御するピニオン噛み合い制御用ソレノイド５と、このピニオン噛み合い制御用ソレノイド５にバッテリ電圧ＶＢを印加するためのソレノイド用リレー４と、ピニオン１０１を回転駆動させるスタータモータ８と、このスタータモータ８にバッテリ電圧ＶＢを印加するモータ用第１リレー７と、このモータ用第１リレー７を駆動させるためのモータ用第２リレー６と、を備えている。

本発明の第１のリレー及び操作時駆動リレーとしてのソレノイド用リレー４は、リレーコイルＬ１及びリレー接点Ｊ１を備えた周知の構成のリレーであり、リレーコイルＬ１の一端はグランドラインに接地され、他端（以下「入力側」ともいう）は、ＥＣＵ１１のソレノイド用リレー駆動端子１２に接続されると共に、後述するニュートラルスイッチ３及びキースイッチ２を介してバッテリ１の正極にも接続されている。また、リレー接点Ｊ１は、リレーコイルＬ１に通電されたときにオンする通常時開状態の接点（後述する他のリレー接点Ｊ２，Ｊ３も同様）であり、一端がバッテリ１の正極に接続され、他端がピニオン噛み合い制御用ソレノイド５に接続されている。

モータ用第１リレー７は、リレーコイルＬ３及びリレー接点Ｊ３を備え、リレーコイルＬ３の一端はグランドラインに接地され、他端（入力側）はモータ用第２リレー６のリレー接点Ｊ２の一端に接続されている。また、リレー接点Ｊ３は、一端がバッテリ１の正極に接続され、他端がスタータモータ８に接続されている。

モータ用第２リレー６は、リレーコイルＬ２及びリレー接点Ｊ２を備え、リレーコイルＬ２の一端はグランドラインに接地され、他端（入力側）はＥＣＵ１１のモータ用リレー駆動端子１３に接続されている。また、リレー接点Ｊ２は、一端がバッテリ１の正極に接続され、他端がモータ用第１リレーの入力側に接続されている。

なお、本実施形態では、スタータモータ８を、モータ用第１リレー７及びモータ用第２リレー６の２つのリレーを介して駆動するようにしているが、このように２つのリレーを用いているのは、スタータモータ８の動作時の電流が非常に大きいためである。

即ち、スタータモータ８の動作時の電流は数百Ａ程度の大電流となる。この大電流をオン・オフするためのリレーとしては、当然ながらリレー接点の電流容量がその大電流を許容するものである必要があるのはもちろん、そのリレー接点を開閉するために必要なリレーコイルの通電電流は数Ａ（例えば５Ａ〜６Ａ）程度が必要となる。しかし、ＥＣＵ１１は、数Ａもの電流を直接リレーコイルへ供給する能力はない。

そこで、本実施形態では、スタータモータ８に直接接続されるモータ用第１リレー７に対して更にモータ用第２リレー６を接続し、ＥＣＵ１１は直接的にはこのモータ用第２リレー６を駆動することで、モータ用第１リレー７を駆動させ、これによりスタータモータ８を動作させるようにしている。モータ用第２リレー６は、モータ用第１リレー７に数Ａ程度の電流を供給するものであり、そのリレー接点Ｊ２を開閉するためにリレーコイルＬ２に流す電流は小さい電流（例えば数百ｍＡ）で済む。そのため、このモータ用第２リレー６についてはＥＣＵ１１が直接駆動することができる。

このように、本実施形態では、スタータモータ８に流れる電流が非常に大きいために２つのリレー６，７を用いるようにしているのであって、仮に、ＥＣＵ１１からの駆動信号によって数百Ａもの大電流を直接オン・オフできるようなリレーがあればそれを１つ用いればよい。そこで、以下の説明では、説明の便宜上、適宜、モータ用第１リレー７及びモータ用第２リレー６をまとめて単にモータ用リレー７０とも称する。

本発明のエンジン始動制御装置としてのＥＣＵ１１は、主として、エンジン作動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を一時的に停止させ、その後、所定のエンジン再始動条件が成立したときにエンジンを再始動させる、いわゆるアイドルストップ機能を実現するための、各種制御を行う電子制御装置であり、バッテリ電圧ＶＢから制御用電圧Ｖｃｃ（本例では５Ｖ）を生成する電源ＩＣ１９と、当該ＥＣＵ１１にて実行される制御全体を統括するマイコンであるエコラン制御マイコン１６と、このエコラン制御マイコン１６からの制御指令に従い、ソレノイド用リレー駆動端子１２からソレノイド用リレー４へ駆動信号（詳細は後述）を出力するソレノイド用リレー駆動回路１７と、エコラン制御マイコン１６からの制御指令に従い、モータ用リレー駆動端子１３からモータ用リレー７０（詳しくはモータ用第２リレー６）へ駆動信号（詳細は後述）を出力するモータ用リレー駆動回路１８と、を備えている。

電源ＩＣ１９は、バッテリ電圧ＶＢが定格の１２Ｖから低下したとしても所定の動作保証下限値（本例では６Ｖ）までは動作が保証されるよう構成されている。つまり、バッテリ電圧が６Ｖ以上であれば５Ｖの制御用電圧Ｖｃｃが生成される。一方、バッテリ電圧ＶＢが動作保証下限値（６Ｖ）から更に低下すると、電源ＩＣ１９は制御用電圧Ｖｃｃの生成自体は実力的にはまだ可能であるものの、生成する制御用電圧Ｖｃｃの値は５Ｖから低下していく。なお、本実施形態の電源ＩＣ１９は、実力的には、バッテリ電圧ＶＢが４Ｖ以上あれば制御用電圧Ｖｃｃを生成できるよう構成されている。但し、既述の通り５Ｖの制御用電圧Ｖｃｃを生成できるのはバッテリ電圧ＶＢが６Ｖ以上のときである。

なお、バッテリ１からＥＣＵ１１内の電源ＩＣ１９に入力されるバッテリ電圧ＶＢは、ＥＣＵ１１内において、電源ＩＣ１９だけでなく、バッテリ電圧ＶＢを電源として動作する他の各回路（詳細は後述）にも入力される。一方、ＥＣＵ１１には、後述するように、キースイッチ２及びニュートラルスイッチ３を介してソレノイド用リレー駆動端子１２からもバッテリ電圧ＶＢが入力される。そこで、以下の説明では、ＥＣＵ１１内に入力される上記２系統のバッテリ電圧ＶＢのうち、前者を「電源としてのバッテリ電圧ＶＢ」とも称することとし、後者を「入力信号としてのバッテリ電圧ＶＢ」とも称することとする。

エコラン制御マイコン１６は、電源ＩＣ１９にて生成された制御用電圧Ｖｃｃを受けて動作する。そして、本実施形態のエコラン制御マイコン１６は、制御用電圧Ｖｃｃが所定のリセット電圧（本例では３．９Ｖ）以下となったときにリセットされるよう構成されている。既述の通り、バッテリ電圧ＶＢが６Ｖより低くなると電源ＩＣ１９にて生成される制御用電圧Ｖｃｃも低下していき、例えばバッテリ電圧ＶＢが４．５Ｖになると、電源ＩＣ１９が生成する制御用電圧Ｖｃｃは３．９Ｖとなる。このように制御用電圧Ｖｃｃが３．９Ｖ以下になると、エコラン制御マイコン１６はリセットされる。つまり、本実施形態のエコラン制御マイコン１６は、バッテリ電圧ＶＢが４．５Ｖより大きいとき（即ち制御用電圧Ｖｃｃがリセット電圧３．９Ｖより大きいとき）に動作するものである。なお、４．５Ｖのバッテリ電圧ＶＢは本発明の動作可能下限電圧値に相当するものである。

このエコラン制御マイコン１６は、ソレノイド用リレー駆動回路１７及びモータ用リレー駆動回路１８を介してソレノイド用リレー４及びモータ用リレー７０を個別に駆動（オン）することによりスタータ９を動作させるよう構成されている。

但し、エコラン制御マイコン１６によるスタータ９の駆動（各リレー４，７０の駆動）は、アイドルストップ機能において一時的に停止されたエンジンを再始動させる際に行われるのであって、停止中の車両のエンジンをユーザが最初に始動させる通常始動時においては、エコラン制御マイコン１６によるスタータ９の駆動は行われない。この通常始動時におけるスタータ９の駆動については、後で詳細に説明する。

（１−１）アイドルストップ機能について
ここで、エコラン制御マイコン１６により実現されるアイドルストップ機能について、概略的に説明する。エコラン制御マイコン１６は、通常始動時のスタータ９の駆動によってエンジンが始動した後、車両において所定のエンジン停止条件が成立したかどうか判断する。エンジン停止条件としては、例えば、車速が０になったこと、図示しない変速機のギアが所定のレンジ（マニュアルトランスミッション車の場合は例えばニュートラルレンジ、オートマチックトランスミッションの場合は例えばニュートラルレンジ又はパーキングレンジ）に操作されていること、ブレーキ操作がなされていること、などが挙げられる。

そして、エンジン停止条件が成立すると、エコラン制御マイコン１６は、エンジンを停止させるための所定の処理を実行して、エンジンを一時的に停止（アイドルストップ）させる。

アイドルストップ後、エコラン制御マイコン１６は、車両において所定のエンジン再始動条件が成立したかどうか判断する。エンジン再始動条件としては、例えば、ブレーキ操作が解除されたこと、マニュアルトランスミッション車の場合はクラッチが踏まれたこと、オートマチックトランスミッション車の場合は変速機がドライブレンジに操作されたこと、などが挙げられる。

そして、エンジン再始動条件が成立すると、エコラン制御マイコン１６は、まず、ソレノイド用リレー駆動回路１７へ制御指令を出力してこのソレノイド用リレー駆動回路１７から駆動信号を出力させる。

ソレノイド用リレー駆動回路１７は、エコラン制御マイコン１６からの制御指令に従い、ＥＣＵ１１内に入力された電源としてのバッテリ電圧ＶＢを、駆動信号としてソレノイド用リレー駆動端子１２へ出力するものである。具体的な回路構成としては、例えば、エコラン制御マイコン１６からの制御指令に従ってオン・オフするスイッチング回路を備え、制御指令によってスイッチング回路をオンすることにより駆動信号（バッテリ電圧ＶＢ）を出力するような構成が考えられる。

ソレノイド用リレー駆動回路１７から駆動信号が出力されると、その駆動信号がソレノイド用リレー駆動端子１２からソレノイド用リレー４に入力される。つまり、バッテリ電圧ＶＢがソレノイド用リレー４のリレーコイルＬ１に印加されるのであり、これによりソレノイド用リレー４が駆動する。すると、ピニオン噛み合い制御用ソレノイド５にバッテリ電圧ＶＢが印加され、ピニオン１０１がリングギヤ１０２側に移動されてリングギヤ１０２と噛み合う。なおこのとき、ピニオン１０１とリングギヤ１０２の双方の歯の位置によっては、必ずしもすぐには噛み合わずにピニオン１０１がリングギヤ１０２の端面に当接した状態となる場合もある。

エコラン制御マイコン１６は、このようにしてまずソレノイド用リレー駆動回路１７を介してソレノイド用リレー４を駆動した後、一定時間経過した後に、モータ用リレー駆動回路１８へ制御指令を出力してこのモータ用リレー駆動回路１８から駆動信号を出力させる。モータ用リレー駆動回路１８も、ソレノイド用リレー駆動回路１７と同様、エコラン制御マイコン１６からの制御指令に従い、ＥＣＵ１１内に入力された電源としてのバッテリ電圧ＶＢを、駆動信号としてモータ用リレー駆動端子１３へ出力するものである。

モータ用リレー駆動回路１８から駆動信号が出力されると、その駆動信号がモータ用リレー駆動端子１３からモータ用リレー７０に入力され、モータ用リレー７０が駆動する。より詳細には、駆動信号（バッテリ電圧ＶＢ）がモータ用第２リレー６のリレーコイルＬ２に印加されることによりこのモータ用第２リレー６が駆動し、これにより更にモータ用第１リレー７が駆動することとなる。

すると、スタータモータ８にバッテリ電圧ＶＢが印加されてスタータモータ８が回転駆動し、その回転駆動力がピニオン１０１からリングギヤ１０２を経てエンジンのクランク軸に伝達され、これによりエンジンが始動する。なお、ピニオン噛み合い制御用ソレノイド５及びピニオン１０１は、本発明の駆動力伝達機構に相当するものである。

このように、エコラン制御マイコン１６によってアイドルストップ機能が実現される際の、アイドルストップ後のエンジン再始動は、スタータ９が有するソレノイド用リレー４及びモータ用リレー７０をエコラン制御マイコン１６が個別に駆動制御することにより行われる。

ここまで、アイドルストップ機能実現のためにエコラン制御マイコン１６により行われるスタータ９の駆動について説明したが、本実施形態のエンジン始動装置１０では、ユーザにより最初に行われる通常始動時には、エコラン制御マイコン１６によるスタータ９の駆動制御は行われず、次に説明するようなエンジン始動が行われる。

（１−２）通常始動時のエンジン始動について
上述したアイドルストップ機能、及び、これを実現するための、エコラン制御マイコン１６による各駆動回路１７，１８を介した各リレー４，７０の個別駆動は、本実施形態のエンジン始動装置１０に限らず従来から提案されている技術である。

これに対し、本実施形態のエンジン始動装置１０は、ユーザにより最初に行われる通常始動時においては、エコラン制御ＥＣＵ１６及び各駆動回路１７，１８はエンジン始動には関与せず、後述するようにスイッチ回路２５を中心とする各回路の動作によってエンジン始動が行われる。この通常始動時のエンジン始動及びそれを実現するための回路構成が、本実施形態のエンジン始動装置１０の最も特徴的な構成である。

即ち、本実施形態のＥＣＵ１１は、上述したエコラン制御マイコン１６、各駆動回路１７，１８などを備えている他に、図１に示すように、スイッチ回路２５、遅延回路２１、及びラッチ回路２３を備えている。これら各回路はいずれも、通常始動時においてスタータ９を駆動するために、電源としてのバッテリ電圧ＶＢによって動作するものであり（詳細は後述）、基本的には、バッテリ電圧ＶＢが一定範囲（例えば３Ｖ以上）であれば動作するよう構成されている。つまり、遅延回路２１，ラッチ回路２３，及びスイッチ回路２５は、制御用電圧Ｖｃｃによって動作するものではなく、また、エコラン制御マイコン１６によって制御されるものでもない。但し例外的に、アイドルストップ機能実現の際には、エコラン制御マイコン１６がラッチ回路２３へスイッチ回路停止信号を出力してラッチ回路２３の動作を停止させる（詳細は後述）。

そのため、通常始動時において、仮に、バッテリ電圧ＶＢが４．５Ｖ以下に低下することにより制御用電圧Ｖｃｃがリセット電圧３．９Ｖ以下となってエコラン制御マイコン１６がリセットしたとしても、バッテリ電圧ＶＢが３Ｖ以上あれば、少なくともラッチ回路２３及びスイッチ回路２５は動作する。遅延回路２１については、その内部に、後述するようにバッテリ電圧ＶＢを電源として動作する汎用のコンパレータ２２（図２参照）が備えられている。そのため、バッテリ電圧ＶＢが仮に３Ｖ程度にまで下がってしまうと、コンパレータ２２の動作が不安定となって遅延回路２１が全体として誤動作してしまうおそれがある。しかし、その誤動作の影響を吸収するためにラッチ回路２３が備えられているのであり、後述するように、このラッチ回路２３が、遅延回路２１の誤動作によりエンジンの通常始動時に悪影響が生じてしてしまうのを防止している。

また、本実施形態のエンジン始動装置１０は、ユーザが車両のキーをキーシリンダに挿入して所定の位置（スタート位置）に回転操作することによりオンするキースイッチ２と、変速機のレンジがニュートラルレンジ又はパーキングレンジに操作されているときにオンするニュートラルスイッチ３と、を備えており、これら各スイッチ２，３を介してソレノイド用リレー４の入力側にバッテリ電圧ＶＢを印加できるよう構成されている。尚、キースイッチ２は本発明のスタートスイッチに相当するものであり、ニュートラルスイッチ３は本発明のレンジ連動スイッチに相当するものである。

キースイッチ２は、一端がバッテリ１の正極に接続され、他端がニュートラルスイッチ３の一端に接続されている。ニュートラルスイッチ３の他端は、ソレノイド用リレー４の入力側に接続されると共にＥＣＵ１１のソレノイド用リレー駆動端子１２に接続されている。

スイッチ回路２５、遅延回路２１、及びラッチ回路２３の詳細な回路構成については後で図２を用いて説明することとし、ここではこれら各回路の動作に基づく通常始動時のスタータ駆動について概略的に説明する。

通常始動時において、ニュートラルスイッチ３がオンされている状態でユーザ操作によりキースイッチ２がオンされると、バッテリ電圧ＶＢがキースイッチ２及びニュートラルスイッチ３を介してソレノイド用リレー４に印加され、これによりまずソレノイド用リレー４が駆動する。

また、キースイッチ２及びニュートラルスイッチ３を介してソレノイド用リレー４に印加されるバッテリ電圧ＶＢは、ＥＣＵ１１のソレノイド用リレー駆動端子１２を介してＥＣＵ１１内にも入力され、ＥＣＵ１１内においてスイッチ回路２５、遅延回路２１、及びラッチ回路２３にも入力される。このソレノイド用リレー駆動端子１２を介して入力されるバッテリ電圧ＶＢは、上述したような各回路２１，２３，２５の電源としてのバッテリ電圧ＶＢではなく、各回路２１，２３，２５への入力信号として入力される。この入力信号としてのバッテリ電圧ＶＢがソレノイド用リレー駆動端子１２を介して入力されることにより、遅延回路２１及びラッチ回路２３がそれぞれ所定の動作を行い、スイッチ回路２５がオンして、ソレノイド用リレー駆動端子１２とモータ用リレー駆動端子１３の間を導通させる。

スイッチ回路２５は、ソレノイド用リレー４の入力側（リレーコイルＬ１の他端）とモータ用リレー７０の入力側（モータ用第２リレー６のリレーコイルＬ２の他端）との間を電気的に導通させるために、これら各リレー４，７０の間に設けられている。

そして、キースイッチ２及びニュートラルスイッチ３を介してソレノイド用リレー４に印加されるバッテリ電圧ＶＢがソレノイド用リレー駆動端子１２を介してスイッチ回路２５、遅延回路２１、及びラッチ回路２３にも入力されると、遅延回路２１及びラッチ回路２３の動作によって、その入力開始時から所定の遅延時間が経過した後にスイッチ回路２５がオンされる。このようにスイッチ回路２５がオンされることにより２つのリレー４，７０間が導通（即ち、ソレノイド用リレー駆動端子１２とモータ用リレー駆動端子１３の間が導通）すると、キースイッチ２及びニュートラルスイッチ３を介してソレノイド用リレー４に印加されるバッテリ電圧ＶＢは、ソレノイド用リレー駆動端子１２、スイッチ回路２５、及びモータ用リレー駆動端子１３を介してモータ用リレー７０にも印加され、これによりモータ用リレー７０も駆動することとなる。

このように、本実施形態のエンジン始動装置１０は、ＥＣＵ１１内にスイッチ回路２５、遅延回路２１、及びラッチ回路２３を備え、通常始動時には、スイッチ回路２５をオンさせて各リレー４，７０を繋ぐ（導通させる）ことにより、ソレノイド用リレー４へのバッテリ電圧ＶＢをスイッチ回路２５を介してモータ用リレー７０にも印加させて、スタータ９を駆動するように構成されている。

そして、通常始動時にスイッチ回路２５がオンされてエンジンが始動した後、ユーザ操作によってキースイッチ２が再びオフされたとき、或いはニュートラルスイッチ３がオフされたときは、各リレー４，７０へのバッテリ電圧ＶＢの印加が遮断され、各リレー４，７０の駆動が停止される。

なお、既述の通り、通常始動後はエコラン制御マイコン１６によるアイドルストップ機能が実現されるが、そのアイドルストップ機能において一時停止されたエンジンを再始動するとき、エコラン制御マイコン１６は、ラッチ回路２３に対してスイッチ回路停止信号を出力し、これによりスイッチ回路２５を強制的にオフさせるようにしている。

これは、詳細は後述するが、通常始動が行われた後も、遅延回路２１及びラッチ回路２３の動作状態によってはスイッチ回路２５がすぐにはオフされず、オンされたままの状態が続くことがあるため、アイドルストップ後の再始動時にはスイッチ回路２５を確実にオフさせて再始動を確実に行えるようにするためである。

（２）スイッチ回路２５、遅延回路２１、及びラッチ回路２３の詳細構成
次に、通常始動の際にスタータ９を駆動するためにＥＣＵ１１が備えている、スイッチ回路２５、遅延回路２１、及びラッチ回路２３について、図２に基づいてより詳しく説明する。

図２に示すように、遅延回路２１は、抵抗Ｒ１及びコンデンサＣからなる積分回路と、電源としてのバッテリ電圧ＶＢを２つの分圧抵抗Ｒ２，Ｒ３によって分圧することにより基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、コンパレータ２２とを備えている。積分回路の出力はコンパレータ２２のマイナス側入力端子に入力され、基準電圧はコンパレータ２２のプラス側入力端子に入力される。なお、本実施形態のコンパレータ２２は、いわゆるヒステリシス機能付のものであり、バッテリ電圧ＶＢを電源として動作する。また、このコンパレータ２２は、エンジンの通常始動時に想定されるバッテリ電圧ＶＢの最低値（例えば３．５Ｖ）までは動作の保証がされていない（但し実力的には動作可能）、汎用のコンパレータである。そのため、エンジンの通常始動時にバッテリ電圧ＶＢが大きく低下して例えば３．５Ｖ程度になると、コンパレータ２２は誤動作してしまうおそれがあるが、この誤動作の影響は、ラッチ回路２３によって吸収される。

このように構成された遅延回路２１に対し、ソレノイド用リレー駆動端子１２を介して入力信号としてのバッテリ電圧ＶＢが入力されると、積分回路の出力電圧（即ちコンパレータ２２のマイナス側入力端子に入力される電圧）はその入力されるバッテリ電圧ＶＢの値に向けて徐々に増加していく。この増加傾向は、積分回路を構成する抵抗Ｒ１の抵抗値及びコンデンサＣの容量値により定まる時定数により決定される。

積分回路の出力電圧が０Ｖのときは、コンパレータ２２からの出力信号はハイレベル信号であるが、バッテリ電圧ＶＢの入力によって積分回路の出力電圧が徐々に増加していき、所定の遅延時間が経過して基準電圧を超えると、コンパレータ２２の出力信号がローレベル信号に転じる。なお、このローレベル信号は本発明の導通許可信号に相当するものである。

次に、ラッチ回路２３は、遅延回路２１の出力信号がハイレベル信号からローレベル信号に転じたときに、遅延回路２１から入力されるそのローレベル信号をラッチ（保持）するための回路である。

このラッチ回路２３は、より具体的には、一端が当該ラッチ回路２３の出力端子に接続されて他端に電源としてのバッテリ電圧ＶＢが印加される抵抗Ｒ６と、ベースが抵抗Ｒ１９を介して遅延回路２１の出力端子（即ちコンパレータ２２の出力端子）に接続され、エミッタがグランドラインに接続され、コレクタが当該ラッチ回路２３の出力端子（即ち抵抗Ｒ６の一端）に接続されたラッチ用第１トランジスタＴ５と、一端が遅延回路２１の出力端子に接続されて他端に電源としてのバッテリ電圧ＶＢが印加される抵抗Ｒ５と、ベースが抵抗Ｒ１７を介して当該ラッチ回路２３の出力端子に接続され、エミッタがグランドラインに接続され、コレクタが遅延回路２１の出力端子に接続されたラッチ用第２トランジスタＴ４と、を備えている。

なお、ラッチ用第１トランジスタＴ５のベース−エミッタ間、及びラッチ用第２トランジスタＴ４のベース−エミッタ間には、それぞれ、図示のようにバイアス用の抵抗Ｒ２０，Ｒ１８が接続されている。また、各トランジスタＴ４，Ｔ５はいずれも、本実施形態ではＮＰＮ型バイポーラトランジスタである。また、ここでいうラッチ回路２３の「出力端子」とは、実際に物理的に独立した端子が備えられていることを意味しているわけではなく、本実施形態においては、ラッチ用第１トランジスタＴ５のコレクタ側を、便宜上、ラッチ回路２３の出力端子と称している。

次に、スイッチ回路２５は、ベースが抵抗Ｒ２１を介してラッチ回路２３の出力端子に接続され、エミッタがグランドラインに接続され、コレクタが抵抗Ｒ８及び抵抗Ｒ７を介してソレノイド用リレー駆動端子１２に接続されたスイッチ用入力トランジスタＴ６と、ベースが抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８の接続点に接続され、エミッタがソレノイド用リレー駆動端子１２に接続され、コレクタがダイオードＤ１のアノードに接続されたスイッチ用トランジスタＴ７と、を備えている。ダイオードＤ１のカソードはモータ用リレー駆動端子１３に接続されている。

なお、スイッチ用入力トランジスタＴ６のベース−エミッタ間にはバイアス用の抵抗Ｒ２２が接続されている。また、このスイッチ用入力トランジスタＴ６は本実施形態ではＮＰＮ型バイポーラトランジスタであり、スイッチ用トランジスタＴ７（本発明のリレー間スイッチに相当）は、本実施形態ではＰＮＰ型バイポーラトランジスタである。

このような構成により、遅延回路２１からの出力信号がハイレベル信号である通常時、即ちソレノイド用リレー駆動端子１２からＥＣＵ１１内へまだバッテリ電圧ＶＢが入力されていないときは、ラッチ回路２３においてラッチ用第１トランジスタＴ５がオンすると共にラッチ用第２トランジスタＴ４はオフするため、ラッチ回路２３からスイッチ回路２５への出力信号はローレベル信号となる。そのため、スイッチ回路２５においては、スイッチ用入力トランジスタＴ６がオフしてスイッチ用トランジスタＴ７もオフし、結果、ソレノイド用リレー駆動端子１２とモータ用リレー駆動端子１３との間は遮断されている。

一方、キースイッチ２及びニュートラルスイッチ３が共にオンされることにより、これら各スイッチ２，３及びソレノイド用リレー駆動端子１２を介して遅延回路２１へバッテリ電圧ＶＢが入力されると、遅延回路２１内の積分回路の出力電圧が徐々に上昇していき、やがてコンパレータ２２の出力信号がハイレベル信号からローレベル信号（導通許可信号）に転じる。

すると、ラッチ回路２３において、ラッチ用第１トランジスタＴ５がオフして当該ラッチ回路２３からスイッチ回路２５への出力信号はハイレベル信号となる。
そのため、スイッチ回路２５において、スイッチ用入力トランジスタＴ６がオンすると共にスイッチ用トランジスタＴ７もオンして、ソレノイド用リレー駆動端子１２とモータ用リレー駆動端子１３の間が導通し、これによりソレノイド用リレー４とモータ用リレー７０とが繋がる。

よって、キースイッチ２及びニュートラルスイッチ３を介してソレノイド用リレー４に印加されたバッテリ電圧ＶＢは、ソレノイド用リレー駆動端子１２、スイッチ用トランジスタＴ７、ダイオードＤ１、及びモータ用リレー駆動端子１３を介してモータ用リレー７０にも印加され、モータ用リレー７０が駆動されることとなる。

またラッチ回路２３の出力信号がハイレベルとなることにより、ラッチ回路２３内においてラッチ用第２トランジスタＴ４がオンするため、ラッチ用第１トランジスタＴ５は、ベースがグランドレベルに保持されてオフ状態が保持される。

そのため、遅延回路２１から入力される信号がローレベルに転じた後、仮に遅延回路２１が誤動作して一時的或いは断続的にハイレベルに転じたとしても、ラッチ回路２３のラッチ（自己保持）作用により、ラッチ回路２３からスイッチ回路２５への出力信号はハイレベル信号が保持される。

また、本実施形態では、上記のようにキースイッチ２等の操作によってスタータ９を動作させた場合に、キースイッチ２が再びオフされたときは速やかにスイッチ回路２５内のスイッチ用トランジスタＴ７をオフしてスタータモータ８を停止させるために、ラッチ回路２３内にラッチイネーブル用トランジスタＴ２が設けられている。このラッチイネーブル用トランジスタＴ２は、本発明の第１の強制遮断手段に相当するものである。

ラッチイネーブル用トランジスタＴ２は、ベースが抵抗Ｒ１３を介してイネーブル用入力トランジスタＴ１のコレクタに接続され、エミッタがグランドラインに接続され、コレクタがラッチ回路２３の出力端子に接続されている。また、イネーブル用入力トランジスタＴ１は、ベースが抵抗Ｒ１１を介してソレノイド用リレー駆動端子１２に接続され、エミッタがグランドラインに接続され、コレクタが抵抗Ｒ１３に接続されると共に抵抗Ｒ４の一端に接続されている。抵抗Ｒ４の他端には電源としてのバッテリ電圧ＶＢが印加されている。なお、これら各トランジスタＴ１，Ｔ２はいずれも、本実施形態では、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタである。また、各トランジスタＴ１，Ｔ２のベース−エミッタ間には、それぞれ、バイアス用の抵抗Ｒ１２，Ｒ１４が接続されている。

このような構成により、キースイッチ２及びニュートラルスイッチ３を介してソレノイド用リレー駆動端子１２にバッテリ電圧ＶＢが入力されると、イネーブル用入力トランジスタＴ１がオンしてラッチイネーブル用トランジスタＴ２はオフする。そのため、遅延回路２１及びラッチ回路２３は上述したように動作し、ラッチ回路２３からの出力信号はハイレベル信号にラッチされて、スイッチ回路２５がオン（即ちスイッチ用トランジスタＴ７がオン）する。

その後、キースイッチ２がオフされることによりキースイッチ２及びニュートラルスイッチ３を介したバッテリ電圧ＶＢの入力が停止されると、イネーブル用入力トランジスタＴ１はオフしてラッチイネーブル用トランジスタＴ２がオンする。このラッチイネーブル用トランジスタＴ２がオンすることにより、ラッチ回路２３の出力端子は強制的にローレベルに落とされ（即ちラッチ状態が解除され）、よってスイッチ回路２５は強制的にオフされる。

更に、本実施形態では、エコラン制御マイコン１６がエンジン再始動を行うときは、誤ってスイッチ回路２５がオンしてソレノイド用リレー駆動端子１２とモータ用リレー駆動端子１３の間が導通することのないよう、ラッチ回路２３内にスイッチ回路停止用トランジスタＴ３が設けられている。このスイッチ回路停止用トランジスタＴ３は本発明の第２の強制遮断手段に相当するものである。

スイッチ回路停止用トランジスタＴ３は、ベースが抵抗Ｒ１５を介してエコラン制御マイコン１６に接続され、エミッタがグランドラインに接続され、コレクタがラッチ回路２３の出力端子に接続されている。なお、ベース−エミッタ間にはバイアス用の抵抗Ｒ１６が接続されている。

エコラン制御マイコン１６は、アイドルストップ機能におけるエンジン一時停止後の再始動を行うとき以外は、スイッチ回路停止用トランジスタＴ３への信号出力は行わない。つまり、スイッチ回路停止用トランジスタＴ３のベース側からエコラン制御マイコン１６を見たとき、電気的にはハイインピーダンス状態となっている。

一方、アイドルストップ機能におけるエンジン再始動を行う際は、エコラン制御マイコン１６は、スイッチ回路停止用トランジスタＴ３へスイッチ回路停止信号（ハイレベル信号。本発明の強制遮断指令に相当。）を出力して、スイッチ回路停止用トランジスタＴ３をオンさせる。これにより、ラッチ回路２３の出力端子は強制的にローレベルに落とされ（即ちラッチ状態が解除され）、スイッチ回路２５のオフ状態が強制的に保持される。

また、エコラン制御マイコン１６は、当該エコラン制御マイコン１６が動作していないとき、或いは何らかの原因で異常が生じた場合など、当該エコラン制御マイコン１６が正常に動作していない間は、スイッチ回路停止用トランジスタＴ３へ信号を出力しないように構成されている。つまり、アイドルストップ機能におけるエンジン再始動を行うとき以外は、スイッチ回路停止用トランジスタＴ３は常にオフされるように構成されている。

そのため、仮にエコラン制御マイコン１６が何らかの原因で正常に動作しなくなり、アイドルストップ機能が正常に作動しなくなってエンジンの再始動が自動的に行われなくなったとしても、最低限、ユーザのキースイッチ２の操作によって、通常始動時と同じ要領でエンジンを始動させることができる。

なお、遅延回路２１、ラッチ回路２３、及びスイッチ回路２５を構成する各トランジスタ、抵抗は、いずれも、本実施形態ではディスクリート部品である。
（３）エンジン始動装置の動作説明
次に、本実施形態のエンジン始動装置１０により行われるスタータ９の駆動（延いてはエンジンの始動）について、図３及び図４のタイムチャートを用いて説明する。

（３−１）通常始動時について
まず、通常始動時のスタータ９の駆動について、図３のタイムチャートを用いて説明する。図３に示すように、ユーザ操作によりキースイッチ２がオンされると（ニュートラルスイッチ３がオンされていることが前提）、キースイッチ２及びニュートラルスイッチ３を介してソレノイド用リレー４及びＥＣＵ１１のソレノイド用リレー駆動端子１２にバッテリ電圧ＶＢが印加される。

これにより、ソレノイド用リレー４が駆動（オン）する。また、ソレノイド用リレー駆動端子１２からＥＣＵ１１内にもバッテリ電圧ＶＢが入力されることにより、遅延回路２１において積分回路の出力電圧が徐々に上昇し始める。また、ラッチイネーブル用トランジスタＴ２がオンからオフに転じ、ラッチ回路２３によるラッチ動作が可能となる。

そして、遅延回路２１への、入力信号としてのバッテリ電圧ＶＢの入力開始後、所定の遅延時間が経過して、遅延回路２１における積分回路の出力電圧が基準電圧を超えると、コンパレータ２２の出力信号がハイレベル信号からローレベル信号に転じ、ラッチ回路２３からの出力信号がハイレベル信号となる。これにより、スイッチ回路２５のスイッチ用トランジスタＴ７がオンし、このスイッチ用トランジスタＴ７及びモータ用リレー駆動端子１３を介してモータ用リレー７０にもバッテリ電圧ＶＢが印加されて、モータ用リレー７０が駆動（オン）する。

なお、通常始動時においては、エコラン制御マイコン１６からスイッチ回路停止用トランジスタＴ３（ラッチ回路２３内）には信号が出力されないため、このスイッチ回路停止用トランジスタＴ３はオフ状態が保持され、ラッチ回路２３によるラッチ動作が可能な状態が保持される。

モータ用リレー７０が駆動すると、スタータモータ８が動作を開始する。そのため、特にその動作開始直後は、スタータモータ８へ大電流が流れることにより、バッテリ電圧ＶＢは大きく低下し、例えば最低で３．５Ｖにまで低下する。このように３．５Ｖ程度にまで低下してしまうと、既述の通り、エコラン制御マイコン１６は動作できなくなってリセットしてしまう。しかし、通常始動時においては、スタータ９の各リレーの駆動にエコラン制御マイコン１６は関与しないため、エコラン制御マイコン１６の動作状態の影響を受けることはない。

また、スタータモータ８の動作開始後、バッテリ電圧ＶＢは、単に低下するだけでなく、スタータモータ８をはじめとする負荷の状態に応じて図示のように変動する。
そのため、そのバッテリ電圧ＶＢの変動によって、コンパレータ２２に入力される各電圧もいずれも変動する。なお、コンパレータ２２の各入力電圧のうち、プラス側入力端子に入力される基準電圧は、バッテリ電圧ＶＢの変動に伴ってほぼ同時に変動するが、マイナス側入力端子に入力される積分回路の出力電圧は、バッテリ電圧ＶＢの変動から一定時間の遅延を伴って変動する。

このような、バッテリ電圧ＶＢの変動、その変動に起因するコンパレータ２２の各入力電圧の変動、更にはバッテリ電圧ＶＢの低下に起因するコンパレータ２２自身の誤動作などによって、コンパレータ２２の出力信号は、一端ローレベル信号に転じた後も、図示のように、断続的にハイレベルに転じてしまう。

しかし、このようにコンパレータ２２の出力が一時的にハイレベルに転じたとしても、ラッチ回路２３の動作によってラッチ回路２３からの出力信号はハイレベルに保持されているため、スイッチ回路２５のスイッチ用トランジスタＴ７はオン状態が保持され、モータ用リレー７０へのバッテリ電圧ＶＢの印加状態は保持される。

なお、モータ用リレー７０の駆動開始後、ラッチ回路２３の出力波形も変動しているが、これもバッテリ電圧ＶＢの変動に起因するものである。但し、この変動は、ハイレベル信号として扱われる範囲内での変動であり、この変動によってスイッチ回路２５のスイッチ用トランジスタＴ７がオフされてしまうことはない。

そして、ユーザ操作によりキースイッチ２が再びオフされると、このキースイッチ２を介したソレノイド用リレー４及びソレノイド用リレー駆動端子１２へのバッテリ電圧ＶＢの入力が停止されるため、ソレノイド用リレー４はオフされる。またこのとき、ラッチ回路２３におけるラッチイネーブル用トランジスタＴ２がオンされる。そのため、ラッチ回路２３からスイッチ回路２５への出力信号は強制的にローレベルに落とされ、スイッチ回路２５のスイッチ用トランジスタＴ７がオフされて、モータ用リレー駆動端子１３を介したモータ用リレー７０へのバッテリ電圧ＶＢの印加も停止される。そのため、モータ用リレー７０もその駆動が停止されてオフされる。

但し、キースイッチ２のオフ後、コンパレータ２２の出力信号については、すぐにはハイレベル信号に戻らず、一定時間遅延した後にハイレベル信号に戻る。これは、遅延回路２１への入力信号としてのバッテリ電圧ＶＢの入力が停止された後、積分回路を構成するコンデンサの充電電荷が徐々に放電されていくため、コンパレータ２２のマイナス側入力端子に入力される電圧がすぐには０Ｖに下がらないためである。

（３−２）アイドルストップ後の再始動時について
次に、アイドルストップ後のスタータ９の駆動について、図４のタイムチャートを用いて説明する。図３で説明した通常始動時のスタータ９の駆動では、エコラン制御マイコン１６は関与しなかったが、アイドルストップ後のスタータ９の駆動においては、既述の通り、エコラン制御マイコン１６が中心となってスタータ９の駆動を行う。

この場合、エンジンは通常始動時の始動により既に始動されていることが前提であるため、キースイッチ２はオフされた状態となる。詳細には、スタート位置ではなくイグニション位置に操作されている状態である。

所定のエンジン停止条件が成立してエンジンが一時的に停止（アイドルストップ）された後、所定のエンジン再始動条件が成立すると、エコラン制御マイコン１６は、ソレノイド用リレー駆動回路１７を制御してこのソレノイド用リレー駆動回路１７から駆動信号（バッテリ電圧ＶＢ）を出力させる。これにより、ソレノイド用リレー駆動端子１２を介してソレノイド用リレー４に駆動信号が入力され、ソレノイド用リレー４が駆動（オン）する。

ここで、ソレノイド用リレー駆動回路１７からの駆動信号は、回路構成上、ソレノイド用リレー駆動端子１２からソレノイド用リレー４へ入力されるだけでなく、遅延回路２１、ラッチ回路２３、及びスイッチ回路２５にも入力される。そのため、この駆動信号によって遅延回路２１も動作し、通常始動時と同じようにコンパレータ２２の出力信号が所定の遅延時間経過後にローレベルに転じてしまう。

しかし、エコラン制御マイコン１６は、エンジン再始動条件が成立したときに、ソレノイド用リレー駆動回路１７から駆動信号を出力させるのに先立って、まず、ラッチ回路２３内のスイッチ回路停止用トランジスタＴ３へスイッチ回路停止信号（ハイレベル信号）を出力し、このスイッチ回路停止用トランジスタＴ３をオンさせる。そのため、ラッチ回路２３の出力信号は強制的にローレベルに保持され、スイッチ回路２５のスイッチ用トランジスタＴ７は強制的にオフ状態が保持される。

エコラン制御マイコン１６は、ソレノイド用リレー４を駆動させた後、一定時間経過後に、モータ用リレー駆動回路１８を制御してこのモータ用リレー駆動回路１８から駆動信号（バッテリ電圧ＶＢ）を出力させる。これにより、モータ用リレー駆動端子１３を介してモータ用リレー７０に駆動信号が入力され、モータ用リレー７０が駆動（オン）する。

アイドルストップ後のエンジン再始動の際は、一般に、通常始動時に比べて、エンジンを始動させる際に必要なスタータモータ８のトルクは小さくて済む。これは、通常始動時はエンジンの潤滑オイルが低温であるのに対してアイドルストップ後の再始動時には潤滑オイルが高温であること等に起因する。

そのため、モータ用リレー７０が駆動されてスタータモータ８が動作すると、バッテリ電圧ＶＢは、通常始動時と同じく低下・変動するものの、その低下の度合いは通常始動時よりも小さい。具体的には、本例では、通常始動時には最低で３．５Ｖにまで低下したのに対し、アイドルストップ後の再始動時には最低でも６Ｖ程度に低下するだけであり、仮に６Ｖまで低下しても、電源ＩＣ１９の動作保証範囲内にあることから、電源ＩＣ１９は５Ｖの制御用電圧Ｖｃｃを生成することができる。

つまり、この再始動時には、エコラン制御マイコン１６がリセットしてしまうほどにまではバッテリ電圧ＶＢは低下しない。そのため、エコラン制御マイコン１６は、アイドルストップ後のエンジン再始動を確実に制御し、エンジンを確実に始動させることができるのである。

そして、エンジンが再始動すると、エコラン制御マイコン１６は、各駆動回路１７，１８からの駆動信号の出力を停止させ、各リレー４，７０をともにオフさせて、スタータ９の動作を停止させる。そして、各リレー４，７０のオフ後、一定時間経過後に、エコラン制御マイコン１６はスイッチ回路停止用トランジスタＴ３へのスイッチ回路停止信号の出力を停止して、このスイッチ回路停止用トランジスタＴ３をオフさせる。

（４）第１実施形態の効果
以上説明した本実施形態のエンジン始動装置１０によれば、通常始動時においては、エコラン制御マイコン１６による始動のための制御は行われず、スイッチ回路２５を介して各リレー４，７０間を導通させることによって各リレー４，７０へバッテリ電圧ＶＢが印加され、各リレー４，７０が駆動される。そのため、バッテリ電圧ＶＢの低下（延いては制御用電圧Ｖｃｃの低下）によるエコラン制御マイコン１６のリセットへの対策として例えばＥＣＵ１１内にバッテリ電圧ＶＢを昇圧させる昇圧回路等を設けるなどのコストアップを伴う対策は不要となり、コストアップを抑えつつ、バッテリ電圧ＶＢがリセット電圧以下にまで低下してもスタータ９の各リレー４，７０を駆動させてエンジンを始動させることができる。

また、スイッチ回路２５を動作させてソレノイド用リレー４とモータ用リレー７０との間を導通させるにあたり、遅延回路２１を用いて、ソレノイド用リレー４の駆動時から所定の遅延時間が経過した後にモータ用リレー７０が駆動されるように構成されている。そのため、エンジンの始動を良好に行うことができる。

また、遅延回路２１とスイッチ回路２５の間にラッチ回路２３が設けられていることにより、遅延回路２１からローレベル信号（導通許可信号）が出力されてスイッチ回路２５のスイッチ用トランジスタＴ７がオンされると、そのオン状態は、遅延回路２１からの出力信号の変動に拘わらず保持される。そのため、例えばエンジン始動時のバッテリ電圧低下などの何らかの要因で遅延回路２１が誤動作して、出力信号が一時的にハイレベル信号に転じてしまったとしても、ラッチ回路２３へのローレベル信号の入力はラッチされているため、モータ用リレー７０の駆動が中断されてしまうのを防ぐことができる。

また、遅延回路２１は、積分回路の出力電圧と基準電圧とをコンパレータ２２が比較するという簡素な構成であり、しかもコンパレータ２２として、エンジンの通常始動時に想定されるバッテリ電圧ＶＢの最低値（例えば３．５Ｖ）までは動作の保証がされていない汎用のコンパレータを用いることができる。そのため、遅延回路２１を安価に構成することができる。

また、ラッチ回路２３についても、汎用のラッチ回路ＩＣは用いず、ディスクリート部品のトランジスタと抵抗を用いて構成されている。そのため、例えばロードダンプの発生によりバッテリ電圧ＶＢが急上昇したり、また例えば、バッテリ１を２個直列に接続してエンジン始動を行うジャンプスタートがなされることによって高電圧が発生したりしても、安価な構成で、これら電圧の急上昇等によってラッチ回路２３が破壊されるのを防ぐことができる。

また、ラッチ回路２３には、ラッチイネーブル用トランジスタＴ２が設けられている。このラッチイネーブル用トランジスタＴ２により、通常始動時にキースイッチ２及びニュートラルスイッチ３がオンされてスタータ９が駆動された後に再びキースイッチ２がオフされると、ラッチ回路２３の出力信号は強制的にローレベルに落とされるため、スイッチ回路２５のスイッチ用トランジスタＴ７を速やかにオフさせてモータ用リレー７０を遅延なくオフさせることができる。

また、本実施形態のラッチ回路２３において、電源としてのバッテリ電圧ＶＢが印加されてこの電源（バッテリ電圧ＶＢ）から電流を流すためのハイサイド側の回路・素子として、ローサイド側（各トランジスタＴ４，Ｔ５）のようにトランジスタを用いることはせず、単に、抵抗Ｒ５，Ｒ６を用いている。これにより、ローサイド側のトランジスタがオンした場合にそのトランジスタの出力（コレクタ）を容易に接地電位に落とすことができるようになる。そのため、ラッチ回路２３による確実なラッチ動作、及びそのラッチの確実な解除を共に実現できる。しかも、ローサイド側の各トランジスタＴ４，Ｔ５として、駆動能力の低い安価なものを用いることができる。

また、本実施形態では、バッテリ１からキースイッチ２を介してソレノイド用リレー４に至る通電経路における、キースイッチ２からソレノイド用リレー４の間に、ニュートラルスイッチ３が設けられており、キースイッチ２を介したバッテリ電圧ＶＢは、このニュートラルスイッチ３の下流側からＥＣＵ１１内に入力されるように構成されている。そのため、仮にキースイッチ２がオン故障（オン固着）してしまっても、運転者等のユーザの意思によって変速機をニュートラルレンジ及びパーキングレンジ以外のレンジにすることで、ニュートラルスイッチ３をオフさせ、エンジン始動を中止することができる。

また、本実施形態のエンジン始動装置１０は、通常始動時においては、ユーザがキースイッチをオンすることによって、バッテリ電圧ＶＢが大きく低下しても（エコラン制御マイコン１６が動作不可能となっても）確実にエンジンを始動させることができ、通常始動の後は、エコラン制御マイコン１６によってアイドルストップ機能（エンジンの一時停止・再始動）が実現される。そのため、ユーザによる確実なエンジン始動（通常始動）と、エンジン始動後のアイドルストップ機能による省エネとが、共に実現可能となる。

また、エコラン制御マイコン１６は、アイドルストップ機能におけるエンジン再始動を行う際は、ラッチ回路２３内のスイッチ回路停止用トランジスタＴ３へスイッチ回路停止信号（ハイレベル信号）を出力して、スイッチ回路２５内のスイッチ用トランジスタＴ７を強制的にオフさせるようにしている。そのため、ソレノイド用リレー駆動回路１７からの駆動信号によって遅延回路２１までもが動作してしまうものの、その動作の影響を受けることなくスイッチ用トランジスタＴ７をオフ状態に保持させて、アイドルストップ後のエンジン再始動を確実に行うことができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態のエンジン始動装置について、図５を用いて説明する。なお、図５において、図１と同じ構成要素には図１と同じ符号を付し、その詳細説明は省略する。

図５に示す如く、本実施形態のエンジン始動装置３０は、ユーザによるエンジン始動時にユーザにより操作されるプッシュスイッチ３４を備えている。このプッシュスイッチ３４はＥＣＵ３１のプッシュスイッチ信号入力端子３２に接続されている。

一方、ＥＣＵ３１は、プッシュスイッチ３４の状態に応じて始動回路３６を制御する始動制御マイコン３５と、この始動制御マイコン３５の制御に従い、始動信号出力端子３３を介してソレノイド用リレー４へ始動信号を出力する始動回路３６と、を備えている。

即ち、本実施形態のエンジン始動装置３０は、車両においていわゆるプッシュスタートシステムを実現するものであり、例えばユーザがブレーキを操作した状態で（マニュアル車の場合は更にクラッチレバーを踏んだ状態で）プッシュスイッチ３４を押す（オンする）と、始動制御マイコン３５が始動回路３６を制御してこの始動回路３６から始動信号を出力させ、これによりソレノイド用リレー４が駆動される。

始動回路３６は、ＥＣＵ３１内に入力された電源としてのバッテリ電圧ＶＢを始動信号として始動信号出力端子３３へ出力するものである。
プッシュスイッチ３４のオン操作により始動回路３６から始動信号出力端子３３を介してソレノイド用リレー４へ始動信号が出力されると、その始動信号は、ソレノイド用リレー駆動端子１２を介してＥＣＵ３１内にも入力される。そのため、上記実施形態１と同様、その入力された始動信号（バッテリ電圧ＶＢ）によって遅延回路２１，ラッチ回路２３，スイッチ回路２５がそれぞれ動作して、スイッチ回路２５内のスイッチ用トランジスタＴ７がオンし、ソレノイド用リレー４とモータ用リレー７０とが導通して、モータ用リレー７０も駆動される。

従って、本実施形態のエンジン始動装置３０によれば、プッシュスタートシステムを構築でき、そのプッシュスタートシステムにおいても、第１実施形態と同様、通常始動時にはエコラン制御マイコン１６を用いることなく、スイッチ回路２５によって各リレー４，７０間を導通させることで、各リレー４，７０を駆動してエンジンを始動させることができる。

また、プッシュスイッチ３４によるエンジン始動を行うプッシュスタートシステムを構成するエンジン始動装置として、本実施形態のエンジン始動装置３を用いることで、プッシュスタートシステムを備えた車両、及び第１実施形態のようなキースイッチ２によるエンジン始動を行う車両の双方で、両者の始動システムに依存することなく、ＥＣＵ内の主たる回路構成（エコラン制御マイコン１６や、遅延回路２１，ラッチ回路２３，及びスイッチ回路２５からなる構成）を同様の構成とすることができる。

また、本実施形態のエンジン始動装置３０によれば、通常始動時に各リレー４，７０を駆動するための始動信号を出力する始動回路３６が、第１実施形態のエンジン始動装置１０と同様、ニュートラルスイッチ３に対してバッテリ電圧ＶＢの供給経路における上流側（バッテリ１側）に配置されている。このように始動回路３６をニュートラルスイッチ３の上流側に配置できることで、仮に始動回路３６がオン故障してしまって始動回路３６から始動信号が出力され続けてしまう異常が生じたとしても、運転者等のユーザの意思によって変速機のレンジをニュートラルレンジ及びパーキングレンジ以外の他のレンジに操作することで、ニュートラルスイッチ３をオフさせ、エンジン始動を中止させることができる。そのため、始動回路３６内に故障検出回路を設ける必要がなくなり、始動回路３６の構成を簡素化することができる。

なお、本実施形態において、プッシュスイッチ３４は本発明のスタートスイッチに相当するものである。
［第３実施形態］
次に、第３実施形態のエンジン始動装置について、図６を用いて説明する。なお、図６において、図１と同じ構成要素には図１と同じ符号を付し、その詳細説明は省略する。

図６に示す如く、本実施形態のエンジン始動装置４０は、ニュートラルスイッチ３とソレノイド用リレー４の間に、ダイオードＤ２が設けられている。具体的には、このダイオードＤ２において、アノードは、ニュートラルスイッチ３に接続されると共にＥＣＵ４１のバッテリ電圧入力端子４２に接続され、カソードは、ソレノイド用リレー４に接続されると共にＥＣＵ４１のソレノイド用リレー駆動端子１２に接続されている。

ＥＣＵ４１は、基本的には第１実施形態のＥＣＵ１１と同じ構成要素を有するものであるが、次の点で第１実施形態のＥＣＵ１１と相違する。
まず、本実施形態のＥＣＵ４１では、ソレノイド用リレー駆動端子１２は、スイッチ回路２５、遅延回路２１，ラッチ回路２３には接続されていない。そのため、ソレノイド用リレー駆動回路１７からの駆動信号は、スイッチ回路２５、遅延回路２１，ラッチ回路２３には入力されない。

一方、スイッチ回路２５、遅延回路２１，ラッチ回路２３に対しては、キースイッチ２及びニュートラルスイッチ３を介して、バッテリ電圧入力端子４２からバッテリ電圧ＶＢが入力される。

このような構成により、通常始動時においては、各スイッチ２，３がオンされると、バッテリ電圧ＶＢがソレノイド用リレー４に印加されると共にバッテリ電圧入力端子４２からＥＣＵ４１内のスイッチ回路２５、遅延回路２１，ラッチ回路２３にも入力される。そのため、第１実施形態と同様にスタータ９が動作し、エンジンが始動する。

また、アイドルストップ後のエンジン再始動時、即ちエコラン制御マイコン１６による各リレー４，７０の駆動時は、エコラン制御マイコン１６は基本的には第１実施形態と同様に制御を行うが、ラッチ回路２３に対するスイッチ回路停止信号の出力は行わない。よって、本実施形態では、ラッチ回路２３には、第１実施形態のようなスイッチ回路停止用トランジスタＴ３は設けられていない。

これは、ソレノイド用リレー駆動回路１７からの駆動信号をダイオードＤ２のカソード側に入力するようにしていると共に、スイッチ回路２５、遅延回路２１，ラッチ回路２３へのバッテリ電圧ＶＢの入力は、ソレノイド用リレー駆動回路１７からの駆動信号とは別系統で、ダイオードＤ２のカソード側から入力するようにしているためである。

このような構成により、アイドルストップ後のエンジン再始動時にソレノイド用リレー駆動回路１７から駆動信号が出力されても、その駆動信号がスイッチ回路２５、遅延回路２１，ラッチ回路２３に入力されるのをダイオードＤ２が阻止する。そのため、第１実施形態のようにエコラン制御マイコン１６からスイッチ回路停止信号を出力してスイッチ回路２５を強制的にオフさせる必要はないのである。

従って、本実施形態のエンジン始動装置４０によれば、各リレー４，７０が各駆動回路１７，１８からの駆動信号によって個別に駆動される際に、その駆動信号がスイッチ回路２５、遅延回路２１，ラッチ回路２３に入力されるのが阻止され、その駆動信号によってスイッチ回路２５がオンしてしまうのを防ぐことができる。そのため、アイドルストップ機能における、エコラン制御マイコン１６による各リレー４，７０の駆動を、スイッチ回路２５の影響を受けること無く確実に行うことができる。

［変形例］
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。

例えば、図７に示すエンジン始動装置５０のように、ＥＣＵ５１内の遅延回路２１に対し、コンデンサＣに充電された充電電荷を強制的に急速放電させるための放電用トランジスタＴ１０（本発明の強制放電用回路に相当）を設けるようにしてもよい。図７のエンジン始動装置５０は、この放電用トランジスタＴ１０が設けられていることを除けば、第１実施形態のエンジン始動装置１０と全く同じ構成である。

このように構成されたエンジン始動装置５０では、通常始動時において、キースイッチ２及びニュートラルスイッチ３がオンされてソレノイド用リレー駆動端子１２からバッテリ電圧ＶＢが入力されている間は、放電用トランジスタＴ１０はオフされている。このとき、コンデンサＣには電荷が充電される。そして、エンジン始動がなされた後、再びキースイッチ２がオフされると、トランジスタＴ１０はオンする。そのため、コンデンサＣの充電電荷はこのトランジスタＴ１０を介してグランド側へ強制的且つ急速に放電される。

そのため、仮にキースイッチ２が連続的にオン・オフされても、オフされる度にコンデンサＣの充電電荷は急速に放電されるため、例えば、キースイッチ２がオフされた後、コンデンサＣの充電電荷が抜けきらない状態ですぐにまたキースイッチ２がオンされてしまって遅延回路２１の遅延時間が短くなってしまう、といった状況が発生するのを防ぐことができ、遅延回路２１において遅延時間を確実に発生させることができる。

また、上記実施形態では、スタータを構成する、個々に独立して動作するリレーとして、ソレノイド用リレー４とモータ用リレー７０の２つのリレーを備えている場合について説明したが（但しモータ用リレー７０は詳しくは２つのリレー６，７にて構成）、これはあくまでも一例であり、個々に独立して動作するリレーを３つ以上備えている場合であっても本発明を適用できる。

例えば、第１のリレー、第２のリレー、及び第３のリレーを備えている場合に、第１のリレーと第２のリレーとの間、及び第２のリレーと第３のリレーとの間にそれぞれ、上記実施形態のようにスイッチ回路２５を設けることで、第１のリレーに印加されたバッテリ電圧ＶＢを第２のリレー及び第３のリレーにも順次印加して駆動させるようにすることができる。

また例えば、第１のリレー、第２のリレー、及び第３のリレーを備えている場合に、第１のリレーと第２のリレーとの間、及び第１のリレーと第２のリレーとの間にそれぞれ、スイッチ回路２５を設けることで、第１のリレーに印加されたバッテリ電圧ＶＢをそれぞれスイッチ回路２５を介して第２のリレー及び第３のリレーにも印加して駆動させるようにすることもできる。

また、個々に独立して動作する複数のリレーに対し、他のリレーが並列的に接続されていてもよい。例えば、個々に独立して動作する第１のリレーと第２のリレーの間にスイッチ回路が設けられている構成において、第２のリレーに他のリレーが並列接続されていたり、或いは第１のリレーに他のリレーが並列接続されているといった構成でもよい。

また、３つ以上のリレーを備えている場合であっても、各リレー間に必ずスイッチ回路２５が設けられた構成に限定されず、例えば３つ以上のリレーのうち特定のリレー間にのみスイッチ回路を設ける、といった形態も考えられる。

第１実施形態のエンジン始動装置の概略構成を示す説明図である。 第１実施形態のエンジン始動装置の詳細構成を示す説明図である。 第１実施形態のエンジン始動装置における、通常始動時の動作を説明するためのタイムチャートである。 第１実施形態のエンジン始動装置における、アイドルストップ後のエンジン再始動時の動作を説明するためのタイムチャートである。 第２実施形態のエンジン始動装置の概略構成を示す説明図である。 第３実施形態のエンジン始動装置の概略構成を示す説明図である。 変形例のエンジン始動装置の概略構成を示す説明図である。

符号の説明

１…バッテリ、２…キースイッチ、３…ニュートラルスイッチ、４…ソレノイド用リレー、５…ピニオン噛み合い制御用ソレノイド、６…モータ用第２リレー、７…モータ用第１リレー、８…スタータモータ、９…スタータ、１０，３０，４０，５０…エンジン始動装置、１１，３１，４１，５１…ＥＣＵ、１２…ソレノイド用リレー駆動端子、１３…モータ用リレー駆動端子、１６…エコラン制御マイコン、１７…ソレノイド用リレー駆動回路、１８…モータ用リレー駆動回路、１９…電源ＩＣ、２１…遅延回路、２２…コンパレータ、２３…ラッチ回路、２５…スイッチ回路、３２…プッシュスイッチ信号入力端子、３３…始動信号出力端子、３４…プッシュスイッチ、３５…始動制御マイコン、３６…始動回路、４２…バッテリ電圧入力端子、７０…モータ用リレー、１０１…ピニオン、１０２…リングギヤ、Ｃ…コンデンサ、Ｄ１，Ｄ２…ダイオード、Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３…リレー接点、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…リレーコイル、Ｒ１，Ｒ４〜Ｒ８，Ｒ１１〜Ｒ２２…抵抗、Ｒ２，Ｒ３…分圧抵抗、Ｔ１…イネーブル用入力トランジスタ、Ｔ２…ラッチイネーブル用トランジスタ、Ｔ３…スイッチ回路停止用トランジスタ、Ｔ４…ラッチ用第２トランジスタ、Ｔ５…ラッチ用第１トランジスタ、Ｔ６…スイッチ用入力トランジスタ、Ｔ７…スイッチ用トランジスタ、Ｔ１０…放電用トランジスタ

Claims (14)

1. 車両のバッテリ電圧が所定の動作可能下限電圧値より大きいときに該バッテリ電圧を基に動作し、所定のエンジン始動条件が成立したときに、該車両のエンジン始動用のスタータを動作させるために個々に独立して動作するよう設けられた少なくとも２つのリレーに対して個別に駆動信号を出力することにより該各リレーを駆動するリレー制御手段を備えた、エンジン始動制御装置であって、
   前記各リレーの相互間のうち、少なくとも、いずれか２つのリレーの間に設けられ、該２つのリレーをそれぞれ第１のリレー及び第２のリレーとして、該２つのリレー間を導通・遮断するためのリレー間スイッチを有し、前記第１のリレーに前記バッテリ電圧が印加されることにより該バッテリ電圧が入力されたときに、前記リレー間スイッチを導通させて該入力されたバッテリ電圧を前記第２のリレーにも印加するリレー間接続手段を備えており、
   前記少なくとも２つのリレーのうちいずれか１つは、手動で操作可能なスタートスイッチが操作されることによって前記バッテリ電圧が印加される操作時駆動リレーとして構成されており、少なくとも該操作時駆動リレーが前記第１のリレーとして設定されている
   ことを特徴とするエンジン始動制御装置。
2. 請求項１に記載のエンジン始動制御装置であって、
   前記リレー間接続手段は、前記第１のリレーに前記バッテリ電圧が印加されたことにより該バッテリ電圧が入力されたとき、該入力の開始から予め設定された遅延時間が経過した後に前記リレー間スイッチを導通させるための導通許可信号を出力する遅延回路を備えている
   ことを特徴とするエンジン始動制御装置。
3. 請求項２に記載のエンジン始動制御装置であって、
   前記遅延回路は、
   予め決められた基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、
   抵抗及びコンデンサからなり、入力された前記バッテリ電圧を、該抵抗の抵抗値及び該コンデンサの容量値により定まる時定数に応じて徐々に増加させる積分回路と、
   前記積分回路の出力電圧と前記基準電圧生成回路により生成された基準電圧とを比較して、該積分回路の出力電圧が該基準電圧より大きい場合に前記導通許可信号を出力するコンパレータと、
   を備えていることを特徴とするエンジン始動制御装置。
4. 請求項３に記載のエンジン始動制御装置であって、
   前記リレー間接続手段は、前記バッテリ電圧の入力が遮断されたときに、前記積分回路を構成する前記コンデンサの充電電荷を強制的に放電させる強制放電用回路を備えている
   ことを特徴とするエンジン始動制御装置。
5. 請求項２〜４のいずれかに記載のエンジン始動制御装置であって、
   前記リレー間接続手段は、前記遅延回路から前記導通許可信号が出力されたときに該導通許可信号をラッチするラッチ回路を備えている
   ことを特徴とするエンジン始動制御装置。
6. 請求項５に記載のエンジン始動制御装置であって、
   前記ラッチ回路は、ディスクリート部品のトランジスタと抵抗とにより構成されている
   ことを特徴とするエンジン始動制御装置。
7. 請求項５又は６に記載のエンジン始動制御装置であって、
   前記リレー間接続手段は、前記バッテリ電圧の入力が停止されたときに前記ラッチ回路による前記導通許可信号のラッチを解除して前記リレー間スイッチを強制的に遮断させる第１の強制遮断手段を備えている
   ことを特徴とするエンジン始動制御装置。
8. 請求項５〜７のいずれかに記載のエンジン始動制御装置であって、
   前記遅延回路は、前記導通許可信号としてローレベルの信号を出力するよう構成されており、
   前記ラッチ回路は、
   一端が当該ラッチ回路の出力端子に接続され、他端に、前記バッテリ電圧に基づいて生成される所定の制御用電圧が印加される第１の抵抗と、
   ベースが前記遅延回路の出力端子に接続され、エミッタが接地電位側に接続され、コレクタが当該ラッチ回路の出力端子に接続された第１のトランジスタと、
   一端が前記遅延回路の出力端子に接続され、他端に前記制御用電圧が印加される第２の抵抗と、
   ベースが当該ラッチ回路の出力端子に接続され、エミッタが接地電位側に接続され、コレクタが前記遅延回路の出力端子に接続された第２のトランジスタと、
   を備え、前記遅延回路からローレベルの前記導通許可信号が出力されたときに、前記第１のトランジスタがオフして当該ラッチ回路からの出力信号がハイレベル信号となると共に前記第２のトランジスタがオンすることにより、その後の前記遅延回路の出力の変化に拘わらず前記第１のトランジスタのオフ状態が保持されて当該ラッチ回路からのハイレベル信号の出力が保持され、
   前記リレー間スイッチは、前記ラッチ回路からの出力がハイレベル信号である場合に導通するよう構成されている
   ことを特徴とするエンジン始動制御装置。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載のエンジン始動制御装置であって、
   前記車両には、該車両の変速機が所定のレンジに操作されているときに該操作に連動してオンされるレンジ連動スイッチが備えられており、
   前記スタートスイッチの操作によって前記操作時駆動リレーに印加される前記バッテリ電圧は、前記レンジ連動スイッチを介して印加されるよう構成されている
   ことを特徴とするエンジン始動制御装置。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載のエンジン始動制御装置であって、
    前記車両には、該車両のエンジンが始動された後、該車両において所定のエンジン停止条件が成立したときに該エンジンを一時的に停止させるエンジン停止手段が備えられており、
    前記リレー制御手段は、前記エンジン停止手段により前記エンジンが停止された後、該車両において前記所定の条件としてのエンジン再始動条件が成立したときに、前記各リレーを駆動して該エンジンを再び始動させるよう構成されている
    ことを特徴とするエンジン始動制御装置。
11. 請求項１０に記載のエンジン始動制御装置であって、
    前記リレー間接続手段は、前記リレー制御手段からの強制遮断指令に従って前記リレー間スイッチを強制的に遮断させる第２の強制遮断手段を備え、
    前記リレー制御手段は、前記エンジン停止手段によって一時的に停止されたエンジンを再び始動させる際、前記第２の強制遮断手段へ前記強制遮断指令を出力することにより、前記リレー間スイッチを強制的に遮断させる
    ことを特徴とするエンジン始動制御装置。
12. 請求項１１に記載のエンジン始動制御装置であって、
    前記リレー制御手段は、当該リレー制御手段に異常が生じた場合には前記強制遮断指令が出力されないように構成されている
    ことを特徴とするエンジン始動制御装置。
13. 請求項１〜１０のいずれかに記載のエンジン始動制御装置であって、
    前記第１のリレーにおける、該第１のリレー駆動用に入力される前記バッテリ電圧の入力側には、該入力側にカソードが接続されるようにダイオードが設けられ、該バッテリ電圧は、該ダイオードを介して該第１のリレーに印加されると共に、前記リレー間接続手段に対しては該ダイオードのアノード側から入力されるよう構成されており、
    前記リレー制御手段から前記第１のリレーへの前記駆動信号は、該第１のリレーに対して前記ダイオードのカソード側から入力されるよう構成されている
    ことを特徴とするエンジン始動制御装置。
14. 請求項１〜１３のいずれかに記載のエンジン始動制御装置であって、
    前記少なくとも２つのリレーとして、
    前記第２のリレーとしての、前記スタータを構成するスタータモータに前記バッテリ電圧を印加して該スタータモータを動作させるためのモータ用リレーと、
    前記操作時駆動リレーとしての、前記スタータモータの駆動力を前記エンジンへ伝達する駆動力伝達機構を動作させるための駆動力伝達用リレーと、が設けられている
    ことを特徴とするエンジン始動制御装置。