JP2014080923A

JP2014080923A - エンジン始動装置

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Publication number: JP2014080923A
Application number: JP2012229567A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Fujita; 達也藤田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2014-05-08
Anticipated expiration: 2032-10-17
Also published as: JP5910452B2; US20140102395A1; US9404462B2

Abstract

【課題】エンジン始動装置１において、ピニオンがリングギヤ７に軸方向に当接することにより発生する当接音（軸方向衝撃音）を抑制する。
【解決手段】エンジン始動装置１によれば、電流増減手段４は、スタータ回路１７を構成する回路要素であってコイル１３への通電量を増減し、制御手段５は、電流増減手段４にコイル１３への通電量を低減するための電流低減指令を出力する。これにより、制御手段５に電流低減指令を出力させることで、コイル１３への通電量を低減してピニオン駆動部３５で発生する磁気的な吸引力を弱めることができる。このため、ピニオンの直進速度を低減することができるので、軸方向衝撃音を抑制することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、スタータおよび電子制御ユニット（ＥＣＵ）を備えるエンジン始動装置に関するものであり、主に、ピニオンが軸方向に直進駆動されてリングギヤに当接する際に発生する当接音を低減することができる構成に係わる。

従来より、エンジン始動装置は、エンジンを始動するためのトルクを発生する電動モータ、および電動モータへの通電をオンオフするとともにピニオンをリングギヤに対して直進駆動する電磁継電器を有するスタータ、ならびにスタータの動作を制御するＥＣＵを備える。

そして、エンジン始動装置によれば、ピニオンは、電磁継電器から与えられた推力により軸方向に直進してリングギヤに当接した後、リングギヤに噛み合う。このため、軸方向に直進駆動されたピニオンがリングギヤに当接する際に当接音が発生する（以下、ピニオンがリングギヤに軸方向に当接することにより発生する当接音を「軸方向衝撃音」と呼ぶ。）。
ところで、近年のハイブリッドカーの普及や、アイドルストップ運転の普及に伴い、静粛性に対する要求が高まっており、軸方向衝撃音に対して抑制策が求められている。

なお、特許文献１には、ピニオンの押し出し開始と同時に電動モータの低速回転を開始し、ピニオンが低速でリングギヤに充分に噛み合った後、電動モータを高速回転させてエンジンを始動する構成が開示されている。そして、特許文献１の構成によれば、ピニオンの歯面がリングギヤの歯面に径方向に当接することにより発生する当接音（以下、「径方向衝撃音」と呼ぶ。）を低減することができるとされている。しかし、特許文献１は、軸方向衝撃音に関して何ら課題視しておらず、軸方向衝撃音を抑制する意図が見られない。

特開２００３−０８３２１２号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、エンジン始動装置において、ピニオンがリングギヤに軸方向に当接することにより発生する当接音（軸方向衝撃音）を抑制することができる構成を提供することにある。

本願の第１発明によれば、エンジン始動装置は、以下に説明するピニオン、電磁ソレノイド、第１電流増減手段および制御手段を備える。
まず、ピニオンは、エンジンのリングギヤに向かい直進してリングギヤに噛み合うとともに、リングギヤを回してエンジンを始動する。また、電磁ソレノイドは、コイルへの通電により磁気的な吸引力を発生し、磁気的な吸引力によりピニオンを直進駆動する。

そして、第１電流増減手段は、コイルを含む電気回路網を構成する回路要素であって、コイルへの通電量を増減し、制御手段は、第１電流増減手段にコイルへの通電量を低減するための指令信号を出力する。
これにより、制御手段に指令信号を出力させることで、コイルへの通電量を低減して電磁ソレノイドによる吸引力を弱めることができる。このため、ピニオンの直進速度を低減することができるので、軸方向衝撃音を抑制することができる。

第１発明に従属する第２発明によれば、制御手段は、エンジンがアイドルストップにより回転を停止する前に、コイルへの通電を指令してピニオンをリングギヤに噛み合わせるプリセットモードを有する。そして、制御手段は、プリセットモードを実行する時に、コイルへの通電量を低減するための指令信号を第１電流増減手段に出力する。

プリセットモードでは、エンジンへの燃料供給が停止されて各種機器が停止するので、軸方向衝撃音が目立つ虞が高い。そこで、プリセットモードの実行に合わせて第１電流増減手段に指令信号を与えてコイルへの通電量を低減する。これにより、軸方向衝撃音が目立つ虞が高いプリセットモードにおいて、コイルへの通電量を低減して軸方向衝撃音を抑制することができる。

第２発明に従属する第３発明によれば、制御手段は、プリセットモードの実行中に、エンジンを始動する要求が発生すると、コイルへの通電量を低減するための指令信号の出力を停止する。
これにより、プリセットモードの実行中にエンジンを始動する必要が生じた時に、コイルへの通電量を高めてピニオンの直進速度を増加することができる。このため、プリセットモードの実行中にエンジンを始動する必要が生じた時に、エンジンの早期始動を優先することができる。

第１〜第３発明に従属する第４発明によれば、エンジン始動装置は、ピニオンを回転駆動するトルクを発生する電動モータと、電動モータのアーマチャを含む電気回路網を構成する回路要素であって、アーマチャへの通電量を増減する第２電流増減手段とを備える。そして、制御手段は、第２電流増減手段にアーマチャへの通電量を低減するための指令信号を出力する。
これにより、アーマチャへの突入電流を低減してバッテリの大幅な電圧低下を抑制することができる。また、径方向衝撃音を抑制することもできる。

第４発明に従属する第５発明によれば、第１電流増減手段と第２電流増減手段とは、コイルおよびアーマチャを含む電気回路網を構成する１つの回路要素である。そして、制御手段は、１つの回路要素にコイルおよびアーマチャへの通電量を低減するための指令信号を出力する。
これにより、第１、第２電流増減手段をそれぞれ個別の回路要素として設ける場合よりもコストを下げることができる。

スタータの全体構成を示す部分断面図である。エンジン始動装置を示す回路構成図である。エンジン始動装置による制御方法を示すフローチャートである。（ａ）はエンジン回転数の経時変化を示すタイムチャートであり、（ｂ）はピニオン駆動指令の出力の経時変化を示すタイムチャートであり、（ｃ）はモータ駆動指令の出力の経時変化を示すタイムチャートであり、（ｄ）は電流低減指令の出力の経時変化を示すタイムチャートであり、（ｅ）はバッテリの電圧の経時変化を示すタイムチャートであり、（ｆ）はモータ駆動電流の経時変化を示すタイムチャートであり、（ｇ）はピニオン駆動電流の経時変化を示すタイムチャートである。（ａ）はエンジン回転数の経時変化を示すタイムチャートであり、（ｂ）はピニオン駆動指令の出力の経時変化を示すタイムチャートであり、（ｃ）はモータ駆動指令の出力の経時変化を示すタイムチャートであり、（ｄ）は電流低減指令の出力の経時変化を示すタイムチャートであり、（ｅ）はバッテリの電圧の経時変化を示すタイムチャートであり、（ｆ）はモータ駆動電流の経時変化を示すタイムチャートであり、（ｇ）はピニオン駆動電流の経時変化を示すタイムチャートである。

実施形態のエンジン始動装置を実施例に基づき説明する。

〔実施例の構成〕
実施例のエンジン始動装置１の構成を、図１および図２を用いて説明する。
エンジン始動装置１は、車両（図示せず。）のエンジンルーム内に搭載されてエンジン２を始動するものであり、以下に示すスタータ３、電流増減手段４および制御手段５等を備える。

スタータ３は、エンジン２のリングギヤ７に噛み合うピニオン８、ピニオン８を回転駆動するトルクを発生する電動モータ９、および電動モータ９への通電をオンオフするとともにピニオン８をリングギヤ７に対して直進駆動する電磁継電器１０等を備える。
ここで、電動モータ９が有するアーマチャ１２、電磁継電器１０が有する２つのコイル１３、１４およびスイッチ１５、ならびに電流増減手段４等は、バッテリ１６の電力を利用してスタータ３によりエンジン２を始動するためのスタータ回路１７を構成している。

ピニオン８は、エンジン２のリングギヤ７に向かい直進駆動されてリングギヤ７に軸方向に当接するとともに、回転駆動されてリングギヤ７に噛み合い、さらに回転駆動されてリングギヤ７を回すとともにエンジン２を始動する。

また、ピニオン８は、一方向クラッチ１９の出力側の回転体であるインナ２０との一体物として設けられ、一方向クラッチ１９とともに電磁継電器１０により直進駆動されて押し出される。
ここで、一方向クラッチ１９は、インナ２０とアウタ２１との間に楔状空間（図示せず。）を形成し、クラッチスプリング（図示せず。）によりローラ２２を楔状空間の狭い方に付勢して押し込み、ローラ２２を介してインナ２０とアウタ２１とをロックすることで構成されている。

また、アウタ２１の内周には、ネジスプライン２３が設けられ、駆動軸２４の外周に設けられたネジスプライン２５と嵌合している。ここで、駆動軸２４は、電動モータ９の出力軸（図示せず。）と同軸に組み付けられてネジスプライン２３、２５同士の嵌合により電動モータ９からトルクを伝達されるものであり、ハウジング２６等によって軸受２７を介して回転自在に支持されている。また、ピニオン８およびインナ２０の一体物と駆動軸２４との間にも軸受２８が介挿されている。

これにより、ピニオン８および一方向クラッチ１９はシフトレバー２９を介して電磁継電器１０から伝わる推力により軸方向に前進し、ピニオン８はリングギヤ７に軸方向に当接する。さらに、ピニオン８および一方向クラッチ１９は電動モータ９から駆動軸２４に伝わるトルクにより回転駆動され、ピニオン８はリングギヤ７に噛み合うとともにリングギヤ７を回す。この結果、エンジン２が始動する。このとき、電動モータ９からアウタ２１に伝わったトルクがローラ２２を介してインナ２０およびピニオン８に伝わり、エンジン２の始動に利用される。

また、エンジン２の始動後、エンジン２から伝わるトルクにより、ピニオン８およびインナ２０はアウタ２１よりも高速で回転するようになり、ローラ２２は、クラッチスプリングを圧縮しつつ楔状空間の広い方に移動し、インナ２０とアウタ２１とをロックしなくなる。この結果、ピニオン８およびインナ２０はアウタ２１に対して空転し、ピニオン８および一方向クラッチ１９は電磁継電器１０から伝わる逆方向の推力により軸方向に後退し、ピニオン８はリングギヤ７から離脱する。

なお、電動モータ９の出力軸から駆動軸２４へのトルクの伝達には、公知の遊星歯車式の減速機（図示せず。）が介在する。また、駆動軸２４には、軸方向に関して軸受２７とリングギヤ７との間にピニオン８の前進を規制するストッパ３０が組み付けられている。
電動モータ９は、アーマチャ１２、フィールド（図示せず。）、コンミテータ３２およびブラシ３３等を有する直流モータであり（図２参照。）、電磁継電器１０によりアーマチャ１２への通電がオンオフされる。

電磁継電器１０は、ピニオン８を軸方向に進退させるピニオン駆動部３５と、電動モータ９への通電をオンオフするモータ駆動部３６とを個別に形成するものである。そして、ピニオン駆動部３５およびモータ駆動部３６は、それぞれ個別のコイル１３、１４を有し、コイル１３、１４は、独立に通電制御することが可能であって個別の磁気回路を形成する。

また、ピニオン駆動部３５およびモータ駆動部３６は互いに同軸に組み付けられ、ピニオン駆動部３５およびモータ駆動部３６の軸は電動モータ９および駆動軸２４の軸と平行であり、さらに、ピニオン駆動部３５はモータ駆動部３６の軸方向先端側に組み付けられている。なお、コイル１３、１４の軸方向の間には、コイル１３、１４のそれぞれが形成する磁束を両方とも通す共通の固定鉄心３７が配置されている。また、コイル１３、１４の外径側に配置されるヨーク３８は、コイル１３、１４の両方を外径側で覆う一体物である。

ピニオン駆動部３５は、コイル１３、固定鉄心３７およびヨーク３８以外に、可動鉄心４０、リターンスプリング４１、ジョイント４２およびドライブスプリング４３等を有する。
可動鉄心４０は、コイル１３の内径側に配置されてコイル１３への通電により、固定鉄心３７の方に磁気的に吸引されて軸方向後端側に移動する。そして、固定鉄心３７と可動鉄心４０との間に作用する磁気的な吸引力は、シフトレバー２９を介してピニオン８に伝わり、ピニオン８をリングギヤ７の方に前進させる推力となる。

リターンスプリング４１は、固定鉄心３７と可動鉄心４０との間で圧縮されてセットされ、可動鉄心４０を固定鉄心３７から軸方向に離間させるように軸方向先端側に付勢する。そして、リターンスプリング４１の付勢力は、シフトレバー２９を介してピニオン８に伝わり、ピニオン８をリングギヤ７から離脱させて後退させる推力となる。

ジョイント４２は、先端においてシフトレバー２９の一端に係合し、可動鉄心４０に設けられた嵌合穴４４に収容されて先端が嵌合穴４４から突出する。また、ジョイント４２は、可動鉄心４０に対し軸方向に相対移動可能となるように嵌合穴４４に収容されている。
ドライブスプリング４３は、可動鉄心４０と一体化された係止部４５とジョイント４２の後端に設けられた係止部４６との間に圧縮されてセットされ、ジョイント４２を軸方向後端側に付勢して係止部４６を嵌合穴４４の底面（後端面）４６ａに当接させている。

そして、ドライブスプリング４３は、可動鉄心４０の軸方向後端側への移動によりピニオン８がリングギヤ７に当接した後、さらに可動鉄心４０が軸方向後端側に磁気的に吸引されて移動することにより、係止部４６が底面４６ａから軸方向に離間し、ドライブスプリング４３がさらに軸方向に圧縮されてピニオン８を軸方向先端側に付勢する。これにより、ピニオン８が回転駆動されると、ドライブスプリング４３の付勢力により、ピニオン８がさらに軸方向に前進してリングギヤ７に噛み合う。このとき、ピニオン８は、ストッパ３０に当接するまで軸方向に前進する。

モータ駆動部３６は、コイル１４、固定鉄心３７およびヨーク３８以外に、可動鉄心４８、リターンスプリング４９、ならびにスイッチ１５を形成する可動接点５０および固定接点５１等を有する。

可動鉄心４８は、コイル１４の内径側に配置されてコイル１４への通電により、固定鉄心３７の方に磁気的に吸引されて軸方向先端側に移動する。また、可動鉄心４８は、樹脂製のロッド５２により可動接点５０と一体化されており、可動鉄心４８が固定鉄心３７の方に磁気的に吸引されて移動することにより、可動接点５０が固定接点５１に当接してスイッチ１５が閉じる。

リターンスプリング４９は、コイル１４の内径側で固定鉄心３７と可動鉄心４８との間で圧縮されてセットされ、可動鉄心４８を固定鉄心３７から軸方向に離間させるように軸方向後端側に付勢する。そして、コイル１４への通電が停止されて可動鉄心４８が固定鉄心３７の方に磁気的に吸引されなくなると、リターンスプリング４９の付勢力により、可動接点５０が固定接点５１から離間してスイッチ１５が開く。

なお、可動接点５０は、スイッチ１５が閉状態であるときに接点圧スプリング５３により軸方向先端側に付勢されて所定の当接圧により固定接点５１に当接している。また、固定接点５１には、バッテリ１６の側およびアーマチャ１２の側に導通するための端子ボルト５４が電気的に接続している。さらに、スイッチ１５が形成される空間は、軸方向後端側を樹脂製のカバー５５により封鎖されている。

電流増減手段４は、スタータ回路１７を構成する回路要素であり、アーマチャ１２およびコイル１３への通電量を増減するものである。ここで、電流増減手段４は、例えば、抵抗差を有する２つの枝路（以下、低抵抗、高抵抗の枝路をそれぞれ枝路５７、５８と呼ぶ。）が並列接続したものであって枝路５７にスイッチ５９が組み入れられている。

そして、スイッチ５９が閉じることで、枝路５７を主に経由する高い電流がアーマチャ１２やコイル１３に供給可能となり、スイッチ５９が開くことで、枝路５８を経由する低い電流がアーマチャ１２やコイル１３に供給可能となる。また、スイッチ５９は、制御手段５から出力される指令信号により開くものであり、いわゆるノーマリクローズ型である（以下、制御手段５からスイッチ５９に出力される指令信号を電流低減指令と呼ぶことがある。）。

このため、電流増減手段４は、電流低減指令の入力を受けるとアーマチャ１２およびコイル１３への通電量を低減することが可能となり、電流低減指令の入力を受けなくなるとアーマチャ１２およびコイル１３への通電量を増加することが可能となる。

制御手段５は、いわゆる電子制御ユニット（ＥＣＵ）であり、各種センサから検出信号の入力を受けて演算、制御処理を実行するとともに、各種の指令信号を出力するように構成されている。そして、制御手段５は、例えば、乗員によるイグニッションオン操作等によりエンジン２を始動する要求（以下、エンジン始動要求と略すことがある。）が発生すると、スタータ３を動作させるための指令信号を出力する。なお、制御手段５に検出信号を出力するセンサとは、例えば、エンジン２の回転数を検出するエンジン回転数センサ６０等である。

そして、スタータ回路１７には、コイル１３、１４への通電をオンオフするスイッチ６２、６３が組み入れられており、制御手段５は、エンジン始動要求が発生すると、スイッチ６２、６３をオンするための指令信号を順次に出力する。これにより、ピニオン８がリングギヤ７に向かい直進駆動されてリングギヤ７に軸方向に当接し、さらに回転駆動されてリングギヤ７に噛み合うとともにリングギヤ７を回し、エンジン２が始動される（以下、制御手段５からスイッチ６２、６３に出力される指令信号をそれぞれピニオン駆動指令、モータ駆動指令と呼ぶことがある。）。

また、制御手段５は、モータ駆動指令とともに電流低減指令を出力することにより、アーマチャ１２への通電量を低減して突入電流を抑制する。そして、制御手段５は、モータ駆動指令および電流低減指令の出力開始後、突入電流が収束するのに要する時間（以下、突入電流収束時間と呼ぶ。）が経過したら、電流低減指令の出力を停止する。

さらに、制御手段５は、アイドルストップ後のエンジン２の再始動をより早期化するため、エンジン２がアイドルストップにより回転を停止する前に、ピニオン駆動指令を出力してピニオン８をリングギヤ７に噛み合わせるプリセットモードを有する。なお、実施例のプリセットモードは、エンジン２の回転数が所定の閾値（以下、プリセット指示値と呼ぶ。）よりも小さくなったときに実行される。

そして、制御手段５は、プリセットモードを実行するにあたり、ピニオン駆動指令とともに電流低減指令を出力してコイル１３への通電量を低減する。
また、制御手段５は、プリセットモードの実行中にエンジン始動要求が発生すると、電流低減指令の出力を停止する。

〔実施例の制御方法〕
実施例のエンジン始動装置１による制御方法を、図３のフローチャートに基づき説明する。
なお、ここで説明する制御方法は、プリセットモードにおいてピニオン８がリングギヤ７に軸方向に当接することにより発生する当接音（軸方向衝撃音）を抑制することを主目的とするものである。

図３のフローチャートによれば、スタート後、まず、ステップＳ１でアイドルストップ中であるか否かを判定する。そして、ステップＳ１でアイドルストップ中であると判定すれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２に進み、アイドルストップ中ではないと判定すれば（ＮＯ）、このフローを終了してスタートに戻る。

ステップＳ２では、エンジン始動要求があるか否かを判定する。これにより、アイドルストップ中にエンジン始動要求が発生した時に、軸方向衝撃音の抑制よりもエンジン２の早期始動を優先する。そして、ステップＳ２でエンジン始動要求なしと判定すれば（ＮＯ）、軸方向衝撃音の抑制を指向してステップＳ３〜Ｓ９に進み、エンジン始動要求ありと判定すれば（ＹＥＳ）、エンジン２の早期始動を指向してステップＳ１０〜Ｓ１９に進む。

ステップＳ３では、ピニオン駆動指令が出力中であるか否かを判定する。これにより、前回までのフローの実行によりピニオン８がすでにリングギヤ７に向かって直進中であるか否か（つまり、プリセットモードが実行されているか否か）を判定する。そして、ステップＳ３でピニオン駆動指令が出力中でないと判定すれば（ＮＯ）、プリセットモードの開始（ピニオン駆動指令の出力開始）を指向してステップＳ４、Ｓ５に進む。また、ピニオン駆動指令が出力中であると判定すれば（ＹＥＳ）、プリセットモードの続行および完了を指向してステップＳ６〜Ｓ９に進む。

ステップＳ４では、エンジン回転数がプリセット指示値よりも小さいか否かを判定する。これにより、プリセットモードの実行が可能か否かを判定する。そして、ステップＳ４でエンジン回転数がプリセット指示値よりも小さいと判定すれば（ＹＥＳ）、プリセットモードの実行が可能であるとみなしてステップＳ５に進む。また、エンジン回転数がプリセット指示値よりも大きいと判定すれば（ＮＯ）、プリセットモードの実行が不可能であるとみなし、このフローを終了してスタートに戻る。

ステップＳ５では、ピニオン駆動指令および電流低減指令の出力を開始する。これにより、ピニオン８が直進を開始するとともに、コイル１３への通電量が低減されてピニオン８の直進速度が抑制される。このため、軸方向衝撃音を抑制することができる。

ステップＳ６では、噛み合い時間が経過したか否かを判定する。ここで、噛み合い時間とは、ピニオン８が直進を開始してからリングギヤ７に噛み合うまでに要する時間である。すなわち、ステップＳ６では、ピニオン駆動指令の出力開始からカウントされた時間が噛み合い時間を超えたか否かを判定することにより、ピニオン８とリングギヤ７との噛み合いが完了したか否かを判定する。

そして、ステップＳ６で噛み合い時間が経過したと判定すれば（ＹＥＳ）、プリセットモードの完了を指向してステップＳ７〜Ｓ９に進み、噛み合い時間が経過していないと判定すれば（ＮＯ）、プリセットモードの続行を指向し、このフローを終了してスタートに戻る。なお、ピニオン８の直進開始から噛み合い時間経過までの間に、ピニオン８はリングギヤ７に軸方向に当接して軸方向衝撃音を発生し、その後、ピニオン８に対しリングギヤ７が噛み合い可能となる位置まで回転することで、ピニオン８がリングギヤ７に噛み合う。

ステップＳ７では、電流低減指令の出力を停止する。これにより、コイル１３には通電量が増加されて引き続き電流が流れ続け、ピニオン駆動部３５は、磁気的な吸引力を発生し続ける。このため、ピニオン８は、リングギヤ７が回転し続けていても、リターンスプリングの付勢力によりリングギヤ７から離脱することなく、リングギヤ７との噛み合いを維持する。

ステップＳ８では、エンジン２が停止したか否か（つまり、リングギヤ７が回転を停止したか否か）を判定する。そして、ステップＳ８でエンジン２が停止したと判定すれば（ＹＥＳ）、ピニオン駆動部３５で磁気的な吸引力を発生しなくてもピニオン８がリングギヤ７から離脱する虞がないものとみなしてステップＳ９に進み、ピニオン駆動指令の出力を停止する。また、エンジン２が停止していないと判定すれば（ＮＯ）、ピニオン駆動部３５で磁気的な吸引力を発生し続ける必要があるものとみなし、このフローを終了してスタートに戻る。

ステップＳ１０〜Ｓ１９は、エンジン始動要求が発生し、軸方向衝撃音の抑制よりもエンジン２の早期始動を優先する場合のステップである。
まず、ステップＳ１０では、モータ駆動指令が出力中であるか否かを判定する。これにより、前回までのフローの実行により電動モータ９がすでに起動してピニオン８を回転駆動しているか否か（つまり、ピニオン８がリングギヤ７に噛み合ってリングギヤ７を回しているか否か）を判定する。

そして、ステップＳ１０でモータ駆動指令が出力中でないと判定すれば（ＮＯ）、電動モータ９の起動を指向してステップＳ１１〜Ｓ１５に進む。また、モータ駆動指令が出力中であると判定すれば（ＹＥＳ）、エンジン２の始動完了を指向してステップＳ１６〜Ｓ１９に進む。

ステップＳ１１では、ピニオン駆動指令が出力中であるか否かを判定する。これにより、前回までのフローの実行により、プリセットモードの実行によるものか否かに関わりなく、コイル１３に通電が行われてピニオン駆動部３５で磁気的な吸引力が発生しているか否かを判定する。そして、ステップＳ１１でピニオン駆動指令が出力中でないと判定すれば（ＮＯ）、ステップＳ１２に進み、ピニオン駆動指令の出力を開始してピニオン８の直進を開始し、その後、このフローを終了してスタートに戻る。また、ピニオン駆動指令が出力中であると判定すれば（ＹＥＳ）、電動モータ９を起動するため、ステップＳ１３〜Ｓ１５に進む。

ステップＳ１３では、電流低減指令の出力を停止してステップＳ１４に進む。ステップＳ１３の処理は、プリセットモードの実行等によりコイル１３への通電量が低減されてピニオン８の直進速度が抑制されている状態を解除してコイル１３への通電量を増加することを主目的とする。

ステップＳ１４では、噛み合い時間が経過したか否かを判定する。そして、ステップＳ１４で噛み合い時間が経過したと判定すれば（ＹＥＳ）、電動モータ９の起動を指向してステップＳ１５に進み、噛み合い時間が経過していないと判定すれば（ＮＯ）、コイル１３への通電量を増加状態に保ってこのフローを終了し、スタートに戻る。

なお、ステップＳ１４では、ステップＳ１２によるピニオン駆動指令の出力開始とは無関係に、プリセットモードの実行によりステップＳ６で噛み合い時間が経過していると判定されている場合にも、噛み合い時間が経過したものと判定し、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５では、モータ駆動指令および電流低減指令の出力を開始してこのフローを終了し、スタートに戻る。これにより、電動モータ９は、ピニオン８の回転駆動を開始してリングギヤ７を回し始める。また、電流低減指令によりアーマチャ１２への通電量が低減され、アーマチャ１２への突入電流が抑制される。

ステップＳ１６では、突入電流収束時間が経過したか否かを判定する。そして、ステップＳ１６で突入電流収束時間が経過したと判定すれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１７に進んで電流低減指令の出力を停止し、突入電流収束時間が経過していないと判定すれば（ＮＯ）、電流低減指令の出力を維持してこのフローを終了し、スタートに戻る。

ステップＳ１８では、エンジン２が始動したか否かを判定し、エンジン２が始動したと判定すれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１９に進んでモータ駆動指令およびピニオン駆動指令の出力を停止する。また、エンジン２が始動していないと判定すれば（ＮＯ）、モータ駆動指令およびピニオン駆動指令の出力を維持してこのフローを終了し、スタートに戻る。

〔実施例の動作〕
実施例のエンジン始動装置１による動作を、図４および図５のタイムチャートに基づき説明する。
ここで、図４および図５のタイムチャートは、図３のフローチャートを実行したときの各種指令信号のオンオフや各パラメータの数値の経時変化を示すものである。また、図４は、プリセットモードの実行によりピニオン８がリングギヤ７に噛み合い、その後、エンジン始動要求がないままエンジン２が停止する場合の経時変化を示す。さらに、図５は、プリセットモードの実行によりピニオン８がリングギヤ７に噛み合い、その後、エンジン２が停止する前にエンジン始動要求が発生した場合の経時変化を示す。

図４のタイムチャートによれば、時間ｔ０で燃料の供給が停止されてエンジン２の停止が始まる。これにより、エンジン回転数が低下し始める。また、燃料供給等に関わる各種機器が動作を停止し、バッテリ１６の電圧が上昇する。
そして、時間ｔ１でエンジン回転数がプリセット指示値よりも小さくなり、ピニオン駆動指令および電流低減指令の出力が始まる。

これにより、コイル１３への通電が始まり、ピニオン８がリングギヤ７に向かって直進を開始する（なお、コイル１３、アーマチャ１２への通電量は、それぞれ、図４および図５のタイムチャートにおいて「ピニオン駆動電流」、「モータ駆動電流」として表示する。）。ここで、コイル１３への通電量は電流低減指令により低減されているので、ピニオン８の直進速度が抑制される。このため、ピニオン８は抑制された低い直進速度でリングギヤ７に当接するので軸方向衝撃音が抑制される。

そして、時間ｔ２で噛み合い時間が経過して電流低減指令の出力が停止される。また、ピニオン駆動指令の出力は維持される。これにより、コイル１３には通電量が増加されて引き続き電流が流れ続け、ピニオン駆動部３５は、磁気的な吸引力を発生し続ける。このため、ピニオン８は、リングギヤ７が回転し続けていても、リターンスプリングの付勢力によりリングギヤ７から離脱することなく、リングギヤ７との噛み合いを維持する。
そして、時間ｔ３でエンジン２の停止が完了してピニオン駆動指令の出力が停止され、コイル１３への通電が終わる。

図５のタイムチャートによれば、時間ｔ２で噛み合い時間が経過して電流低減指令の出力が停止された後、エンジン２の停止が完了する前に、時間ｔ４でエンジン始動要求が発生する。これにより、時間ｔ４でモータ駆動指令および電流低減指令の出力が始まる。つまり、ピニオン８がリングギヤ７に噛み合った後、エンジン２の停止が完了する前にエンジン始動要求が発生し、モータ駆動指令および電流低減指令の出力が始まる。なお、ピニオン駆動指令の出力は維持される。

このため、アーマチャ１２への通電が始まり、電動モータ９は、ピニオン８の回転駆動を開始してリングギヤ７を回し始める。ここで、アーマチャ１２への通電量は電流低減指令により低減されているので、突入電流が抑制されてバッテリ１６の電圧降下が抑制される。なお、コイル１３への通電量は、アーマチャ１２への通電開始により一時的に降下する。

そして、時間ｔ５で突入電流収束時間が経過して電流低減指令の出力が停止される。また、ピニオン駆動指令およびモータ駆動指令の出力は維持される。これにより、コイル１３およびアーマチャ１２には引き続き電流が流れ続け、ピニオン８はリングギヤ７から離脱することなくリングギヤ７を回し続ける。
そして、時間ｔ６でエンジン２が始動してピニオン駆動指令およびモータ駆動指令の出力が停止され、コイル１３およびアーマチャ１２への通電が終わるとともにピニオン８がリングギヤ７から離脱して停止する。

〔実施例の効果〕
実施例のエンジン始動装置１によれば、電流増減手段４は、スタータ回路１７を構成する回路要素であってコイル１３への通電量を増減し、制御手段５は、電流増減手段４にコイル１３への通電量を低減するための電流低減指令を出力する。
これにより、制御手段５に電流低減指令を出力させることで、コイル１３への通電量を低減してピニオン駆動部３５で発生する磁気的な吸引力を弱めることができる。このため、ピニオン８の直進速度を低減することができるので、軸方向衝撃音を抑制することができる。同時に、ピニオン８やリングギヤ７の摩耗、およびピニオン８のストッパ３０への当接音も抑制することができる。

また、制御手段５は、プリセットモードを実行する時に電流低減指令を電流増減手段４に出力する。
プリセットモードでは、エンジン２への燃料供給が停止されて各種機器が停止するので、軸方向衝撃音が目立つ虞が高い。そこで、プリセットモードの実行に合わせて電流増減手段４に電流低減指令を与えてコイル１３への通電量を低減する。これにより、軸方向衝撃音が目立つ虞が高いプリセットモードにおいて、コイル１３への通電量を低減して軸方向衝撃音を抑制することができる。

また、制御手段５は、プリセットモードの実行中に、エンジン始動要求が発生すると電流低減指令の出力を停止する。
これにより、プリセットモードの実行中にエンジン始動要求が発生した時に、コイル１３への通電量を高めてピニオン８の直進速度を増加することができる。このため、プリセットモードの実行中にエンジン始動要求が発生した時に、エンジン２の早期始動を優先することができる。

また、電流増減手段４は、電流低減指令の出力によりアーマチャ１２への通電量を低減することができるように、スタータ回路１７に組み入れられている。
これにより、アーマチャ１２への突入電流を低減してバッテリ１６の大幅な電圧低下を抑制することができる。また、径方向衝撃音を抑制することもできる。さらに、アーマチャ１２、コイル１３それぞれに通電量低減用の回路要素を個別に設ける場合よりもコストを下げることができる。

〔変形例〕
エンジン始動装置１の態様は、実施例に限定されず種々の変形例を考えることができる。
例えば、実施例のエンジン始動装置１によれば、電流増減手段４は、アーマチャ１２およびコイル１３の両方への通電量を低減するように、スタータ回路１７に組み入れられていたが、アーマチャ１２、コイル１３それぞれに通電量低減用の回路要素を個別に設けてもよい。

また、実施例のエンジン始動装置１によれば、プリセットモードの実行時に電流低減指令を出力して軸方向衝撃音を抑制していたが、プリセットモードの実行時以外の時にも電流低減指令を出力して軸方向衝撃音を抑制してもよい。
また、電流増減手段４は、抵抗差を有する２つの枝路５７、５８が並列接続したものであって枝路５７にスイッチが組み入れられているものであったが、電流増減手段４の態様はこのようなものに限定されない。

１エンジン始動装置２エンジン４電流増減手段（第１電流増減手段）５制御手段７リングギヤ８ピニオン１３コイル１０電磁継電器（電磁ソレノイド）１７スタータ回路（電気回路網）３５ピニオン駆動部（電磁ソレノイド）

Claims

エンジン（２）のリングギヤ（７）に向かい直進してこのリングギヤ（７）に噛み合うとともに、前記リングギヤ（７）を回して前記エンジン（２）を始動するピニオン（８）と、
コイル（１３）への通電により磁気的な吸引力を発生し、この磁気的な吸引力により前記ピニオン（８）を直進駆動する電磁ソレノイド（３５、１０）と、
前記コイル（１３）を含む電気回路網（１７）を構成する回路要素であって、前記コイル（１３）への通電量を増減する第１電流増減手段（４）と、
この第１電流増減手段（４）に前記コイル（１３）への通電量を低減するための指令信号を出力する制御手段（５）とを備えるエンジン始動装置（１）。
請求項１に記載のエンジン始動装置（１）において、
前記制御手段（５）は、
前記エンジン（２）がアイドルストップにより回転を停止する前に、前記コイル（１３）への通電を指令して前記ピニオン（８）を前記リングギヤ（７）に噛み合わせるプリセットモードを有し、
このプリセットモードを実行する時に、前記コイル（１３）への通電量を低減するための指令信号を前記第１電流増減手段（４）に出力することを特徴とするエンジン始動装置（１）。
請求項２に記載のエンジン始動装置（１）において、
前記制御手段（５）は、
前記プリセットモードの実行中に、前記エンジン（２）を始動する要求が発生すると、前記コイル（１３）への通電量を低減するための指令信号の出力を停止することを特徴とするエンジン始動装置（１）。
請求項１ないし請求項３の内のいずれか１つに記載のエンジン始動装置（１）において、
前記ピニオン（８）を回転駆動するトルクを発生する電動モータ（９）と、
この電動モータ（９）のアーマチャ（１２）を含む電気回路網（１７）を構成する回路要素であって、前記アーマチャ（１２）への通電量を増減する第２電流増減手段（４）とを備え、
前記制御手段（５）は、前記第２電流増減手段（４）に前記アーマチャ（１２）への通電量を低減するための指令信号を出力することを特徴とするエンジン始動装置（１）。
請求項４に記載のエンジン始動装置（１）において、
前記第１電流増減手段（４）と前記第２電流増減手段（４）とは、前記コイル（１３）および前記アーマチャ（１２）を含む電気回路網（１７）を構成する１つの回路要素であり、
前記制御手段（５）は、前記１つの回路要素に前記コイル（１３）および前記アーマチャ（１２）への通電量を低減するための指令信号を出力することを特徴とするエンジン始動装置（１）。
請求項１ないし請求項５の内のいずれか１つに記載のエンジン始動装置（１）において、
前記第１電流増減手段（４）として機能する回路要素は、抵抗差を有する少なくとも２つの枝路（５７、５８）が並列接続したものであって低抵抗の枝路（５７）にスイッチ（５９）が組み入れられ、前記制御手段（５）から出力される指令信号により前記スイッチ（５９）が開くことを特徴とするエンジン始動装置（１）。