JP2017008738A - エンジン始動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成によりエンジンを確実に始動させる。
【解決手段】エンジン始動装置は、エンジンを始動する起動手段と、リチウムイオン電池から起動手段に電力を供給する電力供給回路と、起動手段によりエンジンが始動しないときには電力供給回路により鉛酸電池の電力を起動手段に供給してエンジンを始動させる制御手段とを含む。
【選択図】図１

Description

この発明は、リチウムイオン電池及び鉛酸電池を備えたエンジン始動装置に関する。

特許文献１には、２つの電池を備える車両において、エンジン始動直後の電池の電圧値に基づいて電池の劣化状態を検出し、電池が劣化したとの判定がなされたときには、他の電池を用いてエンジンを始動させる装置が開示されている。

特許第４７１５７８１号公報

しかしながら、上述した装置では、電池の劣化判定がエンジンの始動直後に行われるため、エンジン停止後に電池が故障したとしても、エンジン停止後は電池の状態判定が行われないので、他の電池に切り替えてエンジンを再始動させることは困難であった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成により、エンジンを確実に始動させるエンジン始動装置を提供することにある。

本発明は以下のような解決手段によって上述の課題を解決する。

本発明のある態様によれば、鉛酸電池及びリチウムイオン電池を備えるエンジン始動装置は、エンジンを始動する起動手段と、前記リチウムイオン電池から前記起動手段に電力を供給する電力供給回路とを含む。さらにエンジン始動装置は、前記起動手段により前記エンジンが始動しないときには、前記電力供給回路により前記鉛酸電池から前記起動手段に電力を供給して前記エンジンを始動させる制御手段を含む。

本発明によれば、エンジンが始動しなかったときには、リチウムイオン電池が故障している可能性が高いため、鉛酸電池の電力を用いてエンジンを始動させる。このため、リチウムイオン電池の故障に伴いエンジンが始動しなかったときには、リチウムイオン電池の状態を判定する処理を行うことなく、鉛酸電池の電力が起動手段に供給されるので、簡易な構成により確実にエンジンを始動させることができる。

図１は、本発明の第１実施形態における車両の回路構成の一例を示す回路図である。 図２は、本実施形態における車両を制御する制御方法の一例を示すフローチャートである。 図３は、本実施形態における鉛酸電池によるクランキング処理の一例を示すフローチャートである。 図４は、本発明の第２実施形態における鉛酸電池によるクランキング処理の一例を示すフローチャートである。 図５は、本発明の第３実施形態における鉛酸電池によるクランキング処理の一例を示すフローチャートである。 図６は、本発明の第４実施形態における鉛酸電池によるクランキング処理の一例を示すフローチャートである。

以下、添付された図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態におけるエンジン始動装置の構成を示す回路図である。

エンジン始動装置１００は、車両に搭載されたエンジンを始動する装置である。

エンジン始動装置１００は、運転者により車両のイグニションキーがオフ（ＯＦＦ）からオン（ＯＮ）に切り替えられると、運転者が車両を運転する運転状態となり、エンジンを始動させる。エンジン始動装置１００は、イグニッションキーがオン状態、すなわち車両が運転状態のときであっても、必要に応じてエンジンを一時的に停止させる。

例えば、エンジン始動装置１００は、車両が減速又は停止したときにエンジンを停止させ、その後、車両が発進し得るときにエンジンをクランキングして始動させる。このようなエンジン制御のことを「アイドリングストップ制御」という。また、イグニッションキーがオン状態でエンジンが停止している運転状態のことを「アイドリングストップ」といい、アイドリングストップからエンジンを再始動させることを「アイドリングスタート」という。

また、エンジン始動装置１００は、車両の走行中において所定の条件が成立したときにエンジンを停止させ、その後、必要に応じてエンジンを始動させるものであってもよい。このように車両の走行中にエンジンを停止させることを「コースティングストップ」といい、コースティングストップからエンジンを再始動させることを「コースティングスタート」という。コースティングスタートは、例えば、車両のアクセルペダルが踏み込まれた場合や、運転者の足がブレーキペダルから離された場合などに実施される。

エンジン始動装置１００は、オルタネータ１０と、スタータ１１と、電装品１２と、電力供給回路２０と、コントローラ３０とを含む。電力供給回路２０は、リチウムイオン電池２１と、鉛酸電池２２と、スイッチ２３とを含む。

オルタネータ１０は、エンジンの回転によって駆動されて電力を発生する発電機である。オルタネータ１０は、車両の減速時に制動力が車両に働くように駆動されて発電するものであってもよい。オルタネータ１０は、発電した電力をリチウムイオン電池２１に充電する。また、オルタネータ１０は、発電した電力を、スイッチ２３を介して鉛酸電池２２に充電する。

スタータ１１は、エンジンを始動（クランキング）する起動手段である。スタータ１１は、エンジンの近傍に配置され、コントローラ３０によって制御される。スタータ１１は、リチウムイオン電池２１に対して並列に接続される。スタータ１１は、リチウムイオン電池２１から出力される電力を用いて駆動する。スタータ１１は、イグニションキーがオンに設定されると、車両が運転状態となり、エンジンをクランキングする。

また、スタータ１１は、アイドリングストップ後、車両が発進し得るときにエンジンを再始動する。エンジンを再始動するための条件としては、例えば、車両のアクセルペダルが踏み込まれた場合や、ブレーキペダルが離された場合などが挙げられる。

電装品１２は、電力によって作動するデバイスである。電装品１２は、車両に搭載され、コントローラ３０によって制御される。電装品１２は、鉛酸電池２２に対して並列に接続される。電装品１２は、例えば、複数のデバイスにより構成される。

電装品１２には、運転者の視界を確保するための視界確保デバイスや、運転者の操縦を補助する操縦補助デバイス、車室を暖める暖房装置、車室内の空気状態を調節する空気調整装置などが含まれる。

視界確保デバイスとしては、例えば、ワイパーや、ヘッドライトなどが挙げられる。操縦補助デバイスとしては、例えば、ビークルダイナミクスコントロール（ＶＤＣ：Vehicle Dynamics Control）に用いられるシステムや、電動パワーステアリング（ＥＰＳ：Electric Power Steering）などが挙げられる。また、暖房装置は、例えば、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータにより実現される。

電力供給回路２０は、リチウムイオン電池２１からスタータ１１に電力を供給するとともに、鉛酸電池２２から電装品１２に電力を供給する電気回路である。また、電力供給回路２０は、オルタネータ１０の発電電力を、リチウムイオン電池２１及び鉛酸電池２２のうちの少なくとも一方の電池に供給する。

リチウムイオン電池２１は、非水電解質の二次電池である。リチウムイオン電池２１は、鉛酸電池２２に比べて、充放電を繰り返しても劣化しにくい特性を有する。リチウムイオン電池２１の満充電状態での開放電圧は、例えば１３．１Ｖ（ボルト）である。

鉛酸電池２２は、水電解質の二次電池である。鉛酸電池２２については、リチウムイオン電池２１に比べて、充放電の繰返しに伴う劣化が進みやすい。鉛酸電池２２の満充電状態での開放電圧は、例えば１２．７Ｖである。

スイッチ２３は、リチウムイオン電池２１の正極端子と鉛酸電池２２の正極端子との間を接続した電源線に接続される。すなわち、スイッチ２３は、リチウムイオン電池２１と鉛酸電池２２との間を遮断又は接続するものである。本実施形態では、スイッチ２３は、定常時に短絡されて閉状態（オン状態）となり、通電時に開放されて開状態（オフ状態）となる。例えば、スイッチ２３は、ノーマリークローズ型のリレースイッチにより実現される。

イグニッションキーがオンに切り替えられると、スイッチ２３はオフ状態に設定されてリチウムイオン電池２１からスタータ１１に電力が供給される。エンジンの始動後は、スイッチ２３はオン状態に切り替えられてリチウムイオン電池２１及び鉛酸電池２２の双方から電装品１２に電力が供給される。

また、アイドリングスタートやコースティングスタートを実行するときには、スイッチ２３はオフ状態に設定されてリチウムイオン電池２１からスタータ１１に電力が供給される。エンジンが再始動しなかったときには、スイッチ２３はオフ状態からオン状態に切り替えられて鉛酸電池２２からスタータ１１に電力が供給される。

コントローラ３０は、スタータ１１、電装品１２及びスイッチ２３の作動をそれぞれ制御する制御手段である。コントローラ３０は、例えば、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）により構成される。

コントローラ３０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えるマイクロコンピュータにより構成される。コントローラ３０は、複数のマイクロコンピュータを用いて構成されるものであってもよい。

コントローラ３０は、イグニッションキーがオフからオンに切り替えられると、スイッチ２３をオフ状態に設定する。これにより、電力供給回路２０は、リチウムイオン電池２１からスタータ１１に電力を供給する。そしてコントローラ３０は、エンジンを始動させる始動指令信号をスタータ１１に出力する。これにより、スタータ１１は、リチウムイオン電池２１の電力を用いてエンジンをクランキングする。なお、コントローラ３０は、イグニッションキーがオンに切り替えられたときには、鉛酸電池２２の電力を用いてスタータ１１を駆動してエンジンを始動させるようにしてもよい。

また、コントローラ３０は、アイドリングストップ制御を実行する。

本実施形態では、コントローラ３０は、車両の運転中にアイドリングストップ条件が成立した場合には、エンジンを自動的に停止させる。例えば、車両の運転中に、アクセルペダルが全閉になった場合や、ブレーキペダルが踏み込まれた場合などに、コントローラ３０は、アイドリングストップ条件が成立したと判断する。

アイドルストップ状態において、コントローラ３０は、エンジン再始動条件が成立したときには、スタータ１１を制御してエンジンを自動的に再始動させる。例えば、アクセルペダルが再び踏み込まれた場合や、ブレーキペダルが離された場合などに、コントローラ３０は、エンジン再始動条件が成立したと判断する。

エンジン再始動条件が成立した場合には、コントローラ３０は、スイッチ２３をオフ状態に設定してスタータ１１に始動指令信号を出力することにより、リチウムイオン電池２１の電力を用いてエンジンを始動させる。

ここで、エンジン再始動条件が成立したときにスイッチ２３をオフ状態に設定してスタータ１１を駆動しても、エンジンの停止中にリチウムイオン電池２１が故障し、又はリチウムイオン電池２１の配線が外れ、エンジンが再始動しないことも想定される。

この対策として本実施形態では、コントローラ３０は、スイッチ２３をオフ状態に設定してリチウムイオン電池２１の電力をスタータ１１に供給しても、エンジンが再始動しなかったときには、スイッチ２３をオフ状態からオン状態に切り替える。これにより、鉛酸電池２２がスタータ１１に接続され、鉛酸電池２２からスタータ１１に電力が供給される。鉛酸電池２２がスタータ１１に接続されると、コントローラ３０は、再度、スタータ１１に始動指令信号を出力することにより、鉛酸電池２２の電力を用いてエンジンを始動させる。

このように、アイドリングストップ中やコースティングストップ中にリチウムイオン電池２１が故障してエンジンが始動できなくなったとしても、スイッチ２３がオン状態に設定されるので、スタータ１１には鉛酸電池２２の電力が供給される。これにより、スタータ１１が作動するので、エンジンを再始動させることが可能となる。

図２は、本実施形態におけるエンジンを始動する制御方法の一例を示すフローチャートである。図２では、車両がアイドルストップ状態に遷移したときのエンジン始動制御方法について説明する。この制御方法は、所定の時間間隔（例えば、数ｍｓ）で繰り返し実行される。

ステップＳ１０１においてコントローラ３０は、図１で述べたエンジン再始動条件が成立したか否かを判断する。コントローラ３０は、エンジン再始動条件が成立していない場合には、エンジン再始動条件が成立するまでの間、ステップＳ１０１の処理を繰り返し実行する。

ステップＳ１０２においてコントローラ３０は、エンジン再始動条件が成立した場合には、スイッチ２３をオフ状態（ＯＦＦ）に設定する。これにより、電力供給回路２０は、リチウムイオン電池２１からスタータ１１に電力を供給するとともに、鉛酸電池２２から電動品１２に電力を供給する。

ステップＳ１０３においてコントローラ３０は、リチウムイオン電池２１の電力を用いてスタータ１１を制御することにより、エンジンを再始動させる。本実施形態では、コントローラ３０が、スタータ１１に始動指令信号を出力し、スタータ１１が、始動指令信号を受けると、リチウムイオン電池２１の電力を用いてエンジンをクランキングする。

ステップＳ１０４においてコントローラ３０は、リチウムイオン電池２１の電力を用いてスタータ１１を駆動したときに、エンジンが再始動したか否かを判断する。コントローラ３０は、エンジンが再始動しなかったと判断した場合には、リチウムイオン電池２１が故障したか、リチウムイオン電池２１の配線が外れた可能性があると判定する。

本実施形態では、コントローラ３０は、エンジンの回転速度が、予め定められた閾値を超えた場合にはエンジンが再始動したと判断し、エンジンの回転速度が所定の閾値を超えなかった場合にはエンジンが再始動しなかったと判断する。なお、エンジンの回転速度は、エンジンに設けられた回転速度センサの信号に基づいて算出される。

リチウムイオン電池２１の電力を用いてエンジンが再始動したときには、コントローラ３０は、エンジン始動制御方法を終了する。

一方、ステップＳ１１０においてコントローラ３０は、エンジンが再始動しなかったときには、鉛酸電池２２によるエンジン始動処理を実行する。すなわち、コントローラ３０は、鉛酸電池２２から出力される電力を用いてスタータ１１を駆動してエンジンを始動させる。このような処理の詳細については、図３を参照して後述する。

ステップＳ１０５においてコントローラ３０は、次回以降のアイドルリングストップを禁止する。

例えば、アイドリングストップ制御の実行の可否を示す許可フラグがコントローラ３０に予め保持される。許可フラグは、アイドリングストップ制御を許可する場合には「１」に設定され、アイドリングストップ制御を禁止する場合には「０」に設定される。コントローラ３０は、この許可フラグを参照して、アイドルストップ制御を実行するか否かを判断する。コントローラ３０は、ステップＳ１１０の処理が終了すると、許可フラグを「０」に設定する。これにより、コントローラ３０は、次回以降のアイドリングストップ制御を禁止する。

車両の運転中にアイドリングストップ制御が頻繁に実行されると、鉛酸電池２２の充放電の回数が増加するので、鉛酸電池２２が早期に劣化してしまう。この対策として、コントローラ３０は、鉛酸電池２２の電力を用いてエンジンを再始動した後は、アイドリングストップ制御を禁止する。

これにより、鉛酸電池２２の劣化を抑制することができる。したがって、鉛酸電池２２から電装品１２に供給される電力の低下を抑制しつつ、車両がアイドリングストップ状態から復帰できなくなるという事態を回避することができる。

ステップＳ１０５の処理が終了すると、コントローラ３０によるエンジン始動制御方法についての一連の処理が終了する。

図３は、ステップＳ１１０において実行される鉛酸電池２２によるエンジン始動処理の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ１１１においてコントローラ３０は、図２に示したステップＳ１０４でエンジンが再始動しなかったとの判断がなされた場合には、スイッチ２３をオン状態（ＯＮ）に設定する。これにより、電力供給回路２０は、鉛酸電池２２からスタータ１１に電力を供給する。

ステップＳ１１２においてコントローラ３０は、スタータ１１に始動指令信号を出力する。これにより、スタータ１１は、鉛酸電池２２から出力される電力を用いてエンジンをクランキングする。すなわち、コントローラ３０は、鉛酸電池２２の電力を用いてエンジンを再始動させる。

ステップＳ１１３においてコントローラ３０は、鉛酸電池２２の電力を用いてスタータ１１を駆動したときにエンジンが始動したか否かを判断する。そして、エンジンが始動すると、コントローラ３０は、鉛酸電池２２によるエンジン始動処理を終了して、図２に示した始動制御方法の処理に戻り、ステップＳ１０５に進む。

このように、コントローラ３０は、車両の運転中にアイドリングストップやコースティングストップなどの所定の運転条件が成立した場合にエンジンを停止する。その後、コントローラ３０は、スタータ１１を駆動した場合において、エンジンが再始動しなかったときには、スタータ１１に電力を供給する電源を、リチウムイオン電池２１から鉛酸電池２２に切り替える。

エンジンが再始動しなかったときは、エンジンの停止中においてリチウムイオン電池２１に何らかの不具合が発生し、リチウムイオン電池２１の電圧が低下した可能性が高い。そのため、リチウムイオン電池２１の故障に伴いエンジンが再始動しなかったときには、コントローラ３０は、鉛酸電池２２の電力をスタータ１１に供給する。これにより、スタータ１１が作動するので、エンジンを再始動させることができる。したがって、車両がアイドリングストップから復帰できなくなるという事態を回避することができる。

なお、本実施形態では、アイドリングスタート時にリチウムイオン電池２１によりエンジンが再始動しなかったときのエンジン始動処理について説明したが、コースティングスタート時にリチウムイオン電池２１によりエンジンが再始動しなかった場合であっても、本実施形態と同様の処理を実行するようにしてもよい。このように、車両の運転中にエンジンが停止した後、リチウムイオン電池２１の電力を用いてスタータ１１を制御してもエンジンが再始動しなかったときには、本実施形態のエンジン始動処理を実行することにより、簡易な処理により、エンジンを確実に始動させることができる。

本発明の第１実施形態によれば、エンジン始動装置１００は、エンジンを始動するスタータ１１と、車両の運転中においてエンジンが停止した後にリチウムイオン電池２１の電力をスタータ１１に供給する電力供給回路２０と、コントローラ３０とを備える。コントローラ３０は、エンジンが停止している運転状態でスタータ１１を駆動したときにエンジンが始動しなかったときには、電力供給回路２０の接続状態を切り替えて鉛酸電池２２の電力をスタータ１１に供給し、スタータ１１を制御してエンジンを始動させる。

このように、本実施形態によれば、スタータ１１に電力を供給する電源としてリチウムイオン電池２１を用いることにより、鉛酸電池２２を用いた場合に比べて、充放電の繰返しに伴う電池の劣化を抑制することができる。したがって、より確実にエンジンを始動させるこができる。

さらに、コントローラ３０は、エンジンが再始動しなかったときには、リチウムイオン電池２１が故障している可能性が高いため、リチウムイオン電池２１の状態検出を行うことなく、鉛酸電池２２の電力をスタータ１１に供給する。このため、リチウムイオン電池２１の故障に伴いエンジンが再始動しなかったときには、直ちに鉛酸電池２２の電力がスタータ１１に供給されるので、簡易な構成によりエンジンを確実に再始動させることができる。したがって、エンジンが停止している運転状態、例えば、アイドリングストップ状態やコースティングストップ状態から復帰できなくなるという事態を回避することができる。

また、本実施形態によれば、電力供給回路２０は、スタータ１１と鉛酸電池２２との間を遮断するスイッチ２３を含む。コントローラ３０は、車両の運転中にエンジンを停止した後、スタータ１１を制御してもエンジンが再始動しなかったときには、スイッチ２３をオフ状態（遮断状態）からオン状態（接続状態）に切り替える。ここにいう車両の運転中とは、イグニッションキーがオン状態に設定されているときのことである。

このように、スタータ１１と鉛酸電池２２との間にスイッチ２３を配置し、エンジンが再始動しなかったときにスイッチ２３をオン状態に設定するだけで、鉛酸電池２２からスタータ１１に電力を供給することが可能となる。すなわち、鉛酸電池２２の電力をスタータ１１に供給する電力供給回路２０を簡易な構成により実現することができる。

さらに、本実施形態によれば、コントローラ３０は、鉛酸電池２２の電力を用いてエンジンを再始動させた後は、車両の運転中にエンジンを停止することを禁止する。

すなわち、コントローラ３０は、鉛酸電池２２の電力を用いてエンジンをクランキングし、エンジンの再始動が成功したときには、イグニッションスイッチがオフに切り替えられるまでアイドリングストップやコースティングストップの制御を禁止する。これにより、車両の運転中において、鉛酸電池２２によるエンジンの再始動処理が頻繁に行われずに済むので、充放電の繰返しに伴う鉛酸電池２２の劣化を抑制することができる。

これに加え、鉛酸電池２２の電力を用いてエンジンを再始動させる場合、車両によっては、鉛酸電池２２に接続された電装品１２の機能を制限しなければならない。このような車両においては、鉛酸電池２２を用いてアイドリングスタートを実行した後、次回以降のアイドリングストップ制御を禁止することで、電装品１２の機能を制限する必要がなくなる。したがって、運転者の快適な運転環境を維持することができる。

なお、鉛酸電池２２には電装品１２が接続されているため、電装品１２が作動しているときに鉛酸電池２２の電力がスタータ１１に供給されると、電装品１２の動作が不安定になることが懸念される。そこで、電装品１２の作動を考慮した実施形態について図４乃至図６を参照して簡単に説明する。

（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態における鉛酸電池２２によるエンジン始動処理の一例を示すフローチャートである。本実施形態のエンジン始動処理は、図２に示したステップＳ１１０の処理に対応する。

本実施形態のエンジン始動処理には、図３に示したステップＳ１１１及びＳ１１２の処理の他に、新たにステップＳ１２１の処理が追加されている。ここでは、ステップＳ１１１及びＳ１１２の処理は図３で述べた処理と同じであるため、新たに追加されたステップＳ１２１の処理についてのみ詳細に説明する。

図４には、アイドリングストップ中、又はコースティングストップ中にリチウムイオン電池２１が故障し、リチウムイオン電池２１の電力がスタータ１１に十分に供給されず、エンジンが再始動しなかったときに実行されるエンジン始動処理が示されている。また、本実施形態では、電装品１２は、図１で述べたように、コントローラ３０や、ワイパー、ヘッドライト、アンチブレーキシステム、電動パワーステアリング、ＰＴＣヒータ、空気調整装置などにより構成されている。

ステップＳ１２１においてコントローラ３０は、図２に示したステップＳ１０４の処理によりエンジンが再始動しなかったときには、鉛酸電池２２に接続された大電力デバイスの作動が停止しているか否かを判断する。

大電力デバイスとは、鉛酸電池２２に接続された複数のデバイスのうち、鉛酸電池２２から供給される電力が大きい電動デバイスのことである。大電力デバイスとしては、例えば、ビークルダイナミクスコントロールシステムや、電動パワーステアリング、ＰＴＣヒータなどが挙げられる。ビークルダイナミクスコントロールシステムや電動パワーステアリングには、例えば５０ｍＡ（ミリアンペア）程度の電流が鉛酸電池２２から供給される。

コントローラ３０は、大電力デバイスが作動している場合には、鉛酸電池２２の電力を用いてエンジンを再始動させることなく、鉛酸電池２２によるエンジン始動処理を終了する。

一方、大電力デバイスの作動が停止している場合には、ステップＳ１１１においてコントローラ３０は、スイッチ２３をオフ状態に設定することにより、鉛酸電池２２から出力される電力をスタータ１１に供給する。そしてステップＳ１１２においてコントローラ３０は、鉛酸電池２２の電力を用いてスタータ１１を駆動してエンジンを再始動させる。

一般に、鉛酸電池２２から出力される電力が大きくなるほど、鉛酸電池２２の電圧は低下する。大電力デバイスが作動すると、鉛酸電池２２から大電力デバイスに供給される電力が大きくなるため、鉛酸電池２２の電圧が大きく低下する。

一方、鉛酸電池２２からコントローラ３０に供給される電圧が所定の閾値よりも低下すると、コントローラ３０はリセットされてしまう。この対策として、エンジン始動装置１００は、大電力デバイスが作動して鉛酸電池２２の電圧が低下したとしても、コントローラ３０がリセットされないように設計される。

しかしながら、大電力デバイスが動作している状態でスイッチ２３がオン状態に設定され、鉛酸電池２２からスタータ１１に電力が供給されると、鉛酸電池２２の電圧が所定の閾値よりも低下し、コントローラ３０が意図せずにリセットされる可能性がある。

このため、大電力デバイスが作動しているときには、コントローラ３０は、鉛酸電池２２の電力を用いてエンジンを再始動させることを禁止する。これにより、コントローラ３０がリセットされるのを回避することができる。

なお、本実施形態では、大電力デバイスが作動しているときには、鉛酸電池２２の電力を用いてエンジンを再始動させることを禁止したが、大電力デバイスの作動が停止した後に、鉛酸電池２２の電力を用いてエンジンを再始動させるようにしてもよい。

本発明の第２実施形態によれば、コントローラ３０は、車両の運転中にエンジンを停止し、その後、リチウムイオン電池２１の電力を用いてスタータ１１を駆動する。そして、エンジンが再始動しなかった場合において、電装品１２が作動しているときには、コントローラ３０は、鉛酸電池２２の電力を用いてエンジンを再始動させることを抑制する。これにより、電装品１２の作動中にさらにスタータ１１が作動したときに鉛酸電池２２の電圧が低くなり過ぎ、電装品１２の作動が不安定になるのを抑制することができる。

また、本実施形態によれば、コントローラ３０は、電装品１２に含まれる大電力デバイスの作動が停止しているときに、鉛酸電池２２の電力を用いてエンジンを再始動させる。大電力デバイスとは、鉛酸電池２２に接続されるコントローラ３０などの複数のデバイスのうち、鉛酸電池２２から供給される電力が大きいデバイスのことである。大電力デバイスとしては、ビークルダイナミクスコントロールシステムや、電動パワーステアリング、ＰＴＣヒータなどが含まれる。

これにより、鉛酸電池２２からスタータ１１への電力供給に起因する鉛酸電池２２の電圧低下に伴って、コントローラ３０の動作が意図せずにリセットされるのを回避することができる。すなわち、車両を安定的に制御することができる。

なお、鉛酸電池２２をスタータ１１に接続することに伴い、鉛酸電池２２に接続された電装品１２のうち、運転者の安全に関わるデバイスの機能が不安定になることが懸念される。このような事態を回避する手法について本発明の第３実施形態で説明する。

（第３実施形態）
図５は、本発明の第３実施形態の鉛酸電池２２によるエンジン始動処理の一例を示すフローチャートである。

本実施形態のエンジン始動処理においては、図４に示したステップＳ１２１の処理に代えて、ステップＳ１３１及びＳ１３２の処理が加えられている。ここでは、説明の重複を避けるために、ステップＳ１３１及びＳ１３２の処理についてのみ詳細に説明する。

ステップＳ１３１においてコントローラ３０は、鉛酸電池２２に接続された視界確保デバイスの動作が停止しているか否かを判断する。視界確保デバイスとは、例えば、ワイパーやヘッドライトのことである。

そして、コントローラ３０は、視界確保デバイスが作動している場合には、鉛酸電池２２の電力を用いてエンジンを再始動させることなく、鉛酸電池２２によるエンジン始動処理を終了する。仮にヘッドライトが作動しているときに鉛酸電池２２の電力をスタータ１１に供給すると、ヘッドライトがチラつく可能性がある。

ステップＳ１３２においてコントローラ３０は、視界確保デバイスの作動が停止している場合には、鉛酸電池２２に接続された操縦補助デバイスの作動が停止しているか否かを判断する。操縦補助デバイスとは、例えば、ビークルダイナミクスコントロールシステムや、電動パワーステアリング、ＰＴＣヒータなどのことである。

そして、コントローラ３０は、操縦補助デバイスが作動している場合には、操縦補助デバイスの作動が停止するまで、ステップＳ１３２の処理を繰り返し実行する。

ステップＳ１３２においてコントローラ３０は、操縦補助デバイスの作動が停止している場合には、ステップＳ１１１の処理に進み、図３で述べたとおり、スイッチ２３をオン状態に設定する。仮にビークルダイナミクスコントロールシステムが作動しているときに鉛酸電池２２の電力をスタータ１１に供給すると、ビークルダイナミクスコントロールシステムによる効果が十分に得られなくなる可能性がある。

なお、本実施形態ではステップＳ１３１の処理の後にステップＳ１３２の処理を実行したが、コントローラ３０は、先にステップＳ１３２の処理を実行し、その後にステップＳ１３１の処理を実行するようにしてもよい。

このように、コントローラ３０は、アイドリングストップ後又はコースティングストップ後には、まず、リチウムイオン電池２１の電力を用いてスタータ１１を駆動する。このとき、エンジンが再始動しなかったときには、コントローラ３０は、視界確保デバイスが停止した状態であり、かつ、操縦補助デバイスが停止した状態である場合に限り、鉛酸電池２２の電力を用いてエンジンを再始動させる。

これにより、鉛酸電池２２からスタータ１１への電力供給に伴う鉛酸電池２２の電圧低下が原因となって視界確保デバイス及び操縦補助デバイスの動作が不安定になることを回避することができ、運転者の安全を確保することができる。

なお、視界確保デバイス及び操作補助デバイスの中で、鉛酸電池２２の電力をスタータ１１に供給しても動作が不安定にならないデバイスが存在することもある。そのため、動作が不安定にならないデバイスについては、そのデバイスの作動が停止するまでステップＳ１１１の処理を待機しなくてもよい。

本発明の第３実施形態によれば、コントローラ３０は、エンジンが再始動しなかった場合において、電装品１２の視界確保デバイスの作動、又は、操縦補助デバイスの作動が停止しているときに、鉛酸電池２２の電力を用いてエンジンを再始動させる。

これにより、アイドリングストップ後にエンジンを再始動させるときには、鉛酸電池２２の電力をスタータ１１に供給したことに伴い、視界確保デバイス及び操縦補助デバイスのいずれかが機能しなくなるという事態を回避することができる。したがって、運転者の安全を確保しつつ、アイドリングストップ後にエンジンを再始動させることができる。

なお、視界確保デバイス及び操縦補助デバイスのような安全確保デバイス以外の他の大電力デバイスが作動しているときに、鉛酸電池２２の電力がスタータ１１に供給されると、コントローラ３０がリセットされてしまうことも懸念される。このような事態を回避する手法について本発明の第４実施形態で説明する。

（第４実施形態）
図６は、本発明の第４実施形態の鉛酸電池２２によるエンジン始動処理の一例を示すフローチャートである。

本実施形態のエンジン始動処理においては、図５に示したエンジン始動処理の他に、新たにステップＳ１４１、Ｓ１４２及びＳ１４３の処理が追加されている。ここでは、新たに追加されたステップＳ１４１〜Ｓ１４３の各処理についてのみ詳細に説明する。

ステップＳ１４１においてコントローラ３０は、ステップＳ１３２で視界確保デバイス及び操縦補助デバイスの両者が停止している場合には、他の大電力デバイスが作動しているか否かを判断する。

他の大電力デバイスとは、電力の供給を一時的に停止しても直ちに危険な状態にならないデバイスのことであり、視界確保デバイス及び操縦補助デバイスといった安全確保デバイス以外の大電力デバイスのことである。他の大電力デバイスとしては、例えば、ＰＣＴヒータや、空気調節装置、モータファンなどが挙げられる。

コントローラ３０は、他の大電力デバイスが作動していない場合には、ステップＳ１１１の処理に進み、鉛酸電池２２の電力をスタータ１１に供給して、エンジンが始動するまでスタータ１１を駆動する。

一方、ステップＳ１４２においてコントローラ３０は、他の大電力デバイスが作動しているときには、他の大電力デバイスの作動を強制停止する。これにより、他の大電力デバイスへの電力供給に伴う鉛酸電池２２の電圧低下を抑制することができる。したがって、ステップＳ１１１でコントローラ３０がスイッチ２３をオン状態に切り替えても、鉛酸電池２２の電圧が所定の閾値を下回りにくくなるので、コントローラ３０の作動が意図せずにリセットされるのを抑制することができる。

その後、ステップＳ１４３においてコントローラ３０は、ステップＳ１１３でエンジンが再始動したと判断した場合には、ステップＳ１４２で強制停止した他の大電力デバイスを再び作動するように制御する。

このように、アイドリングストップ中に他の大電力デバイスが作動している場合において、鉛酸電池２２の電力を用いてエンジンを再始動させるときには、他の大電力デバイスの作動を一旦停止する。これにより、他の大電力デバイスの作動を停止した分だけ、鉛酸電池２２の電圧低下が抑制されるので、コントローラ３０が意図せずにリセットされるのを回避することができる。

本発明の第４実施形態によれば、コントローラ３０は、アイドリングストップ後にリチウムイオン電池２１の電力を用いてスタータ１１を駆動する。この場合において、コントローラ３０は、エンジンが始動しなかったときには、鉛酸電池２２の電力を用いてエンジンをクランキングしている間は、運転時の安全性に関わるデバイス以外の大電力デバイスの作動を停止する。運転時の安全性に関わるデバイス以外の大電力デバイスとは、電装品１２のうち、視界確保デバイス及び操縦補助デバイスの双方とは異なるデバイスであって、鉛酸電池２２から供給される電力が大きい電動デバイスのことである。

このように、視界確保デバイス及び操縦補助デバイス以外の大電力デバイスの作動が停止するまで、鉛酸電池２２によるエンジンの再始動のタイミングを遅らせる必要がないので、早期にエンジンを再始動させることができる。さらに、大電力デバイスを一旦停止させることにより、鉛酸電池２２の電圧低下が抑制されるので、コントローラ３０のリセットを抑制できる。

したがって、リチウムイオン電池２１が故障したときに、迅速に、鉛酸電池２２の電力を用いてエンジンを再始動させることができるとともに、鉛酸電池２２の電圧低下に伴うコントローラ３０のリセットを防ぐことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、本発明は、オルタネータ１０の代わりにモータジェネレータが設けられた車両に適用することができ、また、スタータ１１の代わりに、そのモータジェネレータを用いてエンジンをクランキングする車両に適用することもできる。この場合には、モータジェネレータが、エンジンを始動する起動手段として機能する。

なお、上記実施形態は、適宜組み合わせ可能である。

１１ スタータ（起動手段）
１２ 電装品（電動デバイス、視角確保デバイス、操縦補助デバイス）
２０ 電力供給回路
２１ リチウムイオン電池
２２ 鉛酸電池
２３ スイッチ
３０ コントローラ
１００ エンジン始動装置

Claims (7)

1. 鉛酸電池及びリチウムイオン電池を備えるエンジン始動装置であって、
   エンジンを始動する起動手段と、
   前記リチウムイオン電池から前記起動手段に電力を供給する電力供給回路と、
   前記起動手段により前記エンジンが始動しないときには、前記電力供給回路により前記鉛酸電池から前記起動手段に電力を供給して前記エンジンを始動させる制御手段と、
   を含むことを特徴とするエンジン始動装置。
2. 請求項１に記載のエンジン始動装置であって、
   前記電力供給回路は、前記起動手段と前記鉛酸電池との間を遮断するスイッチを含み、
   前記制御手段は、前記車両の運転中にエンジンを停止した後、前記リチウムイオン電池を用いて前記起動手段を制御した場合において前記エンジンが再始動しないときには、前記スイッチを遮断状態から接続状態に切り替える、
   ことを特徴とするエンジン始動装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のエンジン始動装置であって、
   前記制御手段は、前記車両の運転中に前記エンジンが再始動しない場合において、前記鉛酸電池に接続されたデバイスが作動しているときには、前記鉛酸電池を用いて前記エンジンを再始動させることを抑制する、
   ことを特徴とするエンジン始動装置。
4. 請求項３に記載のエンジン始動装置であって、
   前記制御手段は、前記鉛酸電池に接続された複数のデバイスのうち、前記鉛酸電池から供給される電力が大きい電動デバイスの作動が停止した状態のときに、前記鉛酸電池を用いて前記エンジンを再始動させる、
   ことを特徴とするエンジン始動装置。
5. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエンジン始動装置であって、
   前記制御手段は、前記エンジンが再始動しない場合において、前記鉛酸電池に接続される複数のデバイスのうち、運転者の視界を確保するための視界確保デバイス、又は、運転者の操縦を補助するための操縦補助デバイスの作動が停止した状態のときに、前記鉛酸電池を用いて前記エンジンを再始動させる、
   ことを特徴とするエンジン始動装置。
6. 請求項５に記載のエンジン始動装置であって、
   前記制御手段は、前記エンジンが再始動しない場合において、前記鉛酸電池を用いて前記エンジンを再始動させるときには、前記複数のデバイスのうち、前記視界確保デバイス及び前記操縦補助デバイスの双方とは異なるデバイスであって前記鉛酸電池から供給される電力が大きい電動デバイスの作動を停止する、
   ことを特徴とするエンジン始動装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のエンジン始動装置であって、
   前記制御手段は、前記鉛酸電池を用いて前記エンジンを始動した後は、前記車両の運転中に前記エンジンを停止することを禁止する、
   ことを特徴とするエンジン始動装置。

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