JP2017089385A - エンジンの始動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンを確実かつ早期に始動させることができるエンジンの始動制御装置を提供する。【解決手段】エンジン始動システムは、エンジン出力軸１５に初期回転を付与するスタータ１２と、エンジン出力軸１５に駆動連結された回転電機１３と、回転電機１３に流れる通電電流を調整するインバータ２５と、を備えている。ＥＣＵ３０は、スタータ１２の駆動開始後でありかつエンジン１１の燃焼による自立回転の開始前において、回転電機１３からエンジン出力軸１５への動力付与により、又は回転電機１３による発電電力のスタータ１２への供給によりエンジン出力軸１５の回転をアシストする際の制御指令値を設定する設定部と、前記設定部により設定した制御指令値に基づいて、インバータ２５の電流調整によりエンジン出力軸１５の回転アシストを行わせる制御部と、を備えている。【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジンの始動制御装置に関するものである。

近年においては、燃費改善等を目的としてアイドリングストップ機能を具備した車両が実用化されており、アイドリングストップの実施により始動装置であるスタータが頻繁に駆動される。また、アイドリングストップ後の再始動時には、エンジンのいち早い始動が求められる。そのため、スタータや始動方法について種々の技術が提案されている。

例えば特許文献１には、エンジン始動装置としてギア式スタータとベルト式スタータとを備えるエンジン始動システムにおいて、これら各スタータを協働させてエンジンを始動させる技術が開示されている。具体的には、エンジン出力軸の回転開始必要トルクが、エンジン温度に基づき設定される高温乗越トルクよりも大きい場合に、ギア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とともに、エンジン出力軸の回転継続必要トルクが、ギア式スタータ及びベルト式スタータの各モータの印加電圧に基づき設定される基準トルクよりも小さい場合に、ギア式スタータを作動させずベルト式スタータを作動させることが開示されている。

特許第４００３５３０号公報

ところで、エンジン始動のためのクランキング期間におけるエンジン回転速度に着目すると、そのエンジン回転速度は、エンジンの燃焼サイクル、すなわち燃焼室容積の増減や吸排気弁の開閉に応じて増減変動する。この場合、エンジン回転速度のボトム付近では、スタータの回転によりエンジン出力軸に回転力が付与されるが、エンジン回転速度が上昇すると、一時的にエンジン回転速度がスタータ回転速度よりも高くなり、エンジン出力軸に対して回転力が付与されないことが考えられる。これは、エンジンを確実かつ早期に始動させようとする上で不利になると考えられる。こうした不都合は、例えば上記特許文献１においても解消し得るものではなく、改善の余地があると考えられる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、エンジンを確実かつ早期に始動させることができるエンジンの始動制御装置を提供することにある。

本発明は、
エンジン（１１）の出力軸（１５）に初期回転を付与するスタータ（１２）と、前記出力軸に駆動連結された回転電機（１３）と、前記回転電機に流れる通電電流を調整する電流調整装置（２５）と、を備えるエンジン始動システムに適用され、
前記スタータの駆動開始後でありかつ前記エンジンの燃焼による自立回転の開始前において、前記回転電機から前記出力軸への動力付与により、又は前記回転電機による発電電力の前記スタータへの供給により前記出力軸の回転をアシストする際の制御指令値を設定する設定部と、
前記設定部により設定した制御指令値に基づいて、前記電流調整装置の電流調整により前記出力軸の回転アシストを行わせる制御部と、
を備えることを特徴とする。

スタータの駆動開始後でありかつエンジンの燃焼による自立回転の開始前には、エンジンの燃焼サイクルに応じた回転変動が生じる。この場合、一時的にエンジン回転速度がスタータ回転速度よりも高くなり、エンジン出力軸に対して回転力が付与されない期間が存在することになるため、エンジン始動性に悪影響を及ぼしていると考えられる。

この点、エンジン出力軸の回転をアシストする制御指令値を設定し、その制御指令値に基づいて、電流調整装置の電流調整によりエンジン出力軸の回転アシストを行わせる構成とした。エンジン出力軸の回転アシストは、回転電機から出力軸への動力付与により、又は回転電機による発電電力のスタータへの供給により行われる。この場合、一時的にエンジン回転速度がスタータ回転速度よりも高くなる期間があるとしても、エンジン出力軸の回転アシストによって、その出力軸に対して適正な回転力を継続的に付与することが可能となる。また、エンジン出力軸の回転アシストを電流調整装置の電流調整により実施する構成としたため、エンジン出力軸に対して回転力を追加付与する上で適正な制御を容易に実現できる。その結果、エンジンを確実かつ早期に始動させることを実現できる。

エンジン制御システムの概略構成を示す図。 エンジン始動時におけるスタータ電流の変化を示すタイムチャート。 エンジン始動時におけるエンジン及びスタータの回転速度の変化を示すタイムチャート。 始動制御の手順を示すフローチャート。 エンジン温度と始動要求トルクとの関係を示す図。 始動要求トルクと目標電流値との関係を示す図。 （ａ）はエンジン出力軸の回転アシストを実施する場合のシミュレーション結果を示すタイムチャート、（ｂ）は回転アシストを実施しない場合のシミュレーション結果を示すタイムチャート。 第２実施形態における始動制御の手順を示すフローチャート。 始動要求トルクと電流指令値との関係を示す図。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、車両用のガソリンエンジンを制御する制御システムとして具体化している。まず、図１に基づいてエンジン制御システムの概略構成を説明する。

図１において、本システムは、エンジン１１と、スタータ１２と、回転電機１３と、バッテリ１４と、ＥＣＵ３０とを備えている。エンジン１１は例えば４気筒４サイクルエンジンである。エンジン出力軸１５の一端には被駆動ギアとしてのリングギア１６が連結され、他端には被駆動プーリ１７が連結されている。スタータ１２はギア式スタータであり、モータを備える本体部１８と、モータ駆動により回転する駆動ギアとしてのピニオンギア１９とを有している。なお図示は省略するが、スタータ１２にはオーバーランニングクラッチ（ワンウェイクラッチ）が設けられており、エンジン１１側の回転によりスタータ１２が逆駆動されることが抑制されている。つまり、ピニオンギア１９は一方向にのみリングギア１６を回転駆動するものとなっている。バッテリ１４は、鉛蓄電池やリチウムイオン蓄電池、キャパシタ等により構成されていればよく、異なる複数の蓄電装置の組み合わせで構成されていてもよい。

エンジン始動時には、リングギア１６とピニオンギア１９とが噛み合った状態で、バッテリ１４からの電力供給によりスタータ１２が回転駆動されることによって、エンジン出力軸１５に初期回転が付与される。このとき、スタータ１２によるクランキング中にエンジン１１において燃焼が開始されるとエンジン１１が自立回転し、エンジン回転速度が上昇して始動が完了する。

回転電機１３は、三相交流回転機により構成されたベルト式発電機でもあり、回転電機１３の回転軸２１には駆動プーリ２２が設けられている。エンジン１１側の被駆動プーリ１７と回転電機１３側の駆動プーリ２２とはベルト２３により駆動連結されており、エンジン出力軸１５の回転によって回転電機１３の回転軸２１が回転する一方、回転電機１３の回転軸２１の回転によってエンジン出力軸１５が回転する。この場合、回転電機１３は、エンジン出力軸１５や図示しない車軸の回転により回生発電を行う発電機能と、エンジン出力軸１５に回転力を付与する力行機能とを備え、ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）を構成するものとなっている。

回転電機１３には、電流調整装置としてのインバータ２５が一体に設けられている。インバータ２５はバッテリ１４に接続されている。インバータ２５は、周知のとおり複数の半導体スイッチング素子を備えて構成されており、その半導体スイッチング素子のスイッチング制御により直流−交流で電力変換を実施する。回転電機１３による発電時には、発電により生じた交流電力がインバータ２５で直流電力に変換され、その直流電力によりバッテリ１４が充電される。また、回転電機１３による力行駆動時には、バッテリ１４から供給される直流電力がインバータ２５で交流電力に変換され、その交流電力により回転電機１３が駆動される。

ＥＣＵ３０は、周知のマイクロコンピュータ等を備えてなる電子制御装置であり、本システムに設けられている各種センサの検出結果等を入力し、それらに基づいて燃料噴射量制御や点火時期制御などの各種エンジン制御や、アイドリングストップ制御を実施する。各種センサとしては、例えばエンジン回転速度を検出する回転角センサ２６や、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ２７、外気温を検出する外気温センサ２８などが設けられており、これら各センサの検出信号がＥＣＵ３０に逐次入力される。図示以外に、車速信号、アクセル操作信号、ブレーキ操作信号、大気圧検出信号等もＥＣＵ３０に逐次入力される。

回転角センサ２６について簡単に説明しておく。回転角センサ２６は、エンジン運転状態で所定クランク角毎にパルス信号を出力するものであり、エンジン出力軸１５と一体に回転するパルサ（回転円板）と、パルサの外周部近傍に設けられた電磁ピックアップ部とを備えている。そして、エンジン出力軸１５の回転に伴い、パルサの外周部に設けられた複数の突起により、所定の回転角度間隔（本実施形態では１０°ＣＡ間隔）で電磁ピックアップ部から検出信号（ＮＥ信号）が出力される。パルサの外周部には複数の突起の一部を欠落させた欠歯部が設けられており、その欠歯部によりエンジン１１の基準回転位置が検出されるようになっている。ＮＥ信号のパルス幅に基づいてエンジン回転速度ＮＥが算出されるとともに、ＮＥ信号をカウントしてクランク角位置が算出される。

ＥＣＵ３０は、アイドリングストップ制御として、周知のとおり所定の自動停止条件の成立によりエンジン１１を自動停止させ、かつその自動停止状態下で所定の再始動条件の成立によりエンジン１１を自動再始動させる。自動停止・再始動の条件には、車速、アクセル操作、ブレーキ操作等が含まれる。本実施形態では、車両における初回始動時と自動再始動との両方においてスタータ１２によりエンジン１１を始動させることとしている。

ところで、スタータ１２によるエンジン始動時には、スタータ１２への通電開始当初に突入電流と称される大電流が流れ、その後、スタータ１２によるクランキング回転を維持するための駆動電流が流れる。この場合、例えば図２に示すように、通電開始からタイミングｔ１までの期間ＴＡで突入電流が流れ、その後、エンジン１１の回転変動に応じて脈動しつつスタータ駆動電流が流れる。

エンジン回転速度ＮＥは、エンジン１１の燃焼サイクルに応じて変動する。すなわち、エンジン１１では、各気筒において吸入、圧縮、膨張、排気の各行程が繰り返し実施される。そのため、エンジン１１では、各行程において吸排気弁の開閉の状態や燃焼室容積が変化し、その変化に応じてエンジン回転速度ＮＥ（詳しくは、所定の回転角度間隔の瞬時回転速度）が増減変化する。そして、このエンジン回転速度ＮＥの変動に応じて、スタータ駆動電流の脈動が生じる。

エンジン回転速度ＮＥの変動について図３を用いてより詳しく説明する。図３には、１８０°ＣＡ周期での回転変動が示されている。エンジン始動のためのクランキング中にエンジン回転速度ＮＥが増減変化する場合には、エンジン回転速度ＮＥが低下すると、スタータ１２のピニオンギア１９によりリングギア１６が回転駆動される状態となり、エンジン回転速度ＮＥとスタータ回転速度ＮＳとが一致する。また、エンジン回転速度ＮＥが上昇するとピニオンギア１９が空転する状態となり、エンジン回転速度ＮＥがスタータ回転速度ＮＳに対して上昇する。すなわち、エンジン回転速度ＮＥのボトム付近では、スタータ１２の回転によりエンジン出力軸１５に回転力が付与されるが、エンジン回転速度ＮＥが上昇すると、一時的にエンジン回転速度ＮＥがスタータ回転速度ＮＳよりも高くなり、エンジン出力軸１５に対して回転力が付与されなくなると考えられる。この場合、エンジン１１の燃焼サイクルに応じて、スタータ駆動電流に脈動が生じる。

本実施形態では、クランキング期間においてスタータ１２側からエンジン出力軸１５への動力伝達が断続的に生じることに着目し、スタータ１２によるエンジン始動時に回転電機１３によるエンジン駆動を併せて実施することとしている。この場合、ＥＣＵ３０は、スタータ１２の駆動開始後であり、かつエンジン１１の燃焼による自立回転の開始前の期間において、回転電機１３からエンジン出力軸１５への動力付与によりエンジン出力軸１５の回転をアシストすべく、制御指令値として、インバータ２５から回転電機１３に出力される出力電流の指令値を設定する。そして、そのインバータ出力電流の指令値に基づいて、インバータ２５において電流調整を行わせ、その電流調整によりエンジン出力軸１５の回転アシストを行わせる。

また、本実施形態では特に、上記のごとくエンジン１１の回転変動が生じることに関して、スタータ回転速度ＮＳよりもエンジン回転速度ＮＥが高回転となる期間で、それ以外の期間よりもアシスト量が大きくなるように、インバータ出力電流の指令値を時系列で設定することとしている。この場合、図３に示すように、エンジン１１の回転変動に合わせて、インバータ出力電流が増減変化する。

図４は、エンジン始動処理の手順を示すフローチャートであり、本処理は、ＥＣＵ３０により所定周期で繰り返し実施される。

図４において、ステップＳ１１では、今現在、エンジン１１のクランキング中であるか否かを判定し、クランキング中でなければステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、エンジン始動要求の有無を判定し、始動要求があったことを条件に後続のステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、エンジン１１の始動要求トルクを算出する。このとき、始動要求トルクは、エンジン温度（水温又は油温でも可）や周辺環境温度、大気圧に基づいて算出されるとよい。具体的には、例えば図５の関係を用い、エンジン温度に基づいて始動要求トルクを算出する。なお、図５では、所定の低温域及び高温域においてフリクション増加を加味して始動要求トルクが大きくなる関係が定められている。その他に、走行履歴や、路面傾斜角度、天候等の情報を加味して始動要求トルクを算出することも可能である。

その後、ステップＳ１４では、エンジン１１の始動要求トルクに基づいて、エンジン出力軸１５の回転アシストを行う場合における回転電機１３の回転駆動に要するインバータ出力電流の指令値を算出する。このとき、スタータ１２及び回転電機１３に対する各通電電流を合算した電流の目標値（目標電流値）を、始動要求トルクに基づいて算出するとともに、その目標値に基づいてスタータ１２及び回転電機１３のそれぞれの通電電流の配分を実施する。そして、その各通電電流の配分の結果から、インバータ出力電流の指令値を算出する。

具体的には、例えば図６の関係を用いて目標電流値を算出する。このとき、始動要求トルクが大きいほど、目標電流値として大きい値を算出する。そして、スタータ１２の通電電流を、スタータ１２の電流上限値以下の所定のスタータ電流値に定めるとともに、目標電流値からスタータ電流値を減算した結果に基づいて、インバータ出力電流の指令値を設定する。つまり、「インバータ出力電流の指令値＝目標電流値−スタータ電流値」とする。これにより、スタータ１２及び回転電機１３への各通電電流を、都度の要求に応じて一括で制御することが可能となる。なお、スタータ電流値は、スタータ１２の定格出力〔ｋＷ〕や定格トルク〔Ｎ・ｍ〕、定格電流、最大電流といったモータ仕様に基づいて定められるとよい。

図６において、始動要求トルクが「Ａ」未満の場合には、スタータ１２の駆動のみで始動要求トルクが生成される。そのため、インバータ出力電流の指令値はゼロとして設定される。また、始動要求トルクが「Ａ」以上の場合には、都度の始動要求トルクの大きさに応じた配分で、スタータ電流値とインバータ出力電流の指令値とが各々設定される。ただし、トルク全域において、インバータ出力電流の指令値がゼロ超の値で設定される構成であってもよい。

スタータ電流値として複数の電流値を定めておき、その電流値を可変に設定する構成であってもよい。例えば、スタータ１２の使用頻度（累積回数、又は使用間隔）に応じてスタータ電流値を設定する構成とし、スタータ使用頻度が大きい場合に、小さい場合に比べてスタータ電流値を小さい値とする。

また本実施形態では、クランキング中に、スタータ回転速度ＮＳよりもエンジン回転速度ＮＥが高回転となる期間で、それ以外の期間よりもインバータ出力電流が大きくなるよう時系列でインバータ出力電流の指令値を設定することとしている。この場合、クランキング期間におけるエンジン１１の回転変動を、クランク角位置に応じて時系列で変動プロファイルとして予め規定しておき、その変動プロファイルに則して時系列にインバータ出力電流の指令値を設定する。

補足すると、クランキング期間では、所定の基準回転位置を基準とするエンジン１１のクランク角位置に応じてエンジン１１の回転変動が生じる。そのため、スタータ回転速度ＮＳよりもエンジン回転速度ＮＥが高回転となる期間を予め把握することが可能となっている。つまり、エンジン回転変動の変動プロファイルの把握が可能となっている。かかる場合に、クランキング開始後においてエンジン回転位置が判明した後に、変動プロファイルに合わせて時系列でインバータ出力電流の指令値を設定するとよい。

なお、インバータ出力電流の指令値を、エンジン回転速度ＮＥとスタータ回転速度ＮＳとの大小関係にかかわらず一定値として設定することも可能である。

ステップＳ１５では、スタータ１２への通電を開始する。これにより、スタータ１２によるクランキングが開始される。なおこの時点では、回転電機１３の駆動は開始されない。

クランキングの開始後は、ステップＳ１６においてエンジン回転速度ＮＥが所定回転速度まで上昇したか否かにより、エンジン１１の自立回転が開始されたか否かを判定する。すなわち、エンジン始動が完了したか否かを判定する。そして、始動完了したと判定されると、本処理を終了する。

また、始動完了前であればステップＳ１７に進み、スタータ１２の通電開始から所定時間が経過したか否かを判定する。これは、スタータ１２の駆動開始後においてスタータ１２に突入電流が流れた後であることを判定する処理である。そして、ステップＳ１７がＹＥＳであればステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、ステップＳ１４で算出したインバータ出力電流の指令値に基づいて、インバータ２５において電流調整を行わせる。このとき、スタータ１２によるクランキング中に、図１に「ｉ１」で示すようにバッテリ１４からインバータ２５に電流が流れ、インバータ２５の働きにより回転電機１３が力行駆動される。これにより、回転電機１３からエンジン出力軸１５に動力が付与されて、エンジン出力軸１５の回転アシストが行われる。

なお、ステップＳ１７，Ｓ１８の判定処理を無くし、ステップＳ１５でのスタータ通電の開始時に、インバータ２５の電流調整による回転電機１３の力行駆動を開始する構成であってもよい。

図７は、エンジン始動時において、本実施形態におけるエンジン出力軸１５の回転アシストを実施する場合のシミュレーション結果と、その回転アシストを実施しない場合のシミュレーション結果とを示すタイムチャートである。なお、図７（ａ）には、インバータ出力電流の指令値を一定値として設定する場合について例示している。

エンジン出力軸１５の回転アシストを実施する場合と回転アシストを実施しない場合とを比べると、アシスト実施の場合の方がエンジン回転速度ＮＥが高くなり、これによりエンジン始動性の向上を見込めることが分かる。また、回転電機１３による動力負担によって、スタータ電流の低減が図られ、結果としてスタータ１２の小型化が可能になることが分かる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

エンジン始動時において、エンジン出力軸１５の回転をアシストするためのインバータ出力電流の指令値（制御指令値）を設定し、その指令値に基づいて、インバータ２５の電流調整によりエンジン出力軸１５の回転アシストを行わせる構成とした。そのため、クランキング期間において一時的にエンジン回転速度ＮＥがスタータ回転速度ＮＳよりも高くなる期間があるとしても、エンジン出力軸１５の回転アシストによって、その出力軸１５に対して適正な回転力を継続的に付与することが可能となる。また、エンジン出力軸１５の回転アシストをインバータ２５の電流調整により実施する構成としたため、エンジン出力軸１５に対して回転力を追加付与する上で適正な制御を容易に実現できる。その結果、エンジン１１を確実かつ早期に始動させることを実現できる。

クランキング期間においてスタータ回転速度ＮＳよりもエンジン回転速度ＮＥが高回転となる期間で、それ以外の期間よりもアシスト量が大きくなるようにインバータ出力電流の指令値を設定する構成にした。そのため、クランキング期間におけるアシスト量の過不足を抑えつつ、エンジン出力軸１５に適正な回転力を付与できる。

エンジン回転変動の変動プロファイルを予め規定しておき、その変動プロファイルに則して時系列でインバータ出力電流の指令値を設定する構成とした。これにより、所望とするエンジン出力軸１５の回転アシストを簡易に実施できる。

都度の始動要求トルクに基づいてインバータ出力電流の指令値を設定する構成にしたため、エンジン１１の状態や周囲環境に応じて始動要求トルクが変わっても、それに応じて適正にエンジン始動を行わせることができる。

スタータ１２の駆動開始後においてスタータ１２に突入電流が流れた後に、インバータ出力電流の指令値に基づいてエンジン出力軸１５の回転アシストを行わせる構成とした。この場合、エンジン回転変動に起因するスタータ通電電流の脈動が生じる期間に限定して、回転アシストの制御が実施される。これにより、回転電機１３による回転アシストに伴うエネルギ消費を必要最小限としつつ、エンジン始動性の向上を図ることができる。

エンジン始動時に、インバータ２５の電流調整により回転電機１３を力行駆動させ、その回転電機１３の力行駆動により、エンジン出力軸１５の回転をアシストする構成とした。この場合、スタータ１２への通電電流を低電流に抑えつつも、適正なエンジン始動を実現できる。これにより、スタータ駆動に要する通電電流を低減でき、ひいてはスタータ１２の小型化が可能となる。

スタータ１２及び回転電機１３に対する各通電電流を合算した電流の目標値を求めるとともに、その目標値に基づいてスタータ１２及び回転電機１３のそれぞれの通電電流を配分し、その配分の結果からインバータ出力電流の指令値を設定する構成とした。この場合、スタータ１２及び回転電機１３への各通電電流を一括で制御することで、例えばスタータ１２側の電流上限値や駆動能力を加味しつつ、エンジン始動に必要な電流を適正化することができる。

スタータ１２はエンジン１１側の回転により逆駆動されることがない構成となっており、ＮＥ＞ＮＳの状態でリングギア１６によりピニオンギア１９が回転しても、モータ逆回転や回生動作は行われない。そのため、システム電流の変動が抑制されるものとなっている。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、回転電機１３による発電電力のスタータ１２への供給によりエンジン出力軸１５の回転をアシストすることとしており、その回転アシストの際の制御指令値として、インバータ２５からスタータ１２に供給される供給電流の指令値を設定する。そして、供給電流指令値に基づくインバータ２５の電流調整によりエンジン出力軸１５の回転アシストを行わせる。

図８は、本実施形態におけるエンジン始動処理の手順を示すフローチャートであり、本処理は、図４の処理に置き換えてＥＣＵ３０により実施される。なお、図８の処理と図４の処理とは概ね同じ内容であり、共通の処理については同じステップ番号を付して説明を割愛する。

図８では、図４との相違点としてステップＳ２１の処理を実施する。すなわち、エンジン１１のクランキング中でなく、かつエンジン始動指令があった場合（Ｓ１１がＮＯ、Ｓ１２がＹＥＳの場合）に、ステップＳ２１において、エンジン１１の始動要求トルクに基づいて、エンジン出力軸１５の回転アシストを行うためのインバータ２５からスタータ１２への供給電流の指令値を算出する。このスタータの供給電流の指令値が制御指令値に相当する。例えば図９の関係を用いてスタータ供給電流の指令値を算出するとよい。このとき、始動要求トルクが大きいほど、スタータ供給電流の指令値として大きい値を算出する。また、バッテリ蓄電状態に基づいてスタータ供給電流の指令値を算出してもよく、例えばバッテリ電圧が低い場合に、バッテリ電圧が高い場合に比べてスタータ供給電流の指令値として大きい値を算出する構成でもよい。

また、ステップＳ２１では、クランキング中において、スタータ回転速度ＮＳよりもエンジン回転速度ＮＥが高回転となる期間で、それ以外の期間よりもスタータ供給電流が大きくなるよう時系列でスタータ供給電流の指令値を設定するとよい。

そしてその後、図４で説明したとおり、スタータ１２への通電開始によりスタータ１２によるクランキングを開始するとともに、スタータ１２への通電開始から所定時間が経過した時点で、スタータ供給電流の指令値に基づいて、インバータ２５において電流調整を行わせる（Ｓ１７，Ｓ１８）。このとき、スタータ１２によるクランキング中に、図１に「ｉ２」で示すようにインバータ２５からバッテリラインを経由してスタータ１２に電流が流れ、エンジン出力軸１５の回転アシストが行われる。なお、インバータ２５からスタータ１２に電流が直接供給される以外に、バッテリ１４に電流が一旦供給されることで、バッテリ１４を経由してスタータ１２に電流が供給される構成であってもよい。さらにその後、エンジン回転速度ＮＥが所定回転速度まで上昇すると、エンジン始動が完了したと判定する。

以上詳述した第２実施形態では、エンジン始動時に、インバータ２５の電流調整を行いつつ回転電機１３を発電駆動させ、その回転電機１３による発電電力のスタータ１２への供給により、エンジン出力軸１５の回転をアシストする構成とした。この場合、やはりスタータ１２の小型化を図りつつも、適正なエンジン始動を実現できる。

（他の実施形態）
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。

・上記実施形態では、エンジン始動時における回転変動の変動プロファイルを用いて、時系列の制御指令値を設定する構成としたが、これを変更してもよい。例えば、ＥＣＵ３０が、スタータ１２に流れる通電電流を検出又は推定により取得し、その通電電流に基づいて、制御指令値を設定する構成であってもよい。スタータ電流は、バッテリ電圧や始動要求トルクをパラメータとして推定されるとよい。

・上記実施形態では、回転電機１３に一体に電流調整装置（インバータ２５）を設ける構成としたが、これに限らず、回転電機１３とは別体で電流調整装置を設ける構成であってもよい。また、スタータ１２側に電流制御装置を設けてもよい。

・スタータ１２において通電状態を可変にしてもよい。この場合、突入電流の最大値を低減でき、スタータ１２のブラシ寿命を延ばすことができる。

１１…エンジン、１２…スタータ、１３…回転電機、１５…エンジン出力軸、２５…インバータ（電流調整装置）、３０…ＥＣＵ（設定部、制御部）。

Claims (9)

1. エンジン（１１）の出力軸（１５）に初期回転を付与するスタータ（１２）と、前記出力軸に駆動連結された回転電機（１３）と、前記回転電機に流れる通電電流を調整する電流調整装置（２５）と、を備えるエンジン始動システムに適用され、
   前記スタータの駆動開始後でありかつ前記エンジンの燃焼による自立回転の開始前において、前記回転電機から前記出力軸への動力付与により、又は前記回転電機による発電電力の前記スタータへの供給により前記出力軸の回転をアシストする際の制御指令値を設定する設定部と、
   前記設定部により設定した制御指令値に基づいて、前記電流調整装置の電流調整により前記出力軸の回転アシストを行わせる制御部と、
   を備えるエンジンの始動制御装置。
2. 前記設定部は、前記エンジンの回転変動によりスタータ回転速度よりもエンジン回転速度が高回転となる期間で、それ以外の期間よりもアシスト量が大きくなるように前記制御指令値を設定する請求項１に記載のエンジンの始動制御装置。
3. 前記回転変動を時系列で変動プロファイルとして予め規定しておき、
   前記設定部は、前記変動プロファイルに則して時系列で前記制御指令値を設定する請求項２に記載のエンジンの始動制御装置。
4. 前記エンジンの始動に要する始動要求トルクを算出する要求トルク算出部を備え、
   前記設定部は、前記始動要求トルクに基づいて前記制御指令値を設定する請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエンジンの始動制御装置。
5. 前記制御部は、前記スタータの駆動開始後において当該スタータに突入電流が流れた後に、前記設定部により設定した制御指令値に基づいて前記出力軸の回転アシストを行わせる請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエンジンの始動制御装置。
6. 前記設定部は、前記回転電機から前記出力軸への動力付与により前記出力軸の回転をアシストする際の制御指令値として、前記電流調整装置から前記回転電機に出力される出力電流の指令値を設定し、
   前記制御部は、前記出力電流の指令値に基づく前記電流調整装置の電流調整により前記出力軸の回転アシストを行わせる請求項１乃至５のいずれか１項に記載のエンジンの始動制御装置。
7. 前記設定部は、前記スタータ及び前記回転電機に対する各通電電流を合算した電流の目標値を求めるとともに、その目標値に基づいて前記スタータ及び前記回転電機のそれぞれの通電電流を配分し、その配分の結果から前記出力電流の指令値を設定する請求項６に記載のエンジンの始動制御装置。
8. 前記設定部は、前記スタータの通電電流を、当該スタータの電流上限値以下の所定のスタータ電流値に定めるとともに、前記目標値から前記スタータ電流値を減算した結果に基づいて、前記出力電流の指令値を設定する請求項７に記載のエンジンの始動制御装置。
9. 前記設定部は、前記回転電機による発電電力の前記スタータへの供給により前記出力軸の回転をアシストする際の制御指令値として、前記電流調整装置から前記スタータに供給される供給電流の指令値を設定し、
   前記制御部は、前記供給電流の指令値に基づく前記電流調整装置の電流調整により前記出力軸の回転アシストを行わせる請求項１乃至５のいずれか１項に記載のエンジンの始動制御装置。

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