JP2018035724A - エンジン始動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１始動機及び第２始動機を用いて適正なるエンジン始動を実現することができるエンジン始動装置を提供する。
【解決手段】ＥＣＵ３０は、エンジン１０を始動させる始動機としてスタータ１１とオルタネータ２０とを備える車両に適用され、始動要求に応じてスタータ１１を駆動させるとともに、その後にオルタネータ２０を駆動させることで、エンジン１０を始動させる。ＥＣＵ３０は、スタータ１１の駆動状態に相関する第１パラメータ、及びオルタネータ２０の駆動状態に相関する第２パラメータの少なくともいずれかを取得する取得部と、取得部により取得した第１パラメータ及び第２パラメータの少なくともいずれかに基づいて、スタータ１１の駆動停止タイミングとオルタネータ２０の駆動開始タイミングとの間の期間を制御する駆動制御部と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジン始動装置に関するものである。

エンジンの始動方法として、ギア駆動式のスタータとＩＳＧ（Integrated Starter Generator）等の回転電機を併用した方法が提案されている。この始動方法は、大きなトルクが必要となるエンジン回転初期の段階ではスタータを駆動させ、その後ＩＳＧを駆動させるという方法であり、これによりＩＳＧのみでエンジンを始動させる場合に比べて、ＩＳＧの小型化や低コスト化が図られている。

このようなスタータとＩＳＧを併用した始動方法として、特許文献１に記載のエンジン始動装置がある。特許文献１に記載の始動装置では、エンジンの初爆まではスタータ（始動モータ）でクランキングを行い、その後、エンジンの完爆まではＩＳＧ（電動モータ）によりクランキングを行っている。またこの始動方法では、スタータ駆動からＩＳＧ駆動に移行する際に、各始動機の駆動が重複する期間を設けている。

特許第４４２１５６７号公報

ところで、スタータとＩＳＧとからなる２つの始動機を併用する構成では、各始動機において種々の要因により駆動状態が相違することがある。そのため、各始動機における駆動状態の相違により、各始動機の駆動期間でのエンジン回転速度の変化に差が生じ、ひいてはエンジン始動性に影響が及ぶと考えられる。例えば、２つの始動機のうち一方の始動機の回転速度が低下していると、それに起因してエンジン始動性が悪化する。

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、第１始動機及び第２始動機を用いて適正なるエンジン始動を実現することができるエンジン始動装置を提供することにある。

第１の発明では、エンジン（１０）を始動させる始動機として第１始動機（１１）と第２始動機（２０）とを備える車両に適用され、始動要求に応じて前記第１始動機を駆動させるとともに、その後に前記第２始動機を駆動させることで、前記エンジンを始動させるエンジン始動装置（２２，３０）であって、前記第１始動機の駆動状態に相関する第１パラメータ、及び前記第２始動機の駆動状態に相関する第２パラメータの少なくともいずれかを取得する取得部と、前記取得部により取得した前記第１パラメータ及び前記第２パラメータの少なくともいずれかに基づいて、前記第１始動機の駆動停止タイミングと前記第２始動機の駆動開始タイミングとの間の期間を制御する駆動制御部と、を備えることを特徴とする。

エンジンの始動機として第１始動機と第２始動機とを備え、エンジン始動に際し、第１始動機を先に駆動させるとともに、第２始動機を後に駆動させる場合、それらの始動機における各駆動期間の設定を適正化することが望ましい。この場合、例えばエンジン始動性を高める観点からすると、第１始動機の駆動と第２始動機の駆動とが重複するオーバーラップ期間を大きくすることが望ましく、エネルギ低減の観点からすると、第１始動機の駆動と第２始動機の駆動とのオーバーラップ期間を小さくする、又は各始動機の駆動を重複させないことが望ましいと考えられる。また、各始動機においては、種々の要因により駆動状態が相違することがあり、その駆動状態の相違により、各始動機の駆動によるエンジン回転速度の変化に差が生じ、ひいてはエンジン始動性に影響が及ぶと考えられる。

この点上記構成では、第１始動機の駆動状態に相関する第１パラメータ、及び第２始動機の駆動状態に相関する第２パラメータの少なくともいずれかを取得し、その取得したパラメータに基づいて、第１始動機の駆動停止タイミングと第２始動機の駆動開始タイミングとの間の期間を制御するようにした。上記期間は、言うなれば、第１始動機の駆動停止タイミングと第２始動機の駆動開始タイミングとの間であって、各始動機の駆動が重複する又は重複しない期間である。ここで、例えば第１始動機の駆動時に十分なエンジン初期回転が得られない場合には、第２始動機による始動アシストの量を大きくする必要があり、また、第２始動機の駆動時に十分な始動アシストが実施できない場合には、第１始動機による初期回転の駆動を大きくする必要があると考えられ、こうした実情を加味しつつ、各始動機を駆動させる期間を最適化することができる。その結果、第１始動機及び第２始動機を用いて適正なるエンジン始動を実現することができる。

第２の発明では、前記駆動制御部は、前記第１パラメータに基づいて前記第２始動機の駆動開始タイミングを設定することで、前記期間を制御することを特徴とする。

第１始動機の駆動状態に相関する第１パラメータによれば、第１始動機の駆動によるエンジンの回転状態を把握できるため、第１始動機の駆動によって十分なエンジン初期回転が付与されるか否かを判断できる。そして、その第１パラメータに基づいて、第２始動機の駆動開始タイミングを設定することにより、第２始動機において適正なる始動アシストを実施できる。

第３の発明では、前記駆動制御部は、前記第１パラメータに基づいて、前記第１始動機の駆動時におけるエンジン回転速度が所定回転速度よりも小さい低回転状態となるか否かを判定し、その低回転状態であると判定される場合に、前記第２始動機の駆動開始タイミングを早くする側に変更することを特徴とする。

第１始動機の駆動時におけるエンジン回転速度が所定回転速度よりも小さい低回転状態となる場合には、第２始動機による始動アシストの量を大きくする必要がある。かかる場合に、第２始動機の駆動開始タイミングを早くする側に変更することにより、例えば第１始動機の駆動と第２始動機の駆動とのオーバーラップ期間を長くすることができる。これにより、第２始動機による始動アシストを適正に実施することができ、ひいてはエンジン始動性を向上させることができる。

第４の発明では、前記取得部は、前記第１パラメータとして、前記第１始動機が駆動された状態でのエンジン回転速度のピーク値、エンジン回転速度の上昇変化率、前記第１始動機に電力を供給する電源装置（３０，３４）の状態、及び前記エンジンの冷間状態の少なくともいずれかを取得することを特徴とする。

第１始動機が駆動された状態でのエンジン回転速度のピーク値や、エンジン回転速度の上昇変化率、第１始動機に電力を供給する電源装置の状態（端子電圧や劣化度合等）、エンジンの冷間状態（外気温やエンジン冷却水温）によれば、第１始動機の駆動によってエンジン回転軸に十分な初期回転が付与されるか否かを好適に判断できる。これにより、第１始動機の駆動と第２始動機の駆動と適正に実施することができる。

第５の発明では、前記駆動制御部は、前記第２パラメータに基づいて前記第１始動機の駆動停止タイミングを設定することで、前記期間を制御することを特徴とする。

第２始動機の駆動状態に相関する第２パラメータによれば、第２始動機の駆動による始動アシストの状態を把握できるため、第２始動機の駆動によって十分な始動アシストが実施されるか否かを判断できる。そして、その第２パラメータに基づいて、第１始動機の駆動停止タイミングを設定することにより、第２始動機による始動アシストの状況を見越した上で、第１始動機を適切に駆動させることができる。

第６の発明では、前記駆動制御部は、前記第２パラメータに基づいて、前記第２始動機による始動アシストが不足するアシスト不足状態であるか否かを判定し、そのアシスト不足状態であると判定される場合に、前記第１始動機の駆動停止タイミングを遅くする側に変更することを特徴とする。

第２始動機による始動アシストが不足するアシスト不足状態である場合には、第２始動機による始動負担に対して第１始動機による始動負担を大きくする必要がある。かかる場合に、第１始動機の駆動停止タイミングを遅くする側に変更することにより、第１始動機の駆動と第２始動機の駆動とのオーバーラップ期間を長くすることができる。これにより、第１始動機による初期回転の駆動を適正に実施することができ、適正なエンジン始動性を実現できる。

第７の発明では、前記取得部は、前記第２パラメータとして、前記第２始動機の駆動開始情報、前記第２始動機に電力を供給する電源装置（３０，３５）の状態、及び前記エンジンの冷間状態の少なくともいずれかを取得することを特徴とする。

第２始動機の駆動開始情報、第２始動機に電力を供給する電源装置の状態（端子電圧や劣化度合等）やエンジンの冷間状態（外気温やエンジン冷却水温）によれば、第２始動機により十分な始動アシストが実施されるか否かを好適に判断できる。これにより、第１始動機の駆動と第２始動機の駆動とを適正に実施することができる。

第８の発明では、前記駆動制御部は、前記取得部により取得した前記第１パラメータ及び前記第２パラメータの少なくともいずれかに基づいて、前記第１始動機及び前記第２始動機のうち前記第２始動機を駆動させない態様を含めて前記各始動機の駆動を制御することを特徴とする。

例えば第１始動機の駆動状態が良好であるが、第２始動機の駆動状態が良好でない場合には、第１始動機のみによる始動完了が期待でき、反面、第２始動機の駆動による始動性向上の効果がさほど見込めないことが考えられる。この点、第２始動機を駆動させない態様を含めて各始動機の駆動を制御することにより、エンジン始動性とエネルギ低減との両面を加味しつつエンジン始動を好適に実施できる。

第９の発明では、前記第１始動機及び前記第２始動機の電源として、各々異なる第１電源装置（３４）と第２電源装置（３５）を備える車両に適用され、前記取得部は、前記第１電源装置からの給電により前記第１始動機が駆動される場合に前記第１パラメータを取得し、前記第２電源装置からの給電により前記第２始動機が駆動される場合に前記第２パラメータを取得することを特徴とする。

第１始動機と第２始動機とで電源装置が異なる場合、一方の始動機の電源装置の状態は良好であるが、他方の始動機の電源装置の状態は良好でないことが生じ得る。かかる場合において、上記のとおり第１パラメータ及び第２パラメータの少なくともいずれかに基づいて各始動機の駆動を制御することで、適正なるエンジン始動を実現できる。

エンジン制御システムの概略構成を示す図。 （ａ）スタータの駆動期間においてエンジン回転速度が良好な場合を示す図、（ｂ）スタータの駆動期間においてエンジン回転速度が良好でない場合を示す図。 ＥＣＵが実施する一連の処理を示すフローチャート。 エンジン回転速度と開始タイミングとの関係を示す図。 バッテリの内部抵抗と開始タイミングとの関係を示す図。 制御部が実施する始動制御の処理を示すフローチャート。 エンジン始動時の制御をより具体的に示すタイムチャート。 第１実施形態の変形例においてＥＣＵが実施する一連の処理を示すフローチャート。 第１実施形態の変形例においてＥＣＵが実施する一連の処理を示すフローチャート。 第２実施形態においてＥＣＵが実施する一連の処理を示すフローチャート。 第２実施形態において制御部が実施する始動制御の処理を示すフローチャート。 第２実施形態においてエンジン始動時の制御をより具体的に示すタイムチャート。 第３実施形態におけるエンジン制御システムの概略構成を示す図。 第３実施形態においてＥＣＵが実施する一連の処理を示すフローチャート。 バッテリの内部抵抗と停止タイミングとの関係を示す図。 他の実施形態においてＥＣＵが実施する一連の処理を示すフローチャート。

以下、各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

（第１実施形態）
本実施形態に係る制御システムは、走行駆動源としてのエンジン１０を備える車両に搭載されるものである。図１において、エンジン１０は、ガソリンや軽油等の燃料の燃焼により駆動される多気筒エンジンであり、周知のとおり燃料噴射弁や点火装置等を備えている。

エンジン１０には、ギア駆動式の第１始動機であるスタータ１１が設けられている。スタータ１１の回転軸にはピニオン１２が設けられており、そのピニオン１２はエンジン回転軸１３に設けられたリングギア１４に対して結合可能となっている。スタータ１１には、リングギア１４と結合させるべくピニオン１２を押し出すソレノイド１５が設けられている。このソレノイド１５はピニオン１２の駆動部として機能し、エンジン１０の始動時には、ソレノイド１５の駆動によりピニオン１２が軸方向へと移動してリングギア１４とが噛み合わされ、スタータ１１の動力をエンジン回転軸１３へと伝達可能とされる。

スタータ１１にはバッテリ３１が接続されており、特にソレノイド１５とバッテリ３１とはリレー３３を介して接続されている。リレー３３が接続状態となることで、バッテリ３１からソレノイド１５に電力が供給され、ピニオン１２がリングギア１４との噛み合い位置に押し出される。そして、ピニオン１２の押し出しに伴いスイッチ３２がオンすることにより、スタータ１１が回転状態となる。また、リレー３３が遮断状態となることで、バッテリ３１からソレノイド１５への電力供給が停止され、図示しないバネ等の復帰手段によりピニオン１２が作動前の元の位置に戻り、ピニオン１２とリングギア１４との噛み合いが解除される。これにより、スイッチ３２がオフとなり、スタータ１１の回転が停止される。なお、リレー３３は、後述するＥＣＵ３０からの駆動信号により接続及び遮断のいずれかの状態に操作される。

エンジン回転軸１３には、プーリ及びベルトを含んで構成される動力伝達部１６を介して、ベルト駆動式の第２始動機であるオルタネータ２０が動力を伝達可能に接続されている。オルタネータ２０は、動力伝達部１６によりエンジン回転軸１３に対して常時、駆動連結されている。オルタネータ２０は、エンジン回転軸１３へ駆動力を供給する際には電動機として機能し、エンジン１０の駆動力を電力に変換する際には発電機として機能する。

なお、スタータ１１は、駆動指令に応じてオンオフ駆動される始動機であるのに対し、オルタネータ２０は、回転速度制御を可能として力行駆動される始動機である。また、スタータ１１は、比較的大きなトルクを発生することができる低回転型の始動機であるのに対し、オルタネータ２０は、高回転型の始動機である。

オルタネータ２０は、回転電機部２１と、制御部２２と、回転電機部２１に流れる電流を検出する回転検出部２３と、回転電機部２１へと電力を供給する回転駆動部２４とを備えている。回転電機部２１は、三相交流回転電機として構成され、ロータに巻かれたロータコイルと、ステータに巻かれたステータコイルとを備える公知の構成を有している。回転駆動部２４は、スイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴを複数備える周知のインバータ回路であり、バッテリ３１から供給される直流電力を交流電力へ変換して回転電機部２１へ供給する機能と、回転電機部２１から供給される交流電力を直流電力へと変換してバッテリ３１へと供給する機能とを有する。バッテリ３１は、電源装置に相当し、スタータ１１及びオルタネータ２０の双方に電力を供給する。

制御部２２は、オルタネータ２０の回転速度制御を実施するものであり、オルタネータ２０を電動機として機能させる場合には、回転駆動部２４を駆動してバッテリ３１から供給される直流電力を三相の電力へと変換し、三相の電力をステータコイルへと供給する。このとき、制御部２２は、回転検出部２３により検出された電流値を用いて、回転電機部２１の回転速度が目標の回転速度となるように回転駆動部２４を制御する。

また、オルタネータ２０を発電機として機能させる場合には、ステータコイルに交流の誘導起電力が生ずる。この交流の誘導起電力の周波数は、回転電機部２１の回転速度に依存している。したがって、回転検出部２３にて誘導起電力を検出することにより、回転電機部２１の回転情報を取得することができる。

つまり、本実施形態では、オルタネータ２０として回転センサを具備していない、いわゆるセンサレス構造のものを使用することとしている。回転検出部２３は、回転電機部２１のロータが回転することでロータコイル又はステータコイルに発生する誘起電圧又は誘起電流を検出する。制御部２２は、回転検出部２３で検出された誘起電圧又は誘起電流に基づいて、回転電機部２１が回転状態にあることを認識したり、回転電機部２１において励磁すべき位相を認識したりする。そして、制御部２２は、自ら認識した位相に基づいて、回転電機部２１の力行駆動等を実施する。

なお、回転電機部２１の回転速度を取得することができれば、その回転速度と、動力伝達部１６の減速比とを用いることにより、エンジン回転軸１３の回転速度であるエンジン回転速度ＮＥを求めることが可能である。エンジン回転軸１３には、図示しないクラッチや変速機等を介して駆動輪が接続されている。この構成については、公知のものであるため、具体的な説明を省略する。

本システムでは、主にエンジン制御を実施するＥＣＵ３０を備えている。ＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータ等を備えてなる周知の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に基づいて、エンジン１０の各種制御を実施する。ＥＣＵ３０は、制御部２２と相互に通信可能に接続されている。ＥＣＵ３０は、バッテリ３１と電気的に接続され、バッテリ３１から供給される電力により動作する。

センサ類としては、アクセル操作部材としてのアクセルペダル４１の踏み込み操作量を検出するアクセルセンサ４２、ブレーキペダル４３の踏み込み操作量を検出するブレーキセンサ４４、所定回転角度ごとにエンジン回転軸１３の回転速度を検出する回転速度センサ４５、車速を検出する車速センサ４６等が設けられている。これらのセンサからの検出信号はＥＣＵ３０に逐次入力される。なお、本システムにはこれらのセンサ以外のセンサも設けられているが、図示は省略している。

ＥＣＵ３０は、各センサの検出結果等に基づいて、燃料噴射弁による燃料噴射量制御や点火装置による点火制御などのエンジン制御を実施するとともに、スタータ１１の駆動をオンオフ制御する。また、ＥＣＵ３０は、アイドリングストップ制御を実施する。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１０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１０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。

ところで、スタータ１１とオルタネータ２０を併用する始動方法では、大きなトルクが必要となるエンジン回転初期の段階ではスタータ１１を駆動させ、その後オルタネータ２０を駆動させることでエンジンを始動させる。この場合、スタータ１１においては、種々の要因により駆動状態が相違することがあり、その駆動状態の相違により、スタータ１１の駆動期間でのエンジン回転速度ＮＥの変化に差が生じ、ひいてはエンジン始動性に影響が及ぶと考えられる。

スタータ１１とオルタネータ２０とを併用するエンジン始動の基本的な動作を図２を用いて説明する。なお、図２（ａ）は、スタータ１１の駆動状態が良好な場合のエンジン始動について示し、図２（ｂ）は、スタータ１１の駆動状態が良好でない場合のエンジン始動について示している。なお、図２では、スタータ１１とオルタネータ２０の駆動期間が重複しない例を示している。

まず、ＥＣＵ３０からスタータ駆動指令が送信されることで、スタータ１１の駆動が開始する。これに伴って、スタータ１１の回転速度ＮＰが上昇するとともにエンジン回転速度ＮＥが上昇する。そして、所定のクランク角度位置に到達したタイミングでスタータ１１を停止する。一方、ＥＣＵ３０からオルタネータ駆動指令が送信されることで、オルタネータ２０の駆動が開始し、スタータ１１の駆動停止後はオルタネータ２０の駆動のみでエンジン始動を完了する。

ここで、スタータ１１の駆動状態が良好な場合は、スタータ１１の駆動状態が良好でない場合に比べて、エンジン回転速度が大きくなる。すなわち、エンジン回転速度のピーク値（クランキング回転速度）は、ＮＥａ＞ＮＥｂの関係となる。また、（ａ）の場合には、スタータ１１を停止させる所定のクランク角度位置に到達するタイミングが、（ｂ）のタイミングに比べて早くなる。そのため、スタータ１１の駆動からオルタネータ２０の駆動へ移行するタイミングを早く迎えることができ、エンジン１０の始動が速やかに行われる。一方、（ｂ）の場合には、所定のクランク角度位置に到達するまでに時間がかかり、オルタネータ２０の駆動へ移行するタイミングが遅くなる。その結果、エンジン始動が完了するまでに時間がかかり、エンジン１０の始動性が悪くなる。

そこで、本実施形態では、スタータ１１の駆動状態に相関する第１パラメータを取得するとともに、その第１パラメータに基づいてオルタネータ２０の駆動開始タイミングを設定し、それによりスタータ１１の駆動停止タイミングとオルタネータ２０の駆動開始タイミングとの間の期間を制御するようにした。すなわち、第１パラメータに基づいてオルタネータ２０の駆動開始タイミングを設定することにより、オルタネータ２０の適正なる始動アシストを図っている。第１パラメータは、スタータ１１の駆動時におけるエンジン回転速度の変化に相関するパラメータであるとよい。

なお本実施形態では、「第１パラメータ」は、スタータ１１が駆動された状態でのエンジン回転速度のピーク値（クランキング回転速度）、エンジン回転速度の上昇変化率、スタータ１１に電力を供給するバッテリ３１の状態（例えば、端子電圧や劣化度合い等）、エンジンの冷間状態（外気温やエンジン冷却水温）に相当する。これらは、複数用いられてもよい。

オルタネータ２０の駆動開始タイミングの設定について、より詳しくする。本実施形態では、オルタネータ２０の駆動開始のタイミングとして、基準の開始タイミングが予め設定されており、エネルギ低減の観点から、スタータ１１の駆動時におけるエンジン回転速度が良好な場合にスタータ１１の駆動とオルタネータ２０の駆動が重複しないように設定されている。すなわち、スタータ１１の駆動が停止した後に、オルタネータ２０が駆動開始するようにしている。

そして、本実施形態では、スタータ１１の駆動時におけるエンジン回転速度が所定回転速度よりも小さい低回転状態となる場合に、オルタネータ２０の駆動開始タイミングを早くする側に変更するようにした。すなわち、スタータ１１によるクランキングが低回転状態となる場合には、予め設定されている基準タイミングから、オルタネータ２０の駆動開始タイミングを早くし、オルタネータ２０の始動アシストの量を大きくすることで、エンジンの始動性の向上を図っている。

図３を参照して、本実施形態に係るＥＣＵ３０が実施する一連の処理について説明する。図３に示すフローチャートに係る処理は、所定の制御周期ごとに繰り返し実施される。

まずステップＳ１０１では、エンジン１０の始動完了前の状態にあるか否かを判定する。例えば、アイドリングストップ制御により自動停止され、かつ再始動の完了前の状態下ではステップＳ１０１が肯定される。始動完了後の状態にあればそのまま本処理を終了し、始動完了前の状態にあれば後続のステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、エンジン回転速度ＮＥが所定の閾値ＴＨ１未満であるか否かを判定する。閾値ＴＨ１は、オルタネータ２０の力行駆動を停止させることを判定するための判定値であり、例えばＴＨ１＝５００ｒｐｍである。ステップＳ１０２を肯定した場合、ステップＳ１０３に進み、ステップＳ１０２を否定した場合、ステップＳ１１５に進む。

ステップＳ１０３では、ＥＣＵ３０により設定されるオルタネータ２０の駆動開始タイミングであるか否かを判定する。ステップＳ１０３を肯定した場合、ステップＳ１１４に進み、ステップＳ１０３を否定した場合、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４では、スタータ１１が駆動中であるか否かを判定する。具体的には、既にスタータ１１の駆動指令が生成されているか否かを判定する。ステップＳ１０４を否定した場合、すなわちスタータ１１が駆動中でない場合、ステップＳ１０５に進み、エンジン１０の始動要求が行われたか否かを判定する。このとき、エンジン自動停止後において再始動の要求が生じると、ステップＳ１０５を肯定してステップＳ１０６に進む。なお、エンジン自動停止後において再始動の要求が生じるまでは、ステップＳ１０５が否定され、そのまま本処理を終了する。

ステップＳ１０６では、スタータ駆動指令をリレー３３に送信してスタータ１１の駆動を開始させる。ステップＳ１０７では、第１パラメータとして、バッテリ３１の状態を示すパラメータを取得する。具体的には、バッテリ３１の内部抵抗を取得する。バッテリ３１の内部抵抗はバッテリ３１の劣化度合に応じて変化し、その抵抗値が大きいほどバッテリ３１の劣化度合が大きいことを示すものとなっている。バッテリ３１の内部抵抗が大きい場合には、スタータ１１に供給される電力が小さくなるため、スタータ駆動時（クランキング時）におけるエンジン回転速度ＮＥの上昇変化が鈍くなると考えられる。なお、バッテリ３１の内部抵抗は周知の方法で取得され、例えばバッテリ電圧やバッテリ電流に基づいて算出される。また、前回運転時に算出された内部抵抗を取得する構成であってもよい。その後、ステップＳ１０８では、バッテリ３１の内部抵抗に基づいて、今回のクランキング時のエンジン回転速度（クランキング速度）として推定される推定回転速度ＮＥｘを算出する。

なお、バッテリ３１の状態を示すパラメータとして、スタータ１１への電力供給開始前におけるバッテリ３１の端子電圧を取得してもよい。この場合、バッテリ３１の端子電圧が小さいほどスタータ１１への供給電力が小さくなることを考慮して、スタータ駆動時の推定回転速度ＮＥｘを算出してもよい。

ステップＳ１０９では、算出された推定回転速度ＮＥｘが所定の閾値ＴＨ２以上であるか否かを判定する。閾値ＴＨ２は、スタータ１１の駆動時におけるエンジン回転速度ＮＥ（すなわち、クランキング速度）が低回転状態となることを判定するための判定値であり、正常時のクランキング速度である２００ｒｐｍよりも小さい値、例えばＴＨ２＝１５０ｒｐｍである。ステップＳ１０９を肯定した場合、すなわちエンジン回転速度が低回転状態とならないと判定される場合、ステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０では、オルタネータ２０の駆動開始タイミングは変更されず、基準の開始タイミングに設定される。

ステップＳ１０９を否定した場合、すなわちエンジン回転速度が低回転状態となると判定される場合、ステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１では、オルタネータ２０の駆動開始タイミングを早くする側に変更する。かかる場合、基準の開始タイミングをもとに、開始タイミングを早くする側に変更する。

なおこの場合、変更される開始タイミングは、予め定めた所定のタイミングに設定されてもよく、図４に示すような関係を用いて設定されてもよい。図４には、推定回転速度ＮＥｘと駆動開始タイミングを早める時間との関係を示している。図４では、推定回転速度ＮＥｘが閾値ＴＨ２以上の場合は、早める時間がゼロとなっている。これはすなわち、開始タイミングが変更されないことを意味している。また、変更される開始タイミングは、推定回転速度ＮＥｘが閾値ＴＨ２よりも小さくなるほど、駆動開始タイミングが早くなるように設定される。すなわち、スタータ１１の駆動時におけるエンジン回転速度ＮＥが低回転状態となるほど、オルタネータ２０を早く駆動させ、始動アシストの量を大きくしている。

なお、バッテリ３１の内部抵抗と、スタータ駆動時のエンジン回転速度には相関があるため、その相関を利用して、バッテリ３１の内部抵抗に基づいてオルタネータ２０の駆動開始タイミングを設定する構成であってもよい。かかる場合、例えば図５に示すようなバッテリ３１の内部抵抗と駆動開始タイミングを早める時間との関係を用いて設定されてもよい。図５では、変更される開始タイミングは、バッテリ３１の内部抵抗が大きくなるほど、駆動開始タイミングが早くなるように設定される。

スタータ１１の駆動開始後は、ステップＳ１０４を肯定してステップＳ１１２に進む。ステップＳ１１２では、エンジン１０の回転角度位置が所定のＴＤＣの直前位置（例えばＢＴＤＣ４５〜５°ＣＡ）であるか否かを判定する。エンジン１０のＴＤＣ直前位置は、エンジン１０の気筒内の圧縮圧力が最大となる前のタイミングに相当する。ステップＳ１１２を肯定した場合、すなわち今現在の回転角度位置が所定のＴＤＣ直前である場合、ステップＳ１１３へ進む。なお、ステップＳ１１２を否定した場合には、そのまま本処理を終了する。すなわち、スタータ１１の駆動を継続する。ステップＳ１１３では、スタータ１１の駆動を停止する。すなわち、リレー３３を遮断状態とする。

また、オルタネータ２０の駆動開始タイミングが設定された後において、その開始タイミングを迎えると、ステップＳ１０３が肯定され、ステップＳ１１４に進む。ステップＳ１１４では、制御部２２へオルタネータ駆動指令を送信する。

オルタネータ２０の駆動によりエンジン回転速度ＮＥが上昇し、ステップＳ１０２が否定されると、ステップＳ１１５に進む。ステップＳ１１５では、オルタネータ２０の力行駆動を停止させるべくオルタネータ駆動指令をオフする旨の信号を送信し、その後、本処理を終了する。

次に、図６を参照して、制御部２２が実施する始動制御について説明する。図６に示すフローチャートに係る処理は、所定の制御周期ごとに繰り返し実施される。この制御周期は、ＥＣＵ３０の制御周期と同じであってもよいし、異なっていてもよい。

まず、ステップＳ２０１では、オルタネータ２０が駆動中であるか否かを判定する。ステップＳ２０１を肯定した場合、ステップＳ２０４に進み、ステップＳ２０１を否定した場合は、ステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２０２では、ＥＣＵ３０からオルタネータ駆動指令を受信したか否か、すなわちオルタネータ２０の駆動が許可されているか否かを判定する。ステップＳ２０２を否定した場合、すなわち駆動許可がなされていない場合、オルタネータ２０の駆動を行わず、そのまま本処理を終了する。ステップＳ２０２を肯定した場合、すなわち駆動許可がなされている場合、ステップＳ２０３に進み、駆動制御を実行する。

その後、オルタネータ２０が駆動することでステップＳ２０１が肯定されると、ステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０４では、オルタネータ駆動指令をオフする旨の信号を受信したか否かを判定する。ステップＳ２０４を否定した場合、そのまま本処理を終了する。すなわち、オルタネータ２０の駆動を継続する。

一方、ステップＳ２０４を肯定した場合、ステップＳ２０５に進み、オルタネータ２０の駆動を停止させる。

続いて、図７は、エンジン始動時の制御をより具体的に示すタイムチャートである。図７では、エンジン１０が自動停止され、その後に再始動される状況が示されている。

タイミングｔ１１以前はエンジン１０が停止状態にあり、タイミングｔ１１で、運転者の操作によりエンジン１０の始動要求が生じる。具体的には、運転者によりアクセル操作が行われたこと、又はブレーキ操作が解除されたことに基づいて、始動要求が生じる。なお、エンジン１０の初回始動時であれば、例えば運転者のキー操作に基づいて始動要求が生じる。

そして、この始動要求に基づいて、ＥＣＵ３０においてスタータ駆動指令が生成され、スタータ駆動指令により、スタータ１１の駆動が開始される。またこのとき、スタータ１１の駆動時における推定回転速度ＮＥｘを推定し、オルタネータ２０の駆動開始タイミングを設定する。具体的には、バッテリ３１の内部抵抗を取得し、これを用いて推定回転速度ＮＥｘを推定する。図７では、内部抵抗が閾値ＴＨ３以上であることから、バッテリ３１からスタータ１１への電力供給が良好でなく、エンジン回転速度ＮＥが十分に上昇せず低回転状態となると判断し、オルタネータ２０の駆動開始タイミングを基準のタイミングｔａからタイミングｔ１２に変更する。

そして、タイミングｔ１２にて、ＥＣＵ３０においてオルタネータ駆動指令が生成され、オルタネータ２０の駆動が開始される。その後、所定のＴＤＣの直前のタイミングｔ１３において、スタータ駆動指令がオフにされる。

その後、オルタネータ２０の駆動とエンジン１０の燃焼開始による自立回転とによりエンジン回転速度ＮＥが上昇し、タイミングｔ１４でエンジン回転速度ＮＥが閾値ＴＨ１に到達すると、ＥＣＵ３０から制御部２２に対して、オルタネータ駆動指令をオフする旨の信号が送信される。これにより、制御部２２によりオルタネータ２０の駆動が停止される。

このようにオルタネータ２０の駆動開始タイミングを早くすることで、エンジン回転速度ＮＥを好適に上昇させることができる。なお図７では、スタータ１１とオルタネータ２０の駆動が重複する期間（オーバーラップ期間）は、タイミングｔ１２〜ｔ１３となる。

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１０の始動機としてスタータ１１とオルタネータ２０とを備え、エンジン始動に際し、スタータ１１を先に駆動させるとともに、オルタネータ２０を後に駆動させる場合、それらの始動機における各駆動期間の設定を適正化することが望ましい。この場合、スタータ１１においては、種々の要因により駆動状態が相違することがあり、その駆動状態の相違により、スタータ１１の駆動によるエンジン回転速度の変化に差が生じ、ひいてはエンジン始動性に影響が及ぶと考えられる。この点上記構成では、スタータ１１の駆動状態に相関する第１パラメータを取得し、その取得した第１パラメータに基づいて、スタータ１１の駆動停止タイミングとオルタネータ２０の駆動開始タイミングとの間の期間を制御するようにした。この場合、例えばスタータ１１の駆動時に十分なエンジン初期回転が得られない場合には、オルタネータ２０による始動アシストの量を大きくする必要があると考えられ、こうした実情を加味しつつ、各始動機を駆動させる期間を最適化することができる。その結果、スタータ１１及びオルタネータ２０を用いて適正なるエンジン始動を実現することができる。

具体的には、第１パラメータに基づいて、オルタネータ２０の駆動開始タイミングを設定するようにした。この場合、スタータ１１の駆動状態に相関する第１パラメータによれば、スタータ１１の駆動によるエンジンの回転状態を把握できるため、スタータ１１の駆動によって十分なエンジン初期回転が付与されるか否かを判断できる。そして、その第１パラメータに基づいて、オルタネータ２０の駆動開始タイミングを設定することにより、オルタネータ２０において適正なる始動アシストを実施できる。

スタータ１１の駆動時におけるエンジン回転速度ＮＥが所定回転速度よりも小さい低回転状態となる場合には、オルタネータ２０による始動アシストの量を大きくする必要がある。この点上記構成では、オルタネータ２０の駆動開始タイミングを早くする側に変更するようにしたため、スタータ１１の駆動とオルタネータ２０の駆動とのオーバーラップ期間を長くすることができる。これにより、オルタネータ２０による始動アシストを適正に実施することができ、ひいてはエンジン始動性を向上させることができる。

第１パラメータとして、スタータ１１に電力を供給するバッテリ３１の状態（端子電圧や劣化度合等）を取得するようにしたため、スタータ１１の駆動によってエンジン回転軸に十分な初期回転が付与されるか否かを好適に判断できる。これにより、スタータ１１の駆動とオルタネータ２０の駆動とを適正に実施することができる。

スタータ１１の駆動状態が良好である場合には、スタータ１１の駆動に重複させてオルタネータ２０により始動アシストを実施しなくても、適正なエンジン始動を実施できると考えられる。この点上記構成では、スタータ１１及びオルタネータ２０の駆動を重複させない態様を含めた制御を実施することにより、エンジン始動性の向上とエネルギ低減とを好適に実現できる。

（第１実施形態の変形例）
・上記構成では、エンジン始動時において、スタータ１１の駆動指令を送信するとともに、バッテリ３１の状態パラメータを用いて推定回転速度ＮＥｘを推定し、それに基づいてオルタネータ２０の駆動開始タイミングを設定する構成としたが（図３のステップＳ１０７〜Ｓ１１１）、これを変更してもよい。例えば、スタータ１１が駆動している場合のエンジン回転速度のピーク値（すなわち、クランキング速度）を取得し、それに基づいてオルタネータ２０の駆動開始タイミングを設定する構成とすることができる。

この構成における処理について、図８を用いて説明する。本処理は上述の図３に置き換えてＥＣＵ３０により所定周期で繰り返し実施される。なお図８では、図３と同様の処理について同一のステップ番号を付して説明を簡略にする。図３の処理からの変更点は、ステップＳ１０７〜Ｓ１１１を削除するとともに、ステップＳ３０１〜Ｓ３０６を追加した点である。

図８において、エンジン１０の始動完了前であり、かつエンジン回転速度ＮＥが閾値ＴＨ１未満である場合（ステップＳ１０１，Ｓ１０２が共にＹＥＳ）、ステップＳ１０３に進む。オルタネータ２０の開始タイミングでなければ、ステップＳ１０３を否定してステップＳ１０４に進む。そして、エンジン始動要求に伴いスタータ１１が駆動されている状態であれば、ステップＳ１０４を肯定してステップＳ３０１に進む。ステップＳ３０１では、オルタネータ２０の開始タイミングを設定したか否かを判定する。ステップＳ３０１を否定した場合、ステップＳ３０２へ進む。ステップＳ３０２では、エンジン回転速度のピークを経過したか否かを判定する。ステップＳ３０２を肯定した場合、ステップＳ３０３に進み、そのピーク値を取得する。すなわち、クランキング速度を取得する。

ステップＳ３０４では、取得したエンジン回転速度ＮＥが所定の閾値ＴＨ２以上であるか否かを判定する。ステップＳ３０４を肯定した場合、ステップＳ３０５に進み、開始タイミングを基準の開始タイミングに設定する。ステップＳ３０４を否定した場合、ステップＳ３０６に進む。ステップＳ３０６では、オルタネータ２０の駆動開始タイミングを早くする側に変更する。駆動開始タイミングの変更については、第１実施形態と同様に実施される。それ以降のステップは図３の処理と同様であり、エンジン回転速度ＮＥのピーク値が小さいほど、駆動開始タイミングが早くなるように設定される。

また、その他の構成として、スタータ１１の駆動開始直後におけるエンジン回転速度の回転上昇率に基づいて、オルタネータ２０の駆動開始タイミングを設定する構成としてもよい。

この構成における処理について、図９を用いて説明する。本処理は上述の図３に置き換えてＥＣＵ３０により所定周期で繰り返し実施される。なお図９では、図３と同様の処理について同一のステップ番号を付して説明を簡略にする。図３の処理からの変更点は、ステップＳ１０７〜Ｓ１１１を削除するとともに、ステップＳ４０１〜Ｓ４０６を追加した点である。

図９において、エンジン１０の始動完了前であり、かつエンジン回転速度ＮＥが閾値ＴＨ１未満である場合（ステップＳ１０１，Ｓ１０２が共にＹＥＳ）、ステップＳ１０３に進む。オルタネータ２０の開始タイミングでなければ、ステップＳ１０３を否定してステップＳ１０４に進む。そして、エンジン始動要求に伴いスタータ１１が駆動されている状態であれば、ステップＳ１０４を肯定してステップＳ４０１に進む。ステップＳ４０１では、オルタネータ２０の開始タイミングを設定したか否かを判定する。ステップＳ４０１を否定した場合、ステップＳ４０２に進む。ステップＳ４０２では、スタータ１１の駆動開始後において所定回転角度ごとに算出されるエンジン回転速度ＮＥの変化に基づいて、エンジン回転速度ＮＥの上昇変化率を算出する。その後、ステップＳ４０３では、エンジン回転速度ＮＥの上昇変化率に基づいて、今回のクランキング時のエンジン回転速度（クランキング速度）として推定される推定回転速度ＮＥｘを算出する。

ステップＳ４０４では、推定された推定回転速度ＮＥｘが所定の閾値ＴＨ２以上であるか否かを判定する。ステップＳ４０４を肯定した場合、ステップＳ４０５に進み、開始タイミングを基準の開始タイミングに設定する。ステップＳ４０４を否定した場合、ステップＳ４０６に進む。ステップＳ４０６では、オルタネータ２０の駆動開始タイミングを早くする側に変更する。駆動開始タイミングの変更については、第１実施形態と同様に実施される。それ以降のステップは図３の処理と同様である。

・第１パラメータとして、互いに異なる複数のパラメータを用いてオルタネータ２０の駆動開始タイミングを設定する構成としてもよい。例えば、第１パラメータとして、バッテリ３１の状態パラメータと、スタータ駆動時におけるエンジン回転速度（クランキング速度）とを取得するとともに、それらに基づいて各々オルタネータ２０の駆動開始タイミングを算出する。そして、互いに異なるパラメータにより算出された各タイミングのうち、早い方をオルタネータ２０の駆動開始タイミングとして設定し、その駆動開始タイミングに基づいてオルタネータ２０の駆動を開始させる。第１パラメータとして他のパラメータを組み合わせる場合も同様である。この場合、複数のパラメータを用いることで、オルタネータ２０の駆動開始タイミングとして一層適正なタイミングを設定できる。また、互いに異なるパラメータにより算出された各タイミングのうち、早い方をオルタネータ２０の駆動開始タイミングとして設定することで、始動アシストの不足を補う、すなわちエンジン始動性を高める上でより好適な構成を実現できる。

ただし上記以外に、互いに異なるパラメータにより算出された各タイミングのうち、遅い方をオルタネータ２０の駆動開始タイミングとして設定する構成や、互いに異なるパラメータにより算出された各タイミングの中間のタイミングをオルタネータ２０の駆動開始タイミングとして設定する構成であってもよい。

・上記実施形態では、オルタネータ２０の駆動開始タイミングを早くする側に変更することで、スタータ１１の駆動とオルタネータ２０の駆動を重複させ、かつそのオーバーラップ期間を長くするようにしたが、これを変更してもよい。例えば、オルタネータ２０の駆動開始タイミングを早くする側に変更してもスタータ１１の駆動とオルタネータ２０の駆動とが必ずしも重複せず、かつその重複しない期間を短くするようにしてもよい。この場合、駆動開始タイミングを早くすることで、オルタネータ２０による始動アシストを大きくするとともに、オーバーラップ期間を設けないことで消費電力の低減を図ることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。第１実施形態では、スタータ１１の駆動状態に相関するパラメータに基づいてオルタネータ２０の駆動開始タイミングを設定したのに対して、第２実施形態では、オルタネータ２０の駆動状態に相関するパラメータに基づいてスタータ１１の駆動停止タイミングを設定する。

ここで、スタータ１１とオルタネータ２０とを併用するエンジン１０の始動時には、種々の要因によりスタータ１１の駆動状態が相違することがあるため、例えば、図２（ｂ）に示すように、スタータ１１の駆動状態が良好でない場合には、エンジン回転速度の上昇が不十分となる。かかる場合に、オルタネータ２０の力行駆動の開始が遅れることがある。

この点について以下に詳しく説明する。本実施形態では、オルタネータ２０として、交流モータを備えたセンサレス構造のものを使用している。この場合、オルタネータ駆動指令に伴うスタータ１１の駆動開始後には、オルタネータ２０が連れ回りされることにより、制御部２２は励磁すべき位相を認識し、認識した位相に合わせて通電を制御することで、オルタネータ２０による力行駆動が実行される。このとき、連れ回りされる際のオルタネータ２０の回転が不十分な場合には、力行駆動の開始までにより多くの時間を要する。つまり、オルタネータ２０の力行駆動の開始が遅れることになる。かかる場合、オルタネータ２０による始動アシストが不足することとなり、その結果エンジン始動性の悪化が懸念される。

本実施形態では、オルタネータ２０の駆動状態に相関する第２パラメータとして、オルタネータ２０の駆動開始指令の受信後において時系列でオルタネータ２０の力行駆動開始の情報を取得するとともに、その第２パラメータに基づいてスタータ１１の駆動停止タイミングを設定し、それによりスタータ１１の駆動停止タイミングとオルタネータ２０の駆動開始タイミングとの間の期間を制御するようにした。すなわち、第２パラメータに基づいてスタータ１１の駆動停止タイミングを設定することにより、オルタネータ２０による始動アシストの状況を見越した上で、スタータ１１を適切に駆動させるようにしている。

スタータ１１の駆動停止タイミングの設定に関して言えば、オルタネータ２０による始動アシストが不足するアシスト不足状態である場合に、スタータ１１の駆動停止タイミングを遅くする側に変更するようにした。すなわち、オルタネータ２０による始動アシストが不足する場合には、スタータ１１の駆動停止タイミングを遅くし、スタータ１１の駆動とオルタネータ２０の駆動のオーバーラップ期間を長くすることで、エンジン始動性を確保している。なお、アシスト不足状態には、例えばオルタネータ２０の力行駆動の完了までの期間が長引いている状態や、バッテリ３１の劣化度合が大きく、オルタネータ２０へ十分な電力が供給できずにオルタネータ２０の回転トルクが不足する状態が含まれる。

なお、本実施形態では、オルタネータ２０の駆動が開始された後にスタータ１１の駆動を停止する、すなわちスタータ１１の駆動とオルタネータ２０の駆動とが重複する状況を想定している。

図１０を参照して、本実施形態に係るＥＣＵ３０が実施する一連の処理について説明する。本処理は上述の図３に置き換えてＥＣＵ３０により所定周期で繰り返し実施される。
また本処理では、制御部２２により生成されたスタータ駆動停止指令をＥＣＵ３０で受信することで、スタータ１１の駆動を停止することとしている。なお、図１０では、図３と同様の処理について同一のステップ番号を付して説明を簡略にする。

図１０において、エンジン１０の始動完了前であり、かつエンジン回転速度ＮＥが閾値ＴＨ１未満である場合（ステップＳ１０１，Ｓ１０２が共にＹＥＳ）、ステップＳ５０１では、制御部２２からスタータ駆動停止指令を受信したか否かを判定する。この場合、スタータ駆動停止指令を受信していなければ、ステップＳ１０４に進む。そして、エンジン始動要求に伴いスタータ１１が駆動されている状態であれば、ステップＳ１０４を肯定してステップＳ５０２に進む。

ステップＳ５０２では、オルタネータ２０の駆動開始タイミングであるか否かを判定する。本実施形態では、オルタネータ２０の駆動開始タイミングをあらかじめ定めておくこととし、例えばスタータ１１の駆動開始から所定時間が経過したタイミング（ただし、スタータ１１の駆動停止前）としている。ステップＳ５０２を肯定した場合、ステップＳ１１４に進み、制御部２２にオルタネータ駆動指令を送信する。一方、ステップＳ５０２を否定した場合、そのまま本処理を終了する。

なお、オルタネータ２０の開始タイミングについては、スタータ１１の駆動状態にかかわらず、スタータ１１の駆動とオルタネータ２０の駆動とが重複するように予め設定されていてもよい。

そして、オルタネータ駆動指令送信後において、制御部２２から生成されたスタータ駆動停止指令を受信すると、ステップＳ５０１が肯定され、スタータ１１を停止する（ステップＳ１１３）。

次に、図１１を参照して、制御部２２においてスタータ１１の駆動停止タイミングを設定する制御について説明する。本処理は上述の図６に置き換えて制御部２２により所定周期で繰り返し実施される。この制御周期は、ＥＣＵ３０の制御周期と同じであってもよいし、異なっていてもよい。

図１１において、ＥＣＵ３０から送信されたオルタネータ駆動指令を受信すると（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、オルタネータ２０の駆動制御が実行されることでステップＳ２０１が肯定され、ステップＳ６０１に進む。ステップＳ６０１では、スタータ駆動停止指令をＥＣＵ３０に送信したか否かを判定する。ステップＳ６０１を肯定した場合はステップＳ２０４に進み、ステップＳ６０１を否定した場合はステップＳ６０２に進む。

ステップＳ６０２では、第２パラメータとして、オルタネータ２０の駆動開始指令の受信後におけるオルタネータ２０の力行駆動開始の情報を取得する。具体的には、制御部２２において、オルタネータ２０の位相認識が完了し、かつその位相認識の結果に基づく力行駆動が開始された情報を取得する。

ステップＳ６０３では、オルタネータ２０の力行駆動が開始されたか否かを判定する。そして、ステップＳ６０３を肯定した場合、ステップＳ６０４に進み、スタータ駆動停止指令をＥＣＵ３０に送信する。つまりこの場合、オルタネータ２０の力行駆動が開始されるまでスタータ１１を駆動させることとなる。そして、種々の要因によりオルタネータ２０の力行駆動の開始が遅れる場合、つまりオルタネータ２０による始動アシストが不足している場合には、スタータ１１の駆動停止タイミングを遅らせることとなる。

続いて、図１２は、図１０及び図１１の制御をより具体的に示すタイムチャートである。なお図１２では、エンジン１０が自動停止され、その後に再始動される状況が示されている。

タイミングｔ２１以前はエンジン１０が停止状態にあり、タイミングｔ２１で、運転者の操作によりエンジン１０の始動要求が生じると、ＥＣＵ３０においてスタータ駆動指令が生成され、スタータ１１の駆動が開始される。そして、タイミングｔ２２で、ＥＣＵ３０においてオルタネータ駆動指令が生成され、制御部２２に送信される。その後、制御部２２がオルタネータ駆動指令を受信すると、駆動制御を実行する。具体的には、励磁すべき位相を認識し、認識した位相に合わせて通電を制御することで力行駆動を開始する。

ここで、図１２では、例えばバッテリ３１の劣化度合が大きい（例えばバッテリ３１の内部抵抗が閾値ＴＨ３以上である）ため、スタータ駆動時におけるエンジン回転速度の上昇変化が鈍くなる。かかる場合には、力行駆動の開始が遅れる。そして、タイミングｔ２３でオルタネータ２０の力行駆動が開始されると、制御部２２においてスタータ駆動停止指令が生成され、ＥＣＵ３０に送信される。そして、タイミングｔ２４において、ＥＣＵ３０でスタータ駆動停止指令が受信されると、スタータ１１が停止される。つまり、オルタネータ２０の力行駆動が開始されるまでは、スタータ１１の駆動が継続されることとなる。

ここで、エンジン回転速度が良好であれば、タイミングｔｂでオルタネータ２０の力行駆動が開始され、その後タイミングｔｃでスタータ駆動停止指令が受信されるのに対し、スタータ駆動時のエンジン回転速度の低下に起因して、オルタネータ２０の力行駆動の開始、並びにスタータ駆動停止指令の送信がいずれも遅延されている。この場合、オルタネータ２０の力行駆動の開始の遅延により始動アシストが不足することを補うべく、スタータ１１の駆動停止のタイミングが遅延されている。

なお、ＥＣＵ３０と制御部２２とで相互に通信が行われる場合、通信に要する時間により通信遅れが生じる。タイミングｔ２３〜ｔ２４は、その通信遅れの時間を示している。

上記構成では、オルタネータ２０の駆動状態に相関する第２パラメータを取得し、その取得した第２パラメータに基づいて、スタータ１１の駆動停止タイミングとオルタネータ２０の駆動開始タイミングとの間の期間を制御するようにした。この場合、例えばオルタネータ２０の駆動時に十分な始動アシストが実施できない場合には、スタータ１１による初期回転の駆動を大きくする必要があると考えられ、こうした実情を加味しつつ、各始動機を駆動させる期間を最適化することができる。その結果、スタータ１１及びオルタネータ２０を用いて適正なるエンジン始動を実現することができる。

具体的には、第２パラメータに基づいて、スタータ１１の駆動停止タイミングを設定するようにした。この場合、オルタネータ２０の駆動状態に相関する第２パラメータによれば、オルタネータ２０の駆動による始動アシストの状態を把握できるため、オルタネータ２０の駆動によって十分な始動アシストが実施されるか否かを判断できる。そして、その第２パラメータに基づいて、スタータ１１の駆動停止タイミングを設定することにより、オルタネータ２０による始動アシストの状況を見越した上で、スタータ１１を適切に駆動させることができる。

オルタネータ２０による始動アシストが不足するアシスト不足状態である場合には、オルタネータ２０による始動負担に対してスタータ１１による始動負担を大きくする必要がある。この点上記構成では、かかる場合にスタータ１１の駆動停止タイミングを遅くする側に変更するようにしたため、スタータ１１の駆動とオルタネータ２０の駆動とのオーバーラップ期間を長くすることができる。これにより、スタータ１１の始動負担を大きくすることで、エンジン始動性を向上させることができる。

第２パラメータとして、オルタネータ２０の駆動開始指令の受信後において時系列でオルタネータ２０の力行駆動開始の情報を取得するようにしたため、オルタネータ２０の駆動によって十分な始動アシストが実施されるか否かを好適に判断できる。これにより、スタータ１１の駆動とオルタネータ２０の駆動とを適正に実施することができる。

上記実施形態では、第２パラメータとして、オルタネータ２０の駆動開始指令の受信後において時系列でオルタネータ２０の力行駆動開始の情報を取得する構成としたが、これを変更してもよい。例えばオルタネータ２０に電力を供給するバッテリ３１の状態（例えば、端子電圧や劣化度合い等）やエンジンの冷間状態（外気温やエンジン冷却水温）を取得する構成としてもよい。この場合、ＥＣＵ３０が、第２パラメータとしてのバッテリ３１の状態やエンジンの冷間状態を取得し、これらのパラメータに基づいてスタータ１１の駆動停止のタイミングを設定する。具体的には、バッテリ３１の端子電圧が低いほど、又はエンジン冷却水温が低いほど、スタータ１１の駆動停止のタイミングを遅らせるようにする。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について、上記実施形態との相違点を中心に説明する。上記実施形態では、スタータ１１とオルタネータ２０はいずれもバッテリ３１に接続され、バッテリ３１から各始動機に対して電力が供給される構成としたのに対し、第３実施形態では、スタータ１１とオルタネータ２０は各々異なるバッテリに接続され、各々のバッテリから各始動機に対して電力が供給される構成とする。

図１３には、第３実施形態におけるエンジン制御システムの概略構成を示す。スタータ１１にはバッテリ３４が接続されており、バッテリ３４から電力が供給されることでスタータ１１が駆動される。一方、オルタネータ２０にはバッテリ３５が接続されており、例えばオルタネータ２０が電動機として機能する際には、バッテリ３５からインバータ回路を介して電力が供給されることでオルタネータ２０が駆動される。ＥＣＵ３０は、バッテリ３５と接続されており、バッテリ３５からの電力供給により作動する。また、ＥＣＵ３０は、各バッテリの状態を逐次取得することが可能である。なお、２つのバッテリが設けられていること以外は、図１の構成図と変わらない。

そして、第３実施形態では、第２パラメータとして、バッテリ３５の状態を示すパラメータを取得するとともに、その第２パラメータに基づいてスタータ１１の駆動停止タイミングを設定し、それによりスタータ１１の駆動停止タイミングとオルタネータ２０の駆動開始タイミングとの間の期間を制御する。すなわち、第２パラメータとして、スタータ１１と共用しない独立したバッテリ３５の状態を示すパラメータを用いることで、オルタネータ２０の駆動状態を適正に把握することができる。

図１４は、本実施形態に係るＥＣＵ３０が実施する一連の処理を示すフローチャートである。本処理は、第２パラメータに基づいてスタータ１１の駆動停止タイミングを設定する処理であり、例えば第２実施形態における図１０に置き換えて実施される。なお、図１４では、図１０と同様の処理について同一のステップ番号を付して説明を簡略にする。

図１４において、エンジン１０の始動完了前であり、かつエンジン回転速度ＮＥが閾値ＴＨ１未満である場合（ステップＳ１０１，Ｓ１０２が共にＹＥＳ）、ステップＳ７０１では、ＥＣＵ３０により設定されるスタータ１１の駆動停止タイミングであるか否かを判定する。ステップＳ７０１を肯定した場合、ステップＳ１１３に進み、ステップＳ７０１を否定した場合、ステップＳ１０４に進む。

そして、エンジン始動要求に伴いスタータ１１が駆動されている状態であれば、ステップＳ１０４を肯定してステップＳ５０２に進む。ステップＳ５０２において、オルタネータ２０の駆動開始タイミングであれば、ステップＳ５０２を肯定して、ステップＳ１１４に進む。ステップＳ１１４では、制御部２２にオルタネータ駆動指令を送信し、ステップＳ７０２に進む。

ステップＳ７０２では、第２パラメータとして、バッテリ３５の状態を示すパラメータを取得する。具体的にはバッテリ３５の内部抵抗を取得する。その後、ステップＳ７０３では、バッテリ３５の内部抵抗に基づいて、スタータ１１の駆動停止タイミングを設定する。

駆動停止タイミングは、例えば図１５に示す関係を用いて設定されてもよい。図１５では、バッテリ３５の内部抵抗とスタータ１１の駆動停止タイミングを遅くする時間との関係を示している。図１５では、変更される停止タイミングは、バッテリ３５の内部抵抗が大きくなるほど、駆動停止タイミングが遅くなるように設定される。ここで、バッテリ３５の内部抵抗が大きい場合には、オルタネータ２０に供給される電力が小さくなるため、オルタネータ２０の駆動時における回転トルクが不足する、つまりオルタネータ２０による始動アシストが不足すると考えられる。そのため、かかる場合には、スタータ１１の駆動停止タイミングを遅くしてスタータ１１の駆動時間を長くすることで、スタータ１１の始動負担を大きくする。

そして、スタータ１１の駆動停止タイミングが設定された後、その停止タイミングを迎えると、ステップＳ７０１を肯定して、スタータ１１を停止する（ステップＳ１１３）。

なお、本実施形態において、制御部２２の処理は、図６と同様の処理が実行される。また本実施形態では、第２実施形態と異なり、ＥＣＵ３０側でスタータ１１の駆動停止タイミングを設定する構成としている。

スタータ１１とオルタネータ２０とで各々異なるバッテリ３４，３５に接続する構成とすることで、一方のバッテリの状態は良好であるが、他方のバッテリの状態は良好でない場合において、第１パラメータ及び第２パラメータの少なくともいずれかに基づいて各始動機の駆動を制御することで、適正なるエンジン始動を実現できる。

さらに、第１パラメータ又は第２パラメータのいずれかにバッテリの状態を示すパラメータを用いた場合には、各始動機に供給される電力を精度よく検出でき、ひいては各始動機の駆動状態を適切に把握することができる。

また、ＥＣＵ３０において、第２パラメータを取得するとともに、スタータ１１の駆動停止タイミングを設定する構成としたことで、スタータ１１の駆動のオンオフ制御に関し、ＥＣＵ３０と制御部２２の相互の通信が必要なく、相互間の通信に伴う通信遅れが生じない。そのため、スタータ１１の駆動を好適に制御することができる。

第２パラメータとしてバッテリ３５の状態を示すパラメータを取得するとともに、その第２パラメータに基づいてスタータ１１の駆動停止タイミングを設定する構成に代えて、第１パラメータとしてバッテリ３４の状態を示すパラメータを取得するとともに、その第１パラメータに基づいてオルタネータ２０の駆動開始タイミングを設定する構成としてもよい。

（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、第１パラメータに基づいてオルタネータ２０の駆動開始タイミングを設定する処理、又第２パラメータに基づいてスタータ１１の駆動停止タイミングを設定する処理をそれぞれ独立した実施形態としたが、これらの処理を組み合わせてもよい。すなわち、第１パラメータ及び第２パラメータをいずれも取得し、第１パラメータに基づいてオルタネータ２０の駆動開始タイミングを設定するとともに、第２パラメータに基づいてスタータ１１の駆動停止タイミングを設定するような構成としてもよい。この構成によれば、各始動機の駆動時期が適正化され、好適なエンジンの始動が実現できる。

・上記実施形態では、スタータ１１とオルタネータ２０との駆動を併用してエンジンを始動させる構成としたが、これを変更し、オルタネータ２０を駆動させない制御を含めた構成としてもよい。例えば、スタータ１１の駆動状態が良好な場合には、オルタネータ２０を駆動させず、スタータ１１の駆動のみによってエンジンを始動させてもよい。

この構成における処理について図１６を用いて説明する。なお、図１６では、便宜上、図３の処理について一部（ステップＳ１０６〜Ｓ１１１）のみを抽出して示している。

図１６において、エンジン１０の始動要求が生じた場合に、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、スタータ駆動指令をリレー３３に送信してスタータ１１の駆動を開始させる。ステップＳ１０７では、第１パラメータとして、バッテリ３１の状態を示す状態パラメータとエンジン冷却水温を取得する。ここでは、バッテリ３１の状態パラメータとして、バッテリ３１の内部抵抗を取得する。ステップＳ１０８では、バッテリ３１の内部抵抗に基づいて、推定回転速度ＮＥｘを算出する。

ステップＳ１０９では、算出された推定回転速度ＮＥｘが所定の閾値ＴＨ２以上であるか否かを判定する。ステップＳ１０９を否定した場合、すなわちエンジン回転速度が低回転状態となると判定される場合、ステップＳ１１１に進み、オルタネータ２０の駆動開始タイミングを変更する。

一方、ステップＳ１０９を肯定した場合、すなわちエンジン回転速度が低回転状態とならないと判定される場合、ステップＳ８０１に進む。ステップＳ８０１では、エンジン冷却水温が所定の閾値ＴＨ４以上であるか否かを判定する。閾値ＴＨ４は、エンジン１０が冷間状態であることを判定するための判定値である。ステップＳ８０１を肯定した場合、つまりエンジン１０が冷間状態でない場合は、ステップＳ８０２に進む。ステップＳ８０２では、オルタネータ２０の駆動開始タイミングを設定しない。すなわち、今回のエンジンの始動時においてオルタネータ２０を駆動させない。一方、ステップＳ８０１を否定した場合、つまりエンジン１０が冷間状態である場合は、オルタネータ２０の駆動開始タイミングを基準タイミングに設定する（ステップＳ１１０）。

上記処理では、エンジンが冷間状態でなく、かつスタータ１１の駆動時によるエンジン回転速度が良好な場合は、オルタネータ２０を駆動させずにエンジンを始動させる制御を含む構成とした。かかる場合には、スタータ１１のみによる始動完了が期待できる反面、オルタネータ２０の駆動による始動性向上の効果がさほど見込めないことが考えられる。そのため、上記構成によれば、エンジン始動性とエネルギ低減との両面を加味しつつエンジン始動を好適に実施できる。

またその他に、スタータ１１の駆動状態が良好であって、かつオルタネータ２０の駆動状態が良好でないことを判定し、その判定結果に基づいて、オルタネータ２０を駆動させずスタータ１１の駆動のみによってエンジンを始動させてもよい。

・第１パラメータ又は第２パラメータとして、エンジンの冷間状態を示すパラメータを取得する構成としてもよい。エンジンの冷間状態を示すパラメータは、例えば外気温やエンジン冷却水温であって、これらは外気温センサや水温センサにより取得される。例えば、第１パラメータであれば、水温が所定の閾値よりも小さい場合にエンジンが冷間状態であるとし、オルタネータ２０の駆動開始タイミングを早くする側に変更する構成としてもよい。

・スタータ１１のオンオフ制御とオルタネータ２０の駆動制御（回転速度制御）とを同じＥＣＵで実施する構成としてもよい。

・上記実施形態では、第２始動機として、回転センサを具備していないオルタネータ２０を用いる構成としたが、これを変更し、回転センサを具備するオルタネータ２０を用いる構成であってもよい。

・スタータ１１として、ピニオン押し出し用のソレノイドと、モータ回転用のソレノイドとを有する、いわゆるタンデム式のスタータを用いることも可能である。

１０…エンジン、１１…スタータ、２０…オルタネータ、２２…制御部、３０…ＥＣＵ、３１，３４，３５…バッテリ。

Claims (9)

1. エンジン（１０）を始動させる始動機として第１始動機（１１）と第２始動機（２０）とを備える車両に適用され、
   始動要求に応じて前記第１始動機を駆動させるとともに、その後に前記第２始動機を駆動させることで、前記エンジンを始動させるエンジン始動装置（２２，３０）であって、
   前記第１始動機の駆動状態に相関する第１パラメータ、及び前記第２始動機の駆動状態に相関する第２パラメータの少なくともいずれかを取得する取得部と、
   前記取得部により取得した前記第１パラメータ及び前記第２パラメータの少なくともいずれかに基づいて、前記第１始動機の駆動停止タイミングと前記第２始動機の駆動開始タイミングとの間の期間を制御する駆動制御部と、
   を備えるエンジン始動装置。
2. 前記駆動制御部は、前記第１パラメータに基づいて前記第２始動機の駆動開始タイミングを設定することで、前記期間を制御する請求項１に記載のエンジン始動装置。
3. 前記駆動制御部は、前記第１パラメータに基づいて、前記第１始動機の駆動時におけるエンジン回転速度が所定回転速度よりも小さい低回転状態となるか否かを判定し、その低回転状態であると判定される場合に、前記第２始動機の駆動開始タイミングを早くする側に変更する請求項２に記載のエンジン始動装置。
4. 前記取得部は、前記第１パラメータとして、前記第１始動機が駆動された状態でのエンジン回転速度のピーク値、エンジン回転速度の上昇変化率、前記第１始動機に電力を供給する電源装置（３０，３４）の状態、及び前記エンジンの冷間状態の少なくともいずれかを取得する請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエンジン始動装置。
5. 前記駆動制御部は、前記第２パラメータに基づいて前記第１始動機の駆動停止タイミングを設定することで、前記期間を制御する請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエンジン始動装置。
6. 前記駆動制御部は、前記第２パラメータに基づいて、前記第２始動機による始動アシストが不足するアシスト不足状態であるか否かを判定し、そのアシスト不足状態であると判定される場合に、前記第１始動機の駆動停止タイミングを遅くする側に変更する請求項５に記載のエンジン始動装置。
7. 前記取得部は、前記第２パラメータとして、前記第２始動機の駆動開始情報、前記第２始動機に電力を供給する電源装置（３０，３５）の状態、及び前記エンジンの冷間状態の少なくともいずれかを取得する請求項１，５，６のいずれか１項に記載のエンジン始動装置。
8. 前記駆動制御部は、前記取得部により取得した前記第１パラメータ及び前記第２パラメータの少なくともいずれかに基づいて、前記第１始動機及び前記第２始動機のうち前記第２始動機を駆動させない態様を含めて前記各始動機の駆動を制御する請求項１乃至７のいずれか１項に記載のエンジン始動装置。
9. 前記第１始動機及び前記第２始動機の電源として、各々異なる第１電源装置（３４）と第２電源装置（３５）を備える車両に適用され、
   前記取得部は、前記第１電源装置からの給電により前記第１始動機が駆動される場合に前記第１パラメータを取得し、前記第２電源装置からの給電により前記第２始動機が駆動される場合に前記第２パラメータを取得する請求項１乃至８のいずれか１項に記載のエンジン始動装置。

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