JP5817136B2 - エンジンの始動装置の保護装置 - Google Patents

Description

この発明は始動装置を複数備えているエンジンの始動装置の保護装置に関する。

エンジンを始動させることの可能なスタータと、同じくエンジンを始動させることの可能なモータ・ジェネレータとの複数の始動装置を備え、このうちスタータについては極低温時などの限られた条件でのみ駆動するエンジンの始動装置がある（特許文献１参照）。

特開２０００−１６１１０２号公報

ところで、上記特許文献１の技術のように極低温時などの限られた条件でのみスタータを駆動するのでは、その限られた条件が訪れない場合に、スタータの非駆動期間が長くなる。スタータが長期にわたって使用されないと、スタータ各部に腐食が生じる可能性がある。

そこで本発明は、スタータ各部に腐食を生じさせることがない保護装置を提供することを目的とする。

本発明は、エンジンを始動させることの可能なスタータと、同じくエンジンを始動させることの可能なモータ・ジェネレータとの複数の始動装置を備え、前記スタータを所定の条件で駆動するエンジンの始動装置を前提としている。そして、本発明のエンジンの始動装置の保護装置は前記スタータを定期的に強制駆動させ、前記スタータの強制駆動を、前記モータ・ジェネレータの駆動によるエンジン始動時のクランキングによって行うものである。

本発明によれば、スタータを定期的に強制駆動させることで、所定の条件以外でもスタータが駆動される機会が出現することとなった。これによって、所定の条件が訪れることがなくても、スタータの非駆動期間（未使用の期間）が長くなることがなく、スタータの腐食を防止できる。

本発明の第１実施形態のハイブリッド車の概略構成図である。 エンジンの始動装置の概略構成図である。 第１実施形態のスタータ強制駆動フラグの設定を説明するためのフローチャートである。 第１実施形態の始動処理を説明するためのフローチャートである。 第１実施形態のスタータ強制駆動後処理を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態のスタータ強制駆動フラグの設定を説明するためのフローチャートである。 第３実施形態のスタータ強制駆動フラグの設定を説明するためのフローチャートである。 第４実施形態のスタータ強制駆動フラグの設定を説明するためのフローチャートである。 第５実施形態の始動処理を説明するためのフローチャートである。 第５実施形態のスタータ強制駆動後処理を説明するためのフローチャートである。 第６実施形態のスタータ単独強制駆動フラグの設定を説明するためのフローチャートするである。 第６実施形態のスタータの単独強制駆動処理を説明するためのフローチャートである。 第６実施形態のスタータの単独強制駆動後処理を説明するためのフローチャートである。 第７実施形態のスタータ単独強制駆動フラグの設定を説明するためのフローチャートするである。 第７実施形態のスタータの単独強制駆動処理を説明するためのフローチャートである。 第７実施形態のスタータの単独強制駆動後処理を説明するためのフローチャートである。 第８実施形態のアイドルストップ制御装置の概略構成図である。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態のハイブリッド車の概略構成図である。ハイブリッド車には異なる種類の動力源を備えている。第１の動力源であるエンジン１としては、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンまたはガスタービンエンジン等の内燃機関が用いられる。この実施形態のエンジン１は、燃料噴射装置および吸排気装置ならびに点火装置等を備えた公知のガソリンエンジンである。

図２はエンジン１の始動装置の概略構成図である。エンジン１から出力される動力（言い換えればトルク）の一方の伝達経路には、駆動装置６およびモータ・ジェネレータ７が配置されている。モータ・ジェネレータ７としては、例えば交流同期型のものを挙げることができる。モータ・ジェネレータ７は、永久磁石（図示せず）を有する回転子（図示せず）と、コイル（図示せず）が巻き付けられた固定子（図示せず）とを備えている。そして、コイルの三相巻き線に三相交流電流を流すと回転磁界が発生し、この回転磁界を回転子の回転位置および回転速度に合わせて制御することにより、トルクが発生する。モータ・ジェネレータ７の発生するトルクは電流の大きさにほぼ比例し、モータ・ジェネレータ７の回転速度は交流電流の周波数により制御される。

駆動装置６は減速装置８を備えており、減速装置８がエンジン１およびモータ・ジェネレータ７に接続されている。減速装置８は、同心状に配置されたリングギヤ９およびサンギヤ１０と、このリングギヤ９およびサンギヤ１０に噛み合わされた複数のピニオンギヤ１１とを備えている。この複数のピニオンギヤ１１はキャリヤ１２により保持されており、キャリヤ１２には回転軸１３が連結されている。また、エンジン１のクランクシャフト３と同心状に回転軸１４が設けられており、回転軸１４とクランクシャフト３とを接続・遮断するクラッチ機構１５が設けられている。そして、回転軸１４と回転軸１３との間で相互にトルクを伝達するチェーン１６が設けられている。なお、回転軸１３には、チェーン１７を介してエアコン用コンプレッサなどの補機１８が接続されている。

また、モータ・ジェネレータ７は出力軸２０を備えており、出力軸２０にサンギヤ１０が取り付けられている。また、駆動装置６のケーシング２１には、リングギヤ９の回転を止めるブレーキ２２が設けられている。さらに、出力軸２０の周囲には一方向クラッチ２３が配置されており、一方向クラッチ２３の内輪が出力軸２０に連結され、一方向クラッチ２３の外輪がリングギヤ９に連結されている。

こうした構成の減速装置８により、エンジン１とモータ・ジェネレータ７との間のトルク伝達、または減速がおこなわれる。そして、一方向クラッチ２３は、エンジン１から出力された動力がモータ・ジェネレータ７に伝達される場合に係合する構成になっている。

上記モータ・ジェネレータ７は、エンジン１を始動する電動機としての機能と、エンジン１の動力により発電する発電機（オルタネータ）としての機能と、エンジン１の停止時に補機１８を駆動する機能とを兼備している。モータ・ジェネレータ７を電動機として機能させる場合は、バッテリ２５からの直流電圧をインバータ２４で交流電圧に変換してモータ・ジェネレータ７に供給する。

また、モータ・ジェネレータ７によりエンジン１を始動する場合は、クラッチ機構１５およびブレーキ２２が係合され、一方向クラッチ２３が解放される。また、モータ・ジェネレータ７をオルタネータとして機能させる場合は、クラッチ機構１５および一方向クラッチ２３が係合され、ブレーキ２２が解放される。さらに、モータ・ジェネレータ７により補機１８を駆動する場合は、ブレーキ２２が係合され、クラッチ機構１５および一方向クラッチ２３が解放される。

また、モータ・ジェネレータ７にはインバータ２４を介して、後述するバッテリ２９よりも高電圧のバッテリ２５が接続されている。そして、モータ・ジェネレータ７により発電された電気エネルギを、インバータ２４を介してバッテリ２５に充電することが可能である。さらに、モータ・ジェネレータ７を発電機として機能させる場合は、回転子の回転により発生した誘導電圧をインバータ２４により直流電圧に変換してバッテリ２５に充電する。

モータコントローラ４１は、バッテリ２５からモータ・ジェネレータ７に供給される電流値、またはモータ・ジェネレータ７により発電される電流値を検出または制御する機能を備えている。また、モータコントローラ４１は、モータ・ジェネレータ７の回転速度を制御する機能と、バッテリ２５の充電状態（ＳＯＣ：state of charge）を検出および制御する機能とを備えている。そして、このモータ・ジェネレータ７はその特性により、回転速度を例えば０〜６０００ｒｐｍの範囲で制御することが可能であり、トルクを例えば０〜１２０Ｎ・ｍの範囲で制御することが可能である。

一方、エンジン１を始動させる他の始動装置としてスタータ２７が設けられている。このスタータ２７は、マグネチックシフト式、またはリダクションギヤ式などの公知の構造のものである。この実施形態のスタータ２７はマグネチックシフト式のものである。そして、モータ（スタータモータ）の出力軸（図示せず）にはピニオンギヤ（図示せず）が設けられている。一方、クランクシャフト３のフライホイール（図示せず）にはリングギヤ（図示せず）が設けられている。そして、ピニオンギヤがリングギヤに噛み合わされてエンジン１が始動され、エンジン１の始動後にピニオンギヤがリングギヤから離脱するように構成されている。

このスタータ２７にはインバータ２８を介してバッテリ２９が接続されている。そして、バッテリ２９からの直流電圧をインバータ２８を介し交流電圧に変換してスタータ２７に供給することにより、スタータ２７が駆動される。このスタータ２７はその特性により、回転速度を例えば０〜４００ｒｐｍの範囲で制御することが可能であり、トルクを例えば０〜１２Ｎ・ｍの範囲で制御することが可能である。このように、モータ・ジェネレータ７とスタータ２７とでは、その特性が異なっている。

このように、モータ・ジェネレータ７またはスタータ２７のうちの少なくとも一方により、エンジン１を始動させることが可能となっている。なお、極低温時においてエンジン１を始動する場合は、スタータ２７が用いられる。

図１に戻り、エンジン１の他方の動力伝達経路には、歯車変速機構３１が設けられている。この歯車変速機構３１は複数の遊星歯車機構（図示せず）、およびクラッチやブレーキなどの摩擦係合装置（図示せず）などを有する公知の構造のものである。そして、摩擦係合装置の係合・解放状態、または摩擦係合装置の係合圧などを制御する油圧制御装置３２が設けられている。この油圧制御装置３２は、各種のソレノイドバルブなどを有する公知の構造のものである。

また、歯車変速機構３１および油圧制御装置３２を手動操作により制御するためのシフトレバーの位置を検出するシフト位置センサ３３が設けられている。そして、シフトレバーのマニュアル操作により、各種のシフトポジションを選択することが可能である。例えば、Ｐ（パーキング）ポジション、Ｒ（リバース）ポジション、Ｎ（ニュートラル）ポジション、Ｄ（ドライブ）ポジション、４ポジション、３ポジション、２ポジション、Ｌ（ロー）ポジションの各ポジションを選択可能になっている。そして、Ｄポジション、４ポジション、３ポジション、２ポジションが選択された状態においては、ＡＴコントローラ４３が車両の走行状態に基づいて油圧制御装置３２を介して摩擦係合装置を制御する。これによって、自動的に歯車変速機構３１の変速比が制御される。

さらに、歯車変速機構３１の入力軸３４とクランクシャフト３との間には、選択的に係合・解放可能なクラッチ機構３５が配置されている。このクラッチ機構３５は、例えば油圧の供給・排出により、係合・解放状態が制御される。

統合コントローラ４４は、エンジンコントローラ４２への制御指令によるエンジンの動作制御と、モータコントローラ４１への制御指令によるモータ・ジェネレータ７の動作制御と、ＡＴコントローラ４３への制御指令による歯車変速機構３１の動作制御とを行う。また、統合コントローラ４４はクラッチ機構３５への制御指令によるクラッチ機構３５の係合・開放制御を行う。モータコントローラ４１、エンジンコントローラ４２、ＡＴコントローラ４３と統合コントローラ４４との間はＣＡＮ等の双方向通信で連絡されている。

さて、スタータ２７を上記のように極低温時などの限られた条件でのみ使用（駆動）するのでは、その限られた条件が訪れない場合に、スタータ２７の非駆動期間（未使用期間）が長くなって、スタータ２７の各部に腐食が生じる可能性がある。ここで、「腐食が生じる」とは、スタータ２７の構成部品（例えばブラシ、コンミテータ、シャフト、プランジャ、ピニオンギヤ）が錆びることや、この錆びに起因してピニオンギヤとピニオンシャフトとが動き得なくなる（固着）ことをいう。
例えば、ブラシがコンミテータと接触する部位に錆が生じると、ブラシからコンミテータへの電流が流れなくなり、スタータ２７を駆動できなくなり、エンジン１も始動しない。また、ピニオンギヤはピニオンシャフトの外周に設けられ、ピニオンギヤがピニオンシャフトの軸方向に移動可能であるが、ピニオンギヤとピニオンシャフトの外周とあいだに錆が生じると、ピニオンギヤが動き得なくなり、エンジン１が始動しない。

こうした錆びの発生やピニオンギヤの固着を防止するには、スタータ２７を少しでも使用（駆動）することである。例えば、ブラシがコンミテータと接触する部位の一部に錆が生じていても、ブラシが接触しつつコンミテータが回転すれば、ブラシとコンミテータとの摩擦で錆をきれいになくすことができる。また、ピニオンギヤとピニオンシャフトの外周とあいだに少し錆が生じていても、ブラシがコンミテスタータを駆動してピニオンギヤをピニオンシャフトの外周上で移動させれば、ピニオンギヤとピニオンシャフトの外周との摩擦で錆をきれいになくすことができる。少ない錆の段階であれば、機械（スタータ）を運転してやることで錆から免れるのである。

そこで本発明の第１実施形態は、スタータ２７の錆びの発生やピニオンギヤの固着からの保護を目的として、スタータ２７を定期的に強制駆動させることとする。

統合コントローラ４４で実行されるこの制御をフローチャートに従って説明する。

図３はスタータ強制駆動フラグを設定するためのものである。図３のフローは処理の流れを示すもので、一定時間毎に繰り返し実行するものではない。

ステップ１ではスタータ２７の強制駆動時期であるか否かをみる。スタータ２７の駆動時期としては、
（１）バッテリ２５、２９のいずかの交換時、
（２）ハイブリッド車が一定の距離を走行する毎、
（３）エンジン１の始動回数が一定の回数を経る毎、
（４）ハイブリッド車の運転時間やエンジン１の運転時間が一定の時間を経る毎
のいずれかとする。上記（２）の一定の距離、上記（３）の一定の回数、上記（４）の一定の時間は適合により予め定めておく。ハイブリッド車の走行距離、エンジン１の始動回数、ハイブリッド車の運転時間やエンジン１の運転時間は検出または算出する。バッテリ２５、２９のいずれの交換時でもないとき、前回のスタータ駆動後からのハイブリッド車の走行距離が一定の距離に満たないとき、前回のスタータ駆動後からのエンジン１の始動回数が一定の回数に到達していないときにはスタータ２７の強制駆動時期でないと判断する。また、前回のスタータ駆動後からのハイブリッド車の運転時間やエンジン１の運転時間が一定の時間を経過していないときにもスタータ２７の強制駆動時期でないと判断する。このときにはそのまま待機する。

一方、バッテリ２５、２９のいずれかの交換時であるとき、前回のスタータ駆動後からの車両の走行距離が一定の距離に到達したとき、前回のスタータ駆動後からのエンジン１の始動回数が一定の回数に到達したときにはスタータ２７の強制駆動時期になったと判断する。また、前回のスタータ駆動後からの車両の運転時間やエンジン１の運転時間が一定の時間を経過したときにもスタータ２７の強制駆動時期であると判断する。このときにはステップ１よりステップ２に進みスタータ強制駆動フラグ＝１とする。スタータ強制駆動フラグは、上記（１）を採用するときにはハイブリッド車の工場出荷時に、また上記（２）〜（４）を採用するときにはハイブリッド車の運転開始時にゼロに初期設定しておく。

図４はハイブリッド車の始動処理（始動制御）を行うためのものである。図４のフローも処理の流れを示すもので、一定時間毎に繰り返し実行するものではない。図３との関係では図３に続けて実行する。

ステップ１１ではモータ・ジェネレータ７による始動か否かをみる。ここでは、モータ・ジェネレータ７による始動を主に行い、スタータ２７による始動は極低温時などの限られた条件となった場合に限定している。これは次の理由による。すなわち、モータ・ジェネレータ７の出力は、通常、スタータ２７の出力の１．５倍〜３倍に設定されるが、エンジン１を始動する際の起動トルクは小さい。このため、モータ・ジェネレータ７でエンジン１を始動させる場合は、モータ・ジェネレータ７とエンジン１との間に大きな減速比を備えた減速装置８が連結されていない状態では、エンジン１を始動させることが難しい。特に、冷間時においてはエンジン１をスムーズに始動させることが難しい。そこで、極低温時にはモータ・ジェネレータ７による始動ではなしに、スタータ２７による始動としたものである。モータ・ジェネレータ７による始動でないとき、つまり極低温時には、スタータ２７による始動であると判断し、ステップ１２に進み、スタータ２７によりエンジンの始動を行うことをエンジンコントローラ４２に指示する。この指示を受けて、エンジンコントローラ４２はスタータ２７を駆動してクランキングを行いつつエンジン１に燃料供給と火花点火とを行ってエンジン１を始動する。

ここで、極低温時である機会はあまり訪れることがなく、通常は（極低温時でない限り）、モータ・ジェネレータ７による始動であることのほうが多い。従って、モータ・ジェネレータ７による始動であるときには、ステップ１３に進む。ステップ１３では図３により設定されているスタータ強制駆動フラグをみる。

スタータ強制駆動フラグ＝０であるときにはスタータ２７の強制駆動時期になっていないと判断し、ステップ１４に進んで、モータ・ジェネレータ７によりエンジン１を始動することをモータコントローラ４１とエンジンコントローラ４２に指示する。この指示を受けて、モータコントローラ４１はモータ・ジェネレータ７を駆動してクランキングを行い、エンジンコントローラ４２はエンジン１に燃料供給と火花点火とを行う。これによってエンジン１を始動する。

一方、スタータ強制駆動フラグ＝１であるときにはスタータ２７の強制駆動時期になったと判断し、ステップ１５に進む。ステップ１５では、モータ・ジェネレータ７によりエンジン１を始動することをモータコントローラ４１とエンジンコントローラ４２に指示する。この指示を受けて、モータコントローラ４１はモータ・ジェネレータ７を駆動してクランキングを行い、エンジンコントローラ４２はエンジン１に燃料供給と火花点火とを行う。これによってエンジン１を始動する。

ステップ１６では、スタータ２７を強制駆動することをエンジンコントローラ４２に指示する。この指示を受けて、エンジンコントローラ４２はスタータ２７を駆動してクランキングを行う。

この場合に、スタータ強制駆動フラグ＝１であるときにはモータ・ジェネレータ７とスタータ２７との２つの駆動によってエンジン１のクラキングが行われる。スタータ２７とモータ・ジェネレータ７とを同じタイミングで駆動するようにしてもよいし、スタータ２７を先に駆動し、遅れてモータ・ジェネレータ７を駆動するようにしてもかまわない。

図５はスタータ２７の強制駆動の後処理を行うためのものである。図５のフローも処理の流れを示すもので、一定時間毎に繰り返し実行するものではない。図４との関係では図４に続けて実行する。

ステップ２１ではエンジン１が始動したか否かをみる。これは、エンジンコントローラ４２がエンジン回転速度をみていることより知り得る。この情報は統合コントローラ４４に伝達されている。エンジン１が始動していなければそのまま待機する。

エンジン１が始動したときにはスタータ２７の強制駆動を終了するタイミングになったと判断し、ステップ２１からステップ２２に進み、スタータ強制駆動フラグをみる。スタータ強制駆動フラグ＝１であるときにはスタータ２７の強制駆動を終了するためステップ２３に進みスタータ強制駆動フラグ＝０とする。このスタータ強制駆動フラグ＝０によって次回には図４においてステップ１１、１３、１４と流れることになり、モータ・ジェネレータ７によりエンジン１を始動することが指示される。

ここで、第１実施形態の作用効果を説明する。

第１実施形態によれば、エンジン１を始動させることの可能なスタータ２７と、同じくエンジン１を始動させることの可能なモータジェネレータ７との複数の始動装置を備え、スタータ２７を極低温時（所定の限られた条件）でのみ駆動するエンジン１の始動装置において、スタータ２７の強制駆動時期になるとスタータ２７を強制駆動する（図３のステップ１、２、図４のステップ１１、１３、１６参照）。つまり、スタータ２７を定期的に強制駆動させるので、極低温時以外でもスタータ２７が駆動される機会が出現することとなった。これによって極低温時が訪れることがなくても、スタータ２７の非駆動期間（未使用の期間）が長くなることがなく、スタータ２７の腐食を防止できる。

エンジン１の始動要求がないのに、スタータ２７を強制駆動してクランキングすることは駆動騒音を発生させることになり好ましくない。こうした点を考慮し、第１実施形態によれば、スタータ２７の強制駆動をエンジン始動時のクランキングによって行うので（図４のステップ１１、１３、１５、１６参照）、騒音の発生を抑制できる。

モータ・ジェネレータ７の駆動によってエンジン始動時のクランキングを行う場合に、これとは別個にスタータ２７を強制駆動させたのでは新たに騒音を発生させることになり好ましくない。こうした点を考慮し、第１実施形態によれば、モータ・ジェネレータ７の駆動によってエンジン始動時のクランキングを行う場合に、スタータ２７を強制駆動させるので（図４のステップ１１、１３、１５、１６参照）、騒音の新たな発生を抑制できる。

（第２、第３、第４の実施形態）
図６、図７、図８は第２、第３、第４の実施形態のスタータ強制駆動フラグを設定するためのもので、第１実施形態の図３と置き換わる。図３と同一部分には同一のステップ番号を付している。図４、図５は第２、第３、第４の実施形態でも用いる。

第１実施形態と相違する部分を主に説明する。図６に示す第２実施形態では、ステップ３１で外気温度や冷却水温などの温度と所定値１を比較する。外気温度は外気温度センサ（図示しない）により、冷却水温は水温センサ（図示しない）により検出すればよい。外気温度や冷却水温などの温度が所定値１（例えば４０℃）以上であるときにはステップ２に進んでスタータ強制駆動フラグ＝１とする。

図７に示す第３実施形態では、ステップ４１でバッテリ２５やバッテリ２９の温度と所定値２を比較する。バッテリ２５やバッテリ２９の温度は温度センサ（図示しない）により検出すればよい。バッテリ２５やバッテリ２９の温度が所定値２以下であるときにはステップ２に進んでスタータ強制駆動フラグ＝１とする。

図８に示す第４実施形態では、ステップ５１でバッテリ２５やバッテリ２９の電圧と所定値３を比較する。バッテリ２５の電圧はモータコントローラ４１が、バッテリ２９の電圧はエンジンコントローラ４２が知り得る。バッテリ２５やバッテリ２９の電圧が所定値３以下であるときにはステップ２に進んでスタータ強制駆動フラグ＝１とする。

スタータ２７を定期的に駆動できればよいので、図６の所定値１、図７の所定値２、図８の所定値３は適合により予め定めておく。図６のステップ３１、図７のステップ４１、図８のステップ５１の判定結果を逆にしてもかまわない。

第２、第３、第４の実施形態でスタータ強制駆動フラグ＝１であるときには、モータ・ジェネレータ７、スタータ２７の両方を用いてエンジン１が始動される（図４のステップ１１、１３、１５、１６参照）。具体的には、第２実施形態では外気温度や冷却水温などの温度が所定値１以上であるときに、第３実施形態ではバッテリ２５やバッテリ２９の温度が所定値２以下であるときにスタータ２７が強制駆動される。また、第４実施形態では、バッテリ２５やバッテリ２９の電圧が所定値３以下であるときにスタータ２７が強制駆動される。

このように、第２、第３、第４の実施形態によっても、スタータ２７の強制駆動時期になったとき（定期的に）スタータ２７を強制駆動させるので、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。

（第５実施形態）
図９は第５実施形態の始動処理を行うためのもので、第１実施形態の図４と置き換わる。図４と同一部分には同一のステップ番号を付している。

第１実施形態では、スタータ２７の強制駆動時期にスタータ２７を強制駆動した。第５実施形態は、スタータ２７の強制駆動時期としてスタータ２７の始動時を採用するものである。このため、第５実施形態では、スタータ強制駆動フラグを導入するまでもないので、第１実施形態の図３に対応する図はない。

第１実施形態と相違する部分を主に説明する。図９においてステップで１１でモータ・ジェネレータ７による始動であるときには、ステップ１５、１６に進む。ステップ１５、１６の操作は、第１実施形態と同じである。すなわち、ステップ１５では、モータ・ジェネレータ７によりエンジン１を始動することをモータコントローラ４１とエンジンコントローラ４２に指示する。この指示を受けて、モータコントローラ４１はモータ・ジェネレータ７を駆動してクランキングを行い、エンジンコントローラ４２はエンジン１に燃料供給と火花点火とを行う。これによってエンジン１を始動する。

ステップ１６では、スタータ２７を強制駆動することをエンジンコントローラ４２に指示する。この指示を受けて、エンジンコントローラ４２はスタータ２７を駆動してクランキングを行う。

図１０は第５実施形態のスタータ２７の強制駆動の後処理を行うためのもので、第１実施形態の図５と置き換わる。図９との関係では図９に続けて図１０を実行する。

図１０においてステップ６１ではエンジン１の始動中であるか否かをみる。これも、エンジンコントローラ４２がエンジン回転速度をみていることより知り得る。この情報は統合コントローラ４４に伝達されている。エンジン１の始動中でなければそのまま待機する。

エンジン１の始動中であるときにはステップ６１よりステップ６２に進む。ステップ６２ではエンジン１が初爆を迎えたタイミングであるか否かをみる。エンジン１が初爆を迎えたタイミングであるか否かはエンジンコントローラ４２がエンジン回転速度に基づいて知り得る。例えば、クランキングの開始と共にエンジン回転速度が上昇し、予め定めてある初爆回転速度以上となれば、エンジン１が初爆を迎えたタイミングであると判断している。この情報は統合コントローラ４４に伝達されている。エンジン１が初爆を迎えたタイミングでなければステップ６１、６２に戻って待機する。

エンジン１が初爆を迎えたタイミングになったときにはスタータ２７の強制駆動を終了するタイミングになったと判断し、ステップ６２よりステップ６３に進み、スタータ２７の強制駆動を終了することをエンジンコントローラ４２に指示する。この指示を受けて、エンジンコントローラ４２はスタータ２７の強制駆動を停止する。

ここで、初爆を迎えたタイミングでスタータ２７の強制駆動を停止する理由を説明する。図９のステップ１５でスタータ２７を強制駆動することを指示するのは、スタータ２７の腐食からの保護のためスタータ２７を少しでも動かしたいからである。モータ・ジェネレータ７の働きを補助する、といった他の意図は有していない。つまり、スタータ２７が少しでも動きさえすればよく、モータ・ジェネレータ７の働きに影響するものであってはならない。そのためにはスタータ２７の駆動は短期間にとどめる必要がある。４気筒直列エンジンで具体的に説明すると、クランキング中にいずれかの気筒でまず爆発（初爆）が生じ、その後に残り３つの気筒でも次々と爆発が生じる。ここで、爆発の開始順に１爆（初爆）、２爆、３爆、４爆とすると、４爆を経た後にはエンジン１は始動している。この場合に、初爆を迎える直前までスタータ２７を強制駆動し、初爆を迎えたタイミングでスタータ２７の強制駆動を停止するのである。

第５実施形態によれば、スタータ２７の強制駆動時期としてスタータ２７の始動時を採用し、エンジン始動時毎にスタータ２７を強制駆動させるので、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

第５実施形態では、エンジン１が初爆を迎えるタイミングでスタータ２７の強制駆動を停止したが、これに限られるものでない。例えば、クランキングの開始から、所定の時間が経過したとき、スタータ２７の強制駆動を停止するようにしてもかまわない。ここで、所定の時間は、例えばクランキングの開始から初爆を迎えるタイミングまでの時間を適合により予め設定しておく。

（第６実施形態）
図１１、図１２、図１３は第６実施形態である。このうち、図１１はスタータ単独強制駆動フラグを設定するためのもの、図１２はスタータ単独での強制駆動の処理を行うためのもの、図１３はスタータ単独での強制駆動の後処理を行うためのものである。図１１は第１実施形態の図３と、図１２は第１実施形態の図４と、図１３は第１実施形態の図５とそれぞれ置き換わる。図１１、図１２、図１３の順に実行する。

第１実施形態では、モータ（スタータモータ）を起動させると、ピニオンギヤがリングギヤと噛み合うマグネチックシフト式のスタータ２７を対象としていた。一方、第６実施形態のスタータでは、第１実施形態のスタータ２７と異なり、機械的に単独にスタータを駆動できるスタータ単独駆動装置（図示しない）を有している。「単独にスタータを駆動できる」とは、ピニオンギヤがリングギヤに噛み込むことなく、モータ（スタータモータ）のみを駆動できる、という意味である。「単独にスタータを駆動できる」とは、言い換えると、モータ（スタータモータ）を空回りさせることができるという意味である。第６実施形態は、このスタータ単独駆動装置を有しているスタータ（第６実施形態に限り、このスタータ単独駆動装置を備えるスタータを、単に「スタータ」ともいう。）を対象としている。従って、スタータ単独駆動装置を有しているスタータでは、エンジン１に影響を与えることなく、スタータ単独で駆動する（＝スタータを空回りさせる）ことができる。この場合、スタータ単独駆動装置を有しているスタータもエンジンコントローラ４２により制御されているものとする。

そして、このスタータが極低温時においてのみエンジン１を始動するために用いられるのでは、極低温時が訪れない場合に、スタータの非駆動期間（未使用期間）が長くなって、スタータ各部に腐食が生じる可能性がある。そこで第６実施形態では、スタータ単独駆動装置を有しているスタータを対象として、ノイズブラインド時期になると、このスタータ単独駆動装置を有しているスタータを強制駆動する。

第１実施形態と相違する部分を主に説明する。図１１においてステップ１ではノイズブラインド時期であるか否かをみる。ここで、「ノイズブラインド時期」とは、車室内の暗騒音が相対的に高い時期のことをいう。ノイズブラインド時期にスタータを単独で駆動するのは、ハイブリッド車の車室内の暗騒音が相対的に高い時期であれば、スタータを駆動しても、スタータの駆動音が車室内の暗騒音によって隠されるため、スタータが起動していることを車室内のドライバに気づかせないで済むためである。ノイズブラインド時期としては、例えばエンジン１の始動時やハイブリッド車の運転終了時を挙げることができる。ステップ７１でノイズブラインド時期でなければそのまま待機する。

一方、ノイズブラインド時期になると、ステップ７１よりステップ７２に進みスタータ単独強制駆動フラグ（車両の運転開始時にゼロに初期設定）＝１とする。

次に、図１２においてはステップ８１でスタータ単独強制駆動フラグをみる。スタータ単独強制駆動フラグは図１１により設定されている。スタータ単独強制駆動フラグ＝０であるときにはそのまま待機する。

一方、スタータ単独強制駆動フラグ＝１であるときにはスタータを強制駆動してもスタータの駆動音が車室内の暗騒音に隠されると判断し、ステップ８１よりステップ８２に進み、スタータ単独で強制駆動することをエンジンコントローラ４２に指示する。この指示を受けて、エンジンコントローラ４２はスタータ単独で強制駆動する。このとき、エンジン１が運転されておらず停止状態にあれば、エンジン１に燃料供給と火花点火とを行うことはしない。つまり、エンジン１を始動する必要のないときにもスタータの保護を目的としてスタータが強制駆動される。

次に、図１３においてはステップ９１でスタータ単独強制駆動フラグをみる。スタータ単独強制駆動フラグは図１１により設定されている。スタータ単独強制駆動フラグ＝０であるときにはそのまま待機する。

一方、スタータ単独強制駆動フラグ＝１であるときにはステップ９１よりステップ９２に進み、スタータ単独での強制駆動を開始してからの時間が所定時間経過したか否かをみる。所定時間はスタータ単独での強制駆動時間を定めるものである。この所定時間は適合により予め定めておく。スタータ単独での強制駆動を開始してからの時間は計測する。例えば、スタータ単独での強制駆動を開始するタイミングでエンジンコントローラ４２内部のタイマを起動することで、スタータ単独での強制駆動を開始してからの時間を計測することができる。この情報は統合コントローラ４４に伝達されている。スタータ単独での強制駆動を開始してからの時間が所定時間経過していなければステップ９１、９２に戻って待機する。

一方、ステップ９２でスタータ単独での強制駆動を開始してからの時間が所定時間を経過したときにはスタータ単独での強制駆動を終了するタイミングになったと判断し、ステップ９３に進み、スタータ単独での強制駆動を終了するためスタータ単独強制駆動フラグ＝０とする。このスタータ単独強制駆動フラグ＝０によって次回には図１２においてステップ８１で待機することになり、次にスタータ単独強制駆動フラグ＝１となるまでスタータ単独での強制駆動が行われることはない。

第６実施形態によれば、エンジン１を始動させることの可能なスタータ２７と、同じくエンジン１を始動させることの可能なモータジェネレータ７との複数の始動装置を備え、スタータ２７を極低温時（所定の限られた条件）でのみ駆動するエンジン１の始動装置において、前記スタータがスタータ単独駆動装置を有しているスタータである場合に、ノイズブラインド時期になると、このスタータ単独駆動装置を有しているスタータを強制駆動するので（図１１のステップ７１、７２、図１２のステップ８１、８２参照）、スタータ単独駆動装置を有しているスタータであってもスタータの腐食を防止できる。

第６実施形態によれば、スタータの強制駆動をスタータ単独で駆動させる（空回りさせる）ことによって行うので、エンジン１の制御に影響を与えることがない。

第６実施形態によれば、スタータの強制駆動をノイズブラインド時期に行うので、スタータが起動していることを車室内のドライバに気づかせないで済む。

（第７実施形態）
図１４、図１５、図１６は第７実施形態で、図１４は第６実施形態の図１１と、図１５は第６実施形態の図１２と、図１６は第６実施形態の図１３と置き換わる。第６実施形態の図１１、図１２、図１３と同一部分には同一のステップ番号を付している。

第６実施形態は、スタータ単独駆動装置を有しているスタータを対象としてスタータ単独で強制駆動するものであった。一方、第７実施形態は、モータ（スタータモータ）を起動させると、ピニオンギヤがリングギヤと噛み合うマグネチックシフト式のスタータ２７を対象としてスタータ２７単独で強制駆動するものである。従って、第６実施形態は図１、図２に示した構成を前提とする。

第６実施形態の図１１、図１２、図１３と、第７実施形態の図１４、図１５、図１６とを比較すればわかるように、第７実施形態において第６実施形態と相違するのは図１６のみである。

図１６においてステップ９１でスタータ単独強制駆動フラグ＝１であるときにはステップ１０１に進み、ピニオンギヤがリングギヤに飛び込む（飛び込んで噛み合う）直前のタイミングであるか否かをみる。ピニオンギヤがリングギヤに飛び込む直前のタイミングは、例えばスタータ２７の仕様によりスタータ２７に印加する電圧、スタータ２７に流す電流、スタータ２７の駆動時間などから予め知り得るので、ピニオンギヤがリングギヤに飛び込む直前のタイミングとなるときの電圧、電流、駆動時間を適合により基準電圧、基準電流、基準駆動時間として予め定めておく。スタータ２７に印加する電圧は電圧センサにより、スタータ２７に流す電流は電流センサにより検出すればよい。スタータ２７の駆動時間はエンジンコンローラ４２が知り得る。そして、エンジンコントローラ４２では実際の電圧、電流、駆動時間がそれぞれ対応する基準電圧、基準電流、基準駆動時間と一致したとき、ピニオンギヤがリングギヤに飛び込む直前のタイミングになったと判断することができる。この情報は統合コントローラ４４に伝達されている。ピニオンギヤがリングギヤに飛び込む直前のタイミングでなければステップ９１、１０１に戻って待機する。

ピニオンギヤがリングギヤに飛び込む直前のタイミングになったときにはスタータ２７単独での強制駆動を終了するタイミングになったと判断し、ステップ１０２に進み、スタータ２７単独での強制駆動を終了するためスタータ単独強制駆動フラグ＝０とする。このスタータ単独強制駆動フラグ＝０によって次回には図１５においてステップ８１で待機することになり、次にスタータ単独強制駆動フラグ＝１となるまでスタータ２７単独で強制駆動されることはない。

第７実施形態によれば、エンジン１を始動させることの可能なスタータ２７と、同じくエンジン１を始動させることの可能なモータジェネレータ７との複数の始動装置を備え、スタータ２７を極低温時（所定の限られた条件）でのみ駆動するエンジン１の始動装置において、前記スタータがピニオンギヤがリングギヤと噛み合うマグネチックシフト式のスタータである場合に、ノイズブラインド時期になるとスタータ２７を強制駆動するので（図１４のステップ７１、７２、図１５のステップ８１、８２参照）、マグネチックシフト式のスタータ２７であってもスタータ２７の腐食を防止できる。

第７実施形態によれば、スタータ２７の強制駆動をピニオンギヤがリングギヤに飛び込む直前のタイミングまでとする（空回りさせる）ので、エンジン１の制御に影響を与えることがない。

第７実施形態によれば、スタータ２７の強制駆動をノイズブラインド時期に行うので、スタータ２７が起動していることを車室内のドライバに気づかせないで済む。

第７実施形態では、ピニオンギヤがリングギヤに飛び込む直前のタイミングとなるまでスタータ２７を強制駆動する場合で説明したが、これに限られるものでない。ピニオンギヤがリングギヤに飛び込まない程度にスタータ２７を強制駆動するようにしてもかまわない。

実施形態では、２つのスタータ（モータ・ジェネレータ７及びスタータ２７）を備えるハイブリッド車の場合で説明したが、これに限られるものでない。例えば、エンジンのみを駆動源とする車両であっても２つのスタータを備えるものがある。

これについて図１７を参照して２個のスタータを備えるアイドルストップ制御装置を説明する。ブラシ付きモータ５１を有するスタータ２７は、ドライバのエンジン始動操作に基づいて、ピニオンギア（図示しない）をエンジンのリングギア（図示しない）に噛み合わせ、モータ５１からクランクシャフト３へ動力（回転）を伝えることにより、エンジン１の始動を行う。

モータジェネレータ５２は、ベルト５３によってエンジン１のクランクシャフト３に連結されている。モータジェネレータ５２は、エンジン１を駆動源としてジェネレータ（発電機）として機能すると共に、エンジン１の自動停止からの再始動時にエンジン１を始動する第２スタータとしても機能する。

このように従来のオルタネータに代えて、ベルト５３駆動のモータジェネレータ５２を設ける構成としたのは、次の理由からである。すなわち、ブラシ付きモータ５１を有するスタータ２７のみでエンジンの自動停止・再始動を繰り返すとすれば、ブラシの摩耗が早まり、スタータ２７を用いたエンジン１の自動停止・再始動を行うことができなくなる。そこで、頻度の高いエンジンの自動停止・再始動用に第２スタータとしてベルト５３駆動のモータジェネレータ５２を用いることとしたものである。この場合、モータジェネレータ５２としてはブラシレスのモータジェネレータを採用する。

バッテリ２９は、スタータ２７及びモータジェネレータ５２に電流を供給する。電圧センサ５４は、バッテリ２９の電圧を検出して、エンジンコントローラ４２に出力する。電流センサ５５は、バッテリ２９の充放電電流を検出して、エンジンコントローラ４２に出力する。

このような２個のスタータ（２７、５２）を備えるアイドルストップ制御装置を対象として、例えば極低温時においてだけスタータ２７を用いてエンジン１を始動する場合に本発明を適用することができる。

１ エンジン
７ モータ・ジェネレータ
４１ モータコントローラ
４２ エンジンコントローラ

Claims (2)

1. エンジンを始動させることの可能なスタータと、同じくエンジンを始動させることの可能なモータ・ジェネレータとの複数の始動装置を備え、
   前記スタータを所定の条件で駆動するエンジンの始動装置において、
   前記スタータを定期的に強制駆動させ、
   前記スタータの強制駆動を、前記モータ・ジェネレータの駆動によるエンジン始動時のクランキングによって行うことを特徴とするエンジンの始動装置の保護装置。
2. エンジンを始動させることの可能なスタータと、同じくエンジンを始動させることの可能なモータ・ジェネレータとの複数の始動装置を備え、
   前記スタータを所定の条件で駆動するエンジンの始動装置において、
   前記スタータを定期的に強制駆動させ、
   前記スタータの強制駆動をエンジン始動時のクランキングによって、スタータを空回りさせることによって行い、
   前記スタータの強制駆動をノイズブラインド時期に行うことを特徴とするエンジンの始動装置の保護装置。

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