JP6024270B2

JP6024270B2 - エンジン始動装置

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Publication number: JP6024270B2
Application number: JP2012175235A
Authority: JP
Inventors: 達也藤田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-08-07
Filing date: 2012-08-07
Publication date: 2016-11-16
Anticipated expiration: 2032-08-07
Also published as: JP2014034897A

Description

本発明は、スタータのピニオンをリングギヤ側へ押し出すための第１のソレノイドと、モータの通電電流を断続する第２のソレノイドとを有するエンジン始動装置に関する。

従来技術として、タンデムソレノイド型と呼ばれる２つのソレノイドを有するスタータがある。すなわち、ピニオンをエンジンのリングギヤに押し出す第１のソレノイドと、ピニオンと同軸線上に設けられメイン接点を開閉することでモータへの通電電流を断続する第２のソレノイドとを備え、ピニオンを押出す押出タイミングとモータ始動タイミングとを独立して制御することができる。

このようなスタータにおいて、ピニオンがリングギヤに噛み合う前にモータが始動するのを回避するため、押出タイミングに対してモータ始動タイミングを遅らせる遅れ時間を設定する技術がある。
例えば、特許文献１では、エンジン正回転中の始動とエンジン逆回転中の始動とでは、エンジン逆回転中からの始動の場合の方がピニオン噛み合い時の衝撃が大きいことに着目し、エンジン逆回転中の始動の場合の遅れ時間をエンジン正回転中の始動の場合の遅れ時間よりも大きく設定する技術が開示されている。

特許第４７８０２３３号公報

しかし、アイドルストップシステムに搭載されるスタータの場合、始動回数が多いためエンジン正回転中の始動であっても、リングギヤが磨耗し、このギヤ磨耗に伴って、ピニオンを押し出してからリングギヤに噛み合うまでに時間を要する。
また、正回転中からの始動に限らず、逆回転中からの始動、エンジン停止中からの始動においても、ギヤ磨耗が進むに従って、ピニオンを押し出してからリングギヤに噛み合うまでに時間が長くなる。
このため、ギヤ磨耗が進むと、ピニオンがリングギヤに噛み合う前にモータが回転してしまい、結果として噛み合い不良を生じる虞がある。
また、バッテリの経時劣化やスタータ温度によってもピニオンを押し出してからリングギヤに噛み合うまでに時間が変化する。

そこで、本発明では、タンデムソレノイド型のスタータを有するエンジン始動装置において、ギヤ磨耗やバッテリの経時劣化やスタータ温度に応じて最適な遅れ時間を設定し、噛み合い不良を回避することを目的とする。

本発明１のエンジン始動装置は、ピニオンに回転力を発生するモータ、エンジンのリングギヤにモータの回転力を伝達するピニオン、第１のコイルへの通電により発生する磁力を利用してリングギヤへ向けてピニオンを押し出す第１のソレノイド、および、第２のコイルへの通電により発生する磁力を利用してモータへの通電電流を断続するメイン接点を開閉する第２のソレノイドを有するスタータと、スタータの駆動を制御する制御手段とを備える。

そして、制御手段は、ピニオンを押し出す押出タイミングに対して、モータの回転を開始するモータ始動タイミングを所定の時間遅らせる遅れ時間を設定する遅れ時間設定手段と、スタータによるエンジンの始動の累積回数もしくは累積時間を算出する累積回数算出手段とを有する。
遅れ時間設定手段は、累積回数算出手段により算出された累積回数もしくは累積時間に基づいて遅れ時間を設定する。

スタータ始動の累積回数または累積時間は、ギヤ磨耗に関係するパラメータである。このため、スタータ始動の累積回数または累積時間に基づいて遅れ時間を設定することにより、ギヤ磨耗の度合いに応じて最適な遅れ時間を設定することができるため、ギヤ磨耗が生じても、噛み合い不良を回避することができる。

また、本発明２のエンジン始動装置は、スタータの駆動開始指令があってからスタータの駆動によってエンジンが所定回転数まで回転するまでの時間を始動応答時間として記憶する始動応答時間記憶手段とを有し、遅れ時間設定手段は、始動応答時間記憶手段に記憶された前回の始動時における始動応答時間に基づいて、遅れ時間を設定する。
始動応答時間は、ピニオンの噛み合いに時間を要する場合に長くなる。このため、始動応答時間は、噛み合い時間に影響するギヤ磨耗やバッテリ劣化等に関係するパラメータといえる。
したがって、前回の始動時における始動応答時間に基づいて遅れ時間を設定することにより、ギヤ磨耗やバッテリ劣化の度合いに応じて最適な遅れ時間を設定することができるため、ギヤ磨耗やバッテリ劣化が生じても、噛み合い不良を回避することができる。

本発明３のエンジン始動装置は、前回の始動時における始動応答時間、及び、第１ソレノイドへの電力供給をするバッテリの劣化度合に応じて、遅れ時間を設定する。
また、本発明４のエンジン始動装置は、前回の始動時における始動応答時間、及び、スタータの温度に応じて、遅れ時間を設定する。
これによれば、バッテリ劣化度合いやスタータ温度に応じて最適な遅れ時間を設定することができ、噛み合い不良を回避することができる。

スタータの全体図である（実施例１）。エンジン始動装置の電気回路図である（実施例１）。制御手段のブロック図である（実施例１）。遅れ時間設定のフロー図である（実施例１）。エンジン回転数、スタータ始動信号、第１のソレノイドへの通電信号、および第２のソレノイドへの通電信号のタイミングチャートである（実施例１）。制御手段のブロック図である（実施例２）。遅れ時間設定のフロー図である（実施例２）。制御手段のブロック図である（実施例３）。遅れ時間設定のフロー図である（実施例３）。制御手段のブロック図である（実施例４）。異常判定のフロー図である（実施例４）。エンジン回転数、スタータ始動信号、第１のソレノイドへの通電信号、第２のソレノイドへの通電信号、始動応答時間カウント、及びアイドルストップ禁止フラグのタイミングチャートである（実施例４）。遅れ時間設定のフロー図である（実施例５）。

本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。

〔実施例１〕
〔実施例１の構成〕
実施例１の構成を図１〜５を用いて説明する。
この実施例１に示すエンジン始動装置は、エンジンの停止および再始動を自動制御するアイドルストップ装置に適用され、エンジンの始動を行うスタータ１と、エンジンの再始動時にスタータ１の作動を制御する電子制御装置であるＥＣＵ２（制御手段）とを備えている。

スタータ１は、図１に示す様に、回転力を発生するモータ３と、このモータ３に駆動されて回転する出力軸４と、モータ３の回転力をエンジンのリングギヤ５に伝達するためのピニオン６と一体に構成されて出力軸４の外周上に配置されるピニオン移動体（後述する）と、シフトレバー７を介してピニオン移動体を反モータ方向（図１の左方向）へ押し出す働きを担う第１のソレノイド８と、モータ３への通電電流を断続するためのメイン接点（後述する）を開閉する第２のソレノイド９等より構成される。

モータ３は、図２に示す様に、例えば、複数の永久磁石によって構成される界磁１０と、電機子軸の一方の端部に整流子を設けた電機子１１と、整流子の外周面（整流子面と呼ぶ）に当接して配置されるブラシ１２等を備える整流子電動機である。なお、モータ３の界磁１０は、永久磁石の代わりに、界磁コイルによる電磁石界磁を用いても良い。
出力軸４は、減速装置（図示せず）を介して電機子軸と同一軸線上に配置され、電機子１１の回転が減速装置で減速されて伝達される。
減速装置は、例えば、周知の遊星歯車減速機であり、遊星歯車の公転運動を拾う遊星キャリアが出力軸４と一体に設けられている。

ピニオン移動体は、クラッチ１３とピニオン６とで構成される。
クラッチ１３は、図１に示す様に、出力軸４の外周にヘリカルスプライン嵌合するアウタ１３ａと、このアウタ１３ａの内周に相対回転自在に配置されるインナ１３ｂと、アウタ１３ａとインナ１３ｂとの間で回転力の伝達を断続するローラ１３ｃと、このローラ１３ｃを付勢するスプリング（図示せず）等を有し、ローラ１３ｃを介してアウタ１３ａからインナ１３ｂへ一方向のみ回転力を伝達する一方向クラッチとして構成されている。
ピニオン６は、クラッチ１３のインナ１３ｂと一体に構成され、出力軸４の外周に軸受１４を介して相対回転自在に支持されている。

第１のソレノイド８と第２のソレノイド９は、それぞれ通電によって電磁石を形成するソレノイドコイル１５（第１のコイル）とスイッチコイル１６（第２のコイル）を有し、このソレノイドコイル１５とスイッチコイル１６との間に、両者に共通して用いられる固定鉄心１７を配置すると共に、第１のソレノイド８の外周を覆うソレノイドヨーク１８と、第２のソレノイド９の外周を覆うスイッチヨーク１９とが軸方向に連続して形成され、一つの全体ヨークとして一体に設けられている。すなわち、第１のソレノイド８と第２のソレノイド９は、図１に示す様に、両者が軸方向に直列に配設されて一体に構成され、モータ３と並列に配置されてスタータハウジング２０に固定されている。

第１のソレノイド８は、固定鉄心１７の内径側に設けられる一方の吸着面に対向してソレノイドコイル１５の内周を軸心方向に可動するプランジャ２１を備えている。ソレノイドコイル１５は、図２に示す様に、一方の端部が第１のスイッチ端子２２に接続され、他方の端部が、例えば、固定鉄心１７の表面に溶接等により固定されてアースされている。第１のスイッチ端子２２には、第１の駆動リレー２３に繋がる電気配線が接続される。
第１の駆動リレー２３は、ＥＣＵ２より出力されるオン信号によって励磁されるリレーコイル２３ａを有し、このリレーコイル２３ａに通電されてリレー接点２３ｂが閉じることにより、バッテリ２５から第１の駆動リレー２３を通じてソレノイドコイル１５に通電される。

プランジャ２１は、ソレノイドコイル１５への通電により固定鉄心１７が磁化されると、その固定鉄心１７との間に配設されるリターンスプリング２６（図１参照）の反力に抗して固定鉄心１７の一方の吸着面に吸着され、ソレノイドコイル１５への通電が停止すると、リターンスプリング２６の反力で反固定鉄心方向（図１の左方向）へ押し戻される。また、このプランジャ２１は、径方向の中央部に円筒孔を有する略円筒状に設けられ、その円筒孔には、プランジャ２１の動きをシフトレバー７に伝達するジョイント２７と、図示しないドライブスプリングとが挿入されている。

第２のソレノイド９は、固定鉄心１７の内径側に設けられる他方の吸着面に対向してスイッチコイル１６の軸心方向に可動する可動鉄心２８と、全体ヨークの他端側に開口する開口部（スイッチヨーク１９の開口部）を塞いで組み付けられる樹脂製の接点カバー２９と、この接点カバー２９に固定される２本の端子ボルト３０、３１と、この２本の端子ボルト３０、３１にそれぞれ固定される一組の固定接点３２と、この一組の固定接点３２間を電気的に断続する可動接点３３等を有している。
スイッチコイル１６は、図２に示す様に、一方の端部が第２のスイッチ端子３４に接続され、他方の端部が、例えば、固定鉄心１７の表面に溶接等により固定されてアースされている。第２のスイッチ端子３４には、第２の駆動リレー３５に繋がる電気配線が接続される。

第２の駆動リレー３５は、ＥＣＵ２より出力されるオン信号によって励磁されるリレーコイル３５ａを有し、このリレーコイル３５ａに通電されてリレー接点３５ｂが閉じることにより、バッテリ２５から第２の駆動リレー３５を通じてスイッチコイル１６に通電される。

可動鉄心２８は、スイッチコイル１６への通電により固定鉄心１７が磁化されると、その固定鉄心１７との間に配設されるリターンスプリング３７（図１参照）の反力に抗して固定鉄心１７の他方の吸着面に吸着され、スイッチコイル１６への通電が停止すると、リターンスプリング３７の反力で反固定鉄心方向（図１の右方向）へ押し戻される。

接点カバー２９は、円筒状の脚部を有し、この脚部がスイッチヨーク１９を形成する全体ヨークの軸方向他端側の内周に挿入されて全体ヨークにかしめ固定されている。
２本の端子ボルト３０、３１は、モータ回路の高電位側（バッテリ側）に接続されるＢ端子ボルト３０と、モータ回路の低電位側（モータ側）に接続されるＭ端子ボルト３１である。一組の固定接点３２は、２本の端子ボルト３０、３１と別体（一体でも可能）に設けられ、接点カバー２９の内側で２本の端子ボルト３０、３１と電気的に接触して機械的に固定されている。

可動接点３３は、一組の固定接点３２より反可動鉄心側（図１の右側）に配置され、可動鉄心２８に固定されたロッド３８の端面に接点圧スプリング３９の荷重を受けて押し付けられている。
メイン接点は、一組の固定接点３２と可動接点３３とで形成され、可動接点３３が接点圧スプリング３９に付勢されて所定の押圧力で一組の固定接点３２に当接し、可動接点３３を介して両固定接点３２間が導通することによりメイン接点が閉成された状態となり、可動接点３３が一組の固定接点３２から離れて両固定接点３２間の導通が遮断されることによりメイン接点が開成された状態となる。

なお、メイン接点が閉成されて形成されるバッテリ２５からモータ３への通電経路には、ＩＣＲリレー４２（突入電流抑制手段）が設けられている。ＩＣＲリレー４２は、バッテリ２５からモータ３への通電経路を、抵抗４３を介して突入電流を小さくしてモータ３へ通電する第１通電経路と、抵抗４３を介さないでモータ３へ通電する第２通電経路との間で切替えるリレースイッチである。
ＩＣＲリレー４２は、ＥＣＵ２より出力されるオン信号によって励磁されるリレーコイル４２ａを有し、このリレーコイル４２ａに通電されていない状態ではリレー接点４２ｂが開いており、バッテリ２５から抵抗４３を介した第１通電経路を通じてスイッチコイル１６に通電される。そして、リレーコイル４２ａに通電されてリレー接点４２ｂが閉じることにより、バッテリ２５から抵抗４３を介さない第２通電経路を通じてスイッチコイル１６に通電される。
このＩＣＲリレー４２を用いて、モータ始動直後第１通電経路を介して通電し、突入電流のピーク値を低減する。

ＥＣＵ２は、第１の駆動リレー２３、第２の駆動リレー３５、及びＩＣＲリレー４２に対する通電を制御する制御手段として機能する。
制御手段は、リレー制御部４９、遅れ時間設定部５０、累積回数算出部５１、及び始動モード判別部５２を有する。

リレー制御部４９は、第１の駆動リレー２３、第２の駆動リレー３５、及びＩＣＲリレー４２を制御するための駆動信号を生成して送信する。
なお、以下では、第１の駆動リレー２３の駆動信号をＳＬ１信号、第２の駆動リレー３５の駆動信号をＳＬ２信号と呼ぶ。

遅れ時間設定部５０は、ピニオン６を押し出す押出タイミングに対して、モータ３の回転を開始するモータ始動タイミングを所定の時間遅らせる遅れ時間Δｔを設定する。
本実施例では、例えば、第１の駆動リレー２３の通電タイミングに対して、第２の駆動リレー３５の通電タイミングを遅らせることにより、ピニオン６を押し出す押出タイミングに対して、モータ３の回転を開始するモータ始動タイミングを遅らせる。
そのため、第１の駆動リレー２３の通電タイミングと第２の駆動リレー３５の通電タイミングとの差を遅れ時間Δｔとして設定する。
具体的には、スタータ１によるエンジンの始動の回数の累積である累積始動回数Ｎ（すなわち、スタータ１の使用回数の累積）と遅れ時間Δｔとの相関をＭＡＰを用いて累積始動回数Ｎに応じた遅れ時間Δｔを設定する。

累積回数算出部５１は、累積始動回数Ｎを算出する。本実施例では、スタータ１の始動モードが、リングギヤ５の磨耗への影響度が高いモードであるほど重み係数が大きくなるように重み付けをして累積始動回数Ｎを算出する。
スタータ１の始動モードとは、エンジンの運転状況に応じて複数の種類に区別されており、例えば、本実施例では、エンジン回転数降下中からの始動（以下、降下中始動モードと呼ぶ）、エンジン逆回転中からの始動（以下、逆回転中始動モードと呼ぶ）、エンジン完全停止からの始動（以下、停止中始動モードと呼ぶ）の３種類を区別している。
重み付けについては後に詳述する。

始動モード判別部５２は、スタータ１への駆動開始指令があった場合に、エンジン回転数検出手段（図示せず）等からの検出信号に基づいて始動モードを判別する。例えば、上記の３種類のいずれの始動モードかを判別する。

〔実施例１の遅れ時間設定フロー〕
実施例１の遅れ時間設定の流れを図４及び図５を用いて説明する。
まず、スタータ１を駆動する駆動指令があったか否かを判定する（ステップＳ１）。すなわち、スタータ１の始動信号がＯＮされたか否かを判断する（図５参照）。この判定結果がＮＯの場合には、図４の制御ルーチンを終了する。

ステップＳ１の判定結果がＹＥＳの場合には、始動モード判別部５２により始動モードを判別する（ステップＳ２〜Ｓ４）。
まず、ステップＳ２で、降下中始動モードか否かを判定し、判定結果がＮＯの場合は、ステップＳ３で、逆回転中始動モードか否かを判定する。そして、ステップＳ３での判定結果がＮＯの場合は、ステップＳ４で、停止中始動モードか否かを判定する。この判定結果がＮＯの場合には、図４の制御ルーチンを終了する。

ステップＳ２での判定結果がＹＥＳであり、始動モードが降下中始動モードであると判定された場合は、ステップＳ５へ進む。
ステップＳ５では、降下中始動モードでの始動回数Ｎ_Ｄをカウントし、カウント数を１つ増やす。このカウントされた始動回数Ｎ_Ｄは累積回数算出部５１の算出に利用するため記憶される。

ステップＳ３での判定結果がＹＥＳであり、始動モードが逆回転中始動モードであると判定された場合は、ステップＳ６へ進む。
ステップＳ６では、逆回転中始動モードでの始動回数Ｎ_Ｒをカウントし、カウント数を１つ増やす。このカウントされた始動回数Ｎ_Ｒは累積回数算出部５１の算出に利用するため記憶される。

ステップＳ４での判定結果がＹＥＳであり、始動モードが停止中始動モードであると判定された場合は、ステップＳ７へ進む。
ステップＳ７では、停止中始動モードでの始動回数Ｎ_Ｓをカウントし、カウント数を１つ増やす。このカウントされた始動回数Ｎ_Ｓは累積回数算出部５１の算出に利用するため記憶される。

ステップＳ５、Ｓ６、Ｓ７のいずれかを経た後、累積回数算出部５１によって累積始動回数Ｎを算出する（ステップＳ８）。
このとき、スタータ１の始動モードが、リングギヤ５の磨耗への影響度が高いモードであるほど重み係数が大きくなるように重み付けをして累積始動回数Ｎを算出する。
すなわち、以下の式（１）に示すように、始動回数Ｎ_Ｄ、始動回数Ｎ_Ｒ、始動回数Ｎ_Ｓにそれぞれ異なる係数を重み係数として乗じた上で、合計する。
Ｎ＝ａＮ_Ｓ＋ｂＮ_Ｒ＋ｃＮ_Ｄ・・・式（１）

ａは停止中始動モードの重み係数、ｂは逆回転中始動モードの重み係数、ｃは降下中始動モードの重み係数である。
停止中始動モードでは、リングギヤ５が停止しているため、ピニオン６と噛み合いにくく、噛み合い時に衝突した場合にはモータトルクがかかるため磨耗しやすい。また、逆回転中始動モードでは、クラッチ１３が働かない方向であるため、噛み合い時にピニオン６とリングギヤ５が衝突した場合の衝突力が大きく、リングギヤが磨耗しやすい。一方、降下中始動モードでは、リングギヤが正回転しているためピニオン６と噛み合いやすいため、逆回転中始動モード及び停止中始動モードと比較するとギヤ磨耗への影響は少ない。
このため、ａ及びｂをｃよりも大きくし、重み付けをする。

累積始動回数Ｎを算出したら、ステップＳ９において、遅れ時間Δｔを算出する。
すなわち、遅れ時間設定部５０で、累積回数算出部５１から出力される累積始動回数ＮとＭＡＰとを用いて遅れ時間Δｔを設定する。

そして、図５に示すように、ＳＬ１信号をＯＮにしてからΔｔ遅れてＳＬ２信号をＯＮにすることで、ピニオン６を押し出す押出タイミングに対して、モータ３の回転を開始するモータ始動タイミングを遅らせる。なお、図５において、スタータ１の始動信号がＯＮになってからエンジン回転数が所定値に達するまでを始動応答時間と呼ぶ。エンジン回転数が所定値に達すると始動信号をＯＦＦにする。

〔実施例１の作用効果〕
本実施例の始動装置では、遅れ時間Δｔを累積始動回数Ｎに基づいて設定している。累積始動回数Ｎは大きいほど、ギヤ磨耗量が大きいと推定できるパラメータであるため、累積始動回数Ｎに基づいて遅れ時間Δｔを設定することにより、ギヤ磨耗の度合いに応じて最適な遅れ時間を設定することができる。これにより、ギヤ磨耗が生じても、噛み合い不良を回避することができる。

また、本実施例では、リングギヤ５の磨耗への影響度が高い始動モードであるほど重み係数が大きくなるように重み付けをして累積始動回数Ｎを算出する。
これによれば、累積始動回数Ｎによるギヤ磨耗量の推定がより正確になるため、ギヤ磨耗の度合いに応じたより最適な遅れ時間Δｔを設定することができる。

〔実施例２〕
実施例２を、実施例１とは異なる点を中心に、図６〜７を用いて説明する。
なお、実施例１と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例では、スタータ１への駆動開始指令があった場合に、始動モードを判別して、始動モード毎に異なる遅れ時間を設定する。
そのため、スタータ１への駆動開始指令があったら、始動モードの判別結果を遅れ時間設定部５０における遅れ時間Δｔの算出にも使用できるようにする。
そして、遅れ時間設定部５０は、累積始動回数Ｎと遅れ時間Δｔとの相関を始動モード毎に異なるＭＡＰを用いて累積始動回数Ｎに応じた遅れ時間Δｔを設定する。すなわち、降下中始動モードの場合にはＭＡＰ_Ｄを、逆回転中始動モードの場合にはＭＡＰ_Ｒ、停止中モードの場合にはＭＡＰ_Ｓを用いて、遅れ時間Δｔを設定する。

上述のように、始動モードによってリングギヤ５とピニオン６との噛み合いやすさは異なっており、ギヤ磨耗量も異なる。そのため、一律に同じ遅れ時間Δｔを適用すると、例えば、噛み合いやすい降下中始動モードの場合に、不必要に始動応答時間が長くなってしまう虞がある。

以下、実施例２の遅れ時間設定の流れを図７を用いて説明する。
まず、ステップ１と同様に、スタータ１を駆動する駆動指令があったか否かを判定する（ステップＳ１０１）。

ステップＳ１０１の判定結果がＹＥＳの場合には、実施例１におけるステップＳ８と同様に記憶されている始動回数Ｎ_Ｄ、始動回数Ｎ_Ｒ、始動回数Ｎ_Ｓを用いて始動モードに基づく重み付けをされた累積始動回数Ｎを算出する（ステップＳ１０２）。

その後、実施例１のステップＳ２〜Ｓ４と同じ要領で始動モード判別部５２により始動モードを判別する（Ｓ１０３〜Ｓ１０５）。

ステップＳ１０３での判定結果がＹＥＳであり、始動モードが降下中始動モードであると判定された場合は、ステップＳ１０６へ進む。
ステップＳ１０６では、累積始動回数ＮとＭＡＰ_Ｄとを用いて遅れ時間Δｔを設定する。
その後、ステップＳ１０７で、降下中始動モードでの始動回数Ｎ_Ｄのカウント数を１つ増やす。このカウントされた始動回数Ｎ_Ｄは累積回数算出部５１の算出に利用するため記憶される。

ステップＳ１０４での判定結果がＹＥＳであり、始動モードが逆回転中始動モードであると判定された場合は、ステップＳ１０８へ進む。
ステップＳ１０８では、累積始動回数ＮとＭＡＰ_Ｒとを用いて遅れ時間Δｔを設定する。
その後ステップＳ１０９で、降下中始動モードでの始動回数Ｎ_Ｒのカウント数を１つ増やす。このカウントされた始動回数Ｎ_Ｒは累積回数算出部５１の算出に利用するため記憶される。

ステップＳ１０５での判定結果がＹＥＳであり、始動モードが停止中始動モードであると判定された場合は、ステップＳ１１０へ進む。
ステップＳ１１０では、累積始動回数ＮとＭＡＰ_Ｓとを用いて遅れ時間Δｔを設定する。
その後ステップＳ１１１で、降下中始動モードでの始動回数Ｎ_Ｓのカウント数を１つ増やす。このカウントされた始動回数Ｎ_Ｓは累積回数算出部５１の算出に利用するため記憶される。

〔実施例２の作用効果〕
本実施例によれば、スタータ１への駆動開始指令があった場合に、始動モードを判別して、始動モード毎に異なる遅れ時間を設定する。これによれば、始動モードに応じて最適な遅れ時間Δｔを設定することができる。
例えば、遅れ時間Δｔを長くする必要のない始動モード（降下中始動）の場合には、遅れ時間Δｔを短く設定することができ、始動応答時間を短縮することができる。

〔実施例３〕
実施例３を、実施例１とは異なる点を中心に、図８、９を用いて説明する。
なお、実施例１と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例では、制御手段が、累積回数算出部５１に替わって、始動応答時間記憶部５３を有する。
始動応答時間記憶部５３は、スタータ１の使用毎に始動応答時間を記憶する。
そして、遅れ時間設定部５０は、始動応答時間記憶部５３に記憶された前回の始動時における始動応答時間（以下、前回始動応答時間と呼ぶ）に基づいて、遅れ時間Δｔを設定する。

具体的には、本実施例の遅れ時間設定部５０は、始動モード毎に記憶された始動応答時間Ｔ_Ｄ、Ｔ_Ｒ、Ｔ_Ｓと、始動モード毎に記憶されたＭＡＰ_ＴＤ、ＭＡＰ_ＴＲ、ＭＡＰ_ＴＳとを用いて、各始動モード毎に遅れ時間を設定する。
なお、始動応答時間Ｔ_Ｄは降下中始動モードにおける前回始動応答時間であり、始動応答時間Ｔ_Ｒは逆回転中始動モードにおける前回始動応答時間であり、始動応答時間Ｔ_Ｓは停止中始動モードにおける前回始動応答時間である。
また、ＭＡＰ_ＴＤは始動応答時間Ｔ_Ｄと遅れ時間Δｔとの相関マップであり、ＭＡＰ_ＴＲは始動応答時間Ｔ_Ｒと遅れ時間Δｔとの相関マップであり、ＭＡＰ_ＴＳは始動応答時間Ｔ_Ｓと遅れ時間Δｔとの相関マップである。

以下、実施例３の遅れ時間設定の流れを図９を用いて説明する。
まず、ステップ１と同様に、スタータ１を駆動する駆動指令があったか否かを判定する（ステップＳ２０１）。

ステップＳ２０１の判定結果がＹＥＳの場合には、実施例１のステップＳ２〜Ｓ４と同じ要領で始動モード判別部５２により始動モードを判別する（Ｓ２０２〜Ｓ２０４）。

ステップＳ２０２での判定結果がＹＥＳであり、始動モードが降下中始動モードであると判定された場合は、ステップＳ２０５へ進む。
ステップＳ２０５では、始動応答時間Ｔ_ＤとＭＡＰ_ＴＤとを用いて遅れ時間Δｔを設定する。
その後ステップＳ２０６で、降下中始動モードでの今回の始動応答時間をカウントし、始動応答時間Ｔ_Ｄとして記憶される。

ステップＳ２０３での判定結果がＹＥＳであり、始動モードが逆回転中始動モードであると判定された場合は、ステップＳ２０７へ進む。
ステップＳ２０７では、始動応答時間Ｔ_ＲとＭＡＰ_ＴＲとを用いて遅れ時間Δｔを設定する。
その後ステップＳ２０８で、逆回転中始動モードでの今回の始動応答時間をカウントし、始動応答時間Ｔ_Ｒとして記憶される。

ステップＳ２０４での判定結果がＹＥＳであり、始動モードが停止中始動モードであると判定された場合は、ステップＳ２０９へ進む。
ステップＳ２０９では、始動応答時間Ｔ_ＳとＭＡＰ_ＴＳとを用いて遅れ時間Δｔを設定する。
その後ステップＳ２１０で、停止中始動モードでの今回の始動応答時間をカウントし、始動応答時間Ｔ_Ｓとして記憶される。

〔実施例３の作用効果〕
本実施例によれば、各始動モード毎に、始動応答時間に基づいて遅れ時間Δｔを設定している。
始動応答時間は、ピニオン６の噛み合いに時間を要する場合に長くなる。このため、始動応答時間は、噛み合い時間に影響するギヤ磨耗やバッテリ劣化等に関係するパラメータといえる。
したがって、始動応答時間に基づいて遅れ時間を設定することにより、ギヤ磨耗やバッテリ劣化の度合いに応じて最適な遅れ時間を設定することができるため、ギヤ磨耗やバッテリ劣化が生じても、噛み合い不良を回避することができる。
なお、本実施例では、前回始動応答時間を用いて遅れ時間Δｔを算出したが、前回以前の数回の始動応答時間を記憶しておき、その平均値を用いて遅れ時間Δｔを設定してもよい。

〔実施例４〕
実施例４を、実施例１とは異なる点を中心に、図１０〜１２を用いて説明する。
なお、実施例１と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例では、制御手段が、始動応答時間が所定時間以上の場合に、スタータ１が異常であると判断する異常判定部５４を有する。
異常判定部５４は始動モード判別部５２からの信号を受け、始動モード毎に異常判定を行う。

以下、異常判定の流れを図１１及び図１２を用いて説明する。この異常判定は、遅れ時間Δｔ設定のフローとは別の制御ルーチンで実施される。
まず、ステップ１と同様に、スタータ１を駆動する駆動指令があったか否かを判定する（ステップＳ３０１）。

ステップＳ３０１の判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ３０２で、エンジンが始動できたか否かを判定する。すなわち、エンジンの回転数が所定値に達したか否かを判定する。この判定結果がＮＯの場合は、スタータに異常が生じている（例えば噛み合い不良が生じている）と判断し、アイドルストップを禁止する（ステップＳ３０３）。

ステップＳ３０１の判定結果がＮＯの場合には、実施例１のステップＳ２〜Ｓ４と同じ要領で始動モード判別部５２により始動モードを判別する（Ｓ３０４〜Ｓ３０６）。

ステップＳ３０４での判定結果がＹＥＳであり、始動モードが降下中始動モードであると判定された場合は、ステップＳ３０７へ進む。
ステップＳ３０７では、今回の始動にかかった始動応答時間Ｔ_Ｄ１をカウントする。
その後ステップＳ３０８で、始動応答時間Ｔ_Ｄが所定値Ｄよりも大きいか否かを判定する。
この判定結果がＹＥＳの場合には、スタータに異常が生じていると判断し、アイドルストップを禁止する（ステップＳ３０３）。

ステップＳ３０５での判定結果がＹＥＳであり、始動モードが逆回転中始動モードであると判定された場合は、ステップＳ３０９へ進む。
ステップＳ３０９では、今回の始動にかかった始動応答時間Ｔ_Ｒ１をカウントする。
その後ステップＳ３１０で、始動応答時間Ｔ_Ｒ１が所定値Ｒよりも大きいか否かを判定する。
この判定結果がＹＥＳの場合には、スタータに異常が生じていると判断し、アイドルストップを禁止する（ステップＳ３０３）。

ステップＳ３０６での判定結果がＹＥＳであり、始動モードが停止中始動モードであると判定された場合は、ステップＳ３１１へ進む。
ステップＳ３１１では、今回の始動にかかった始動応答時間Ｔ_Ｓ１をカウントする。
その後ステップＳ３１２で、始動応答時間Ｔ_Ｓ１が所定値Ｄよりも大きいか否かを判定する。
この判定結果がＹＥＳの場合には、スタータに異常が生じていると判断し、アイドルストップを禁止する（ステップＳ３０３）。

なお、この異常判定フローを、実施例３のエンジン始動装置に適用する場合には、始動応答時間Ｔ_Ｄ１、Ｔ_Ｒ１、Ｔ_Ｓ１に替えて、遅れ時間Δｔの設定に用いる始動応答時間Ｔ_Ｄ、Ｔ_Ｒ、Ｔ_Ｓを使用してもよい。

〔実施例４の作用効果〕
本実施例では、始動応答時間が所定値より長い場合には、スタータ１に異常が生じているとしてアイドルストップを禁止する。
ギヤ磨耗によって、噛み合いに時間が長く要するようになると、最終的には、噛み合いできず始動できないという噛み合い不良を招く。そのため、噛み合い時間が長い場合には始動応答時間も長くなるため、始動応答時間が所定値より大きくなった場合には、ギヤ磨耗の程度大きいと判断して、アイドルストップを禁止する。
これによれば、噛み合い不良を招く前に、ギヤ磨耗の度合いを判断してアイドルストップを禁止できる。

〔実施例５〕
実施例５を、実施例１とは異なる点を中心に、図１３を用いて説明する。
なお、実施例１〜３と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例では、制御手段が、累積回数算出部５１に加えて、実施例３に記載の始動応答時間記憶手段５３を有する。
そして、遅れ時間設定部５０は、始動応答時間Ｔ_Ｄ、Ｔ_Ｒ、Ｔ_Ｓに基づく第１の遅れ時間Δｔ１と、累積始動回数Ｎに基づく第２の遅れ時間Δｔ２とを算出し、第１の遅れ時間Δｔ１と第２の遅れ時間Δｔ２とのいずれか一方を遅れ時間Δｔとして設定する。

以下、実施例５の遅れ時間設定の流れを図１３を用いて説明する。
まず、ステップ１と同様に、スタータ１を駆動する駆動指令があったか否かを判定する（ステップＳ４０１）。

ステップＳ４０１の判定結果がＹＥＳの場合には、実施例１におけるステップＳ８と同様に記憶されている始動回数Ｎ_Ｄ、始動回数Ｎ_Ｒ、始動回数Ｎ_Ｓを用いて始動モードに基づく重み付けをされた累積始動回数Ｎを算出する（ステップＳ４０２）。

その後、実施例１のステップＳ２〜Ｓ４と同じ要領で始動モード判別部５２により始動モードを判別する（Ｓ４０３〜Ｓ４０５）。

ステップＳ４０３での判定結果がＹＥＳであり、始動モードが降下中始動モードであると判定された場合は、ステップＳ４０６へ進む。
ステップＳ４０６では、始動応答時間Ｔ_ＤとＭＡＰ_ＴＤとを用いて第１遅れ時間Δｔ１を算出する。
その後、ステップＳ４０７では、累積始動回数ＮとＭＡＰ_Ｄとを用いて第２遅れ時間Δｔ２を算出する。
そして、ステップＳ４０８では、第１遅れ時間Δｔ１と第２遅れ時間Δｔ２とで大きい方を遅れ時間Δｔとして設定する。

その後、その後、ステップＳ４０９で、降下中始動モードでの始動回数Ｎ_Ｄのカウント数を１つ増やし、ステップＳ４１０で、降下中始動モードでの今回の始動応答時間をカウントし、始動応答時間Ｔ_Ｄとして記憶する。

ステップＳ４０４での判定結果がＹＥＳであり、始動モードが逆回転中始動モードであると判定された場合は、ステップＳ４１１へ進む。
ステップＳ４１１では、始動応答時間Ｔ_ＲとＭＡＰ_ＴＲとを用いて第１遅れ時間Δｔ１を算出する。
その後、ステップＳ４１２では、累積始動回数ＮとＭＡＰ_Ｒとを用いて第２遅れ時間Δｔ２を算出する。
そして、ステップＳ４１３では、第１遅れ時間Δｔ１と第２遅れ時間Δｔ２とで大きい方を遅れ時間Δｔとして設定する。

その後、その後、ステップＳ４１４で、逆回転中始動モードでの始動回数Ｎ_Ｒのカウント数を１つ増やし、ステップＳ４１５で、逆回転中始動モードでの今回の始動応答時間をカウントし、始動応答時間Ｔ_Ｒとして記憶する。

ステップＳ４０５での判定結果がＹＥＳであり、始動モードが停止中始動モードであると判定された場合は、ステップＳ４１６へ進む。
ステップＳ４１６では、始動応答時間Ｔ_ＳとＭＡＰ_ＴＳとを用いて第１遅れ時間Δｔ１を算出する。
その後、ステップＳ４１７では、累積始動回数ＮとＭＡＰ_Ｓとを用いて第２遅れ時間Δｔ２を算出する。
そして、ステップＳ４１８では、第１遅れ時間Δｔ１と第２遅れ時間Δｔ２とで大きい方を遅れ時間Δｔとして設定する。

その後、その後、ステップＳ４１９で、停止中始動モードでの始動回数Ｎ_Ｓのカウント数を１つ増やし、ステップＳ４２０で、停止中始動モードでの今回の始動応答時間をカウントし、始動応答時間Ｔ_Ｓとして記憶する。

本実施例によって、実施例１〜３と同様に、ギヤ磨耗やバッテリの経時劣化に応じて始動モード毎に最適な遅れ時間を設定し、噛み合い不良を回避することができる。

（変形例）
実施例１では、遅れ時間Δｔを累積始動回数Ｎに基づいて設定していたが、スタータ１の始動時間の累積を用いてもよい。
また、実施例２において、始動モードが、停止中始動モードの場合のみ、モータ始動タイミングを遅れ時間Δｔの分だけ遅らせてもよい。すなわち、ギヤ磨耗による噛み合い時間の経時変化が大きい停止中始動モードの場合のみ、ギヤ磨耗を考慮した遅れ時間Δｔを設定する。

また、実施例３において、第１のソレノイド８への電力供給をするバッテリ２５の劣化度合に応じて、遅れ時間を設定してもよい。また、スタータ１の温度に応じて、遅れ時間Δｔを設定してもよい。
これらによれば、バッテリ劣化度合いやスタータ温度に応じて最適な遅れ時間を設定することができ、噛み合い不良を回避することができる。なお、スタータ温度とは、スタータ１自体の温度もしくはスタータ１が配される周辺の雰囲気温度を指す。

また、実施例１では、第１の駆動リレー２３の通電タイミングに対して、第２の駆動リレー３５の通電タイミングを遅らせることにより、ピニオン６を押し出す押出タイミングに対して、モータ３の回転を開始するモータ始動タイミングを遅らせていた。しかし、ＩＣＲリレー４２の切替えタイミングを変えることで、押出タイミングに対して、モータ始動タイミングを遅らせてもよい。
ＩＣＲリレー４２はモータ始動時の突入電流を抑制するものであるが、突入電流のピーク値を下げることによりモータ３の回り出しを遅らせることができる。このため、ＩＣＲリレー４２の切り替えタイミングを操作することで、押出タイミングに対してモータ始動タイミングを遅らせることが可能である。

１スタータ、２ＥＣＵ（制御装置）、３モータ、６ピニオン、５リングギヤ、８第１のソレノイド、９第２のソレノイド、１５ソレノイドコイル（第１のコイル）、１６スイッチコイル（第２のコイル）、５０遅れ時間設定手段、５１累積回数算出手段

Claims

回転力を発生するモータ（３）、エンジンのリングギヤ（５）に前記モータ（３）の回転力を伝達するピニオン（６）、第１のコイル（１５）への通電により発生する磁力を利用して前記リングギヤ（５）へ向けて前記ピニオン（６）を押し出す第１のソレノイド（８）、および、第２のコイル（１６）への通電により発生する磁力を利用して前記モータ（３）への通電電流を断続するメイン接点を開閉する第２のソレノイド（９）を有するスタータ（１）と、
前記スタータ（１）の駆動を制御する制御手段（２）とを備えるエンジン始動装置であって、
前記制御手段（２）は、
前記ピニオン（６）を押し出す押出タイミングに対して、前記モータ（３）の回転を開始するモータ始動タイミングを所定の時間遅らせる遅れ時間を設定する遅れ時間設定手段（５０）と、
前記スタータ（１）による前記エンジンの始動の累積回数もしくは累積時間を算出する累積回数算出手段（５１）とを有し、
前記遅れ時間設定手段（５０）は、前記累積回数算出手段（５１）により算出された前記累積回数もしくは累積時間に基づいて前記遅れ時間を設定することを特徴とするエンジン始動装置。
請求項１に記載のエンジン始動装置において、
前記累積回数算出手段（５１）は、前記エンジンの運転状況に応じて複数の種類に区別される前記スタータ（１）の始動モードが、前記リングギヤ（５）の磨耗への影響度が高いモードであるほど重み係数が大きくなるように重み付けをして累積始動回数または累積始動時間を算出することを特徴とするエンジン始動装置。
請求項１または２に記載のエンジン始動装置において、
前記スタータ（１）への駆動開始指令があった場合に、前記エンジンの運転状況に応じて複数の種類に区別される前記スタータ（１）の始動モードを判別する始動モード判別手段（５２）を有し、
前記始動モード判別手段（５２）により判別された始動モードが、前記エンジンが完全停止した状態からの始動の場合のみ、前記モータ始動タイミングを前記遅れ時間の分だけ遅らせることを特徴とするエンジン始動装置。
請求項１または２に記載のエンジン始動装置において、
前記スタータ（１）への駆動開始指令があった場合に、前記エンジンの運転状況に応じて複数の種類に区別される前記スタータ（１）による始動モードを判別する始動モード判別手段（５２）を有し、
前記遅れ時間設定手段（５０）は、前記始動モード判別手段（５２）によって判断された始動モード毎に、異なる前記遅れ時間を設定することを特徴とするエンジン始動装置。
回転力を発生するモータ（３）、エンジンのリングギヤ（５）に前記モータ（３）の回転力を伝達するピニオン（６）、第１のコイル（１５）への通電により発生する磁力を利用して前記リングギヤ（５）へ向けて前記ピニオン（６）を押し出す第１のソレノイド（８）、および、第２のコイル（１６）への通電により発生する磁力を利用して前記モータ（３）への通電電流を断続するメイン接点を開閉する第２のソレノイド（９）を有するスタータ（１）と、
前記スタータ（１）の駆動を制御する制御手段（２）とを備えるエンジン始動装置であって、
前記制御手段（２）は、
前記ピニオン（６）を押し出す押出タイミングに対して、前記モータ（３）の回転を開始するモータ始動タイミングを所定の時間遅らせる遅れ時間を設定する遅れ時間設定手段（５０）と、
前記スタータ（１）の駆動開始指令があってから前記スタータ（１）の駆動によって前記エンジンが所定回転数まで回転するまでの時間を始動応答時間として記憶する始動応答時間記憶手段（５３）とを有し、
前記遅れ時間設定手段（５０）は、前記始動応答時間記憶手段（５３）に記憶された前回の始動時における始動応答時間に基づいて、前記遅れ時間を設定することを特徴とするエンジン始動装置。
請求項５に記載のエンジン始動装置において、
前記スタータ（１）への駆動開始指令があった場合に、前記エンジンの運転状況に応じて複数の種類に区別される前記スタータ（１）による始動モードを判別する始動モード判別手段（５２）を有し、
前記始動応答時間記憶手段（５３）は、前記スタータ（１）による始動モードを前記エンジンの運転状況に応じて複数の種類に区別し、始動モード毎に始動応答時間を記憶し、
前記遅れ時間設定手段（５０）は、前記始動モード判別手段（５２）により判別された前記始動モードに対応した前回の始動時における前記始動応答時間に基づいて、前記遅れ時間を設定することを特徴とするエンジン始動装置。
請求項５または６に記載のエンジン始動装置において、
前記遅れ時間設定手段（５０）は、前記前回の始動時における始動応答時間、及び、前記第１のソレノイド（８）への電力供給をするバッテリ（２５）の劣化度合に応じて、前記遅れ時間を設定することを特徴とするエンジン始動装置。
請求項５または６に記載のエンジン始動装置において、
前記遅れ時間設定手段（５０）は、前記前回の始動時における始動応答時間、及び、前記スタータ（１）の温度に応じて、前記遅れ時間を設定することを特徴とするエンジン始動装置。
回転力を発生するモータ（３）、エンジンのリングギヤ（５）に前記モータ（３）の回転力を伝達するピニオン（６）、第１のコイル（１５）への通電により発生する磁力を利用して前記リングギヤ（５）へ向けて前記ピニオン（６）を押し出す第１のソレノイド（８）、および、第２のコイル（１６）への通電により発生する磁力を利用して前記モータ（３）への通電電流を断続するメイン接点を開閉する第２のソレノイド（９）を有するスタータ（１）と、
前記スタータ（１）の駆動を制御する制御手段（２）とを備えるエンジン始動装置であって、
前記制御手段（２）は、
前記ピニオン（６）を押し出す押出タイミングに対して、前記モータ（３）の回転を開始するモータ始動タイミングを所定の時間遅らせる遅れ時間を設定する遅れ時間設定手段（５０）と、
前記スタータ（１）によるエンジンの始動の累積回数もしくは累積時間を算出する累積回数算出手段（５１）と、
前記スタータ（１）の駆動開始指令があってから前記スタータ（１）の駆動によって前記エンジンが所定回転数まで回転するまでの時間を始動応答時間として記憶する始動応答時間記憶手段（５３）とを有し、
前記遅れ時間設定手段（５０）は、前回の始動時における始動応答時間に基づく第１の遅れ時間と、前記累積回数もしくは累積時間に基づく第２の遅れ時間とを算出し、前記第１の遅れ時間と前記第２の遅れ時間とのいずれか一方を前記遅れ時間として設定することを特徴とするエンジン始動装置。
請求項１〜９のいずれか１つに記載のエンジン始動装置において、
前記スタータ（１）の駆動開始指令があってから前記スタータ（１）の駆動によって前記エンジンが所定回転数まで回転するまでの時間を始動応答時間とすると、
前記始動応答時間が所定時間以上の場合に、前記スタータ（１）が異常であると判断する異常判定手段（５４）を有することを特徴とするエンジン始動装置。
請求項１〜１０のいずれか１つに記載のエンジン始動装置において、
前記スタータ（１）は、バッテリ（２５）から前記モータ（３）への通電経路において、抵抗を介して突入電流を小さくして前記モータへ通電する第１通電経路と、抵抗を介さないで前記モータへ通電する第２通電経路とを切替える突入電流抑制手段（４２）を備え、
前記制御装置（２）は、前記突入電流抑制手段（４２）の切替えタイミングを変えることで、前記ピニオン（６）を押し出す押出タイミングに対して、前記モータ（３）の回転を開始するモータ始動タイミングを遅らせることを特徴とするエンジン始動装置。