JP6862034B2 - エンジン始動方法、エンジン始動装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン始動方法、エンジン始動装置に関する。

エンジンの始動には、一般に鉛蓄電池から電力供給が行なわれるが、鉛蓄電池には、頻繁な充放電に対して耐久性が低いという特性がある。そこで、特許文献１に記載の従来技術では、アイドリングストップ機能により、エンジンを自動停止してから再始動するときだけ、鉛蓄電池と並列に高性能蓄電池を接続し、これら鉛蓄電池と高性能蓄電池とで電力供給を行なうことを提案している。

特許第５５４１１３４号公報

上記の従来技術では、運転者が最初にエンジンを始動する際には、鉛蓄電池のみで電力供給を行なう構成なので、例えば鉛蓄電池の充電状態が低下していると、エンジンを始動できない可能性がある。
本発明の課題は、エンジンの始動を補助することである。

本発明の一態様に係るエンジン始動方法は、主蓄電池から供給される電力によりエンジンの始動を行ない、エンジンを始動できなかったときには、主蓄電池よりも充放電の繰り返しに対する耐久性が高い副蓄電池から電力を供給して再びエンジンの始動を試みる。

本発明によれば、エンジンを始動できなかったときに、副蓄電池から電力を供給して再びエンジンの始動を試みるので、エンジンの始動を補助することができる。

アイドリングストップシステムの構成図である。 電源回路の構成図である。 予備始動処理を示すフローチャートである。 第２実施形態における電源回路の構成図である。 第２実施形態の予備始動処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

《第１実施形態》
《構成》
先ず、アイドリングストップシステムの概略について説明する。
アイドリングストップ（ＩＳ）とは、交差点や渋滞等で車両が停止した際に、エンジンを自動的に停止させ、且つ発進の際に再始動させる機能であり、ノー・アイドリングやアイドル・リダクションとも呼ばれる。
図１は、アイドリングストップシステムの構成図である。
アイドリングストップシステムでは、コントローラ（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１１が各種センサからの検出値に応じて、アイドリングストップを実行する。各種センサには、例えば車輪速センサ１２、マスタバック圧力センサ１３、アクセルセンサ１４、加速度センサ１５、エンジン回転センサ１６、シフトセンサ１７、アイドリングストップＯＦＦスイッチ１８等が含まれる。

車輪速センサ１２は、各車輪の車輪速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲを検出する。この車輪速センサ１２は、例えばセンサロータの磁力線を検出回路によって検出しており、センサロータの回転に伴う磁界の変化を電流信号に変換してコントローラ１１に出力する。コントローラ１１は、入力された電流信号から車輪速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲを判断する。
マスタバック圧力センサ１３は、マスタバック（ブレーキブースタ）内の圧力をブレーキペダル踏力Ｐｂとして検出する。このマスタバック圧力センサ１３は、マスタバック内の圧力をダイヤフラム部で受け、このダイヤフラム部を介してピエゾ抵抗素子に生じる歪みを電気抵抗の変化として検出し、圧力に比例した電圧信号に変換してコントローラ１１に出力する。コントローラ１１は、入力された電圧信号からマスタバック内の圧力、つまりブレーキペダル踏力Ｐｂを判断する。

アクセルセンサ１４は、アクセルペダルの踏込み量に相当するペダル開度ＰＰＯ（操作位置）を検出する。このアクセルセンサ１４は、例えばポテンショメータであり、アクセルペダルのペダル開度ＰＰＯを電圧信号に変換してコントローラ１１に出力する。コントローラ１１は、入力された電圧信号からアクセルペダルのペダル開度ＰＰＯを判断する。なお、アクセルペダルが非操作位置にあるときに、ペダル開度ＰＰＯが０％となり、アクセルペダルが最大操作位置（ストロークエンド）にあるときに、ペダル開度ＰＰＯが１００％となる。

加速度センサ１５は、車両前後方向の加減速度を検出する。この加速度センサ１５は、例えば固定電極に対する可動電極の位置変位を静電容量の変化として検出しており、加減速度と方向に比例した電圧信号に変換してコントローラ１１に出力する。コントローラ１１は、入力された電圧信号から加減速度を判断する。なお、コントローラ１１は、加速を正の値として処理し、減速を負の値として処理する。
エンジン回転センサ１６は、エンジン回転数Ｎｅを検出する。このエンジン回転センサ１６は、例えばセンサロータの磁力線を検出回路によって検出しており、センサロータの回転に伴う磁界の変化を電流信号に変換してコントローラ１１に出力する。コントローラ１１は、入力された電流信号からエンジン回転数Ｎｅを判断する。

シフトセンサ１７は、トランスミッションのシフトポジションを検出する。このシフトセンサ１７は、例えば複数のホール素子を備え、夫々のＯＮ／ＯＦＦ信号をコントローラ１１に出力する。コントローラ１１は、入力されたＯＮ／ＯＦＦ信号の組み合わせからシフトポジションを判断する。
アイドリングストップＯＦＦスイッチ（ＩＳ−ＯＦＦスイッチ）１８は、アイドリングストップシステムのキャンセル操作を検出する。このアイドリングストップＯＦＦスイッチ１８は、運転者が操作可能となるようにダッシュボード近傍に設けてあり、例えば常閉型接点の検出回路を介してキャンセル操作に応じた電圧信号をコントローラ１１に出力する。コントローラ１１は、入力された電圧信号からアイドリングストップ機能をキャンセルするか否かを判断する。

コントローラ１１は、フューエルインジェクタを介して燃料噴射制御を行ったり、イグニッションコイルを介して点火時期制御を行ったりして、エンジン（ＥＮＧ）２１の停止及び再始動を制御する。また、再始動時には、スタータモータ（ＳＭ）２２によるクランキングを制御する。
スタータモータ２２は、例えば直巻整流子電動機からなり、出力軸のピニヨンギヤをエンジン２１のリングギヤに噛合させてトルクを伝達することにより、エンジン２１をクランキングする。スタータモータ２２には、ピニヨンギヤを軸方向にスライドさせ、エンジン２１のリングギヤに対して噛合する突出位置と噛合しない退避位置との間で進退させるソレノイドや、回転軸の回転を減速させる歯車機構等を備える。
エンジン２１の動力は、サーペンタイン式のＶベルト２３を介してオルタネータ（ＡＬＴ）２４に伝達される。オルタネータ２４は、Ｖベルト２３を介して伝達された動力によって発電を行い、発電した電力は後述する電源回路へと供給される。オルタネータ２４には、レギュレータが内蔵されており、このレギュレータを介して発電電圧が制御される。

次に、アイドリングストップの作動概要について説明する。
アイドリングストップシステムでは、例えば下記の許可条件を全て満足するときに、アイドリングストップを許可するスタンバイ状態となる。
・ＩＳ−ＯＦＦスイッチ８８が非操作状態（アイドリングストップ機能がＯＮ）
・バッテリの充電状態（ＳＯＣ）が例えば７０％以上
・シフトポジションがＲレンジ以外

上記のスタンバイ状態から、下記の作動条件を全て満足し、且つ例えば１秒が経過したときに、エンジン２１を停止させる。
・車速Ｖが０ｋｍ／ｈ
・アクセルペダル開度ＰＰＯが０％
・ブレーキペダル踏力Ｐｂが例えば０.８ＭＰａ以上
・路面勾配が例えば１４％以下
・エンジン回転数Ｎｅが例えば１２００ｒｐｍ未満
ここでは、車輪速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの平均値等を車速Ｖとして用いる。また、加減速度に応じて路面勾配を算出している。なお、路面勾配は（垂直距離／水平距離）×１００として計算してあり、例えば１Ｈｚのローパスフィルタ処理を行っている。

上記の停止状態から、下記の再始動条件の何れかを満足するときに、エンジン２１を再始動させる。
・アイドリングストップ時からステアリング操作を開始
・車速Ｖが例えば２ｋｍ／ｈ以上
・アクセルペダル開度ＰＰＯが例えば５％以上
・ＰレンジからＲレンジ又はＤレンジへのシフト操作
・ＮレンジからＲレンジ又はＤレンジへのシフト操作
・ＤレンジからＲレンジへのシフト操作
上記がアイドリングストップの作動概要である。

コントローラ１１は、オルタネータ２４の発電電圧を、例えば１１.４〜１５.６Ｖの範囲で制御する電圧可変制御を行なう。すなわち、車両の走行状態やバッテリの充電状態に応じて目標発電電圧を算出し、算出した目標発電電圧に応じてレギュレータを介してオルタネータ２４の発電電圧を制御する。例えば車両が加速するときに、オルタネータ２４の発電電圧を通常よりも低下させることにより、エンジン２１に対する負荷を軽減し、燃料消費量を低減することができる。なお、電圧可変制御を無効にすると、オルタネータ２４はレギュレータの特性に応じた通常の発電を行なう。

次に、電源回路の構成について説明する。
図２は、電源回路の構成図である。
電源回路３１は、スタータモータ２２、及び他の電装負荷２５に電力を供給する回路であり、メインバッテリ３２と、サブバッテリ３３と、リレー３４と、を備える。なお、電源回路３１は、コントローラ１１にも電力を供給しているものとする。
メインバッテリ３２には、例えば鉛蓄電池を使用しており、正極には二酸化鉛を用い、負極には海綿状の鉛を用い、電解液には希硫酸を用いている。メインバッテリ３２は、オルタネータ２４の発電電力によって充電され、満充電状態での開放電圧は例えば１２.７Ｖである。

サブバッテリ３３は、アイドリングストップからエンジン２１を再始動する際、スタータモータ２２に流れる大電流によって車両の電源電圧が瞬時低下することを防ぐために設けられている。サブバッテリ３３には、例えば非水電解質二次電池の一種であるリチウムイオン電池を使用しており、正極にはリチウム金属酸化物を用い、負極にはグラファイト等の炭素材料を用いている。サブバッテリ３３は、オルタネータ２４が発電した電力によって充電され、満充電状態での開放電圧は例えば１３.１Ｖである。

リチウムイオン電池は、鉛蓄電池に比べてエネルギー密度及び充放電エネルギー効率が高いという特徴がある。また、リチウムイオン電池は充放電時に電極材料の溶解析出反応を伴わないので、長寿命が期待できる。一方、鉛蓄電池は、同じ容量であれば、リチウムイオン電池に比べて低コストであるが、放電することによって電極が劣化する。したがって、リチウムイオン電池は、鉛蓄電池よりも、充放電の繰り返しに対する耐久性が優れている。

リレー３４は、サブバッテリ３３を電源回路３１に対して接続するか、又は電源回路３１から遮断するかを切り替える開閉器であり、コントローラ１１によって制御される。リレー３４は、ノーマルオープンのａ接点であり、接点を開いているときにサブバッテリ３３を電源回路３１から遮断し、接点を閉じているときにサブバッテリ３３を電源回路３１に接続する。具体的には、エンジン２１が運転状態にある間は、サブバッテリ３３を電源回路３１に接続し、オルタネータ２４から供給される電力をサブバッテリ３３に充電する。また、アイドリングストップからエンジン２１を再始動する際にサブバッテリ３３を電源回路３１に接続し、スタータモータ２２に電力を供給する。さらに、イグニッションスイッチによるエンジン２１の始動に失敗したときに、予備始動処理としてサブバッテリ３３を電源回路３１に接続し、スタータモータ２２に電力を供給する。

次に、コントローラ１１で実行する予備始動処理について説明する。
図３は、予備始動処理を示すフローチャートである。
ステップＳ１０１では、通常始動を予め定めた回数だけ連続して失敗したか否かを判定する。通常始動とは、運転者のイグニッション操作に応じてメインバッテリ３２から電力を供給してエンジン２１のクランキングを行なうことである。予め定めた回数とは、例えば二、三回であり、一回目に失敗してから所定時間内に連続して失敗したか否かを判定する。ここで、通常始動を連続して失敗しているときには、バックアップ用の予備始動が必要であると判断し、ステップＳ１０２に移行する。一方、通常始動に成功しているときには、予備始動は必要ないと判断し、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。

ステップＳ１０２では、運転者に始動の意志があるか否かを判定する。例えば、イグニッションをオンにしたままであるなら、運転者に始動の意志があると判断する。ここで、運転者に始動の意志があるときには、予備始動が必要であると判断してステップＳ１０３に移行する。一方、運転者に始動の意志がないときには、予備始動は必要ないと判断し、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。

ステップＳ１０３では、サブバッテリ３３のＳＯＣ_Ｓｕｂが予め定めた閾値ｔｈ１以上であるか否かを判定する。閾値ｔｈ１は例えば７０％である。ここで、サブバッテリ３３のＳＯＣ_Ｓｕｂが閾値ｔｈ１以上であるときには、サブバッテリ３３を用いた予備始動を試せると判断してステップＳ１０４に移行する。一方、サブバッテリ３３のＳＯＣ_Ｓｕｂが閾値ｔｈ１より小さいときには、サブバッテリ３３を用いた予備始動を試せないと判断して、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。ここでは、サブバッテリ３３の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）に応じて、予備始動を試せるか否かを判断しているが、これに限定されるものではない。例えば、サブバッテリ３３の劣化状態（ＳＯＨ：State of Health）で判断したり、充電状態及び劣化状態の双方で判断したりしてもよい。

ステップＳ１０４では、エンジンフードが閉じているか否かを判定する。エンジンフードが閉じているか開いているかは、例えばボンネットスイッチの検出信号に応じて判定する。ここで、エンジンフードが閉じているときには、ユーザは外部電源によるジャンプスタートを意図していないと判断してステップＳ１０５に移行する。一方、エンジンフードが開いているときには、ユーザが外部電源によるジャンプスタートを意図している可能性があると判断し、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。

ステップＳ１０５では、予備始動として、サブバッテリ３３を電源回路３１に接続するための案内を運転者に行なう。すなわち、これから予備始動を試みること、及びそのために必要となる予め定めた操作について、例えばディスプレイに表示して案内する。予め定めた操作とは、専用のスイッチを操作することとしてもよいが、既存のスイッチを活用することが望ましい。例えば、アイドリングストップＯＦＦスイッチ１８を押下する、又はブレーキペダルを踏みながらアイドリングストップＯＦＦスイッチ１８を押下すること等である。こうした予め定めた操作を運転者に案内する（促す）。

続くステップＳ１０６では、サブバッテリ３３を電源回路３１に接続するための操作を運転者が行なったか否かを判定する。運転者が予め定めた操作を行なったときには、サブバッテリ３３の電源回路３１への接続が許可されたと判断してステップＳ１０７に移行する。一方、運転者が予め定めた操作を行なっていないときには、サブバッテリ３３の電源回路３１への接続が許可されていないと判断し、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。
ステップＳ１０７では、リレー３４を閉じることにより、サブバッテリ３３を電源回路３１に接続する。

続くステップＳ１０８では、再びスタータモータ２２でエンジン２１のクランキングを行なうことにより、サブバッテリ３３を用いた予備始動を試す。ここでは、クランキングを行なう回数に制限を設けることとし、例えば二、三回である。
続くステップＳ１０９では、予備始動処理によってエンジン２１の始動に成功したか否かを判定する。エンジン２１の始動に成功したときにはステップＳ１１０に移行する。一方、エンジン２１の始動に失敗したときには、予備始動を断念してステップＳ１１３に移行する。

ステップＳ１１０では、サブバッテリ３３を用いた予備始動によってエンジン２１の始動に成功したこと、及びメインバッテリ３２の保守点検を早期に実施することを、例えばディスプレイに表示して運転者に案内する（促す）。なお、ディスプレイに表示する代わりに、警告灯を点灯してもよい。
続くステップＳ１１１では、アイドリングストップ制御を無効にする。ここでは、アイドリングストップ制御を無効にしているが、これに限定されるものではなく、車両状態に応じてエンジン２１を自動的に停止させるエンジン停止機能を無効する。
続くステップＳ１１２では、電圧可変制御を無効にしてから、所定のメインプログラムに復帰する。
ステップＳ１１３では、リレー３４を開くことにより、サブバッテリ３３を電源回路３１から遮断し、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。
上記が予備始動処理である。

《作用》
次に、第１実施形態の作用について説明する。
エンジン２１の始動には、メインバッテリ３２となる鉛蓄電池から電力供給が行なわれるが、鉛蓄電池には、頻繁な充放電に対して耐久性が低いという特性がある。そこで、アイドリングストップにより、エンジン２１を自動停止（一時停止）してから再始動するときには、鉛蓄電池と並列にサブバッテリ３３となるリチウムイオン電池を接続し、これらメインバッテリ３２とサブバッテリ３３とで電力供給を行なう。

これにより、アイドリングストップによって、エンジン２１の自動停止と再始動とが繰り返し行われるとしても、メインバッテリ３２の頻繁な充放電を抑制し、早期劣化を抑制することができる。また、アイドリングストップからエンジン２１を再始動する際に、スタータモータ２２に流れる大電流によって車両の電源電圧が瞬時低下することを防ぐこともできる。

なお、エンジン２１を運転しているときには、電源回路３１にサブバッテリ３３を接続している。これにより、メインバッテリ３２及びサブバッテリ３３は、共にオルタネータ２４で発電する電力によって充電される。また、エンジン２１を運転している状態から、運転者のキー操作やボタン操作等、運転者の停止操作に応じてエンジン２１の運転を停止した後は、電源回路３１からサブバッテリ３３を遮断する。これにより、暗電流によるサブバッテリ３３の放電を阻止することができる。

そして、エンジン２１の運転を停止している状態から、運転者のキー操作やボタン操作等、運転者の始動操作に応じてエンジン２１を始動する際には、鉛蓄電池のメインバッテリ３２のみで電力供給を行なうことになる。このとき、メインバッテリ３２の充電状態が低下していると、エンジン２１を始動できない可能性がある。
そこで、鉛蓄電池のメインバッテリ３２のみでエンジン２１を始動できなかったときには（ステップＳ１０１の判定が“Yes”）、リレー３４を介して電源回路３１にサブバッテリ３３を接続してから（ステップＳ１０７）、再びエンジン２１の始動を試みる（ステップＳ１０８）。

このように、バックアップ用の予備始動を試みることで、エンジン２１の始動を補助することができる。また、サブバッテリ３３の接続又は遮断を、リレー３４を介して行なうことで、容易に、且つ確実に切り替えることができる。
予備始動処理では、サブバッテリ３３のＳＯＣ_Ｓｕｂが閾値ｔｈ１以上であるときに（ステップ１０３Ｓの判定が“Yes”）、サブバッテリ３３を電源回路３１に接続する。すなわち、サブバッテリ３３でエンジン２１を始動可能な充電状態であるときだけ、予備始動を試みるため、予備始動の信頼性が向上する。

また、エンジンフードが閉じているときに（ステップＳ１０４の判定が“Yes”）、サブバッテリ３３を電源回路３１に接続する。これは、エンジンフードが開いているときには、ユーザが外部電源によるジャンプスタートを意図している可能性があるからである。サブバッテリ３３を接続している状態で、ブースタケーブルを介してジャンプスタートを行なってしまうと、サブバッテリ３３に過大な電流が流れてしまう。したがって、エンジンフードが閉じているときだけ、サブバッテリ３３を接続することにより、ジャンプスタートによる大電流からサブバッテリ３３を保護することができる。

また、サブバッテリ３３を電源回路３１に接続するための案内を運転者に行ない（ステップＳ１０５）、その案内に沿って運転者が操作を行なったときに（ステップＳ１０６の判定が“Yes”）、サブバッテリ３３を電源回路３１に接続する。このように、サブバッテリ３３を電源回路３１に接続するか否かを、運転者に確認することにより、運転者の意向に沿った予備始動を行なうことができる。こうした確認を省き、自動的にサブバッテリ３３を電源回路３１に接続して予備始動を行ない、且つ始動に成功すると、メインバッテリ３２の充電状態に異常が生じていることを、運転者は気付きにくくなる。したがって、運転者の確認という手順を踏むことで、メインバッテリ３２の充電状態に異常が生じていることを、運転者に意識させることができる。

この操作では、既存のスイッチを活用することとする。例えば、アイドリングストップＯＦＦスイッチ１８を押下する、又はブレーキペダルを踏みながらアイドリングストップＯＦＦスイッチ１８を押下すること等である。このように、既存のスイッチを活用して運転者の意向を確認するので、専用のスイッチを設けることを省け、部品点数の増加を抑制できる。そもそも、この予備始動処理は、頻繁に生じるものではなく、特異なケースであるため、専用のスイッチを設けることは望ましくない。また、全く関係のないスイッチを用いると、運転者の混乱を招く可能性がある。しかしながら、アイドリングストップＯＦＦスイッチ１８であれば、元々、エンジン２１の始動に関連したスイッチであるため、これを活用することにより、混乱を招くことを抑制できる。

予備始動によるエンジン２１のクランキングには、回数制限を設ける。例えば二、三回までとする。このように、回数制限を設けるので、エンジン２１の始動に何度も失敗し続けることを抑制できる。
一方、予備始動によりエンジン２１の始動に成功したときには（ステップＳ１０９の判定が“Yes”）、その旨を運転者に案内する（ステップＳ１１０）。このとき、メインバッテリ３２の保守点検を早期に実施することを運転者に勧める。すなわち、メインバッテリ３２だけでエンジン２１を始動できないということは、メインバッテリ３２に異常があることも考えられる。予備始動は、当座の間に合わせであって、応急措置のようなものであるため、メインバッテリ３２の保守点検を促すことが望ましい。

また、予備始動によりエンジン２１の始動に成功した後は、アイドリングストップ制御を無効にする（ステップＳ１１１）。すなわち、メインバッテリ３２の充電状態が低下しているような状況では、エンジン２１を自動停止させる制御を禁止する。これにより、メインバッテリ３２の充電を優先的に行なうことができる。
また、予備始動によりエンジン２１の始動に成功した後は、オルタネータ２４の電圧可変制御を無効にする（ステップＳ１１２）。すなわち、メインバッテリ３２の充電状態が低下しているような状況では、オルタネータ２４の発電電圧を抑制するような制御を禁止する。これにより、メインバッテリ３２の充電を優先的に行なうことができる。
なお、予備始動でもエンジン２１の始動に失敗したときには（ステップＳ１０９の判定が“No”）、リレー３４を介して電源回路３１からサブバッテリ３３を遮断する。これにより、ユーザによる外部電源からのジャンプスタートに備えることができる。

《変形例》
第１実施形態では、サブバッテリ３３を用いた予備始動として、エンジン２１の始動に成功したときに、アイドリングストップ制御やオルタネータ２４の電圧可変制御を無効にしているが、さらに高負荷となる電装負荷の作動を禁止又は制限するようにしてもよい。例えば、エアコンやヒーター等、車両の走行性能に支障を来すことのない電装負荷の作動を禁止又は制限してもよい。これにより、メインバッテリ３２のバッテリ上がりを抑制することができる。

《対応関係》
メインバッテリ３２が「主蓄電池」に対応する。サブバッテリ３３が「副蓄電池」に対応する。リレー３４が「副蓄電池用の開閉器」に対応する。オルタネータ２４が「発電機」に対応する。アイドリングストップ制御が「エンジン停止機能」に対応する。オルタネータ２４の電圧可変制御が「電圧可変機能」に対応する。ステップＳ１０１〜Ｓ１１３の処理が「予備始動部」に対応する。

《効果》
次に、第１実施形態における主要部の効果を記す。
（１）第１実施形態に係るエンジン始動方法では、メインバッテリ３２から供給される電力によりエンジン２１の始動を行なう。そして、エンジン２１を始動できなかったときには、メインバッテリ３２よりも充放電の繰り返しに対する耐久性が高いサブバッテリ３３から電力を供給して再びエンジン２１の始動を試みる。
このように、エンジン２１を始動できなかったときに、サブバッテリ３３から電力を供給して再びエンジン２１の始動を試みるので、エンジン２１の始動を補助することができる。

（２）第１実施形態に係るエンジン始動方法では、サブバッテリ３３が予め定めた充電状態であるときに、サブバッテリ３３から電力を供給する。
このように、サブバッテリ３３の充電状態を考慮することにより、サブバッテリ３３を用いた始動の信頼性が向上する。
（３）第１実施形態に係るエンジン始動方法では、サブバッテリ３３から電力を供給して再びエンジン２１の始動を試み、エンジン２１の始動に成功したときには、その旨を運転者に通知する。
このように、サブバッテリ３３を用いた始動によって成功した旨を運転者に通知することで、メインバッテリ３２の保守点検を意識させることができる。

（４）第１実施形態に係るエンジン始動方法では、サブバッテリ３３から電力を供給して再びエンジン２１の始動を試み、エンジン２１の始動に成功したときには、エンジン停止機能を無効にする。
このように、アイドリングストップ機能を無効にすることで、メインバッテリ３２の充電を優先的に行なうことができる。
（５）第１実施形態に係るエンジン始動方法では、サブバッテリ３３から電力を供給して再びエンジン２１の始動を試み、エンジン２１の始動に成功したときには、電圧可変機能を無効にする。
このように、電圧可変機能を無効にすることで、メインバッテリ３２の充電を優先的に行なうことができる。

（６）第１実施形態に係るエンジン始動方法では、サブバッテリ３３から電力を供給して再びエンジン２１の始動を試みる際は、回数に制限を設ける。
このように、回数制限を設けることで、サブバッテリ３３を用いた始動に何度も失敗し続けることを抑制できる。
（７）第１実施形態に係るエンジン始動方法では、エンジンフードが開いているときには、サブバッテリ３３から電力を供給することを禁止する。
このように、サブバッテリ３３からの電力供給を禁止することで、ジャンプスタートとの干渉を防ぎ、サブバッテリ３３を保護することができる。

（８）第１実施形態に係るエンジン始動方法では、サブバッテリ３３から電力を供給して再びエンジン２１の始動を試みるか否かを、運転者に確認する。
このように、運転者の同意又は許可を取ることで、運転者の意向に沿った始動を行なうことができる。
（９）第１実施形態に係るエンジン始動方法では、エンジン停止機能を有効又は無効に切り替えるスイッチを、確認のためのスイッチとして兼用にする。
このように、既存のスイッチを活用することにより、部品点数の増加を抑制することができる。

（１０）第１実施形態に係るエンジン始動方法では、メインバッテリ３２が接続された電源回路３１に対して、メインバッテリ３２と並列にサブバッテリ３３を接続することにより、サブバッテリ３３から電力を供給する。
このように、電源回路３１にサブバッテリ３３を接続することで、サブバッテリ３３から電力を供給することができる。
（１１）第１実施形態に係るエンジン始動方法では、サブバッテリ３３を電源回路３１に接続するか、又は電源回路３１から遮断するかをリレー３４によって切り替える。
このように、リレー３４を用いることにより、サブバッテリ３３の接続又は遮断を、容易に、且つ確実に切り替えることができる。

（１２）第１実施形態に係るエンジン始動方法では、サブバッテリ３３を電源回路３１に接続してから、再びエンジン２１の始動を試み、エンジン２１の始動に失敗したときには、サブバッテリ３３を電源回路３１から遮断する。
このように、サブバッテリ３３を電源回路３１から遮断することにより、ユーザによる外部電源からのジャンプスタートに備えることができる。

（１３）第１実施形態に係るエンジン始動装置は、メインバッテリ３２と、メインバッテリ３２よりも充放電の繰り返しに対する耐久性が高いサブバッテリ３３と、を備える。そして、メインバッテリ３２から供給される電力によりエンジン２１の始動を行ない、エンジン２１を始動できなかったときに、サブバッテリ３３から電力を供給して再びエンジン２１の始動を試みる。
このように、エンジン２１を始動できなかったときに、サブバッテリ３３から電力を供給して再びエンジン２１の始動を試みるので、エンジン２１の始動を補助することができる。

《第２実施形態》
《構成》
第２実施形態は、メインバッテリ３２を電源回路３１から遮断可能にしたものである。
図４は、第２実施形態における電源回路の構成図である。
電源回路３１は、スタータモータ２２、電装負荷２５、及び電装負荷２６に電力を供給する回路であり、メインバッテリ３２と、サブバッテリ３３と、リレー３４と、リレー３５と、を備える。
ここでは、新たに電装負荷２６、及びリレー３５を追加したことを除いては、前述した第１実施形態と同様であるため、共通する部分については、詳細な説明を省略する。

メインバッテリ３２と電装負荷２６とは、並列に接続されている。
リレー３５は、メインバッテリ３２及び電装負荷２６を電源回路３１に対して接続するか、又は電源回路３１から遮断するかを切り替える開閉器であり、コントローラ１１によって制御される。リレー３５は、ノーマルクローズのｂ接点であり、接点を閉じているときにメインバッテリ３２及び電装負荷２６を電源回路３１に接続し、接点を開いているときにメインバッテリ３２及び電装負荷２６を電源回路３１から遮断する。メインバッテリ３２と電装負荷２６とは、並列に接続されているため、メインバッテリ３２及び電装負荷２６を電源回路３１から遮断しても、メインバッテリ３２から電装負荷２６に電力を供給することができる。

電装負荷２５は、アイドリングストップからエンジン２１を再始動する際に、スタータモータ２２に流れる大電流によって車両の電源電圧が瞬時低下しても、性能に支障を来さない電装系統である。例えばワイパー、ヘッドライト、エアバック等である。一方、電装負荷２６は、アイドリングストップからエンジン２１を再始動する際に、スタータモータ２２に流れる大電流によって車両の電源電圧が瞬時低下すると、性能に支障を来す電装系統である。例えば、ナビゲーションシステムやオーディオ等である。このように、アイドリングストップからエンジン２１を再始動する際に、車両の電源電圧の瞬時低下によって性能に支障を来すものと、そうでないものとで、車両の電装負荷を類別し、回路構成を決定する。

基本的には、エンジン２１の運転を停止しているときであれ、エンジン２１を運転しているときであれ、メインバッテリ３２は、電源回路３１に接続されている。したがって、エンジン２１の運転を停止している状態から、運転者のキー操作やボタン操作等、運転者の始動操作に応じてエンジン２１を始動する際には、鉛蓄電池のメインバッテリ３２で電力供給を行なうことになる。また、エンジン２１が運転状態にある間は、オルタネータ２４から供給される電力をメインバッテリ３２に充電する。一方、アイドリングストップからエンジン２１を再始動する際には、メインバッテリ３２を電源回路３１から遮断してから、サブバッテリ３３を電源回路３１に接続し、スタータモータ２２に電力を供給する。さらに、イグニッションスイッチによるエンジン２１の始動に失敗したときにも、予備始動処理としてメインバッテリ３２を電源回路３１から遮断してから、サブバッテリ３３を電源回路３１に接続し、スタータモータ２２に電力を供給する。

次に、コントローラ１１で実行する予備始動処理について説明する。
図５は、予備始動処理を示すフローチャートである。
ここでは、新たにステップＳ２０１〜Ｓ２０７の処理を追加したことを除いては、前述した第１実施形態と同様であるため、共通する部分については、詳細な説明を省略する。
ステップＳ１０６にて、運転者が予め定めた操作を行なったときに、ステップＳ２０１に移行する。
ステップＳ２０１は、リレー３５を開くことにより、メインバッテリ３２及び電装負荷２６を電源回路３１から遮断してからステップＳ１０７に移行する。

ステップＳ１０９にて、エンジン２１の始動に成功したときにはステップＳ２０２に移行する。一方、エンジン２１の始動に失敗したときにはステップＳ２０３に移行する。
ステップＳ２０２では、リレー３５を閉じることにより、メインバッテリ３２及び電装負荷２６を電源回路３１に接続してからステップＳ１１０に移行する。
ステップＳ２０３では、運転者に始動の意志があるか否かを判定する。例えば、イグニッションをオンにしたままであるなら、運転者に始動の意志があると判断する。ここで、運転者に始動の意志があるときには、さらに予備始動を試みる必要があると判断してステップＳ２０４に移行する。一方、運転者に始動の意志がないときには、予備始動は必要ないと判断してステップＳ２０７に移行する。

ステップＳ２０４では、リレー３５を閉じることにより、メインバッテリ３２及び電装負荷２６を電源回路３１に接続する。
続くステップＳ２０５では、再びスタータモータ２２でエンジン２１のクランキングを行なうことにより、メインバッテリ３２及びサブバッテリ３３の双方を用いた予備始動を試す。ここでは、クランキングを行なう回数に制限を設けることとし、例えば二、三回である。

続くステップＳ２０６では、予備始動処理によってエンジン２１の始動に成功したか否かを判定する。エンジン２１の始動に成功したときにはステップＳ１１０に移行する。一方、エンジン２１の始動に失敗したときには、予備始動を断念してステップＳ１１３に移行する。
ステップＳ２０７では、リレー３５を閉じることにより、メインバッテリ３２及び電装負荷２６を電源回路３１に接続してからステップＳ１１３に移行する。
上記が予備始動処理である。

《作用》
次に、第２実施形態の作用について説明する。
アイドリングストップにより、エンジン２１を自動停止（一時停止）してから再始動するときには、メインバッテリ３２を電源回路３１から遮断したうえで、サブバッテリ３３を電源回路３１に接続し、サブバッテリ３３のみで電力供給を行なう。これにより、アイドリングストップによって、エンジン２１の自動停止と再始動とが繰り返し行われるとしても、メインバッテリ３２の頻繁な充放電を抑制し、早期劣化を抑制することができる。

また、メインバッテリ３２と共に電装負荷２６も電源回路３１から遮断しているため、電装負荷２６にはメインバッテリ３２のみから電力が供給される。したがって、アイドリングストップからエンジン２１を再始動する際に、スタータモータ２２に流れる大電流によって電源回路３１の電源電圧が瞬時低下するとしても、その影響が電装負荷２６に及ぶことを防げる。すなわち、電装負荷２６にはメインバッテリ３２から引き続き安定した電力が供給されるので、性能に支障を来すことを避けられる。一方、電装負荷２５は、電源電圧が瞬時低下したとしても、性能に支障を来す電装系統ではないため、問題にはならない。

そして、エンジン２１の運転を停止している状態から、運転者のキー操作やボタン操作等、運転者の始動操作に応じてエンジン２１を始動する際には、鉛蓄電池のメインバッテリ３２のみで電力供給を行なうことになる。このとき、メインバッテリ３２のみでエンジン２１を始動できなかったときには（ステップＳ１０１の判定が“Yes”）、先ずリレー３５を介して電源回路３１からメインバッテリ３２及び電装負荷２６を遮断する（ステップＳ２０１）。次いで、リレー３４を介して電源回路３１にサブバッテリ３３を接続してから（ステップＳ１０７）、再びエンジン２１の始動を試みる（ステップＳ１０８）。

このように、電源回路３１からメインバッテリ３２及び電装負荷２６を遮断し、サブバッテリ３３のみを用いたバックアップ用の予備始動を試みることで、電装負荷２６の性能を維持しつつ、エンジン２１の始動を補助することができる。また、メインバッテリ３２及び電装負荷２６の接続又は遮断を、リレー３５を介して行なうことで、容易に、且つ確実に切り替えることができる。
サブバッテリ３３のみを用いた予備始動により、エンジン２１の始動に成功したときには（ステップＳ１０９の判定が“Yes”）、電源回路３１にメインバッテリ３２及び電装負荷２６を接続する（ステップＳ２０２）。これにより、オルタネータ２４の電力によってメインバッテリ３２の充電を行なうことができる。

一方、サブバッテリ３３のみを用いた予備始動でもエンジン２１の始動に失敗したときには（ステップＳ１０９の判定が“No”）、リレー３５を介して電源回路３１にメインバッテリ３２及び電装負荷２６を接続する（ステップＳ２０４）。そして、サブバッテリ３３及びメインバッテリ３２の双方を用いた予備始動として、再びエンジン２１の始動を試みる（ステップＳ２０６）。このように、サブバッテリ３３及びメインバッテリ３２の双方を用いた予備始動を試みることで、重畳的にエンジン２１の始動を補助することができる。

このサブバッテリ３３及びメインバッテリ３２の双方を用いた予備始動により、エンジン２１の始動に成功したときには（ステップＳ２０６の判定が“Yes”）、メインバッテリ３２及びサブバッテリ３３を電源回路３１に接続したままにする。一方、サブバッテリ３３及びメインバッテリ３２の双方を用いた予備始動でも、エンジン２１の始動に失敗したときには（ステップＳ２０６の判定が“No”）、サブバッテリ３３を電源回路３１から遮断する。これにより、ユーザによる外部電源からのジャンプスタートに備えることができる。
その他、前述した第１実施形態と共通する部分については、同様の作用効果が得られるものとし、詳細な説明は省略する。

《対応関係》
リレー３５が「主蓄電池用の開閉器」に対応する。電装負荷２６が「所定の電装負荷」に対応する。ステップＳ２０１〜Ｓ２０７が「予備始動部」に含まれる。
《変形例》
第２実施形態では、サブバッテリ３３のみを用いた予備始動として、エンジン２１の始動に失敗したときに、サブバッテリ３３及びメインバッテリ３２の双方を用いた予備始動として、再びエンジン２１の始動を試みているが、これに限定されるものではない。すなわち、サブバッテリ３３のみを用いた予備始動として、エンジン２１の始動に失敗したときに、エンジン２１の始動を断念してもよい。この場合、サブバッテリ３３を電源回路３１から遮断し、且つメインバッテリ３２を電源回路３１に接続することで、ユーザによる外部電源からのジャンプスタートに備える。

《効果》
次に、第２実施形態における主要部の効果を記す。
（１）第２実施形態に係るエンジン始動方法では、メインバッテリ３２及び電装負荷２６を電源回路３１から遮断してから、サブバッテリ３３を電源回路３１に接続する。
このように、メインバッテリ３２、及び電装負荷２６を電源回路３１から遮断することで、電装負荷２６の性能を維持しつつ、エンジン２１の始動を補助することができる。

（２）第２実施形態に係るエンジン始動方法では、メインバッテリ３２及び電装負荷２６を電源回路３１に接続するか、又は電源回路３１から遮断するかを、リレー３５によって切り替える。
このように、メインバッテリ３２及び電装負荷２６の接続又は遮断を、リレー３５を介して行なうことで、容易に、且つ確実に切り替えることができる。

（３）第２実施形態に係るエンジン始動方法では、サブバッテリ３３を電源回路３１に接続してから再びエンジン２１の始動を試み、エンジン２１の始動に成功したときには、メインバッテリ３２及び電装負荷２６を電源回路３１に接続する。
このように、エンジン２１の始動に成功したときには、メインバッテリ３２及び電装負荷２６を電源回路３１に接続することで、メインバッテリ３２の充電を行なうことができる。

（４）第２実施形態に係るエンジン始動方法では、サブバッテリ３３を電源回路３１に接続してから再びエンジン２１の始動を試み、エンジン２１の始動に失敗したときには、サブバッテリ３３を電源回路３１から遮断し、且つメインバッテリ３２及び電装負荷２６を電源回路３１に接続する。
このように、サブバッテリ３３を遮断し、且つメインバッテリ３２及び電装負荷２６を接続することにより、ユーザによる外部電源からのジャンプスタートに備えることができる。

（５）第２実施形態に係るエンジン始動方法では、サブバッテリ３３を電源回路３１に接続してから再びエンジン２１の始動を試み、エンジン２１の始動に失敗したときには、サブバッテリ３３を電源回路３１に接続した状態で、メインバッテリ３２及び電装負荷２６を電源回路３１に接続してから、再びエンジン２１の始動を試みる。
このように、サブバッテリ３３及びメインバッテリ３２の双方を用いた予備始動を試みることで、重畳的にエンジン２１の始動を補助することができる。
以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。また、各実施形態は、任意に組み合わせて採用することができる。

１１ コントローラ
２１ エンジン
２２ スタータモータ
２４ オルタネータ
２５ 電装負荷
２６ 電装負荷
３１ 電源回路
３２ メインバッテリ
３３ サブバッテリ
３４ リレー
３５ リレー

Claims (17)

1. 主蓄電池から供給される電力によりエンジンの始動を行ない、
   前記主蓄電池から供給される電力により前記エンジンを始動できなかったときには、前記主蓄電池よりも充放電の繰り返しに対する耐久性が高い副蓄電池から電力を供給して再び前記エンジンの始動を試み、
   前記副蓄電池から供給される電力により前記エンジンの始動に成功したときには、前記副蓄電池から供給される電力により前記エンジンの始動に成功したことを運転者に通知することを特徴とするエンジン始動方法。
2. 主蓄電池から供給される電力によりエンジンの始動を行ない、
   前記主蓄電池から供給される電力により前記エンジンを始動できなかったときには、前記主蓄電池よりも充放電の繰り返しに対する耐久性が高い副蓄電池から電力を供給して再び前記エンジンの始動を試み、
   前記副蓄電池から供給される電力により前記エンジンの始動に成功したときには、前記エンジンの動力を得て発電し、発電した電力によって前記主蓄電池を充電する発電機の発電電圧を抑制する電圧可変機能を無効にすることを特徴とするエンジン始動方法。
3. 主蓄電池から供給される電力によりエンジンの始動を行ない、
   前記エンジンを始動できなかったときには、前記主蓄電池よりも充放電の繰り返しに対する耐久性が高い副蓄電池から電力を供給して再び前記エンジンの始動を試みるか否かを運転者に確認し、運転者の同意又は許可を取ってから、前記副蓄電池から電力を供給して再び前記エンジンの始動を試み、
   車両状態に応じて前記エンジンを停止させるエンジン停止機能を有効又は無効に切り替えるスイッチを、前記確認のためのスイッチとして兼用にすることを特徴とするエンジン始動方法。
4. 前記副蓄電池が予め定めた充電状態であるときに、前記副蓄電池から電力を供給することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のエンジン始動方法。
5. 前記副蓄電池から電力を供給して再び前記エンジンの始動を試みる際は、回数に制限を設けることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のエンジン始動方法。
6. エンジンフードが開いているときには、前記副蓄電池から電力を供給することを禁止することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のエンジン始動方法。
7. 前記主蓄電池が接続された電源回路に対して、前記主蓄電池と並列に前記副蓄電池を接続することにより、前記副蓄電池から電力を供給することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のエンジン始動方法。
8. 前記副蓄電池を前記電源回路に接続するか、又は前記電源回路から遮断するかを、前記副蓄電池用の開閉器によって切り替えることを特徴とする請求項７に記載のエンジン始動方法。
9. 前記副蓄電池を前記電源回路に接続してから再び前記エンジンの始動を試み、前記エンジンの始動に失敗したときには、前記副蓄電池を前記電源回路から遮断することを特徴とする請求項７又は８に記載のエンジン始動方法。
10. 前記主蓄電池、及び前記主蓄電池と並列に接続された所定の電装負荷を前記電源回路から遮断してから、前記副蓄電池を前記電源回路に接続することを特徴とする請求項７〜９の何れか一項に記載のエンジン始動方法。
11. 前記主蓄電池及び前記電装負荷を前記電源回路に接続するか、又は前記電源回路から遮断するかを、前記主蓄電池用の開閉器によって切り替えることを特徴とする請求項１０に記載のエンジン始動方法。
12. 前記副蓄電池を前記電源回路に接続してから再び前記エンジンの始動を試み、前記エンジンの始動に成功したときには、前記主蓄電池及び前記電装負荷を前記電源回路に接続することを特徴とする請求項１０又は１１に記載のエンジン始動方法。
13. 前記副蓄電池を前記電源回路に接続してから再び前記エンジンの始動を試み、前記エンジンの始動に失敗したときには、前記副蓄電池を前記電源回路から遮断し、且つ前記主蓄電池及び前記電装負荷を前記電源回路に接続することを特徴とする請求項１０〜１２の何れか一項に記載のエンジン始動方法。
14. 前記副蓄電池を前記電源回路に接続してから再び前記エンジンの始動を試み、前記エンジンの始動に失敗したときには、前記副蓄電池を前記電源回路に接続した状態で、前記主蓄電池及び前記電装負荷を前記電源回路に接続してから、再び前記エンジンの始動を試みることを特徴とする請求項１０〜１３の何れか一項に記載のエンジン始動方法。
15. 主蓄電池と、
    前記主蓄電池よりも充放電の繰り返しに対する耐久性が高い副蓄電池と、
    前記主蓄電池から供給される電力によりエンジンの始動を行ない、前記エンジンを始動できなかったときに、前記副蓄電池から電力を供給して再び前記エンジンの始動を試みる予備始動部と、を備え、
    前記副蓄電池から供給される電力により前記エンジンの始動に成功したときには、前記副蓄電池から供給される電力により前記エンジンの始動に成功したことを運転者に通知することを特徴とするエンジン始動装置。
16. 主蓄電池と、
    前記主蓄電池よりも充放電の繰り返しに対する耐久性が高い副蓄電池と、
    前記主蓄電池から供給される電力によりエンジンの始動を行ない、前記エンジンを始動できなかったときに、前記副蓄電池から電力を供給して再び前記エンジンの始動を試みる予備始動部と、を備え、
    前記副蓄電池から供給される電力により前記エンジンの始動に成功したときには、前記エンジンの動力を得て発電し、発電した電力によって前記主蓄電池を充電する発電機の発電電圧を抑制する電圧可変機能を無効にすることを特徴とするエンジン始動装置。
17. 主蓄電池と、
    前記主蓄電池よりも充放電の繰り返しに対する耐久性が高い副蓄電池と、
    前記主蓄電池から供給される電力によりエンジンの始動を行ない、前記エンジンを始動できなかったときに、前記副蓄電池から電力を供給して再び前記エンジンの始動を試みるか否かを運転者に確認し、運転者の同意又は許可を取ってから、前記副蓄電池から電力を供給して再び前記エンジンの始動を試みる予備始動部と、を備え、
    車両状態に応じて前記エンジンを停止させるエンジン停止機能を有効又は無効に切り替えるスイッチを、前記確認のためのスイッチとして兼用にすることを特徴とするエンジン始動装置。

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