WO2018159837A1 - 始動装置、回転電機、及び始動用電動機 - Google Patents

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motor
pinion gear
gear
electrical machine
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石田　稔
稔 岡宮
隆行 小暮
弘 榎本
貴久 三浦
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株式会社デンソー
トヨタ自動車株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a starting device for starting an engine, a rotating electrical machine, and a starting electric motor.
  • a starter motor As a starting device for starting an engine (internal combustion engine), a starter motor is configured such that a pinion gear is pushed out in a ring gear direction by an extrusion member of a starter, and the teeth of the pinion gear are engaged with a ring gear by being placed in an inter-tooth space formed in the engine ring gear.
  • a starter for starting an engine by rotating a pinion gear by a driving force for example, Patent Document 1.
  • the starter motor exhibits a driving torque larger than usual due to the inrush current. For this reason, even if it is a case where it rotates only the angle equivalent to one pitch, a pinion gear can fully be accelerated. Therefore, when the pinion gear and the ring gear mesh and collide in the preliminary process, the rotational speed difference between the pinion gear and the ring gear increases, and the collision noise may increase.
  • the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and a main object thereof is to provide a starter, a rotating electrical machine, and a starter motor that can suitably suppress a collision sound between a pinion gear and a ring gear. It is.
  • the first disclosure is connected to the crankshaft, a motor for rotating the pinion gear, a starting motor having an extrusion member that pushes the pinion gear toward the ring gear that rotates together with the crankshaft of the engine, A rotary electric machine that rotates the crankshaft, and pushes the pinion gear to the ring gear side by the pushing member, and rotates the ring gear via the pinion gear by the driving force of the motor to start the engine
  • the starter used in the starter system includes a drive command unit that commands the rotating electrical machine to rotate the ring gear via the crankshaft in a pre-drive period before the motor is driven. The gist.
  • rotational angular acceleration refers to a circumferential acceleration generated with rotation. That is, it indicates the value of the product of the gear radius and each angular acceleration.
  • the rotating electrical machine includes a multiphase AC motor, and the drive command unit causes a current of a predetermined phase to flow through the multiphase AC motor in the pre-drive period.
  • the gist is to cause rotation.
  • the rotating electrical machine By causing a current of a predetermined phase to flow through the multiphase AC motor, the rotating electrical machine can be driven so as to reduce the rotational angular acceleration of the ring gear as compared with the rotational angular acceleration of the pinion gear based on the driving of the motor. Further, the ring gear can be rotated within a predetermined range by flowing a current of a predetermined phase without measuring the rotation angle of the crankshaft or the ring gear. For this reason, a collision sound can be suppressed based on rotating a ring gear, enabling it to mesh appropriately with a ring gear and a pinion gear.
  • the gist of the third disclosure is that the drive command section causes a current of a phase different from the predetermined phase to flow after flowing the current of the predetermined phase in the pre-drive period.
  • the ring gear may not rotate even when a predetermined phase current is passed. Therefore, after flowing a current of a predetermined phase, a current of a phase different from the predetermined phase is flowed. Thereby, a ring gear can be rotated reliably.
  • the multi-phase AC motor has a field winding
  • the drive command unit causes the current of the predetermined phase to flow after the current of the predetermined phase flows in the pre-drive period.
  • the gist is to energize.
  • the starting motor is connected to the pinion gear, and has a connecting mechanism that cuts off power from the ring gear to the motor when the ring gear rotates in a predetermined direction based on rotation of the crankshaft.
  • the driving command unit is configured to rotate the ring gear in the predetermined direction after flowing the current of the predetermined phase in the pre-driving period.
  • the predetermined direction is a direction in which the ring gear is rotated by the pinion gear when the engine is started, and includes a motor driving unit that drives the motor, and the motor driving unit includes the rotation
  • the gist is to drive the motor to rotate the pinion gear in the same direction as the ring gear as the ring gear starts to rotate in the predetermined direction by driving an electric machine.
  • the rotating electrical machine passes a current of a predetermined phase so that the ring gear and the pinion gear engage with each other, and then rotates the ring gear in a predetermined direction.
  • the motor driving unit drives the motor to rotate the pinion gear in the same direction as the ring gear. For this reason, the speed difference between the rotational speed of the pinion gear based on the drive of the motor and the rotational speed of the ring gear based on the drive of the rotating electrical machine can be reduced. That is, even if it collides, the collision sound can be suppressed.
  • the seventh disclosure is summarized in that the drive command unit rotates the ring gear in a direction opposite to the direction in which the ring gear is rotated by the pinion gear after energizing the predetermined phase in the pre-drive period.
  • the pinion gear and the ring gear can be deeply engaged. Then, before the motor is driven, the area of the meshing surface between the pinion gear and the ring gear can be increased by deeply engaging the pinion gear and the ring gear. For this reason, durability of a pinion gear and a ring gear can be improved.
  • the rotating electrical machine rotates the ring gear according to the command from the drive command unit after the push-out member has pushed out the pinion gear. Is the gist.
  • the drive command unit pushes the pinion gear toward the stationary ring gear, so the collision noise at the time of contact can be further reduced.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a starting system
  • FIG. 2 is a configuration diagram of the rotating electrical machine
  • 3A and 3B are schematic views of a pinion gear and a ring gear
  • FIG. 4 is a flowchart showing the flow of engine start processing.
  • FIG. 5 is a timing chart showing the control timing.
  • 6 (a) to (c) are schematic views of a pinion gear and a ring gear.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the flow of engine start processing.
  • FIG. 8 is a timing chart showing the control timing.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the flow of engine start processing.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a starting system
  • FIG. 2 is a configuration diagram of the rotating electrical machine
  • 3A and 3B are schematic views of a pinion gear and a ring gear
  • FIG. 4 is a flowchart showing the flow of engine start processing.
  • FIG. 5 is a timing chart showing the control timing.
  • FIG. 10 is a timing chart showing the control timing.
  • FIG. 11 is a timing chart showing the control timing.
  • FIG. 12 is a timing chart showing the control timing.
  • FIG. 13 is a configuration diagram of a rotating electrical machine, 14 (a) to 14 (c) are overall configuration diagrams of the starting system.
  • the vehicle includes an engine 10, a rotating electrical machine 20, a starter 30 as a starter motor, and an ECU 100 as a starter.
  • the starting system of the present embodiment includes at least the rotating electrical machine 20 and the starter 30.
  • the engine 10 includes a crankshaft 10a and a ring gear 11 that rotates together with the crankshaft 10a.
  • the rotating electrical machine 20 is a generator with a motor function that includes a three-phase AC motor (hereinafter simply referred to as an AC motor 21) as a multiphase AC motor and an inverter 25 as a power converter. It is configured as an electromechanical integrated ISG (Integrated Starter Generator).
  • the AC motor 21 is of a winding field type, and is specifically a winding field type synchronous machine having a three-phase winding.
  • the rotating electrical machine 20 includes a power generation function for generating power (regenerative power generation) by rotating the crankshaft 10a and the axle of the engine 10, and a power running function for applying a driving force (rotational force) to the crankshaft 10a.
  • the rotor 22 constituting the AC motor 21 includes a field winding 23.
  • the AC motor 21 can transmit power to the crankshaft 10 a of the engine 10.
  • the rotor 22 is mechanically connected to the crankshaft 10 a via the belt 12.
  • a U-phase winding 24U, a V-phase winding 24V and a W-phase winding 24W are wound around the stator 24 constituting the AC motor 21 as armature windings.
  • the inverter 25 electrically connects the AC motor 21 and a battery 27 that is a DC power source of the vehicle.
  • the inverter 25 includes three sets of serially connected bodies of U, V, W phase upper arm switches SUp, SVp, SWp and U, V, W phase lower arm switches SUn, SVn, SWn.
  • a first end of the U-phase winding 24U is connected to a connection point between the U-phase upper and lower arm switches SUp and SUn.
  • a first end of the V-phase winding 24V is connected to a connection point between the V-phase upper and lower arm switches SVp and SVn.
  • a first end of a W-phase winding 24W is connected to a connection point between the W-phase upper and lower arm switches SWp and SWn.
  • the second ends of the U-phase winding 24U, the V-phase winding 24V, and the W-phase winding 24W are connected at a neutral point.
  • N-channel MOSFETs are used as the switches SUp to SWn.
  • Diodes DUp to DWn are connected in antiparallel to the switches SUp to SWn, respectively.
  • the diodes DUp to DWn may be body diodes of the switches SUp to SWn.
  • the switches SUp to SWn are not limited to N-channel MOSFETs, but may be IGBTs, for example.
  • the positive terminal of the battery 27 is connected to the drain which is the high potential side terminal of each of the upper arm switches SUp to SWp.
  • the sources which are low potential side terminals of the lower arm switches SUn to SWn are connected to the GND terminal (grounded).
  • the rotating electrical machine 20 includes a control device 26.
  • a DC voltage can be applied to the field winding 23 by the control device 26.
  • the control device 26 controls the field current flowing through the field winding 23 by adjusting the DC voltage applied to the field winding 23.
  • the control device 26 controls the switches SUp to SWn to control the phase windings 24U to 24W to be energized and the direction of current (that is, the phase of the current).
  • the starter 30 is used to start the engine 10. As shown in FIG. 1, the starter 30 includes a motor 31 having an output shaft 31a, a pinion gear 32 mounted so as to be movable in the axial direction of the output shaft 31a, and the pinion gear 32 in the ring gear 11 side in FIG. And an extruding member 33 to be extruded to the right side).
  • the motor 31 rotates the output shaft 31a when electric power is supplied. Electric power to the motor 31 is supplied when the motor switch 34 is closed (turned on).
  • the pinion gear 32 is attached to the output shaft 31a of the motor 31 via an overrunning clutch 35 (hereinafter simply referred to as the clutch 35) as a coupling mechanism.
  • the clutch 35 When the rotation speed of the engine 10 (that is, the rotation speed of the ring gear 11) is lower than the rotation speed of the motor 31 (that is, the rotation speed of the pinion gear 32), the clutch 35 outputs, for example, before the engine 10 is started, based on the motor 31. The rotational force of the shaft 31a is transmitted to the pinion gear 32 side.
  • the clutch 35 is configured such that, when the rotational speed of the engine 10 exceeds the rotational speed of the motor 31, for example, the engine 10 idles after the engine 10 is started and the driving force of the engine 10 is not directly transmitted to the motor 31 side. ing.
  • the extrusion member 33 has an extrusion mechanism 36 that pushes the pinion gear 32 toward the ring gear 11 when electric power is supplied. Electric power to the pushing member 33 is supplied when the pushing switch 37 is closed (turned on).
  • the ECU 100 includes a CPU and a memory as a storage unit, and various functions included in the ECU 100 are realized by the CPU executing a program stored in the memory. Note that the various functions may be realized by an electronic circuit that is hardware, or may be realized at least in part by software, that is, processing executed on a computer.
  • the various functions provided in the ECU 100 include, for example, a function for controlling the generated voltage of the rotating electrical machine 20 and a function for controlling the torque of the rotating electrical machine 20. More specifically, based on an instruction from the ECU 100, the control device 26 of the rotating electrical machine 20 has a function of controlling energization to the field winding 23 and ON / OFF of the switches SUp to SWn.
  • the ECU 100 has a function of controlling the starter 30 to start the engine 10 when a start condition of the engine 10 is satisfied. Specifically, when the ignition switch is turned on, the ECU 100 outputs an operation signal for closing the push switch 37 in order to push the pinion gear 32 toward the ring gear 11 with respect to the push member 33. Then, the ECU 100 outputs an operation signal for closing the motor switch 34 after the pushing member 33 pushes out the pinion gear 32. As a result, electric power is supplied to the motor 31, and the driving force of the motor 31 is transmitted to the pinion gear 32 via the output shaft 31a and the clutch 35. As the pinion gear 32 rotates, the ring gear 11 rotates, and the crankshaft 10a rotates accordingly. As a result, the engine 10 is started.
  • the ring gear 11 and the pinion gear 32 do not necessarily mesh with each other.
  • the side surfaces of the gear teeth 11a of the ring gear 11 and the gear teeth 32a of the pinion gear 32 may collide with each other.
  • the starting torque of the motor 31 is generally determined in advance for the convenience of rotating the ring gear 11 to start the engine 10, and the starting torque of the motor 31 is reduced to suppress the collision noise. Difficult to do.
  • the ECU 100 rotates the rotary electric machine 20 so as to rotate the ring gear 11 via the crankshaft 10a after the push-out member 33 pushes out the pinion gear 32 and before the motor 31 is driven. Command. Then, the ECU 100 drives the rotating electrical machine 20 so that the rotational angular acceleration of the ring gear 11 is smaller than the rotational angular acceleration of the pinion gear 32 based on the driving of the motor 31 in the pre-driving period.
  • ECU100 has a function as a drive command part, and has the structure which ECU100 drives the rotary electric machine 20 so that the rotation angular acceleration of the ring gear 11 may be made small. It will be.
  • the ECU 100 controls the starting torque of the rotating electrical machine 20 so that the rotational angular acceleration of the ring gear 11 is smaller than the rotational angular acceleration of the pinion gear 32 based on the driving of the motor 31 in the pre-driving period.
  • the rotational angular acceleration can be calculated from the inertia of each axis, the gear ratio, the pulley ratio, the starting torque, and the like.
  • the ECU 100 serving as the drive command unit instructs the rotating electrical machine 20 to rotate the ring gear 11 via the crankshaft 10a, the engine 10, the crankshaft 10a, the ring gear 11 and the driving object of the rotating electrical machine 20 Since the inertia of the belt 12 is large, the rotational angular acceleration of the ring gear 11 with respect to the output torque of the rotating electrical machine 20 can be easily set smaller than the rotational angular acceleration of the pinion gear 32 when the motor 31 is energized and driven.
  • the ECU 100 controls the current of a predetermined phase to flow through the armature winding of the AC motor 21 when the rotary electric machine 20 is driven in the pre-drive period. For this reason, the rotation angle of the ring gear 11 is within a predetermined range (for example, within one pitch).
  • the ECU 100 has a function as a drive command unit, but may be configured by hardware.
  • the ECU 100 controls the starting torque of the rotating electrical machine 20 so that the rotational angular acceleration of the ring gear 11 becomes small.
  • the control device 26 of the rotating electrical machine 20 may control the torque.
  • the control device 26 of the rotating electrical machine 20 has a configuration for reducing the rotational angular acceleration.
  • the starting device includes the rotating electrical machine 20.
  • the ECU 100 controls the starting torque of the rotating electrical machine 20 so that the rotational angular acceleration of the ring gear 11 is reduced, but may be realized by a hardware configuration.
  • the starting torque of the rotating electrical machine 20 is configured to be constant.
  • the rotational angular acceleration of the ring gear 11 based on the driving of the rotating electrical machine 20 is smaller than the rotational angular acceleration of the pinion gear 32 based on the driving of the motor 31, and the inertia, gear ratio, pulley ratio of each axis, And a starting torque and the like may be configured.
  • the ECU 100 can reduce the rotational angular acceleration only by controlling the driving of the rotating electrical machine 20.
  • the rotating electrical machine 20 and the starter 30 have a configuration that reduces the rotational angular acceleration.
  • the starter includes the starter 30 and the rotating electrical machine 20.
  • the engine start process is executed by the ECU 100 at predetermined intervals.
  • the ECU100 determines whether the starting condition of the engine 10 was satisfied (step S101).
  • the engine 10 start condition is established, for example, when information indicating that the ignition switch is turned on is acquired. Further, for example, it is established when the operation of the brake pedal of the vehicle is released during idling stop and information indicating that the accelerator pedal is operated is acquired. If it is not determined that the start condition is satisfied (step S101: NO), the ECU 100 ends the engine start process.
  • step S101 When it is determined that the starting condition is satisfied (step S101: YES), the ECU 100 controls the rotating electrical machine 20 so that the field current flows through the field winding 23 (step S102). Specifically, ECU 100 outputs a control signal instructing to cause a field current to flow in field winding 23 to control device 26. The control device 26 causes a field current to flow through the field winding 23 based on the control signal. Thereby, the field winding 23 is excited.
  • step S103 the ECU100 performs extrusion control which pushes out the pinion gear 32 to the ring gear 11 side after predetermined time t1 progresses from step S102 (step S103). Specifically, the ECU 100 closes the push switch 37 and supplies power to the push member 33. Thereby, the pushing member 33 pushes the pinion gear 32 to the ring gear 11 side. At this point in time, the end face of the ring gear 11 and the end face of the pinion gear 32 are often brought into contact with each other and often do not mesh.
  • the ECU 100 controls the rotary electric machine 20 so that a predetermined phase current flows through the armature winding of the AC motor 21 (step S104). Specifically, the ECU 100 controls each of the phase windings 24U to 24W so that a current flows from one of the predetermined windings 24U to 24W to the other winding 24U to 24W. Controls on / off of the switches SUp to SWn.
  • the ECU 100 outputs a control signal for turning on the U-phase upper arm switch SUp and the W-phase lower arm switch SWn so that a current flows from the U-phase winding 24U to the W-phase winding 24W.
  • the control device 26 turns on the U-phase upper arm switch SUp and the W-phase lower arm switch SWn.
  • the stator 24 is excited, the U-phase winding 24U becomes the N pole, and the W-phase winding 24W becomes the S pole.
  • the rotor 22 rotates so that the magnetic poles of the stator 24 and the rotor 22 are different from each other. Note that the phase of the current may be arbitrarily changed.
  • the connected ring gear 11 is rotated by the rotation of the rotor 22. Since the ring gear 11 rotates against the frictional force with the abutting pinion gear 32, the pinion gear 32 is accommodated in the inter-tooth space of the ring gear 11 as will be described later.
  • the ECU 100 controls the rotary electric machine 20 to stop (step S105). Specifically, the ECU 100 outputs a control signal for controlling the rotating electrical machine 20 so as to cut off the energization to the field winding 23 and to cut off the energization to the phase windings 24U to 24W.
  • the control device 26 cuts off the power supply to the field winding 23 and turns off the switches SUp to SWn. As a result, the driving of the ring gear 11 stops.
  • the ECU 100 closes (turns on) the motor switch 34 to drive the motor 31 (step S106).
  • the pinion gear 32 rotates based on the drive of the motor 31, and the gear teeth 32a of the pinion gear 32 rotate within the inter-tooth space of the ring gear 11, so that the tooth surface of the pinion gear 32 collides with the tooth surface of the ring gear 11, and the pinion gear.
  • a driving force is transmitted from the 32 gear teeth 32a to the gear teeth 11a of the ring gear 11 to rotate the ring gear 11.
  • the engine 10 is started.
  • step S107 determines whether the engine 10 started. For example, the ECU 100 determines that the engine 10 has started when it receives a notification that the engine 10 has started. If it is not determined that the engine 10 has been started (step S107: NO), the process of step S107 is repeated until the engine 10 is started.
  • step S107 When it is determined that the engine 10 has been started (step S107: YES), the ECU 100 stops the starter 30 (step S108). That is, the ECU 100 opens the push-out switch 37 and finishes pushing out the pinion gear 32 by the push-out member 33 (push-out control). In addition, the ECU 100 opens the motor switch 34 and stops the driving of the motor 31. Then, the engine start process ends.
  • the ECU 100 After a predetermined time t1, the ECU 100 starts extrusion control for pushing the pinion gear 32 toward the ring gear 11 (time T12). Accordingly, in the initial state, if the pinion gear 32 and the ring gear 11 are not in a position where they mesh, the pinion gear 32 and the side surfaces of the ring gear 11 collide with each other as shown in FIG.
  • a current of a predetermined phase flows through the armature winding of the AC motor 21 (time T ⁇ b> 13).
  • the rotary electric machine 20 is driven, and the ring gear 11 is rotated in a predetermined direction in accordance with the drive.
  • the ring gear 11 rotates with respect to the pinion gear 32 until the gear teeth 11 a of the ring gear 11 and the gear teeth 32 a of the pinion gear 32 are engaged with each other. Since the push-out member 33 continues to push out the pinion gear 32 (because the push-out control is continuing), the pinion gear 32 is pushed out so as to mesh with the ring gear 11.
  • the tooth surfaces of the gears 32 and 11 may collide with each other when meshing with the pinion gear 32.
  • the rotational angular acceleration of the ring gear 11 based on the driving of the rotating electrical machine 20 is smaller than the rotational angular acceleration of the pinion gear 32 based on the driving of the motor 31. For this reason, compared with the case where the pinion gear 32 is rotated based on the drive of the motor 31, the collision noise is suppressed.
  • the energization to the field winding 23 is cut off and the energization to the phase windings 24U to 24W is cut off (time point T14). Thereafter, the motor 31 is driven (time T15). As a result, as shown in FIG. 6C, the tooth surfaces of the pinion gear 32 and the ring gear 11 collide with each other, the ring gear 11 rotates as the motor 31 is driven, and the engine 10 is started. After the engine is started (time T16), the extrusion control is finished and the driving of the motor 31 is finished.
  • the ECU 100 rotates the ring gear 11 through the crankshaft 10a of the engine 10 after the pinion gear 32 is pushed out and in a pre-drive period before the motor 31 is driven.
  • the ring gear 11 rotates based on the drive of the rotating electrical machine 20 before the motor 31 is driven, and the pinion gear 32 is moved. It is possible to mesh with the ring gear 11.
  • the rotating electrical machine 20 is driven so that the rotational angular acceleration of the ring gear 11 is smaller than the rotational angular acceleration of the pinion gear 32 based on the driving of the motor 31. More specifically, since the inertia of the driven object of the rotating electrical machine 20 is large, the rotational angular acceleration of the ring gear 11 can be easily set smaller than the rotational angular acceleration of the pinion gear 32 when the motor 31 is energized and driven. Thereby, the rotational angular acceleration of the ring gear 11 accompanying the driving of the rotating electrical machine 20 can be made smaller than the rotational angular acceleration of the pinion gear 32 accompanying the driving of the motor 31.
  • the ECU 100 causes the AC motor 21 to pass a predetermined phase current, thereby reducing the rotational angular acceleration of the ring gear 11 compared to the rotational angular acceleration of the pinion gear 32 based on the driving of the motor 31. 20 was driven.
  • the ECU 100 as the drive command unit does not drive the pinion gear 32 by the motor 31, and the rotating electric machine 20 engages with the pinion gear 32 by driving the ring gear 11, so that the collision sound can be reduced.
  • the ring gear 11 moves to a position where it engages with the pinion gear 32, and the pinion gear 32 is pushed into the ring gear 11 by the pushing member 33.
  • the rotational angular acceleration of the ring gear 11 based on the driving of the rotating electrical machine 20 is compared with the rotational angular acceleration based on the driving of the motor 31. Therefore, the collision sound can be suppressed compared to the collision sound based on the driving of the motor 31.
  • the rotating electrical machine 20 exhibits a driving torque larger than usual due to the inrush current, it can be made smaller than the collision sound based on the driving of the motor 31 due to the inertia.
  • the ring gear 11 can be rotated within a predetermined range by passing a current of a predetermined phase. Thereby, it is possible to prevent the ring gear 11 and the pinion gear 32 from appropriately colliding with each other and to prevent the collision based on the rotation of the ring gear 11.
  • the rotary electric machine 20 rotates the ring gear 11 after the push-out member 33 pushes out the pinion gear 32 in the pre-drive period before the motor 31 is driven by a command to the rotary electric machine 20 from the ECU 100.
  • the ECU 100 pushes the pinion gear 32 toward the stationary ring gear 11, so that the collision noise at the time of contact can be further reduced.
  • the rotary electric machine 20 may rotate the ring gear 11 via the crankshaft 10a before the pusher member 33 pushes out the pinion gear 32. By doing so, the pinion gear 32 is pushed out toward the rotating ring gear 11, so that the collision noise at the time of contact becomes relatively large.
  • the rotating electrical machine 20 since only a dynamic friction coefficient smaller than the static friction coefficient is generally generated between the rotating ring gear 11 and the pinion gear 32, the rotating electrical machine 20 requires a relatively small driving force.
  • the timing at which the ECU 100 instructs the rotating electrical machine 20 and the timing at which the ring gear 11 actually starts to rotate are not necessarily the same, and the rotation starts after a predetermined delay time from the command. Therefore, immediately after the push-out member 33 pushes out the pinion gear 32, the rotating electrical machine 20 needs to set the command timing in consideration of the delay time in order to rotate the ring gear 11.
  • the ring gear 11 does not always rotate until it meshes with the pinion gear 32 even if a current of a predetermined phase flows.
  • the engine start process shown in FIG. 7 is executed.
  • step S201 determines whether the starting condition of the engine 10 was satisfied. When it is not determined that the start condition is satisfied (step S201: NO), the ECU 100 ends the engine start process.
  • step S201 When it is determined that the starting condition is satisfied (step S201: YES), the ECU 100 controls the rotating electrical machine 20 so that the field current flows through the field winding 23 (step S202).
  • the ECU 100 causes the pusher member 33 to push the pinion gear 32 toward the ring gear 11 after a predetermined time t1 has elapsed from step S202 (step S203).
  • step S204 the ECU 100 controls the rotating electrical machine 20 so that a predetermined phase current flows.
  • step S205 the ECU 100 determines whether or not the pinion gear 32 and the ring gear 11 are engaged with each other (step S205). Specifically, it is determined based on the rotation angle of the ring gear 11 detected by the angle sensor whether the ring gear 11 has rotated by a predetermined angle (for example, an angle corresponding to one pitch) or more.
  • step S205 the ECU 100 controls the rotating electrical machine 20 so as to cut off the energization of the armature winding (step S206). Then, the ECU 100 updates the predetermined phase so that the predetermined phase becomes a different phase, and controls the rotating electrical machine 20 to flow the current of the updated predetermined phase (step S207). That is, ECU 100 causes a current of a phase different from the predetermined phase to flow.
  • the different phases are phases having different current phases, and include not only that the respective phase windings 24U to 24W to be energized are different, but also cases where the directions of the currents are different. For example, the current from the U-phase winding 24U to the W-phase winding 24W is different from the current from the W-phase winding 24W to the U-phase winding 24U.
  • the predetermined phase is updated so that the ring gear 11 is rotated in the forward direction.
  • the positive direction is a direction in which the engine 10 is rotated when the engine 10 is started, and is a direction in which the ring gear 11 is rotated by the pinion gear 32 as the motor 31 is driven. .
  • the V-phase upper arm switch SVp and the W-phase lower arm switch SWn are turned on.
  • the current from the U-phase winding 24U to the W-phase winding 24W is referred to as the first-phase current
  • the current from the V-phase winding 24V to the W-phase winding 24W is the second-phase current. It shows.
  • the ECU 100 executes the process of step S207, and after the predetermined time has elapsed, executes the process of step S205 again.
  • step S205 YES
  • the ECU 100 controls the rotating electrical machine 20 to stop (step S208).
  • step S208 the ECU 100 closes (turns on) the motor switch 34 to drive the motor 31 (step S209).
  • ECU 100 determines whether or not engine 10 has been started (step S210). If it is not determined that the engine 10 has started (step S210: NO), the ECU 100 repeats the process of step S210.
  • step S210 When it is determined that the engine 10 has started (step S210: YES), the ECU 100 stops the starter 30 (step S311). Then, the engine start process ends.
  • a field current flows through the field winding 23, and the field winding 23 enters an excited state.
  • the pushing member 33 pushes the pinion gear 32 to the ring gear 11 side (time T22).
  • the first phase current flows in AC motor 21 (time T23).
  • a second-phase current flows in the AC motor 21 (time point T24).
  • the respective phase windings 24U to 24W of the AC motor 21 are energized to rotate the ring gear 11 in the forward direction. That is, until the ring gear 11 and the pinion gear 32 reach a position where they are engaged, currents of different phases are allowed to flow to rotate the ring gear 11.
  • the ring gear 11 may not rotate even when a predetermined phase current is passed. Therefore, after flowing a current of a predetermined phase, a current of a phase different from the predetermined phase is flowed. Thereby, the ring gear 11 can be reliably rotated. Therefore, the ring gear 11 and the pinion gear 32 can be engaged with each other by rotating the ring gear 11 before the motor 31 is driven.
  • the motor 31 is connected to the pinion gear 32 through a clutch 35 that cuts off the power from the ring gear 11 when the ring gear 11 rotates in the forward direction based on the rotation of the crankshaft 10a. For this reason, even if the ring gear 11 is rotated in the forward direction as the rotating electrical machine 20 is driven and the ring gear 11 collides with the pinion gear 32, the clutch 35 prevents the impact force from being transmitted to the motor 31. Can do. Thereby, the durability of the motor 31 can be improved.
  • the ECU 100 executes the engine start process shown in FIG. 9 in order to make the starting torque of the rotating electrical machine 20 smaller. This will be described in detail below.
  • step S301 determines whether the starting condition of the engine 10 was satisfied. If it is not determined that the start condition is satisfied (step S301: NO), the ECU 100 ends the engine start process.
  • step S301 When it is determined that the starting condition is satisfied (step S301: YES), the ECU 100 causes the pusher member 33 to push the pinion gear 32 toward the ring gear 11 (step S302).
  • the ECU 100 controls the rotating electrical machine 20 so that a predetermined phase current flows (step S303). After a predetermined time t11 has elapsed from step S303, the ECU 100 controls the rotating electrical machine 20 so that a field current flows through the field winding 23 (step S304). Thereafter, the ECU 100 executes the processes of steps S305 to S308 in the same manner as the processes of steps S105 to S108 of the first embodiment.
  • extrusion control for pushing the pinion gear 32 toward the ring gear 11 is started. Thereafter, a current of a predetermined phase flows in AC motor 21 (time point T32). After a predetermined time t11 has elapsed, a field current flows through the field winding 23, and the field winding 23 enters an excited state (time T33). Thereby, the rotary electric machine 20 is driven, and the ring gear 11 rotates in the positive direction or the negative direction in accordance with the drive.
  • the energization to the field winding 23 is cut off, and the energization to the phase windings 24U to 24W is cut off (time point T34).
  • the motor 31 is driven (time T35).
  • the pinion gear 32 and the ring gear 11 collide, the ring gear 11 rotates as the motor 31 is driven, and the engine 10 is started.
  • the extrusion control is finished and the driving of the motor 31 is finished.
  • a field current is passed through the field winding 23 after a current of a predetermined phase is passed through the AC motor 21. Even if the field winding 23 is energized, it takes time to excite it. That is, it takes time to rotate. For this reason, compared with the case where the current of the predetermined phase is passed after the field winding 23 is excited, the case where the field current is passed through the field winding 23 after the current of the predetermined phase is passed, The starting torque can be reduced. That is, the rotational angular acceleration of the ring gear 11 accompanying the driving of the rotating electrical machine 20 can be further reduced. In particular, the influence of inrush current on the armature winding can be suppressed. Therefore, when the ring gear 11 is rotated based on the drive of the rotating electrical machine 20, even if the ring gear 11 and the pinion gear 32 collide, the collision noise can be suppressed.
  • the drive timing of the motor 31 is changed as shown in FIG.
  • a field current flows through the field winding 23, and the field winding 23 enters an excited state.
  • extrusion control for pushing the pinion gear 32 to the ring gear 11 side by the pushing member 33 is started (time T42).
  • a first phase current flows in AC motor 21 (time point T43).
  • the second phase current flows and motor 31 is driven (time T44). That is, the rotary electric machine 20 rotates the ring gear 11 in the forward direction and drives the motor 31. As a result, the ring gear 11 and the pinion gear 32 are rotated in the same direction.
  • the present invention is not limited to this, and it may be in the vicinity of the start of rotation in the forward direction.
  • the ECU 100 functions as a motor drive unit, but may include a drive circuit that drives the motor 31.
  • the ECU 100 rotates the ring gear 11 in the forward direction after the pinion gear 32 is pushed out to the ring gear 11 side. Then, ECU 100 drives motor 31 when ring gear 11 rotates in the forward direction (that is, when the second phase current flows). For this reason, the ring gear 11 and the pinion gear 32 rotate in the same direction. Therefore, the speed difference between the rotation speed of the pinion gear 32 based on the drive of the motor 31 and the rotation speed of the ring gear 11 based on the drive of the rotating electrical machine 20 can be reduced. That is, even if the tooth surfaces of the pinion gear 32 and the ring gear 11 collide with each other, the collision noise can be suppressed.
  • the rotation direction of the ring gear 11 is the negative direction. This will be described with reference to FIG.
  • a field current flows through the field winding 23, and the field winding 23 enters an excited state.
  • the pushing member 33 starts pushing the pinion gear 32 toward the ring gear 11 (time T52).
  • a first-phase current flows through the armature winding of the AC motor 21 (time point T53).
  • a twelfth phase current flows through the armature winding of the AC motor 21 (time T54).
  • the current of the twelfth phase is a current having a phase for rotating the ring gear 11 by the rotating electrical machine 20 in a direction (negative direction) opposite to the direction (positive direction) in which the ring gear 11 is rotated by the pinion gear 32.
  • the current from the U-phase winding 24U to the W-phase winding 24W is the first-phase current
  • the current from the U-phase winding 24U to the V-phase winding 24V is the twelfth phase.
  • Current Since the ring gear 11 rotates in the reverse direction (negative direction), the pinion gear 32 and the ring gear 11 can be engaged deeply.
  • the ring gear 11 was rotated based on the driving of the rotating electrical machine 20 in the direction (negative direction) opposite to the direction (positive direction) in which the ring gear 11 was rotated by the pinion gear 32. For this reason, the pinion gear 32 and the ring gear 11 can be engaged deeply. Then, before the motor 31 is driven, the area where the pinion gear 32 and the ring gear 11 come into contact (the area of the meshing surface) can be increased by deeply engaging the pinion gear 32 and the ring gear 11. For this reason, durability of the pinion gear 32 and the ring gear 11 can be improved.
  • An elastic member such as a spring may be provided between the motor 31 and the pinion gear 32. More specifically, an elastic member may be provided that contracts in the axial direction when the side surfaces of the pinion gear 32 and the ring gear 11 collide when the pusher member 33 pushes the pinion gear 32 toward the ring gear 11. Then, the pinion gear 32 may be pushed in by the elastic member until the pinion gear 32 and the ring gear 11 are engaged with each other.
  • an elastic member it is possible to absorb the reaction force applied to the pinion gear 32 when the side surfaces collide with each other and suppress the collision sound.
  • a rectifier 200 that converts an alternating current into a direct current by a plurality of rectifying elements as shown in FIG. 13 may be used.
  • a hardware mechanism that closes the motor switch 34 when the pinion gear 32 is pushed into the ring gear 11 and engaged with each other may be provided. That is, the push-out mechanism 36 that the pinion gear 32 pushes to the ring gear 11 side includes a movable contact 36 a of the motor switch 34. The movable contact 36a is configured to move toward the motor switch 34 in response to the pinion gear 32 being pushed into the ring gear 11, and close the motor switch 34 when the pinion gear 32 and the ring gear 11 are engaged. . Thereby, when the pinion gear 32 reaches the meshing position with the ring gear 11, the motor switch 34 can be closed.
  • a current having a phase that rotates the ring gear 11 in a predetermined direction may be passed.
  • the position of the rotor 22 in the initial state may be detected, and the predetermined phase may be determined based on the position.
  • the predetermined direction may be either a positive direction or a negative direction.
  • the rotary electric machine 20 employs an ISG having a starter function, but may not have a function as a starter as long as the crankshaft 10a can be rotated. That is, the rotary electric machine 20 may not be able to exhibit a starting torque that functions as a starter. Further, there may be no rotation angle sensor for maintaining the rotation. For example, an alternator may be used.
  • a helical spline may be provided on the output shaft 31a of the motor 31, and the pinion gear 32 may be rotated and pushed into the ring gear 11 side. Thereby, it becomes easier to mesh the pinion gear 32 with the ring gear 11. Further, by providing a helical spline in accordance with the rotation direction of the ring gear 11, the ring gear 11 and the pinion gear 32 can be engaged more deeply. For example, when the ring gear 11 is rotated in the negative direction, a helical spline that rotates the pinion gear 32 in the same direction when the pinion gear 32 is pushed out may be provided. Further, as shown in FIG. 3, the tooth tip of the pinion gear 32 may be chamfered.
  • a predetermined phase current is supplied after the elapse of a predetermined time t2 after execution of the extrusion control.
  • a predetermined phase current may be supplied simultaneously with the extrusion control.
  • step S207 of the second embodiment if the current phase is different, the predetermined phase may be updated in any way.
  • the field current may be supplied after the first phase current is supplied. Thereby, a starting torque can be made smaller and a collision sound can be suppressed.
  • the phase of the current is updated and the current continues to flow through the armature winding until they are engaged, but it is not necessary to determine whether or not they are engaged. For example, after flowing a current of a predetermined phase, a current of a phase different from the predetermined phase may be flowed, and then the rotating electrical machine 20 may be stopped without performing the determination.
  • the motor (31) that receives the rotation command from the drive command unit (100) and rotates the pinion gear (32) and the ring gear (11) that rotates together with the crankshaft (10a) of the engine (10) are pushed out from the drive command unit.
  • a starter motor (30) having an extruding member (33) that pushes out the pinion gear in response to a command, pushes the pinion gear to the ring gear side by the extruding member, and the ring gear via the pinion gear by the driving force of the motor.
  • the motor (31) that receives the rotation command from the drive command unit (100) and rotates the pinion gear (32) and the ring gear (11) that rotates together with the crankshaft (10a) of the engine (10) are pushed out from the drive command unit.
  • the pinion gear by cooperating with pushing the pinion gear to the ring gear side by the pushing member and rotating the ring gear via the crankshaft by the rotating electrical machine that has received the rotation drive command. Is used for a starting system for starting the engine by engaging the ring gear with the ring gear A motive, after engagement by said cooperating starting motor the pinion gear is rotated by the motor receiving the rotation command is driven.

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Abstract

始動装置（１００）は、ピニオンギヤ（３２）を回転させるモータ（３１）、及びエンジン（１０）のクランク軸（１０ａ）と共に回転するリングギヤ（１１）側に前記ピニオンギヤを押し出す押出部材（３３）を有する始動用電動機（３０）と、前記クランク軸に連結され、前記クランク軸を回転させる回転電機（２０）と、を備え、前記押出部材により前記ピニオンギヤを前記リングギヤ側に押し出すとともに、前記モータの駆動力により前記ピニオンギヤを介して前記リングギヤを回転させることにより、前記エンジンを始動させる始動システムに用いられる。始動装置は、前記モータが駆動する前の駆動前期間において、前記クランク軸を介して前記リングギヤを回転させるように前記回転電機に対して指令する駆動指令部（１００）を備える。

Description

始動装置、回転電機、及び始動用電動機 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１７年３月２日に出願された日本出願番号２０１７－０３９８４２号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、エンジンを始動させる始動装置、回転電機、及び始動用電動機に関するものである。
　エンジン（内燃機関）を始動させる始動装置としては、スタータの押出部材によりピニオンギヤをリングギヤ方向に押し出して、ピニオンギヤの歯をエンジンのリングギヤに形成される歯間スペースに収めることによりリングギヤとかみ合わせ、スタータモータの駆動力によりピニオンギヤを回転させることにより、エンジンを始動させるスタータが知られている（例えば、特許文献１）。
　ところで、押出部材によりピニオンギヤをリングギヤ側に押し出しただけでは、ピニオンギヤ端面とリングギヤ端面とが当接するだけで歯が歯間スペース内に収まるに至らない場合、すなわち、ピニオンギヤとリングギヤとがかみ合わない場合がある。そこで、特許文献１に記載のスタータでは、エンジンを始動させる場合、ピニオンギヤを押し出した後、ピニオンギヤをワンピッチに相当する角度だけスタータモータで回転させる予備過程を行っている。これにより、エンジンを始動させるためにスタータモータでピニオンギヤを回転させる際、リングギヤとピニオンギヤとがすでに噛み合った状態にしやすくなる。したがって、エンジンを始動させるためにピニオンギヤをスタータモータで回転させる際、ピニオンギヤとリングギヤとがかみ合った状態でピニオンギヤの歯がリングギヤの歯間スペース内で回転し始めるため、その際の歯面同士の衝撃を小さくすることができる。
特許第４２３２０６９号公報
　しかしながら、スタータモータの駆動開始時において、スタータモータは、突入電流により通常よりも大きな駆動トルクを発揮する。このため、ワンピッチに相当する角度だけ回転させる場合であっても、ピニオンギヤが十分加速されうる。したがって、予備過程においてピニオンギヤとリングギヤが噛み合い、衝突する場合、ピニオンギヤとリングギヤとの回転速度差が大きくなり、衝突音が大きくなる可能性がある。
　本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ピニオンギヤとリングギヤとの衝突音を好適に抑制することができる始動装置、回転電機、及び始動用電動機を提供することを主たる目的とするものである。
　上記課題を解決するため、第１の開示は、ピニオンギヤを回転させるモータ、及びエンジンのクランク軸と共に回転するリングギヤ側に前記ピニオンギヤを押し出す押出部材を有する始動用電動機と、前記クランク軸に連結され、前記クランク軸を回転させる回転電機と、を備え、前記押出部材により前記ピニオンギヤを前記リングギヤ側に押し出すとともに、前記モータの駆動力により前記ピニオンギヤを介して前記リングギヤを回転させることにより、前記エンジンを始動させる始動システムに用いられる始動装置において、前記モータが駆動する前の駆動前期間において、前記クランク軸を介して前記リングギヤを回転させるように前記回転電機に対して指令する駆動指令部を備えることを要旨とする。
　これにより、モータによりピニオンギヤを回転させず、駆動指令部からの回転電機への指令で、リングギヤを回転させて押し出されたピニオンギヤと噛み合わせることで衝突音を小さくできる。なお、本明細書において「回転角加速度」とは回転に伴い発生する周加速度を指している。すなわち、ギヤの半径とそれぞれの角加速度の積の値を指している。
　第２の開示は、前記回転電機は、多相交流電動機を有し、前記駆動指令部は、前記駆動前期間において、前記多相交流電動機に所定相の電流を流させることにより、前記リングギヤの回転を生じさせることを要旨とする。
　多相交流電動機に所定相の電流を流させることにより、モータの駆動に基づくピニオンギヤの回転角加速度と比較してリングギヤの回転角加速度を小さくさせるように回転電機を駆動させることができる。また、クランク軸やリングギヤの回転角度を計測しなくても、所定相の電流を流させることにより、リングギヤを所定の範囲内で回転させることができる。このため、リングギヤとピニオンギヤとが適切にかみ合わせることができるようにしつつ、リングギヤを回転させることに基づき衝突音を抑制することができる。
　第３の開示は、前記駆動指令部は、前記駆動前期間において、前記所定相の電流を流させた後、当該所定相とは異なる相の電流を流させることを要旨とする。
　通電前の状態における回転子と固定子との位置関係によっては、所定相の電流を流しても、リングギヤが回転しない場合がある。そこで、所定相の電流を流した後、所定相とは異なる相の電流を流すこととした。これにより、確実にリングギヤを回転させることができる。
　第４の開示は、前記多相交流電動機は、界磁巻線を有し、前記駆動指令部は、前記駆動前期間において、前記所定相の電流を流させた後、前記界磁巻線を通電させることを要旨とする。
　界磁巻線を通電させても、励磁するまでに時間を要する。このため、界磁巻線が励磁してから所定相の電流を流す場合と比較して、所定相の電流を流した後、界磁巻線を通電させる場合の方が、トルクが低くなり、リングギヤの回転角加速度をより小さくすることができる。したがって、回転電機の駆動に基づきリングギヤを回転させた場合に、リングギヤとピニオンギヤとが衝突してもその衝突音を抑制することができる。
　第５の開示は、前記始動用電動機は、前記ピニオンギヤに連結され、前記クランク軸の回転に基づき前記リングギヤが所定方向に回転した場合に当該リングギヤから前記モータへの動力を遮断する連結機構を有しており、前記駆動指令部は、前記駆動前期間において、前記所定相の電流を流させた後、前記所定方向に、前記リングギヤを回転させることを要旨とする。
　リングギヤから前記モータへの動力を遮断する連結機構を有する。このため、例え、所定方向にリングギヤを回転させることにより、ピニオンギヤとリングギヤとが衝突したとしても、モータに衝撃力が伝達することを防止して、耐久性を向上させることができる。また、確実にかみ合わせることができる。
　第６の開示は、前記所定方向は、前記エンジンを始動させる場合に、前記ピニオンギヤによって前記リングギヤを回転させる方向であり、前記モータを駆動させるモータ駆動部を備え、前記モータ駆動部は、前記回転電機の駆動による前記リングギヤの前記所定方向の回転開始に伴って、前記モータを駆動させて前記ピニオンギヤを前記リングギヤと同じ方向に回転させることを要旨とする。
　回転電機は、リングギヤとピニオンギヤとがかみ合うように所定相の電流を流した後、所定方向にリングギヤを回転させる。モータ駆動部は、所定方向にリングギヤが回転する際、モータを駆動させてピニオンギヤをリングギヤと同じ方向に回転させる。このため、モータの駆動に基づくピニオンギヤの回転速度と、回転電機の駆動に基づくリングギヤの回転速度との速度差を小さくすることができる。すなわち、衝突したとしても衝突音を抑制することができる。
　第７の開示は、前記駆動指令部は、前記駆動前期間において、前記所定相を通電させた後、前記ピニオンギヤによって前記リングギヤを回転させる方向とは逆方向に、前記リングギヤを回転させることを要旨とする。
　ピニオンギヤによってリングギヤを回転させる方向とは逆方向に、回転電機の駆動に基づきリングギヤを回転させるため、ピニオンギヤとリングギヤとを深くかみ合わせることが可能となる。そして、モータが駆動する前に、ピニオンギヤとリングギヤとを深くかみ合わせることにより、ピニオンギヤとリングギヤとの噛み合い面の面積を大きくすることができる。このため、ピニオンギヤとリングギヤの耐久性を向上させることができる。
　第８の開示は、前記モータが駆動する前の駆動前期間のうち、前記押出部材が前記ピニオンギヤを押し出した後で、前記駆動指令部による前記指令により、前記回転電機は前記リングギヤを回転させることを要旨とする。
　静止したリングギヤに向けて駆動指令部がピニオンギヤを押し出させるので当接時の衝突音をより小さくできる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、始動システムの全体構成図であり、 図２は、回転電機の構成図であり、 図３は、（ａ）及び（ｂ）は、ピニオンギヤとリングギヤの模式図であり、 図４は、エンジン始動処理の流れを示すフローチャートであり、 図５は、制御タイミングを示すタイミングチャートであり、 図６は、（ａ）～（ｃ）は、ピニオンギヤとリングギヤの模式図であり、 図７は、エンジン始動処理の流れを示すフローチャートであり、 図８は、制御タイミングを示すタイミングチャートであり、 図９は、エンジン始動処理の流れを示すフローチャートであり、 図１０は、制御タイミングを示すタイミングチャートであり、 図１１は、制御タイミングを示すタイミングチャートであり、 図１２は、制御タイミングを示すタイミングチャートであり、 図１３は、回転電機の構成図であり、 図１４は、（ａ）～（ｃ）は、始動システムの全体構成図である。
　（第１実施形態）
　以下、本開示の実施形態について図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、同一符号を付してある。図１に示すように、車両は、エンジン１０と、回転電機２０と、始動用電動機としてのスタータ３０と、始動装置としてのＥＣＵ１００と、を備えている。本実施形態の始動システムは、少なくとも回転電機２０とスタータ３０を備える。エンジン１０は、クランク軸１０ａと、クランク軸１０ａと共に回転するリングギヤ１１とを備えている。
　＜回転電機２０＞
　図２に示すように、回転電機２０は、多相交流電動機としての３相交流モータ（以下、単に交流モータ２１と示す）と、電力変換装置としてのインバータ２５と、を有するモータ機能付き発電機であり、機電一体型のＩＳＧ（Integrated Starter Generator）として構成されている。交流モータ２１は、巻線界磁型のものであり、具体的には３相巻線を有する巻線界磁型同期機である。回転電機２０は、エンジン１０のクランク軸１０ａや車軸の回転により発電（回生発電）を行う発電機能と、クランク軸１０ａに駆動力（回転力）を付与する力行機能とを備えている。
　交流モータ２１を構成する回転子２２は、界磁巻線２３を備える。また、交流モータ２１は、エンジン１０のクランク軸１０ａと動力伝達が可能とされている。本実施形態において、回転子２２は、ベルト１２を介してクランク軸１０ａに機械的に連結されている。交流モータ２１を構成する固定子２４には、電機子巻線として、Ｕ相巻線２４Ｕ、Ｖ相巻線２４Ｖ及びＷ相巻線２４Ｗが巻回されている。
　インバータ２５は、交流モータ２１と、車両の直流電源であるバッテリ２７とを電気的に接続している。インバータ２５は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐと、Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームスイッチＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎとの直列接続体を３組備えている。Ｕ相上，下アームスイッチＳＵｐ，ＳＵｎの接続点には、Ｕ相巻線２４Ｕの第１端が接続されている。Ｖ相上，下アームスイッチＳＶｐ，ＳＶｎの接続点には、Ｖ相巻線２４Ｖの第１端が接続されている。Ｗ相上，下アームスイッチＳＷｐ，ＳＷｎの接続点には、Ｗ相巻線２４Ｗの第１端が接続されている。Ｕ相巻線２４Ｕ、Ｖ相巻線２４Ｖ及びＷ相巻線２４Ｗの第２端は、中性点で接続されている。
　本実施形態では、各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎとして、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴを用いている。そして、各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎにはそれぞれ、ダイオードＤＵｐ～ＤＷｎが逆並列に接続されている。なお、各ダイオードＤＵｐ～ＤＷｎは、各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎのボディーダイオードであってもよい。また、各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎとしては、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴに限らず、例えばＩＧＢＴであってもよい。
　各上アームスイッチＳＵｐ～ＳＷｐの高電位側端子であるドレインには、バッテリ２７の正極端子が接続されている。各下アームスイッチＳＵｎ～ＳＷｎの低電位側端子であるソースには、ＧＮＤ端子に接続されている（接地されている）。
　回転電機２０は、制御装置２６を備えている。制御装置２６により、界磁巻線２３に直流電圧が印加可能とされている。制御装置２６は、界磁巻線２３に印加する直流電圧を調整することにより、界磁巻線２３に流れる界磁電流を制御する。また、制御装置２６は、各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎを制御することにより、通電させる各相巻線２４Ｕ～２４Ｗ及び電流の向き（すなわち、電流の位相）を制御する。
　＜スタータ３０＞
　スタータ３０は、エンジン１０を始動させるために用いられる。図１に示すように、スタータ３０は、出力軸３１ａを有するモータ３１と、出力軸３１ａの軸方向において移動可能に取り付けられたピニオンギヤ３２と、ピニオンギヤ３２を軸方向においてリングギヤ１１側（図１において右側）に押し出す押出部材３３と、を備える。
　モータ３１は、電力が供給されると、出力軸３１ａを回転させる。モータ３１への電力は、モータスイッチ３４が閉じられる（オンされる）と、供給される。ピニオンギヤ３２は、連結機構としてのオーバーランニングクラッチ３５（以下、単にクラッチ３５と示す）を介してモータ３１の出力軸３１ａに取り付けられている。
　クラッチ３５は、エンジン１０の回転数（つまり、リングギヤ１１の回転数）がモータ３１の回転数（つまり、ピニオンギヤ３２の回転数）を下回る場合、例えば、エンジン１０の始動前、モータ３１に基づく出力軸３１ａの回転力をピニオンギヤ３２側に伝達するように構成されている。その一方、クラッチ３５は、エンジン１０の回転数がモータ３１の回転数を上回る場合、例えば、エンジン１０の始動後、空転し、エンジン１０の駆動力をモータ３１側に直接伝達しないように構成されている。
　押出部材３３は、電力が供給されると、ピニオンギヤ３２をリングギヤ１１側に押し出す押出機構３６を有する。押出部材３３への電力は、押出スイッチ３７が閉じられる（オンされる）と、供給される。
　＜ＥＣＵ１００＞
　ＥＣＵ１００は、ＣＰＵと、記憶部としてのメモリとを備え、メモリに格納されたプログラムをＣＰＵにて実行することにより、ＥＣＵ１００が備える各種機能が実現される。なお、各種機能は、ハードウェアである電子回路によって実現されてもよく、あるいは、少なくとも一部をソフトウェア、すなわちコンピュータ上で実行される処理によって実現されてもよい。
　ＥＣＵ１００が備える各種機能として、例えば、回転電機２０の発電電圧を制御する機能や、回転電機２０のトルク等を制御する機能がある。より詳しくは、ＥＣＵ１００の指示に基づき、回転電機２０の制御装置２６に、界磁巻線２３への通電及び各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎのオンオフ等を制御させる機能がある。
　また、例えば、ＥＣＵ１００は、エンジン１０の始動条件が成立した場合、エンジン１０を始動させるべく、スタータ３０を制御する機能を備える。具体的には、ＥＣＵ１００は、イグニッションスイッチがオンされた場合、押出部材３３に対してピニオンギヤ３２をリングギヤ１１側に押し出させるために、押出スイッチ３７を閉鎖させる操作信号を出力する。そして、ＥＣＵ１００は、押出部材３３がピニオンギヤ３２を押し出した後、モータスイッチ３４を閉鎖させる操作信号を出力する。これにより、モータ３１へ電力が供給され、モータ３１の駆動力が出力軸３１ａ及びクラッチ３５を介してピニオンギヤ３２に伝達される。ピニオンギヤ３２が回転することにより、リングギヤ１１が回転され、それに伴いクランク軸１０ａが回転される。これにより、エンジン１０が始動する。
　ところで、押出部材３３によりピニオンギヤ３２がリングギヤ１１側に押し出されたとしても、リングギヤ１１とピニオンギヤ３２とが噛み合うとは限らない。例えば、図３（ａ）に示すように、リングギヤ１１のギヤ歯１１ａとピニオンギヤ３２のギヤ歯３２ａの側面同士が衝突する可能性がある。この状態で、モータ３１を駆動させると、図３（ｂ）に示すように、ピニオンギヤ３２がリングギヤ１１に対して回転することにより、リングギヤ１１とピニオンギヤ３２と噛み合うこととなる。
　しかしながら、リングギヤ１１とピニオンギヤ３２とが噛み合う際、ギヤ１１，３２の歯面同士が衝突し、衝突音が生じることとなる。特に、モータ３１の起動トルクは、エンジン１０を始動させるためにリングギヤ１１を回転させる都合上、あらかじめ定められていることが一般的であり、モータ３１の起動トルクを小さくして、衝突音を抑制することは難しい。
　そこで、押出部材３３によりピニオンギヤ３２を押し出させた後、モータ３１を駆動させる前に、回転電機２０の駆動に基づきリングギヤ１１をわずかに回転させてギヤ１１，３２を噛み合わせることにより、衝突音を抑制することとした。以下、詳しく説明する。
　本実施形態において、ＥＣＵ１００は、押出部材３３がピニオンギヤ３２を押し出した後で、かつ、モータ３１が駆動する前の駆動前期間において、クランク軸１０ａを介してリングギヤ１１を回転させるように回転電機２０に対して指令する。そして、ＥＣＵ１００は、当該駆動前期間において、モータ３１の駆動に基づくピニオンギヤ３２の回転角加速度と比較して、リングギヤ１１の回転角加速度を小さくさせるように、回転電機２０を駆動させる。これにより、本実施形態では、ＥＣＵ１００は、駆動指令部としての機能を有し、また、ＥＣＵ１００が、リングギヤ１１の回転角加速度を小さくさせるように、回転電機２０を駆動させる構成を有していることとなる。
　本実施形態では、ＥＣＵ１００が、駆動前期間において、モータ３１の駆動に基づくピニオンギヤ３２の回転角加速度と比較して、リングギヤ１１の回転角加速度を小さくさせるように、回転電機２０の起動トルクを制御する。なお、回転角加速度は、各軸のイナーシャ、ギヤ比、プーリ比、及び起動トルク等から算出可能である。
　駆動司令部としてのＥＣＵ１００から回転電機２０に対してクランク軸１０ａを介してリングギヤ１１を回転させるように指令しても、回転電機２０の駆動対象である、エンジン１０、クランク軸１０ａ、リングギヤ１１及びベルト１２の慣性が大きいため、回転電機２０の出力トルクに対してリングギヤ１１の回転角加速度は、モータ３１を通電駆動する際のピニオンギヤ３２の回転角加速度と比較して小さく設定しやすい。
　これにより、リングギヤ１１とピニオンギヤ３２とが噛み合う前の状態（例えば、リングギヤ１１とピニオンギヤ３２との歯面同士が離間している状態）において、回転電機２０の駆動に基づくリングギヤ１１の回転角加速度が、モータ３１の駆動に基づくピニオンギヤ３２の回転角加速度と比較して、小さくなる。このため、回転電機２０の駆動に基づきリングギヤ１１がピニオンギヤ３２に対して回転し、噛み合う際に歯面同士が衝突したとしても、モータ３１の駆動に基づきピニオンギヤ３２を回転させて衝突させる場合と比較して、衝突音が抑制される。
　また、ＥＣＵ１００は、駆動前期間において、回転電機２０を駆動させる際、交流モータ２１の電機子巻線に所定相の電流が流れるように制御する。このため、リングギヤ１１の回転角度は、所定範囲内（例えば、ワンピッチ以内）となる。
　なお、本実施形態では、ＥＣＵ１００は、駆動指令部としての機能を有していたが、ハードウェアにより構成してもよい。例えば、駆動前期間において、クランク軸１０ａを介してリングギヤ１１を回転させるように回転電機２０に対して指令する駆動回路を備えてもよい。
　また、本実施形態では、ＥＣＵ１００が、リングギヤ１１の回転角加速度が小さくなるように回転電機２０の起動トルクを制御したが、回転電機２０の制御装置２６がトルクを制御してもよい。例えば、駆動前期間において、制御装置２６は、リングギヤ１１の回転角加速度が小さくなるように起動トルクを制御すればよい。この場合、回転電機２０の制御装置２６が、回転角加速度を小さくさせる構成を有することとなる。この場合、始動装置には、回転電機２０が含まれることとなる。
　また、本実施形態では、ＥＣＵ１００が、リングギヤ１１の回転角加速度が小さくなるように回転電機２０の起動トルクを制御したが、ハードウェアの構成により、実現してもよい。例えば、回転電機２０の起動トルクが一定となるように構成する。それと共に、回転電機２０の駆動に基づくリングギヤ１１の回転角加速度が、モータ３１の駆動に基づくピニオンギヤ３２の回転角加速度と比較して、小さくなるように各軸のイナーシャ、ギヤ比、プーリ比、及び起動トルク等を構成すればよい。これにより、ＥＣＵ１００は、回転電機２０の駆動を制御するだけで、回転角加速度を小さくさせることができる。この場合、回転電機２０及びスタータ３０が、回転角加速度を小さくさせる構成を有することとなる。また、この場合、始動装置には、スタータ３０及び回転電機２０が含まれることとなる。
　次に、エンジン始動処理について図４に基づき説明する。エンジン始動処理は、所定周期ごとにＥＣＵ１００により実行される。
　ＥＣＵ１００は、エンジン１０の始動条件が成立したか否か判定する（ステップＳ１０１）。エンジン１０の始動条件としては、例えば、イグニッションスイッチがオンされたことを示す情報を取得した場合に成立する。また、例えば、アイドリングストップ中、車両のブレーキペダルの操作が解除されるとともに、アクセルペダルが操作されたことを示す情報を取得した場合に成立する。始動条件が成立したと判定されなかった場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、エンジン始動処理を終了する。
　始動条件が成立したと判定された場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、界磁巻線２３に界磁電流が流れるように回転電機２０を制御する（ステップＳ１０２）。具体的には、ＥＣＵ１００は、界磁巻線２３に界磁電流を流させることを指示する制御信号を制御装置２６に出力する。制御装置２６は、当該制御信号に基づき、界磁巻線２３に界磁電流を流す。これにより、界磁巻線２３が励磁される。
　ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０２から所定時間ｔ１経過後、ピニオンギヤ３２をリングギヤ１１側に押し出させる押出制御を行う（ステップＳ１０３）。具体的には、ＥＣＵ１００は、押出スイッチ３７を閉鎖させて、押出部材３３に電力を供給する。これにより、押出部材３３は、ピニオンギヤ３２をリングギヤ１１側に押し出す。この時点ではリングギヤ１１の端面とピニオンギヤ３２の端面が当接するだけで噛み合いに至らないことが多い。
　ステップＳ１０３から所定時間ｔ２経過後、ＥＣＵ１００は、交流モータ２１の電機子巻線に所定相の電流が流れるように回転電機２０を制御する（ステップＳ１０４）。具体的には、ＥＣＵ１００は、各相巻線２４Ｕ～２４Ｗのうち、予め決められたいずれか１つの巻線２４Ｕ～２４Ｗから、他の１つの巻線２４Ｕ～２４Ｗへ電流が流れるように、各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎのオンオフを制御する。
　例えば、Ｕ相巻線２４ＵからＷ相巻線２４Ｗへ電流が流れるように、ＥＣＵ１００は、Ｕ相上アームスイッチＳＵｐ及びＷ相下アームスイッチＳＷｎをオンさせる制御信号を出力する。制御装置２６は、当該制御信号を入力すると、Ｕ相上アームスイッチＳＵｐ及びＷ相下アームスイッチＳＷｎをオンさせる。これにより、固定子２４が励磁され、Ｕ相巻線２４ＵがＮ極となり、Ｗ相巻線２４ＷがＳ極となる。それに伴い、固定子２４の磁極と、回転子２２の磁極がそれぞれ異なるように、回転子２２が回転する。なお、電流の位相は、任意に変更してもよい。回転子２２が回転することにより連結されたリングギヤ１１を回動させる。リングギヤ１１は当接するピニオンギヤ３２との摩擦力に抗して回動するので後述するようにリングギヤ１１の歯間スペースにピニオンギヤ３２が収まる。
　ステップＳ１０４から所定時間ｔ３経過後、ＥＣＵ１００は、回転電機２０を停止させるように制御する（ステップＳ１０５）。具体的には、ＥＣＵ１００は、界磁巻線２３への通電を遮断させるとともに、各相巻線２４Ｕ～２４Ｗへの通電を遮断させるように回転電機２０を制御する制御信号を出力する。制御装置２６は、当該制御信号を入力すると、界磁巻線２３への通電を遮断するとともに、各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎをオフする。これによりリングギヤ１１の駆動が止まる。
　次に、ＥＣＵ１００は、モータ３１を駆動させるべく、モータスイッチ３４を閉鎖（オン）させる（ステップＳ１０６）。これにより、モータ３１の駆動に基づきピニオンギヤ３２が回転し、ピニオンギヤ３２のギヤ歯３２ａがリングギヤ１１の歯間スペース内で回動するのでピニオンギヤ３２の歯面がリングギヤ１１の歯面と衝突し、ピニオンギヤ３２のギヤ歯３２ａからリングギヤ１１のギヤ歯１１ａに駆動力が伝わり、リングギヤ１１を回転させる。モータ３１の駆動に基づきリングギヤ１１が回転すると、エンジン１０が始動する。
　ＥＣＵ１００は、エンジン１０が始動したか否かを判定する（ステップＳ１０７）。例えば、ＥＣＵ１００は、エンジン１０が始動して旨の通知を取得した場合、エンジン１０が始動したと判定する。エンジン１０が始動したと判定されなかった場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、エンジン１０が始動するまでステップＳ１０７の処理を繰り返す。
　エンジン１０が始動したと判定された場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、スタータ３０を停止させる（ステップＳ１０８）。すなわち、ＥＣＵ１００は、押出スイッチ３７を開放させ、押出部材３３によるピニオンギヤ３２の押し出し（押出制御）を終了させる。また、ＥＣＵ１００は、モータスイッチ３４を開放させ、モータ３１の駆動を停止させる。そして、エンジン始動処理を終了する。
　ここで、エンジン１０の始動条件の成立からエンジン１０が始動するまでの各種制御タイミング、及びその作用について図５及び図６に基づき説明する。
　エンジン１０の始動条件が成立すると（時点Ｔ１１）、界磁巻線２３に界磁電流が流れ、界磁巻線２３が励磁状態となる。
　所定時間ｔ１経過後、ＥＣＵ１００は、ピニオンギヤ３２をリングギヤ１１側に押し出す押出制御を開始する（時点Ｔ１２）。これにより、初期状態において、ピニオンギヤ３２とリングギヤ１１とが噛み合う位置になければ、図６（ａ）に示すように、ピニオンギヤ３２と、リングギヤ１１の側面同士が衝突することとなる。
　次に、所定時間ｔ２経過後、交流モータ２１の電機子巻線に所定相の電流が流れる（時点Ｔ１３）。これにより、回転電機２０の駆動し、その駆動に伴いリングギヤ１１があらかじめ定められた方向に回転する。これにより、例えば、図６（ｂ）に示すように、リングギヤ１１のギヤ歯１１ａとピニオンギヤ３２のギヤ歯３２ａとが噛み合う位置となるまで、リングギヤ１１がピニオンギヤ３２に対して回転する。そして、押出部材３３はピニオンギヤ３２を押し出し続けているため（押出制御の継続中であるため）、ピニオンギヤ３２は、リングギヤ１１と噛み合うように押し出される。
　この際、回転電機２０の駆動に基づくリングギヤ１１の回転に伴い、ピニオンギヤ３２と噛み合う際にギヤ３２，１１の歯面同士が衝突する可能性がある。しかしながら、回転電機２０の駆動に基づくリングギヤ１１の回転角加速度は、モータ３１の駆動に基づくピニオンギヤ３２の回転角加速度と比較して小さい。このため、モータ３１の駆動に基づきピニオンギヤ３２を回転させる場合と比較して、衝突音が抑制される。
　所定時間ｔ３経過後、界磁巻線２３への通電が遮断するとともに、各相巻線２４Ｕ～２４Ｗへの通電が遮断する（時点Ｔ１４）。その後、モータ３１が駆動する（時点Ｔ１５）。これにより、図６（ｃ）に示すように、ピニオンギヤ３２とリングギヤ１１の歯面同士が衝突し、モータ３１の駆動に伴ってリングギヤ１１が回転し、エンジン１０が始動することとなる。エンジン始動後（時点Ｔ１６）、押出制御が終了するとともに、モータ３１の駆動が終了する。
　モータ３１が駆動する時点において、図６（ｃ）に示すように、ピニオンギヤ３２のギヤ歯３２ａとリングギヤ１１のギヤ歯１１ａとが噛み合い位置に配置されているのであれば、ピニオンギヤ３２のギヤ歯３２ａとリングギヤ１１のギヤ歯１１ａとの歯面同士が衝突するまでの距離が短く衝突するまでの間に速度が上昇しないため、モータ３１の駆動に基づきギヤ３２，１１が衝突しても、衝突音が抑制される。また、ピニオンギヤ３２とリングギヤ１１の接触面が広いため、モータ３１の駆動に伴いピニオンギヤ３２とリングギヤ１１が衝突しても、衝突時の面圧を低減でき、耐久性が向上する。
　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。
　ＥＣＵ１００は、ピニオンギヤ３２が押し出された後で、かつ、モータ３１が駆動する前の駆動前期間において、エンジン１０のクランク軸１０ａを介してリングギヤ１１を回転させるようにした。これにより、押出部材３３がピニオンギヤ３２を押し出した際、ピニオンギヤ３２とリングギヤ１１と噛み合わなかったとしても、モータ３１が駆動する前に、回転電機２０の駆動に基づきリングギヤ１１が回転し、ピニオンギヤ３２をリングギヤ１１に噛み合わせることが可能となる。
　また、駆動前期間において、モータ３１の駆動に基づくピニオンギヤ３２の回転角加速度と比較して、リングギヤ１１の回転角加速度を小さくさせるように、回転電機２０を駆動させる構成を有する。より詳細には、回転電機２０の駆動対象の慣性が大きいため、モータ３１を通電駆動する際のピニオンギヤ３２の回転角加速度と比較してリングギヤ１１の回転角加速度は小さく設定しやすい。これにより、回転電機２０の駆動に伴うリングギヤ１１の回転角加速度は、モータ３１の駆動に伴うピニオンギヤ３２の回転角加速度と比較して小さくできる。
　つまり、ＥＣＵ１００は、交流モータ２１に所定相の電流を流させることにより、モータ３１の駆動に基づくピニオンギヤ３２の回転角加速度と比較して、リングギヤ１１の回転角加速度を小さくさせるように、回転電機２０を駆動させた。
　これにより、駆動司令部としてのＥＣＵ１００が、モータ３１によりピニオンギヤ３２を駆動させず、回転電機２０がリングギヤ１１を駆動させることによりピニオンギヤ３２と噛み合わせることで衝突音を小さくできる。
　すなわち、回転電機２０の駆動に基づくリングギヤ１１の回転に伴って、リングギヤ１１がピニオンギヤ３２と噛み合う位置に移動し、押出部材３３によりピニオンギヤ３２がリングギヤ１１に押し込まれる。その際、各ギヤ１１，３２の噛み合い面（歯面）同士が衝突したとしても、回転電機２０の駆動に基づくリングギヤ１１の回転角加速度は、モータ３１の駆動に基づく回転角加速度と比較して、小さいため、モータ３１の駆動に基づく衝突音と比較して衝突音を抑制することができる。なお、回転電機２０が突入電流により通常よりも大きな駆動トルクを発揮しても、上記慣性による理由でモータ３１の駆動に基づく衝突音よりも小さくすることができる。
　また、クランク軸１０ａやリングギヤ１１の回転角度を計測しなくても、所定相の電流を流させることにより、リングギヤ１１を決められた範囲内で回転させることができる。これにより、リングギヤ１１とピニオンギヤ３２とが適切に噛み合わせることができるようにしつつ、リングギヤ１１の回転に基づき衝突することを抑制することができる。
　また、ＥＣＵ１００による制御を変更すればよく、回転電機２０及びスタータ３０の構成を変更しなくても、衝突音を抑制することができる。
　特に、ＥＣＵ１００による回転電機２０への指令により、モータ３１が駆動する前の駆動前期間のうち、押出部材３３がピニオンギヤ３２を押し出した後で、回転電機２０はリングギヤ１１を回転させる。
　これにより、ＥＣＵ１００が静止したリングギヤ１１に向けてピニオンギヤ３２を押し出させるので当接時の衝突音をより小さくできる。
　ただし、回転電機２０によりクランク軸１０ａを介してリングギヤ１１を回転させる際に、リングギヤ１１、ピニオンギヤ３２が静止し端面同士が当接した状態で、端面同士の静止摩擦係数に基づき大きい駆動力が回転電機２０に必要とされる。
　一方、モータ３１が駆動する前の駆動前期間のうち、押出部材３３がピニオンギヤ３２を押し出す前に、回転電機２０がクランク軸１０ａを介してリングギヤ１１を回転させるようにすることもありうる。このようにすれば、回転中のリングギヤ１１に向けてピニオンギヤ３２を押し出させるので、当接時の衝突音が比較的大きくなる。しかしながら、回転中のリングギヤ１１とピニオンギヤ３２との間には静止摩擦係数より一般に小さい動摩擦係数しか発生しないので回転電機２０に必要されるのは比較的小さい駆動力で済む。
　なお、ＥＣＵ１００による回転電機２０への指令タイミングと実際にリングギヤ１１が回転し始めるタイミングは必ずしも同一ではなく、指令から所定の遅れ時間後に回転が始まる。よって、押出部材３３がピニオンギヤ３２を押し出した直後に、回転電機２０は、リングギヤ１１を回転させるには、遅れ時間を考慮して指令タイミングを設定する必要がある。
　（第２実施形態）
　回転子２２と固定子２４の位置関係によっては、所定相の電流を流しても、リングギヤ１１がピニオンギヤ３２と噛み合うまで回転するとは限らない。例えば、初期状態（電機子巻線への通電時）において、固定子２４の磁極と回転子２２の磁極がそれぞれ異なる状況又はそれに近い状況である場合、回転子２２は、十分に回転しない。そこで、第２実施形態では、図７に示すエンジン始動処理を実行することとした。
　ＥＣＵ１００は、エンジン１０の始動条件が成立したか否か判定する（ステップＳ２０１）。始動条件が成立したと判定されなかった場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、エンジン始動処理を終了する。
　始動条件が成立したと判定された場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、界磁巻線２３に界磁電流が流れるように回転電機２０を制御する（ステップＳ２０２）。ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０２から所定時間ｔ１経過後、押出部材３３に対してピニオンギヤ３２をリングギヤ１１側に押し出させる（ステップＳ２０３）。
　ステップＳ２０３から所定時間ｔ２経過後、ＥＣＵ１００は、所定相の電流を流させるように回転電機２０を制御する（ステップＳ２０４）。次に、ＥＣＵ１００は、ピニオンギヤ３２とリングギヤ１１とが噛み合ったか否かを判定する（ステップＳ２０５）。具体的には、リングギヤ１１が所定角度（例えば、ワンピッチに相当する角度）以上、回転したか否かを、角度センサにより検出されたリングギヤ１１の回転角度に基づき、判定する。
　噛み合ったと判定されなかった場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、電機子巻線への通電を遮断するように回転電機２０を制御する（ステップＳ２０６）。そして、ＥＣＵ１００は、所定相を異なる相とするように、所定相を更新し、更新後の所定相の電流を流させるように回転電機２０を制御する（ステップＳ２０７）。つまり、ＥＣＵ１００は、所定相とは異なる相の電流を流させる。ここで異なる相とは、電流の位相が異なる相のことであり、通電させる各相巻線２４Ｕ～２４Ｗが異なることのみならず、電流の向きが異なる場合も含まれる。例えば、Ｕ相巻線２４ＵからＷ相巻線２４Ｗへの電流と、Ｗ相巻線２４ＷからＵ相巻線２４Ｕへの電流は、位相が異なる。
　本実施形態では、正方向にリングギヤ１１を回転させるように、所定相を更新する。リングギヤ１１の回転方向のうち、正方向とは、エンジン１０が始動する際に回転させる方向のことであり、また、モータ３１の駆動に伴いピニオンギヤ３２によりリングギヤ１１が回転させられる方向のことである。
　具体的には、Ｕ相上アームスイッチＳＵｐ及びＷ相下アームスイッチＳＷｎをオンさせた場合、Ｖ相上アームスイッチＳＶｐ及びＷ相下アームスイッチＳＷｎをオンさせる。なお、以下では、Ｕ相巻線２４ＵからＷ相巻線２４Ｗへの電流が、第１相の電流と示し、Ｖ相巻線２４ＶからＷ相巻線２４Ｗへの電流が、第２相の電流と示す。
　ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０７の処理を実行し、所定時間経過後、再びステップＳ２０５の処理を実行する。噛み合ったと判定された場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、回転電機２０を停止させるように制御する（ステップＳ２０８）。次に、ＥＣＵ１００は、モータ３１を駆動させるべく、モータスイッチ３４を閉鎖（オン）させる（ステップＳ２０９）。ＥＣＵ１００は、エンジン１０が始動したか否かを判定する（ステップＳ２１０）。エンジン１０が始動したと判定されなかった場合（ステップＳ２１０：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２１０の処理を繰り返す。
　エンジン１０が始動したと判定された場合（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、スタータ３０を停止させる（ステップＳ３１１）。そして、エンジン始動処理を終了する。
　ここで、制御タイミングについて図８に基づき説明する。
　エンジン１０の始動条件が成立すると（時点Ｔ２１）、界磁巻線２３に界磁電流が流れ、界磁巻線２３が励磁状態となる。次に押出部材３３は、ピニオンギヤ３２をリングギヤ１１側に押し出す（時点Ｔ２２）。所定時間ｔ２経過後、交流モータ２１において第１相の電流が流れる（時点Ｔ２３）。ここで、リングギヤ１１とピニオンギヤ３２とが噛み合ったと判定されなかった場合、交流モータ２１において第２相の電流が流れる（時点Ｔ２４）。このように、リングギヤ１１とピニオンギヤ３２とが噛み合ったと判定されるまで、交流モータ２１の各相巻線２４Ｕ～２４Ｗを通電し、リングギヤ１１を正方向に回転させることとなる。つまり、リングギヤ１１とピニオンギヤ３２とが噛み合う位置に達するまで、異なる相の電流を流させ、リングギヤ１１を回転させることとなる。
　リングギヤ１１とピニオンギヤ３２とが噛み合ったと判定されると、界磁巻線２３への通電が遮断されるとともに、各相巻線２４Ｕ～２４Ｗへの通電が遮断される（時点Ｔ２５）。その後、モータ３１が駆動する（時点Ｔ２６）。これにより、ピニオンギヤ３２とリングギヤ１１の歯面同士が衝突し、モータ３１の駆動に伴ってリングギヤ１１が回転し、エンジン１０が始動することとなる。エンジン始動後（時点Ｔ２７）、押出制御が終了するとともに、モータ３１の駆動が終了する。
　以上詳述した本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、以下の優れた効果が得られる。
　通電前の状態において、回転子２２と固定子２４の位置関係によっては、所定相の電流を流しても、リングギヤ１１が回転しない場合がある。そこで、所定相の電流を流した後、所定相とは異なる相の電流を流すこととした。これにより、確実にリングギヤ１１を回転させることができる。したがって、モータ３１の駆動前に、リングギヤ１１を回転させることにより、リングギヤ１１とピニオンギヤ３２とをかみ合わせることができる。
　モータ３１は、クランク軸１０ａの回転に基づきリングギヤ１１が正方向に回転した場合に当該リングギヤ１１からの動力を遮断するクラッチ３５を介して、ピニオンギヤ３２と連結されている。このため、例え、回転電機２０の駆動に伴って、正方向にリングギヤ１１を回転させ、リングギヤ１１がピニオンギヤ３２と衝突したとしても、クラッチ３５によりモータ３１に衝撃力が伝達することを防止することができる。これにより、モータ３１の耐久性を向上させることができる。
　（第３実施形態）
　第３実施形態では、回転電機２０の起動トルクをより小さくするため、ＥＣＵ１００は、図９に示すエンジン始動処理を実行するようにした。以下、詳しく説明する。
　ＥＣＵ１００は、エンジン１０の始動条件が成立したか否か判定する（ステップＳ３０１）。始動条件が成立したと判定されなかった場合（ステップＳ３０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、エンジン始動処理を終了する。
　始動条件が成立したと判定された場合（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、押出部材３３に対してピニオンギヤ３２をリングギヤ１１側に押し出させる（ステップＳ３０２）。
　ＥＣＵ１００は、所定相の電流を流させるように回転電機２０を制御する（ステップＳ３０３）。ステップＳ３０３から所定時間ｔ１１経過後、ＥＣＵ１００は、界磁巻線２３に界磁電流が流れるように回転電機２０を制御する（ステップＳ３０４）。以降、ＥＣＵ１００は、第１実施形態のステップＳ１０５～Ｓ１０８の処理と同様に、ステップＳ３０５～Ｓ３０８の処理を実行する。
　ここで、制御タイミング及びその作用について図１０に基づき説明する。
　エンジン１０の始動条件が成立すると（時点Ｔ３１）、ピニオンギヤ３２をリングギヤ１１側に押し出す押出制御が開始される。その後、交流モータ２１において、所定相の電流が流れる（時点Ｔ３２）。所定時間ｔ１１経過後、界磁巻線２３に界磁電流が流れ、界磁巻線２３が励磁状態となる（時点Ｔ３３）。これにより、回転電機２０の駆動し、その駆動に伴いリングギヤ１１が正方向又は負方向に回転する。
　所定時間ｔ３経過後、界磁巻線２３への通電が遮断するとともに、各相巻線２４Ｕ～２４Ｗへの通電が遮断する（時点Ｔ３４）。その後、モータ３１が駆動する（時点Ｔ３５）。これにより、ピニオンギヤ３２とリングギヤ１１が衝突し、モータ３１の駆動に伴ってリングギヤ１１が回転し、エンジン１０が始動することとなる。エンジン始動後（時点Ｔ３６）、押出制御が終了するとともに、モータ３１の駆動が終了する。
　以上詳述した第３実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、以下の優れた効果が得られる。
　第３実施形態では、交流モータ２１において所定相の電流を流してから、界磁巻線２３に界磁電流を流すようにした。界磁巻線２３に通電させても、励磁するまでに時間を要する。つまり、回転するまで時間を要する。このため、界磁巻線２３が励磁してから所定相の電流を流す場合と比較して、所定相の電流を流した後、界磁巻線２３に界磁電流を流す場合の方が、起動トルクを小さくすることができる。つまり、回転電機２０の駆動に伴うリングギヤ１１の回転角加速度をより小さくすることができる。特に、電機子巻線への突入電流の影響を抑えることができる。したがって、回転電機２０の駆動に基づきリングギヤ１１を回転させた場合に、リングギヤ１１とピニオンギヤ３２とが衝突してもその衝突音を抑制することができる。
　（第４実施形態）
　第４実施形態では、モータ３１の駆動タイミングを図１１に示すように変更した。エンジン１０の始動条件が成立すると（時点Ｔ４１）、界磁巻線２３に界磁電流が流れ、界磁巻線２３が励磁状態となる。そして、押出部材３３によりピニオンギヤ３２をリングギヤ１１側に押し出す押出制御が開始される（時点Ｔ４２）。交流モータ２１において第１相の電流が流れる（時点Ｔ４３）。
　次に、交流モータ２１において、第２相の電流が流れるとともに、モータ３１が駆動する（時点Ｔ４４）。すなわち、回転電機２０によってリングギヤ１１を正方向に回転させるとともに、モータ３１を駆動させることとした。これにより、リングギヤ１１とピニオンギヤ３２とを同じ方向に回転することとなる。
　なお、リングギヤ１１を正方向に回転させると同時に、モータ３１を駆動させたが、同時に限らず、正方向への回転開始時付近であればよい。本実施形態では、ＥＣＵ１００は、モータ駆動部として機能するが、モータ３１を駆動させる駆動回路を備えてもよい。
　その後、界磁巻線２３への通電が遮断されるとともに、各相巻線２４Ｕ～２４Ｗへの通電が遮断される（時点Ｔ４５）。エンジン１０の始動後（時点Ｔ４６）、押出制御が終了するとともに、モータ３１の駆動が終了する。
　以上詳述した本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、以下の優れた効果が得られる。
　ＥＣＵ１００は、ピニオンギヤ３２がリングギヤ１１側に押し出された後、正方向にリングギヤ１１を回転させる。そして、ＥＣＵ１００は、正方向にリングギヤ１１が回転する際（すなわち、第２相の電流が流れる際）、モータ３１を駆動させる。このため、リングギヤ１１とピニオンギヤ３２とが同じ方向に回転することとなる。したがって、モータ３１の駆動に基づくピニオンギヤ３２の回転速度と、回転電機２０の駆動に基づくリングギヤ１１の回転速度との速度差を小さくすることができる。すなわち、ピニオンギヤ３２とリングギヤ１１との歯面同士が衝突したとしてもその衝突音を抑制することができる。
　（第５実施形態）
　第５実施形態では、リングギヤ１１の回転方向を負方向とした。図１２に基づき説明する。エンジン１０の始動条件が成立すると（時点Ｔ５１）、界磁巻線２３に界磁電流が流れ、界磁巻線２３が励磁状態となる。次に、押出部材３３は、リングギヤ１１側へのピニオンギヤ３２の押し出しを開始する（時点Ｔ５２）。交流モータ２１の電機子巻線に第１相の電流が流れる（時点Ｔ５３）。次に、交流モータ２１の電機子巻線に第１２相の電流が流れる（時点Ｔ５４）。
　第１２相の電流とは、ピニオンギヤ３２によってリングギヤ１１を回転させる方向（正方向）とは逆方向（負方向）に、回転電機２０によってリングギヤ１１を回転させる位相の電流のことである。本実施形態において、Ｕ相巻線２４ＵからＷ相巻線２４Ｗへの電流が、第１相の電流であるならば、Ｕ相巻線２４ＵからＶ相巻線２４Ｖへの電流が、第１２相の電流となる。リングギヤ１１が逆方向（負方向）に回転するため、ピニオンギヤ３２とリングギヤ１１とを深くかみ合わせることが可能となる。
　その後、界磁巻線２３への通電が遮断されるとともに、各相巻線２４Ｕ～２４Ｗへの通電が遮断される（時点Ｔ５５）。そして、モータ３１が駆動する（時点Ｔ５６）。これにより、ピニオンギヤ３２とリングギヤ１１が衝突し、モータ３１の駆動に伴ってリングギヤ１１が回転し、エンジン１０が始動することとなる。エンジン始動後（時点Ｔ５７）、押出制御が終了するとともに、モータ３１の駆動が終了する。
　以上詳述した本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、以下の優れた効果が得られる。
　ピニオンギヤ３２によってリングギヤ１１を回転させる方向（正方向）とは逆方向（負方向）に、回転電機２０の駆動に基づきリングギヤ１１を回転させた。このため、ピニオンギヤ３２とリングギヤ１１とを深くかみ合わせることが可能となる。そして、モータ３１が駆動する前に、ピニオンギヤ３２とリングギヤ１１とを深くかみ合わせることにより、ピニオンギヤ３２とリングギヤ１１との接触する面積（噛み合い面の面積）を大きくすることができる。このため、ピニオンギヤ３２とリングギヤ１１の耐久性を向上させることができる。
　（他の実施形態）
　本開示は、上記実施形態に限定されず、例えば以下のように実施してもよい。なお、以下では、各実施形態で互いに同一又は均等である部分には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。
　・モータ３１と、ピニオンギヤ３２との間に、バネ等の弾性部材を備えてもよい。より詳しくは、押出部材３３がピニオンギヤ３２をリングギヤ１１側に押し出した際に、ピニオンギヤ３２とリングギヤ１１との側面同士が衝突した場合、軸方向に収縮する弾性部材を備えてもよい。そして、ピニオンギヤ３２とリングギヤ１１とが噛み合うまで、弾性部材によりピニオンギヤ３２の押し込ませてもよい。なお、このような弾性部材を備えることにより、側面同士が衝突した場合にピニオンギヤ３２に加えられた反力を吸収し、衝突音を抑制することもできる。
　・インバータ２５の代わりに、図１３に示すような複数の整流素子により交流電流を直流電流に変換するレクチファイア２００を利用してもよい。この場合、各相巻線の一端とバッテリ２７の正極端子を繋ぐ各電気経路にそれぞれスイッチを備えるとともに、各相巻線の他端とＧＮＤ端子とを繋ぐ電気経路にスイッチを備えることが望ましい。これにより、所定相の電流を流すことができる。
　・図１４（ａ）～（ｃ）に示すように、ピニオンギヤ３２がリングギヤ１１に押し込まれ、噛み合った場合に、モータスイッチ３４を閉鎖するハードウェア機構を備えてもよい。すなわち、ピニオンギヤ３２がリングギヤ１１側に押し出す押出機構３６は、モータスイッチ３４の可動接点３６ａを備える。この可動接点３６ａは、ピニオンギヤ３２がリングギヤ１１に押し込まれたことに応じてモータスイッチ３４側に移動し、ピニオンギヤ３２とリングギヤ１１とが噛み合った場合にモータスイッチ３４を閉鎖するように構成されている。これにより、ピニオンギヤ３２がリングギヤ１１に噛み合い位置に達した場合に、モータスイッチ３４を閉鎖させることができる。
　・交流モータ２１の電機子巻線に電流を流す場合、所定方向にリングギヤ１１を回転させるような位相の電流を流させてもよい。例えば、初期状態における回転子２２の位置を検出し、その位置に基づき、所定相を決定してもよい。所定方向は、正方向と負方向のいずれでもよい。
　・回転電機２０は、スタータ機能を有するＩＳＧを採用したが、クランク軸１０ａを回転させることができるのであれば、スタータとしての機能を有していなくてもよい。つまり、回転電機２０は、スタータとして機能するような起動トルクを発揮することができなくてもよい。また、回転を維持するための回転角度センサがなくてもよい。例えば、オルタネータでもよい。
　・モータ３１の出力軸３１ａにヘリカルスプラインを設け、ピニオンギヤ３２を回転させながら、リングギヤ１１側に押し込ませるようにしてもよい。これにより、ピニオンギヤ３２をよりリングギヤ１１に噛み合わせやすくなる。また、リングギヤ１１の回転方向に合わせて、ヘリカルスプラインを設けることにより、リングギヤ１１とピニオンギヤ３２とをより深くかみ合わせることが可能となる。例えば、リングギヤ１１を負方向に回転させる場合、ピニオンギヤ３２を押し出す際、ピニオンギヤ３２を同じ方向に回転させるようなヘリカルスプラインを備えればよい。また、図３に示すように、ピニオンギヤ３２の歯先を面取りしてもよい。
　・上記実施形態では、押出制御を実行してから所定時間ｔ２経過後、所定相の電流を流したが、押出制御と同時に、所定相の電流を流してもよい。
　・第２実施形態のステップＳ２０７において、電流の位相が異なるのであれば、所定相をどのように更新してもよい。
　・上記第４実施形態又は第５実施形態において、第１相の電流を流してから、界磁電流を流してもよい。これにより、より起動トルクを小さくし、衝突音を抑制することができる。
　・第２実施形態では、噛み合うまで、電流の位相を更新して、電機子巻線に電流を流し続けたが、噛み合ったか否かを判定しなくてもよい。例えば、所定相の電流を流させた後、所定相とは異なる相の電流を流させ、その後、判定を行うことなく、回転電機２０を停止させてもよい。
　また、本明細書に述べたエンジンを始動させる始動システムに用いられる回転電機、あるいは始動用電動機についての技術思想として、以下第９から第１２の開示も本明細書の内容として存在している。
　（第９の開示）
　駆動指令部（１００）から回転指令を受けピニオンギヤ（３２）を回転させるモータ（３１）、及びエンジン（１０）のクランク軸（１０ａ）と共に回転するリングギヤ（１１）側に前記駆動指令部からの押出指令を受け前記ピニオンギヤを押し出す押出部材（３３）を有する始動用電動機（３０）を備え、前記押出部材により前記ピニオンギヤを前記リングギヤ側に押し出すとともに、前記モータの駆動力により前記ピニオンギヤを介して前記リングギヤを回転させることにより、前記エンジンを始動させる始動システムに用いられる回転電機（２０）であって、前記モータが駆動する前の駆動前期間において、前記駆動指令部からの回転駆動指令を受け、前記クランク軸を介して前記リングギヤを回転させる回転電機。
　これにより、モータにより、ピニオンギヤを駆動させてリングギヤと噛み合わせるのではなく、リングギヤを駆動させることによりピニオンギヤと噛み合わせることで衝突音を小さくできる回転電機を得ることができる。
　（第１０の開示）
　前記モータが駆動する前の駆動前期間のうち、前記押出部材が前記ピニオンギヤを押し出した後で、前記クランク軸を介して前記リングギヤを回転させる回転電機。
　これにより、静止したリングギヤに向けてピニオンギヤが押し出されるので当接時の衝突音をより小さくできる回転電機を得ることができる。
　（第１１の開示）
　駆動指令部（１００）から回転指令を受けピニオンギヤ（３２）を回転させるモータ（３１）、及びエンジン（１０）のクランク軸（１０ａ）と共に回転するリングギヤ（１１）側に前記駆動指令部からの押出指令を受け前記ピニオンギヤを押し出す押出部材（３３）を有する始動用電動機（３０）と、前記駆動指令部からの回転駆動指令を受け、前記クランク軸を介して前記リングギヤを回転させる回転電機（２０）と、を備え、前記押出部材により前記ピニオンギヤを前記リングギヤ側に押し出すことと、前記回転駆動指令を受けた回転電機により、前記クランク軸を介して前記リングギヤを回転させることとの協働により前記ピニオンギヤと前記リングギヤとを噛み合わせ、前記エンジンを始動させる始動システムに用いられる始動用電動機であって、前記協働による噛み合い後に、前記回転指令を受けた前記モータが駆動することで前記ピニオンギヤが回転する始動用電動機。
　これにより、ピニオンギヤの押し出しとリングギヤ駆動の協働によりピニオンギヤを噛み合わせることで、モータにより駆動されたピニオンギヤの端面をリングギヤの端面に衝突することを回避することができ、端面衝突音を小さくできる始動用電動機を得ることができる。また、モータの回転をリングギヤとの噛み合わせに使わずに済む。さらにリングギヤのギヤ歯がピニオンギヤの歯間スペースに終了された状態で、モータ駆動によりピニオンギヤが回転するため、ピニオンギヤのギヤ歯とリングギヤのギヤ歯は低い衝突速度で衝突するので、ギヤ歯同士の衝突音も小さくできる始動用電動機を得ることができる。
　（第１２の開示）
　前記モータが駆動する前の駆動前期間のうち、回転電機が前記クランク軸を介して前記リングギヤを回転させる前に、前記押出部材が前記ピニオンギヤを押し出す始動用電動機。
　これにより、静止したリングギヤに向けてピニオンギヤが押し出されるので当接時のピニオンギヤへの衝撃をより小さくできる。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (12)

  1. 　ピニオンギヤ（３２）を回転させるモータ（３１）、及びエンジン（１０）のクランク軸（１０ａ）と共に回転するリングギヤ（１１）側に前記ピニオンギヤを押し出す押出部材（３３）を有する始動用電動機（３０）と、前記クランク軸に連結され、前記クランク軸を回転させる回転電機（２０）と、を備え、前記押出部材により前記ピニオンギヤを前記リングギヤ側に押し出すとともに、前記モータの駆動力により前記ピニオンギヤを介して前記リングギヤを回転させることにより、前記エンジンを始動させる始動システムに用いられる始動装置（１００）において、
    　前記モータが駆動する前の駆動前期間において、前記クランク軸を介して前記リングギヤを回転させるように前記回転電機に対して指令する駆動指令部（１００）を備える始動装置。
  2. 　前記回転電機は、多相交流電動機（２１）を有し、
    　前記駆動指令部は、前記駆動前期間において、前記多相交流電動機に所定相の電流を流させることにより、前記リングギヤの回転を生じさせる請求項１に記載の始動装置。
  3. 　前記駆動指令部は、前記駆動前期間において、前記所定相の電流を流させた後、当該所定相とは異なる相の電流を流させる請求項２に記載の始動装置。
  4. 　前記多相交流電動機は、界磁巻線（２３）を有し、
    　前記駆動指令部は、前記駆動前期間において、前記所定相の電流を流させた後、前記界磁巻線を通電させる請求項２又は３に記載の始動装置。
  5. 　前記始動用電動機は、前記ピニオンギヤに連結され、前記クランク軸の回転に基づき前記リングギヤが所定方向に回転した場合に当該リングギヤから前記モータへの動力を遮断する連結機構（３５）を有しており、
    　前記駆動指令部は、前記駆動前期間において、前記所定相の電流を流させた後、前記所定方向に、前記リングギヤを回転させる請求項２～４のうちいずれか１項に記載の始動装置。
  6. 　前記所定方向は、前記エンジンを始動させる場合に、前記ピニオンギヤによって前記リングギヤを回転させる方向であり、
    　前記モータを駆動させるモータ駆動部（１００）を備え、
    　前記モータ駆動部は、前記回転電機の駆動による前記リングギヤの前記所定方向の回転開始に伴って、前記モータを駆動させて前記ピニオンギヤを前記リングギヤと同じ方向に回転させる請求項５に記載の始動装置。
  7. 　前記駆動指令部は、前記駆動前期間において、前記所定相を通電させた後、前記ピニオンギヤによって前記リングギヤを回転させる方向とは逆方向に、前記リングギヤを回転させる請求項２～４のうちいずれか１項に記載の始動装置。
  8. 　前記モータが駆動する前の駆動前期間のうち、前記押出部材が前記ピニオンギヤを押し出した後で、前記駆動指令部による前記指令により、前記回転電機は前記リングギヤを回転させる請求項１～７のうちいずれか１項に記載の始動装置。
  9. 　駆動指令部（１００）から回転指令を受けピニオンギヤ（３２）を回転させるモータ（３１）、及びエンジン（１０）のクランク軸（１０ａ）と共に回転するリングギヤ（１１）側に前記駆動指令部からの押出指令を受け前記ピニオンギヤを押し出す押出部材（３３）を有する始動用電動機（３０）を備え、前記押出部材により前記ピニオンギヤを前記リングギヤ側に押し出すとともに、前記モータの駆動力により前記ピニオンギヤを介して前記リングギヤを回転させることにより、前記エンジンを始動させる始動システムに用いられる回転電機（２０）であって、
    　前記モータが駆動する前の駆動前期間において、前記駆動指令部からの回転駆動指令を受け、前記クランク軸を介して前記リングギヤを回転させる回転電機。
  10. 　前記モータが駆動する前の駆動前期間のうち、前記押出部材が前記ピニオンギヤを押し出した後で、前記クランク軸を介して前記リングギヤを回転させる請求項９に記載の回転電機。
  11. 　駆動指令部（１００）から回転指令を受けピニオンギヤ（３２）を回転させるモータ（３１）、及びエンジン（１０）のクランク軸（１０ａ）と共に回転するリングギヤ（１１）側に前記駆動指令部からの押出指令を受け前記ピニオンギヤを押し出す押出部材（３３）を有する始動用電動機（３０）と、前記駆動指令部からの回転駆動指令を受け、前記クランク軸を介して前記リングギヤを回転させる回転電機（２０）と、を備え、前記押出部材により前記ピニオンギヤを前記リングギヤ側に押し出すことと、前記回転駆動指令を受けた回転電機により、前記クランク軸を介して前記リングギヤを回転させることとの協働により前記ピニオンギヤと前記リングギヤとを噛み合わせ、前記エンジンを始動させる始動システムに用いられる始動用電動機であって、
    　前記協働による噛み合い後に、前記回転指令を受けた前記モータが駆動することで前記ピニオンギヤが回転する始動用電動機。
  12. 　前記モータが駆動する前の駆動前期間のうち、回転電機が前記クランク軸を介して前記リングギヤを回転させる前に、前記押出部材が前記ピニオンギヤを押し出す請求項１１に記載の始動用電動機。
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