JP2001165019A

JP2001165019A - エンジン始動装置およびその機能を備えたエンジンシステム

Info

Publication number: JP2001165019A
Application number: JP2000292699A
Authority: JP
Inventors: Yasunori Nakagawa; 靖規中川; Kazuhisa Mogi; 和久茂木; Tokuji Ota; 篤治太田; Norihiko Akao; 憲彦赤尾
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 2000-09-26
Publication date: 2001-06-19
Anticipated expiration: 2020-09-26
Also published as: JP4356227B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ベルト等の無端状部材でクランキングを行う
エンジン始動装置において、無端状部材の異常を検出
し、フェールセーフ処理を行う。【解決手段】エンジン１、スタータモータ９および補
機１１に、無端状部材の一形態としてのベルト１３が巻
き掛けられている。スタータモータ９によりベルト１３
を介してエンジン１を駆動して始動する。スタータモー
タ９とエンジン１の回転数差が所定しきい回転数差以上
のとき、ベルト異常が発生したと判定する。またベルト
に巻き掛けられた車両機器に作動異常が発生したとき、
その原因がベルト異常にあると判定する。異常発生時に
は、ハイブリッドシステムのメインモータジェネレータ
３をフェールセーフ用代替モータとしてエンジン始動に
用いる。またベルトが巻き掛けられた機械式ウォーター
ポンプとは別の電動ウォーターポンプを、フェールセー
フ用ポンプとして用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータにより無端
状部材を介してエンジンを駆動して始動するエンジン始
動装置に関し、特に無端状部材の異常の検出に関する。
無端状部材は、例えばベルトまたはチェーンであり、長
尺で柔軟な輪状の動力伝達部材である。ここでは、主と
して無端状部材の一形態としてのベルト（ベルト駆動式
始動装置）を取り上げて本発明を説明する。

【０００２】

【従来の技術】ベルト（無端状部材）駆動式のエンジン
始動装置では、例えば特開平１１−１４７４２４号公報
に開示されているように、始動用モータがベルトを介し
てエンジンに連結されている。そして、このベルトを介
して始動用モータの回転力をエンジンに伝え、エンジン
をクランキングして始動する。

【０００３】ベルト駆動式始動装置は、従来のギア噛合
い式のスターターモータと比較して、ギアノイズがな
く、スムーズにエンジンを始動できる。この利点が注目
され、エンジンの起動停止を繰り返すハイブリッド車両
およびエコラン（アイドリングストップ）車両などに展
開されつつある。

【０００４】この種の始動装置において、動力伝達用の
ベルトとしては、従来よりの補機駆動に用いているのと
同様のＶリブドベルトを利用できる。さらに、一本のベ
ルトをエンジン、始動用モータおよび補機に巻き回すこ
とも好適である。いわゆるサーペンタインレイアウトで
ある。この構成も上記の特開平１１−１４７４２４号公
報に開示されており、エンジンまたはモータの出力で補
機が駆動される。また代表的な補機は、ウォーターポン
プおよびエアーコンディショナ、パワーステアリングポ
ンプである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エンジ
ン始動時にベルトにかかる負荷は、補機駆動のときの負
荷の数倍〜数十倍と大きい。そして、この高負荷により
ベルト異常、例えば切断や大幅摩耗が生じると、エンジ
ン始動のための動力伝達が不能になる可能性もある。そ
れにも拘わらず、これまでは従来の補機駆動用のベルト
システムをそのまま流用するのが一般的である。そのた
め、高負荷によるベルト異常の発生を検出したり、ベル
ト異常に対するフェールセーフ機能を確保することは特
に考慮されていなかった。

【０００６】またベルト以外の無端状部材、例えばチェ
ーンが用いられるときにも同様の問題が生じ得る。ベル
ト異常はスリップおよび断線（切断）等であるのに対
し、チェーン異常は主として断線である。

【０００７】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、無端状部材異常（ベルト異常）を適
切に検出できるエンジン始動装置を提供することにあ
る。また本発明の目的は、異常発生時の適当なフェール
セーフ機能をもったエンジン始動装置を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るため、本発明は、モータによりベルトまたはチェーン
等の無端状部材を介してエンジンを駆動して始動するエ
ンジン始動装置において、前記モータの回転数と前記エ
ンジンの回転数の回転数差が所定しきい回転数差以上で
あるときに前記無端状部材に異常が発生したと判定する
異常判定手段を有することを特徴とする。無端状部材は
例えばベルトまたはチェーンである。

【０００９】このように本発明では、モータとエンジン
の回転数差が調べられる。無端状部材に異常が発生する
と、モータの回転をエンジンに適正に伝達することが不
能となり、両者の回転数にずれが生じる。したがって、
回転数差を見ることで無端状部材の異常を検出できる。
そして、異常検出結果を利用してフェールセールを図る
ことができる。

【００１０】（２）好ましくは、無端状部材の異常判定
タイミングが、前記モータによる前記エンジンの駆動開
始後、回転数差が不安定に現れる過渡期を過ぎ、エンジ
ン始動性を実質的に低下させる無端状部材異常を示す回
転数差が現れる時期に設定される。前記所定しきい回転
数差は、前記異常判定タイミングにおける前記エンジン
始動性を実質的に低下させる無端状部材異常を示す回転
数差に対応する大きさに設定される。

【００１１】この態様によれば、以下に説明するよう
に、エンジン始動性を低下させるような無端状部材の異
常を早く確実に検出できるという効果が得られる。ここ
では無端状部材がベルトであるとして説明する。ただ
し、チェーン等の他の無端状部材においても同様の効果
が得られる。

【００１２】エンジン始動性を低下させるベルト異常と
は、ベルト切れや大幅摩耗などの比較的重度の異常であ
る。そのような重度の異常が生じると、クランキングの
開始から直ぐに大きな回転数差が現れる。ベルトが多少
すべるような軽度の異常が生じた場合とは対照的であ
る。

【００１３】本発明は、この点に着目し、上述のよう
に、ベルト異常の判定タイミングが、エンジン始動性を
実質的に低下させるベルト異常を示す回転数差が現れる
時期に設定される。そしてこの時期に現れる上記の回転
数差に対応する値に、判定用のしきい回転数差を設定す
る。早いタイミングで大きな回転数差を基準に判定が行
われ、エンジン始動性に影響する重度異常を早期に検出
できる。この早期検出は、エンジン始動の動力伝達にベ
ルトを用いる上では特に有用であり、さらにフェールセ
ーフという観点からも望ましい。

【００１４】さらに本発明では、クランキングの開始直
後はベルトが正常でもモータとエンジンに回転数差が生
じることに着目している。そして、この回転数差が不安
定に現れる過渡期を過ぎた時期に判定タイミングを設定
しており、これにより確実にベルト異常を検出できる。

【００１５】（３）本発明の別の態様は、モータにより
ベルトまたはチェーン等の無端状部材を介してエンジン
を駆動して始動するエンジン始動装置において、前記無
端状部材が前記モータ、前記エンジンに加えて別の車両
機器に巻き掛けられており、前記車両機器の作動異常を
検出したときに前記無端状部材に異常が発生したと判定
する異常判定手段が設けられていることを特徴とする。
ここでも、無端状部材は例えばベルトまたはチェーンで
ある。

【００１６】この態様では、無端状部材の異常を検出す
るために、無端状部材が掛けられた車両機器の作動異常
が検出される。車両機器は、例えばウォーターポンプ、
エアーコンディショナーまたはパワーステアリングポン
プなどの補機である。車両機器の作動に異常があれば、
その原因が無端状部材にある、すなわち無端状部材によ
る車両機器への動力伝達が正常でない、と推定できる。
したがって車両機器の作動状態に基づいて無端状部材の
異常を検出できる。そして、異常検出結果を利用してフ
ェールセールを図ることができる。

【００１７】（４）好ましくは、前記車両機器はエンジ
ン冷却用のウォーターポンプであり、前記異常判定手段
は、エンジン水温が所定値以上に上昇したときに前記無
端状部材に異常が発生したと判定する。エンジン水温が
上昇すれば、ウォーターポンプに作動異常があり、この
作動異常の原因が無端状部材の異常にある、と考えられ
る。したがってエンジン水温から無端状部材の異常を検
出できる。

【００１８】さらに、好ましくは、前記異常判定手段
は、エンジンを高負荷運転していないのにも拘わらずエ
ンジン水温が所定値以上に上昇したときに、前記無端状
部材に異常が発生したと判定する。例えば、エンジン水
温が所定値以上に上昇し、かつ、スロットル開度が所定
しきい開度以下であるときに、前記無端状部材に異常が
発生したと判定する。

【００１９】この態様では、エンジン水温上昇の原因が
無端状部材異常以外である場合を考慮している。すなわ
ち、登坂道などでエンジンが高負荷運転されている場合
にもエンジン水温が上昇することを考慮し、そのような
場合には無端状部材異常と判定しないようにしている。
したがって、無端状部材の異常をより確実に検出でき
る。なお、スロットル開度の他にも、エンジン回転数、
流入空気量（マニホールド負圧、エアフローメータ出
力）等の信号、またはこれらの信号の組合せ、によって
エンジンの高負荷状態を判定しても良い。

【００２０】また好ましくは、前記異常判定手段は、ラ
ジエータシステムが正常に作動しているのにも拘わらず
エンジン水温が所定値以上に上昇したときに、前記無端
状部材に異常が発生したと判定する。例えば、前記異常
判定手段は、エンジン水温が所定値以上に上昇し、か
つ、ラジエターの電動ファンが作動中であるときに、前
記無端状部材に異常が発生したと判定する。

【００２１】この態様でも、エンジン水温上昇の原因が
無端状部材異常以外である場合を考慮している。すなわ
ち、ラジエータシステムが正常に作動していない場合に
もエンジン水温が上昇することを考慮し、そのような場
合には無端状部材異常と判定しないようにしている。し
たがって、無端状部材異常をより確実に検出できる。な
お、上記の態様において、エンジン水温は、エンジン水
温を間接的に表す温度、例えば雰囲気温度でもよい。

【００２２】（５）本発明の別の態様は、ベルト等の無
端状部材の異常に対するフェールセーフ機能をもったエ
ンジンシステムである。

【００２３】本発明の一つのフェールセール機能によれ
ば、無端状部材の異常を検出したときは、エンジンに連
結された別のモータを、フェールセーフ用の始動モータ
として用いてエンジンを始動する。これにより、無端状
部材の異常が発生したときでもエンジンの始動能力を確
保できる。

【００２４】本発明のもう一つのフェールセーフ機能に
よれば、無端状部材の異常が発生したとき、機械式ウォ
ーターポンプとは別に設けられた電動ウォーターポンプ
をフェールセール用ポンプとして作動させる。

【００２５】このフェールセーフ機能は、動力伝達用の
無端状部材をエンジン、モータおよび機械式ウォーター
ポンプに巻き掛けたエンジンシステムに好適に適用され
る。この構成のシステムでは、無端状部材の異常が生じ
ると、機械式ウォーターポンプが正常に作動しなくな
る。本発明によれば、電動ウォーターポンプをフェール
セール用ポンプとして作動させることで、機械式ウォー
ターポンプの作動異常により低下した冷却能力の少なく
とも一部を補うことができる。

【００２６】（６）本発明の別の態様は、モータにより
ベルトまたはチェーン等の無端状部材を介してエンジン
を駆動して始動するエンジン始動装置において、モータ
の回転数とモータ加速度とからイナーシャを推定するイ
ナーシャ推定手段と、イナーシャが所定値以下であると
きに無端状部材に異常が発生したと判定する異常判定手
段と、を有することを特徴とする。

【００２７】また、モータによりベルトまたはチェーン
等の無端状部材を介してエンジンを駆動して始動するエ
ンジン始動装置において、モータの回転数とモータ加速
度とからイナーシャを推定するイナーシャ推定手段と、
イナーシャが所定の基準値より大きくなるように適宜モ
ータへのトルク指令値を制御するトルク指令値制御手段
と、トルク指令値が所定しきいトルク指令値以下となっ
たときに無端状部材に異常が発生したと判定する異常判
定手段と、を有することを特徴とする。

【００２８】この態様によれば、モータのイナーシャが
調べられ、これにより無端状部材の異常を検出できる。
また、モータのイナーシャが所定の基準値より大きくな
るように制御されるモータへのトルク指令値が調べら
れ、これによっても無端状部材の異常を検出できる。そ
して、この異常出結果を利用してフェールセーフを図る
ことができる。

【００２９】以上に説明したように、本発明によれば、
無端状部材の異常を検出でき、検出結果に基づき無端状
部材の異常に対策を施すことでフェールセーフ機能を付
加することができ、これにより車両システムの信頼性を
向上することができる。

【００３０】本発明の別の態様は、上記のエンジン始動
装置およびエンジンシステム以外の任意の態様でもよ
い。例えば本発明の別の態様は、エンジン始動方法であ
り、エンジンシステム制御装置または方法であり、車両
制御装置または方法であり、無端状部材の異常検出装置
または方法である。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
（以下、実施形態という）について、図面を参照し説明
する。

【００３２】実施形態１．本実施形態では、例として、
本発明のエンジン始動装置がハイブリッド車両に適用さ
れる。ただし、本発明の適用対象はハイブリッド車両に
は限定されず、例えばエコラン車両にも本発明を好適に
適用できる。

【００３３】また本実施形態においては無端状部材がベ
ルトであるが、本発明はこれに限定されない。無端状部
材は例えばチェーンでもよい。無端状部材は、エンジン
始動のための動力をモータからエンジンに伝える動力伝
達部材であり、柔軟な輪形の部材である。

【００３４】図１は、ハイブリッドシステムの一例を示
している。周知のようにハイブリッドシステムは、エン
ジンとモータジェネレータ（電動機）を併用して車両を
駆動するシステムである。図１のシステムでは、エンジ
ン１、メインモータジェネレータ３、遊星歯車装置５、
無段変速機（ＣＶＴ）７が順次配置されており、無断変
速機７の出力軸が駆動輪へと連結されている。エンジン
１、メインモータジェネレータ３および無段変速機７
が、それぞれ、遊星歯車装置５のサンギア、プラネタリ
ギアおよびリングギアに連結されている。エンジン１お
よびメインモータジェネレータ３の回転数および出力を
調整することにより、所望の回転数と出力が無段変速機
７の入力軸に与えられる。

【００３５】エンジン１には、スタータモータ９および
補機１１が取り付けられている。図１には一つの補機の
みが見えているが、実際にはウォーターポンプとエアー
コンディショナとの２つの補機が取り付けられている。
ただし、本発明は補機の種類および数には限定されな
い。

【００３６】これらのエンジン１、スタータモータ９お
よび補機１１は、動力伝達用のベルト１３（無端状部
材）を介して連結されている。具体的には、エンジン１
のクランクシャフトには、出力側とは反対側にクランク
プーリ１５が取り付けられている。またスタータモータ
９および補機１１にも、それぞれプーリ１７、１９が取
り付けられている。これらのプーリにベルト１３が巻き
掛けられている。ベルト１３としては、従来からの補機
駆動用のＶリブドベルトを用いることができる。その
他、無段変速機９にはオイルポンプ７ａが取り付けら
れ、このオイルポンプ７ａはオイルポンプＡ／Ｃモータ
７ｂにより駆動される。

【００３７】図２は、エンジン１をクランクプーリ側か
ら見た図であり、ベルトレイアウトを示している。クラ
ンクプーリ１５、スタータモータプーリ１７、および、
補機プーリとしてのウォータポンププーリ１９ａおよび
エアーコンディショナプーリ１９ｂにベルト１３が巻き
回されている。クランクプーリ１５とスタータモータプ
ーリ１７の間には、ベルト巻き付け角度を増大して、大
きな駆動力を伝達するためにアイドラ２１が設けられて
いる。またスタータモータプーリ１７とウォータポンプ
プーリ１９の間にはオートテンショナ２３が設けられ、
ベルト１３に一定の張力を与えている。

【００３８】上記のシステムにおいて、運転開始の際
は、運転者がイグニッションキーを回すとモータジェネ
レータ３が回転し、その回転力がエンジン１に伝わり、
エンジン１がクランキングされ、始動する。

【００３９】運転開始後は、高燃費が得られるように、
エンジン１とモータジェネレータ３の運転状態を制御し
てエネルギ効率のよい運転が行われる。例えば車載バッ
テリの蓄電量が十分に大きいときには、エンジン１が停
止される。そして、モータジェネレータ３の出力のみを
用いて車両が駆動され、したがって車両は純粋な電気自
動車として走行する。

【００４０】エンジン１の停止中は、補機（ウォータポ
ンプおよびエアーコンディショナ）をスタータモータ９
により駆動することができる。このモードではエンジン
１のクランクプーリをクランクシャフトから切り離すこ
とが好適であり、これによりエネルギ損失を低減でき
る。前掲の特開平１１−１４７４２４号ではクラッチを
利用してクランクプーリを切り離している。

【００４１】その後、バッテリの蓄電量が低下すると、
エンジン１が再始動される。このときも、スタータモー
タ９の出力によりエンジン１がクランキングされる。そ
して、エンジン出力を用いてモータジェネレータ３が発
電し、この発電電力を用いてバッテリが充電される。

【００４２】このように、ハイブリッド車両では、運転
中にエンジン１の停止および起動が繰り返され、したが
ってベルト駆動式始動装置（無端状部材駆動式始動装
置）が適している。従来のギア噛合い式のスターターモ
ータと比較して、ギアノイズがなく、スムーズにエンジ
ンを始動できるからである。

【００４３】しかしながら、エンジン始動時にベルトに
かかる負荷は、補機駆動のときの負荷の数倍〜数十倍と
大きい。高負荷によりベルト異常、例えば切断や大幅摩
耗が生じると、エンジン始動のための動力伝達が不能に
なる可能性もある。そこで、本発明は、以下のようにし
てベルト異常を検出する。

【００４４】図３には、図１のシステムに対応する機能
ブロック図が、ベルト異常検出関連の構成を中心に示さ
れている。エンジン１、メインモータジェネレータ３お
よびスタータモータ９は、ＥＣＵ３０により制御され
る。エンジン回転センサ３２はエンジンの回転数Ｎｅを
示す信号を検出してＥＣＵ３０に出力する。スタータモ
ータ回転センサ３４は、スタータモータの回転数Ｎｍを
示す信号を検出してエンジンＥＣＵ３０に出力する。

【００４５】ＥＣＵ３０には、ベルト異常検出部３６お
よび異常対応処理部３８が設けられており、つまり本実
施形態では、ベルト異常検出装置が、ＥＣＵ３０の一部
の機能というかたちで設けられている。

【００４６】なお、ハードウエア面から見ると、ＥＣＵ
３０は複数の個別のＥＣＵで構成されてもよい。例え
ば、エンジンＥＣＵ、モータＥＣＵおよびそれらを上位
から制御するハイブリッドＥＣＵが設ける構成が知られ
ている。そしてベルト異常検出機能は、どのＥＣＵに設
けられてもよく、また複数のＥＣＵが共同で本発明のベ
ルト異常検出機能を果たしてもよい。さらには、ベルト
異常検出装置は、これらのＥＣＵとは独立して設けられ
てもよい。

【００４７】図４は、図３のベルト異常検出部３６およ
び異常対応処理部３８を含むＥＣＵ３０による、エンジ
ン始動時の制御処理を示している。エンジンを停止した
後、始動要求がオンになるのを待つ。始動要求がオンに
なると、スタータモータをオンにして、スタータモータ
によりエンジンをクランキングし（Ｓ１０）、スタータ
モータの回転数Ｎｍおよびエンジン回転数Ｎｅを検出す
る（Ｓ１２）。

【００４８】そして、モータ回転数Ｎｍとエンジン回転
数Ｎｅが比較され、両者の回転数差が所定のしきい回転
数差Ｎより大きいか否かが判定される（Ｓ１４）。ここ
では、図４に示すように、Ｎｍ−αＮｅ＞Ｎであるか否
かが判定される（αはプーリ比等）。しきい回転数差Ｎ
は例えば１００ｒｐｍである。また判定タイミングは、
スタータモータオンから所定時間（例えば０．６秒程
度）が経過した後に設定されている。この判定タイミン
グおよびしきい回転数差は、予め設定され、ＥＣＵ内に
記憶されている。これらの適切な設定については、後述
にてさらに詳細に説明する。

【００４９】Ｓ１４がＮＯの場合、Ｓ１６でベルト異常
はないと判定される。そのままエンジン始動が継続さ
れ、エンジン始動が成功する。一方、Ｓ１４がＹＥＳの
場合は、ベルト異常が発生したと考えられる。モータの
回転がエンジンに適正に伝達されていないからである。
そこで、Ｓ１８に進んで異常ありと判定し、即座にＳ２
０およびＳ２２の異常対応処理へ進む。

【００５０】異常対応処理としては、スタータモータを
オフにし（Ｓ２０）、メインモータジェネレータを用い
てエンジンを始動する（Ｓ２２）。ここではモータジェ
ネレータがフェールセーフ用のモータとして用いられて
おり、これによりエンジンの始動性を確保することがで
きる。

【００５１】さらに、異常対応処理として、ベルト異常
を運転者に知らせることが好適である。異常通報は、ス
ピーカを用いて警報音や合成音声により行うことができ
る。また異常通報は、表示ランプ、ディスプレイなどを
用いて視覚的に行うこともできる。このとき、安全な場
所への移動や停車などを運転者に指示することも好適で
ある。

【００５２】さらには、異常発生を、車載通信手段を用
いて外部へ通信で伝えることも好適である。通信装置と
しては、例えばＩＴＳ（インテリジェントトランスポー
トシステムズ）関連の通信装置、メーデー通報装置を利
用できる。

【００５３】以上のように、本実施形態によれば、ベル
ト異常を検出でき、異常検出結果に基づくフェールセー
フ処置が可能となる。ベルト異常が発生してもエンジン
始動性を確保でき、路上故障、すなわち車両が路上で立
ち往生してしまうのを防止できる。また、ベルトの異常
スリップの検出により、ベルトのダメージを減らして寿
命を延ばすように図ることができる。

【００５４】また本実施形態によれば、エンジン回転セ
ンサおよびモータ回転センサという一般に既存のセンサ
を利用してベルト異常を検出できる。したがって、新た
なセンサを取り付ける必要がなく、安価に、構成の複雑
化を招くことなく、ベルト異常を検出できる。

【００５５】本実施形態では、本発明がハイブリッド車
両に適用された。しかし、前述したように、本発明の適
用対象はハイブリッド車両には限定されず、例えばエコ
ラン車両にも本発明を好適に適用できる。

【００５６】エコラン車両の一形態は、ＭＧエコランと
いわれ、エコラン用のモータジェネレータがベルトを介
してエンジンに連結される。エンジン始動時、エコラン
用のモータジェネレータはモータとして機能し、エンジ
ンをクランキングする。エンジン始動後（回転中）、エ
コラン用のモータジェネレータはオルタネータとして機
能し、エンジンの出力で回転して発電し、補機バッテリ
を充電する。このようなシステムでも、本発明のベルト
異常検出は同様に適用される。

【００５７】また上記のＭＧエコランシステムでは、低
温始動性の確保を目的として、ベルトで連結されるスタ
ータモータとは別に補助スタータモータを設けることが
好適である。この補助スタータモータとしては、従来タ
イプのギア噛合い式スタータモータを用いることができ
る。そして、ベルト異常を検出したときには、この補助
スタータモータをフェールセーフ用に使ってエンジンを
始動することが好適である。

【００５８】次に、図５を参照し、上記の異常検出にお
ける「判定用のしきい回転数差」および「判定タイミン
グ」の設定について説明する。図５は、ベルトに異常が
あるときの、スタータモータがオンされてからモータ回
転数Ｎｍおよびエンジン回転数Ｎｅが増加する様子を示
している。

【００５９】エンジン始動装置にベルトを用いる場合、
ベルト切れや大幅摩耗といったエンジン始動性を低下さ
せる重度のベルト異常が特に問題となる。このようなベ
ルト異常が生じると、図５に示すように、スタータモー
タをオンしてから、かなり早い時期に大きな回転数差が
現れる。参考として、これとは対照的に、ベルトにすべ
りや異常がなければ、回転数差は殆ど０である。またベ
ルトが多少すべるような軽度の異常が生じた場合にも、
回転数差は小さく、そしてスタータオンからある程度の
時間が経った後に有意な回転数差が現れる。

【００６０】本実施形態は、上記の現象に着目し、異常
判定用のしきい回転数差および判定タイミングを設定し
ている。「判定タイミング」は、エンジン始動性を実質
的に低下させるベルト異常を示す回転数差が現れる時期
に設定される。そして「しきい回転数差」は、判定タイ
ミングにおけるエンジン始動性を実質的に低下させるベ
ルト異常を示す回転数差に対応する大きさに設定する。
したがって、早いタイミングで大きな回転数差を基準に
判定が行われ、エンジン始動性に影響する重度異常を早
期に検出できる。

【００６１】より詳細には、「しきい回転数差」は、異
常発生状態の回転数差と正常状態の回転数差（一般には
ほぼ０）との間の適当な値であって、異常発生状態の回
転数差を基準としてそれよりもある程度小さな値に設定
する。

【００６２】さらに本実施形態では、図５に示すよう
に、スタータオンの直後に回転数差の不安定な過渡期が
あることを考慮している。この過渡期では、モータとエ
ンジンの回転数差が理論通りに現れず、ベルトが正常で
も回転数差が生じる得る。そこで、この過渡期を過ぎた
時期に「判定タイミング」を設定しており、これにより
確実にベルト異常を検出できる。

【００６３】上記の設定の結果として、図５の例におい
ては、スタータオンから約０．６秒経過した時点に判定
タイミングｔ０が設定され、しきい回転数差が約１００
ｒｐｍに設定されている。

【００６４】以上に説明したように、本実施形態によれ
ば、判定タイミングおよび判定用基準値の適切な設定に
より、エンジン始動において問題となるようなベルト異
常を早期に確実に検出できる。この種の異常検出は、従
来の補機駆動にＶリブドベルトを用いているときには求
められていなかったことから、補機駆動ベルト仕様を単
に流用した始動システムには見られなかった。そして、
本実施形態は、スタータオン後の早期異常検出により、
フェールセーフ対策、異常対応処理も早期に実施でき、
エンジンを停止できない状態を直ぐに解消できる。

【００６５】実施形態２．次に図６および図７を参照し
て実施形態２のベルト駆動式始動装置を説明する。本実
施形態でも図１のハイブリッドシステムに本発明が適用
される。しかし、本実施形態では、上述の実施形態とは
異なる現象に基づいてベルト異常が検出される。

【００６６】本実施形態では、図２のベルトレイアウト
に示すように、１本のベルトが、エンジンおよびスター
タモータに加えて、車両機器としての補機に巻き回され
ている。このことを利用して、ベルトが巻き掛けられた
車両機器の作動異常を検出し、この作動異常を検出した
ときにベルト異常が発生したと判定する。作動異常の原
因が、ベルトの動力伝達が正常でなかったことにある、
と推定できるからである。具体的には、本実施形態では
以下に説明するようにウォーターポンプの作動状態に基
づいてベルト異常を検出する。

【００６７】図６は、上述の実施形態１の図３に相当す
る図であり、この図６には、本実施形態のベルト異常検
出関連の構成を中心にハイブリッドシステムが示されて
いる。エンジン１、メインモータジェネレータ３および
スタータモータ９は、ＥＣＵ４０により制御される。エ
ンジン水温センサ４２はエンジン冷却水の温度ＴＨＷを
示す信号を検出してＥＣＵ４０に出力する。スロットル
センサ４４は、吸気通路に設けられたスロットルの開度
ＴＡを示す信号を検出してＥＣＵ４０に出力する。スロ
ットル開度としてアクセル操作量が用いられてもよい。
ＥＣＵ４０はさらにラジエータの電動ファン４６を制御
しており、電動ファン４６が運転中か停止中かを知るこ
とができる。

【００６８】ＥＣＵ４０には、ベルト異常検出部４８お
よび異常対応処理部５０が設けられている。このように
本実施形態でも、実施形態１と同様に、ベルト異常検出
装置がＥＣＵ４０の一部の機能というかたちで設けられ
ている。そして実施形態１と同様に、ＥＣＵ４０が複数
の個別ＥＣＵで構成されていてもよく、どのＥＣＵにベ
ルト異常検出機能が備えられてもよい。

【００６９】図７は、図６のベルト異常検出部４８によ
るベルト異常検出処理を示している。エンジン始動後、
異常検出部４８はエンジン水温ＴＨＷを監視し、判定用
のしきい水温Ｔ０を超えたか否かを判定する（Ｓ３
０）。

【００７０】Ｓ３０がＹＥＳになった場合、エンジン冷
却用のウォーターポンプが作動していない可能性があ
る。そして、ウォーターポンプが停止した原因はベルト
異常にあると考えられる。ベルト切れや摩耗等の異常が
生じると、ウォーターポンプに回転力が伝わらないから
である。

【００７１】ただし、ウォーターポンプが正常であって
も、別の原因でエンジン水温が上昇することがあり得
る。そこで、Ｓ３２〜Ｓ３６にて、ウォーターポンプ以
外が原因でエンジン水温が上昇しているか否かを確認す
る。

【００７２】Ｓ３０がＹＥＳの場合、Ｓ３２でスロット
ル開度ＴＡが判定用のしきい開度ＴＡ０を超えたか否か
を判定する。Ｓ３２がＹＥＳの場合、Ｓ３４に進み、水
温上昇の原因が過負荷走行にあると判定する。

【００７３】Ｓ３２がＮＯの場合、Ｓ３６に進んでラジ
エータの電動ファンが運転中か否かを判定する。電動フ
ァンが停止していれば、Ｓ３８に進み、水温上昇の原因
は電動ファンの異常にある、と判定する。

【００７４】Ｓ３６で電動ファンが運転中であれば、Ｓ
４０に進んでベルト異常が発生したと判定する。水温上
昇の原因が過負荷走行ではなく、電動ファン異常でもな
いことから、ベルト異常が原因でウォーターポンプが停
止したために水温が上昇したと推定できる。

【００７５】ベルト異常が検出された場合、ＥＣＵ４０
の異常対応処理部５０は、次回のエンジン始動にスター
タモータを用いることを禁止する。そして、次回からの
エンジン始動では、メインモータジェネレータを用いて
エンジンを始動するように指示する。これによりモータ
ジェネレータがフェールセーフ用のモータとして用いら
れ、エンジンの始動性を確保することができる。

【００７６】さらに、異常対応処理として、実施形態１
で説明したように、運転者に異常発生を通知したり、通
信手段を用いて車外の情報センタなどに異常発生を通知
することが好適である。

【００７７】以上に説明したように、本実施形態によれ
ば、エンジンの運転中に、ベルトが巻き掛けられた車両
機器の作動異常を検出することでベルト異常を検出でき
る。具体的には、エンジン水温を監視することにより、
ウォーターポンプの作動異常を検出して、ベルト異常を
検出できる。そしてベルト異常が発生してもエンジン始
動性を確保することができる。

【００７８】また本実施形態では、異常検出処理におい
て、エンジンを高負荷運転していないか否かを確認して
いる。そしてエンジンを高負荷運転していないのにも拘
わらずエンジン水温が所定値以上に上昇したときに、ベ
ルト異常が発生したと判定する。具体的には、スロット
ル開度が所定しきい開度以下であることを確認してい
る。したがって、登坂道などでの高負荷運転によるエン
ジン水温の上昇時にベルト異常が発生したと誤判断する
のを防止できる。

【００７９】さらに本実施形態では、異常検出処理にお
いて、ラジエータシステムが正常に作動しているか否か
を確認している。そして、ラジエータシステムが正常に
作動しているのにも拘わらずエンジン水温が所定値以上
に上昇したときに、ベルト異常が発生したと判定する。
具体的には、ラジエータの電動ファンが運転されている
ことを確認している。したがって、ラジエータ異常によ
るエンジン水温の上昇時にベルト異常が発生したと誤判
断するのを防止できる。

【００８０】このように、本実施形態では、ベルト異常
以外の原因でエンジン水温が上昇したか否かを確認して
おり、したがってベルト異常をより確実に検出すること
が可能である。

【００８１】また本実施形態では、エンジン水温センサ
等の既存のセンサを利用してベルト異常を検出できる。
したがって、新たなセンサを取り付ける必要がなく、安
価に、構成の複雑化を招くことなく、ベルト異常を検出
できる。

【００８２】なお、本実施形態では、エンジン水温セン
サを用いてエンジン水温そのものが直接検出されてい
る。しかし、エンジン水温の高低を示す別の温度が、エ
ンジン水温として用いられてもよい。例えばエンジンル
ームの雰囲気温度が用いられてもよい。このような別の
温度（エンジン水温を間接的に示す温度）が高いとき
に、エンジン水温が所定値を超えたものとして、ベルト
異常が発生したと判定する装置も、本発明の範囲に含ま
れる。

【００８３】また、本実施形態では、本発明がハイブリ
ッド車両に適用された。しかし、実施形態１で説明した
ように、本発明の適用対象はハイブリッド車両には限定
されず、例えばエコラン車両（前述のＭＧエコラン車両
を含む）にも本発明を好適に適用できる。

【００８４】実施形態３．次に本発明の第３の実施形態
について説明する。この実施形態３では、ベルト異常に
対するさらなるフェールセーフ機能がエンジンシステム
に備えられる。

【００８５】前出の図２のベルトレイアウトでは、エン
ジン、スタータモータおよびウォータポンプにベルトが
巻き回されている。ウォータポンプは、エンジンまたは
モータの回転力により駆動される機械式ウォータポンプ
である。

【００８６】したがってベルト切断等のベルト異常が生
じると、ウォータポンプによる冷却が不能になり、ある
いは大幅に冷却能力が下がり、エンジンの運転を継続す
るとオーバーヒートを招くことになる。この場合の待避
走行としては、モータジェネレータのみを用いて純粋な
電気自動車として走行することが考えられる。あるい
は、オーバーヒートするまでエンジンを用いて走行する
ことが考えられる。しかし、これらの待避走行は、比較
的短い時間と距離しか継続できず、退避走行距離を伸ば
せない。

【００８７】本実施形態は、上記の事情に鑑みて、フェ
ールセーフの観点から、ベルト異常時のより好適な待避
走行が可能なシステムを提供する。この目的を達成する
ため、本実施形態では、ベルト異常が発生したとき、ベ
ルトが巻き掛けられた機械式ウォーターポンプには頼ら
ずに、機械式ウォーターポンプとは別に設けられた電動
式ウォーターポンプをフェールセール用ポンプとして作
動させる。具体例としては、アイドリングストップ時の
ヒータ性能を確保するために設けた電動式ポンプを活用
する。これにより冷却能力を補うことができ、待避走行
の到達距離が長くなるように図ることができる。以下、
この形態の具体例を、図８および図９を参照して説明す
る。

【００８８】図８は、図１のハイブリッドシステムを構
成するエンジンを、その冷却系を中心に示している。機
械式ウォーターポンプ１１ａはエンジン１のシリンダブ
ロック端面に取り付けられている。図１、図２で説明し
たように、エンジン１またはスタータモータ（図示せ
ず）の回転力がベルト１３を介して機械式ウォーターポ
ンプ１１ａに伝えられ、ポンプ１１ａが作動する。

【００８９】機械式ウォータポンプ１１ａは、エンジン
入口６０からエンジン内に冷却水を押し込むように動作
する。冷却水は、エンジン内を通ってエンジン出口６２
から出て、冷却水通路６４に流れ込む。冷却水通路６４
はラジエータ通路６６およびヒータ通路６８に分かれ
る。

【００９０】ラジエータ通路６６は、ラジエータ７０を
通ってエンジン入口６０に戻る。ラジエータ７０を通る
ときに冷却水が冷やされる。またヒータ通路６８はヒー
タコア７２を通ってエンジン入口６０に戻る。ヒータコ
ア７２にて、車室内に送風される空気が冷却水の熱で暖
められる。

【００９１】ラジエータ通路６６とヒータ通路６８はエ
ンジン入口６０の手前で合流する。また、エンジン出口
６２付近からは、バイパス通路７３も設けられており、
エンジン入口６０の手前でラジエータ通路６６と合流す
る。この部分にはサーモスタット７４が設けられてお
り、ラジエータ通路６６とバイパス通路７３の冷却水流
量の配分が調整される。

【００９２】ヒータ通路６８には、ヒータコア７２の上
流側に電動式ウォーターポンプ７６が設置されている。
本来、この電動式ウォーターポンプ７６は、以下に説明
するように、アイドリングストップ時のヒータ性能を確
保するために設けられている。

【００９３】ハイブリッド車両では、エンジン１の停止
と起動が繰り返される。エンジン１が停止したときに
は、機械式ウォーターポンプ１１ａが停止し、冷却水の
循環も止まる。そのため、ヒータコア７２への冷却水の
提供が止まり、ヒータコア７２を通過する空気を暖める
ことができなくなり、その結果ヒータ機能が低下してし
まう。そこで、ヒータ機能を確保するために電動式ウォ
ーターポンプ７６が設けられている。エンジン停止中
は、この電動式ウォーターポンプ７６を用いて冷却水が
循環される。

【００９４】電動式ウォーターポンプ７６の運転もＥＣ
Ｕ（図３および図６）により制御されている。そして本
実施形態では、次に説明するように、このヒータ用の電
動式ウォーターポンプ７６をベルト異常時の待避走行に
活用する。すなわち、ベルト１３に切断等の異常が発生
すると機械式ウォーターポンプ１１ａが正常に作動しな
くなるので、電動式ウォーターポンプ７６を作動させ
て、冷却性能を補う。

【００９５】図９は、本実施形態の待避走行処理を示す
フローチャートであり、この処理は、図３および図６に
示したようなＥＣＵにより実行することが好適である。

【００９６】図９において、Ｓ５０ではベルト異常を検
出する。ベルト異常の検出は、上述の実施形態１（モー
タとエンジンの回転数差を利用）または実施形態２（エ
ンジン水温上昇を利用）に従って行うことが好適であ
る。ただし、他の方法でベルト異常が検出されてもよ
く、この場合も本実施形態の範囲に含まれる。

【００９７】ベルト異常を検出すると、エンジンを停止
し（Ｓ５２）、電気自動車走行を行う（Ｓ５４）。ここ
では、モータジェネレータのみを用いて、純粋な電気自
動車として車両が走行する。

【００９８】Ｓ５６にてバッテリＳＯＣをチェックし、
ＳＯＣがＯＫであれば電気自動車走行を継続する。ＳＯ
Ｃ(State Of Charge)は、バッテリの蓄電状態を示すパ
ラメータであり、例えば満蓄電量に対する現在の蓄電量
の比率で表される。

【００９９】Ｓ５６でＳＯＣがＮＧになるのは、バッテ
リの蓄電量がある程度低下したときである。この場合は
Ｓ５８でエンジンを始動する。ここでは、前述したフェ
ールセーフ機能にしたがって、スタータモータの代わり
にメインモータジェネレータを用いてクランキングが行
われる。

【０１００】このようにエンジンの始動は、ベルト異常
が発生していても、メインモータジェネレータを用いれ
ば可能である。しかし、エンジンを始動した後、機械式
ウォーターポンプを正常に作動させることができない。
これでは冷却能力が低下し、すぐにオーバーヒートして
しまう。

【０１０１】オーバーヒートを避けるべく、本実施形態
の特徴として、Ｓ６０にてヒータ用の電動式ウォーター
ポンプを作動させる。電動式ウォーターポンプの流量
は、エンジン水温、バッテリＳＯＣおよびエンジン回転
数を見ながら、冷却能力が適切になるように制御する。
そして、電気自動車走行を停止し、エンジン出力を用い
て走行する（Ｓ６２）。

【０１０２】エンジン走行を開始すると、エンジン水温
センサから得られるエンジン水温を監視する（Ｓ６
４）。エンジン水温が所定値（予め設定されたオーバー
ヒート判定しきい値）に達していなければ、Ｓ６４の判
断がＯＫであり、Ｓ６８でバッテリＳＯＣをチェックす
る。エンジン走行中は、エンジン出力を用いてモータジ
ェネレータが発電し、バッテリが充電されている。バッ
テリの充電が十分に進んだ段階で、Ｓ６８の判断がＯＫ
になる。この場合は、Ｓ５２に戻ってエンジンを停止
し、電気自動車走行に戻る。

【０１０３】Ｓ６８にてＳＯＣがＮＧの場合、バッテリ
の充電が不十分なので、Ｓ６２に戻ってエンジン走行と
バッテリ充電を継続する。またＳ６４では、エンジン水
温が所定値以上になると、判定結果がＮＧになる。この
場合は、オーバーヒートと判定して、エンジンを停止
し、車両を停止させる（Ｓ６６）。好適には運転者に車
両停止が予告され、運転者は適切な場所に車両を停止さ
せる。

【０１０４】以上のように、本実施形態では、ヒータ用
電動式ウォータポンプを作動させて、ベルト異常により
失われた冷却性能を補っているので、エンジンの水温上
昇を緩慢にすることができる。したがってオーバーヒー
トを防止でき、あるいはオーバーヒートに到るまでの待
避走行の走行時間と走行距離を長くできる。

【０１０５】本実施形態も、上述の他の実施形態と同様
に、ハイブリッド自動車以外の車両にも適用可能であ
り、例えばエコラン車両（前述のＭＧエコラン車両を含
む）にも本発明を好適に適用できる。

【０１０６】実施形態４．図１０には、図１に示された
本発明に係るハイブリッドシステムに対応するエンジン
始動装置の機能ブロック図が示される。図１０では、図
３に示された機能ブロック図と同一要素に同一符号を付
してその説明を省略する。

【０１０７】図１０において、ＥＣＵ３０には、図３に
示されたベルト異常検出部３６及び異常対応処理部３８
に加え、スタータモータ９のイナーシャを推定するイナ
ーシャ推定部８０及びこのイナーシャの推定値に応じて
スタータモータ９へ与えるトルク指令値を制御するトル
ク指令値制御部８２とが設けられている。

【０１０８】なお、図３でも説明したように、ハードウ
ェア面から見ると、ＥＣＵ３０は複数の個別のＥＣＵで
構成されてもよい。

【０１０９】イナーシャ推定部８０では、モータ回転セ
ンサ３４により検出されたスタータモータ９のプーリ比
換算後の回転数Ｎｍを、スタータモータ９の加速度に換
算し、これからスタータモータ９のイナーシャを算出す
る。このイナーシャの推定は、例えばオブザーバを用い
る等の方法により行うことができる。

【０１１０】一般に、ベルト１３とスタータモータ９及
びエンジン１のプーリとの間でスリップが発生している
とスタータモータ９のイナーシャが減少する。そこで、
イナーシャ推定部８０により推定されたイナーシャが所
定の基準値以下であるときには、ベルト異常検出部３６
が、ベルト１３にスリップが発生したとしてベルト異常
と判定する。ベルト異常と判定された場合には、実施形
態１で述べたように、異常対応処理部３８により異常対
応処理が行われる。

【０１１１】また、この場合には、トルク指令値制御部
８２がスタータモータ９に与えるトルク指令値の減少処
理を行う。スタータモータ９のトルクが減少すれば、ベ
ルト１３のスリップを抑制することができるからであ
る。

【０１１２】更に、以上に述べたように、トルク指令値
制御部８２によって決定されるスタータモータ９へのト
ルク指令値を監視し、この値が所定しきいトルク指令値
以下となった時にベルト異常が発生した旨ベルト異常検
出部３６に検出させる構成とすることもできる。上述し
たように、ベルト１３にスリップが発生した場合には、
トルク指令値の減少処理によりトルク指令値が低下して
いるからである。

【０１１３】図１１には、図１０に示された本実施形態
に係るエンジン始動装置において、スタータモータ９の
イナーシャが所定の基準値より小さい場合にトルク指令
値減少処理を行う場合の工程が示される。図１１におい
て、モータ回転センサ３４によりスタータモータ９の回
転数が算出され（Ｓ１）、この値からプーリ比換算され
たスタータモータ９の回転数Ｎｍが算出される（Ｓ
２）。このスタータモータ９のプーリ換算後の回転数Ｎ
ｍから、イナーシャ推定部８０がスタータモータ９の加
速度を算出し（Ｓ３）、上述したようなオブザーバ等を
用いてスタータモータ９のイナーシャを推定する（Ｓ
４）。

【０１１４】次に、上記推定されたイナーシャが所定の
基準値より大きいか否かが判定され（Ｓ５）、イナーシ
ャが基準値より小さい場合にはベルト異常検出部３６が
ベルト異常と判定すると共に、トルク指令値制御部８２
がスタータモータ９へ与えるトルク指令値の減少処理を
行う（Ｓ６）。

【０１１５】以上のようにして、ベルト１３とプーリと
の間にスリップが生じ、スタータモータ９のイナーシャ
が所定の基準値より小さくなった場合には、スタータモ
ータ９へ与えるトルク指令値を減少させ、上記スリップ
を抑制して、スリップのない状態ですなわちイナーシャ
が所定の基準値より大きい状態でスタータモータ９の運
転を行うように制御する。

【０１１６】図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）には、スタ
ータモータ９のイナーシャ推定値の計時変化の様子が示
される。図１２（ａ）には、スタータモータ９及びエン
ジン１のプーリとベルト１３との間でスリップが発生し
ていない正常時におけるスタータモータ９のイナーシャ
推定値の様子が示される。この場合には、エンジンクラ
ンク軸とスタータモータ９とがベルトあるいは電磁クラ
ッチ等を介して結合されており、スタータモータ９のイ
ナーシャは所定の基準値より大きくなっている。

【０１１７】これに対して図１２（ｂ）には、ベルト１
３にスリップが生じ、エンジン１のイナーシャ分が加算
されない場合の例が示される。この場合には、スタータ
モータ９のイナーシャ推定値は基準値よりも低くなって
いる。

【０１１８】上記のように、ベルト１３にスリップが生
じた場合に、トルク指令値制御部８２によりスタータモ
ータ９に与えるトルク指令値の減少処理を行いスリップ
を抑制するので、図１２（ｃ）に示されるようにスター
タモータ９のイナーシャ推定値が所定の基準値より大き
い状態となる。これによってスタータモータ９の運転が
正常となる。

【０１１９】また、冒頭に述べたように、これまで説明
した各実施形態において、ベルト以外の無端状部材が設
けられてもよい。例えばベルトの代わりにチェーンが設
けられてもよい。この場合、プーリに代えてスプロケッ
トをクランクシャフトに取り付け、スプロケットにチェ
ーンを巻き付けることが好適である。そして、ベルト異
常はスリップおよび断線（切断）等であるのに対し、チ
ェーン異常は主として断線であり、この断線異常が上記
の実施形態に従って検出される。

【０１２０】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、エンジン始動装置の無端状部材の異常を検出でき、
検出結果に基づき無端状部材の異常に対策を施すことで
フェールセーフ機能を付加することができ、これにより
車両システムの信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態のエンジン始動装置が備え
られるハイブリッドシステムを示す図である。

【図２】図１のベルトレイアウトを示す図である。

【図３】図１のハイブリッドシステムを、ベルト異常
検出関連の構成を中心に示すブロック図である。

【図４】図３のシステムのベルト異常検出処理を示す
フローチャートである。

【図５】図３のシステムで用いるベルト異常判定のし
きい回転数差と判定タイミングの設定を示す図である。

【図６】実施形態２のシステムを示すブロックであ
る。

【図７】図６のシステムのベルト異常検出処理を示す
フローチャートである。

【図８】実施形態３のシステムであって、図１のハイ
ブリッドシステムの冷却系の構成を示す図である。

【図９】実施形態３のシステムによるベルト異常時の
待避走行処理を示すフローチャートである。

【図１０】実施形態４に係るエンジン始動装置の機能
ブロック図である。

【図１１】図１０に示されたエンジン始動装置におい
て、スタータモータ９のイナーシャに応じてスタータモ
ータ９のトルク指令値を制御する工程のフロー図であ
る。

【図１２】スタータモータ９のイナーシャ推定値の計
時変化を示す図である。

【符号の説明】

１エンジン、３メインモータジェネレータ、９ス
タータモータ、１１補機、１１ａウォーターポンプ、
１３ベルト、１５クランクプーリ、１９，１９ａ，
１９ｂプーリ、３０，４０ＥＣＵ、３２エンジン
回転センサ、３４モータ回転センサ、３６，４８ベ
ルト異常検出部、３８，５０異常対応処理部、４２
水温センサ、４４スロットルセンサ、４６ラジエー
タ電動ファン、７２ヒータコア、７６電動式ウォー
ターポンプ、８０イナーシャ推定部、８２トルク指
令値制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 45/00 ３４５Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｃ (72)発明者太田篤治愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者赤尾憲彦愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3G084 AA00 BA00 BA28 CA01 DA27 DA28 EA11 EB22 FA10 FA20 FA33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータによりベルトまたはチェーン等の
無端状部材を介してエンジンを駆動して始動するエンジ
ン始動装置において、前記モータの回転数と前記エンジンの回転数の回転数差
が所定しきい回転数差以上であるときに前記無端状部材
に異常が発生したと判定する異常判定手段を有すること
を特徴とするエンジン始動装置。
【請求項２】請求項１に記載のエンジン始動装置にお
いて、無端状部材の異常判定タイミングが、前記モータによる
前記エンジンの駆動開始後、回転数差が不安定に現れる
過渡期を過ぎ、エンジン始動性を実質的に低下させる無
端状部材異常を示す回転数差が現れる時期に設定されて
おり、前記所定しきい回転数差は、前記異常判定タイミングに
おける前記エンジン始動性を実質的に低下させる無端状
部材異常を示す回転数差に対応する大きさに設定されて
いることを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項３】モータによりベルトまたはチェーン等の
無端状部材を介してエンジンを駆動して始動するエンジ
ン始動装置において、前記無端状部材が前記モータ、前記エンジンに加えて別
の車両機器に巻き掛けられており、前記車両機器の作動異常を検出したときに前記無端状部
材に異常が発生したと判定する異常判定手段が設けられ
ていることを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項４】請求項３に記載のエンジン始動装置にお
いて、前記車両機器はエンジン冷却用のウォーターポンプであ
り、前記異常判定手段は、エンジン水温が所定値以上に上昇
したときに前記無端状部材に異常が発生したと判定する
ことを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項５】請求項４に記載のエンジン始動装置にお
いて、前記異常判定手段は、エンジンを高負荷運転していない
のにも拘わらずエンジン水温が所定値以上に上昇したと
きに、前記無端状部材に異常が発生したと判定すること
を特徴とするエンジン始動装置。
【請求項６】請求項５に記載のエンジン始動装置にお
いて、前記異常判定手段は、エンジン水温が所定値以上に上昇
し、かつ、スロットル開度が所定しきい開度以下である
ときに、前記無端状部材に異常が発生したと判定するこ
とを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項７】請求項４に記載のエンジン始動装置にお
いて、前記異常判定手段は、ラジエータシステムが正常に作動
しているのにも拘わらずエンジン水温が所定値以上に上
昇したときに、前記無端状部材に異常が発生したと判定
することを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項８】請求項７に記載のエンジン始動装置にお
いて、前記異常判定手段は、エンジン水温が所定値以上に上昇
し、かつ、ラジエターの電動ファンが作動中であるとき
に、前記無端状部材に異常が発生したと判定することを
特徴とするエンジン始動装置。
【請求項９】請求項１〜８に記載のエンジン始動装置
において、前記無端状部材の異常を検出したときは、前記エンジン
に連結された別のモータを、フェールセーフ用の始動モ
ータとして用いて前記エンジンを始動することを特徴と
するエンジン始動装置。
【請求項１０】請求項１〜９に記載のエンジン始動装
置において、前記無端状部材は、エンジン、モータおよびエンジン冷
却用の機械式ウォーターポンプに巻き掛けられており、前記無端状部材の異常が検出されたときに、前記機械式
ウォーターポンプとは別に設けられた電動ウォーターポ
ンプに作動を指示し、フェールセール用ポンプとして機
能させることを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項１１】エンジンと、前記エンジンを駆動して始動するためのモータと、エンジン冷却用の機械式ウォーターポンプと、前記エンジン、前記モータおよび前記機械式ウォーター
ポンプに巻き掛けられた動力伝達用のベルトまたはチェ
ーン等の無端状部材と、を含むエンジンシステムにおいて、前記無端状部材に異常が発生したことを検出する異常検
出手段と、前記無端状部材に異常が発生したとき、前記機械式ウォ
ーターポンプとは別に設けられた電動ウォーターポンプ
をフェールセール用ポンプとして作動させる異常対応処
理手段と、を含むことを特徴とするエンジンシステム。
【請求項１２】請求項１１に記載のエンジンシステム
において、前記異常対応処理手段は、前記無端状部材の異常を検出
したときは、前記エンジンに連結された別のモータを、
フェールセーフ用の始動モータとして用いて前記エンジ
ンを始動することを特徴とするエンジンシステム。
【請求項１３】モータによりベルトまたはチェーン等
の無端状部材を介してエンジンを駆動して始動するエン
ジン始動装置において、前記モータの回転数と前記モータ加速度とからイナーシ
ャを推定するイナーシャ推定手段と、前記イナーシャが所定値以下であるときに前記無端状部
材に異常が発生したと判定する異常判定手段と、を有す
ることを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項１４】モータによりベルトまたはチェーン等
の無端状部材を介してエンジンを駆動して始動するエン
ジン始動装置において、前記モータの回転数と前記モータ加速度とからイナーシ
ャを推定するイナーシャ推定手段と、前記イナーシャが所定の基準値より大きくなるように適
宜前記モータへのトルク指令値を制御するトルク指令値
制御手段と、前記トルク指令値が所定しきいトルク指令値以下となっ
たときに前記無端状部材に異常が発生したと判定する異
常判定手段と、を有することを特徴とするエンジン始動
装置。