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WO2016136795A1 - エンジン始動装置及びエンジン始動方法 - Google Patents

エンジン始動装置及びエンジン始動方法 Download PDF

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Publication number
WO2016136795A1
WO2016136795A1 PCT/JP2016/055393 JP2016055393W WO2016136795A1 WO 2016136795 A1 WO2016136795 A1 WO 2016136795A1 JP 2016055393 W JP2016055393 W JP 2016055393W WO 2016136795 A1 WO2016136795 A1 WO 2016136795A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
crankshaft
motor
torque
engine
starter
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/055393
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
良友 竹内
祐輝 久保
蛭間　淳之
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2016013334A external-priority patent/JP6547643B2/ja
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
Publication of WO2016136795A1 publication Critical patent/WO2016136795A1/ja

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits specially adapted for starting of engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00—Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/02—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof
    • F02N15/04—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears
    • F02N15/06—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears the toothed gears being moved by axial displacement
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • This disclosure relates to an engine start technique for starting an engine.
  • Patent Document 1 discloses the following technique.
  • the pinion of the dive starter is meshed with the ring gear in advance.
  • the ring gear is rotated by the starter motor, and the crankshaft is rotated and moved to a position suitable for starting the engine.
  • the position of the crankshaft is controlled by a motor. Therefore, in the conventional technique, it is necessary to grasp the position of the crankshaft by the crank angle sensor, and the cost is increased by the amount required for the crank angle sensor.
  • the present disclosure is intended to provide an engine starting technique capable of positioning a crankshaft without using a crank angle sensor in an engine starting device.
  • An engine starter of the present disclosure includes a motor that is directly or indirectly connected to a crankshaft of an engine and that rotates the crankshaft, and drives the motor while the engine is stopped to bring the crankshaft into a predetermined position.
  • a crankshaft positioning device to be moved.
  • the crankshaft positioning device determines the relationship between the crankshaft torque peak position, which is the crank angle when the torque of the crankshaft shows a peak, and the rotational position of the motor, based on at least one of the motor torque and the rotational speed information.
  • a crankshaft position grasping section for grasping; and a motor control section for controlling the motor so that the crankshaft moves to a predetermined position with reference to the crankshaft torque peak position.
  • the engine starter of the present disclosure grasps the relationship between the crankshaft torque peak position and the motor rotational position based on at least one of the motor torque and the rotational speed information.
  • the crankshaft can be positioned without using the crank angle sensor.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of an engine starter according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a piston that reciprocates in a cylinder by rotation of a crankshaft in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a correlation diagram illustrating a relationship among the crank angle, the cylinder internal pressure, the crankshaft torque, the motor rotation speed, and the motor torque in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a processing example of crankshaft positioning according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a crankshaft positioning process according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is an overall configuration diagram of the engine starting device according to the third embodiment.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of an engine starter according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a piston that reciprocates in a cylinder by rotation of a crankshaft in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a correlation diagram illustrating a relationship among the crank angle,
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a crankshaft positioning process according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is a correlation diagram (part 1) illustrating a relationship among the crank angle, the cylinder internal pressure, the crankshaft torque, the motor rotation speed, and the motor torque in the fourth embodiment.
  • FIG. 9 is a correlation diagram (part 2) illustrating the relationship among the crank angle, the cylinder internal pressure, the crankshaft torque, the motor rotation speed, and the motor torque in the fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of an ECU according to the fifth embodiment.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of an engine starter 1 according to a first embodiment.
  • the engine starting device 1 according to the present embodiment is a device for starting an engine 2 mounted on a hybrid vehicle, for example.
  • the engine starter 1 includes a starter 3 and an ECU 4.
  • the starter 3 is for cranking the engine 2.
  • the ECU 4 controls the operation of the starter 3.
  • the starter 3 includes a motor 5, an output shaft 6, a pinion 7, a clutch 8, a pinion pushing mechanism, and the like.
  • the motor 5 generates a rotational force.
  • the output shaft 6 is connected to the motor 5 and is driven to rotate by the rotation of the motor 5.
  • the pinion 7 is provided in a movable state on the output shaft 6.
  • the clutch 8 transmits the rotation of the output shaft 6 to the pinion 7.
  • the pinion extrusion mechanism is for extruding the pinion 7 (details will be described later).
  • the motor 5 is an AC motor having a stator (not shown) and a rotor (not shown), for example.
  • the stator generates a rotating magnetic field by applying a three-phase alternating current to a three-phase armature winding.
  • the rotor rotates in synchronization with a rotating magnetic field generated in the stator.
  • the output shaft 6 is rotated by receiving the motor torque amplified by a reduction gear (not shown).
  • the pinion 7 can move in the direction opposite to the motor direction on the shaft of the output shaft 6 and mesh with the ring gear 10.
  • the ring gear 10 is connected to the crankshaft 9 of the engine 2.
  • the clutch 8 is helically splined to the outer periphery of the output shaft 6 and transmits the rotation of the output shaft 6 to the pinion 7.
  • the clutch 8 is a one-way clutch that interrupts torque transmission from the pinion 7 to the output shaft 6.
  • the pinion pushing mechanism is constituted by an actuator 11, a shift lever 12, and the like.
  • the actuator 11 generates a driving force in the axial direction X.
  • the shift lever 12 transmits the driving force of the actuator 11 to the pinion 7.
  • the actuator 11 has a solenoid (not shown) and a plunger (not shown).
  • the solenoid is supplied with electric power from the battery 13 and generates a magnetic force.
  • the plunger is attracted in the axial direction X by the magnetic force of the solenoid.
  • the actuator 11 transmits the sucked movement of the plunger to the pinion 7 via the shift lever 12.
  • the shift lever 12 is provided in a state that it can swing around a fulcrum 12a.
  • the shift lever 12 has an end on one end side connected to the plunger and an end on the other end connected to the clutch 8 with respect to the fulcrum 12a.
  • the ECU 4 is equipped with a microcomputer including an arithmetic processing unit such as a CPU, a storage unit such as a memory including ROM and RAM, an input / output unit such as an I / O, and the like.
  • the ECU 4 realizes various functions by, for example, executing predetermined programs stored in the memory by the CPU.
  • the ECU 4 according to the present embodiment controls energization to the motor 5 and the solenoid by such a function realizing method.
  • the energization to the motor 5 means the energization to the armature winding.
  • the ECU 4 functions as a crankshaft positioning device according to the present disclosure that assumes a start request received while the engine 2 is stopped and rotates the crankshaft 9 to a predetermined position.
  • crankshaft positioning mode the operation of moving the crankshaft 9 to a predetermined position while the engine 2 is stopped.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the piston 15 reciprocating in the cylinder 14 by the rotation of the crankshaft 9 in the present embodiment.
  • the crankshaft 9 rotates and the piston 15 reciprocates in the cylinder 14.
  • the position of the piston 15 in the cylinder 14 is determined by the rotational position (crank angle) of the crankshaft 9.
  • the piston position in the cylinder 14 has a position suitable for starting the engine.
  • the crankshaft 9 has a position suitable for starting the engine. Therefore, the ECU 4 performs a crankshaft positioning mode in order to rotate the crankshaft 9 to a position suitable for starting the engine while the engine 2 is stopped. That is, in the engine starting device 1 according to the present embodiment, the actuator 11 is driven to engage the pinion 7 with the ring gear 10 while the engine 2 is stopped. Thereafter, in the engine starter 1, the motor 5 is driven to rotate the ring gear 10 and rotate the crankshaft 9 to a position suitable for engine start. Thereby, in the engine starter 1, when there is a start request (next start request) while the engine 2 is stopped, the engine 2 can be started early.
  • the ECU 4 includes the functional units of the motor torque detection unit 16, the crankshaft position grasping unit 17, and the motor control unit 18. Each functional unit will be described below.
  • the motor torque detector 16 has a function of detecting the output torque of the motor 5.
  • the motor torque is calculated based on the output signal of the current sensor 19 provided in the starter 3.
  • the current sensor 19 detects the energization current of the motor 5.
  • the crankshaft position grasping unit 17 grasps the relationship between the rotational position of the motor 5 and the position of the crankshaft 9.
  • the crankshaft torque peak at which the torque of the crankshaft 9 becomes a peak is determined based on the position of the crankshaft 9 at the rotational position of the motor 5 when the torque peak of the motor 5 is detected. Estimated position.
  • the crankshaft position grasping part 17 grasps the relationship between the rotational position of the motor 5 and the position of the crankshaft 9.
  • the rotational position of the motor 5 here is the rotational position of the rotor.
  • FIG. 3 is a correlation diagram showing the relationship between the crank angle, the cylinder internal pressure, the crankshaft torque, the motor rotation speed, and the motor torque in this embodiment.
  • FIG. 3A shows the correlation between the crank angle and the in-cylinder pressure of the engine 2.
  • FIG. 3B shows the correlation between the crank angle and the crankshaft torque.
  • FIG. 3C shows the correlation between the crank angle and the motor rotational speed.
  • FIG. 3D shows the correlation between the crank angle and the motor torque.
  • FIG. 3 also shows the state transition from the compression stroke to the expansion stroke of the engine 2 including the top dead center of the piston 15. As shown in FIG.
  • crankshaft torque peak position is determined for each engine 2.
  • the torque peak of the crankshaft 9 occurs at the same crank angle regardless of the maximum value of the cylinder pressure.
  • the crank angle at which the torque peak of the crankshaft 9 is generated does not change even if the maximum value of the cylinder pressure changes or the maximum value of the cylinder pressure varies for each cylinder 14 depending on the use environment.
  • the torque peak at which the torque of the crankshaft 9 is minimized occurs at the crank angle ⁇ 1 before the piston 15 reaches top dead center.
  • the crankshaft position grasping unit 17 uses the position of the crankshaft 9 at the rotational position of the motor 5 when the torque peak of the motor 5 is detected as the crankshaft where the torque of the crankshaft 9 reaches the peak.
  • Estimated torque peak position Specifically, the position of the crankshaft 9 corresponding to the rotational position when the torque peak of the motor 5 is detected is the torque peak position at which the torque of the crankshaft 9 is minimized, that is, the crankshaft torque peak position (crank angle ⁇ 1).
  • the torque peak of the motor 5 is detected by the motor torque detector 16 based on the differential value of the change amount by differentiating the change amount of the torque of the motor 5.
  • crankshaft position grasping part 17 when the torque peak of the motor 5 is detected, the current rotational position of the motor 5 corresponds to the crankshaft torque peak position (crank angle ⁇ 1). Grasp that.
  • the crankshaft position grasping unit 17 transmits the grasped information (the rotational position of the motor 5 corresponding to the crankshaft torque peak position) to the motor control unit 18.
  • the crankshaft position grasping part 17 according to the present embodiment is based on the information about the torque of the motor 5 and the crankshaft torque peak position, which is the crank angle when the torque of the crankshaft 9 shows a peak, and the rotational position of the motor 5.
  • the motor control unit 18 includes a motor drive circuit 18a and a motor command unit 18b.
  • the motor drive circuit 18 a is a control circuit that drives the motor 5.
  • the motor command unit 18b is a functional unit that transmits a command signal to the motor drive circuit 18a.
  • the motor command unit 18b receives inputs such as a signal from the crankshaft position grasping unit 17 and a signal indicating the rotor position of the motor 5 (for example, an encoder count value or an induced voltage). In response to this, the motor command unit 18b generates a signal for driving the motor 5, and operates the motor drive circuit 18a.
  • the motor drive circuit 18 a has a circuit configuration (for example, a configuration including an inverter circuit) including a switching element that opens and closes an energization circuit between the motor 5 and the battery 13.
  • the motor drive circuit 18a controls the operation of the switching element in accordance with a signal from the motor command unit 18b.
  • energization to the motor 5 is controlled.
  • the motor control unit 18 according to the present embodiment rotates the motor 5 with reference to the current rotational position.
  • the crankshaft 9 can be rotated and moved to the target crank angle with reference to the crankshaft torque peak position (crank angle ⁇ 1).
  • the motor control unit 18 functions as a motor control unit that controls the motor 5 so that the crankshaft 9 moves to a predetermined position with reference to the crankshaft torque peak position.
  • the energization of the motor 5 may be stopped (turned off) after the crankshaft 9 is moved to the target crank angle.
  • the state where the crankshaft 9 remains at the target crank angle when the energization of the motor 5 is stopped (turned off) is required.
  • the following cases can be considered. For example, it is assumed that the cylinder pressure remains after the crankshaft 9 is rotated by the motor 5. In such a case, energization of the motor 5 is stopped (turned off), and at the same time, the piston 15 is moved by the residual pressure in the cylinder 14 and the position of the crankshaft 9 may be shifted.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a processing example of positioning of the crankshaft 9 performed by the engine starter 1 according to the present embodiment.
  • the actuator 11 is driven to engage the pinion 7 with the ring gear 10 (step S1).
  • the motor control unit 18 included in the ECU 4 starts energization of the motor 5 (ON), and controls the motor 5 at a constant speed (step S2).
  • the constant speed rotation control means that the rotation speed command value of the motor 5 is controlled to be constant as shown in FIG.
  • the motor torque detection unit 16 included in the ECU 4 monitors the torque of the motor 5 and detects the torque peak of the motor 5.
  • the crankshaft position grasping unit 17 included in the ECU 4 The relationship with the position of the shaft 9 is grasped.
  • the crankshaft position grasping part 17 estimates the position of the crankshaft 9 corresponding to the rotational position of the motor 5 at the time of torque peak detection as the crankshaft torque peak position. That is, the crankshaft position grasping unit 17 determines whether or not the position of the crankshaft 9 has reached the crankshaft torque peak position while the constant speed rotation control is being executed (step S3).
  • step S3 when the crankshaft position grasping unit 17 determines that the position of the crankshaft 9 has reached the crankshaft torque peak position (crank angle ⁇ 1) at the timing when the torque peak of the motor 5 is detected (step S3: YES) ), The process proceeds to step S4.
  • the determination process performed by the crankshaft position grasping unit 17 corresponds to a process for grasping the relationship between the rotational position of the motor 5 and the position of the crankshaft 9.
  • the crankshaft position grasping unit 17 determines that the position of the crankshaft 9 is not at the crankshaft torque peak position (crank angle ⁇ 1) until the torque peak of the motor 5 is detected (step S3).
  • step S2 the process returns to step S2. That is, in the engine starter 1, constant speed rotation control is executed until a torque peak at which the torque of the motor 5 is maximum is detected (until the position of the crankshaft 9 reaches the crankshaft torque peak position).
  • step S4 the motor control unit 18 executes motor lock control (step S4).
  • the motor lock control referred to here is a control process for forcibly stopping the rotation of the motor 5 (rotation of the rotor).
  • the rotor of the motor 5 is held in a stopped state, and the crankshaft 9 Control is performed to stop the position at the crankshaft torque peak position (crank angle ⁇ 1). That is, the motor lock control corresponds to a process of providing a period (crank shaft stationary period) in which the crankshaft 9 is stationary at the crank angle ⁇ 1 in the crankshaft positioning mode.
  • the motor control unit 18 performs motor lock control by, for example, 0-phase vector energization.
  • the motor lock control method is not limited to the method using the zero-phase vector energization.
  • an electric switch for short-circuiting the terminal of the motor 5 may be provided to operate the electric switch.
  • a method of operating a lock mechanism by providing a lock mechanism that mechanically stops the rotation of the rotor may be used.
  • the engine starter 1 determines whether or not the in-cylinder pressure of the engine 2 has been released after executing the motor lock control (step S5). Whether or not the in-cylinder pressure is released is determined, for example, based on the output result of the in-cylinder pressure sensor or the like. Note that the method for determining whether or not the in-cylinder pressure has been released is not limited to the method using the in-cylinder pressure sensor. For example, as another method, a sufficient time for the in-cylinder pressure to be released is stored in advance, and whether or not the in-cylinder pressure is released based on whether or not the stored predetermined time has elapsed. It may be a method of determining whether or not.
  • step S6 the motor lock control is released, and the process proceeds to step S6.
  • step S6 the engine starter 1 determines whether or not the crankshaft 9 has reached the target crank angle. If the engine starter 1 determines that the cylinder pressure is not released (step S5: NO), the process returns to step S4. That is, in the engine starting device 1, the motor lock control is executed until the cylinder pressure is released.
  • step S6 the motor control unit 18 controls the motor 5 to rotate at a constant speed (step S7).
  • the motor 5 is controlled to rotate at a constant speed until the crankshaft 9 reaches the target crank angle.
  • the motor control unit 18 rotates the motor 5 with reference to the current rotational position.
  • the engine starter 1 can rotate the crankshaft 9 with reference to the crankshaft torque peak position (crank angle ⁇ 1).
  • the crankshaft 9 can be moved to the target crank angle.
  • the target crank angle according to the present embodiment is, for example, a predetermined angle (crank angle) between the crankshaft torque peak position (crank angle ⁇ 1) and the top dead center of the piston 15.
  • the position between the crankshaft torque peak position (crank angle ⁇ 1) and the top dead center of the piston 15 is a position suitable for starting the engine.
  • step S6 determines that the crankshaft 9 has reached the target crank angle (step S6: YES)
  • the motor energization is stopped (OFF) (step S8), and the crankshaft positioning mode is terminated.
  • the engine starter 1 waits for a start request for the engine 2. Thereafter, when the engine start device 1 accepts the start request, energization of the motor 5 is started (ON), and the engine 2 is cranked.
  • a sensor for detecting the position of the crankshaft 9 is not required, and there is no need to add a signal line of the sensor.
  • the cost can be reduced.
  • the function of detecting the torque of the motor 5 is generally provided in the motor 5. Therefore, no special cost is incurred.
  • the motor lock control is started at the rotational position where the torque peak of the motor 5 is detected. Then, after the cylinder pressure is released, the motor lock control is released, the motor 5 is driven, and the crankshaft 9 is moved to the target crank angle.
  • the crankshaft 9 is moved to the target crank angle, and even when the motor 5 is de-energized (turned off), the residual pressure in the cylinder 14 A situation in which the shaft 9 deviates from the target crank angle can be avoided.
  • the energization of the motor 5 can be stopped (turned off) from when the engine 2 is stopped until the next start request is received, thereby saving energy. It becomes.
  • the target crank angle is set to a predetermined angle (crank angle) between the crankshaft torque peak position (crank angle ⁇ 1) and the top dead center of the piston 15.
  • crank angle ⁇ 1 a predetermined angle between the crankshaft torque peak position (crank angle ⁇ 1) and the top dead center of the piston 15.
  • the target crank angle is the crankshaft torque peak position (crank angle ⁇ 1).
  • crankshaft positioning mode is executed according to the flow shown in FIG.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a processing example of positioning of the crankshaft 9 performed by the engine starter 1 according to this embodiment.
  • the crankshaft position grasping unit 17 detects a torque peak at which the torque of the motor 5 becomes maximum, the current rotational position of the motor 5 is changed to the crankshaft torque peak position ( It is grasped that it corresponds to the crank angle ⁇ 1) (steps S2, S3).
  • the crankshaft position grasping unit 17 transmits the grasped information to the motor control unit 18.
  • the motor control unit 18 receives information from the crankshaft position grasping unit 17, the motor lock control is executed (step S4).
  • the engine starter 1 determines whether or not the in-cylinder pressure of the engine 2 has been released (step S5).
  • the motor control unit 18 stops (OFF) energization of the motor 5 (step S8), End the crankshaft positioning mode.
  • the engine starter 1 waits for a start request for the engine 2. Thereafter, when the engine start device 1 accepts the start request, energization of the motor 5 is started (ON), and the engine 2 is cranked.
  • the crankshaft torque peak position (crank angle ⁇ 1) is also a position suitable for engine start.
  • the engine starter 1 when there is a start request while the engine 2 is stopped, the engine 2 can be cranked from a position suitable for engine start, and the engine 2 can be started early. . Therefore, the engine starter 1 according to the present embodiment also has the same operational effects as the first embodiment.
  • FIG. 6 is an overall configuration diagram of the engine starter 1 according to the present embodiment.
  • the present embodiment differs from the first embodiment in that the motor generator 20 (hereinafter referred to as “MG20”), not the motor 5 of the starter 3, transmits power to the crankshaft 9.
  • the MG 20 is mounted on a hybrid vehicle.
  • the MG 20 has functions of both a motor and a generator, and rotates the crankshaft 9 by using the function as a motor.
  • the power transmission configuration of the MG 20 is not limited to the configuration directly connected to the crankshaft 9.
  • another configuration may be a configuration in which the crankshaft 9 is connected by belt engagement or gear engagement.
  • the crankshaft position grasping unit 17 of the ECU 4 stores the relationship between the rotational position of the MG 20 and the position of the crankshaft 9 in a predetermined storage area (for example, a memory). Specifically, when the torque peak of the MG 20 is detected, the crankshaft position grasping unit 17 stores the current rotational position of the MG 20 as a crankshaft torque peak position at which the torque of the crankshaft 9 reaches a peak.
  • the crankshaft 9 can be rotationally moved as follows by once storing the relationship between the rotational position of the MG20 and the position of the crankshaft 9. That is, in the engine starter 1 according to this embodiment, even when the crankshaft 9 rotates in the reverse rotation direction due to the residual pressure in the cylinder 14, the MG 20 is controlled based on the stored relationship, The shaft 9 can be rotated to the target crank angle.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a processing example of positioning of the crankshaft 9 performed by the engine starter 1 according to the present embodiment.
  • the engine starter 1 is in an engaged state in which the rotation of the MG 20 is transmitted to the crankshaft 9 (step S11).
  • the motor control unit 18 included in the ECU 4 controls the MG 20 to rotate at a constant speed (step S12).
  • the motor torque detector 16 included in the ECU 4 monitors the torque of the MG 20 and detects the torque peak of the MG 20.
  • the crankshaft position grasping unit 17 included in the ECU 4 detects the rotation position of the MG 20 and the crankshaft 9. Understand the relationship with the position of.
  • the crankshaft position grasping part 17 estimates the position of the crankshaft 9 corresponding to the rotational position of the MG 20 at the time of torque peak detection as the crankshaft torque peak position. That is, the crankshaft position grasping unit 17 determines whether or not the position of the crankshaft 9 has reached the crankshaft torque peak position while the constant speed rotation control is being executed (step S13).
  • step S13 YES
  • step S14 the crankshaft position grasping unit 17 determines that the position of the crankshaft 9 is not at the crankshaft torque peak position (crank angle ⁇ 1) until the torque peak of the MG 20 is detected.
  • step S13 determines the rotational position of the MG 20 when the torque peak is detected, and the crankshaft in which the torque of the crankshaft 9 reaches a peak. Store as torque peak position. And the motor control part 18 performs control of the motor function which MG20 has.
  • the motor control unit 18 rotates the MG 20 based on the stored information and moves the crankshaft 9 to the target crank angle (step S14). Then, in the engine starter 1, after the rotational movement of the crankshaft 9 is finished, the motor energization is stopped (OFF) (step S15), and the crankshaft positioning mode is finished.
  • the MG 20 is rotated again so that the crankshaft 9 is moved to the target crank angle.
  • the MG 20 may be rotated by applying a reverse torque that does not rotate in the reverse rotation direction to the rotor due to the residual pressure in the cylinder 14.
  • the crankshaft 9 can be positioned without using the crank angle sensor, similarly to the first embodiment.
  • Example 4 In the first embodiment, the case where the rotational speed command value of the motor 5 is controlled to be constant has been described. On the other hand, in this embodiment, the torque command value of the motor 5 is controlled to be constant.
  • 8 and 9 are correlation diagrams (Nos. 1 and 2) showing the relationship among the crank angle, the cylinder internal pressure, the crankshaft torque, the motor rotation speed, and the motor torque in this embodiment. Specifically, FIGS. 8 and 9 (a) show the correlation between the crank angle and the cylinder pressure of the engine 2. 8 and 9 (b) show the correlation between the crank angle and the crankshaft torque. 8 and 9 (c) show the correlation between the crank angle and the motor speed. 8 and 9 (d) show the correlation between the crank angle and the motor torque.
  • crankshaft torque peak value the value at the time of torque peak of the crankshaft 9 (hereinafter “condition”). 1 ”), when the torque peak of the crankshaft 9 is generated, the amount of change in rotational speed (d ⁇ / dt) during motor deceleration is maximized. Therefore, when the condition 1 is satisfied (when the motor torque command value ⁇ the crankshaft torque peak value), the crankshaft torque peak position (crank angle ⁇ 1) can be estimated as follows.
  • the crankshaft position grasping unit 17 of the ECU 4 has a crankshaft torque peak position (crank angle ⁇ 1) based on the rotational position of the motor 5 when the amount of change in the rotational speed during motor deceleration is maximized. Is estimated.
  • the crankshaft position grasping unit 17 according to the present embodiment is based on information on the rotational speed of the motor 5 and the crankshaft torque peak position, which is the crank angle when the torque of the crankshaft 9 shows a peak, and the rotation of the motor 5. It functions as a crankshaft position grasping means for grasping the relationship with the position.
  • the motor control unit 18 included in the ECU 4 controls the rotation angle of the motor 5 with reference to the rotation position of the motor 5 when the amount of change in the rotation speed during motor deceleration is maximized.
  • the crankshaft 9 can be rotationally moved to the target crank angle with reference to the crankshaft torque peak position (crank angle ⁇ 1).
  • the motor 5 always accelerates under the condition that the torque command value of the motor 5 (torque generated according to the command) is larger than the crankshaft torque peak value (hereinafter referred to as “condition 2”).
  • condition 2 the crankshaft torque peak value
  • the crankshaft torque peak position (crank angle ⁇ 1) can be estimated as follows.
  • the crankshaft position grasping unit 17 of the ECU 4 has a crankshaft torque peak position (crank angle ⁇ 1) based on the rotational position of the motor 5 when the amount of change in the rotational speed during motor acceleration is minimized. Is estimated.
  • the motor control unit 18 of the ECU 4 controls the rotation angle of the motor 5 with reference to the rotation position of the motor 5 when the amount of change in the rotation speed during motor acceleration is minimized.
  • the crankshaft 9 can be rotationally moved to the target crank angle with reference to the crankshaft torque peak position (crank angle ⁇ 1).
  • crankshaft torque peak position (crank angle ⁇ 1) can be estimated based on the amount of change in the rotational speed of the motor 5 (d ⁇ / dt). . Therefore, also in the present embodiment, as in the first embodiment, the crankshaft 9 can be positioned without using the crank angle sensor.
  • Example 5 In the first embodiment, an example in which the crankshaft torque peak position is grasped based on the motor torque has been described. In contrast, in this embodiment, the engine torque is calculated based on the torque and the rotation speed of the motor 5, and the crankshaft torque peak position is grasped based on the calculated engine torque.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of the ECU 4 according to the present embodiment. As shown in FIG. 10, the ECU 4 according to the present embodiment includes an engine torque calculation unit 21 instead of the motor torque detection unit 16. The engine torque calculation unit 21 calculates engine torque based on the torque and the rotational speed of the motor 5. The torque of the motor 5 is calculated based on the energization current of the motor 5 detected by the current sensor 19 as described in the first embodiment, for example. Further, the rotational speed of the motor 5 is calculated based on, for example, the rotational position of the rotor that can be detected by a resolver, an encoder, or the like.
  • the engine torque calculation unit 21 calculates the engine torque using the following formula (1).
  • [Jm + (1 / G 2 ) ⁇ Je] d ⁇ m / dt Tm + (1 / G) ⁇ Te (1)
  • “Te” is the engine torque
  • “Tm” is the motor torque
  • “ ⁇ m” is the motor speed
  • “Je” is engine inertia
  • “Jm” is motor inertia
  • “G” is the gear ratio from the motor 5 to the crankshaft 9 (the radius of the ring gear 10 / the radius of the pinion 7).
  • the starter rotation speed and the engine rotation speed when the crankshaft positioning mode is executed are assumed to be equal.
  • the value of “[Jm + (1 / G 2 ) ⁇ Je]” is a unique value that the engine 2 and the starter 3 have.
  • the value of “d ⁇ m / dt” represents the amount of change in the rotational speed of the motor 5.
  • the engine torque calculation unit 21 transmits the engine torque Te calculated using the above formula (1) to the crankshaft position grasping unit 17.
  • the crankshaft position grasping unit 17 of the ECU 4 estimates the crankshaft torque peak position (crank angle ⁇ 1) based on the engine torque Te received from the engine torque calculation unit 21.
  • the motor control unit 18 of the ECU 4 controls the rotation angle of the motor 5 with reference to the current rotation position of the motor 5 corresponding to the crankshaft torque peak position.
  • crankshaft 9 can be rotationally moved to the target crank angle with reference to the crankshaft torque peak position (crank angle ⁇ 1).
  • crankshaft 9 can be positioned without using the crank angle sensor, similarly to the first embodiment.
  • crankshaft 9 is rotationally moved to a position (target crank angle) suitable for starting the engine
  • the movement position of the crankshaft 9 may be a desired position, and the movement position in this case may be set as appropriate.
  • the configuration in which the motor lock control is performed when the torque peak of the motor 5 is detected has been described.
  • the motor lock control may be performed from the rotational position where the torque peak of the motor 5 is detected until the piston 15 moves to the top dead center in the compression stroke of the engine 2.
  • the configuration in which the actuator 11 is driven and the pinion 7 is meshed with the ring gear 10 in the starter 3 has been described.
  • the starter 3 may be a constantly meshing type in which the pinion 7 is always meshed with the ring gear 10.
  • the configuration in which the motor torque is detected based on the magnitude of the energization current has been described.
  • the method of detecting the motor torque is not limited to this, and various methods can be used.
  • the motor torque may be directly detected using a motor torque sensor.
  • PWM control is used for motor control
  • the motor torque may be detected using a change in the duty value.
  • the configuration in which the actuator 11 has a solenoid (hereinafter referred to as “first solenoid”) for pushing out the pinion 7 has been described.
  • the actuator 11 may have a second solenoid for opening and closing the main switch of the motor 5 in addition to the first solenoid. In the case of such a configuration, the second solenoid for opening and closing the main switch realizes a part of the function of the motor control unit 18.

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Abstract

　エンジン始動装置１は、クランク軸位置決め装置であるＥＣＵ４によって、トルクピーク時におけるモータ５の回転位置に対応するクランク軸９の位置を、クランク軸９のトルクがピークとなるクランク軸トルクピーク位置と推定する。つまり、エンジン始動装置１は、モータトルクに基づいて、クランク軸９の位置を判断する。これによって、エンジン始動装置１は、クランク角センサを用いずに、モータ５の回転位置とクランク軸９の位置との関係を把握することができ、クランク軸９の位置決めを行うことができる。

Description

エンジン始動装置及びエンジン始動方法
　本開示は、エンジンを始動させるためのエンジン始動技術に関する。
　エンジン始動装置としては、始動要求がある前に、スタータによって、クランク軸を所定の位置まで回転移動させる（以下、この動作を「クランク軸位置決め」ともいう）ことで、エンジンの早期始動を可能とするものがある。
　例えば、特許文献１には、次のような技術が開示されている。特許文献１の技術では、始動要求がある前に、予め、飛び込み式スタータのピニオンをリングギヤに噛み合わせる。そして、スタータのモータによって、リングギヤを回転させ、クランク軸をエンジン始動に適した位置に回転移動させる。
　しかし、従来の技術では、クランク軸の位置をモータによって制御する。そのため、従来の技術では、クランク角センサによって、クランク軸の位置を把握する必要があり、クランク角センサを要する分だけコストがかかってしまう。
特表２００８－５１００９９号公報
　本開示は、エンジン始動装置において、クランク角センサを用いずにクランク軸の位置決めを行うことができるエンジン始動技術を提供することを目的とする。
　本開示のエンジン始動装置は、エンジンのクランク軸に、直接又は間接的に連結されて、クランク軸を回転駆動させるモータと、エンジンの停止中にモータを駆動して、クランク軸を所定の位置に移動させるクランク軸位置決め装置と、を備える。
　クランク軸位置決め装置は、モータのトルク及び回転数の少なくとも一方の情報に基づいて、クランク軸のトルクがピークを示す時のクランク角であるクランク軸トルクピーク位置と、モータの回転位置との関係を把握するクランク軸位置把握部と、クランク軸トルクピーク位置を基準にして、クランク軸が所定の位置に移動するように、モータを制御するモータ制御部と、を有する。
　上記の構成によれば、本開示のエンジン始動装置は、モータのトルク及び回転数の少なくとも一方の情報に基づいて、クランク軸トルクピーク位置とモータの回転位置との関係を把握する。これにより、本開示のエンジン始動装置では、クランク角センサを用いることなく、クランク軸の位置決めを行うことができる。その結果、本開示のエンジン始動装置では、センサの信号線を追加する必要がない。そのため、本開示のエンジン始動装置では、コストを低減できる。
図１は、実施例１に係るエンジン始動装置の全体構成図である。 図２は、実施例１における、クランク軸の回転により気筒内を往復動するピストンの模式図である。 図３は、実施例１における、クランク角度と、気筒内圧力、クランク軸トルク、モータ回転数、及びモータトルクとの関係を示す相関図である。 図４は、実施例１に係るクランク軸の位置決めの処理例を示すフローチャートである。 図５は、実施例２に係るクランク軸の位置決めの処理例を示すフローチャートである。 図６は、実施例３に係るエンジン始動装置の全体構成図である。 図７は、実施例３に係るクランク軸の位置決めの処理例を示すフローチャートである。 図８は、実施例４における、クランク角度と、気筒内圧力、クランク軸トルク、モータ回転数、及びモータトルクとの関係を示す相関図（その１）である。 図９は、実施例４における、クランク角度と、気筒内圧力、クランク軸トルク、モータ回転数、及びモータトルクとの関係を示す相関図（その２）である。 図１０は、実施例５に係るＥＣＵの構成図である。
　本開示の技術を実施するための形態を、以下の実施例により詳細に説明する。
〔実施例１〕
　実施例１の構成を、図１～４を用いて説明する。
　図１は、実施例１に係るエンジン始動装置１の全体構成図である。本実施例に係るエンジン始動装置１は、例えば、ハイブリッド車両に搭載されるエンジン２を始動させるための装置である。エンジン始動装置１は、スタータ３と、ＥＣＵ４と、を備える。スタータ３は、エンジン２をクランキングするためのものである。ＥＣＵ４は、スタータ３の動作を制御する。
　スタータ３は、モータ５、出力軸６、ピニオン７、クラッチ８、及びピニオン押出機構等により構成される。モータ５は、回転力を発生する。出力軸６は、モータ５に連結されており、モータ５の回転により回転駆動する。ピニオン７は、出力軸６の軸上に移動可能な状態で備えられている。クラッチ８は、出力軸６の回転をピニオン７に伝達する。ピニオン押出機構は、ピニオン７を押し出すためのものである（詳細は後述する）。
　モータ５は、例えば、ステータ（図示せず）及びロータ（図示せず）を有する交流モータである。ステータは、三相の電機子巻線に三相交流が印加されて回転磁界を発生する。ロータは、ステータに発生する回転磁界に同期して回転する。
　出力軸６は、減速装置（図示せず）で増幅されたモータトルクが伝達されて回転する。
　ピニオン７は、出力軸６の軸上を、モータ方向と反対方向へ移動して、リングギヤ１０に噛み合うことができる。リングギヤ１０は、エンジン２のクランク軸９に連結されている。
　クラッチ８は、出力軸６の外周にヘリカルスプライン嵌合して、出力軸６の回転をピニオン７に伝達する。なお、クラッチ８は、ピニオン７から出力軸６へのトルク伝達を遮断する一方向クラッチである。
　ピニオン押出機構は、アクチュエータ１１及びシフトレバー１２等により構成される。アクチュエータ１１は、軸方向Ｘに駆動力を発生する。シフトレバー１２は、アクチュエータ１１の駆動力をピニオン７に伝達する。
　アクチュエータ１１は、ソレノイド（図示せず）及びプランジャ（図示せず）を有する。ソレノイドは、バッテリ１３から電力が供給されて磁力を発生する。プランジャは、ソレノイドの磁力によって軸方向Ｘに吸い寄せられる。アクチュエータ１１は、吸い寄せられたプランジャの動きを、シフトレバー１２を介して、ピニオン７に伝達する。
　シフトレバー１２は、支点１２ａを中心に揺動可能な状態で備えられている。シフトレバー１２は、支点１２ａに対して、一端側の端部がプランジャに連結され、他端側の端部がクラッチ８に連結されている。
　ＥＣＵ４は、ＣＰＵ等の演算処理ユニット、ＲＯＭやＲＡＭを含むメモリ等の記憶ユニット、及びＩ／Ｏ等の入出力ユニット等により構成されるマイクロコンピュータを搭載する。ＥＣＵ４は、例えば、メモリに記憶される所定のプログラムをＣＰＵにより実行することで、各種機能を実現する。本実施例に係るＥＣＵ４は、このような機能実現方法によって、モータ５及びソレノイドへの通電を制御する。なお、モータ５への通電とは、電機子巻線への通電を意味する。
　本実施例に係るＥＣＵ４は、エンジン２の停止中に受け付ける始動要求を想定し、クランク軸９を所定の位置に回転移動させる、本開示のクランク軸位置決め装置として機能する。以降の説明では、エンジン２の停止中に、クランク軸９を所定の位置に移動させる動作を「クランク軸位置決めモード」という。
　本実施例に係るエンジン始動装置１では、ピニオン７がリングギヤ１０に噛み合わさった状態で、モータ５への通電が開始される。エンジン始動装置１では、モータ５の回転力が、ピニオン７からリングギヤ１０に伝達されて、リングギヤ１０が回転する。
　図２は、本実施例における、クランク軸９の回転により気筒１４内を往復動するピストン１５の模式図である。これにより、エンジン始動装置１では、図２に示すように、クランク軸９が回転して、ピストン１５が気筒１４内を往復動する。
　そして、エンジン始動装置１では、クランク軸９の回転位置（クランク角）によって、気筒１４内でのピストン１５の位置が決まる。
　気筒１４内のピストン位置には、エンジン始動に適した位置がある。つまり、クランク軸９の位置には、エンジン始動に適した位置がある。
　そこで、ＥＣＵ４は、エンジン２の停止中に、クランク軸９をエンジン始動に適した位置へ回転移動させるために、クランク軸位置決めモードを実施する。すなわち、本実施例に係るエンジン始動装置１では、エンジン２の停止中に、アクチュエータ１１を駆動して、ピニオン７をリングギヤ１０に噛み合わせる。その後、エンジン始動装置１では、モータ５を駆動し、リングギヤ１０を回転させて、クランク軸９をエンジン始動に適した位置に回転移動させる。これにより、エンジン始動装置１では、エンジン２の停止中に始動要求（次の始動要求）があった場合、エンジン２の早期始動が可能となる。
〔実施例１の特徴〕
　本実施例では、モータ５を駆動し、クランク軸９を所定の位置（以下「目標クランク角」という）に移動させる場合、クランク軸９の位置をモータトルクに基づいて把握する。
　そこで、本実施例に係るＥＣＵ４は、モータトルク検出部１６、クランク軸位置把握部１７、及びモータ制御部１８の各機能部を有する。各機能部について以下に説明する。
　モータトルク検出部１６は、モータ５の出力トルクを検出する機能を有する。本実施例に係るモータトルク検出部１６では、スタータ３が備える電流センサ１９の出力信号に基づいて、モータトルクを算出する。なお、電流センサ１９は、モータ５の通電電流を検出する。
　クランク軸位置把握部１７は、モータ５の回転位置とクランク軸９の位置との関係を把握する。本実施例に係るクランク軸位置把握部１７では、モータ５のトルクピークが検出されたときのモータ５の回転位置におけるクランク軸９の位置を、クランク軸９のトルクがピークとなるクランク軸トルクピーク位置と推定する。これにより、クランク軸位置把握部１７は、モータ５の回転位置とクランク軸９の位置との関係を把握する。なお、ここでいうモータ５の回転位置とは、ロータの回転位置である。
　図３は、本実施例における、クランク角度と、気筒内圧力、クランク軸トルク、モータ回転数、及びモータトルクとの関係を示す相関図である。具体的には、図３（ａ）には、クランク角度とエンジン２の気筒内圧力との相関が示されている。図３（ｂ）には、クランク角度とクランク軸トルクとの相関が示されている。図３（ｃ）には、クランク角度とモータ回転数との相関が示されている。図３（ｄ）には、クランク角度とモータトルクとの相関が示されている。また、図３には、ピストン１５の上死点を含む、エンジン２の圧縮行程から膨張行程までの状態遷移についても示されている。図３に示すように、エンジン２の停止中に、モータ５の回転数指令値を一定にしてモータ５を回転させた場合には、モータトルクがピークとなるときに、クランク軸トルクもピークとなる。これは、モータ５の仕事量が最大のときに、クランク軸９の仕事量は最小となるからである。そして、クランク軸９のトルクがピークとなるクランク角、すなわちクランク軸トルクピーク位置は、エンジン２ごとに決まっている。
　なお、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、クランク軸９のトルクピークは、気筒内圧力の最大値の大きさによらず、同じクランク角で発生する。つまり、使用環境によって、気筒内圧力の最大値が変化したり、気筒１４ごとに気筒内圧力の最大値がばらついたりしても、クランク軸９のトルクピークが発生するクランク角は変化しない。例えば、クランク軸９のトルクが最小となるトルクピークは、ピストン１５が上死点に達する前のクランク角θ１で発生する。
　そこで、本実施例に係るクランク軸位置把握部１７は、モータ５のトルクピークが検出されたときのモータ５の回転位置におけるクランク軸９の位置を、クランク軸９のトルクがピークとなるクランク軸トルクピーク位置と推定する。
　具体的には、モータ５のトルクピーク検出時の回転位置に対応するクランク軸９の位置を、クランク軸９のトルクが最小となるトルクピーク位置、すなわち、クランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）と推定する。
　なお、モータ５のトルクピークは、例えば、モータトルク検出部１６が、モータ５のトルクの変化量を微分し、変化量の微分値に基づき検出する。
　このように、本実施例に係るクランク軸位置把握部１７は、モータ５のトルクピークが検出されたときに、モータ５の現在の回転位置がクランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）に相当することを把握する。そして、クランク軸位置把握部１７は、把握した情報（クランク軸トルクピーク位置に相当するモータ５の回転位置）を、モータ制御部１８へ送信する。本実施例に係るクランク軸位置把握部１７は、モータ５のトルクに関する情報に基づいて、クランク軸９のトルクがピークを示す時のクランク角であるクランク軸トルクピーク位置と、モータ５の回転位置との関係を把握するクランク軸位置把握手段として機能する。
　モータ制御部１８は、モータ駆動回路１８ａ及びモータ指令部１８ｂを有する。モータ駆動回路１８ａは、モータ５を駆動する制御回路である。モータ指令部１８ｂは、モータ駆動回路１８ａへ指令信号を送信する機能部である。
　モータ指令部１８ｂは、クランク軸位置把握部１７からの信号や、モータ５のロータ位置を示す信号（例えばエンコーダのカウント値や誘起電圧）等の入力を受け付ける。これを受けて、モータ指令部１８ｂは、モータ５を駆動するための信号を生成し、モータ駆動回路１８ａを動作させる。
　モータ駆動回路１８ａは、モータ５とバッテリ１３との間の通電回路を開閉するスイッチング素子を備える回路構成（例えばインバータ回路を備える構成）となっている。モータ駆動回路１８ａは、モータ指令部１８ｂからの信号に従って、スイッチング素子の動作を制御する。その結果、モータ駆動回路１８ａでは、モータ５への通電が制御される。
　このように、本実施例に係るモータ制御部１８は、現在の回転位置を基準にして、モータ５を回転させる。これにより、本実施例に係るエンジン始動装置１では、クランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）を基準にして、クランク軸９を回転させて、目標クランク角に移動させることができる。本実施例に係るモータ制御部１８は、クランク軸トルクピーク位置を基準にして、クランク軸９が所定の位置に移動するように、モータ５を制御するモータ制御手段として機能する。
　なお、エンジン始動装置１で実施されるクランク軸位置決めモードは、クランク軸９を目標クランク角に移動させた後に、モータ５の通電を停止（ＯＦＦに）する場合がある。このような場合には、モータ５の通電を停止（ＯＦＦに）したときに、クランク軸９が目標クランク角に留まっている状態が求められる。
　しかし、次のような場合が考えられる。例えば、モータ５によるクランク軸９の回転後において、気筒内圧力が残っていたとする。このような場合には、モータ５の通電が停止した（ＯＦＦになった）と同時に、気筒１４内の残留圧力によってピストン１５が動かされ、クランク軸９の位置がずれてしまう可能性がある。そこで、本実施例に係るクランク軸位置決めモードでは、気筒内圧力が抜けるまで（ピストン１５を動かすほどの残留圧力がなくなるまで）、モータ５の回転（ロータの回転）を強制的に止めた状態にする（モータ５の停止状態を保持する）制御工程を有する。
　すなわち、本実施例に係るクランク軸位置決めモードは、図４に示す手順で行う。図４は、本実施例に係るエンジン始動装置１で実施されるクランク軸９の位置決めの処理例を示すフローチャートである。
　まず、エンジン始動装置１では、アクチュエータ１１を駆動して、ピニオン７をリングギヤ１０に噛み合わせる（ステップＳ１）。
　その後、エンジン始動装置１では、ＥＣＵ４が有するモータ制御部１８が、モータ５への通電を開始（ＯＮに）して、モータ５を定速回転制御する（ステップＳ２）。なお、ここでいう定速回転制御とは、図３（ｃ）に示すように、モータ５の回転数指令値を一定に制御することを意味する。そして、エンジン始動装置１では、定速回転制御が実行されている間、ＥＣＵ４が有するモータトルク検出部１６が、モータ５のトルクをモニタリングし、モータ５のトルクピークを検出する。
　エンジン始動装置１では、モータトルク検出部１６によってモータ５のトルクピークが検出された場合（トルクピークを検出したタイミングで）、ＥＣＵ４が有するクランク軸位置把握部１７が、モータ５の回転位置とクランク軸９の位置との関係を把握する。このとき、クランク軸位置把握部１７は、トルクピーク検出時のモータ５の回転位置に対応するクランク軸９の位置を、クランク軸トルクピーク位置と推定する。つまり、クランク軸位置把握部１７は、定速回転制御が実行されている間、クランク軸９の位置がクランク軸トルクピーク位置になったか否かを判定する（ステップＳ３）。その結果、クランク軸位置把握部１７は、モータ５のトルクピークが検出されたタイミングで、クランク軸９の位置がクランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）になったと判定した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ステップＳ４の処理へ移行する。このように、エンジン始動装置１では、クランク軸位置把握部１７による上記判定処理が、モータ５の回転位置とクランク軸９の位置との関係を把握する処理に相当する。
　一方、クランク軸位置把握部１７は、モータ５のトルクピークが検出されるまでの間、クランク軸９の位置がクランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）になっていないと判定した場合（ステップＳ３：ＮＯ）、ステップＳ２の処理に戻る。つまり、エンジン始動装置１では、モータ５のトルクが最大となるトルクピークが検出されるまで（クランク軸９の位置がクランク軸トルクピーク位置となるまで）、定速回転制御が実行される。
　エンジン始動装置１では、ステップＳ３の判定処理で肯定判定された場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、モータ制御部１８が、モータロック制御を実行する（ステップＳ４）。なお、ここでいうモータロック制御とは、モータ５の回転（ロータの回転）を強制的に止めた状態にする制御工程であり、モータ５のロータを停止状態に保持して、クランク軸９の位置をクランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）に静止させる制御を行う。つまり、モータロック制御は、クランク軸位置決めモードにおいて、クランク軸９をクランク角θ１に静止させる期間（クランク軸静止期間）を設ける処理に相当する。
　本実施例に係るモータ制御部１８は、例えば０相ベクトル通電によるモータロック制御を行う。なお、モータロック制御方法は、０相ベクトル通電による方法に限らない。例えば、他の方法としては、モータ５の端子を短絡する電気式スイッチを設けて、電気式スイッチを作動させる方法であってもよい。また、機械的にロータの回転を停止させるロック機構を設けて、ロック機構を作動させる方法であってもよい。
　エンジン始動装置１では、上記モータロック制御を実行した後に、エンジン２の気筒内圧力が抜けたか否かを判定する（ステップＳ５）。気筒内圧力が抜けたか否かについては、例えば、気筒内圧センサ等の出力結果に基づき判定する。なお、気筒内圧力が抜けたか否かの判定方法は、気筒内圧センサを用いる方法に限らない。例えば、他の方法としては、気筒内圧力が抜けるのに十分な時間を予め記憶しておき、記憶しておいた所定の時間が経過したか否かに基づいて、気筒内圧力が抜けたか否かを判定する方法であってもよい。
　その結果、エンジン始動装置１では、気筒内圧力が抜けたと判定した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、モータロック制御を解除し、ステップＳ６の処理へ移行する。そして、エンジン始動装置１では、クランク軸９が目標クランク角に達したか否かを判定する（ステップＳ６）。なお、エンジン始動装置１では、気筒内圧力が抜けていないと判定した場合（ステップＳ５：ＮＯ）、ステップＳ４の処理に戻る。つまり、エンジン始動装置１では、気筒内圧力が抜けるまで、モータロック制御が実行される。そして、エンジン始動装置１では、クランク軸９が目標クランク角に達していないと判定した場合（ステップＳ６：ＮＯ）、モータ制御部１８が、モータ５を定速回転制御する（ステップＳ７）。つまり、エンジン始動装置１では、クランク軸９が目標クランク角に達するまで、モータ５を定速回転制御する。
　このとき、エンジン始動装置１では、モータ制御部１８が、現在の回転位置を基準にして、モータ５を回転させる。その結果、エンジン始動装置１では、クランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）を基準にして、クランク軸９を回転させることができる。これにより、本実施例に係るエンジン始動装置１では、クランク軸９を目標クランク角に移動させることができる。
　なお、本実施例に係る目標クランク角は、例えば、クランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）とピストン１５の上死点との間の所定の角度（クランク角）である。クランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）とピストン１５の上死点との間は、エンジン始動に適した位置である。これにより、本実施例に係るエンジン始動装置１では、エンジン２の停止中に始動要求があった場合、エンジン始動に適した位置からクランキングすることができ、エンジン２の早期始動が可能となる。
　そして、エンジン始動装置１では、クランク軸９が目標クランク角に達したと判定した場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、モータ通電を停止（ＯＦＦ）し（ステップＳ８）、クランク軸位置決めモードを終了する。エンジン始動装置１では、この状態で、エンジン２の始動要求を待つ。その後、エンジン始動装置１では、始動要求を受け付けると、モータ５への通電を開始（ＯＮ）し、エンジン２に対してクランキングを行う。
〔実施例１の作用効果〕
　本実施例に係るエンジン始動装置１では、クランク軸位置決めモードを実施する場合、クランク軸位置把握部１７によって把握した情報（モータ５の回転位置とクランク軸９の位置との関係）に基づいて、モータ５を駆動し、クランク軸９を目標クランク角に回転移動させる。これにより、本実施例に係るエンジン始動装置１では、クランク角センサを用いずにクランク軸９の位置決めを行うことができる。
　すなわち、本実施例に係るエンジン始動装置１では、モータ５のトルクを検出し、検出結果に基づいて、トルクピーク検出時のモータ５の回転位置に対応するクランク軸９の位置を把握する。このため、本実施例に係るエンジン始動装置１では、クランク軸９の位置を検出するためのセンサが不要となり、センサの信号線を追加する必要がない。その結果、本実施例に係るエンジン始動装置１では、コストを低減することができる。なお、モータ５のトルクを検出する機能は、モータ５に一般的に備えられている。よって、特別なコストは発生しない。
　また、本実施例に係るクランク軸位置決めモードでは、モータ５のトルクピークが検出された回転位置で、モータロック制御を開始する。そして、気筒内圧力が抜けた後に、モータロック制御を解除し、モータ５を駆動して、クランク軸９を目標クランク角に移動させる。
　これにより、本実施例に係るエンジン始動装置１では、クランク軸９を目標クランク角に移動させた後に、モータ５の通電を停止（ＯＦＦに）した場合でも、気筒１４内の残留圧力によって、クランク軸９が目標クランク角からずれてしまう事態を回避できる。その結果、本実施例に係るエンジン始動装置１では、エンジン２が停止してから次の始動要求を受け付けるまでの間、モータ５の通電を停止（ＯＦＦに）しておくことが可能となり、省エネとなる。
　次に、本開示のエンジン始動装置における他の実施例について説明する。
　なお、以降の説明において、上記実施例１と共通する部品及び構成については、実施例１と同一の符号を付与し、その説明を省略する。
〔実施例２〕
　実施例１では、目標クランク角を、クランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）とピストン１５の上死点との間の所定の角度（クランク角）とした。そして、実施例１では、クランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）を把握した後に、把握した位置を基準にして、モータ５を駆動し、クランク軸９を目標クランク角に回転移動させた。これに対して本実施例では、目標クランク角を、クランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）とする。
　このため、本実施例では、実施例１のクランク軸位置決めモードのフロー（図４）におけるステップＳ６，Ｓ７の処理が不要となる。つまり、本実施例では、クランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）を把握した後に、把握した位置を基準にして、モータ５を駆動し、クランク軸９を目標クランク角に回転移動させなくてよい。具体的には、本実施例に係るエンジン始動装置１では、図５に示すフローに従ってクランク軸位置決めモードを実行する。
　図５は、本実施例に係るエンジン始動装置１で実施されるクランク軸９の位置決めの処理例を示すフローチャートである。本実施例に係るエンジン始動装置１では、クランク軸位置把握部１７が、モータ５のトルクが最大となるトルクピークが検出されたときに、モータ５の現在の回転位置がクランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）に相当することを把握する（ステップＳ２，Ｓ３）。クランク軸位置把握部１７は、把握した情報をモータ制御部１８に送信する。エンジン始動装置１では、モータ制御部１８が、クランク軸位置把握部１７から情報を受け取ると、モータロック制御を実行する（ステップＳ４）。そして、エンジン始動装置１では、エンジン２の気筒内圧力が抜けたか否かを判定する（ステップＳ５）。その結果、エンジン始動装置１では、エンジン２の気筒内圧力が抜けたと判定した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、モータ制御部１８が、モータ５への通電を停止（ＯＦＦ）し（ステップＳ８）、クランク軸位置決めモードを終了する。エンジン始動装置１では、この状態で、エンジン２の始動要求を待つ。その後、エンジン始動装置１では、始動要求を受け付けると、モータ５への通電を開始（ＯＮ）し、エンジン２に対してクランキングを行う。
　クランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）もエンジン始動に適した位置である。これにより、本実施例に係るエンジン始動装置１では、エンジン２の停止中に始動要求があった場合、エンジン始動に適した位置からクランキングすることができ、エンジン２の早期始動が可能となる。
　よって、本実施例に係るエンジン始動装置１でも、実施例１と同様の作用効果を奏する。
〔実施例３〕
　図６は、本実施例に係るエンジン始動装置１の全体構成図である。図６に示すように、本実施例は、スタータ３のモータ５ではなく、モータジェネレータ２０（以下「ＭＧ２０」という）が、クランク軸９に動力を伝達する点で、実施例１と異なる。
　ＭＧ２０は、ハイブリッド車両に搭載される。ＭＧ２０は、モータ及び発電機の両方の機能を有し、モータとしての機能を利用して、クランク軸９を回転させる。
　なお、ＭＧ２０の動力伝達の構成は、クランク軸９に直結する構成に限らない。例えば、他の構成としては、ベルト係合又はギヤ係合等によって、クランク軸９に連結する構成であってもよい。
　本実施例では、ＥＣＵ４が有するクランク軸位置把握部１７が、ＭＧ２０の回転位置とクランク軸９の位置との関係を所定の記憶領域（例えばメモリ等）に記憶する。具体的には、クランク軸位置把握部１７は、ＭＧ２０のトルクピークが検出されたときに、ＭＧ２０の現在の回転位置を、クランク軸９のトルクがピークとなるクランク軸トルクピーク位置として記憶する。
　このように、ＭＧ２０の場合は、ＭＧ２０の回転位置とクランク軸９の位置との関係を一度記憶しておくことで、クランク軸９を次のように回転移動させることができる。すなわち、本実施例に係るエンジン始動装置１では、気筒１４内の残留圧力によって、クランク軸９が逆回転方向に回転した場合でも、記憶しておいた関係に基づいて、ＭＧ２０を制御し、クランク軸９を目標クランク角に回転移動させることができる。
　これに対して、実施例１，２に示した飛び込み式のスタータ３では、気筒１４内の残留圧力によって、クランク軸９が正回転方向に回転し、モータ回転数を上回った場合、次のような問題が生じる。飛び込み式のスタータ３には、一方向クラッチ８があるために、クランク軸９の位置とモータ５の回転位置との対応がずれてしまう。このため、飛び込み式のスタータ３では、クランク軸９のトルクが正トルクになる前に、モータロック制御をして、気筒内圧力が抜けるまで、モータ５の回転（ロータの回転）を強制的に止めた状態にする（待機させる）必要があった。
　しかし、ＭＧ２０の場合は、気筒１４内の残留圧力によって、クランク軸９が逆回転方向に回転したとしても、クランク軸９とともにＭＧ２０のロータも逆回転方向に回転する。そのため、クランク軸９の位置とＭＧ２０の回転位置との対応は、記憶しておいた関係のままである。このようなことから、本実施例では、クランク軸位置決めモードにおいて、気筒１４内の残留圧力による影響を考慮しなくてよい。
　よって、本実施例に係るエンジン始動装置１では、図７に示すフローに従ってクランク軸位置決めモードを実行する。図７は、本実施例に係るエンジン始動装置１で実施されるクランク軸９の位置決めの処理例を示すフローチャートである。
　まず、エンジン始動装置１では、ＭＧ２０の回転がクランク軸９に伝達する係合状態にする（ステップＳ１１）。
　その後、エンジン始動装置１では、ＥＣＵ４が有するモータ制御部１８が、ＭＧ２０を定速回転制御する（ステップＳ１２）。そして、エンジン始動装置１では、定速回転制御が実行されている間、ＥＣＵ４が有するモータトルク検出部１６が、ＭＧ２０のトルクをモニタリングし、ＭＧ２０のトルクピークを検出する。
　エンジン始動装置１では、モータトルク検出部１６によってＭＧ２０のトルクピークが検出された場合（トルクピークを検出したタイミングで）、ＥＣＵ４が有するクランク軸位置把握部１７が、ＭＧ２０の回転位置とクランク軸９の位置との関係を把握する。このとき、クランク軸位置把握部１７は、トルクピーク検出時のＭＧ２０の回転位置に対応するクランク軸９の位置を、クランク軸トルクピーク位置と推定する。つまり、クランク軸位置把握部１７は、定速回転制御が実行されている間、クランク軸９の位置がクランク軸トルクピーク位置になったか否かを判定する（ステップＳ１３）。その結果、クランク軸位置把握部１７は、ＭＧ２０のトルクピークが検出されたタイミングで、クランク軸９の位置がクランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）になったと判定した場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、ステップＳ１４の処理へ移行する。一方、クランク軸位置把握部１７は、ＭＧ２０のトルクピークが検出されるまでの間、クランク軸９の位置がクランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）になっていないと判定した場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、ステップＳ１２の処理に戻る。
　そして、クランク軸位置把握部１７は、ステップＳ１３の判定処理で肯定判定された場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、トルクピーク検出時のＭＧ２０の回転位置を、クランク軸９のトルクがピークとなるクランク軸トルクピーク位置として記憶する。そして、モータ制御部１８は、ＭＧ２０が有するモータ機能の制御を実行する。このように、エンジン始動装置１では、クランク軸位置把握部１７による上記処理によって、ＭＧ２０の回転位置とクランク軸９の位置との関係を記憶する。
　その後、エンジン始動装置１では、モータ制御部１８が、記憶しておいた情報に基づいて、ＭＧ２０を回転させ、クランク軸９を目標クランク角に移動させる（ステップＳ１４）。そして、エンジン始動装置１では、クランク軸９の回転移動が終了した後に、モータ通電を停止（ＯＦＦ）し（ステップＳ１５）、クランク軸位置決めモードを終了する。
　この状態で、気筒１４内の残留圧力によって、逆回転方向に回転してしまい、クランク軸９が目標クランク角からずれた場合には、再度、ＭＧ２０を回転させて、クランク軸９を目標クランク角に戻す。なお、上記ステップＳ１４の処理では、気筒１４内の残留圧力によって、逆回転方向に回転しない程度の逆トルクを、ロータに負荷し、ＭＧ２０を回転させてもよい。
　以上のように、本実施例に係るエンジン始動装置１では、実施例１と同様に、クランク角センサを用いずにクランク軸９の位置決めを行うことができる。
〔実施例４〕
　実施例１では、モータ５の回転数指令値を一定に制御する事例について説明を行った。これに対して本実施例では、モータ５のトルク指令値を一定に制御する事例である。
　図８，９は、本実施例における、クランク角度と、気筒内圧力、クランク軸トルク、モータ回転数、及びモータトルクとの関係を示す相関図（その１，２）である。具体的には、図８，９（ａ）には、クランク角度とエンジン２の気筒内圧力との相関が示されている。図８，９（ｂ）には、クランク角度とクランク軸トルクとの相関が示されている。図８，９（ｃ）には、クランク角度とモータ回転数との相関が示されている。図８，９（ｄ）には、クランク角度とモータトルクとの相関が示されている。また、図８，９には、ピストン１５の上死点を含む、エンジン２の圧縮行程から膨張行程までの状態遷移についても示されている。図８に示すように、モータ５のトルク指令値（指令に従って発生するトルク）が、クランク軸９のトルクピーク時の値（以下「クランク軸トルクピーク値」という）よりも小さい条件（以下「条件１」という）では、クランク軸９のトルクピーク発生時に、モータ減速時の回転数の変化量（ｄω／ｄｔ）が最大となる。よって、条件１が成立する状態では（モータトルク指令値＜クランク軸トルクピーク値の場合には）、次のようにしてクランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）を推定できる。本実施例では、ＥＣＵ４が有するクランク軸位置把握部１７が、モータ減速時の回転数の変化量が最大となるときのモータ５の回転位置に基づいて、クランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）を推定する。本実施例に係るクランク軸位置把握部１７は、モータ５の回転数に関する情報に基づいて、クランク軸９のトルクがピークを示す時のクランク角であるクランク軸トルクピーク位置と、モータ５の回転位置との関係を把握するクランク軸位置把握手段として機能する。そして、本実施例では、ＥＣＵ４が有するモータ制御部１８が、モータ減速時の回転数の変化量が最大となるときのモータ５の回転位置を基準にして、モータ５の回転角度を制御する。
　これにより、本実施例に係るエンジン始動装置１では、クランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）を基準にして、クランク軸９を目標クランク角に回転移動させることができる。
　一方、図９に示すように、モータ５のトルク指令値（指令に従って発生するトルク）が、クランク軸トルクピーク値よりも大きい条件（以下「条件２」という）では、モータ５は常に加速する。しかし、クランク軸９のトルクピーク発生時には、モータ加速時の回転数の変化量（ｄω／ｄｔ）が最小となる。よって、条件２が成立する状態では（モータトルク指令値＞クランク軸トルクピーク値の場合には）、次のようにしてクランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）を推定できる。本実施例では、ＥＣＵ４が有するクランク軸位置把握部１７が、モータ加速時の回転数の変化量が最小となるときのモータ５の回転位置に基づいて、クランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）を推定する。そして、本実施例では、ＥＣＵ４が有するモータ制御部１８が、モータ加速時の回転数の変化量が最小となるときのモータ５の回転位置を基準にして、モータ５の回転角度を制御する。
　これにより、本実施例では、クランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）を基準にして、クランク軸９を目標クランク角に回転移動させることができる。
　以上のように、モータ５のトルク指令値を一定に制御する場合には、モータ５の回転数の変化量（ｄω／ｄｔ）に基づいて、クランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）を推定できる。よって、本実施例でも、実施例１と同様に、クランク角センサを用いずにクランク軸９の位置決めを行うことができる。
〔実施例５〕
　実施例１では、モータトルクに基づいて、クランク軸トルクピーク位置を把握する事例について説明を行った。これに対して本実施例では、モータ５のトルク及び回転数に基づきエンジントルクを算出し、算出したエンジントルクに基づいて、クランク軸トルクピーク位置を把握する事例である。
　図１０は、本実施例に係るＥＣＵ４の構成図である。図１０に示すように、本実施例に係るＥＣＵ４は、モータトルク検出部１６の代わりにエンジントルク算出部２１を有する。エンジントルク算出部２１は、モータ５のトルク及び回転数に基づきエンジントルクを算出する。
　なお、モータ５のトルクは、例えば、実施例１で説明したように、電流センサ１９で検出されるモータ５の通電電流に基づき算出する。また、モータ５の回転数は、例えば、レゾルバ、エンコーダ等で検出可能なロータの回転位置に基づき算出する。
　具体的には、エンジントルク算出部２１は、下記式（１）を用いて、エンジントルクを算出する。
〔Ｊｍ＋（１／Ｇ２）×Ｊｅ〕ｄωｍ／ｄｔ＝Ｔｍ＋（１／Ｇ）×Ｔｅ……　　（１）
　なお、上記式（１）において、「Ｔｅ」はエンジントルク、「Ｔｍ」はモータトルク、「ωｍ」はモータ回転数である。また、「Ｊｅ」はエンジンイナーシャ、「Ｊｍ」はモータイナーシャである。また、「Ｇ」は、モータ５からクランク軸９までのギヤ比（リングギヤ１０の半径／ピニオン７の半径）である。
　さらに、上記式（１）では、前提条件として、クランク軸位置決めモード実行時におけるスタータ回転数及びエンジン回転数は等しいものとする。
　上記式（１）において、「〔Ｊｍ＋（１／Ｇ２）×Ｊｅ〕」の値は、エンジン２及びスタータ３が有する固有の値である。また、「ｄωｍ／ｄｔ」の値は、モータ５の回転数の変化量を表している。
　エンジントルク算出部２１は、上記式（１）を用いて算出したエンジントルクＴｅをクランク軸位置把握部１７へ送信する。本実施例では、ＥＣＵ４が有するクランク軸位置把握部１７が、エンジントルク算出部２１から受け取ったエンジントルクＴｅに基づいて、クランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）を推定する。
　そして、本実施例では、ＥＣＵ４が有するモータ制御部１８が、クランク軸トルクピーク位置に対応するモータ５の現在の回転位置を基準として、モータ５の回転角度を制御する。これにより、本実施例に係るエンジン始動装置１では、クランク軸トルクピーク位置（クランク角θ１）を基準にして、クランク軸９を目標クランク角に回転移動させることができる。
　以上のように、本実施例に係るエンジン始動装置１では、実施例１と同様に、クランク角センサを用いずにクランク軸９の位置決めを行うことができる。
〔変形例〕
　上記実施例では、エンジン始動に適した位置（目標クランク角）にクランク軸９を回転移動させている構成について説明を行ったが、この限りでない。例えば、クランク軸９の移動位置は、所望の位置であってもよく、この場合の移動位置は適宜設定可能であればよい。
　上記実施例では、モータ５のトルクピーク検出時に、モータロック制御を実施する構成について説明を行ったが、この限りでない。例えば、モータロック制御の実施は、モータ５のトルクピークが検出された回転位置から、エンジン２の圧縮行程でピストン１５が上死点に移動するまでの間に行うようにしてもよい。
　上記実施例では、スタータ３において、アクチュエータ１１を駆動して、ピニオン７をリングギヤ１０に噛み合わせる構成について説明を行ったが、この限りでない。例えば、スタータ３は、ピニオン７がリングギヤ１０に、常に噛み合わさっている常時噛み合い式のものであってもよい。
　上記実施例では、モータトルクを通電電流の大きさによって検出する構成について説明を行ったが、この限りでない。モータトルクの検出方法はこれに限らず、様々な方法を用いることができる。例えば、モータトルクセンサを用いて、直接モータトルクを検出してもよい。また、モータ制御にＰＷＭ制御を用いる場合は、Ｄｕｔｙ値の変化を用いて、モータトルクを検出してもよい。
　上記実施例では、アクチュエータ１１が、ピニオン７を押し出すためのソレノイド（以下「第１ソレノイド」という）を有する構成について説明を行ったが、この限りでない。例えば、アクチュエータ１１は、第１ソレノイドに加えて、モータ５のメインスイッチを開閉するための第２ソレノイドを有する構成であってもよい。このような構成の場合には、メインスイッチを開閉するための第２ソレノイドが、モータ制御部１８の機能の一部を実現する。
　１　エンジン始動装置
　２　エンジン
　３　スタータ
　４　ＥＣＵ（クランク軸位置決め装置）
　５　モータ
　７　ピニオン
　９　クランク軸
１０　リングギヤ
１５　ピストン
１７　クランク軸位置把握部
１８　モータ制御部
２０　モータジェネレータ（モータ）
 

Claims (7)

  1. 　エンジン（２）のクランク軸（９）に、直接又は間接的に連結されて、前記クランク軸を回転駆動させるモータ（５，２０）と、
    　前記エンジンの停止中に前記モータを駆動して、前記クランク軸を所定の位置に移動させるクランク軸位置決め装置（４）と、を備えるエンジン始動装置（１）であって、
    　前記クランク軸位置決め装置は、
    　前記モータのトルク及び回転数の少なくとも一方の情報に基づいて、前記クランク軸のトルクがピークを示す時のクランク角であるクランク軸トルクピーク位置と、前記モータの回転位置との関係を把握するクランク軸位置把握部（１７）と、
    　前記クランク軸トルクピーク位置を基準にして、前記クランク軸が前記所定の位置に移動するように、前記モータを制御するモータ制御部（１８）と、を有する、エンジン始動装置。
  2. 　前記クランク軸位置把握部は、
    　前記モータのトルク及び回転数に基づき前記クランク軸のトルクを算出し、算出した前記クランク軸のトルクに基づいて、前記クランク軸トルクピーク位置を推定する、請求項１に記載のエンジン始動装置。
  3. 　前記クランク軸位置把握部は、
    　前記モータ制御部により、前記モータのトルク指令値が一定に制御されている時に、前記モータの回転数の変化量に基づいて、前記クランク軸トルクピーク位置を推定する、請求項１に記載のエンジン始動装置。
  4. 　前記クランク軸位置把握部は、
    　前記モータ制御部により、前記モータの回転数指令値が一定に制御されている時に、トルクピーク時における前記モータの回転位置に基づいて、前記クランク軸トルクピーク位置を推定する、請求項１に記載のエンジン始動装置。
  5. 　前記クランク軸位置決め装置は、
    　前記クランク軸トルクピーク位置に対応する前記モータの回転位置から、前記エンジンの圧縮行程でピストン（１５）が上死点に移動するまでの間に、前記モータの回転を停止し、停止状態を保持することで、前記クランク軸を前記所定の位置に静止させるクランク軸静止期間を設ける、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のエンジン始動装置。
  6. 　前記モータは、スタータ（３）のモータであって、
    　前記スタータは、
    　前記クランク軸に連結されたリングギヤ（１０）にピニオン（７）を噛み合わせ、前記モータに発生する回転力を、前記ピニオンから前記リングギヤに伝達して、前記クランク軸を回転駆動する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のエンジン始動装置。
  7. 　エンジン（２）のクランク軸（９）に、直接又は間接的に連結されて、前記クランク軸を回転駆動させるモータ（５，２０）と、
    　前記エンジンの停止中に前記モータを駆動して、前記クランク軸を所定の位置に移動させるクランク軸位置決め装置（４）と、を備えるエンジン始動装置（１）で実行されるエンジン始動方法であって、
    　前記クランク軸位置決め装置が、
    　前記モータのトルク及び回転数の少なくとも一方の情報に基づいて、前記クランク軸のトルクがピークを示す時のクランク角であるクランク軸トルクピーク位置と、前記モータの回転位置との関係を把握するクランク軸位置把握ステップと、
    　前記クランク軸トルクピーク位置を基準にして、前記クランク軸が前記所定の位置に移動するように、前記モータを制御するモータ制御ステップと、を実行する、エンジン始動方法。
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