DE102009048850A1

DE102009048850A1 - Motorstartvorrichtung

Info

Publication number: DE102009048850A1
Application number: DE102009048850A
Authority: DE
Inventors: Akito Kariya Itou
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2010-04-15
Anticipated expiration: 2029-10-10
Also published as: JP4702427B2; US20100090526A1; DE102009048850B4; JP2010090874A; US8110939B2

Abstract

Es wird eine Motorstartvorrichtung bereitgestellt, die mit einer Batteriespannung arbeitet, wenn die Batteriespannung über einer vorbestimmten Spannung liegt, um ein Starten eines Motors eines Fahrzeugs zu steuern. Die Motorstartvorrichtung weist auf: einen Relaissteuerabschnitt, der dazu ausgelegt ist, ein Ansteuersignal einzeln an ein erstes und ein zweites Relais eines Anlassers des Fahrzeugmotors zu geben, um das erste und das zweite Relais anzusteuern, wenn vorbestimmte Motorstartbedingungen erfüllt sind, wobei der Anlasser dazu ausgelegt ist, zu arbeiten, wenn das erste und das zweite Relais angesteuert werden; und einen Zwischenrelaisschalter, der dazu ausgelegt ist, eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Relais herzustellen, wenn das erste Relais mit der Batteriespannung versorgt wird, wobei das zweite Relais mit der Batteriespannung versorgt wird, wenn die elektrische Verbindung hergestellt ist. Das erste Relais ist dazu ausgelegt, mit der Batteriespannung versorgt zu werden, wenn ein manueller Startschalter betätigt wird.

Description

Diese Anmeldung bezieht sich auf die am 10. Oktober 2008 eingereichte japanische Patentanmeldung Nr. 2008-264516 , auf deren Offenbarung hiermit vollinhaltlich Bezug genommen wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine an einem Fahrzeug befestigte Vorrichtung zum Starten eines am Fahrzeug befestigten Motors.
In den letzten Jahren ist ein so genanntes Leerlaufstoppsystem entwickelt und zur praktischen Anwendung geführt worden, das einen Motor eines Fahrzeugs automatisch stoppt, wenn es nicht erforderlich ist, dass der Motor läuft, wie beispielsweise dann, wenn das Fahrzeug an einer roten Ampel stoppt, und den Motor automatisch neu startet, wenn es erforderlich ist, dass der Motor läuft. Auf diese Weise sollen der Kraftstoffverbrauch und der Abgasausstoß verringert werden.
Bei einem Fahrzeug, das solch ein Leerlaufstoppsystem aufweist, ist es unbedingt erforderlich, dass der Anlasser des Fahrzeugs ausreichend leise und beständig ist, da der Motor des Anlassers in kurzen Abständen gestoppt und neu gestartet wird. Um dieser Anforderung gerecht zu werden, schlägt die JP 2001-317439 oder die JP 11-30139 ein Verfahren vor, bei dem ein Ritzeleingriffssteuermagnet, der arbeitet, um ein Ritzel des Anlassers in Eingriff mit einem Hohlrad des Motors zu bringen, dazu ausgelegt ist, individuell von einer ECU (elektronische Steuereinheit) gesteuert zu werden, und das Ritzel in Eingriff mit dem Hohlrad gebracht wird, während der Motor gestoppt ist, um einen Stoß zum Zeitpunkt des Eingriffs zu verringern.
Bei diesem Verfahren können ein Magnetrelais zum Bereiben des Ritzeleingriffssteuermagneten und ein Motorrelais zum Betreiben eines Anlassermotors von der ECU individuell gesteuert werden. Während eines Leerlaufstopps versorgt die ECU das Magnetrelais derart mit Strom, dass der Ritzeleingriffssteuermagnet arbeitet, um das Ritzel in Eingriff mit dem Hohlrad zu bringen. Anschließend versorgt die ECU dann, wenn Motorstartbedingungen erfüllt sind, das Motorrelais mit Strom, um den Anlassermotor zu betreiben, um den Motor neu zu starten. Gemäß diesem Verfahren kann der Anlasser ruhiger und beständiger ausgelegt werden, da die Zeitpunkte zur Ansteuerung der Relais des Anlassers von der ECU individuell und genau gesteuert werden können.
Währenddessen fällt die Spannung einer Fahrzeugbatterie dann, wenn der Anlassermotor gestartet wird, ab, da ein hoher Strom durch den Anlassermotor fließt, da der Anlassermotor ein hohes Drehmoment erzeugen muss, um die Kurbelwelle des Motors zu drehen.
Für gewöhnlich ist das Motorenöl des Motors dann, wenn der Motor nach einem Leerlaufstopp neu gestartet wird, warm genug, da der Motor unmittelbar vor dem Leerlaufstopp gelaufen ist. Folglich fällt die Batteriespannung nicht so sehr ab, da die Energie, welche der Anlassermotor benötigt, um den Motor neu zu starten, verhältnismäßig gering ist. Gewöhnlich fällt die Batteriespannung von 12 V nicht unter 6 V ab.
Wenn der Motor jedoch nicht nach einem Leerlaufstopp gestartet wird, sondern nachdem das Fahrzeug geparkt wurde (nachstehend als „normaler Motorstart” bezeichnet), muss der Anlassermotor, da das Motorenöl des Motors kalt ist, ein größeres Drehmoment erzeugen, um den Motor anzutreiben, als wenn das Motorenöl warm ist. Folglich kann es in diesem Fall passieren, dass die Batteriespannung beispielsweise auf 3,5 V abfällt.
Für gewöhnlich weist die ECU eine Energieversorgungsschaltung auf, die eine Steuernutzspannung mit einem konstanten Pegel (beispielsweise 5 V) aus der Batteriespannung erzeugt. Ein Mikrocomputer, der in der ECU enthalten ist, um verschiedene Steuerungen des Leerlaufstoppsystems auszuführen, die Steuerungen des Ritzeleingriffssteuermagneten und des Anlassermotors umfassen, arbeitet mit dieser Steuernutzspannung.
Die Energieversorgungsschaltung kann die Steuernutzspannung von 5 V in stabiler Weise erzeugen, sofern die Batteriespannung von 12 V nicht unter einen unteren Grenzwert ihres garantierten Betriebsspannungsbereichs (beispielsweise 6 V) fällt.
Wenn die Batteriespannung jedoch unter den unteren Grenzwert fällt, fällt die von der Energieversorgungsschaltung erzeugte Steuernutzspannung unter 5 V. Wenn die Batteriespannung beispielsweise auf einen Wert von kleiner oder gleich 4,5 V abfällt, wird die von der Energieversorgungsschaltung erzeugte Steuernutzspannung auf einen Wert von kleiner oder gleich 3,9 V verringert.
Folglich ist der Mikrocomputer dazu ausgelegt, zurückgesetzt zu werden, wenn die Batteriespannung einen geringen Spannungswert (beispielsweise 4,5 V) annimmt und die Steuernutzspannung folglich unter eine vorbestimmte Spannung (beispielsweise 3,9 V) fällt, um zu verhindern, dass eine Fehlfunktion bedingt durch das Abfallen der Steuernutzspannung auftritt.
Folglich besteht das Risiko, dass die Steuernutzspannung dann, wenn die Batteriespannung während eines normalen Motorstartvorgangs übermäßig abfällt, übermäßig verringert wird, so dass bewirkt wird, dass der Mikrocomputer zurückgesetzt wird und sämtliche Relais des Anlassers nicht mehr steuerbar sind. Die in den obigen Patentdokumenten offenbarten Verfahren, bei denen der in der ECU enthaltene Mikrocomputer das Magnetrelais und das Motorrelais individuell steuert, weisen gemäß obiger Beschreibung das Risiko auf, dass der Mikrocomputer zurückgesetzt wird, so dass bewirkt wird, dass er diese Relais nicht mehr steuern kann und folglich außerstande ist, den Motor zu starten, wenn die Batteriespannung während des normalen Motorstartvorgangs übermäßig abfällt.
Als Maßnahme, die verhindern soll, dass der Mikrocomputer zurückgesetzt wird, wenn die Batteriespannung übermäßig abfällt, so dass bewirkt wird, dass die Steuernutzspannung übermäßig verringert wird, ist bekannt, eine Spannungshochsetzschaltung zum Verstärken der Batteriespannung in der ECU vorzusehen. Die Bereitstellung einer solchen Spannungshochsetzschaltung führt jedoch zu einer Erhöhung der Fertigungskosten.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Motorstartvorrichtung bereit, die mit einer Batteriespannung arbeitet, wenn die Batteriespannung über einer vorbestimmten Spannung liegt, um ein Starten eines Motors eines Fahrzeugs zu steuern, wobei die Motor startvorrichtung aufweist: einen Relaissteuerabschnitt, der dazu ausgelegt ist, ein Ansteuersignal einzeln an ein erstes und ein zweites Relais eines Anlassers des Fahrzeugmotors zu geben, um das erste und das zweite Relais anzusteuern, wenn vorbestimmte Motorstartbedingungen erfüllt sind, wobei der Anlasser dazu ausgelegt ist, zu arbeiten, wenn das erste und das zweite Relais angesteuert werden; und einen Zwischenrelaisschalter, der dazu ausgelegt ist, eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Relais herzustellen, wenn das erste Relais mit der Batteriespannung versorgt wird, wobei das zweite Relais mit der Batteriespannung versorgt wird, wenn die elektrische Verbindung hergestellt ist, wobei das erste Relais dazu ausgelegt ist, mit der Batteriespannung versorgt zu werden, wenn ein manueller Startschalter betätigt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit geringen Kosten verbunden eine Motorstartvorrichtung bereitgestellt, die dazu ausgelegt ist, einen Fahrzeugmotor selbst dann zu starten, wenn dessen Steuermittel, wie beispielsweise ein Mikrocomputer, der mit einer von einer Fahrzeugbatterie gelieferten Batteriespannung arbeitet, bedingt durch einen Abfall der Batteriespannung außerstande gesetzt wird, zu arbeiten.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gemacht wurde, näher ersichtlich sein. In der Zeichnung zeigt:
1 ein schematisches Blockdiagramm des Aufbaus einer Motorstartvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Abbildung des detaillierten Schaltungsaufbaus der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung eines normalen Motorstartvorgangs, der von der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;
4 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung eines Motorneustartvorgangs auf einen Leerlaufstopp folgend, der von der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;
5 ein schematisches Blockdiagramm des Aufbaus einer Motorstartvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 ein schematisches Blockdiagramm des Aufbaus einer Motorstartvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
7 ein schematisches Blockdiagramm des Aufbaus einer Modifikation der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
(Erste Ausführungsform)
1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm des Aufbaus einer Motorstartvorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Motorstartvorrichtung 10, die an einem Fahrzeug befestigt ist, um ein Starten eines Fahrzeugmotors zu steuern, weist eine Batterie 1, einen Anlasser 9, der mit elektrischer Energie arbeitet, die von der Batterie 1 geliefert wird, und eine ECU 11 zur Steuerung des Betriebs des Anlassers 9 auf.
Die Batterie 1 ist am Fahrzeug befestigt, um verschiedene Komponenten im Fahrzeug, einschließlich des Anlassers 9 und der ECU 11, mit elektrischer Energie zu versorgen. Bei dieser Ausführungsform liegt die Nennanschlussspannung der Batterie 1 (nachstehend als die Batteriespannung VB bezeichnet) bei 12 V.
Der Anlasser 9 weist ein Ritzel 101, einen Ritzeleingriffssteuermagneten 5, ein Magnetrelais 4, einen Anlassermotor 8, ein erstes Motorrelais 7 und ein zweites Motorrelais 6 auf. Das Ritzel 101 ist dazu ausgelegt, in ein Hohlrad 102 einzugreifen, das im Außenumfang eines Schwungrads gebildet ist, das an einem Ende einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) des Motors angeordnet ist, um das Hohlrad 102 und folglich die Kurbelwelle anzutreiben. Der Ritzeleingriffssteuermagnet 5 arbeitet mit der Batteriespannung VB, um das Ritzel 101 linear zu bewegen, um so den Eingriff zwischen dem Ritzel 101 und dem Hohlrad 102 zu steuern. Das Magnetrelais 4 legt die Batteriespannung VB an den Ritzeleingriffssteuermagneten 5, wenn es eingeschaltet wird. Der Anlassermotor 8 steuert das Ritzel 101 an, um dieses zu drehen, wenn er mit der Batteriespannung VB versorgt wird.
Das erste Motorrelais 7 legt die Batteriespannung VB an den Anlassermotor 8, wenn es eingeschaltet wird. Das zweite Motorrelais 6 steuert das erste Motorrelais 7 an (schaltet das erste Motorrelais 7 ein), wenn es eingeschaltet wird.
Das Magnetrelais 4 weist eine Relaisspule L1 und einen Relaiskontakt J1 auf. Ein Ende der Relaisspule L1 ist an einem Ende des Magnetrelais 4 auf Masse gelegt. Das andere Ende (nachstehend als „Eingangsseitenende” bezeichnet) der Relaisspule L1 ist mit einem Magnetrelaisansteueranschluss 12 der ECU 11 und über einen neutralen Schalter 3 und einen Schlüsselschalter 2 (werden nachstehend noch beschrieben) ebenso mit dem positiven Anschluss der Batterie 1 verbunden. Der Relaiskontakt J1 ist ein Normally-On-Kontakt (Relais, das in seiner Normalstellung geschlossen ist), gleich den nachstehend noch beschriebenen Relaiskontakten J2 und J3, die geschlossen sind, wenn die Relaisspule L1 mit Strom versorgt wird. Ein Ende des Relaiskontakts J1 ist mit dem positiven Anschluss der Batterie 1 verbunden, und das andere Ende des Relaiskontakts J1 ist mit dem Ritzeleingriffssteuermagneten 5 verbunden.
Das erste Motorrelais 7 weist eine Relaisspule L3 und einen Relaiskontakt J3 auf. Ein Ende der Relaisspule L3 ist auf Masse gelegt, und das andere Ende (Eingangsseitenende) der Relaisspule L3 ist mit einem Ende des Relaiskontakts J2 des zweiten Motorrelais 6 verbunden. Ein Ende des Relaiskontakts J3 ist mit dem positiven Anschluss der Batterie 1 verbunden, und das andere Ende des Relaiskontakts J3 ist mit dem Anlassermotor 8 verbunden.
Das zweite Motorrelais 6 weist eine Relaisspule L2 und den Relaiskontakt J2 auf. Ein Ende der Relaisspule L2 ist auf Masse gelegt, und das andere Ende (Eingangsseitenende) der Relaisspule L2 ist mit einem Motorrelaisansteueranschluss 13 verbunden. Das eine Ende des Relaiskontakts J2 ist mit der Eingangsseite des ersten Motorrelais 7 verbunden, und das andere Ende des Relaiskontakts J2 ist mit dem positiven Anschluss der Batterie 1 verbunden.
Der Grund dafür, warum der Anlassermotor 8 über die zwei Relais, d. h. das erste Motorrelais 7 und das zweite Motorrelais 6, angesteuert wird, liegt darin, dass der Arbeitsstrom des Anlassermotors 8 sehr hoch ist.
Bei dieser Ausführungsform weist der Arbeitsstrom des Anlassermotors 8 eine Größenordnung von einigen hindert Ampere auf. Um ein Relais anzusteuern, dessen Relaiskontakt solch einen hohen Stromfluss ermöglicht, ist es erforderlich, einen Strom der Größenordnung von einigen Ampere (beispielsweise 5 bis 6 A) zur Relaisspule des Relais zu führen. Die ECU 11 ist jedoch nicht in der Lage, einen Strom in der Größenordnung von einigen Ampere direkt zur Relaisspule zu führen.
Folglich ist das direkt mit dem Anlassermotor 8 verbundene erste Motorrelais 7 bei dieser Ausführungsform mit dem zweiten Motorrelais 6 verbunden, so dass der Anlassermotor 8 über das erste Motorrelais 7 angesteuert werden kann, indem das zweite Motorrelais 6 von der ECU 11 angesteuert wird. Das zweite Motorrelais 6 dient dazu, einen Strom mit der Größenordnung von einigen Ampere zur Relaisspule L3 des ersten Motorrelais 7 zu führen. Der Wert eines Stroms, der erforderlich ist, um den Relaiskontakt J2 des zweites Motorrelais 6 zu schließen, kann einen geringen Wert von einigen hundert Milliampere aufweisen. Folglich kann das zweite Motorrelais 6 direkt von der ECU 11 angesteuert werden.
Sollte jedoch ein Relais verfügbar sein, das einen hohen Strom von einigen hundert Ampere in Übereinstimmung mit einem Signal von der ECU 11 ein- und ausschalten kann, kann dieses anstelle des ersten und des zweites Motorrelais 6 und 7 verwendet werden. Folglich werden das erste und das zweite Motorrelais 6 und 7 nachstehend gegebenenfalls kollektiv als Motorrelais 70 bezeichnet.
Die ECU 11 ist eine elektronische Steuereinheit, die verschiedene Steuerungen ausführt, um im Wesentlichen eine Leerlaufstoppfunktion zu realisieren, um den Motor zeitweise zu stoppen, wenn vorbestimmte Motorstoppbedingungen erfüllt sind, und den Motor anschließend neu zu starten, wenn vorbestimmte Motorstartbedingungen erfüllt sind. Die ECU 11 weist einen Energieversorgungs-IC 19, einen Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16, eine Magnetrelaisansteuerschaltung 17 und eine Motorrelaisansteuerschaltung 18 auf. Der Energieversorgungs-IC erzeugt eine Steuernutzspannung Vcc (5 V bei dieser Ausführungsform) aus der Batteriespannung VB. Der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 steuert alle Vorgänge, die von der ECU 11 ausgeführt werden. Die Magnetrelaisansteuerschaltung 17 gibt ein Ansteuersignal in Übereinstimmung mit einem vom Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 empfangenen Steuerbefehl vom Magnetrelaisansteueranschluss 12 an das Magnetrelais 4. Die Motorrelaisansteuerschaltung 18 gibt ein Ansteuersignal in Übereinstimmung mit einem vom Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 empfangenen Steuerbefehl vom Motorrelaisansteueranschluss 13 an das Motorrelais 70 (das zweite Motorrelais 6).
Der Energieversorgungs-IC 19 erzeugt die Steuernutzspannung von 5 V aus der Batteriespannung VB, solang die Batteriespannung VB größer oder gleich ihrer garantierten unteren Grenzwertbetriebsspannung (6 V bei dieser Ausführungsform) ist. Demgegenüber verringert sich die vom Energieversorgungs-IC 19 erzeugte Steuernutzspannung Vcc dann, wenn die Batteriespannung VB unter die garantierte untere Grenzwertbetriebsspannung fällt, von 5 V mit der Verringerung der Batteriespannung VB. Der Energieversorgungs-IC 19 ist in der Lage, eine Spannung zu erzeugen, die als die Steuernutzspannung Vcc nutzbar ist, bis sich die Batteriespannung VB auf einen Wert unterhalb von 4 V verringert. Es ist jedoch erforderlich, dass die Batteriespannung VB größer oder gleich 6 V ist, damit der Energieversorgungs-IC 19 die Steuernutzspannung von 5 V erzeugen kann.
Die an die ECU 11 gegebene Batteriespannung VB wird nicht nur an den Energieversorgungs-IC 19 gelegt, sondern ebenso an andere Schaltungskomponenten in der ECU 11, die mit der Batteriespannung VB arbeiten. Die ECU 11 wird, wie nachstehend noch beschrieben wird, ebenso durch den Schlüsselschalter 2 und den neutralen Schalter 3 über den Magnetrelaisansteueranschluss 12 mit der Batteriespannung VB versorgt. Nachstehend wird die von der Batterie 1 direkt an die ECU 11 gegebene Batteriespannung VB gegebenenfalls als „die Batteriespannung VB als Energiequelle” und die über den Schlüsselschalter 2 und den neutralen Schalter 3 an die ECU 11 gegebe ne Batteriespannung VB gegebenenfalls als „die Batteriespannung VB als Eingangssignal” bezeichnet.
Der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 arbeitet mit der vom Energieversorgungs-IC 19 erzeugten Steuernutzspannung Vcc und ist dazu ausgelegt, zurückgesetzt zu werden, wenn die Steuernutzspannung Vcc auf einen Wert von kleiner oder gleich einer vorbestimmten Rücksetzspannung fällt (3,9 V bei dieser Ausführungsform). Wenn die Batteriespannung VB unter 6 V fällt, verringert sich, wie vorstehend beschrieben, die vom Energieversorgungs-IC 19 erzeugte Steuernutzspannung Vcc, und wenn die Batteriespannung VB unter 4,5 V fällt, nimmt die vom Energieversorgungs-IC 19 erzeugte Steuernutzspannung Vcc einen Wert von 3,9 V an. Dies führt dazu, dass der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 zurückgesetzt wird. Der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 arbeitet, wie vorstehend beschrieben, normal, wenn die bereitgestellte Batteriespannung VB über 4,5 V liegt (d. h. wenn die Steuernutzspannung Vcc über 3,9 V liegt).
Der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 steuert das Magnetrelais 4 und das Motorrelais 70 jeweils über die Magnetrelaisansteuerschaltung 17 und die Motorrelaisansteuerschaltung 18 an, um zu bewirken, dass der Anlasser 9 arbeitet.
Es sollte jedoch beachtet werden, dass der Anlasser 9 nur dann vom Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 angesteuert wird, wenn der Motor neu gestartet wird, nachdem er zeitweise durch die Leerlaufstoppfunktion gestoppt wurde, so dass der Anlasser 9 folglich nicht vom Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 angesteuert wird, wenn der Motor durch den normalen Motorstartvorgang gestartet wird.
Nachstehend wird die durch den Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 realisierte Leerlaufstoppfunktion schematisch beschrieben.
Der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 beurteilt, ob vorbestimmte Motorstoppbedingungen erfüllt worden sind, nachdem der Motor durch den Anlasser 9 gestartet worden ist, der in Übereinstimmung mit dem normalen Motorstartvorgang angesteuert wurde, oder nicht. Die Motorstoppzustände beinhalten beispielsweise, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 beträgt, dass sich der Gang eines nicht gezeigten Getriebes des Fahrzeugs in einem vorbestimmten Bereich (beispielsweise im neutralen Bereich im Falle eines manuellen Getriebes und im neutralen oder Parkbereich im Falle eines Automatikgetriebes) befindet, und dass die Bremse betätigt wird.
Wenn beurteilt wird, dass die Motorstoppbedingungen erfüllt worden sind, führt der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 einen vorbestimmten Vorgang aus, um den Motor zeitweise zu stoppen.
Anschließend beurteilt der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16, ob vorbestimmte Motorneustartbedingungen zum Neustarten des Motors erfüllt worden sind oder nicht. Die Motorneustartbedingungen beinhalten beispielsweise, dass die Bremse gelöst worden ist, dass im Falle eines manuellen Getriebes auf die Kupplung getreten worden ist, und dass im Falle eines Automatikgetriebes der Gang des Getriebes in den Fahrbereich geschaltet worden ist.
Wenn beurteilt wird, dass die Motorneustartbedingungen erfüllt worden sind, gibt der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 den Steuerbefehl an die Magnetrelaisansteuerschaltung 17, um zu bewirken, dass die Magnetrelaisansteuerschaltung 17 das Ansteuersignal ausgibt.
Die Magnetrelaisansteuerschaltung 17 legt die an die ECU 11 gegebene Batteriespannung VB im Ansprechen auf den vom Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 empfangenen Steuerbefehl als das Ansteuersignal an den Magnetrelaisansteueranschluss 12. Die Magnetrelaisansteuerschaltung 17 kann aus einem Umschaltungsschaltkreis aufgebaut sein, der dazu ausgelegt ist, dann, wenn er den Steuerbefehl empfängt, einzuschalten, um das Ansteuersignal (Batteriespannung VB) auszugeben.
Das von der Magnetrelaisansteuerschaltung 17 ausgegebene Ansteuersignal wird über den Magnetrelaisansteueranschluss 12 an das Magnetrelais 4 gegeben. Kurz gesagt, die Batteriespannung VB wird an die Relaisspule L1 des Magnetrelais 4 gelegt, um das Magnetrelais 4 einzuschalten. Dies führt dazu, dass der Ritzeleingriffssteuermagnet 5 mit der Batteriespannung VB versorgt wird, und folglich das Ritzel 101 bewegt wird, um in das Hohlrad 102 einzugreifen. Zu diesem Zeitpunkt kann es übrigens passieren, dass das Ritzel 101 nicht unmittelbar in das Hohlrad 102 eingreift, sondern an die Endoberfläche des Hohlrads 102 stößt, in Abhängigkeit der Position der Zähne des Ritzels 101 und des Hohlrads 102.
Der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 steuert, wie vorstehend beschrieben, zunächst das Magnetrelais 4 über die Magnetrelaisansteuerschaltung 17 an und gibt anschließend den Steuerbefehl an die Motorrelaisansteuerschaltung 18, um zu bewirken, dass die Motorrelaisansteuerschaltung 18 das Ansteuersignal ausgibt. Gleich der Magnetrelaisansteuerschaltung 17 legt die Motorrelaisansteuerschaltung 18 die Batteriespannung VB im Ansprechen auf den vom Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 empfangenen Steuerbefehl als das Ansteuersignal an den Motorrelaisansteueranschluss 13.
Das von der Motorrelaisansteuerschaltung 18 ausgegebene Ansteuersignal wird über den Motorrelaisansteueranschluss 13 an das Motorrelais 70 gegeben, um das Motorrelais 70 anzusteuern. Genauer gesagt, wenn das Ansteuersignal (Batteriespannung VB) an die Relaisspule L2 des zweiten Motorrelais 6 gegeben wird, wird das zweite Motorrelais 6 eingeschaltet, um so das erste Motorrelais 7 anzusteuern.
Dies führt dazu, dass die Batteriespannung VB an den Anlassermotor 8 gelegt wird und der Anlassermotor 8 zu rotieren beginnt. Das Drehmoment des Anlassermotors 8 wird über das Ritzel 101 und das Hohlrad 102 auf die Kurbelwelle des Motors übertragen, um den Motor zu starten.
Ein Neustarten des Motors nach einem Leerlaufstopp des Motors durch die Leerlaufstoppfunktion des Eco-Run-Steuerungsmikrocomputers 16 wird, wie vorstehend beschrieben, ausgeführt, indem das Magnetrelais 4 und das Motorrelais 70 des Anlasser 9 individuell vom Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 angesteuert werden.
Vorstehend wurde die Ansteuerung des Anlassers 9 in Übereinstimmung mit der Leerlaufstoppfunktion des Eco-Run-Steuerungsmikrocomputers 16 beschrieben. Wenn der Fahrer bzw. Benutzer des Fahrzeugs den Motor jedoch normal startet, wird der An lasser 9 nicht vom Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 gesteuert. Stattdessen wird der nachstehend beschriebene Motorstartvorgang ausgeführt.
Die Motorstartvorrichtung 10 dieser Ausführungsform weist einen kennzeichnenden Aufbau auf, gemäß dem ein Neustarten des Motors nach einem Leerlaufstopp des Motors durch die Leerlaufstoppfunktion des Eco-Run-Steuermikrocomputers 16 ausgeführt wird, indem das Magnetrelais 4 und das Motorrelais 70 des Anlassers 9 vom Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 individuell angesteuert werden, während ein normaler Motorstart demgegenüber von anderen Schaltungskomponenten, einschließlich eines Umschaltungsschaltkreises 25 als eine Hauptkomponente, ausgeführt wird.
Die ECU 11 weist zu diesem Zweck, außer dem Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16, den Ansteuerschaltungen 17 und 18 und dergleichen, die vorstehend beschrieben wurden, den Umschaltungsschaltkreis 25, eine Verzögerungsschaltung 21 und eine Verriegelungsschaltung 23 auf. Diese Schaltungen, die dazu ausgelegt sind, einen normalen Motorstartvorgang auszuführen, können normal arbeiten, wenn die als Energieversorgungsspannung gelieferte Batteriespannung VB über einer vorbestimmten Spannung (beispielsweise 3 V) liegt. D. h., der Umschaltungsschaltkreis 25, die Verzögerungsschaltung 21 und die Verriegelungsschaltung 23 arbeiten nicht mit der Steuernutzspannung Vcc und werden nicht vom Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 gesteuert. Zum Zeitpunkt einer Ausführung der Leerlaufstoppfunktion gibt der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 jedoch ausnahmsweise ein Schaltkreisstoppsignal an die Verriegelungsschaltung 23, um den Betrieb der Verriegelungsschaltung 23 zu stoppen.
Folglich können selbst dann, wenn die Batteriespannung VB unter 4,5 V abfällt und die Steuernutzspannung Vcc folglich unter 3,9 V abfällt, so dass der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 während des normalen Motorstartvorgangs zurückgesetzt wird, wenigstens die Verriegelungsschaltung 23 und der Umschaltungsschaltkreis 25 normal arbeiten, solange die Batteriespannung VB größer oder gleich 3 V ist. Die Verzögerungsschaltung 21 weist einen universeller Komparator 22 (siehe 2) auf, der mit der als Energieversorgungsspannung angelegten Batteriespannung VB arbeitet. Folglich wird der Betrieb des Komparators 22 dann, wenn die Batteriespannung VB auf einen Wert um 3 V abfällt, instabil, was dazu führt, dass die Verzögerungsschaltung 21 gegebenenfalls fehlerhaft arbeitet. Bei dieser Ausführungsform ist jedoch die Verriegelungsschaltung 23 vorgesehen, um zu verhindern, dass eine Fehlfunktion der Verzögerungsschaltung 21 andere Komponenten während des normalen Motorstartvorgangs nachteilig beeinflusst.
Die Motorstartvorrichtung 10 dieser Ausführungsform weist ferner den Schlüsselschalter 2, der eingeschaltet wird, indem er vom Fahrer des Fahrzeugs in einen Schließzylinder eingeführt und auf eine Startposition gedreht wird, und den neutralen Schalter 3 auf, der dazu ausgelegt ist, eingeschaltet zu werden, wenn sich der Gang des Getriebes im neutralen Bereich oder im Parkbereich befindet. Das Magnetrelais 4 wird über diese Schalter an seiner Eingangsseite mit der Batteriespannung VB versorgt.
Der Schlüsselschalter 2 ist an seinem einen Ende mit dem positiven Anschluss der Batterie 1 und an seinem anderen Ende mit einem Ende des neutralen Schalters 3 verbunden. Das andere Ende des neutralen Schalters 3 ist mit der Eingangsseite des Magnetrelais 4 verbunden und dem Magnetrelaisansteueranschluss 12 der ECU 11.
Der detaillierte Schaltungsaufbau des Schalters 25, der Verzögerungsschaltung 21 und der Verriegelungsschaltung 23 wird nachstehend noch beschrieben.
Wenn der Schlüsselschalter 2 vom Fahrer eingeschaltet wird, während der neutrale Schalter 3 eingeschaltet ist, wird die Batteriespannung VB über den Schlüsselschalter 2 und den neutralen Schalter 3 an das Magnetrelais 4 gelegt, so dass das Magnetrelais 4 angesteuert (eingeschaltet) wird.
Die über den Schlüsselschalter 2 und den neutralen Schalter 3 an das Magnetrelais 4 gelegte Batteriespannung VB wird über den Magnetrelaisansteueranschluss 12 ebenso an die ECU 11 gelegt, um an den Umschaltungsschaltkreis 25, die Verzögerungsschaltung 21 und die Verriegelungsschaltung 23 gelegt zu werden. Hierbei wird die über den Schlüsselschalter 2 und den neutralen Schalter 3 an die ECU 11 gelegte Batteriespannung VB nicht als Energieversorgungsspannung, sondern als Eingangssignale an die Schaltungen 21, 23 und 25 gelegt. Dies führt dazu, dass die Verzögerungsschaltung 21 und die Verriegelungsschaltung 23 beginnen, zu arbeiten, und dass der Umschaltungsschaltkreis 25 eingeschaltet wird, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Magnetrelaisansteueranschluss 12 und dem Motorrelaisansteueranschluss 13 herzustellen.
Der Umschaltungsschaltkreis 25 ist zwischen den Relais 4 und 70 vorgesehen, um eine elektrische Verbindung zwischen der Eingangsseite des Magnetrelais 4 (dem anderen Ende der Relaisspule L1) und der Eingangsseite des Motorrelais 70 (dem anderen Ende der Relaisspule L2 des zweiten Motorrelais 6) herzustellen.
Wenn die über den Schlüsselschalter 2 und den neutralen Schalter 3 an das Magnetrelais 4 gelegte Batteriespannung VB über den Magnetrelaisansteueranschluss 12 ebenso an den Umschaltungsschaltkreis 25, die Verzögerungsschaltung 21 und die Verriegelungsschaltung 23 gelegt wird, schaltet der Umschaltungsschaltkreis 25 nach Verstreichen einer bestimmten Zeitspanne durch die Betriebe der Verzögerungsschaltung 21 und der Verriegelungsschaltung 23 ein. Wenn der Umschaltungsschaltkreis 25 einschaltet, um eine elektrische Verbindung zwischen den Relais 4 und 70 herzustellen (zwischen dem Magnetrelaisansteueranschluss 12 und dem Motorrelaisansteueranschluss 13), wird die Batteriespannung VB über den Magnetrelaisansteueranschluss 12, den Umschaltungsschaltkreis 25 und den Motorrelaisansteueranschluss 13 ebenso an das Motorrelais 70 gelegt, um so das Motorrelais 70 anzusteuern.
Die Motorstartvorrichtung 1 dieser Ausführungsform weist, wie vorstehend beschrieben, den Umschaltungsschaltkreis 25, die Verzögerungsschaltung 21 und die Verriegelungsschaltung 23 in der ECU 11 auf und ist dazu ausgelegt, den Umschaltungsschaltkreis 25 einzuschalten, um eine elektrische Verbindung zwischen den Relais 4 und 70 herzustellen, um so die an das Magnetrelais 4 gelegte Batteriespannung VB über den Umschaltungsschaltkreis 25 an das Motorrelais 70 zu legen, um den Anlasse 9 anzusteuern, um den Motor normal zu starten.
Nachdem der Motor durch Einschalten des Umschaltungsschaltkreises 25 durch den normalen Motorstartvorgang gestartet wurde, wird dann, wenn der Schlüsselschalter 2 vom Fahrer ausgeschaltet oder der neutrale Schalter 3 ausgeschaltet wird, das Anlegen der Batteriespannung VB an die Relais 4 und 70 unterbrochen, um die Relais 4 und 70 auszuschalten.
Wenn der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 die Leerlauffunktion ausführt, um den Motor neu zu starten, gibt der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16, wie vorstehend beschrieben, das Schaltkreisstoppsignal an die Verriegelungsschaltung 23, um den Umschaltungsschaltkreis 25 gezielt auszuschalten.
Der Grund hierfür liegt darin, dass es, da in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Verzögerungsschaltung 21 und der Verriegelungsschaltung 23 ein Fall auftreten kann, bei welchem der Umschaltungsschaltkreis 25 nicht schnell ausgeschaltet und im Ein-Zustand gehalten wird, nachdem der Motor normal gestartet wurde, erforderlich ist, den Umschaltungsschaltkreis 25 definitiv auszuschalten, damit der Motor nach einem Leerlaufstopp ohne Fehler neu gestartet werden kann.
Nachstehend werden die Strukturen und Vorgänge des Umschaltungsschaltkreises 25, der Verzögerungsschaltung 21 und der Verriegelungsschaltung 23 in der ECU 11 unter Bezugnahme auf die 2 näher beschrieben.
Die Verzögerungsschaltung 21 weist, wie in 2 gezeigt, einen Integrator, der aus einem Widerstand R1 und einem Kondensator C aufgebaut ist, eine Referenzspannungserzeugungsschaltung, die eine Referenzspannung erzeugt, indem sie die Batteriespannung VB mit Hilfe von Spannungsteilerwiderständen R2 und R3 teilt, und den Komparator 22 auf. Der Ausgang des Integrators wird an den negativen Eingangsanschluss des Komparators 22 gegeben, und die Referenzspannung wird an den positiven Eingangsanschluss des Komparators 22 gegeben. Der Komparator 22, der mit der Batteriespannung VB als Energieversorgungsspannung arbeitet, weist eine Hysteresekennlinie auf. Der bei dieser Ausführungsform verwendete Komparator 22 ist ein universeller Komparator, bei dem nicht vollständig sichergestellt ist, dass er herunter bis zum minimalen Wert der Batteriespannung VB, die während des normalen Motorstartvorgangs als 3,5 V angenommen wird, normal arbeitet. Folglich arbeitet der Komparator 22 während des normalen Startvorgangs gegebenenfalls fehlerhaft, wenn die Batteriespannung VB auf einen Wert um 3,5 V abfällt. Da jedoch die Verriegelungsschaltung 23 vorgesehen ist, kann verhindert werden, dass eine Fehlfunktion des Komparators 22 andere Komponenten nachteilig beeinflusst.
Wenn die Batteriespannung VB als Eingangssignal über den Magnetrelaisansteueranschluss 12 an die Verzögerungsschaltung 21 gegeben wird, steigt die Ausgangsspannung des Integrators (oder die an den negativen Eingangsanschluss des Komparators 22 gelegte Spannung) graduell bis zur Batteriespannung VB. Die Steigung dieser Zunahme hängt von der Zeitkonstante des Integrators ab, die durch den Widerstandswert des Widerstands R1 und die Kapazität des Kondensators C bestimmt wird.
Wenn die Ausgangsspannung des Integrators 0 V beträgt, weist der Ausgang des Komparators 22 den hohen Pegel auf, und wenn die Ausgangsspannung des Integrators nach Verstreichen einer vorbestimmten Verzögerungszeit die Referenzspannung überschreitet, wechselt der Ausgang des Komparators 22 auf den niedrigen Pegel.
Die Verriegelungsschaltung 23 dient dazu, den Ausgang der Verzögerungsschaltung 21 zu verriegeln bzw. zwischenzuspeichern, wenn der Pegel des Ausgangs der Verzögerungsschaltung 21 vom hohen Pegel zum niedrigen Pegel wechselt.
Die Verriegelungsschaltung 23 weist einen Widerstand R6, einen ersten Verriegelungstransistor T5, einen Widerstand R5 und einen zweiten Verriegelungstransistor T4 auf. Der Widerstand R6 ist an seinem einen Ende mit dem Ausgangsanschluss der Verriegelungsschaltung 23 verbunden und wird an seinem anderen Ende mit der Batteriespannung VB versorgt. Der erste Verriegelungstransistor T5 ist an seiner Basis mit dem Ausgangsanschluss der Verzögerungsschaltung 21 (oder dem Ausgangsanschluss des Komparators 22) verbunden, an seinem Emitter mit der Masseleitung verbunden und an seinem Kollektor mit dem Ausgangsanschluss der Verriegelungsschaltung 23 (oder dem einen Ende des Widerstands R6) verbunden. Der Widerstand R5 ist an seinem einen Ende mit dem Ausgangsanschluss der Verzögerungsschaltung 21 verbunden und wird an seinem anderen Ende mit der Batteriespannung VB versorgt. Der zweite Verriegelungstransistor T4 ist an seiner Basis über einen Widerstand R17 mit dem Ausgangsanschluss 23 der Verriegelungsschaltung 23 verbunden, an seinem Emitter mit der Masseleitung verbunden und an seinem Kollektor mit dem Ausgangsanschluss der Verzögerungsschaltung 21 verbunden.
Zwischen die Basis und den Emitter des ersten Verriegelungstransistors T5 ist ein Vorspannungswiderstand R20 geschaltet. Zwischen die Basis und den Emitter des zweiten Verriegelungstransistors T4 ist ein Vorspannungswiderstand R18 geschaltet. Die Transistoren T4 und T5 sind npn-Bipolartransistoren.
Der Umschaltungsschaltkreis 25 weist Schalttransistoren T6 und T7 auf. Der Schalttransistor T6 ist an seiner Basis über einen Widerstand R21 mit dem Ausgangsanschluss der Verriegelungsschaltung 23 verbunden, an seinem Emitter mit der Masseleitung verbunden und an seinem Kollektor über Widerstände R8 und R7 mit dem Magnetrelaisansteueranschluss 12 verbunden. Der Schalttransistor T7 ist an seiner Basis mit dem Knotenpunkt zwischen den Widerständen R7 und R8 verbunden, an seinem Emitter mit dem Magnetrelaisansteueranschluss 12 verbunden und an seinem Kollektor mit der Anode einer Diode D1 verbunden. Die Kathode der Diode D1 ist mit dem Motorrelaisansteueranschluss 13 verbunden.
Zwischen die Basis und den Emitter des Schalttransistors T6 ist ein Vorspannungswiderstand R22 geschaltet. Der Schalttransistor T6 ist ein npn-Bipolartransistor, und der Schalttransistor T7 ist ein pnp-Bipolartransistor.
Während das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 21 den hohen Pegel aufweist, d. h., während die Batteriespannung VB nicht über den Magnetrelaisansteueranschluss 12 an die ECU 11 gegeben wird, weist das an den Umschaltungsschaltkreis 25 ausgegebene Ausgangssignal der Verriegelungsschaltung 23 den niedrigen Pegel auf, da der erste Verriegelungstransistor T5 eingeschaltet ist (leitend geschaltet ist) und der zweite Verriegelungstransistor T4 ausgeschaltet ist (sperrt). Dies führt dazu, dass der Magnetrelaisansteueranschluss 12 und der Motorrelaisansteueranschluss 13 voneinander isoliert sind, da der Schalttransistor T6 ausgeschaltet ist, so dass der Schalttransistor T7 ausgeschaltet ist.
Demgegenüber wechselt das Ausgangssignal des Komparators 22 rechtzeitig vom hohen zum niedrigen Pegel, wenn der Schlüsselschalter 2 und der neutrale Schalter 3 beide eingeschaltet werden und folglich die Batteriespannung VB über den Magnetrelaisansteueranschluss 12 an die Verzögerungsschaltung 21 gelegt wird, da die Ausgangsspannung des Integrators der Verzögerungsschaltung 21 graduell zunimmt.
Dies führt dazu, dass der erste Verriegelungstransistor T5 der Verriegelungsschaltung 23 sperrt, so dass das Ausgangssignal der Verriegelungsschaltung 23 den hohen Pegel annimmt. Anschließend schalten die Schalttransistoren T6 und T7 ein, so dass zwischen dem Magnetrelaisansteueranschluss 12 und dem Motorrelaisansteueranschluss 13 eine elektrische Verbindung hergestellt wird, so dass das Magnetrelais 4 und das Motorrelais 70 elektrisch miteinander verbunden werden.
Dies führt dazu, dass das Motorrelais 70 angesteuert (eingeschaltet) wird, da die über den Schlüsselschalter 2 und den neutralen Schalter 3 an das Magnetrelais 4 gelegte Batteriespannung VB über den Schalttransistor T7, die Diode D1 und den Motorrelaisansteueranschluss 13 ebenso an das Motorrelais 70 gelegt wird.
Ferner wird die Basis des ersten Verriegelungstransistors T5 auf dem Massepegel gehalten, so dass der erste Verriegelungstransistor T5 im Aus-Zustand gehalten wird, da das Ausgangssignal der Verriegelungsschaltung 23 den hohen Pegel annimmt, so dass der zweite Verriegelungstransistor T4 der Verriegelungsschaltung 23 eingeschaltet wird.
Folglich wird selbst dann, wenn die Verzögerungsschaltung 21 fehlerhaft arbeitet, nachdem das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 21 zum niedrigen Pegel gewechselt ist, was bewirkt, dass deren Ausgangssignal zeitweise oder in Abständen zum hohen Pegel wechselt, das an den Umschaltungsschaltkreis 25 ausgegebene Ausgangssignal der Verriegelungsschaltung 23 durch die Verriegelungs- bzw. Zwischenspeicherungsaktion (Selbsthalteaktion) der Verriegelungsschaltung 23 auf dem hohen Pegel gehalten.
Diese Ausführungsform weist ferner einen Verriegelungsfreigabetransistor T2 in der Verriegelungsschaltung 23 auf, um einen schnelles Ausschalten des Schalttransistors T7 des Umschaltungsschaltkreises 25 zu ermöglichen, um so den Anlassermotor 8 schnell zu stoppen, wenn der Schlüsselschalter 2 ausgeschaltet wird, nachdem er eingeschaltet wurde, um den Anlasser 9 zu betreiben.
Der Verriegelungsfreigabetransistor T2 ist an seiner Basis mit einem Ende eines Widerstands R13 verbunden, wobei das andere Ende des Widerstands R13 mit dem Kollektor eines Eingangsfreigabetransistors T1 verbunden ist, an seinem Emitter mit der Masseleitung verbunden und an seinem Kollektor mit dem Ausgangsanschluss der Verriegelungsschaltung 23 verbunden. Der Eingangsfreigabetransistor T1 ist an seiner Basis über einen Widerstand R11 mit dem Magnetrelaisansteueranschluss 12 verbunden, an seinem Emitter mit der Masseleitung verbunden und an seinem Kollektor mit dem anderen Ende des Widerstands R13 und einem Ende eines Widerstands R4 verbunden, wobei das andere Ende des Widerstands R4 mit der Batteriespannung VB versorgt wird. Diese Transistoren T1 und T2 sind npn-Bipolartransistoren. Zwischen die Basis und den Emitter des Transistors T1 ist ein Vorspannungswiderstand R12 geschaltet. Zwischen die Basis und den Emitter des Transistors T2 ist ein Vorspannungswiderstand R14 geschaltet.
Wenn die Batteriespannung VB über den Schlüsselschalter 2 und den neutralen Schalter 3 an den Magnetrelaisansteueranschluss 12 gelegt wird, schaltet der Eingangsfreigabetransistor T1 ein und sperrt der Verriegelungsfreigabetransistor T2. Dies führt dazu, dass die Verzögerungsschaltung 21 und die Verriegelungsschaltung 23 auf die vorstehend beschriebene Weise arbeiten und folglich das Ausgangssignal der Verriegelungsschaltung 23 auf dem hohen Pegel gehalten wird, um den Umschaltungsschaltkreis 25 (oder den Schalttransistor T7) einzuschalten.
Anschließend, wenn der Schlüsselschalter 2 ausgeschaltet wird und folglich das Anlegen der Batteriespannung VB über den Schlüsselschalter 2 und den neutralen Schalter 3 gestoppt wird, sperrt der Eingangsfreigabetransistor T1 und schaltet der Verriegelungsfreigabetransistor T2 ein. Durch das Einschalten des Verriegelungsfreigabetransistors T2 wird der Umschaltungsschaltkreis 25 gezielt ausgeschaltet, da der Aus gangsanschluss der Verriegelungsschaltung 23 gezielt auf den niedrigen Pegel gesetzt wird, um den Verriegelungszustand zu lösen.
Diese Ausführungsform weist ferner einen Schaltkreisstopptransistor T3 in der Verriegelungsschaltung 23 auf, um zu verhindern, dass eine elektrische Verbindung zwischen dem Magnetrelaisansteueranschluss 12 und dem Motorrelaisansteueranschluss 13 mittels des Umschaltungsschaltkreises 25 hergestellt wird, der irrtümlicherweise eingeschaltet wird, wenn der Eco-Run-Mikrocomputer 16 den Motorneustartvorgang ausführt.
Der Schaltkreisstopptransistor T3 ist an seiner Basis über einen Widerstand R15 mit dem Eco-Run-Mikrocomputer 16 verbunden, an seinem Emitter mit der Masseleitung verbunden und an seinem Kollektor mit dem Ausgangsanschluss der Verriegelungsschaltung 23 verbunden. Zwischen die Basis und den Emitter des Schaltkreisstopptransistors T3 ist ein Vorspannungswiderstand R16 geschaltet.
Der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 gibt kein Signal an den Schaltkreisstopptransistor T3, außer dann, wenn er arbeitet, um den Motor, der durch die Leerlaufstoppfunktion zeitweise gestoppt wurde, neu zu starten. D. h., der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 befindet sich, von der Basis des Schaltkreisstopptransistors T3 aus betrachtet, im Zustand hoher Impedanz.
Demgegenüber gibt der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 dann, wenn der Motorneustartvorgang in Übereinstimmung mit der Leerlaufstoppfunktion ausgeführt wird, ein Schaltkreisstoppsignal mit dem hohen Pegel an den Schaltkreisstopptransistor T3, um den Schaltkreisstopptransistor T3 einzuschalten. Dies führt dazu, dass der Ausgangsanschluss der Verriegelungsschaltung 23 gezielt auf den niedrigen Pegel gesetzt wird, um den Verriegelungszustand zu lösen, und dass der Aus-Zustand des Umschaltungsschaltkreises 25 gezielt gehalten wird.
Der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 ist dazu ausgelegt ist, kein Signal an den Schaltkreisstopptransistor T3 zu geben, solange der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 nicht in Betrieb ist oder aus irgendeinem Grund fehlerhaft arbeitet. Folglich wird der Schaltkreisstopptransistor T3 im Aus-Zustand gehalten, außer der Motorneustartvorgang wird in Übereinstimmung mit der Leerlaufstoppfunktion ausgeführt.
Folglich kann der Motor selbst dann, wenn der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 aus irgendeinem Grund fehlerhaft arbeitet und die Leerlaufstoppfunktion folglich nicht normal arbeiten kann, durch den normalen Motorstartvorgang, d. h. durch die Bedienung des Schlüsselschalters 2 durch den Fahrer/Benutzer des Fahrzeugs, gestartet werden.
Die verschiedenen Transistoren und Widerstände, welche die Verzögerungsschaltung 21, die Verriegelungsschaltung 23 und den Umschaltungsschaltkreis 25 bilden, sind übrigens diskrete Komponenten. Nachstehend wird die Ansteuerung des Anlassers 9 (Starten des Motors) unter Bezugnahme auf die in den 3 und 4 gezeigten Zeitdiagramme beschrieben.
Zunächst wird die Ansteuerung des Anlassers 9 in Übereinstimmung mit dem normalen Motorstartvorgang unter Bezugnahme auf das in der 3 gezeigte Zeitdiagramm beschrieben. Wenn der Schlüsselschalter 2 vom Fahrer/Benutzer eingeschaltet wird, während der neutraler Schalter 3 eingeschaltet ist, wird die Batteriespannung VB, wie im Zeitdiagramm gezeigt, über den Schlüsselschalter 2 und den neutralen Schalter 3 an den Magnetrelaisansteueranschluss 12 der ECU 11 gelegt.
Dies führt dazu, dass das Magnetrelais 4 eingeschaltet wird. Ferner beginnt die Ausgangsspannung des Integrators der Verzögerungsschaltung 21 damit, sich graduell zu erhöhen, da die ECU 11 über den Magnetrelaisansteueranschluss 12 mit der Batteriespannung VB versorgt wird. Ferner wird der Verriegelungsbetrieb der Verriegelungsschaltung 23 ermöglich, da der ausgeschaltete Verriegelungsfreigabetransistor T2 eingeschaltet wird.
Wenn die Ausgangsspannung des Integrators der Verzögerungsschaltung 21 die Referenzspannung nach Verstreichen einer bestimmten Verzögerungszeit ab dem Zeitpunkt, an welchem die Batteriespannung VB als Eingangssignal an die Verzögerungsschaltung 21 gelegt wird, überschreitet, wechselt das Ausgangssignal des Komparators 22 vom hohen zum niedrigen Pegel, so dass das Ausgangssignal der Verriegelungsschaltung 23 den hohen Pegel annimmt. Dies führt dazu, dass der Schalttransistor T7 des Umschaltungsschaltkreises 25 einschaltet und das Motorrelais 70 über den Schalttransistor T7 und den Motorrelaisansteueranschluss 13 mit der Batteriespannung VB versorgt wird, um zu bewirken, dass das Motorrelais 70 einschaltet.
Während des normalen Motorstartvorgangs wird der Schaltkreisstopptransistor T3 im Aus-Zustand gehalten, um die Verriegelungsschaltung 23 im Verriegelungsbetriebermöglichungszustand zu halten, da der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 kein Signal an den Schaltkreisstopptransistor T3 ausgibt.
Wenn das Motorrelais 70 eingeschaltet wird, beginnt der Anlassermotor 8, zu rotieren. Während einer Periode unmittelbar nach Beginn eines Rotierens des Anlassermotors 8 fällt die Batteriespannung VB in hohem Maße, wie beispielsweise auf 3,5 V, ab, da ein hoher Strom durch den Anlassermotor 8 fließt. Wenn die Batteriespannung VB auf ungefähr 3,5 V abfällt, kann der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 nicht mehr normal arbeiten und wird zurückgesetzt. Da der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 nicht in die Ansteuerung irgendeines Relais des Anlassers 9 involviert ist, wenn der normale Motorstartvorgang ausgeführt wird, wird der normale Motorstartvorgang nicht durch den Betriebszustand des Eco-Run-Steuermikrocomputers 16 beeinflusst.
Während dieser Periode fällt die Batteriespannung VB nicht nur ab, sondern ändert sich die Batteriespannung VB, wie in 3 gezeigt, ebenso in Abhängigkeit der elektrischen Lasten des Fahrzeugs, einschließlich des Anlassermotors 8. Folglich ändern sich die an den Komparator 22 gelegten Spannungen in Abhängigkeit der Batteriespannung VB. Die an den positiven Eingangsanschluss des Komparators 22 gelegte Referenzspannung ändert sich schnell, der Änderung der Batteriespannung VB folgend, während sich die an den negativen Eingangsanschluss des Komparators 22 gelegte Ausgangsspannung des Integrators mit einer bestimmten Verzögerung ändert, der Änderung der Batteriespannung VB folgend.
Durch die Änderung der Batteriespannung VB, die Änderungen der verschiedenen Spannungen, die an den Komparator 22 gelegt werden, bedingt durch die Änderung der Batteriespannung VB, und die Fehlfunktion des Komparators 22 bedingt durch den Abfall der Batteriespannung VB wechselt das Ausgangssignal des Komparators 22, wie in 3 gezeigt, zeitweise zum hohen Pegel, nachdem es zum niedrigen Pegel gewechselt ist.
Selbst wenn das Ausgangssignal des Komparators 22 zeitweise zum hohen Pegel wechselt, wird der Schalttransistor T7 jedoch im Ein-Zustand gehalten und die Batteriespannung VB weiterhin an das Motorrelais 70 gelegt, da das Ausgangssignal der Verriegelungsschaltung 23 durch den Verriegelungsbetrieb der Verriegelungsschaltung 23 auf dem hohen Pegel gehalten wird.
Auch die Ausgangswellenform der Verriegelungsschaltung 23 ändert sich, nachdem mit der Ansteuerung des Motorrelais 70 begonnen wird, bedingt durch die Änderung der Batteriespannung VB. Da die Änderung der Ausgangswellenform der Verriegelungsschaltung 23 jedoch innerhalb des hohen Pegelbereichs liegt, bewirkt sie nicht, dass der Schalttransistor T7 ausgeschaltet wird.
Anschließend wird das Magnetrelais 4 dann, wenn der Schlüsselschalter 2 vom Fahrer ausgeschaltet wird, ausgeschaltet, da das Anlegen der Batteriespannung VB an das Magnetrelais 4 und den Magnetrelaisansteueranschluss 12 über diesen Schlüsselschalter 2 gestoppt wird. Ferner wird zu diesem Zeitpunkt der Verriegelungsfreigabetransistor T2 der Verriegelungsschaltung 23 eingeschaltet. Folglich wird das von der Verriegelungsschaltung 23 an den Umschaltungsschaltkreis 25 ausgegebene Signal gezielt auf den niedrigen Pegel gesetzt, so dass der Schalttransistor T7 des Umschaltungsschaltkreises 25 ausgeschaltet und das Anlegen der Batteriespannung VB über den Motorrelaisansteueranschluss 13 an das Motorrelais 70 gestoppt wird. Dies führt dazu, dass das Motorrelais 70 ausgeschaltet wird.
Das Ausgangssignal des Komparators 22 kehrt nicht schnell zum hohen Pegel zurück, wenn der Schlüsselschalter 2 ausgeschaltet wird, sondern kehrt einzig nach Verstreichen einer bestimmten Verzögerungszeit zum hohen Pegel zurück. Der Grund hier für liegt darin, dass die im Kondensator des Integrators geladene Ladung graduell entladen wird, nachdem das Anlegen der Batteriespannung VB an die Verzögerungsschaltung 21 gestoppt wurde, wobei die an den negativen Eingangsanschluss des Komparators 22 gelegte Spannung nicht schnell auf 0 V abfällt.
Nachstehend wird das Ansteuern des Anlassers 9 in Übereinstimmung mit dem Motorneustartvorgang nach einem Leerlaufstopp unter Bezugnahme auf das in der 4 gezeigte Zeitdiagramm beschrieben. Der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 ist in die Ansteuerung des Anlassers 9 involviert, wenn der normale Motorstartvorgang ausgeführt wird, wie vorstehend unter Bezugnahme auf die 3 beschrieben, nimmt jedoch einen Hauptteil bei der Ausführung des Motorneustartvorgangs nach einem Leerlaufstopp ein, wie nachstehend beschrieben wird.
In diesem Fall kann angenommen werden, dass der Schlüsselschalter 2 ausgeschaltet ist, da der Motor bereits in Übereinstimmung mit dem normalen Motorstartvorgang gestartet worden ist. Genauer gesagt, es kann angenommen werden, dass sich der Schlüsselschalter 2 in der Zündposition und nicht in der Startposition befindet.
Wenn vorbestimmte Bedingungen zum Neustarten des Motors erfüllt sind, nachdem der Motor zeitweise gestoppt wurde (Leerlaufstopp), bewirkt der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16, dass die Magnetrelaisansteuerschaltung 17 das Ansteuersignal (die Batteriespannung VB) ausgibt. Dieses Ansteuersignal wird über den Magnetrelaisansteueranschluss 12 an das Magnetrelais 4 gegeben, um das Magnetrelais 4 einzuschalten.
Dieses von der Magnetrelaisansteuerschaltung 17 ausgegebene Ansteuersignal wird ebenso an die Verzögerungsschaltung 21, die Verriegelungsschaltung 23 und den Umschaltungsschaltkreis 25 gegeben. Folglich wechselt das Ausgangssignal des Komparators 22 nach Verstreichen einer vorbestimmten Verzögerungszeit zum niedrigen Pegel, da die Verzögerungsschaltung 21 beginnt, zu arbeiten.
Wenn die Bedingungen zum Neustarten des Motors erfüllt sind, gibt der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 jedoch den Schaltkreisstoppbefehl hohen Pegels an den Schaltkreisstopptransistor T3 der Verriegelungsschaltung 23, um den Schaltkreisstopptransistor T3 einzuschalten, bevor er bewirkt, dass die Magnetrelaisansteuerschaltung 17 das Ansteuersignal ausgibt. Folglich wird das Ausgangssignal der Verriegelungsschaltung 23 gezielt auf dem niedrigen Pegel und der Schalttransistor T7 des Umschaltungsschaltkreises 25 gezielt im Aus-Zustand gehalten.
Der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 steuert das Magnetrelais 4 und anschließend, nach Versteichen einer vorbestimmten Zeit, die Motorrelaisansteuerschaltung 18 an, um das Ansteuersignal (die Batteriespannung VB) auszugeben. Dieses Ansteuersignal wird über den Motorrelaisansteueranschluss 13 an das Motorrelais 70 gegeben, um das Motorrelais 70 einzuschalten.
Gewöhnlich ist das Drehmoment, welches der Anlassermotor 8 erzeugen muss, um den Motor nach einem Leerlaufstopp neu zu starten, geringer als das Drehmoment, das erforderlich ist, um den Motor normal zu starten. Dies liegt daran, dass die Temperatur des Motorenöls gering ist, wenn der normale Motorstartvorgang ausgeführt wird, während die Temperatur des Motorenöls hoch ist, wenn der Motorneustartvorgang nach einem Leerlaufstopp ausgeführt wird.
Folglich sind dann, wenn das Motorrelais 70 angesteuert wird, um den Anlassermotor 8 zu betreiben, obgleich die Batteriespannung VB abfällt und sich ändert, wie im Falle eines Ausführens des normales Motorstartvorgangs, die Grade dieses Abfalls und dieser Änderungen verglichen mit denjenigen im Falle eines Ausführens des normales Motorstartvorgangs gering. So fällt die Batteriespannung VB während des normalen Motorstartvorgangs beispielsweise auf 3,5 V als Tiefstwert ab. Demgegenüber fällt die Batteriespannung VB während des Motorneustartvorgangs nur auf ungefähr 6,5 V ab, was innerhalb des garantierten Betriebsbereichs des Energieversorgungs-IC 19 liegt, und folglich kann der Energieversorgungs-IC 19 während des Motorneustartvorgangs die Steuernutzspannung Vcc von 5 V erzeugen.
Da die Batteriespannung VB, wie vorstehend beschrieben, nicht derart abfällt, dass der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 während des Motorneustartvorgangs zurückgesetzt wird, kann der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 den Motorneu startvorgang derart angemessen ausführen, dass der Motor ohne Fehler neu gestartet werden kann.
Nach dem Neustart des Motors bewirkt der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16, dass die Ansteuerschaltungen 17 und 18 mit der Ausgabe der Ansteuersignale stoppen, um die Relais 4 und 70 auszuschalten, um so den Betrieb des Anlassers 9 zu stoppen. Nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeit ab dem Zeitpunkt, an welchem die Relais 4 und 70 ausgeschaltet werden, stoppt der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 die Ausgabe des Schaltkreisstoppsignals an den Schaltkreisstopptransistor T3, um den Schaltkreisstopptransistor T3 auszuschalten.
Die vorstehend beschriebene Motorstartvorrichtung der ersten Ausführungsform bringt die folgenden Vorteile hervor. Wenn der normale Motorstartvorgang ausgeführt wird, ist der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 nicht in die Ansteuerung der Relais 4 und 70 involviert, sondern es wird stattdessen durch den Umschaltungsschaltkreis 25 eine elektrische Verbindung zwischen den Relais 4 und 70 hergestellt, derart, dass die Relais 4 und 70 mit der Batteriespannung VB versorgt werden, um eingeschaltet zu werden. Folglich ist es nicht erforderlich, Maßnahmen, wie beispielsweise die Bereitstellung einer Spannungshochsetzschaltung zum Hochsetzen bzw. Verstärken der Batteriespannung VB, zu ergreifen, um zu verhindern, dass der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 bedingt durch einen Abfall der Batteriespannung VB, der einen Abfall der Steuernutzspannung Vcc verursacht, zurückgesetzt wird. Dies macht es möglich, die Relais 4 und 70 des Anlassers 9 selbst dann, wenn die Batteriespannung VB unter die Rücksetzspannung abfällt, anzusteuern, um so die Zuverlässigkeit des Motorneustartvorgangs zu verbessern.
Zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen dem Magnetrelais 4 und dem Motorrelais 70 durch den Umschaltschaltkreis 25 wird das Motorrelais 70 einzig nach Verstreichen der vorbestimmten Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung 21 ab dem Zeitpunkt, an welchem das Magnetrelais 4 eingeschaltet wird, eingeschaltet.
Da die Verriegelungsschaltung 23 zwischen der Verzögerungsschaltung 21 und dem Umschaltungsschaltkreis 25 vorgesehen ist, wird dann, wenn der Schalttransistor T7 des Umschaltungsschaltkreises 25 durch das Signal niedrigen Pegels, das von der Verzögerungsschaltung als Leitungserlaubnissignal ausgegeben wird, eingeschaltet wird, der Ein-Zustand des Schalttransistors T7 ungeachtet der Änderung des Pegels des von der Verzögerungsschaltung 21 ausgegebenen Signals gehalten. Folglich kann selbst dann, wenn die Verzögerungsschaltung 21 aus irgendeinem Grund, wie beispielsweise bedingt durch den Abfall der Batteriespannung VB während eines Startens des Motors, fehlerhaft arbeitet, so dass das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 21 zeitweise vom niedrigen zum hohen Pegel wechselt, verhindert werden, dass die Ansteuerung des Motorrelais 70 unterbrochen wird, da das Signal niedrigen Pegels der Verriegelungsschaltung 23 gehalten wird.
Die Verzögerungsschaltung 21 weist einen einfachen Aufbau auf, gemäß welchem der Komparator 22 die Ausgangsspannung des Integrators mit der Referenzschaltung vergleicht. Ferner kann als der Komparator 22 ein universeller Komparator 22 verwendet werden, da nicht garantiert werden muss, dass der Komparator 22 mit dem angenommenen niedrigsten Wert der Batteriespannung VB (beispielsweise 3,5 V) arbeitet. Folglich kann die Verzögerungsschaltung 21 mit geringen Kosten verbunden gefertigt werden.
Ferner ist die Verriegelungsschaltung 23 aus diskreten Transistoren und Widerständen aufgebaut, ohne dass ein universeller Verriegelungs-IC verwendet wird. Folglich kann dann, wenn die Batteriespannung VB bedingt durch einen Lastwegfall stark zunimmt, oder wenn ein Jump-Start ausgeführt wird, bei dem zwei gleiche Batterien 1 in Reihe geschaltet sind, um den Motor zu starten, verhindert werden, dass die Verriegelungsschaltung 23 beschädigt wird.
Die Verriegelungsschaltung 23 weist den Verriegelungsfreigabetransistor T2 auf. Wenn der Schlüsselschalter 2 ausgeschaltet wird, nachdem der Schlüsselschalter 2 und der neutrale Schalter 3 durch den Verriegelungsfreigabetransistor T2 eingeschaltet wurden, um den Anlasser 9 anzusteuern, um den normalen Motorstartvorgang auszuführen, ist es, da das Ausgangssignal der Verriegelungsschaltung 23 gezielt auf den niedrigen Pegel gesetzt wird, möglich, den Transistor T7 des Umschaltungsschaltkreises 25 schnell auszuschalten, um das Motorrelais 70 ohne Verzögerung auszuschalten.
Die Seite hohen Potentials der Verriegelungsschaltung 23, die mit der Batteriespannung VB versorgt wird und einen Strom von dort führt, ist einzig aus den Widerständen R5 und R6 aufgebaut, ungleich der Seite niedrigen Potentials der Verriegelungsschaltung 23, die aus den Transistoren T4 und T5 aufgebaut ist. Folglich ist es leicht, die Ausgangsspannung (die Kollektorspannung) jedes Transistors der Seite niedrigen Potentials auf den Massepegel zu setzen, wenn dieser ein- bzw. durchgeschaltet wird. Dies gewährleistet zuverlässige Verriegelungs- und Entriegelungsvorgänge der Verriegelungsschaltung 23. Ferner können als die Transistoren T4 und T5 der Seite niedrigen Potentials der Verriegelungsschaltung 23 kostengünstige Transistoren geringer Ansteuerleistung verwendet werden.
Auf dem elektrischen Pfad zwischen dem Schlüsselschalter 2 und dem Magnetrelais 4 ist der neutrale Schalter 3 derart vorgesehen, dass die über den Schlüsselschalter 2 kommende Batteriespannung VB von der Stromabwärtsseite des neutralen Schalters 3 an die ECU 11 gelegt wird. Folglich kann der Fahrer dann, wenn der Schlüsselschalter 2 auf „Ein” gesetzt bleibt, den Motorstartvorgang stoppen, indem er den Gang des Getriebes in irgendeinen Bereich wechselt, der sich vom neutralen Bereich und vom Parkbereich unterscheidet, um so den neutralen Schalter 3 auszuschalten.
Die Motorstartvorrichtung 10 dieser Ausführungsform kann den Motor selbst dann zuverlässig starten, wenn die Batteriespannung VB derart stark abfällt, dass der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 während des normalen Motorstartvorgangs nicht arbeiten kann. Nach einem Starten des Motors wird die Leerlaufstoppfunktion durch den Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 realisiert. D. h., diese Ausführungsform realisiert sowohl den zuverlässigen normalen Motorstartvorgang als auch eine Energieersparnis durch die Leerlaufstoppfunktion, die ausgeführt wird, nachdem der Motor normal gestartet wurde.
Der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 ist dazu ausgelegt, das Schaltkreisstoppsignal hohen Pegels an den Schaltkreisstopptransistor T3 der Verriegelungsschaltung 23 auszugeben, um den Schalttransistor T7 des Umschaltungsschaltkreises 25 gezielt auszuschalten, wenn der Motorneustartvorgang ausgeführt wird. Folglich kann, obgleich ebenso die Verzögerungsschaltung 21 durch das von der Magnetrelaisansteuerschaltung 17 ausgegebene Ansteuersignal beginnt, zu arbeiten, der Schalttransistor T7 ungeachtet des Betriebs der Verzögerungsschaltung 21 im Aus-Zustand gehalten werden, um den Motor ohne Fehler neu zu starten.
(Zweite Ausführungsform)
Nachstehend wird eine Motorstartvorrichtung 30 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 5 beschrieben. In den 5 und 1 sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Motorstartvorrichtung 30 weist, wie in 5 gezeigt, einen Druckschalter 34 auf, der vom Fahrer des Fahrzeugs betätigt wird, um den Motor zu starten. Dieser Druckschalter 34 ist mit einem Druckschaltersignaleingangsanschluss 32 einer ECU 31 verbunden.
Die ECU 31 weist einen Startsteuermikrocomputer 35, eine Startschaltung 36 und einen Startsignalsausgangsanschluss 33 auf. Der Startsteuermikrocomputer 35 steuert die Startschaltung 36 in Abhängigkeit des Betriebszustands des Druckschalters 34, um ein Startsignal über den Startsignalsausgangsanschluss 33 an das Magnetrelais 4 zu geben.
Die Motorstartvorrichtung 30, die geeignet ist, das so genannte Push-Start-System zu realisieren, ist derart aufgebaut, dass der Startsteuermikrocomputer 35 dann, wenn der Druckschalter 34 gedrückt wird, während der Fahrer das Bremspedal betätigt (und im Falle eines manuellen Getriebes ferner das Kupplungspedal betätigt), die Startschaltung 36 steuert, um das Startsignal auszugeben, um das Magnetrelais 4 anzusteuern.
Die Startschaltung 36 ist dazu ausgelegt, die an die ECU 31 gegebene Batteriespannung VB als das Startsignal an den Startsignalsausgangsanschluss 33 auszugeben. Das Startsignal, das von der Startschaltung 36 an das Magnetrelais 4 ausgegeben wird, wenn der Druckschalter 34 gedrückt wird, wird über den Magnetrelaisansteueranschluss 12 ebenso an die ECU 31 gegeben. Folglich beginnen die Verzöge rungsschaltung 21, die Verriegelungsschaltung 23 und der Umschaltungsschaltkreis 25, wie bei der ersten Ausführungsform, zu arbeiten, wenn sie das Startsignal (die Batteriespannung VB) empfangen, was dazu führt, dass der Schalttransistor T7 des Umschaltungsschaltkreises 25 einschaltet, um eine elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen 12 und 13 herzustellen, um das Magnetrelais 4 und ebenso das Motorrelais 70 einzuschalten.
Folglich ist es gemäß der Motorstartvorrichtung 30 dieser Ausführungsform möglich, das Push-Start-System zu realisieren, bei welchem die Relais 4 und 70 angesteuert werden können, um den Motor zu Starten, ohne dass der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 verwendet wird.
Ferner ist es gemäß der Motorstartvorrichtung 30 dieser Ausführungsform, welche das Push-Start-System bereitstellt, gemäß welchem der Motor durch eine Betätigung des Druckschalters 34 gestartet werden kann, möglich, die ECU 11 aus im Wesentlichen den gleichen Hauptschaltungskomponenten (der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16, die Verzögerungsschaltung 21, die Verriegelungsschaltung 23 und der Umschaltungsschaltkreis 25) für sowohl ein Fahrzeug, das mit dem Push-Start-System versehen ist, als auch ein Fahrzeug, das mit der Motorstartvorrichtung der ersten Ausführungsform, einschließlich des Schlüsselschalters 2, der betätigt wird, um den Motor zu starten, versehen ist, aufzubauen.
Bei der Motorstartvorrichtung 30 dieser Ausführungsform ist die Startschaltung 36, welche das Startsignal ausgibt, um die Relais 4 und 70 anzusteuern, wenn der normale Motorstartvorgang ausgeführt wird, auf der Stromaufwärtsseite (auf der Seite der Batterie 1) des Versorgungspfads der Batteriespannung VB bezüglich des neutralen Schalters 3 angeordnet, wie bei der Motorstartvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform. Dieser Aufbau ermöglicht es dem Fahrer, den Gang des Getriebes in irgendeinen Bereich, der sich vom neutralen Bereich und vom Parkbereich unterscheidet, zu schalten, um den Motorstartvorgang zu stoppen, wenn die Startschaltung 26 fehlerhaft arbeitet und das Startsignal weiterhin ausgibt. Folglich kann die Startschaltung 36 einfachen Aufbaus sein, da es nicht erforderlich ist, die Startschaltung 36 mit einer geeigneten Fehlererfassungsschaltung zu versehen.
(Dritte Ausführungsform)
Nachstehend wird eine Motorstartvorrichtung 40 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 6 beschrieben. In den 6 und 1 sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Bei dieser Ausführungsform ist, wie in 6 gezeigt, eine Diode D2 zwischen dem neutralen Schalter 3 und dem Magnetrelais 4 vorgesehen. Genauer gesagt, die Diode D2 ist an ihrer Anode mit dem neutralen Schalter 3 und einem Batteriespannungseingangsanschluss 42 verbunden und an ihrer Kathode mit dem Magnetrelais 4 und dem Magnetrelaisansteueranschluss 12 der ECU 41 verbunden.
Die ECU 41 weist einen Aufbau ähnlich dem der ECU 11 der ersten Ausführungsform auf. Die ECU 41 unterscheidet sich jedoch in den folgenden Punkten von der ECU 11. In der ECU 41 dieser Ausführungsform ist der Magnetrelaisansteueranschluss 12 nicht mit dem Umschaltungsschaltkreis 25, der Verzögerungsschaltung 21 und der Verriegelungsschaltung 23 verbunden. Folglich wird das von der Magnetrelaisansteuerschaltung 17 ausgegebene Ansteuersignal nicht an den Umschaltungsschaltkreis 25, die Verzögerungsschaltung 21 und die Verriegelungsschaltung 23 (d. h. an keine der drei Schaltungen) gegeben.
Demgegenüber wird die Batteriespannung VB über den Batteriespannungseingangsanschluss 42 an den Umschaltungsschaltkreis 25, die Verzögerungsschaltung 21 und die Verriegelungsschaltung 23 gelegt.
Folglich wird die Batteriespannung VB bei dieser Ausführungsform dann, wenn die Schalter 2 und 3 eingeschaltet werden, an das Magnetrelais 4 gelegt und ebenso an den Umschaltungsschaltkreis 25, die Verzögerungsschaltung 21 und die Verriegelungsschaltung 23 der ECU 41 gelegt, um den Anlasser 9 anzusteuern, um so den Motor zu starten, gleich der ersten Ausführungsform.
Ferner arbeitet der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 dann, wenn der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 die Relais 4 und 70 während des Motorneustartvorgangs nach dem Leerlaufstopp ansteuert, abgesehen davon, dass er das Schaltkreisstoppsignal nicht an die Verriegelungsschaltung 23 ausgibt, auf die gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform. Folglich weist die Verriegelungsschaltung 23 bei dieser Ausführungsform nicht die Schaltkreisstoppschaltung T3 auf.
Dies liegt daran, dass das von der Magnetrelaisansteuerschaltung 17 ausgegebene Ansteuersignal an die Seite der Kathode der Diode D2 gegeben wird, und dass die Batteriespannung VB von der Seite der Kathode der Diode D2 an den Umschaltungsschaltkreis 25, die Verzögerungsschaltung 21 und die Verriegelungsschaltung 23 gelegt wird, getrennt vom Ansteuersignal, dass von der Magnetrelaisansteuersteuerschaltung 17 ausgegeben wird.
Durch diesen Aufbau kann die Diode D2 dann, wenn das Ansteuersignal während des Motorneustartvorgangs nach dem Leerlaufstopp von der Magnetrelaisansteuerschaltung 17 ausgegeben wird, verhindern, dass dieses Ansteuersignal an den Umschaltungsschaltkreis 25, die Verzögerungsschaltung 21 und die Verriegelungsschaltung 23 gegeben wird. Folglich ist es, ungleich der ersten Ausführungsform, nicht erforderlich, dass der Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 das Schaltkreisstoppsignal ausgibt, um den Umschaltungsschaltkreis 25 gezielt auszuschalten.
Folglich kann gemäß der Motorstartvorrichtung 40 dieser Ausführungsform verhindert werden, dass die Ansteuersignale, die jeweils von den Ansteuerschaltungen 17 und 18 ausgegeben werden, um die Relais 4 und 70 anzusteuern, an den Umschaltungsschaltkreis 25, die Verzögerungsschaltung 21 und die Verriegelungsschaltung 23 gegeben werden, um zu bewirken, dass der Umschaltungsschaltkreis 25 einschaltet. Folglich können die Relais 4 und 70 vom Eco-Run-Steuerungsmikrocomputer 16 angesteuert werden, ohne vom Umschaltungsschaltkreis 25 beeinflusst zu werden.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können auf verschiedene Weise modifiziert werden.
Eine Motorstartvorrichtung 50 der vorliegenden Erfindung kann, wie in 7 gezeigt, einen Entladetransistor T10 aufweisen, um die im Kondensator C der Verzögerungsschaltung 21 in deren ECU 51 gespeicherte Ladung gezielt und schnell zu entladen. Die in der 7 gezeigte Motorstartvorrichtung 50 weist abgesehen von diesem Entladetransistor T10 den gleichen Aufbau wie die Motorstartvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform auf.
In der Motorstartvorrichtung 50 ist der Entladetransistor T10 ausgeschaltet, während er mit der Batteriespannung VB versorgt wird, die vom Magnetrelaisansteueranschluss 12 ausgegeben wird, nachdem der Schlüsselschalter 2 und der neutrale Schalter 3 eingeschaltet werden. Während dieser Periode wird der Kondensator C geladen. Wenn der Schlüsselschalter 2 ausgeschaltet wird, nachdem der Motor gestartet wurde, wird der Entladetransistor T10 eingeschaltet. Dies führt dazu, dass die Ladung im Kondensator C gezielt und schnell über den Entladetransistor T10 zur Masse entladen wird.
Folglich ist es, da die Ladung im Kondensator C jedes Mal, wenn der Schlüsselschalter 2 ausgeschaltet wird, schnell entladen wird, möglich, das Auftreten einer Situation zu verhindern, in welcher der Schlüsselschalter 2 eingeschaltet wird, kurz nachdem er ausgeschaltet wurde und bevor die Ladung im Kondensator C vollständig entladen wurde, wodurch bewirkt wird, dass sich die Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung 21 verkürzt.
Obgleich jede der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen zwei Relais (das Magnetrelais 4 und das Motorrelais 70, genauer gesagt, das Motorrelais 70 mit den Relais 6 und 7) als Startkomponenten aufweist, die individuell arbeiten, kann der Anlasser drei oder mehr als drei Relais aufweisen, die individuell arbeiten.
Wenn der Anlasser beispielsweise ein erstes, ein zweites und ein drittes Relais aufweist, kann der Umschaltungsschaltkreis 25 derart zwischen dem ersten und dem zweiten Relais und ebenso derart zwischen dem zweiten und dem dritten Relais vorgesehen sein, dass die Batteriespannung VB, die an der erste Relais gelegt wird, nacheinander an das zweite und an das dritte Relais gelegt wird.
Jedes der Relais des Anlassers, die individuell arbeiten, kann parallel zu einem anderen Relais geschaltet sein. Wenn der Umschaltungsschaltkreis 25 beispielsweise zwischen dem ersten und dem zweiten Relais, die individuell arbeiten, vorgesehen ist, kann das zweite oder das erste Relais parallel zu einem anderen Relais geschaltet sein.
Ferner kann der Umschaltungsschaltkreis 25 dann, wenn drei oder mehr als drei Relais im Anlasser vorgesehen sind, nicht zwischen jeden zwei benachbarten Relais, sondern zwischen zwei bestimmten Relais, die benachbart zueinander angeordnet sind, vorgesehen sein.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen dienen zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung, deren Schutzumfang durch die beigefügten Ansprüche bestimmt wird. Es sollte beachtet werden, dass die bevorzugten Ausführungsformen auf verschiedene Weise modifiziert werden können, so wie es Fachleuten ersichtlich sein wird.
Vorstehend wurde eine Motorstartvorrichtung offenbart.
Es wird eine Motorstartvorrichtung bereitgestellt, die mit einer Batteriespannung arbeitet, wenn die Batteriespannung über einer vorbestimmten Spannung liegt, um ein Starten eines Motors eines Fahrzeugs zu steuern. Die Motorstartvorrichtung weist auf: einen Relaissteuerabschnitt, der dazu ausgelegt ist, ein Ansteuersignal einzeln an ein erstes und ein zweites Relais eines Anlassers des Fahrzeugmotors zu geben, um das erste und das zweite Relais anzusteuern, wenn vorbestimmte Motorstartbedingungen erfüllt sind, wobei der Anlasser dazu ausgelegt ist, zu arbeiten, wenn das erste und das zweite Relais angesteuert werden; und einen Zwischenrelaisschalter, der dazu ausgelegt ist, eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Relais herzustellen, wenn das erste Relais mit der Batteriespannung versorgt wird, wobei das zweite Relais mit der Batteriespannung versorgt wird, wenn die elektrische Verbindung hergestellt ist. Das erste Relais ist dazu ausgelegt, mit der Batteriespannung versorgt zu werden, wenn ein manueller Startschalter betätigt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2008-264516 [0001]
- JP 2001-317439 [0004]
- JP 11-30139 [0004]

Claims

Motorstartvorrichtung, die mit einer Batteriespannung arbeitet, wenn die Batteriespannung über einer vorbestimmten Spannung liegt, um ein Starten eines Motors eines Fahrzeugs zu steuern, wobei die Motorstartvorrichtung aufweist: – einen Relaissteuerabschnitt, der dazu ausgelegt ist, ein Ansteuersignal einzeln an ein erstes und ein zweites Relais eines Anlassers des Fahrzeugmotors zu geben, um das erste und das zweite Relais anzusteuern, wenn vorbestimmte Motorstartbedingungen erfüllt sind, wobei der Anlasser dazu ausgelegt ist, zu arbeiten, wenn das erste und das zweite Relais angesteuert werden; und – einen Zwischenrelaisschalter, der dazu ausgelegt ist, eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Relais herzustellen, wenn das erste Relais mit der Batteriespannung versorgt wird, wobei das zweite Relais mit der Batteriespannung versorgt wird, wenn die elektrische Verbindung hergestellt ist, wobei – das erste Relais dazu ausgelegt ist, mit der Batteriespannung versorgt zu werden, wenn ein manueller Startschalter betätigt wird.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Verzögerungsschaltung aufweist, die dazu ausgelegt ist, nach Verstreichen einer vorbestimmten Verzögerungszeit ab einem Zeitpunkt, an welchem die Batteriespannung an das erste Relais gelegt wird, ein Verbindungserlaubnissignal auszugeben, wobei der Zwischenrelaisschalter dazu ausgelegt ist, die elektrische Verbindung auf den Empfang des Verbindungserlaubnissignals von der Verzögerungsschaltung folgend herzustellen.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungsschaltung aus einem Integrator und einem Komparator aufgebaut ist, wobei – der Integrator eine Referenzspannungserzeugungsschaltung zur Erzeugung einer Referenzspannung und eine Reihenschaltung aus einem Widerstand und einem Kondensator aufweist, wobei der Integrator über einen Knotenpunkt zwischen dem Widerstand und dem Kondensator mit der Batteriespannung versorgt wird, wenn das erste Relais mit der Batteriespannung versorgt wird, um eine Spannung auszugeben, die graduell bis zur Batteriespannung ansteigt, mit einer Steigung, die von einer Zeitkonstante abhängt, die durch einen Widerstandswert des Widerstands und eine Kapazität des Kondensator bestimmt wird, und – der Komparator das Verbindungserlaubnissignal ausgibt, wenn die vom Integrator ausgegebene Spannung die Referenzspannung überschreitet.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenrelaisschalter eine Entladeschaltung aufweist, die dazu ausgelegt ist, eine Ladung des Kondensators gezielt zu entladen, wenn das Anlegen der Batteriespannung an die Verzögerungsschaltung gestoppt wird.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenrelaisschalter eine Verriegelungsschaltung aufweist, die dazu ausgelegt ist, das von der Verzögerungsschaltung ausgegebene Verbindungserlaubnissignal zwischenzuspeichern.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsschaltung aus diskreten Transistoren und diskreten Widerständen aufgebaut ist.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenrelaisschalter einen ersten Unterbrechungsabschnitt aufweist, der dazu ausgelegt ist, eine Zwischenspeicherung des Verbindungserlaubnissignals durch die Verriegelungsschaltung freizugeben, um so zu bewirken, dass der Zwischenrelaisschalter die elektrische Verbindung unterbricht, wenn das Anlegen der Batteriespannung an die Verzögerungsschaltung gestoppt wird.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungsschaltung dazu ausgelegt ist, ein Spannungssignal geringen Pegels als das Verbindungserlaubnissignal auszugeben, und die Verriegelungsschaltung ei nen ersten und einen zweiten Widerstand und einen ersten und einen zweiten Transistor aufweist, wobei – der erste Widerstand an seinem einen Ende mit einem Ausgangsanschluss der Verriegelungsschaltung verbunden ist und an seinem anderen Ende mit einer aus der Batteriespannung erzeugten Steuernutzspannung versorgt wird; – der erste Transistor an seiner Basis mit einem Ausgangsanschluss der Verzögerungsschaltung verbunden ist, an seinem Emitter auf Masse gelegt ist und an seinem Kollektor mit dem Ausgangsanschluss der Verriegelungsschaltung verbunden ist, – der zweite Widerstand an seinem einen Ende mit dem Ausgangsanschluss der Verzögerungsschaltung verbunden ist und an seinem anderen Ende mit der Steuernutzspannung versorgt wird, – der zweite Transistor an seiner Basis mit dem Ausgangsanschluss der Verriegelungsschaltung verbunden ist, an seinem Emitter auf Masse gelegt ist und an seinem Kollektor mit dem Ausgangsanschluss der Verzögerungsschaltung verbunden ist, – der erste Transistor ungeachtet einer Änderung des Ausgangspegel der Verzögerungsschaltung in einem Aus-Zustand gehalten wird, nachdem die Verzögerungsschaltung das Spannungssignal niedrigen Pegels als das Verbindungserlaubnissignal ausgibt, das bewirkt, dass der erste Transistor sperrt, dass das Ausgangssignal der Verriegelungsschaltung zu einem Spannungssignal hohen Pegels wird, und dass der zweite Transistor durchschaltet, und – der Zwischenrelaisschalter dazu ausgelegt ist, die elektrische Verbindung herzustellen, während die Verriegelungsschaltung das Spannungssignal hohen Pegels ausgibt.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug einen Verriegelungsschalter aufweist, der dazu ausgelegt ist, eingeschaltet zu werden, wenn ein Gang eines Getriebes des Fahrzeugs in einen bestimmten Bereich des Getriebes geschaltet wird, wobei die Batteriespannung durch den manuellen Startschalter über den Verriegelungsschalter an das erste Relais gelegt wird.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner einen Motorstoppabschnitt aufweist, der dazu ausgelegt ist, den Motor zeitweise zu stoppen, wenn vorbestimmte Motorstoppbedingungen erfüllt sind, wobei der Relaissteuerabschnitt dazu ausgelegt ist, das erste und das zweite Relais anzusteuern, um den zeitweise gestoppten Motor neu zu starten, wenn vorbestimmte Motorneustartbedingungen erfüllt sind.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner einen zweiten Unterbrechungsabschnitt aufweist, der dazu ausgelegt ist, zu bewirken, dass der Zwischenrelaisschalter die elektrische Verbindung im Ansprechen auf einen vom Relaissteuerabschnitt ausgegebenen Unterbrechungsbefehl unterbricht, wobei der Relaissteuerabschnitt dazu ausgelegt ist, den Unterbrechungsbefehl an den zweiten Unterbrechungsabschnitt zu geben, um den zeitweise durch die Motorstoppfunktion gestoppten Motor neu zu starten.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Relaissteuerabschnitt dazu ausgelegt ist, den Unterbrechungsbefehl nicht auszugeben, wenn der Relaissteuerabschnitt fehlerhaft arbeitet.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – das erste Relais über eine Diode, die an ihrer Kathode mit einer Eingangsseite des ersten Relais verbunden ist, mit der Batteriespannung versorgt wird; und – der Zwischenrelaisabschnitt von einer Anodenseite der Diode mit der Batteriespannung versorgt wird, wobei – das vom Relaissteuerabschnitt ausgegebene Ansteuersignal über die Kathode der Diode an das erste Relais gegeben wird.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – das zweite Relais aus einem Motorrelais und einem Drehmomentübertragungsrelais aufgebaut ist; – das Motorrelais dazu ausgelegt ist, angesteuert zu werden, um die Batteriespannung an einen Anlassermotor des Anlassers zu legen, um zu bewirken, dass der Anlassermotor arbeitet; und – das Drehmomentübertragungsrelais dazu ausgelegt ist, angesteuert zu werden, um zu bewirken, dass ein Drehmomentübertragungsmechanismus des Fahrzeugs derart arbeitet, dass ein vom Anlassermotor erzeugtes Drehmoment zum Motor übertragen wird.