JP2003201941A - エンジンの始動用制御装置 - Google Patents

エンジンの始動用制御装置

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JP2003201941A JP2001400182A JP2001400182A JP2003201941A JP 2003201941 A JP2003201941 A JP 2003201941A JP 2001400182 A JP2001400182 A JP 2001400182A JP 2001400182 A JP2001400182 A JP 2001400182A JP 2003201941 A JP2003201941 A JP 2003201941A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】廉価な構成で始動用制御を行う。 【解決手段】停止状態からエンジン回転検出によって開
始された始動用制御を、バッテリ電圧がスタータ駆動判
定値未満に低下後、スタータ停止判定値を超えたときに
終了させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンのスター
タによる始動（クランキング）時に行う始動用制御を適
切な時間行うようにした技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常の車両用エンジンでは、始動時間を
短縮し始動性を確保するために、クランキングを検出
し、該クランキング期間中は、燃料噴射、点火時期、空
気量を始動時固有の制御としている。従来、前記クラン
キング期間は、イグニッションキーシリンダに付属した
スタータスイッチ信号をＥＣＵ（エンジンコントロール
ユニット）に入力し、判定しているが、該判定のため、
スタータスイッチからＥＣＵまでのハーネスが必要で、
かつ、ＥＣＵに入力端子を必要とするため、高価につい
ていた。
【０００３】このため、特開２０００−２５７５４０号
では、クランク角センサからのエンジン回転信号が入力
されたときにエンジンの回転が開始したと判定して始動
用制御を開始し、その後、所定回転速度以上に達したと
きに始動用制御を終了するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冷機時
等フリクションが大きい場合や、点火系部品、燃料系部
品の故障により発生トルクが小さくなる場合は、回転上
昇速度も遅く、自立回転できるまでの所定回転速度に達
するのに時間が掛かりすぎたり、最後まで所定回転速度
に達しなかったりして、始動用制御の実施時間が従来の
スタータスイッチオン時間だけ行われる場合より長くな
り、点火プラグのかぶり、くすぶりにより燃焼安定性が
悪化するという問題があった。
【０００５】また、上記問題を解消するため、特開平９
−１７０５３４号では、スタータ駆動直前のバッテリ電
圧を記憶しておき、その後現在値が大きくなったとき
に、スタータを停止する。この時、バッテリ電圧が上昇
しないときは、バッテリの消耗を避けるために、所定時
間でスタータを停止する構成としている。しかし、この
方式では、完爆前にスタータを強制的に停止させる構成
であるため、エンジンを始動できず、ドライバーの始動
動作に反することとなる。
【０００６】本発明は、このような従来の課題に着目し
てなされたもので、スタータスイッチ信号を用いること
なく廉価な構成で始動用制御を行い、かつ、該始動用制
御を最適なタイミングで終了させることができるように
したエンジンの始動用制御装置を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明は、エンジンが回転していることを条件として開
始されるエンジン始動用制御中で、スタータ駆動電源が
スタータ駆動判定値以下に低下した後、スタータ停止判
定値以上に復帰したことを検出したときに、前記始動用
制御を終了させることを特徴とする。
【０００８】請求項１に係る発明によると、スタータ駆
動に伴い駆動電源の電圧が低下後、スタータ駆動を停止
した場合に、消費電流の急減と発電電流の急増に伴い電
源電圧が回復するという電圧の特性から、スタータの駆
動開始と駆動停止とを識別でき、フリクション増大時、
故障による発生トルク低下時等エンジン回転速度の上昇
が遅いか、または上昇しない状態においても、正確に始
動用制御を終了させることができ、燃費、排気エミッシ
ョンの悪化を防止することができる。
【０００９】また、請求項２に係る発明は、エンジン始
動用制御の開始後、前記スタータ駆動電源の電圧状態に
よる始動用制御の終了判定前に所定時間を経過したとき
に、始動用制御を終了させることを特徴とする。請求項
２に係る発明によると、フリクション増大時、故障によ
る発生トルク低下時等エンジン回転速度が上昇せず、か
つ、充電系の異常でバッテリ電圧が回復しないときに、
所定時間で始動用制御を終了することにより、過リッチ
による点火プラグのかぶり、くすぶりに伴うエンジンス
トールの発生を未然に防止できる。
【００１０】また、請求項３に係る発明は、前記所定時
間経過前でも、エンジン回転が設定時間以上検出されな
いときには、始動用制御を終了させることを特徴とす
る。請求項３に係る発明によると、エンジン回転速度が
上昇せず、バッテリ電圧が回復しない状態で、エンジン
が停止していると判定されたときは、始動用制御を終了
させて気筒判別値等の制御値の初期化を行わせることに
より、次回始動時の誤制御による始動不良、部品損傷を
防止できる。
【００１１】また、請求項４に係る発明は、エンジン始
動用制御開始後、エンジン回転速度が自立運転可能な回
転速度以上となったときは、無条件で始動用制御を終了
させることを特徴とする。請求項４に係る発明による
と、エンジン回転速度が自立運転可能な回転速度以上と
なったときは、それ以上の始動用制御は不要であるので
始動用制御を終了させることにより、燃費、排気エミッ
ションの悪化を防止できる。
【００１２】また、請求項５に係る発明は、エンジン始
動用制御開始後、エンジン始動用制御の終了を要求する
操作を検出したときは、無条件でエンジン始動用制御を
終了させることを特徴とする。請求項５に係る発明によ
ると、イグニッションスイッチやニュートラルスイッチ
をオフとするような操作時は、エンジン始動用制御の終
了を要求している状態なので、速やかにエンジン始動用
制御を終了させることにより、燃費、排気エミッション
の悪化を防止できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明にかかるエンジン
の始動用制御装置のブロック回路構成を示す。バッテリ
1には、キースイッチ２が接続され、該キースイッチ２
をイグニッション位置ＩＧまたはスタート位置ＳＴとし
たときに、イグニッションリレー３が通電されて接点３
ａがオンとなり、該イグニッション信号がエンジンコン
トロールユニット（ＥＣＵ）４のＩＧＮ端子に入力され
て点火回路が駆動制御される。
【００１４】同じくバッテリ1には、自動変速機のニュ
ートラル位置でオンとなるインヒビタースイッチ（若し
くはマニュアル変速機のクラッチ離し状態でオンとなる
クラッチインターロックスイッチ）５が接続され、該イ
ンヒビタースイッチ５がオンつまりニュートラル状態
で、該インヒビタースイッチ５に接続されたスタータリ
レー６が通電されて接点６ａがオンとなる。この状態で
キースイッチ２をスタート位置ＳＴにセットすると、前
記接点６ａを介して第２リレースイッチ７が通電され、
接点７ａがオンとなってスタータ８が駆動される。
【００１５】バッテリ１には、上記の他、クランク角セ
ンサ９、カムセンサ１０が接続される。クランク角セン
サ９は、単位クランク角（例えば１０°）毎にＰＯＳ信
号を出力し、カムセンサ１０は、気筒判別用のＰＨＡＳ
Ｅ信号を出力し、これら信号はそれぞれＥＣＵ４のＰＯ
Ｓ端子、ＰＨＡＳＥ端子に入力される。ＥＣＵ４は、こ
れらＰＯＳ信号及びＰＨＡＳＥ信号に基づいて、エンジ
ン回転速度Ｎｅ、クランク角位置を検出し、気筒判別を
行うと共に、後述する本発明にかかるクランキング期間
判定を行い、該判定結果に基づいて始動用制御を行う。
【００１６】ＥＣＵ４には、上記の他、バッテリ１から
の電圧ＶＢ信号やニュートラルスイッチ１１からのニュ
ートラル信号が、それぞれＶＢ端子、ＮＵＥＴ端子に入
力される。以下に、上記クランキング期間判定を行って
始動用制御を行わせる制御について、図２〜図４のフロ
ーチャートに従い、図５,図６のタイムチャートを参照
して説明する。
【００１７】図２は、同上制御のメインルーチンを示
す。このフローは所定周期（例えば１０ｍｓ）で実行さ
れる。ステップ１では、始動用制御開始判定フラグＳＳ
ＴＳＷＯＮの値を設定する。該設定については後述す
る。ステップ２では、前記フラグＳＳＴＳＷＯＮの値が
１であるかを判定する。
【００１８】ステップ２でフラグＳＳＴＳＷＯＮの値が
１と判定されたときは、ステップ３へ進み、始動用制御
実施判定フラグＳＴＳＷを１にセットし、ステップ４で
フラグＳＳＴＳＷＯＮの値を０にリセットした後、ステ
ップ５へ進み、始動用制御終了判定フラグＳＳＴＳＷＯ
ＦＦの値を設定する。また、ステップ２で前記フラグＳ
ＳＴＳＷＯＮの値が０と判定されたときも、ステップ５
へ進み、始動用制御終了判定フラグＳＳＴＳＷＯＦＦの
値を設定する。該フラグＳＳＴＳＷＯＦＦの値の設定方
法については後述する。
【００１９】ステップ６では、前記始動用制御終了判定
フラグＳＳＴＳＷＯＦＦの値が１であるかを判定し、１
と判定されたときは、ステップ７へ進んでフラグＳＳＴ
ＳＷＯＦＦの値を０にリセットした後、このフローを終
了する。次に、前記始動用制御開始判定フラグＳＳＴＳ
ＷＯＮの値を設定するルーチンを、図３に従い説明す
る。
【００２０】ステップ１１、ステップ１２でイグニッシ
ョンスイッチ、ニュートラルスイッチ１０がオンされた
かを判定し、共にオンされたと判定されたときはステッ
プ１３へ進んで、エンジン停止状態かを、例えば、ＰＯ
Ｓ信号に基づき算出されたエンジン回転速度Ｎｅが０と
なっているか等によって判定する。そして、エンジン停
止と判定された状態で、ステップ１４でＰＯＳ信号また
はＰＨＡＳＥ信号を入力したかを判定し、入力したと判
定したときは、ステップ１５へ進んで前記始動用制御開
始判定フラグＳＳＴＳＷＯＮの値を１にセットする。こ
のように、エンジン停止状態からエンジンが回転された
ことを検出して始動用制御を開始させることができる。
なお、ステップ１１〜ステップ１４の判定がいずれも成
立しないときは、始動用制御開始判定フラグＳＳＴＳＷ
ＯＮの値が０にリセットされたままで、始動用制御は開
始されない。
【００２１】次に、前記本発明にかかる始動用制御終了
判定フラグＳＳＴＳＷＯＦＦの値を設定する処理の詳細
を、図４のフローチャートに従い説明する。ステップ２
１では、イグニッションスイッチがオフされたか、ステ
ップ２２ではニュートラルスイッチがオフされたか、ス
テップ２３では、エンジン回転速度Ｎｅが完爆により自
立運転が可能な所定回転速度ＮＳＴＯＦＦＡ以上に達し
たかを判定し、いずれかが成立した場合は、ステップ２
４へ進んで、始動用制御終了判定フラグＳＳＴＳＷＯＦ
Ｆを１にセットし、以後の判定処理を行うことなく、強
制的に始動用制御を終了させる。
【００２２】前記ステップ２１〜ステップ２３の条件が
いずれも非成立である場合、すなわち、イグニッション
スイッチ、ニュートラルスイッチが共にオンで、かつ、
エンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度ＮＳＴＯＦＦＡ未
満であるときは、ステップ２５へ進んでバッテリ電圧判
定フラグＶＢＯＦＦの値を設定する。この設定方法につ
いては後述する。
【００２３】ステップ２６で、前記バッテリ電圧判定フ
ラグＶＢＯＦＦが１であるかを判定し、１と判定された
ときは、スタータ駆動を停止したと判断し、ステップ２
４へ進んで始動用制御終了判定フラグＳＳＴＳＷＯＦＦ
を１にセットし、始動用制御を終了させる。ステップ２
６で前記バッテリ電圧判定フラグＶＢＯＦＦが０と判定
されたときは、ステップ２７へ進み、始動用制御持続時
間判定フラグＳＴＯＦＦの値を設定する。この設定方法
については後述する。
【００２４】ステップ２８では、前記始動用制御持続時
間判定フラグＳＴＯＦＦが１であるかを判定し、１と判
定されたときは、ステップ２４へ進んで始動用制御終了
判定フラグＳＳＴＳＷＯＦＦを１にセットし、始動用制
御を終了させる。ステップ２８で始動用制御持続時間判
定フラグＳＴＯＦＦが０と判定されたときは、ステップ
２９へ進み、エンジン停止判定フラグＫＮＲＺＥＲＯの
値を設定する。この設定方法については後述する。
【００２５】ステップ３０では、前記エンジン停止判定
フラグＫＮＲＺＥＲＯが１であるかを判定し、１と判定
されたときは、ステップ２４へ進んで始動用制御終了判
定フラグＳＳＴＳＷＯＦＦを１にセットし、始動用制御
を終了させる。図５は、前記バッテリ電圧判定フラグＶ
ＢＯＦＦの値を設定する処理のフローを示す。
【００２６】ステップ４１では、前記始動用制御実施判
定フラグＳＴＳＷが１であるかを判定し、０である始動
用制御開始前のときは、ステップ４２で比較値ＳＴＯＮ
ＶＢの初期値を最大値ＦＦｈにセットし、フラグＳＴＳ
Ｗが１になったときにステップ４３へ進む。ステップ４
３では、現在のバッテリ電圧ＶＢが前記ＳＴＯＮＶＢの
前回値ＳＴＯＮＶＢｚ未満かを判定し、未満と判定され
たときはステップ４４でＳＴＯＮＶＢをッテリ電圧ＶＢ
で更新した後、ステップ４５へ進み、バッテリ電圧ＶＢ
が前記前回値ＳＴＯＮＶＢｚ以上と判定されたときは、
ステップ４４をバイパスしてステップ４５へ進む。これ
により、バッテリの最小電圧がＳＴＯＮＶＢに記憶され
る。
【００２７】ステップ４５では、前記最小電圧ＳＴＯＮ
ＶＢがスタータ駆動判定値ＳＴＯＮＶＢＬ未満かを判定
し、未満と判定されたときは、ステップ４６へ進み、現
在のバッテリ電圧ＶＢがスタータ停止判定値ＳＴＯＦＦ
ＢＬ（＞ＳＴＯＮＶＢＬ）を超えたかを判定する。スタ
ータ停止判定値ＳＴＯＦＦＢＬを超えたと判定されたと
きは、ステップ４７へ進み、前記バッテリ電圧判定フラ
グＶＢＯＦＦを１にセットする。
【００２８】図６は、バッテリ電圧の変化に応じてバッ
テリ電圧判定フラグＶＢＯＦＦが１にセットされるまで
の様子を示す。このようにすれば、スタータ駆動に伴う
スタータ駆動電流急増によりバッテリ電圧ＶＢが低下
し、また、ドライバーが完爆を認識しスタータ駆動を停
止した場合に、消費電流の急減と発電電流の急増に伴
い、バッテリ電圧が回復するというバッテリ電圧の特性
から、スタータの駆動開始と駆動停止とを識別できる。
【００２９】この結果、フリクション増大時、故障によ
る発生トルク低下時等エンジン回転速度の上昇が遅い
か、または上昇しない状態においても、正確に始動用制
御を終了させることができ、燃費、排気エミッションの
悪化を防止することができる。また、マニュアル変速機
搭載車において、エンジン回転速度上昇前にクラッチが
オフとなり、クラッチインターロックによりスタータ駆
動が停止された場合においても、始動用制御を速やかに
終了させることができ、急発進を防止できる図７は、前
記始動用制御持続時間判定フラグＳＴＯＦＦの値を設定
する処理のフローを示す。
【００３０】ステップ５１では、前記始動用制御実施判
定フラグＳＴＳＷが１であるかを判定し、１と判定され
たときはステップ５２で０から１に切り換わった直後か
を判定し、直後のときはステップ５３で切換後の経過時
間を計測するタイマＳＴＯＦＦＳＦを初期値（例えば１
００００ｍｓ）にセットし、その後ステップ５４で所定
値（例えば１０ｍｓ）ずつ減算していく。
【００３１】そして、タイマＳＴＯＦＦＳＦの値が０に
なったとき、つまり、始動用制御開始後所定時間を経過
したときに、始動用制御持続時間判定フラグＳＴＯＦＦ
を１にセットする。すなわち、フリクション増大時、故
障による発生トルク低下時等エンジン回転速度が所定値
ＮＳＴＯＦＦＡまで上昇せず、かつ、充電系の異常でバ
ッテリ電圧が所定値ＳＴＯＦＦＶＢＬまで回復しないと
きに、所定時間で始動用制御を終了することにより、過
リッチによる点火プラグのかぶり、くすぶりに伴うエン
ジンストールの発生を未然に防止する。図８は、上記時
間経過により始動用制御持続時間判定フラグＳＴＯＦＦ
が１にセットされるまでの様子を示す。
【００３２】図９は、前記エンジン停止判定フラグＫＮ
ＲＺＥＲＯの値を設定する処理のフローを示す。ステッ
プ６１では、前記始動用制御実施判定フラグＳＴＳＷが
１であるかを判定し、１と判定されたときはステップ６
２でＰＯＳ信号を入力したかを判定し、入力したときに
ステップ６３へ進んで入力後の経過時間を計測するタイ
マＴＮＺＥＲＯを初期値（例えば３００ｍｓ）にセット
し、その後ステップ６４で所定値（例えば１０ｍｓ）ず
つ減算していく。
【００３３】そして、ステップ６５でタイマＴＮＺＥＲ
Ｏの値が０になったと判定されたとき、つまり、設定時
間（例えば３００ｍｓ）以上ＰＯＳ信号が入力されなか
ったときは、エンジンが停止していると判断し、ステッ
プ６６へ進んでエンジン停止判定フラグＫＮＲＺＥＲＯ
の値を１にセットする。なお、前記設定時間は前記始動
用制御実施判定フラグＳＴＳＷが１にセットされる所定
時間より短い時間に設定されている。
【００３４】すなわち、上記同様エンジン回転速度が所
定値ＮＳＴＯＦＦＡまで上昇せず、バッテリ電圧が所定
値ＳＴＯＦＦＶＢＬまで回復しない状態で、前記始動用
制御持続時間判定フラグＳＴＯＦＦが１にセットされる
前に、エンジンが停止していると判定されたときは、フ
ラグＳＴＳＷが１にセットすることで、気筒判別値等の
制御値の初期化を行わせ、次回始動時の誤制御による始
動不良、部品損傷を防止する。図１０は、上記のように
エンジン回転停止状態を検出して始動用制御持続時間判
定フラグＳＴＯＦＦが１にセットされるまでの様子を示
す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるエンジンの始動用制御装置のブ
ロック回路図。
【図２】同上の始動用制御装置における制御のメインル
ーチンを示すフローチャート。
【図３】同上制御の始動用制御開始判定フラグを設定す
るルーチンを示すフローチャート。
【図４】同上制御のエンジン始動用制御終了フラグを設
定するルーチンを示すフローチャート。
【図５】同上制御のバッテリ電圧判定フラグを設定する
ルーチンを示すフローチャート。
【図６】同上のバッテリ電圧判定フラグが立てられると
きの様子を示すタイムチャート。
【図７】同上制御の始動用制御持続時間判定フラグを設
定するルーチンを示すフローチャート。
【図８】同上の始動用制御持続時間判定フラグが立てら
れるときの様子を示すタイムチャート。
【図９】同上制御のエンジン停止判定フラグを設定する
ルーチンを示すフローチャート。
【図１０】同上のエンジン停止判定フラグが立てられる
ときの様子を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１ バッテリ ２ キースイッチ ４ エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ） ８ スタータ ９ クランク角センサ １０ カムセンサ １１ ニュートラルスイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中沢 孝志 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 祐谷 昌彦 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G084 BA28 CA01 DA03 DA09 DA13 FA03 FA06 FA33 FA38 FA39

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】エンジンが回転していることを条件として
    開始されるエンジン始動用制御中で、スタータ駆動電源
    がスタータ駆動判定値以下に低下した後、スタータ停止
    判定値以上に復帰したことを検出したときに、前記始動
    用制御を終了させることを特徴とするエンジンの始動用
    制御装置。
  2. 【請求項２】エンジン始動用制御の開始後、前記スター
    タ駆動電源の電圧状態による始動用制御の終了判定前に
    所定時間を経過したときに、始動用制御を終了させるこ
    とを特徴とする請求項１に記載のエンジンの始動用制御
    装置。
  3. 【請求項３】前記所定時間経過前でも、エンジン回転が
    設定時間以上検出されないときには、始動用制御を終了
    させることを特徴とする請求項２に記載のエンジンの始
    動用制御装置。
  4. 【請求項４】エンジン始動用制御開始後、エンジン回転
    速度が自立運転可能な回転速度以上となったときは、無
    条件でエンジン始動用制御を終了させることを特徴とす
    る請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のエンジン
    の始動用制御装置。
  5. 【請求項５】エンジン始動用制御開始後、エンジン始動
    用制御の終了を要求する操作を検出したときは、無条件
    でエンジン始動用制御を終了させることを特徴とする請
    求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のエンジンの始
    動用制御装置。
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