JP2006183613A - エンジン始動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジンＥＣＵが作動不能となっても、エンジン始動を実行可能なエンジン始動制御装置を提供する。
【解決手段】 スタートスイッチ１２がオンされると、電源制御ＥＣＵ１０はエンジンＥＣＵ２０に対して電力供給および始動指示信号ＳＤの送出を行なうとともに、所定の始動条件が成立することに基づいて、所定の期間、スタータリレー５０に補助駆動電流ｉｄを通電する。エンジンＥＣＵ２０は、始動指示信号ＳＤをトリガとしてスタータリレー５０に駆動電流Ｉｄを通電する。このとき、エンジンＥＣＵ２０は、スタータリレー５０が通電状態であれば、始動条件の判定を行なわず、直ちに駆動電流Ｉｄを通電する。一方、スタータリレー５０が非通電状態であれば、エンジンＥＣＵ２０は、始動条件が成立し、かつスタータリレー５０が通電された履歴が無いことに基づいて駆動電流Ｉｄを通電する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、車両におけるエンジンの始動制御装置に関し、より特定的には、エンジンの始動を制御するＥＣＵ（Electrical Control Unit）が一時的な電圧低下により作動不能となってもエンジンを始動することができるエンジン始動制御装置に関する。

車両におけるエンジンの始動は、通常、イグニッションスイッチの操作により行なわれる。イグニッションスイッチは、イグニッションキーを鍵穴に差込み、所定の位置に回動させて操作を行なうものである。イグニッションスイッチは、イグニッションキーを抜き差しするオフ（ＯＦＦ）位置、カーオーディオなどのアクセサリ電装機器を通電させるアクセサリ（ＡＣＣ）位置、エンジンの点火系に通電を行なうオン（ＯＮ）位置およびエンジンを始動するため、スタータに通電を行なうエンジンスタート（ＳＴ）位置を有している。また、イグニッションキーは、エンジンスタート位置においては、運転者がこの位置を維持するように力を加えていないと、オン位置に戻るように構成されている。一方、他の位置においては、運転者がイグニッションキーから手を放しても、その位置が維持される。

このようなエンジンの始動制御を行なう車両において、一般に、エンジンを始動させるためのスタータには、車両に搭載されたバッテリから電力が供給される。スタータは、エンジン停止状態からクランキングを実行してエンジンを始動させるために、大きな始動電流を必要とする。そのため、同じくバッテリから電力の供給を受けるＥＣＵにおいては、スタータの回転中に、バッテリからＥＣＵへの供給電圧がＥＣＵの動作電圧を下回ることがある。このような場合、エンジン始動を制御するエンジンＥＣＵにおいては、動作が不能となってしまうため、エンジンの始動を行なうことができない。

このような事態を回避するために、たとえば特許文献１は、エンジン始動系のＥＣＵが不作動時であっても、エンジン始動が可能なエンジン始動制御装置を開示する。

詳細には、エンジン始動制御装置は、エンジンを始動させるためのモータと、モータへの電力の供給／停止を切換えるモータ制御用リレーと、エンジン始動用スイッチに接続され、モータ制御用リレーの開閉を制御する制御回路と、エンジン始動用スイッチと制御回路とモータとに接続され、制御回路から励磁コイルに通電されると、エンジン始動用スイッチとモータとの間が非通電状態になり、励磁コイルに通電されないと、エンジン始動用スイッチとモータとの間が通電状態となる常閉リレーとを備える。

以上の構成において、イグニッションスイッチがオン位置からエンジンスタート位置に回されたことに連動してエンジン始動用スイッチがオンされると、制御回路は、モータ制御用リレーの励磁回路を通電して、バッテリからモータに電力を供給する。さらに、制御回路は、常閉リレーの励磁回路を通電して、エンジン始動用スイッチとモータとを非通電状態とする。このとき、モータに大きな電力が供給され、制御回路への供給電圧が一時的に低下すると、制御回路は一時的に動作不能となり、制御回路からのモータ制御用リレーへの通電が停止する。このため、モータ制御用リレーがオフ状態となり、モータへの電力供給が停止される。しかしながら、常閉リレーにおいては、制御回路の動作不能によって通電されなくなっても、エンジン始動用スイッチとモータとの間が通電状態であるので、モータへの電力供給を維持でき、エンジンを始動させることができる。
特開２００２−３４３４４９号公報 特開２００１−８６６０１号公報

上述のように、従来のエンジン始動制御装置においては、バッテリからの供給電圧の低下によってエンジン始動系のＥＣＵが動作不能となった場合であっても、運転者がイグニッションキーをエンジンスタート位置に保持する操作と、リレーの通電／非通電動作とを組合せることによって、エンジン始動を可能としていた。

ところで、エンジンの始動制御においては、最近、その操作性の向上の要求を受けて、スマートイグニッション機能を有するエンジン始動制御装置が提案されている（たとえば特許文献２参照）。スマートイグニッション機能とは、車両とキーとが無線によるＩＤ照合を行ない、正しいＩＤと確認されたときに、運転者が車両室内に設けられた押しボタンスイッチ等の操作部を操作（プッシュ）することによってエンジンを始動させる機能である。これによれば、従来のように運転者がイグニッションキーを所定の位置に回動させることなく、エンジン始動が可能となる。なお、このようなスイッチ操作によるエンジン始動制御方法は、プッシュ式スタートシステムとも称されている。

しかしながら、プッシュ式スタートシステムにおいては、操作性が高められる反面、エンジン始動性において以下のような問題が浮上している。これは、先述したように、スタータ起動時の電圧低下によってエンジン始動系のＥＣＵが動作不能に陥った場合に生じる。詳細には、プッシュ式スタートシステムでは、運転者は車両起動時に１回のスイッチ操作を行なうのみで、従来のイグニッションスイッチをＯＦＦ，ＡＣＣ，ＯＮ，ＳＴに相当する位置に入れる一連の操作については、ＥＣＵが代行して自動的に行なう。したがって、その性格上、運転者がイグニッションスイッチを特定の位置に保持するといった操作は存在しない。そのため、供給される電圧の低下によって、エンジン始動系のＥＣＵが一旦動作不能に陥ってしまうと、エンジンを始動させることができなくなってしまう。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エンジン始動系のＥＣＵが不作動時においても、エンジン始動を確実に行なうことのできるエンジン始動制御装置を提供することである。

この発明のある局面によれば、エンジンおよび電源が搭載された車両のエンジン始動制御装置であって、電源からの電力の供給を受けてエンジンを始動させるモータと、電源から電力の供給を受け、エンジンの始動指示がなされたことに応じて、エンジンの始動を制御する第１および第２の制御回路と、電源とモータとの間に配され、第１の制御回路および第２の制御回路の少なくとも一方から供給される第１および第２の駆動電流によって通電され、通電時に電源とモータとを電気的に接続するモータ駆動用リレーとを備える。第１の制御回路は、エンジンの始動指示を受けると、エンジン始動を許可するための所定の始動条件が成立することに基づいて、第１の駆動電流を供給する。第２の制御回路は、エンジンの始動指示を受けると、モータ駆動用リレーが通電されていることに基づいて、第２の駆動電流を供給する。

好ましくは、第２の制御回路は、モータ駆動用リレーが通電されていないときには、所定の始動条件が成立し、かつエンジンの始動が指示された時点以降において、モータ駆動用リレーに通電された履歴が無いことに基づいて、第２の駆動電流を供給する。

好ましくは、第２の制御回路は、モータ駆動用リレーが通電されていないときには、エンジンの始動が指示された時点以降において、モータ駆動用リレーに通電された履歴が有ることに基づいて、第２の駆動電流の供給を禁止する。

好ましくは、第１の制御回路は、エンジンの始動指示を受けると、所定の期間、第１の駆動電流を供給する。第２の制御回路は、エンジンの始動が指示された時点から所定の期間が経過したことに基づいて、モータ駆動用リレーに通電された履歴有りと判断する。

好ましくは、所定の期間は、エンジンの始動が指示された時点からエンジンが始動される時点までの期間よりも相対的に短い期間である。

好ましくは、第１および第２の制御回路は、電源から供給される電源電圧において、正常動作が保証される第１および第２の動作電圧下限値をそれぞれ有し、第１の動作電圧下限値は、第２の動作電圧下限値よりも低電圧である。

好ましくは、第１の制御回路は、エンジンの始動を制御するとともに、車両に搭載される電気機器を制御する。

好ましくは、第１の制御回路は、エンジンの始動指示がなされたことに応じて、車両に搭載される電気機器への電力供給を制御する。

好ましくは、第１の制御回路は、電源とモータ駆動用リレーとの間に接続され、エンジンの始動を指示するエンジン始動用スイッチを含む。エンジン始動用スイッチは、オンされたことに応じて、第２の制御回路にエンジンの始動指示を出力するとともに、所定の期間、電源からモータ駆動用リレーに第１の駆動電流を供給する。

この発明によれば、エンジン始動指示に応じて、第１の制御回路と第２の制御回路とによってモータ駆動用リレーを駆動させる構成としたことにより、確実にエンジンを始動させることができる。

さらに、第２の制御回路は、モータ駆動用リレーの通電状態に基づいて、第２の駆動電流の供給を制御することから、モータ駆動用リレーが一時的に非通電状態となるのが回避される。これにより、エンジン始動制御装置の信頼性を向上することができる。

また、この発明によれば、第１の制御回路は、第２の制御回路よりも低電圧動作が可能であることから、第２の制御回路が作動不能となっても確実にエンジンを始動させることができる。

さらに、第１の制御回路は、エンジンの始動を制御する機能以外に、車両の電気機器を制御する機能を有することから、新たに制御回路を設ける必要がなく、既存の装置構成で容易に、この発明によるエンジン始動制御装置を実現することができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

図１は、この発明の実施の形態に従うエンジン始動制御装置の概略ブロック図である。

図１を参照して、エンジン始動制御装置は、車両電気システム全体の電源状態を制御する電源制御ＥＣＵ１０と、スタートスイッチ１２と、図示しないエンジンの始動および回転を制御するエンジンＥＣＵ２０と、電源リレー３０と、スタータ４０と、スタータリレー５０と、電圧センサ５２と、エンジン回転数センサ６０と、シフトポジションセンサ７０と、ブレーキランプスイッチ８０とを備える。

スタートスイッチ１２は、車両室内の運転席近辺に設けられたスイッチであり、例えばインストルメントパネルに設けられたモーメンタリ式の押しボタンスイッチによって構成される。スタートスイッチ１２は、運転者によって操作（プッシュ）されることにより、オン状態となる。なお、スタータスイッチ１２は、プッシュ式スタートシステムに対応するものに限定されず、図示しないイグニッションスイッチのオン位置からエンジンスタート位置にキーが回されたことに連動してオン状態となるように構成しても良い。

電源制御ＥＣＵ１０は、スタートスイッチ１２およびバッテリ（図示せず）に接続される。バッテリは、車両に搭載され、たとえばニッケル水素などの二次電池からなる。電源制御ＥＣＵ１０は、常時バッテリからの電力供給を受けて動作可能な状態にあり、スタートスイッチ１２がオンされたことに応じて、電源リレー３０の励磁回路を通電して、電源リレー３０をオン状態とし、バッテリからエンジンＥＣＵ２０に電力を供給する。さらに、電源制御ＥＣＵ１０は、エンジンＥＣＵ２０に対して、エンジン始動を指示する始動指示信号ＳＤを出力する。

エンジンＥＣＵ２０は、図示しない他の車両電気システムとともに、バッテリに接続される。バッテリとエンジンＥＣＵ２０との間には、電源リレー３０が設けられる。電源リレー３０の励磁回路は、電源制御ＥＣＵ１０により通電される。電源リレー３０がオン状態において、エンジンＥＣＵ２０および図示しない車両電気システムは、バッテリと電気的に接続され、バッテリから電力の供給を受ける。さらに、エンジンＥＣＵ２０は、バッテリからの電力供給開始後において、電源制御ＥＣＵ１０から始動指示信号ＳＤを受ける。

ここで、エンジンＥＣＵ２０は、供給される電源電圧において、正常動作が保証される動作電圧の限界値（以下、動作電圧下限値とも称する）を有する。エンジンＥＣＵ２０は、電源電圧がこの動作電圧下限値以上であるときには、正常動作が可能となる。一方、電源電圧がこの動作電圧下限値を下回るときには、エンジンＥＣＵ２０は、動作不能（以下、リセット状態とも称する）となる。

スタータリレー５０は、エンジンＥＣＵ２０とスタータ４０との間に配される。スタータリレー５０の励磁回路は、電源制御ＥＣＵ１０から始動指示信号ＳＤが出力されたことに応じて通電される。スタータリレー５０の通電には、図１に示すように、エンジンＥＣＵ２０からの駆動電流Ｉｄおよび電源制御ＥＣＵ１０からの補助駆動電流ｉｄの少なくとも一方が励磁回路に供給される。そして、スタータリレー５０の励磁回路が通電されると、バッテリからスタータ４０に電力が供給される。スタータリレー５０の通電方法については、後に詳述する。

電圧センサ５２は、スタータリレー５０の励磁回路が通電されると、その励磁回路に生じた電圧を検出する。そして、電圧センサ５２は、検出した電圧をスタータ駆動信号ＳＴＡとしてエンジンＥＣＵ２０へ出力する。スタータ駆動信号ＳＴＡは、検出された電圧に応じてオン／オフ状態を示す信号である。すなわち、スタータリレー５０が通電状態であればオン状態を示し、スタータリレー５０が非通電状態であればオフ状態を示す。

スタータ４０は、バッテリからの電力供給を受けて回転する。スタータ４０の回転によって、エンジンのクランキングが開始される。

エンジン回転数センサ６０は、エンジンのクランキングが開始してエンジンが回転を始めると、そのエンジン回転数ＭＲＮＥを検出する。エンジン回転数センサ６０は、検出したエンジン回転数ＭＲＮＥをエンジンＥＣＵ２０へ出力する。

エンジンＥＣＵ２０は、エンジン回転数センサ６０からエンジン回転数ＭＲＮＥを受けると、検出されたエンジン回転数ＭＲＮＥと予め定めた所定の回転数（たとえばアイドル回転数近傍）との一致比較動作を行ない、その比較結果に基づいてエンジンが完爆状態であるか否かを判定する。このとき、エンジン回転数ＭＲＮＥが所定の回転数以上であれば、エンジンＥＣＵ２０は、エンジンが完爆状態であると判定し、エンジン始動が完了したと判断する。そして、エンジンＥＣＵ２０は、エンジン始動が完了したことに応じて、スタータリレー５０への駆動電流Ｉｄの供給を停止する。これにより、スタータ４０の回転が停止し、エンジン始動が終了する。

シフトポジションセンサ７０は、運転者により操作されたシフトレバー（図示せず）の位置（シフトポジション）を検出し、その検出したシフトポジションを電源制御ＥＣＵ１０およびエンジンＥＣＵ２０へ出力する。

ブレーキランプスイッチ８０は、図示しないブレーキの作動／非作動を検出し、その検出結果を電源制御ＥＣＵ１０およびエンジンＥＣＵ２０へ出力する。具体的には、ブレーキペダル（図示せず）が踏込まれたことに応答してブレーキランプ（図示せず）が消灯状態から点灯状態になると、ブレーキランプスイッチ８０は、これに連動してオン状態の信号を出力する。

以上の構成において、この発明によるエンジン始動制御装置は、通常、エンジンＥＣＵ２０から行なわれるスタータリレー５０の通電を、電源制御ＥＣＵ１０からも行なうことができるように構成したことを第１の特徴とする。

詳細には、スタータ４０の起動は、通常、エンジンＥＣＵ２０が電源制御ＥＣＵ１０から送出された始動指示信号ＳＤをトリガとして、スタータリレー５０の励磁回路に駆動電流Ｉｄを流して通電し、バッテリからステータ４０に電力を供給することによって実行される。

しかしながら、バッテリが劣化している、あるいはバッテリの充電状態が不十分なときには、スタータ４０の起動時に、バッテリからスタータ４０に大きな電力が供給されることによって、エンジンＥＣＵ２０に供給される電源電圧が、一時的にエンジンＥＣＵ２０の動作電圧下限値を下回ることがある。これにより、エンジンＥＣＵ２０は、動作不能（リセット状態）に陥り、以降のエンジン始動動作が不可能となる。

このとき、従来のイグニッションスイッチを用いたエンジン始動制御装置であれば、上述したように、運転者がイグニッションキーをエンジンスタート位置に保持する操作と、バッテリとスタータとの間を通電状態にするリレー回路とを組合せることで、エンジンを始動させることができる。これに対して、車両の電源投入からエンジン始動までの一連の動作を１回のスイッチ操作のみで自動的に行なうプッシュ式スタートシステムにおいては、運転者が特定の位置でキーを保持する構成を持たないため、一旦エンジンＥＣＵがリセットされると、エンジンを始動させることができない。

そこで、この発明では、エンジンＥＣＵ２０と、エンジンＥＣＵ２０よりも低い動作電圧下限値を有する他のＥＣＵとによってスタータ４０の起動を行なう構成とする。動作電圧下限値の低いＥＣＵの一例としては、図１に示す電源制御ＥＣＵ１０が挙げられる。これは、電源制御ＥＣＵ１０は、車両電気システム全体の電源を制御する関係上、電源電圧が低い場合でも安定して電力を供給できるように、昇圧回路を内蔵するなどして正常動作する機能を備えていることによる。なお、電源制御ＥＣＵ１０に限らず、低電圧動作機能を有するＥＣＵであれば、上記の他のＥＣＵとして本願発明に適用できることは言うまでもない。これによれば、新たなＥＣＵを設ける必要がなく、既存の装置構成を用いてこの発明を容易に実現することができる。

さらに、この発明によるエンジン始動制御装置は、エンジンＥＣＵ２０がスタータリレー５０の通電状態に基づいて、駆動電流Ｉｄの供給を制御することを第２の特徴とする。

詳細には、図１の構成において、エンジンＥＣＵ２０と電源制御ＥＣＵ１０とは、エンジン始動の指示を受けると、互いに独立した制御に従って、駆動電流Ｉｄおよび補助駆動電流ｉｄをそれぞれスタータリレー５０に供給する。このため、スタータリレー５０においては、両者の間で駆動電流の供給するタイミングにずれが生じる場合が起こり得る。

たとえば、エンジンＥＣＵ２０がスタータ４０の起動時における電源電圧の低下によって、一時的にリセット状態に陥った場合を考える。この場合においても、電源制御ＥＣＵ１０は、動作可能な状態にあり、予め設定された所定の期間、補助駆動電流ｉｄをスタータリレー５０の励磁回路に供給し続ける。これにより、スタータ４０は、引き続きバッテリから電力供給を受けて回転し続け、エンジンをクランキングさせる。なお、所定の期間は、エンジン始動後のスタータ４０のオーバーランを防ぐため、補助駆動電流ｉｄの通電期間だけでは、エンジンが完全に始動できない程度の短い期間に設定される。

やがて、エンジンがクランキングされて、バッテリからスタータ４０に供給される電力が減ると、バッテリからエンジンＥＣＵ２０に供給される電源電圧Ｖｂが増加し始める。そして、電源電圧ＶｂがエンジンＥＣＵ２０の動作電圧下限値を上回ると、エンジンＥＣＵ２０は再び動作可能になり、始動指示信号ＳＤに応答して、駆動電流Ｉｄの通電を再開する。このとき、電源制御ＥＣＵ１０において、既に所定の期間が経過して補助駆動電流ｉｄの通電が停止されていれば、スタータリレー５０には、所定の期間の経過したタイミングと駆動電流Ｉｄが供給され始めるタイミングとの間において、一時的に非通電状態となる期間が生じることになる。これにより、スタータ４０においては、一旦クランキングが停止されたにも拘らず、再度クランキングを開始されるという２段クランキングが発生する。これは、前者のクランキングが停止した後も慣性で回転し続けているエンジンに対して、新たな力を加えることとなり、衝撃音の発生やギヤの機械的損傷などの原因となる。

そこで、この発明では、このようなスタータ４０の２段クランキングを回避する手段として、エンジンＥＣＵ２０は、スタータリレー５０の通電状態に基づいて、駆動電流Ｉｄの供給を制御する構成とする。これによれば、エンジンＥＣＵ２０は、スタータリレー５０が通電状態であることに基づいて、駆動電流Ｉｄの供給を実行する。また、スタータリレー５０が非通電状態であるときには、エンジンＥＣＵ２０は、スタータリレー５０に通電された履歴の無いことに基づいて、駆動電流Ｉｄの供給を実行する。一方、エンジンＥＣＵ２０は、スタータリレー５０に通電された履歴が有れば、駆動電流Ｉｄの供給を禁止する。このような構成とすることにより、スタータリレー５０の一時的な非通電状態が回避され、スタータ４０の２段クランキングを防止することができる。

以下に、図１のエンジン始動制御装置にて実行されるエンジン始動制御方法について、詳細に説明する。

図２は、この発明の実施の形態１によるエンジン始動制御を説明するための第１のタイミングチャートである。

エンジン始動待機状態において、最初に、図中（１）に示すように、スタートスイッチ１２が、運転者によるプッシュ操作（図中のワンショットパルスＳＴに相当）によってオンされる。電源制御ＥＣＵ１０は、スタートスイッチ１２がオンされたことを検知すると、電源リレー３０の励磁回路を通電して、エンジンＥＣＵ２０などの車両電気システムに電源電圧の供給を開始する。このときの車両電気システムの電源電圧Ｖｂは、図中（２）に示すように、バッテリの電源電圧と略等しい電圧レベルとなり、エンジンＥＣＵ２０が作動する。

次に、電源制御ＥＣＵ１０は、エンジンＥＣＵ２０に対して、エンジン始動を指示する始動指示信号ＳＤを送出する（図中（３）に相当）。そして、電源制御ＥＣＵ１０は、始動指示信号ＳＤをトリガとして、スタータリレー５０の励磁回路に、所定の期間、補助駆動電流ｉｄを通電する（図中（５）に相当）。なお、始動指示信号ＳＤは、補助駆動電流ｉｄが駆動される所定の期間の終了時においても、継続して送出される。

このとき、電源制御ＥＣＵ１０は、補助電流ｉｄの通電を行なうに先立って、所定の始動条件が成立するか否かを判定する。所定の始動条件は、エンジン始動が許可される条件であり、車両がエンジンを始動させても急発進する等の危険が生じない状態であることとされる。所定の始動条件には、シフトポジションが非駆動ポジション（たとえばＮ（ニュートラル）ポジション、Ｐ（パーキング）ポジションなど）に選択されていること、およびブレーキペダルが踏込まれていることなどが含まれる。

そして、電源制御ＥＣＵ１０は、シフトポジションセンサ７０およびブレーキランプスイッチ８０からの信号に基づいて、所定の始動条件が成立すると判定されると、補助駆動電流ｉｄをスタータリレー５０の励磁回路に供給する。

一方、エンジンＥＣＵ２０は、電源制御ＥＣＵ１０からの始動指示信号ＳＤをトリガとして、スタータリレー５０の励磁回路に駆動電流Ｉｄを通電する（図中（４）に相当）。

このとき、エンジンＥＣＵ２０は、電源制御ＥＣＵ１０から始動指示信号ＳＤを受けると、エンジン始動を行なうに先立って、スタータリレー５０が通電状態にあるか否かを判定する。詳細には、エンジンＥＣＵ２０は、電圧センサ５２からのスタータ駆動信号ＳＴＡに基づいて、スタータリレー５０が通電状態にあるか否かを判定する。図中（４）のタイミングでは、スタータリレー５０は未だ通電されておらず、スタータ駆動信号ＳＴＡは、オフ状態を示している。そこで、エンジンＥＣＵ２０は、スタータリレー５０が非通電状態であると判定されると、上述した所定の始動条件が成立すると判定されたことに基づいて、駆動電流Ｉｄをスタータリレー５０の励磁回路に供給する。

以上のように、スタータリレー５０は、エンジン始動指示に応答して、エンジンＥＣＵ２０および電源制御ＥＣＵ１０の双方からの駆動電流Ｉｄ，ｉｄによって通電される。これにより、スタータ４０はバッテリから電力の供給を受けて起動する。

そして、スタータリレー５０が通電されると、電圧センサ５２は、スタータリレー５０の励磁回路に生じた電圧を検出する。電圧センサ５２は、その検出した電圧をオン状態のスタータ駆動信号ＳＴＡとして、エンジンＥＣＵ２０へ出力する（図中（６）に相当）。

ここで、スタータ４０に大きな始動電流が供給されたことに起因して、車両電気システムに供給される電源電圧Ｖｂが一時的に低下したものとする。このとき、バッテリの充電状態によっては、図中（７）に示すように、電源電圧Ｖｂが、エンジンＥＣＵ２０の動作電圧下限値（図中の点線レベル）を下回る場合が起こり得る。これにより、エンジンＥＣＵ２０は動作不能（リセット状態）となり、スタータリレー５０の励磁回路への駆動電流Ｉｄの通電を停止する。

一方、電源制御ＥＣＵ１０は、動作電圧下限値（図中の破線レベル）がエンジンＥＣＵ２０の動作電圧下限値よりも低いことから、バッテリから供給される電源電圧の低下においても、動作可能な状態を維持している。したがって、スタータリレー５０の励磁回路には、電源制御ＥＣＵ１０から補助駆動電流ｉｄが継続して供給されることから、通電状態が保持される。これにより、スタータ４０は、引き続きバッテリから電力供給を受けて回転し続け、エンジンをクランキングさせる。

エンジンがクランキングされると、バッテリからスタータ４０に供給される電力が減り、バッテリからエンジンＥＣＵ２０に供給される電源電圧Ｖｂが増加し始める。そして、電源電圧ＶｂがエンジンＥＣＵ２０の動作電圧下限値を上回ると、エンジンＥＣＵ２０は、再び動作可能となる。エンジンＥＣＵ２０が再び動作可能となった時点では、未だ始動指示信号ＳＤが送出されているため、エンジンＥＣＵ２０は、駆動電流Ｉｄの通電を再開する。

ここで、エンジンＥＣＵ２０は、駆動電流Ｉｄの通電を行なうに先立って、電圧センサ５２からのスタータ駆動信号ＳＴＡに基づいて、スタータリレー５０が通電状態にあるか否かを判定する。図２の場合では、エンジンＥＣＵ２０がリセット状態から回復したタイミングでは、スタータリレー５０は電源制御ＥＣＵ１０からの補助駆動電流ｉｄによって通電されており、スタータ駆動信号ＳＴＡは、オン状態を示している。そこで、エンジンＥＣＵ２０は、スタータリレー５０が通電状態であると判定されると、所定の始動条件が成立するか否かの判定を行なうことなく、直ちに駆動電流Ｉｄをスタータリレー５０の励磁回路に供給する（図中（８）に相当）。

そして、エンジンＥＣＵ２０は、補助駆動電流ｉｄの通電を停止する所定の期間の経過時（図中（９）に相当）以降においてもスタータリレー５０に駆動電流Ｉｄを通電し、点火噴射の制御を実行して、エンジン始動を開始する（図中（１１）に相当）。

そして、エンジンが完爆状態となって、エンジン始動が完了すると、図中（１２）に示すように、エンジンＥＣＵ２０は、駆動電流Ｉｄの通電を停止する。なお、駆動電流Ｉｄの通電が停止されたことに応じて、スタータ駆動信号ＳＴＡは、オン状態からオフ状態へと遷移する（図中（１３）に相当）。

以上の構成によれば、電源電圧の低下によって、一旦エンジンＥＣＵ２０がリセット状態に陥ったときであっても、電源制御ＥＣＵ１０によってスタータ４０が駆動され続け、エンジンＥＣＵ２０がリセット状態から回復した後は、エンジンＥＣＵ２０によってスタータ４０が駆動されることから、運転者にとっては、見かけ上１回のプッシュ操作によってエンジンが始動したのと等価となり、利便性が向上される。

また、エンジンＥＣＵ２０は、スタータリレー５０が通電されていることに基づいて、駆動電流Ｉｄの供給を再開することから、スタータリレー５０に一時的な非通電状態が発生することなく、スタータ４０を駆動し続けることができる。

図３は、この発明の実施の形態１によるエンジン始動制御を説明するための第２のタイミングチャートである。

図３を参照して、エンジン始動待機状態において、電源制御ＥＣＵ１０は、スタートスイッチ１２がオンされたこと（図中（１）に相当）を検知すると、電源リレー３０の励磁回路を通電して、エンジンＥＣＵ２０などの車両電気システムに電源電圧の供給を開始する。このときの車両電気システムの電源電圧Ｖｂは、図中（２）に示すように、バッテリの電源電圧と略等しい電圧レベルとなり、エンジンＥＣＵ２０が作動する。

次に、電源制御ＥＣＵ１０は、エンジンＥＣＵ２０に対して、エンジン始動を指示する始動指示信号ＳＤを送出する（図中（３）に相当）。さらに、電源制御ＥＣＵ１０は、先述のように、シフトポジションセンサ７０およびブレーキランプスイッチ８０からの信号に基づいて、所定の始動条件が成立するか否かを判定する。そして、電源制御ＥＣＵ１０は、所定の始動条件が成立すると判定されると、スタータリレー５０の励磁回路に、所定の期間、補助駆動電流ｉｄを通電する（図中（５）に相当）。

一方、エンジンＥＣＵ２０は、電源制御ＥＣＵ１０からの始動指示信号ＳＤをトリガとして、スタータリレー５０の励磁回路に駆動電流Ｉｄを通電する（図中（４）に相当）。

このとき、エンジンＥＣＵ２０は、図２において説明したように、電源制御ＥＣＵ１０から始動指示信号ＳＤを受けると、電圧センサ５２からのスタータ駆動信号ＳＴＡに基づいて、スタータリレー５０が通電状態にあるか否かを判定する。そして、エンジンＥＣＵ２０は、スタータ駆動信号ＳＴＡがオフ状態であって、スタータリレー５０が非通電状態であると判定されると、所定の始動条件が成立すると判定されたことに基づいて、駆動電流Ｉｄをスタータリレー５０の励磁回路に供給する。

電圧センサ５２は、駆動電流Ｉｄおよび補助駆動電流ｉｄによってスタータリレー５０が通電されたことに応じて、スタータリレー５０の励磁回路に生じた電圧を検出する。そして、電圧センサ５２は、その検出した電圧をオン状態のスタータ駆動信号ＳＴＡとしてエンジンＥＣＵ２０へ出力する（図中（６）に相当）。

ここで、スタータ４０に大きな始動電流が供給されたことに起因して、車両電気システムに供給される電源電圧Ｖｂが、エンジンＥＣＵ２０の動作電圧下限値（図中の点線レベル）を下回ったものとする（図中（７）に相当）。これにより、エンジンＥＣＵ２０はリセット状態となり、スタータリレー５０の励磁回路への駆動電流Ｉｄの供給を停止する。

一方、電源制御ＥＣＵ１０は、上述したように、バッテリから供給される電源電圧の低下においても動作可能な状態を維持しており、補助駆動電流ｉｄの供給を継続する。これにより、スタータ４０は、引き続きバッテリから電力供給を受けて回転し続け、エンジンをクランキングさせる。

エンジンがクランキングされると、バッテリからスタータ４０に供給される電力が減り、バッテリからエンジンＥＣＵ２０に供給される電源電圧Ｖｂが増加し始める。そして、図中（１４）に示すように、電源電圧ＶｂがエンジンＥＣＵ２０の動作電圧下限値を上回ると、エンジンＥＣＵ２０は、再び動作可能となる。エンジンＥＣＵ２０が再び動作可能となった時点では、未だ始動指示信号ＳＤが送出されているため、エンジンＥＣＵ２０は、駆動電流Ｉｄの通電を再開しようとする。

ここで、エンジンＥＣＵ２０は、駆動電流Ｉｄの通電を行なうに先立って、電圧センサ５２からのスタータ駆動信号ＳＴＡに基づいて、スタータリレー５０が通電状態にあるか否かを判定する。図３に示すように、エンジンＥＣＵ２０がリセット状態から回復したタイミングでは、補助駆動電流ｉｄが通電される所定の期間が既に経過しており、スタータリレー５０は非通電状態にある。そこで、エンジンＥＣＵ２０は、スタータ駆動信号ＳＴＡがオフ状態であり、スタータリレー５０が非通電状態であると判定されると、所定の始動条件が成立することを確認した後に、スタータリレー５０に通電された履歴が有るか否かを判定する。

詳細には、エンジンＥＣＵ２０は、図中（１４）のタイミングよりも以前に、スタータ駆動信号ＳＴＡがオン状態からオフ状態に遷移していることに基づいて、スタータリレー５０に通電された履歴が有ると判定する。そして、エンジンＥＣＵ２０は、スタータリレー５０に通電された履歴が有ると判定されると、図３に示すように、駆動電流Ｉｄの供給を禁止する。

これにより、スタータリレー５０には、補助駆動電流ｉｄが通電される所定の期間が経過した以降において、新たに駆動電流Ｉｄが通電されることはない。その結果、スタータリレー５０において一時的な非通電状態の発生が回避されることとなり、スタータ４０の２段クランキングが抑えられる。

なお、図３の場合におけるエンジンの始動は、運転者が再びプッシュ操作を行なってスタートスイッチ１２をオン状態とすることにより行なわれる。このとき、電源制御ＥＣＵ１０およびエンジンＥＣＵ２０は、２度目のエンジン始動の指示に応じて上述した一連の動作を再び実行し、最終的にエンジンを始動させる。

図４は、図１における電源制御ＥＣＵ１０で実行されるエンジン始動制御を示すフローチャートである。

図４を参照して、最初に、運転者によるプッシュ操作によってスタートスイッチ１２がオンされると、電源制御ＥＣＵ１０は、スタートスイッチ１２がオンされたことを検知する（ステップＳ０１）。

そして、電源制御ＥＣＵ１０は、電源リレー３０を通電し、エンジンＥＣＵ２０および他の車両電気システムに対して、バッテリからの電力供給を開始する（ステップＳ０２）。また、電源制御ＥＣＵ１０は、エンジンＥＣＵ２０に対して、始動指示信号ＳＤを送出する（ステップＳ０３）。

次に、電源制御ＥＣＵ１０は、シフトポジションセンサ７０およびブレークランプスイッチ８０からの信号に基づいて、所定の始動条件が成立するか否かを判定する（ステップＳ０４）。このとき、電源制御ＥＣＵ１０は、所定の始動条件が成立すると判定されると、補助駆動電流ｉｄを予め設定された所定の期間、スタータリレー５０の励磁回路に通電する（ステップＳ０５）。そして、所定の期間の経過後において、スタータリレー５０への通電を停止する。さらに、エンジンＥＣＵ２０への始動指示信号ＳＤの送出も停止する（ステップＳ０６）。

一方、ステップＳ０４において、電源制御ＥＣＵ２０は、所定の始動条件が成立しないと判定されると、以降のエンジン始動に関する制御（補助駆動電流ｉｄの通電）を禁止する（ステップＳ０７）。

図５は、図１におけるエンジンＥＣＵ２０で実行されるエンジン始動制御を示すフローチャートである。

図５を参照して、エンジンＥＣＵ２０は、スタートスイッチ１２がオンされたことに応じてバッテリから電力が供給されると、電源制御ＥＣＵ１０からの始動指示信号ＳＤの入力の有無を判定する（ステップＳ１０）。そして、エンジンＥＣＵ２０は、始動指示信号ＳＤを受けると、以下に示す判定動作を行ない、その判定結果に基づいて、スタータリレー５０への通電を実行／禁止する。

最初に、エンジンＥＣＵ２０は、スタータ駆動信号ＳＴＡがオン状態か否かを判定する（ステップＳ１１）。このとき、スタータ駆動信号ＳＴＡがオン状態であると判定されると、すなわち、スタータリレー５０が通電状態であると判定されると、直ちにステップＳ１４に進み、駆動電流Ｉｄの通電を実行する。これにより、スタータリレー５０は、駆動電流Ｉｄと補助駆動電流ｉｄとによって通電される。

一方、ステップＳ１１において、スタータ駆動信号ＳＴＡがオフ状態であると判定されると、すなわち、スタータリレー５０が非通電状態であると判定されると、エンジンＥＣＵ２０は、所定の始動条件が成立するか否かを判定する（ステップＳ１２）。このとき、エンジンＥＣＵ２０は、シフトポジションセンサ７０およびブレーキランプスイッチ８０からの信号に基づいて、所定の始動条件が成立しないと判定されると、以降のスタータリレー５０への駆動電流Ｉｄの通電を禁止する（ステップＳ１７）。したがって、所定の始動条件を満たさないことを理由として、一連のエンジン始動制御は行なわれない。

一方、ステップＳ１２において、所定の始動条件が成立すると判定されると、エンジンＥＣＵ２０は、続いて、スタータリレー５０に通電された履歴が有るか否かを判定する（ステップＳ１３）。このとき、エンジンＥＣＵ２０は、スタータ駆動信号ＳＴＡがオフ状態からオン状態に遷移した履歴の有無に基づいて、スタータリレー５０に通電された履歴が有るか否かを判定する。

そして、ステップＳ１３において、スタータリレー５０に通電された履歴が無いと判定されると、エンジンＥＣＵ２０は、スタータリレー５０に駆動電流Ｉｄを通電する（ステップＳ１４）。一方、スタータリレー５０に通電された履歴が有ると判定されると、エンジンＥＣＵ２０は、スタータリレー５０への駆動電流Ｉｄの通電を禁止する（ステップＳ１７）。これにより、スタータリレー５０の一時的な非通電状態を回避でき、スタータ４０の２段クランキングを防止することができる。なお、エンジンの始動は、再びスタータスイッチ１２がオンされたことに応じて、ステップＳ１０に戻って実行される。

以上のように、この発明の実施の形態によれば、運転者による１回の操作のみで確実にエンジンを始動することができ、運転者における利便性を向上することができる。

また、一時的にスタータリレーが非通電状態となることが回避されることから、これに起因するスタータの２段クランキングを防止することができ、高い信頼性を実現することができる。

なお、電源制御ＥＣＵ１０は、この発明による「第１の制御回路」を構成する。

また、エンジンＥＣＵ２０は、「第２の制御回路」を構成する。

さらに、スタータ４０は、「モータ」を構成する。

さらに、スタータリレー５０は、「モータ駆動用リレー」を構成する。
［変更例］
以上のように、この発明の実施の形態では、プッシュ式スタートシステムが採用された車両に搭載されるエンジン始動制御装置について説明したが、以下に示すように、イグニッションスイッチの操作によってエンジンを始動する形式を採用する車両に搭載されるエンジン始動制御装置についても適用することができる。

図６は、この発明の実施の形態の変更例に従うエンジン始動制御装置の概略ブロック図である。

図６を参照して、エンジン始動制御装置は、エンジン始動用スイッチ１４と、図示しないエンジンの始動および回転を制御するエンジンＥＣＵ２０と、スタータ４０と、スタータリレー５０と、電圧センサ５２と、エンジン回転数センサ６０と、シフトポジションセンサ７０と、ブレーキランプセンサ８０とを備える。

なお、図５のエンジン始動制御装置は、図１のエンジン始動制御装置における電源制御ＥＣＵ１０をエンジン始動用スイッチ１４に変更したものである。よって、共通する部分についての詳細な説明は繰り返さない。

エンジン始動用スイッチ１４は、イグニッションスイッチがオン位置からエンジンスタート位置にイグニッションキーが回されたことに連動して、オン状態となる。このエンジン始動用スイッチ１４は、運転者がイグニッションキーをエンジンスタート位置に回したことに応じて、予め設定された所定の期間、オン状態を保持する。

エンジン始動用スイッチ１４がオンされたことに応じて、スタータリレー５０は、図示しないバッテリに接続される。これにより、スタータリレー５０の励磁回路には、エンジン始動用スイッチ１４がオン状態となる所定の期間において、補助駆動電流ｉｄが通電される。

さらに、エンジン始動用スイッチ１４がオンされたことに応じて、始動指示信号ＳＤがエンジンＥＣＵ２０へ出力される。エンジンＥＣＵ２０は、始動指示信号ＳＤを受け、電圧センサ５２からスタータ駆動信号ＳＴＡを受け、シフトポジションセンサ７０からシフトポジションを指示する信号を受け、ブレーキランプスイッチ８０からブレーキの作動／非作動を指示する信号を受け、エンジン回転数センサ６０からエンジン回転数ＭＲＮＥを受ける。

そして、エンジンＥＣＵ２０は、始動指示信号ＳＤをトリガとして、スタータリレー５０への駆動電流Ｉｄの通電を実行する。このとき、エンジンＥＣＵ２０は、上述した図１のエンジンＥＣＵ２０において説明したのと同様の手順に従って、駆動電流Ｉｄの通電を制御する。すなわち、エンジンＥＣＵ２０は、スタータリレー５０の通電状態に基づいて、駆動電流Ｉｄの通電を制御する。これによれば、運転者は１回のキー操作によって確実にエンジンを始動することができる。また、スタータ５０における２段クランキングの発生が防止され、高い信頼性が実現される。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態に従うエンジン始動制御装置の概略ブロック図である。 この発明の実施の形態によるエンジン始動制御を説明するためのタイミングチャートである。 この発明の実施の形態によるエンジン始動制御装置を説明するためのタイミングチャートである。 図１における電源制御ＥＣＵで実行されるエンジン始動制御を示すフローチャートである。 図１におけるエンジンＥＣＵで実行されるエンジン始動制御を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態の変更例に従うエンジン始動制御装置の概略ブロック図である。

符号の説明

１０ 電源制御ＥＣＵ、１２ スタートスイッチ、１４ エンジン始動用スイッチ、２０ エンジンＥＣＵ、３０ 電源リレー、４０ スタータ、５０ スタータリレー、５２ 電圧センサ、６０ エンジン回転数センサ、７０ シフトポジションセンサ、８０ ブレーキランプスイッチ。

Claims (9)

1. エンジンおよび電源が搭載された車両のエンジン始動制御装置であって、
   前記電源からの電力の供給を受けて前記エンジンを始動させるモータと、
   前記電源から電力の供給を受け、前記エンジンの始動指示がなされたことに応じて、前記エンジンの始動を制御する第１および第２の制御回路と、
   前記電源と前記モータとの間に配され、前記第１の制御回路および前記第２の制御回路の少なくとも一方から供給される第１および第２の駆動電流によって通電され、通電時に前記電源と前記モータとを電気的に接続するモータ駆動用リレーとを備え、
   前記第１の制御回路は、前記エンジンの始動指示を受けると、エンジン始動を許可するための所定の始動条件が成立することに基づいて、前記第１の駆動電流を供給し、
   前記第２の制御回路は、前記エンジンの始動指示を受けると、前記モータ駆動用リレーが通電されていることに基づいて、前記第２の駆動電流を供給する、エンジン始動制御装置。
2. 前記第２の制御回路は、前記モータ駆動用リレーが通電されていないときには、前記所定の始動条件が成立し、かつ前記エンジンの始動が指示された時点以降において、前記モータ駆動用リレーに通電された履歴が無いことに基づいて、前記第２の駆動電流を供給する、請求項１に記載のエンジン始動制御装置。
3. 前記第２の制御回路は、前記モータ駆動用リレーが通電されていないときには、前記エンジンの始動が指示された時点以降において、前記モータ駆動用リレーに通電された履歴が有ることに基づいて、前記第２の駆動電流の供給を禁止する、請求項２に記載のエンジン始動制御装置。
4. 前記第１の制御回路は、前記エンジンの始動指示を受けると、所定の期間、前記第１の駆動電流を供給し、
   前記第２の制御回路は、前記エンジンの始動が指示された時点から前記所定の期間が経過したことに基づいて、前記モータ駆動用リレーに通電された履歴有りと判断する、請求項３に記載のエンジン始動制御装置。
5. 前記所定の期間は、前記エンジンの始動が指示された時点から前記エンジンが始動される時点までの期間よりも相対的に短い期間である、請求項４に記載のエンジン始動制御装置。
6. 前記第１および第２の制御回路は、前記電源から供給される電源電圧において、正常動作が保証される第１および第２の動作電圧下限値をそれぞれ有し、
   前記第１の動作電圧下限値は、前記第２の動作電圧下限値よりも低電圧である、請求項５に記載のエンジン始動制御装置。
7. 前記第１の制御回路は、前記エンジンの始動を制御するとともに、前記車両に搭載される電気機器を制御する、請求項６に記載のエンジン始動制御装置。
8. 前記第１の制御回路は、前記エンジンの始動指示がなされたことに応じて、前記車両に搭載される電気機器への電力供給を制御する、請求項７に記載のエンジン始動制御装置。
9. 前記第１の制御回路は、前記電源と前記モータ駆動用リレーとの間に接続され、前記エンジンの始動を指示するエンジン始動用スイッチを含み、
   前記エンジン始動用スイッチは、オンされたことに応じて、前記第２の制御回路にエンジンの始動指示を出力するとともに、前記所定の期間、前記電源から前記モータ駆動用リレーに前記第１の駆動電流を供給する、請求項５に記載のエンジン始動制御装置。

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