JP2008297926A - エンジンの始動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】グロープラグによる予熱効果の残時間や運転者のエンジン始動の意志の有無を考慮し、運転者の利便性の確保と始動性の確保とを両立させる。
【解決手段】エンジンの予熱が完了した場合、予熱中に運転者がクラッチペダルを離したか否かを調べ、予熱中にクラッチペダル４を離した場合、クラッチペダル４を再度踏み込んだか否かを調べる（Ｓ３）。そして、予熱中にクラッチペダルを離し、再度クラッチペダルを踏み込んだ場合には、クラッチペダル４を離してからの経過時間が第１の設定時間Ｔ１以内、且つグローオフしてから第２の設定時間Ｔ２以内のとき、スタータを駆動してエンジンを始動させる（Ｓ４〜Ｓ７）。これにより、グロープラグによる予熱効果の残時間や運転者のエンジン始動の意志の有無を考慮し、運転者の利便性の確保と始動性の確保とを両立させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、運転者の始動用スイッチの押下操作及びクラッチペダルの踏込操作に基づいて、エンジンを始動させるエンジンの始動制御装置に関する。

近年、自動車等の車両においては、イグニッションキーによる回転操作に代えてプッシュスイッチの押下操作によってエンジン始動を行う、いわゆるプッシュスタート式の始動装置が普及しつつある。

このプッシュスタート式の始動装置は、プッシュスイッチを一回押すだけで始動できるシステムであるが、ディーゼルエンジン搭載車では、グロープラグに通電による予熱が完了した後にスタータを駆動するため、プッシュボタンを押下してから実際にエンジンがクランキングされるまでには、若干の時間待ちが生じる。

このため、特許文献１には、所定の始動条件成立時にブレーキペダルを踏み込んだ状態でプッシュスイッチを押下操作すると、予熱が開始され、予熱完了後、スタータを駆動する通常の始動に対して、予熱期間中に、再度プッシュスイッチを押下操作した場合、スタータの駆動を強制的に実行させる技術が開示されている。
特開２００５−２１１２１７号公報

ところで、マニュアル変速機付きのエンジンでは、プッシュスタート式であっても、エンジン始動の際には、安全確保のためクラッチペダルの踏み込みを必要とする、いわゆるクラッチスタート式を採用するのが一般的である。

このため、マニュアル変速機付きのディーゼルエンジンでは、グロープラグによる予熱が完了するまでの間、クラッチを踏み続けなければならず、グロー待機中にクラッチを離してしまうと、再度クラッチを踏み込んでプッシュスイッチを押下しなければならない。特に、極低温状況で始動する場合等には、予熱完了までの待ち時間が長くなり、運転者としては、足が疲れる等の理由からクラッチペダルを離したくなる。

特許文献１の技術はマニュアル変速機にも適用可能とされているが、このような問題に対して、強制実行のためのプッシュスイッチが押下操作されると、直ちにスタータが回されてしまい、クラッチを離してから再度踏み込むまでの時間が長くなるとエンジンが冷えてしまい、始動が困難になる虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、グロープラグによる予熱効果の残時間や運転者のエンジン始動の意志の有無を考慮し、運転者の利便性の確保と始動性の確保とを両立させることのできるエンジンの始動制御装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明によるエンジンの始動制御装置は、運転者の始動用スイッチの押下操作及びクラッチペダルの踏込操作に基づくエンジン始動時、グロープラグに通電して燃焼室の予熱を開始し、該予熱の完了後にスタータを駆動してエンジンを始動させるエンジンの始動制御装置において、上記予熱の完了前に上記クラッチペダルを離して再度上記クラッチペダルを踏み込んだ場合、上記クラッチペダルを離してから再度踏み込むまでの経過時間と第１の設定時間とを比較し、エンジンの始動可否を判定する第１の判定手段と、上記予熱の完了前に上記クラッチペダルを離して再度上記クラッチペダルを踏み込んだ場合、上記予熱の完了に伴うグローオフからの経過時間と第２の設定時間とを比較し、エンジンの始動可否を判定する第２の判定手段と、上記予熱の完了前に上記クラッチペダルを離して再度上記クラッチペダルを踏み込んだ場合、上記第１の判定手段による判定及び上記第２の判定手段による判定が共に始動可のときに上記スタータを駆動するスタータ駆動手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、グロープラグによる予熱効果の残時間や運転者のエンジン始動の意志の有無を考慮し、運転者の利便性の確保と始動性の確保とを両立させることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図７は本発明の実施の一形態に係り、図１はエンジン始動制御装置の回路ブロック図、図２はエンジン始動制御のフローチャート、図３は通常始動を示すタイムチャート、図４は予熱中にクラッチペダルを離し、エンジン始動不可となる場合を示すタイムチャート、図５は予熱中にクラッチペダルを離した後に第１の設定時間を超えて再度クラッチペダルを踏み込み、エンジン始動不可となる場合を示すタイムチャート、図６は予熱中にクラッチペダルを離した後に第２の設定時間を超えて再度クラッチペダルを踏み込み、エンジン始動不可となる場合を示すタイムチャート、図７は予熱中にクラッチペダルを離した後に再度クラッチペダルを踏み込み、エンジン始動となる場合を示すタイムチャートである。

本発明によるエンジンの始動制御装置は、マニュアル変速機付きディーゼルエンジンのプッシュスタート式始動装置である。本実施の形態においては、図１に示すように、エンジン始動制御装置は、各部へ供給する電源を管理・制御する電源制御装置５０、マニュアル変速機１を連設したディーセルエンジン（以下、単に「エンジン」と記載する）２を制御するエンジン制御装置６０、エンジン２の気筒毎に備えられて燃焼室内の空気を加熱するためのグロープラグ３の通電制御を行うグロー制御装置７０を主として構成されている。電源制御装置５０，エンジン制御装置６０，グロー制御装置７０は、それぞれ、マイクロコンピュータ等から構成される電子制御装置（ECU；Electric Control Unit）であり、電源制御装置５０、エンジン制御装置６０、グロー制御装置７０を、それぞれ、電源ＥＣＵ５０、エンジンＥＣＵ６０、グローＥＣＵ７０と記載する。

尚、符号８０は、イモビライザ機能を有するセキュリティ装置であり、セキュリティロック用の識別コードをエンジンＥＣＵ６０に送信する。

エンジン２の始動系は、エンジン２に連設されるスタータ５を中心として、このスタータ５に接続され、電源ＥＣＵ５０やエンジンＥＣＵ６０によって制御されるリレー類や信号入力源となるスイッチ類によって構成されている。スタータ５は、その電源端子（マグネットスイッチの固定接点側端子）がバッテリ６に直接接続され、また、Ｓ端子（マグネットスイッチのコイル側端子）がスタータリレー７からスタータカットリレー８を経てイグニッションリレー９に至る各リレーの接点を介してバッテリ６に接続されている。

スタータリレー７及びイグニッションリレー９は、常開接点型のリレーであり、スタータカットリレー８は常閉接点型のリレーである。これらのリレー７，８，９のうち、スタータリレー７及びスタータカットリレー８は、エンジンＥＣＵ６０によって駆動されるよう結線され、イグニッションリレー９は、電源ＥＣＵ５０によって駆動されるよう結線されている。

すなわち、スタータリレー７のリレーコイルは、一方の端子がマニュアル変速機１のクラッチを断続するクラッチペダル４の踏み込みによってＯＮするクラッチスタートスイッチ１０を介してバッテリ６に接続され、他方の端子がエンジンＥＣＵ６０の出力端子に接続されている。スタータカットリレー８のリレーコイルは、一方の端子がイグニッションリレー９のリレー接点を介してバッテリ６に接続され、他方の端子がエンジンＥＣＵ６０の出力端子に接続されている。また、イグニッションリレー９のリレーコイルは、一方の端子が電源ＥＣＵ５０の出力端子に接続され、他方の端子が接地されている。

電源ＥＣＵ５０には、運転者による押下操作されるプッシュボタン式のスタートスイッチ１１が接続されている。スタートスイッチ１１は、押下された状態でのみＯＮとなり、離すと元の位置に復帰してＯＦＦするプッシュスイッチであり、運転者のスタートスイッチ１１の押下操作が電源ＥＣＵ５０によって検知され、この操作状態に応じてイグニッションリレー９がＯＮ，ＯＦＦされると共に、スタートスイッチ１１の押下操作によるスタート信号がエンジンＥＣＵ６０に送信される。

すなわち、電源ＥＣＵ５０は、運転者がクラッチペダル４を踏んでいない状態（マニュアル変速機１のクラッチ係合状態）では、スタートスイッチ１１を短時間押下すると、電源ＯＦＦの状態で図示しないリレーを介してアクセサリ電源をＯＮさせ、次にスタートスイッチ１１が押下されると、イグニッションリレー９をＯＮしてイグニッション電源をＯＮする。このイグニッション電源がＯＮの状態で、更に、スタートスイッチ１１が押下操作されると、イグニッションリレー９をＯＦＦしてイグニッション電源をＯＦＦする。

一方、運転者がクラッチペダル４を踏み込んでいる状態（マニュアル変速機１のクラッチ開放状態）では、スタートスイッチ１１を短時間押下すると、イグニッションリレー９がＯＮされ、エンジンＥＣＵ６０は、スタータ５への通電待機状態となる。エンジンＥＣＵ６０の入力端子には、スタートスイッチ１１の操作状態を出力する電源ＥＣＵ５０の出力端子が接続され、また、クラッチスタートスイッチ１０，ニュートラルスイッチ１２、スタータ５のＳ端子が接続されている。

尚、クラッチスタートスイッチ１０は、電源ＥＣＵ５０の入力端子にも接続されている。また、ニュートラルスイッチ１２は、マニュアル変速機１のギヤ位置がニュートラルのときにＯＮ（接点閉）する。

エンジンＥＣＵ６０は、クラッチスタートスイッチ１０のＯＮによるクラッチ踏み込みを認識している状態で、スタートスイッチ１１の押下操作による電源ＥＣＵ５０からのスタート信号を受信し、その他、ニュートラルスイッチ１２がＯＮの条件等からエンジン始動を判断すると、グローＥＣＵ７０にグロープラグ３の通電開始を指示する制御指令を送信し、グロープラグ３の通電によるエンジン２の予熱が完了するまでスタータリレー７をＯＦＦに保持して待機（グロー待機）する。

エンジンＥＣＵ６０からのグロープラグ通電開始指令を受けたグローＥＣＵ７０は、グロープラグ３への通電を開始すると共に、車両のインストルメントパネルに配設されたグローランプ１３を点灯させる。そして、グローＥＣＵ７０は、グロープラグ３による予熱が完了したとき、グローランプ１３を消灯すると共に、エンジンＥＣＵ６０に予熱完了を知らせる信号を送信し、引き続きアフターグローが完了するまでグロープラグ３の通電を継続する。

グロー待機中のエンジンＥＣＵ６０は、グローＥＣＵ７０からの予熱完了信号を受信すると、クラッチスタートスイッチ１０がＯＮである状態（クラッチペダル４が踏み込まれている状態）では、直ちにスタータリレー７をＯＮしてリレー接点を閉成させ、スタータ５を回転させてエンジン２を始動させる。

一方、グロー待機中に運転者がクラッチペダル４を離し、グロー待機後に再度クラッチペダル４を踏み込んだ場合には、エンジンＥＣＵ６０は、運転者のエンジン始動の意思を判定すると共に、エンジンの暖機状態（エンジンが冷えて再度グロープラグ３を通電しなければいけないか否か）を判定し、どちらかの判定が不成立となった場合、スタータリレー７をＯＦＦに保持してクラッチペダル４を踏み込むだけではエンジンを始動させないようにする。

このエンジンＥＣＵ６０によるエンジン始動制御の機能（第１の判定手段、第２の判定手段、スタータ駆動手段）は、具体的には、２つの時間パラメータを用いて実行される。一方の時間パラメータは、運転者のエンジン始動の意思を判定するためのパラメータであり、他方の時間パラメータは、予熱完了後のエンジンの暖機状態を判定するためのパラメータである。

エンジンＥＣＵ６０は、グロー予熱中にクラッチペダル４を離してからの経過時間を計時して第１の設定時間Ｔ１と比較し、グロー予熱中にクラッチペダル４を離しても第１の設定時間Ｔ１以内に再度クラッチペダル４を踏み込めば、エンジン始動の意思有りと判定する。第１の設定時間Ｔ１は、エンジン始動時の一般的な運転者の行動パターンを人間工学的な見地から考慮すると共に、安全確保を考慮して予め設定された時間（例えば、３０ｓｅｃ）であり、予めエンジンＥＣＵ６０内のメモリに固定値として記憶しておく。

尚、第１の設定時間Ｔ１としては、エンジンＣＵ６０に予め記憶した上述の固定値を、外気温等の環境条件によって補正し、補正した値を第１の設定時間Ｔ１として用いるようにしても良い。更に、本実施の形態では、運転者が始動する意思が有るか無いかをクラッチペダル４を離してからの時間で判定しているが、運転席に着座センサ等を設け、この着座センサからの信号に基づいて、運転者が運転席から離れたら始動する意思が無いと判定することも可能である。

また、エンジンＥＣＵ６０は、グローオフ後の経過時間を第２の設定時間Ｔ２と比較し、グロー予熱中にクラッチペダル４を離しても第２の設定時間Ｔ２以内に再度クラッチペダル４を踏み込めば、エンジン始動可能と判定する。グローオフ後の経過時間は、グロープラグ３による予熱が完了した時点（グローランプ１３が消灯した時点）をグローオフとして、その時点からの経過時間、或いは、グロープラグ３による予熱が完了した後のアフターグローが完了し、グロープラグ３の通電を終了した時点をグローオフとして、その時点からの経過時間を用いることができる。本実施の形態においては、グロープラグ３の通電を終了した時点をグローオフとしている。

第２の設定時間Ｔ２は、グロープラグ３の特性やエンジン特性による予熱効果の残時間を考慮して設定される時間であり、例えば、エンジン水温をパラメータとしてグローオフ後にエンジンを始動可能な時間を予めシミュレーション或いは実験等により求めてテーブル化しておき、そのときのエンジン水温によるテーブル参照によって設定する。

エンジンＥＣＵ６０は、グロー予熱中に運転者がクラッチペダル４を離し、再度クラッチペダル４を踏み込んだ場合、クラッチペダル４を離してから再度踏み込むまでの経過時間が第１の設定時間Ｔ１以内、且つ、グローオフ後の経過時間が第２の設定時間Ｔ２以内の２つの条件が成立するときには、直ちにスタータ５を回して運転者のエンジン始動の意志を反映させる。一方、２つの条件のうち何れか一方でも成立しない場合には、クラッチペダル４を踏み込んだだけでは直ぐにはスタータ５が回らないようにして、始動性の悪化を防止すると共に安全性を確保するようにしている。

次に、エンジン始動制御処理について、図２のフローチャートを用いて説明する。尚、図２のフローチャートは、主としてエンジンＥＣＵ６０における始動制御処理を示しており、所定時間或いは所定周期で実行される。

先ず、最初のステップＳ１において、エンジンの始動条件が成立するか否かを判定する。この始動条件は、クラッチスタートスイッチ１０がＯＮ状態（クラッチペダル４が踏み込まれている状態）且つスタートスイッチ１１がＯＮされた条件を最小限の条件として、ニュートラルスイッチ１２がＯＮの条件等を付加した設定される。

その結果、始動条件が成立しない場合には本処理を抜け、始動条件が成立した場合、ステップＳ２へ進んで、グローＥＣＵ７０にグロープラグ通電指令を出力し、予熱が完了したか否かを調べる。予熱完了は、例えばグロープラグ３の通電開始からの経過時間によって判定し、この経過時間が水温をパラメータとするテーブル参照によって得られる設定時間に達したとき、予熱完了と判定する。

予熱が完了していない場合には、本処理を抜け、予熱が完了した場合、ステップＳ３へ進んでクラッチスタートスイッチ１０のＯＮ，ＯＦＦ状態の履歴から予熱中に運転者がクラッチペダル４を離したか否かを調べる。運転者が予熱中にクラッチペダル４を踏み続けてクラッチペダル４を離していない場合は、ステップＳ３からステップＳ７へ進んで直ちにスタータリレー７をＯＮしてリレー接点を閉じ、スタータ５にバッテリ６から電流を流してスタータ５を回転させる。

すなわち、図３に示すように、クラッチペダル４を踏み込んだ状態（クラッチスタートスイッチ１０がＯＮの状態）でスタートスイッチ１１を短時間押下すると、グロープラグ３が通電されて予熱が開始されると共にグローランプ１３が点灯される。このグロープラグ３の通電による予熱中に運転者がクラッチペダル４を離さずに踏み込んでいると、予熱が完了したとき、グローランプ１３が消灯されると同時にスタータ５が通電されて通常始動となり、スタータ５の回転によりエンジンがクランキングされ、始動開始となる。

一方、運転者が予熱中にクラッチペダル４を離した場合には、ステップＳ３からステップＳ４へ進み、クラッチスタートスイッチ１０の入力に基づいてクラッチペダル４を再度踏み込んだか否かを調べる。そして、予熱中にクラッチペダル４を離し、再度クラッチペダル４を踏み込んでいない場合には、運転者がエンジンを始動する意志が無いと判定し、スタータリレー７をＯＦＦしたままスタータ５を駆動することなくステップＳ４から本処理を抜ける。

すなわち、図４に示すように、クラッチペダル４を踏み込んだ状態でのスタートスイッチ１１の押下によるグロープラグ３の通電開始後、予熱が完了する前にクラッチペダル４を離し、その後、クラッチペダル４を再度踏み込まない場合には、予熱が完了してもスタータ５は駆動されず、エンジン始動不可となる。

一方、予熱中にクラッチペダル４を離し、再度クラッチペダル４を踏み込んだ場合には、ステップＳ４からステップＳ５へ進み、クラッチペダル４を離してからの経過時間が第１の設定時間Ｔ１以内であるか否かを調べる。この第１の設定時間Ｔ１は、前述したように、運転者がエンジンを始動する意志が有るか否かを判定するための時間であり、クラッチペダル４を離してから設定時間Ｔ１を超えている場合には、スタータリレー７をＯＦＦしたままスタータ５を駆動せず、ステップＳ４から本処理を抜ける。

すなわち、図５に示すように、クラッチペダル４を踏み込んだ状態でのスタートスイッチ１１の押下によるグロープラグ３の通電開始後、予熱が完了する前にクラッチペダル４を離し、その後、クラッチペダル４を再度踏み込んでも、このクラッチペダル４を再度踏み込んだタイミングがクラッチペダル４を離してから第１の設定時間Ｔ１を越えたタイミングである場合には、エンジンを始動する意志が無いものと判定してスタータ５を駆動せず、エンジンは始動しない。

一方、クラッチペダル４を離してから第１の設定時間Ｔ１以内にクラッチペダル４を再度踏み込んだ場合には、ステップＳ５からステップＳ６へ進み、グローオフしてから第２の設定時間Ｔ２以内か否かを調べる。そして、グローオフしてからの経過時間が第２の設定時間Ｔ２を超えている場合には、エンジンが冷えてしまい、再度グロープラグ３を通電しなければ始動は不可と判定して、スタータリレー７をＯＦＦしたままスタータ５を駆動せず、ステップＳ６から本処理を抜ける。

例えば、グロープラグ３による予熱が完了した後のアフターグローが完了し、グロープラグ３の通電を終了した時点をグローオフとする場合、図６に示すように、予熱中にクラッチペダル４を離してから再度クラッチペダル４を踏み込むまでの時間が第１の設定時間Ｔ１以内であっても、グロープラグ３がＯＦＦになってからの経過時間が第２の設定時間Ｔ２を超えている場合には、スタータ５を駆動せず、エンジンは始動しない。

一方、ステップＳ６において、グローオフしてからの経過時間が第２の設定時間Ｔ２以内である場合には、ステップＳ６からステップＳ７へ進み、スタータリレー７をＯＮしてリレー接点を閉じ、スタータ５を回転させる。この場合には、図７に示すように、予熱中にクラッチペダル４を離した後、再度クラッチペダル４を踏み込んだときの経過時間が、クラッチペダル４を離した時点から第１の設定時間Ｔ１以内、且つグロープラグ３の通電を終了した時点から第２の設定時間Ｔ２以内となり、スタータ５が駆動されてエンジンがクランキングされ、始動開始となる。

以上のように本実施の形態においては、スタートスイッチ１１を押してからグロー待機中にクラッチペダル４を離し、グロー待機後に再度クラッチペダル４を踏んだとき、始動不良や始動時間が長くなることが予想される場合はエンジンを始動させず、始動時の不快感やバッテリの無駄な電力消費を防止することができる。

また、運転者が始動するのを忘れた場合や始動する意思が無くなったと見做される場合には、スタータ５が回ってしまうことがなく、一方、グロープラグ待機中にクラッチペダル４を離しても、始動の意志が有り、グロー予熱効果に持続して円滑に始動可能と判定される時間以内（第１の設定時間Ｔ１以内、且つ第２の設定時間Ｔ２以内）にクラッチペダル４を再度踏み込めば、直ちにスタータ５を駆動してエンジンを始動させ、確実な始動性や安全性の確保と、運転者の意志を反映した使い易さとを両立させることができる。しかも、最初の始動時のみスタートスイッチ１１を押せば、グロー予熱効果が残っている限り、二度押しする必要は無く、運転者の利便性を向上することができる。

エンジン始動制御装置の回路ブロック図 エンジン始動制御のフローチャート 通常始動を示すタイムチャート 予熱中にクラッチペダルを離し、エンジン始動不可となる場合を示すタイムチャート 予熱中にクラッチペダルを離した後に第１の設定時間を超えて再度クラッチペダルを踏み込み、エンジン始動不可となる場合を示すタイムチャート 予熱中にクラッチペダルを離した後に第２の設定時間を超えて再度クラッチペダルを踏み込み、エンジン始動不可となる場合のタイムチャート 予熱中にクラッチペダルを離した後に再度クラッチペダルを踏み込み、エンジン始動となる場合を示すタイムチャート

符号の説明

１ マニュアル変速機
２ エンジン
３ グロープラグ
４ クラッチペダル
１０ クラッチスタートスイッチ
１１ スタートスイッチ
１３ グローランプ
５０ 電源制御装置
６０ エンジン制御装置
７０ グロー制御装置
Ｔ１ 第１の設定時間
Ｔ２ 第２の設定時間

Claims (3)

1. 運転者の始動用スイッチの押下操作及びクラッチペダルの踏込操作に基づくエンジン始動時、グロープラグに通電して燃焼室の予熱を開始し、該予熱の完了後にスタータを駆動してエンジンを始動させるエンジンの始動制御装置において、
   上記予熱の完了前に上記クラッチペダルを離して再度上記クラッチペダルを踏み込んだ場合、上記クラッチペダルを離してから再度踏み込むまでの経過時間と第１の設定時間とを比較し、エンジンの始動可否を判定する第１の判定手段と、
   上記予熱の完了前に上記クラッチペダルを離して再度上記クラッチペダルを踏み込んだ場合、上記予熱の完了に伴うグローオフからの経過時間と第２の設定時間とを比較し、エンジンの始動可否を判定する第２の判定手段と、
   上記予熱の完了前に上記クラッチペダルを離して再度上記クラッチペダルを踏み込んだ場合、上記第１の判定手段による判定及び上記第２の判定手段による判定が共に始動可のときに上記スタータを駆動するスタータ駆動手段と
   を備えることを特徴とするエンジンの始動制御装置。
2. 上記グローオフからの経過時間は、上記予熱の完了後に上記グロープラグの通電を終了した時点からの経過時間であることを特徴とする請求項１記載のエンジンの始動制御装置。
3. 上記グローオフからの経過時間は、上記予熱の開始と共に点灯したグローランプを上記予熱の完了によって消灯した時点からの経過時間であることを特徴とする請求項１記載のエンジンの始動制御装置。

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