JP2010216268A - 自動車用内燃機関の始動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】素早く快適な始動性能を実現する自動車用内燃機関の始動制御装置を提供する。
【解決手段】一次コイルと二次コイルとが電磁結合されてなる点火トランスＴの二次電圧に基づいて、点火プラグＰＧが放電する自動車用内燃機関に設けられ、スタータ６を始動回転させるバッテリＢＴと、点火トランスＴをパルス制御する点火回路５Ａとの間に配置され、両者間の電気接続を接断する開閉回路３と、スタータの始動回転時に、開閉回路３を非接続状態に制御するコンピュータ回路２と、開閉回路３の接続状態で充電される一方、開閉回路３の非接続状態では放電されるキャパシタ１と、を設け、点火回路５Ａは、始動回転時には、キャパシタ１の出力電圧によって駆動されるよう構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、素早く快適な始動特性を実現した自動車用内燃機関の始動制御装置に関するものである。

従来の一般的な自動車では、例えば、交差点での信号待ちで停車すると、エンジンがアイドリング運転状態となり、その間も、燃料を浪費し続けていた。そこで、所定条件下、燃焼室への燃料供給を停止してエンジンを停止させて、排気ガスの排出量を抑えると共に、燃費の改善を図るアイドリングストップ制御が提案されている（例えば、特許文献１〜特許文献６）。

このようなアイドリングストップ制御では、図８に示すように、（Ａ）始動クランキング動作及び（Ｂ）ファーストアイドル動作を経て（Ｃ）走行動作を開始した後は、（Ｄ）一時停止動作→（Ｅ）再始動クランキング動作→（Ｆ）再始動アイドル動作→（Ｃ）走行動作→（Ｄ）一時停止動作を繰り返すことになる。

特開２００８−２４８７１５号公報 特開２００７−２３１７８６号公報 特開２００６−１７７１７１号公報 特開２００６−１３２３４３号公報 特開２００３−０３５１７７号公報 特開２００２−２０２００２号公報

しかしながら、始動クランキング時や、特に、再始動クランキング時における始動特性が悪いと、せっかくアイドリングストップ制御を採用しても、排ガスの抑制効果が不十分となると共に、クランキング時の電力消費のために燃費向上の要請に応えきれないという問題がある。また、運転者としても、一時停車後の再発車動作が円滑でないと、少なからず不快感を覚える。

本発明は、この問題点に鑑みてなされたものであって、素早く快適な始動性能を実現する自動車用内燃機関の始動制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明者は、始動クランキング時及び再始動クランキング時における燃焼動作について詳細に検討した。その結果、（ａ）クランキング時にバッテリからスタータに流れる大電流（例えば１００〜３００Ａ程度）のために、バッテリ電圧が降下して、点火トランスの二次エネルギーが不足気味になること、（ｂ）しかも、エンジン始動時は、燃焼不安定要素も多いので、燃焼状態が安定せずクランキング時間が長引く傾向となること、（ｃ）一方、エンジン始動時に点火トランスへの供給電圧を所定レベルに維持するだけで、始動性能が顕著に改善されること、（ｄ）また、点火トランスへの供給電圧を所定レベルに維持すると、二次エネルギーも安定化するので、一点火サイクル中に点火プラグを繰返し放電させる多重点火も可能となること、を見出して本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明は、一次コイルと二次コイルとが電磁結合されてなる点火トランスの二次電圧に基づいて、点火プラグが放電する自動車用内燃機関に設けられ、スタータを始動回転させるバッテリと、前記点火トランスをＯＮ／ＯＦＦ制御する点火回路との間に配置され、両者間の電気接続を接断する開閉回路と、スタータの始動回転時に、前記開閉回路を非接続状態に制御するコンピュータ回路と、前記開閉回路の接続状態で充電される一方、前記開閉回路の非接続状態では放電されるキャパシタと、を設け、前記点火回路は、前記始動回転時には、前記キャパシタの出力電圧によって駆動されるよう構成されている。

本発明では、スタータの始動回転時には、点火回路がキャパシタの出力電圧によって駆動されるので、バッテリ電圧の低下の影響を受けることがなく、始動性能が大きく改善される。

図１は、本発明の効果を確認した実験結果を示す図面であり、バッテリ電圧ＶＢと、点火トランスの二次電圧Ｖ２及び二次エネルギーＰＷとの関係を示している。なお、スイッチングトランジスタのＯＮ時間τは、常に一定値としている。

図示の通り、バッテリ電圧ＶＢが所定レベルより低下すると、二次電圧Ｖ２や二次エネルギーＰＷが低下するが、二次電圧Ｖ２は、二次コイルに数ｐＦのコンデンサを並列接続して実測された値である。また、二次エネルギーＰＷは、二次コイルにツェナーダイオードを並列接続して実測したエネルギー値（二次電圧Ｖ２＊二次電流Ｉ２の時間積分値）である。

なお、この実験結果では、バッテリ電圧が１１．５Ｖ程度で、二次電圧Ｖ２や二次エネルギーＰＷが飽和しているが、それは、点火トランスが飽和傾向となること、及び、一次コイルのＯＮ電流を制限する保護回路が機能するためである。

何れにしても、本発明では、バッテリと点火トランスとの間に昇圧回路が設けられているので、スタータが起動するクランキング時にバッテリ電圧が低下しても、昇圧回路の出力電圧が一定値に維持されることで、点火トランスの二次電圧や二次エネルギーを所望レベルに維持することができる。

本発明では、好ましくは、前記点火回路と前記キャパシタとの間に、双方向に機能するＤＣ−ＤＣコンバータを配置すべきである。このような構成を採ると、適宜な昇圧動作又は降圧動作によって、所定レベルの出力電圧を生成することができる。

すなわち、このＤＣ−ＤＣコンバータは、前記コンピュータ回路から出力されるＰＷＭ信号に基づいて、所定レベルの電圧を出力するよう構成されているのが好ましい。

また、前記コンピュータ回路は、自動車各部を総合的に制御するメインコンピュータ回路に制御されて動作している場合と、前記点火回路を含んで自動車各部を総合的に制御している場合とが典型的な構成である。ここで、好ましくは、前者のメインコンピュータ回路や後者のコンピュータ回路においてアイドリングストップ制御をすべきであり、一時停車時には、所定の条件下、燃焼室への燃料供給が停止される。一方、再発車時には、例えば、ブレーキ操作の解除を検出して、クランキング動作が開始される。

上記した本発明によれば、自動車用内燃機関における素早く快適な始動性能を実現することができる。

本発明の効果を実証した実験結果を示す図面である。 実施例に係る始動制御装置を示すブロック図である。 ＤＣ−ＤＣコンバータと点火回路との接続状態を示す回路図である。 ＤＣ−ＤＣコンバータの回路動作を説明する図面である。 別のＤＣ−ＤＣコンバータを説明する図面である。 更に別のＤＣ−ＤＣコンバータを説明する図面である。 始動制御装置の複数の変形例を示すブロック図である。 自動車の動作状態遷移図を図示したものである。

以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。図２は、自動車用の始動制御装置ＥＱＵを、その周辺装置と共に図示した回路ブロック図である。

図示の通り、この始動制御装置ＥＱＵは、鉛バッテリＢＴのバックアップ電源として機能するキャパシタ１と、キャパシタ１を充放電する充放電回路２と、クランキング時にＯＦＦ動作する開閉回路３と、自動車全体を電子制御するＥＣＵ(Electronic Control Unit)たる車両コントローラ４と、点火プラグを点火放電させる点火回路５Ａと、を有して構成されている。なお、ここで、クランキング時には、始動クランキング時だけでなく、再始動クランキング時を含んでおり、この点は、以下の場合も同じである。

充放電回路２は、ノイズフィルタ９と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０を通電制御するＣＰＵ１１と、を含んで構成されている。また、開閉回路３は、スイッチング素子Ｑと、ドライバ回路１３と、を含んで構成されている。スイッチング素子Ｑは、Ｎチャネル・パワーＭＯＳＦＥＴで構成され、そのドレイン端子とソース端子の間には寄生ダイオードＤが存在している。

また、スイッチング素子Ｑのゲート端子には、充放電回路２のＣＰＵ１１から制御パルスＣＴＬが供給されており、開閉回路３のスイッチング素子Ｑは、クランキング時にＯＦＦ動作し、それ以外では、ＯＮ動作するよう制御されている。

図示の通り、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の入力電圧及び入力電流と、出力電圧及び出力電流とは、ＣＰＵ１１に把握可能に構成されている。そして、ＣＰＵ１１は、適宜に設定したＰＷＭ波を、ドライバ回路１２を経由してＤＣ−ＤＣコンバータ１０に供給して、所望レベルの昇圧電圧又は降圧電圧を生成している。

充放電回路２のＣＰＵ１１は、開閉回路３のドライバ回路１３を経由して、スイッチング素子ＱをＯＮ／ＯＦＦ制御すると共に、開閉回路３の入力電圧と出力電流を把握している。また、ＣＰＵ１１には、２つの温度検出部２０，１４と、リセット部１５とが接続されている。ここで、温度検出部２０は、開閉回路３の異常発熱を検出する部分であり、温度検出部１４は、充放電回路２の異常発熱を検出する部分である。

また、充放電回路２のリセット部１５は、電源投入時にＣＰＵ１１をリセットする電源リセット機能と、システム暴走時にＣＰＵ１１をリセットするウォッチドッグタイマ機能とを有している。

また、充放電回路２のＣＰＵ１１は、ＣＡＮ(Control Area Network)又はＬＩＮ(Local Interconnect Network)等の通信手段１６を経由して、車両コントローラ４に接続されている。また、車両コントローラ４は、起動回路１７を経由して、ＣＰＵ１１に起動指令ＣＭＤを供給し、これを受けたＣＰＵ１１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の降圧動作又は昇圧動作を実行している。ここで、起動とは、ＣＰＵ１１のソフトウェア処理の開始を意味し、車両コントローラ４は、制御電源１８が正常に機能している状態で、起動指令ＣＭＤをＣＰＵ１１に供給する。

一方、ＣＰＵ１１は、起動指令ＣＭＤにより起動されたソフトウェア処理に基づいて、通信手段１６を介して車両コントローラ４と交信し、車両コントローラの指示に基づいて、各タイミングでの動作内容を決定して実行している。具体的には、クランキング時には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０を降圧動作状態で機能させ（図４（ａ）（ｂ））、その後の運転時には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０を、昇圧動作状態で機能させている（図４（ｃ）（ｄ））。

ところで、充放電回路２には、制御電源１８が設けられており、制御電源１８は、鉛バッテリＢＴから受けたバッテリ電圧に基づいて、所定レベルに安定化された各種の電源電圧を生成し、これを充放電回路２の各部に給電している。なお、バッテリ電圧の給電は、運転者によるスタートキー操作に応答して素早く開始され、その後は、自動車の一時停止時（図８（Ｄ））も含めて、給電状態が維持される。

制御電源１８の出力電圧は、開閉回路３の制御電源１９に供給されている。そして、制御電源１９は、制御電源１８の出力電圧に基づいて、所定レベルに安定化された電源電圧を生成し、これを開閉回路３の各部に給電している。

この実施例では、電気負荷は、開閉回路３によって、第一電気負荷と第二電気負荷とに二分されている。第一電気負荷は、点火プラグを点火放電させるための点火回路５Ａを含んでおり、点火回路５Ａは、クランキング時には、キャパシタ１の電圧を受けて動作する。一方、第二電気負荷５Ｂは、クランキング時も含めて鉛バッテリＢＴの電圧を受けている。なお、クランキング時に鉛バッテリＢＴの電圧を受けて回転するスタータ６と、自動車運転時に鉛バッテリＢＴを充電するオルタネータ７とが、電気負荷５Ｂに並列的に接続されている。

図３は、双方向に機能するＤＣ−ＤＣコンバータ１０と点火回路５Ａの回路例を示す回路図である。図示の通り、このＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、チョークコイルＬと、バックアップ電源たる第一コンデンサＣ１（キャパシタ１）と、第二コンデンサＣ２と、で構成されている。ここで、第二コンデンサＣ２の両端電圧は、ノイズフィルタ９を経由して、点火回路５Ａに供給されている。また、スイッチング素子ＱがＯＮ状態である限り、第二コンデンサＣ２には、ノイズフィルタ９を経由してオルタネータ７の出力電圧が供給されている。

スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、何れもＮチャネル・パワーＭＯＳＦＥＴで構成されている。そして、スイッチング素子Ｑ１のソース端子と、スイッチング素子Ｑ２のドレイン端子とが直結され、２つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直結点と、第二コンデンサＣ２の非グランド側端子との間にチョークコイルＬが接続されている。また、スイッチング素子Ｑ１のドレイン端子と、スイッチング素子Ｑ２のソース端子との間に、第一コンデンサＣ１が接続され、スイッチング素子Ｑ２のソース端子は、コンデンサＣ１，Ｃ２の一方側端子と共にグランドに接続されている。

２つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のゲート端子には、駆動パルスＳＧ１，ＳＧ２が供給されている。駆動パルスＳＧ１，ＳＧ２は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のＯＮ時間を制御するＰＷＭ(Pulse Width Modulation)波であって、充放電回路２のＣＰＵ１１から、ドライバ回路１２を経由して供給される。なお、駆動パルスＳＧ１，ＳＧ２には、２つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の貫通電流を防止するデッドタイムが設けられている（図４参照）。

点火回路５Ａは、点火プラグＰＧ_−１〜ＰＧ_−ｎと、自動車運転時に点火プラグＰＧ_−１〜ＰＧ_−ｎを放電させる点火トランスＴ_−１〜Ｔ_−ｎと、点火トランスＴ_−１〜Ｔ_−ｎの一次コイルＬ１の電流をＯＮ／ＯＦＦ制御するトランジスタＴｒ_−１〜Ｔｒ_−ｎとで構成されている。各トランジスタＴｒ_−１〜Ｔｒ_−ｎのベース端子には、車両コントローラ４から点火パルスＩＧ_−１〜ＩＧ_−ｎが供給され、各トランジスタＴｒ_−１〜Ｔｒ_−ｎのＯＦＦ遷移時に、二次コイルＬ２に誘起される高電圧に基づいて、点火プラグＰＧ_−１〜ＰＧ_−ｎが放電するよう構成されている。なお、トランジスタＴｒは、実際には、ＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor)や、その他の電力制御用トランジスタが使用される。

以上の構成を有する始動制御装置ＥＱＵでは、クランキング時だけ、開閉回路３のスイッチング素子ＱがＯＦＦ状態とされ、その後は、スイッチング素子Ｑが定常的にＯＮ状態とされる。そのため、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、自動車の運転時には、オルタネータ７の出力電圧を受けて、第一コンデンサＣ１を昇圧充電する一方、クランキング時には、第一コンデンサＣ１に充電されたバックアップ電圧を降圧放電して、点火回路５Ａの電源電圧を生成している。

図４は、以上の動作を説明する概略図である。先ず、開閉回路３のスイッチング素子ＱがＯＮ状態である自動車運転時に実行される昇圧充電動作について説明する。なお、図４（ａ）〜図４（ｂ）に示す動作は、通信手段１６を経由して車両コントローラ４から受けた情報や、自ら取得した電圧・電流情報に基づいて、充放電回路２のＣＰＵ１１の制御により実行される。すなわち、ＣＰＵ１１は、所定の出力電圧を生成するべく、適宜なパルス幅を有する駆動パルスＳＧ２と、その相補信号である駆動パルスＳＧ１を出力する。

そして、駆動パルスＳＧ２がＨレベルであるタイミングでは、オルタネータ７の出力電圧に基づいて、図４（ａ）の矢印の向きでチョークコイルＬに充電電流が流れる。そして、その後、駆動パルスＳＧ２がＬレベルに遷移し、デッドタイムを経て駆動パルスＳＧ１がＨレベルに遷移すると、チョークコイルＬの誘起電圧と、オルタネータ７の出力電圧とが重畳されて第一コンデンサＣ１が昇圧充電される（図４（ｂ））。

そして、その後も、図４（ａ）と図４（ｂ）の動作を繰り返すので、第一コンデンサＣ１は、駆動パルスＳＧ２のパルス幅に対応した電圧レベルに昇圧充電される。なお、駆動パルスＳＧ１は、必ずしも必須ではなく、図４（ｂ）のタイミングでは寄生ダイオードを経由して第一コンデンサＣ１を充電したのでも良い。

続いて、始動クランキング時や再始動クランキング時の動作について、図４（ｃ）〜図４（ｄ）に基づいて説明する。なお、以下の動作は、車両コントローラ４に制御される充放電回路２のＣＰＵ１１によって実行される。

先に説明した通り、クランキング時には、充放電回路２のＣＰＵ１１は、開閉回路３のスイッチング素子ＱをＯＦＦ状態に制御するので、チョークコイルＬに、バッテリＢＴの出力電圧が供給されることはない。

そのため、駆動パルスＳＧ１がＨレベルとなるタイミングでは、第一コンデンサＣ１の電圧が、スイッチング素子Ｑ１を経由して放電し、チョークコイルＬには、図４（ｃ）の矢印の向きで、第一コンデンサＣ１の放電電流が流れる。そして、その後、駆動パルスＳＧ１がＬレベルに遷移した後、駆動パルスＳＧ２がＨレベルに遷移すると、チョークコイルＬの誘起電圧に基づいて、第二コンデンサＣ２が降圧充電される（図４（ｄ））。

そして、その後も、図４（ｃ）と図４（ｄ）の動作を繰り返すので、第二コンデンサＣ２は、駆動パルスＳＧ１のパルス幅に対応した電圧レベルに降圧充電される。

ところで、始動クランキング時や再始動クランキング時には、バッテリＢＴから直流電流を受けてスタータ６が始動回転するので、バッテリＢＴの出力電圧が大幅に低下する。しかし、本実施例では、バッテリＢＴと点火回路５Ａとが切り離される上に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０が降圧動作によって第二コンデンサＣ２の両端電圧が一定値に維持されるので、点火回路５Ａへの供給電圧が低下することはない。なお、エンジン始動時にスタータ６に流れ込む電流は、エンジンの排気量や回転速度などにより異なるが、普通車では１００〜３００Ａ程度であり、始動特性を改善することの技術的価値は高い。

このように、本実施例では、クランキング動作時にＤＣ−ＤＣコンバータ１０を降圧動作させて点火回路５Ａへの供給電圧を安定化させるので、始動特性を大幅に改善することができる。また、本実施例の構成によれば、エンジン始動時も含めて、一点火サイクル中に点火プラグを繰返し放電させる多重点火制御を採ることもできる。そして、本発明を一回の爆発行程で多重点火を行うマルチ点火システムに適用することで、特にエンジン始動時等の燃焼混合気の濃度にバラツキが生じている場合であっても安定燃焼を実現できる。

以上、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の回路構成について具体的に説明したが、特に、図３の回路構成に限定されるものではない。

図５（ａ）は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の別の回路例を示す回路図である。図示の通り、このＤＣ−ＤＣコンバータは、ブリッジ型に接続されたスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４と、チョークコイルＬと、第一コンデンサＣ１と、第二コンデンサＣ２とで構成されている。この実施例でも、第二コンデンサＣ２の両端電圧は、ノイズフィルタ９を経由して、点火回路５Ａに供給されている。また、開閉回路３のスイッチング素子ＱがＯＮ状態であれば、第二コンデンサＣ２には、オルタネータ７の出力電圧が供給される。

スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、何れもＮチャネル・パワーＭＯＳＦＥＴで構成されている。そして、スイッチング素子Ｑ１のソース端子と、スイッチング素子Ｑ２のドレイン端子が直結され、スイッチング素子Ｑ１のドレイン端子と、スイッチング素子Ｑ２のソース端子との間に、第二コンデンサＣ２が接続されている。

同様に、スイッチング素子Ｑ３のソース端子と、スイッチング素子Ｑ４のドレイン端子が直結され、スイッチング素子Ｑ３のドレイン端子と、スイッチング素子Ｑ４のソース端子との間に、第一コンデンサＣ１が接続されている。

そして、スイッチング素子Ｑ２とスイッチング素子Ｑ４のドレイン端子間に、チョークコイルＬが接続されている。また、スイッチング素子Ｑ２とスイッチング素子Ｑ４のソース端子は互いに接続され、第一と第二コンデンサＣ１，Ｃ２の一方側端子と共にグランドに接続されている。

図５（ａ）に示す双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、上記の通りに構成されているので、自動車運転時には、第一コンデンサＣ１を、昇圧充電又は降圧充電することができる。また、クランキング時についても、電気負荷への供給電圧を降圧又は昇圧することができる。

図５（ｂ）は、第一コンデンサＣ１を昇圧充電する動作を説明する図面であり、この昇圧充電時には、スイッチング素子Ｑ１が定常的にＯＮ状態となる。そして、駆動パルスＳＧ４がＨレベルであって、スイッチング素子Ｑ４がＯＮ状態であるタイミングでは、矢印に示す通り、オルタネータ７⇒スイッチング素子Ｑ１⇒チョークコイルＬ⇒スイッチング素子Ｑ４の経路でチョークコイルＬに充電電流が流れる。

その後、スイッチング素子Ｑ４がＯＦＦ状態となり、スイッチング素子Ｑ３がＯＮ状態となると、チョークコイルＬの誘起電圧と、オルタネータ７の出力電圧とが重畳されて第一コンデンサＣ１が昇圧充電される。

そして、その後も、図５（ｂ）の左右に示す動作を繰り返すので、第一コンデンサＣ１は、駆動パルスＳＧ４に基づいて昇圧充電される。なお、この実施例でも駆動パルスＳＧ３は、必ずしも必須ではなく、スイッチング素子Ｑ３の寄生ダイオードを経由して第一コンデンサＣ１を充電したのでも良い。

続いて、図５（ｃ）に基づいて、第一コンデンサＣ１を降圧充電する動作を説明する。いま、駆動パルスＳＧ１がＨレベルであって、スイッチング素子Ｑ１がＯＮ状態であるタイミングでは、矢印に示す通り、オルタネータ７⇒スイッチング素子Ｑ１⇒チョークコイルＬ⇒スイッチング素子Ｑ３⇒第一コンデンサＣ１の経路で第一コンデンサＣ１が充電される。

その後、スイッチング素子Ｑ１がＯＦＦ状態となり、スイッチング素子Ｑ２がＯＮ状態となると、スイッチング素子Ｑ２⇒チョークコイルＬ⇒スイッチング素子Ｑ３⇒第一コンデンサＣ１の経路で第一コンデンサＣ１が降圧充電される。

そして、その後も、図５（ｃ）の左右に示す動作を繰り返すので、第一コンデンサＣ１は、駆動パルスＳＧ１のパルス幅に対応した電圧レベルに降圧充電される。なお、上記の説明では、スイッチング素子Ｑ３の寄生ダイオードを利用して第一コンデンサＣ１を充電する旨説明しているが、スイッチング素子Ｑ３を定常的にＯＮ状態にしたのでも良いのは勿論である。

以上、図５（ｂ）及び図５（ｃ）では、オルタネータ７から第一コンデンサＣ１に向けた自動車運転時のエネルギー移動について説明した。一方、クランキング時においては、第一コンデンサＣ１から点火回路５Ａに向けて、同様の動作によってエネルギー移動が実行される。したがって、図５（ａ）の回路構成によれば、クランキング時においても、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を適宜にＯＮ／ＯＦＦ制御することで、適宜に昇圧動作又は降圧動作を実行することができる。

続いて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の更に別の回路例を、図６（ａ）に基づいて説明する。図６（ａ）に示す回路は、図５（ａ）のスイッチング素子Ｑ４を除去すると共に、スイッチング素子Ｑ３を短絡させたのと実質的に同じである。そして、自動車運転時には、第一コンデンサＣ１が降圧充電され（図６（ｂ））、クランキング時には、第一コンデンサＣ１が昇圧放電されて（図６（ｃ））、点火回路５Ａの電源電圧が生成される。

以上、図２に示す始動制御装置ＥＱＵについて、各部の回路構成を詳細に説明したが、具体的な記載内容は特に本発明を限定するものではない。例えば、図７は、図２の基本回路構成Ａ−１の他に、変形回路構成Ａ−２〜Ａ−３，Ｂ−１〜Ｂ−３を例示したものである。

基本回路構成Ａ−１では、充放電回路２を制御するＣＰＵ１１が、開閉回路３を開閉制御するのに対して、変形回路構成Ａ−２では、車両コントローラ４（ＥＣＵ）が、開閉回路３を直接的に開閉制御している。

また、変形回路構成Ａ−３は、充放電回路２を設けない回路例である。この変形回路構成Ａ−３では、自動車運転時に開閉回路３がＯＮ状態となって、オルタネータ７の出力によって大容量のキャパシタ１が充電される。一方、クランキング時には、開閉回路３がＯＦＦ状態となり、キャパシタ１の出力電圧によって点火回路５Ａが駆動される。この変形回路構成Ａ−３では、クランキング時に、点火回路５Ａへの供給電圧を一定値に維持できないが、回路構成が簡易である点で優れている。

ところで、図６の下段に示す回路構成Ｂ−１，Ｂ−２，Ｂ−３は、上段の回路構成Ａ−１，Ａ−２，Ａ−３の変形例である。すなわち、上段の回路構成Ａ−１〜Ａ−３では、電気負荷５Ａ，５Ｂを、開閉回路３を介して二分しているが、下段の回路構成では、電気負荷５を１つにまとめると共に、開閉回路３を介して、バッテリＢＴと電気負荷５とを分離している。

以上、図７では六個の回路構成を例示したが、何れの回路構成でも開閉回路３は、クランキング時にＯＦＦ状態となり、その後の運転時にはＯＮ状態となるよう制御される。

本発明は、低燃費で環境に優しい自動車エンジンに好適に利用される。

Ｌ１ 一次コイル
Ｌ２ 二次コイル
Ｔ 点火トランス
ＰＧ 点火プラグ
ＢＴ バッテリ
１ キャパシタ
２ コンピュータ回路
３ 開閉回路
５Ａ 点火回路

Claims (5)

1. 一次コイルと二次コイルとが電磁結合されてなる点火トランスの二次電圧に基づいて、点火プラグが放電する自動車用内燃機関に設けられ、
   スタータを始動回転させるバッテリと、前記点火トランスをＯＮ／ＯＦＦ制御する点火回路との間に配置され、両者間の電気接続を接断する開閉回路と、
   スタータの始動回転時に、前記開閉回路を非接続状態に制御するコンピュータ回路と、
   前記開閉回路の接続状態で充電される一方、前記開閉回路の非接続状態では放電されるキャパシタと、を設け、
   前記点火回路は、前記始動回転時には、前記キャパシタの出力電圧によって駆動されるよう構成されたことを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
2. 前記点火回路と前記キャパシタとの間に、双方向に機能するＤＣ−ＤＣコンバータを配置した請求項１に記載の始動制御装置。
3. ＤＣ−ＤＣコンバータは、前記コンピュータ回路から出力されるＰＷＭ信号に基づいて、所定レベルの電圧を出力するよう構成されている請求項１又は２に記載の始動制御装置。
4. 前記コンピュータ回路は、自動車各部を総合的に制御するメインコンピュータ回路に制御されて動作している請求項１〜３の何れかに記載の始動制御装置。
5. 前記コンピュータ回路は、前記点火回路を含んで自動車各部を総合的に制御している請求項１〜３の何れかに記載の始動制御装置。