JP2013170529A - アイドルストップ車両のエンジン始動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 アイドルストップ後のエンジン再始動時における電装品の電源落ち防止と抵抗体の焼き切れ防止との両立を図ることができるアイドルストップ車両のエンジン始動装置を提供する。
【解決手段】 アイドルストップ後のエンジン再始動時にはバイパスリレー24を駆動する駆動用リレー27に電流を供給し、ドライバ操作に基づく初回エンジン始動時には駆動用リレー27への電流供給を遮断する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、アイドルストップ車両のエンジン始動装置に関する。

アイドルストップ車両において、アイドルストップ後のエンジン再始動時、バッテリの電圧降下によって電装品の電源が落ちる可能性がある。イグニッションスイッチがオンの状態で電装品の電源が落ちると、ドライバに違和感を与えてしまう。
これに対し、特許文献１には、バッテリとスタータモータとの間に抵抗体とバイパスリレーとが並列接続された突入電流抑制回路が介装され、エンジン始動から所定時間経過後にバイパスリレーの常開接点を閉じることで、エンジン始動時におけるバッテリの電圧降下を抑制する技術が開示されている。

特開２００４−２５７３６９号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、バイパスリレーの開閉を制御する制御手段の故障によりバイパスリレーが開固着した場合、抵抗体に長時間大電流が流れることで抵抗体が焼き切れてしまうおそれがある。
本発明の目的は、アイドルストップ後のエンジン再始動時における電装品の電源落ち防止と抵抗体の焼き切れ防止との両立を図ることができるアイドルストップ車両のエンジン始動装置を提供することにある。

本発明では、アイドルストップ後のエンジン再始動時にはバイパスリレーを通電するための電流を制御手段に供給し、ドライバ操作に基づく初回エンジン始動時には制御手段への電流供給を遮断する。

本発明では、ドライバ操作に基づく初回エンジン始動時には制御手段への電流供給を遮断するため、制御手段の故障によりバイパスリレーを通電しようとした場合であってもバイパスリレーには電流が供給されない。このため、バイパスリレーは閉状態を保持し、抵抗体が短絡されるため、抵抗体が焼き切れるのを防止できる。
一方、アイドルストップ後のエンジン再始動時には、制御手段に電流が供給されるため、制御手段の故障によりバイパスリレーを通電しようとした場合、バイパスリレーには実際に電流が供給される。このとき、バイパスリレーは開状態を保持するため、バッテリから抵抗体を介してスタータモータに電流が供給されることで、バッテリの電圧降下による電装品の電源落ちを防止できる。
この結果、アイドルストップ後のエンジン再始動時における電装品の電源落ち防止と抵抗体の焼き切れ防止との両立を図ることができる。

実施例１の車両の駆動系を示すシステム図である。 実施例１のエンジン始動装置1aの回路構成図である。 常温環境下における初回エンジン始動時のエンジン始動装置1aの動作を示すタイムチャートである。 常温環境下におけるエンジン再始動時のエンジン始動装置1aの動作を示すタイムチャートである。 低温環境下における初回エンジン始動時（正常時）のエンジン始動装置1aの動作を示すタイムチャートである。 低温環境下における初回エンジン始動時（故障時）のエンジン始動装置1aの動作を示すタイムチャートである。

以下、本発明のアイドルストップ車両のエンジン始動装置を実施するための形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。

〔実施例１〕
まず、実施例１の構成を説明する。
図１は、実施例１の車両の駆動系を示すシステム図である。エンジン1から入力された回転駆動力は、トルクコンバータ2を介してベルト式無段変速機3に入力され、所望の変速比によって変速された後、駆動輪4に伝達される。
エンジン1は、エンジン始動を行うエンジン始動装置1aを有する。具体的には、スタータモータが備えられ、エンジン始動指令に基づいてエンジンクランキングを行うと共に、燃料を噴射し、エンジン1が自立回転可能になると、スタータモータを停止する。

エンジン1の出力側には、停車速域でトルク増幅を行うと共に、所定車速（例えば、14km/h程度）以上では、相対回転を禁止するロックアップクラッチを有するトルクコンバータ2が設けられている。トルクコンバータ2の出力側にはベルト式無段変速機3が接続されている。
ベルト式無段変速機3は、発進クラッチと、プライマリプーリおよびセカンダリプーリと、これら両プーリに掛け渡されたベルトとから構成され、プーリ溝幅を油圧制御によって変更することで所望の変速比を達成する。また、ベルト式無段変速機3内には、エンジン1によって駆動されるオイルポンプが設けられ、エンジン作動時には、オイルポンプを油圧源としてトルクコンバータ2のコンバータ圧やロックアップクラッチ圧を供給し、また、ベルト式無段変速機3のプーリ圧やクラッチ締結圧を供給する。
さらに、ベルト式無段変速機3には電動オイルポンプ3aが設けられており、エンジン自動停止によってオイルポンプによる油圧供給ができない場合には、電動オイルポンプ3aが作動し、必要な油圧を各アクチュエータに供給可能に構成されている。よって、エンジン停止時であっても、所望の変速比を達成し、また、クラッチ締結圧を維持することができる。

エンジン1は、エンジンコントロールユニット10によって作動状態が制御される。エンジンコントロールユニット10には、ドライバのブレーキペダル操作によりON信号を出力するブレーキスイッチ11からのブレーキ信号、ドライバのアクセルペダル操作量を検出するアクセル開度センサ12からのアクセル信号、ブレーキペダル操作量に基づいて生じるマスタシリンダ圧を検出するマスタシリンダ圧センサ13からのブレーキ操作量信号（マスタシリンダ圧）、各輪に備えられた車輪速センサ14からの車輪速信号、後述するCVTコントロールユニット20からのCVT状態信号、エンジン水温、クランク角やエンジン回転数等の信号を入力する。エンジンコントロールユニット10は、上記各種信号に基づいてエンジン1の始動もしくは自動停止を実施する。なお、マスタシリンダ圧センサ13に代えてブレーキペダルストローク量やブレーキペダル踏力を検出する踏力センサ、もしくはホイルシリンダ圧を検出するセンサ等の用い、これによりブレーキペダル操作量を検出することでドライバの制動意思を検出してもよい。

CVTコントロールユニット20は、エンジンコントロールユニット10との間でエンジン作動状態とCVT状態の信号を送受信し、これら信号に基づいてベルト式無段変速機3の変速比等を制御する。具体的には、走行レンジが選択されているときには、発進クラッチの締結を行うと共に、アクセルペダル開度と車速とに基づいて変速比マップから変速比を決定し、各プーリ油圧を制御する。また、車速が所定車速未満のときは、ロックアップクラッチを開放し、所定車速以上のときはロックアップクラッチを締結し、エンジン1とベルト式無段変速機3とを直結状態とする。さらに、走行レンジ選択中におけるエンジン自動停止時には、電動オイルポンプ3aを作動させ、必要な油圧を確保する。

［アイドルストップ制御］
次に、エンジンコントロールユニット10におけるアイドルストップ制御について説明する。
エンジンコントロールユニット10は、所定のエンジン停止条件の成立時にエンジン1を自動停止し、所定のエンジン再始動条件の成立時にスタータモータ21（図２参照）を作動させてエンジン１を再始動する、いわゆるアイドルストップ制御を行う。
アイドルストップ制御のエンジン停止条件は、例えば、以下の4条件がすべて成立している場合とし、エンジン再始動条件は、4条件のうちいずれか1つが不成立の場合とする。
1.ブレーキスイッチ11がON
2.アクセルペダル操作量がゼロ
3.走行レンジ（Dレンジ）選択中
4.車速ゼロが所定時間継続

［エンジン始動装置］
図２は、実施例１のエンジン始動装置1aの回路構成図である。
スタータモータ21の出力軸は、図外のベルトを介してエンジン1に接続されている。
バッテリ22は、スタータモータ21に直流電流を供給する。
バッテリ22とスタータモータ21との間には、抵抗体23とバイパスリレー24とが並列接続された突入電流抑制回路25が介装されている。抵抗体23は、アイドルストップ制御後のエンジン再始動時、スタータモータ21へ流れ込む電流を所定値以下に抑えるためのものである。
バイパスリレー24は、常閉接点（リレー接点）26を有し、駆動用リレー27からの電流供給により動作する（接点を開く）。
駆動用リレー27は、常開接点28を有し、コントローラ29からの指令により動作する（接点を閉じる）。駆動用リレー27の常開接点28が閉じると、電流供給経路30からバイパスリレー24に電流が供給される。駆動用リレー27とコントローラ29とにより制御手段が構成される。

コントローラ29は、イグニッションキースイッチ（不図示）がON位置に設定された場合、駆動用リレー27に対し常開接点28を閉じる指令を出力することでバイパスリレー24に電流供給経路30からの電流を供給し、所定時間経過後に常開接点28を開く指令を出力することでバイパスリレー24への電流供給を遮断する。ここで、所定時間は、例えば、エンジン1が最初の上死点を乗り越したと推定される時間とする。
電流供給経路30は、IGN2ラインに接続されている。IGN2ラインは、イグニッションキースイッチがON位置に設定された場合にはバッテリ22から電流を供給され、イグニッションキースイッチがエンジン始動位置STに設定された場合にはバッテリ22からの電流供給が遮断される経路である。IGN2ラインには、電流供給経路30の他、エンジン運転中は動作する必要があるが、ドライバのキー操作に基づくエンジン始動時（ドライバ操作に基づく初回エンジン始動時）には動作する必要がない電装品（例えば、エアコン、計器類等）が接続されている。

バッテリ22とスタータモータ21との間であって、抵抗体23および突入電流抑制回路25よりもスタータモータ21側の位置には、エンジンコントロールユニット10によりON/OFFされるコイルリレー31が設けられている。エンジンコントロールユニット10は、イグニッションキースイッチがエンジン始動位置STに設定されたとき、およびアイドルストップ制御によるエンジン1の再始動要求がなされたとき、エンジン回転数が設定値（例えば、クランキング回転数）に達するまでの間、コイルリレー31をONし、バッテリ22からスタータモータ21へ電流を供給してスタータモータ21を駆動する。

次に、作用を説明する。
図３は、常温環境下における初回エンジン始動時のエンジン始動装置1aの動作を示すタイムチャートであり、初回エンジン始動時には、イグニッションキースイッチがエンジン始動位置STに設定されるため、駆動用リレー27はOFFのままであり、バイパスリレー24はOFF（閉状態）を保持する。よって、突入電流抑制回路25の抵抗体23は短絡される。

図４は、常温環境下におけるエンジン再始動時のエンジン始動装置1aの動作を示すタイムチャートであり、エンジン再始動時には、イグニッションキースイッチはON位置に設定されているため、駆動用リレー27は所定時間の間ONとなり、バイパスリレー24は所定時間の間ON（開状態）となる。よって、スタータモータ21の起動電流は、抵抗体23を通ってスタータモータ21に供給される。これにより、バイパスリレー24が無い場合と比較して、バッテリ22の電圧効果を抑制できるため、車両に搭載された電装品等への影響を低減できる。
また、所定時間経過後は駆動用リレー27がOFFとなり、バイパスリレー24はOFF（閉状態）となるため、突入電流抑制回路25の抵抗体23が短絡されることで、従来のエンジン始動装置と同様、良好にクランキング状態へと移行できる。

図５は、低温環境下における初回エンジン始動時（正常時）のエンジン始動装置1aの動作を示すタイムチャートであり、低温環境下においても常温環境下と同様の動作となるが、常温時と比較してエンジンフリクションが大きくなるため、始動性が悪く、始動時間は長くなる。

図６は、低温環境下における初回エンジン始動時（故障時）のエンジン始動装置1aの動作を示すタイムチャートであり、駆動用リレー27の閉固着やコントローラ29が駆動用リレー27に対し常開接点28を閉じる誤指令を出力し続けた場合の例である。
従来のエンジン始動装置では、駆動用リレーの閉固着やコントローラからの誤指令によってバイパスリレーが開固着した場合、特にエンジン始動に長時間を要する低温環境下では、抵抗体に長時間大電流が流れることで抵抗体が焼き切れるおそれがあった。図６のバッテリ電圧の破線は、抵抗体が焼き切れたことでエンジン始動完了前にスタータモータが停止した状態を表している。

これに対し、実施例１のエンジン始動装置1aでは、初回エンジン始動時には電流供給経路30への電流供給を遮断するため、駆動用リレー27に電流が供給されることはない。このため、駆動用リレー27の閉固着やコントローラ29の故障によりバイパスリレー24を通電しようとした場合であっても、バイパスリレー24には電流が供給されず、バイパスリレー24はOFF（閉状態）する。よって、突入電流抑制回路25の抵抗体23は短絡されるため、抵抗体23に長時間大電流が流れるを防止でき、抵抗体23が焼き切れるのを防止できる。

一方、アイドルストップ後のエンジン再始動時には、駆動用リレー27に電流が供給されるため、駆動用リレー27が閉固着した場合、バイパスリレー24に電流が供給されることでバイパスリレー24はON（開状態）となるが、エンジン再始動時は既にエンジン1が暖機された状態であり、初回エンジン始動時と比較してエンジンフリクションは小さい。よって、エンジン再始動時間は初回エンジン始動時間と比較して十分に短いため、抵抗体23が焼き切れるおそれはない。

また、実施例１のエンジン始動装置1aでは、電流供給経路30をIGN2ラインと接続した。IGN2ラインは、既存の車両に備えられているため、アイドルストップ後のエンジン再始動時には駆動用リレー27に電流を供給し、ドライバ操作に基づく初回エンジン始動時には駆動用リレー27への電流供給を遮断する構成を、部品追加を伴うこと無く実現でき、コストアップを抑制できる。

以上のように、実施例１のアイドルストップ車両のエンジン始動装置にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
(1) 所定のエンジン停止条件の成立時にエンジン1を自動停止し、所定のエンジン再始動条件の成立時にスタータモータ21を作動させてエンジン1を再始動するアイドルストップ車両のエンジン始動装置において、スタータモータ21とバッテリ22との間に直列配置された抵抗体23と、抵抗体23と並列配置され、通電により常閉接点26を開状態に保持する常閉接点構造を有するバイパスリレー24と、供給された電流をバイパスリレー24に通電するか否かを制御する制御手段（駆動用リレー27、コントローラ29）と、を備え、アイドルストップ後のエンジン再始動時には制御手段に電流を供給し、ドライバ操作に基づく初回エンジン始動時には制御手段への電流供給を遮断する。
よって、アイドルストップ後のエンジン再始動時における電装品の電源落ち防止と抵抗体23の焼き切れ防止との両立を図ることができる。

(2) 制御手段を、イグニッションスイッチのオン時にバッテリ22から電流を供給され、ドライバ操作に基づく初回エンジン始動時にバッテリ22からの電流供給を遮断される電装品と同じIGN2ラインに接続した。
IGN2ラインは、既存の車両に備えられているため、アイドルストップ後のエンジン再始動時には駆動用リレー27に電流を供給し、ドライバ操作に基づく初回エンジン始動時には駆動用リレー27への電流供給を遮断する構成を、部品追加を伴うこと無く実現でき、コストアップを抑制できる。

（他の実施例）
以上、本発明の実施するために形態を、実施例に基づき説明したが、本発明の構成は実施例に限定されるものではない。例えば、アイドルストップ制御のエンジン停止条件は実施例に示した4条件全ての成立時に限らず、2または3条件成立時としてもよい。また、他の条件を加えてもよい。

1 エンジン
1a エンジン始動装置
2 トルクコンバータ
3 ベルト式無段変速機
3a 電動オイルポンプ
4 駆動輪
10 エンジンコントロールユニット
11 ブレーキスイッチ
12 アクセル開度センサ
13 マスタシリンダ圧センサ
14 車輪速センサ
20 CVTコントロールユニット
21 スタータモータ
22 バッテリ
23 抵抗体
24 バイパスリレー
25 突入電流抑制回路
26 常閉接点（リレー接点）
27 駆動用リレー（制御手段）
28 常開接点
29 コントローラ（制御手段）
30 電流供給経路
31 コイルリレー

Claims (2)

1. 所定のエンジン停止条件の成立時にエンジンを自動停止し、所定のエンジン再始動条件の成立時にスタータモータを作動させて前記エンジンを再始動するアイドルストップ車両のエンジン始動装置において、
   前記スタータモータとバッテリとの間に直列配置された抵抗体と、
   前記抵抗体と並列配置され、通電によりリレー接点を開状態に保持する常閉接点構造を有するバイパスリレーと、
   供給された電流を前記バイパスリレーに通電するか否かを制御する制御手段と、
   を備え、
   アイドルストップ後のエンジン再始動時には前記制御手段に電流を供給し、ドライバ操作に基づく初回エンジン始動時には前記制御手段への電流供給を遮断することを特徴とするアイドルストップ車両のエンジン始動装置。
2. 請求項１に記載のアイドルストップ車両のエンジン始動装置において、
   前記制御手段を、イグニッションスイッチのオン時に前記バッテリから電流を供給され、ドライバ操作に基づく初回エンジン始動時に前記バッテリからの電流供給を遮断される電装品と同じ電流供給経路に接続したことを特徴とするアイドルストップ車両のエンジン始動装置。

Images