JP2013181419A - スタータ制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ECU11には、運転者の始動用操作により発生するユーザ始動信号SUSを受けてオンしてリレー27をオンさせることによりスタータ15を動作させるユーザ始動用のトランジスタT1と、自動停止させたエンジン13を自動的に再始動させる際にマイコン41によりオンされて上記リレー27をオンさせる自動始動用のトランジスタT2とが備えられており、マイコン41は、トランジスタT1のオンを検知すると、トランジスタT2をオンさせると共に、トランジスタT3をオンしてトランジスタT1を強制的にオフさせ、その状態で、モニタ信号SMに基づき、トランジスタT2が正常にオンしているか否かを判定する。
【選択図】図1
Description
しかし、自動始動用回路が正常に動作するか否か(即ち、前記電気負荷に通電する通電動作を正常に行うか否か)は、その自動始動用回路を実際に動作させてみないと分からない。ただ、スタータを動作させる必要がないときに、自動始動用回路に通電動作をさせるわけにはいかない。
ユーザ始動用回路は、信号出力手段からのユーザ始動信号が与えられると共に、信号出力手段がユーザ始動信号を出力すると(即ち、運転者が始動用操作を行うと)、前記電気負荷に通電する通電動作を行いスタータを動作させる。また、自動始動用回路は、アイドルストップ制御手段がエンジンを再始動させようとするエンジン再始動時において、前記電気負荷に通電する通電動作を行いスタータを動作させる。
切替手段は、信号出力手段がユーザ始動信号を出力してユーザ始動用回路が通電動作を開始すると、自動始動用回路に通電動作を行わせると共に、ユーザ始動用回路の通電動作を強制的に停止させることにより、前記電気負荷への通電を実施する通電実施回路を、ユーザ始動用回路から自動始動用回路に切り替える。そして、異常検出手段は、切替手段が通電実施回路をユーザ始動用回路から自動始動用回路に切り替えた場合に、自動始動用回路が通電動作をしているか否かを判定する。
[第1実施形態]
図1に示す第1実施形態のECU11は、車両のエンジン13を始動のためにクランキングするスタータ15の制御を行うが、エンジン13を自動停止及び自動再始動させるアイドルストップ制御も行うものである。また、ここでは、車両の変速機は自動変速機であるものとして説明する。
キースイッチ31は、運転席のイグニッションキーシリンダに設けられていると共に、アクセサリ電源端子35(ACC)と、イグニッション電源端子36(IG)と、スタート信号端子37(STA)とを備えている。
ECU11は、アイドルストップ制御やスタータ15の制御のための各種処理を実行するマイコン41と、上記情報信号をマイコン41に入力させる入力回路43と、リレー27のコイル29の下流側にそれぞれ接続された2つの端子45,47と、端子45とグランドラインとの間に2つの出力端子が接続されたトランジスタT1と、端子47とグランドラインとの間に2つの出力端子が接続されたトランジスタT2とを備えている。
そのモニタ回路53は、トランジスタT1のドレイン及び端子45に非反転入力端子(+端子)が接続された比較器55と、キースイッチ31のイグニッション電源端子36から端子40を介して供給される外部電源電圧としてのバッテリ電圧VBを分圧し、その分圧した電圧(本実施形態では、例えばバッテリ電圧VBを1/2にした電圧)を比較器55の反転入力端子(−端子)に閾値電圧として入力する2つの抵抗56,57と、一定の内部電源電圧VD(本実施形態では例えば5V)のラインと比較器55の出力端子との間に接続されたプルアップ用の抵抗58とを備えている。そして、比較器55の出力が、モニタ信号SMとして、マイコン41に入力される。
また、トランジスタT1とトランジスタT2との両方がオフしている場合には、比較器55の非反転入力端子の電圧が、上記閾値電圧よりも大きいバッテリ電圧VBとなるため、比較器55からマイコン41へのモニタ信号SMがハイレベル(内部電源電圧VD)になる。これに対して、トランジスタT1とトランジスタT2との少なくとも一方がオンしている場合には、比較器55の非反転入力端子の電圧が上記閾値電圧よりも小さくなり、比較器55からマイコン41へのモニタ信号SMがローレベル(0V)になる。
マイコン41は、エンジン13の運転中(運転状態になっているとき)において、アイドルストップ制御のための処理の1つとして、図2(a)に示す自動停止制御処理を、例えば一定時間毎に実行する。
次に、S130にて、駆動信号SD2をハイレベルにして、トランジスタT2をオンさせ、続くS140にて、所定時間td1だけ待つ。そして、次のS150にて、駆動信号SD3をハイレベルにして、トランジスタT3をオンさせる。
そして、次のS180にて、駆動信号SD2をローレベルにして、トランジスタT2をオフさせ、続くS190にて、所定時間td2だけ待つ。そして、次のS200にて、駆動信号SD3をローレベルにして、トランジスタT3をオフさせる。
そのフェールセーフ処理Aとしては、例えば、アイドルストップを禁止する。具体的には、前述した図2(a)の自動停止制御処理、あるいは、その自動停止制御処理におけるS104の処理が実行されるのを禁止する。トランジスタT2がオンしないため、エンジン13を自動停止させてしまうと、その後にエンジン13を自動的に再始動させることができないためである。
そのフェールセーフ処理Bとしては、例えば、フェールセーフ処理Aと同様に、アイドルストップを禁止したり、警告処理を行う。尚、この場合にアイドルストップを禁止するのは、スタータ15の第1ソレノイド23及び第2ソレノイド25への連続通電により、そのソレノイド23,25の両方または一方が焼損して、以後、エンジン13を始動させることができなくなる可能性があるからである。
具体的には、エンジン13を停止させないことを促す内容のメッセージ(例えば、「エンジンを停止した場合、始動できない可能性があります。」といったメッセージ)を、表示装置に文章で表示したりスピーカから音声で出力したりする。また例えば、エンジン13の始動や停止を行うための操作部がプッシュスイッチである車両ならば、そのプッシュスイッチが通常よりも長い時間オンされ続けないとエンジン13を停止しないようにする、といった処理でも良い。
一方、マイコン41は、上記S120にて、前回のユーザ始動時においてエンジン13の始動に成功していないと判定した場合には、そのまま当該異常検出処理を終了する。但し、その場合にも、上記S160及びS170と同様の処理を行い、エンジン13が完爆状態になったと判定したならば、フラグFaを1に設定する。
まず、トランジスタT2が正常に動作する場合について、図4を用い説明する。
そして、モニタ信号SMがローレベルになると、マイコン41は、ユーザ始動中であると判定し(図3のS110:YES)、駆動信号SD2をハイレベルにしてトランジスタT2をオンさせる(図3のS130)。更に、マイコン41は、駆動信号SD2をハイレベルにしてから所定時間td1が経過すると(図3のS140)、駆動信号SD3をハイレベルにしてトランジスタT3をオンさせる(図3のS150)。
このため、マイコン41が、駆動信号SD2をハイレベルにしてから所定時間td1が経過して(図3のS140)、駆動信号SD3をハイレベルにし(図3のS150)、それによりトランジスタT3がオンして、トランジスタT1がオフすると、モニタ信号SMがローレベルからハイレベルになる。
即ち、ユーザ始動時において、バッテリ20の充電量が不足していて、マイコン41が、通電実施回路としてのトランジスタをトランジスタT1からトランジスタT2に切り替えるための切替処理(図3のS130〜S150)を行ってからエンジン13が完爆状態になるまで(エンジン13の始動が完了するまで)の間に、バッテリ電圧VBが低下して、マイコン41がリセットされたとしても、スタータ15を動作させ続けてエンジン13を始動させることができる。
次に、第2実施形態について説明するが、主に第1実施形態との相違点を説明する。そして、第1実施形態と同様の構成要素については、その第1実施形態で用いた符号と同じ符号を用いるため、詳細な説明は省略する。また、このことは、後述する他の実施形態や変形例についても同様である。
[第3実施形態]
次に、第3実施形態について説明するが、主に第1実施形態との相違点を説明する。
スタータ83は、ピニオンギヤ19をエンジン13のリングギヤ14に噛み合わせることと、モータ17への通電(即ち、モータ17を動作させること)とを、独立して行うことのできる独立制御型スタータである。
図8に示すように、ECU81は、第1実施形態のECU11に備えられていた構成要素に加えて、リレー77のコイル79の下流側にそれぞれ接続された2つの端子85,87と、端子85とグランドラインとの間に2つの出力端子が接続されたトランジスタT1mと、端子87とグランドラインとの間に2つの出力端子が接続されたトランジスタT2mと、遅延回路89と、モニタ回路93とを備えている。
また、モニタ回路93は、トランジスタT1mのドレイン及び端子85に非反転入力端子(+端子)が接続された比較器95と、外部電源電圧としてのバッテリ電圧VBを分圧し、その分圧した電圧(本実施形態では、例えばバッテリ電圧VBを1/2にした電圧)を比較器95の反転入力端子(−端子)に閾値電圧として入力する2つの抵抗96,97と、内部電源電圧VDのラインと比較器95の出力端子との間に接続されたプルアップ用の抵抗98とを備えている。そして、比較器95の出力が、モニタ信号SMmとして、マイコン41に入力される。
マイコン41は、図2(b)の自動始動制御処理におけるS108(自動始動用処理)では、スタータ83を動作させるために、例えば、まずトランジスタT2pへの駆動信号SD2pをハイレベルにして該トランジスタT2pをオンさせることにより、ピニオンギヤ19をリングギヤ14と噛み合う位置に突出させ、その後、遅延回路89による遅延時間td3と同等の時間が経過したときに、トランジスタT2mへの駆動信号SD2mをハイレベルにして該トランジスタT2mをオンさせることにより、モータ17を動作させる。また例えば、エンジン回転数が0ではない状態でエンジン13をスタータ83により再始動させる場合には、まずトランジスタT2mへの駆動信号SD2mをハイレベルにしてモータ17を動作させ、その後、ピニオンギヤ19とリングギヤ14の噛み合い時にピニオンギヤ19の回転数とエンジン回転数が一致するタイミングで、トランジスタT2pへの駆動信号SD2pをハイレベルにしてピニオンギヤ19をリングギヤ14と噛み合う位置に突出させる。
ここで、正常ならば、この時点で、トランジスタT1pとトランジスタT2pは両方共にオフしており、トランジスタT1mとトランジスタT2mも両方共にオフしているため、モニタ信号SMpとモニタ信号SMmは両方共にハイレベルとなる。
図10に示すように、車両の運転者が始動用操作を行ってECU81の端子39にユーザ始動信号SUSが入力されると、まずトランジスタT1pがオンし、遅延回路89による遅延時間td3が経過すると、トランジスタT1mがオンする。すると、スタータ83が動作してエンジン13をクランキングし、エンジンECUにより、エンジン13に対する燃料噴射と点火とが行われる。
また、ECU81においては、トランジスタT1pとトランジスタT1mがオンすることで、マイコン41へのモニタ信号SMpとモニタ信号SMmがローレベルになる。
しかし、トランジスタT2pとトランジスタT2mが正常ならば、その時点で、そのトランジスタT2pとトランジスタT2mがオンしているため、スタータ83は動作し続けることとなり、モニタ信号SMp,SMmもローレベルのままとなる。このため、マイコン41は、図9のS235にて、モニタ信号SMpとモニタ信号SMmがローレベルであると判定し、その場合には、トランジスタT2pとトランジスタT2mが正常にオンする(即ち、オフ故障は生じていない)と判断することとなる。
尚、第3実施形態のECU81が搭載される車両は、第2実施形態と同様にプッシュスイッチ式車両であっても良い。
例えば、図1の第1実施形態では、1つのリレー27を、エンジン13のユーザ始動時と自動始動時(アイドルストップからの再始動時)とで共用しているため、そのリレー27のコイル29に、ユーザ始動用のトランジスタT1と自動始動用のトランジスタT2とが接続されていた。
Claims (4)
- 駆動用の電気負荷に通電されることで動作して、車両のエンジンを始動させるために該エンジンをクランキングするスタータと、
前記車両の運転者が前記エンジンを始動させるための始動用操作を行うとユーザ始動信号を出力する信号出力手段と、
前記エンジンの運転中に所定の自動停止条件が成立すると前記エンジンを停止させ、その後、所定の自動始動条件が成立すると前記エンジンを再始動させるアイドルストップ制御手段と、
を備えた前記車両に用いられ、前記スタータを制御するスタータ制御装置であって、
前記信号出力手段からの前記ユーザ始動信号が与えられると共に、前記信号出力手段が前記ユーザ始動信号を出力すると、前記電気負荷に通電する通電動作を行い前記スタータを動作させるユーザ始動用回路と、
前記アイドルストップ制御手段が前記エンジンを再始動させようとするエンジン再始動時において、前記電気負荷に通電する通電動作を行い前記スタータを動作させる自動始動用回路と、を備え、
更に、
前記信号出力手段が前記ユーザ始動信号を出力して前記ユーザ始動用回路が通電動作を開始すると、前記自動始動用回路に通電動作を行わせると共に、前記ユーザ始動用回路の通電動作を強制的に停止させることにより、前記電気負荷への通電を実施する通電実施回路を、前記ユーザ始動用回路から前記自動始動用回路に切り替える切替手段と、
前記切替手段が前記通電実施回路を前記ユーザ始動用回路から前記自動始動用回路に切り替えた場合に、前記自動始動用回路が通電動作をしているか否かを判定する異常検出手段と、
を備えていることを特徴とするスタータ制御装置。 - 請求項1に記載のスタータ制御装置において、
前記異常検出手段により前記自動始動用回路が通電動作をしていないと判定されると、前記切替手段による切り替えを解除して、前記ユーザ始動用回路を前記ユーザ始動信号に従い通電動作を行う通常状態に戻す解除手段を備えていること、
を特徴とするスタータ制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のスタータ制御装置において、
前記異常検出手段により前記自動始動用回路が通電動作をしていないと判定された場合には、前記アイドルストップ制御手段が前記エンジンを停止させるのを禁止するアイドルストップ禁止手段を備えていること、
を特徴とするスタータ制御装置。 - 請求項1ないし請求項3の何れか1項に記載のスタータ制御装置において、
前記切替手段は、マイコンと、該マイコンからの駆動信号がアクティブレベルになると動作して、前記ユーザ始動用回路に前記ユーザ始動信号が供給されるのを阻止することにより、前記ユーザ始動用回路の通電動作を強制的に停止させる阻止回路とからなり、
前記マイコンは、前記ユーザ始動用回路が通電動作を開始したことを検知すると、前記自動始動用回路に通電動作を行わせると共に、前記阻止回路への前記駆動信号をアクティブレベルにすることで、前記通電実施回路を前記ユーザ始動用回路から前記自動始動用回路に切り替えるようになっており、
更に、前記マイコンがリセットされると、前記駆動信号は非アクティブレベルになること、
を特徴とするスタータ制御装置。
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