JP2015040561A - Engine starting device and engine starting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジン始動装置及びエンジン始動方法に係り、特に、通電により駆動されるスタータを用いてエンジンを始動させるエンジン始動装置及びエンジン始動方法に関する。 The present invention relates to an engine starting device and an engine starting method, and more particularly to an engine starting device and an engine starting method for starting an engine using a starter driven by energization.
従来、通電により駆動されるスタータを用いてエンジンを始動させるエンジン始動装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。このエンジン始動装置において、スタータは、直流電源からスタータリレーの励磁コイルに励磁電流が供給されることにより駆動される。スタータが駆動されると、エンジンが始動される。また、このエンジン始動装置においては、エンジンの始動中にスタータが所定時間継続して駆動停止(ロック)していることが検出されると、スタータへの通電が遮断される。かかる通電遮断制御によれば、エンジン始動中にスタータがロックしても、そのスタータに大きな拘束電流(ロック電流)が流れるのを回避することができる。従って、上記のエンジン始動装置によれば、エンジン始動時、大きなロック電流が継続して流通することに起因するスタータの損傷・故障を防止することができ、スタータの保護性能を確保することができる。 2. Description of the Related Art Conventionally, an engine starter that starts an engine using a starter driven by energization is known (see, for example, Patent Document 1). In this engine starting device, the starter is driven by supplying an exciting current from a DC power source to an exciting coil of a starter relay. When the starter is driven, the engine is started. Further, in this engine starter, when it is detected that the starter is continuously stopped (locked) for a predetermined time during the start of the engine, the power supply to the starter is cut off. According to such energization cut-off control, even if the starter is locked during engine startup, it is possible to avoid a large restraint current (lock current) flowing through the starter. Therefore, according to the engine starter described above, it is possible to prevent the starter from being damaged or broken due to the continuous flow of a large lock current when the engine is started, and to ensure the protection performance of the starter. .
ところで、エンジンの始動中にスタータへの通電を遮断するのに要するスタータの駆動停止が継続すべき所定時間が比較的短いと、スタータの保護性能は向上するが、エンジンの始動性が低下することとなる。一方、上記の所定時間が比較的長いと、エンジンの始動性は維持されるが、スタータの保護性能が低下することとなる。 By the way, if the predetermined time for which the starter driving stoppage required to cut off the power supply to the starter during engine startup is to be continued is relatively short, the starter protection performance is improved, but the engine startability is reduced. It becomes. On the other hand, when the predetermined time is relatively long, the startability of the engine is maintained, but the protection performance of the starter is lowered.
エンジンを冷却する冷却水の温度(エンジン水温)が低いほど、スタータはロックし易い。スタータがロックし易い状態で上記の所定時間が比較的長い時間に設定されるものとすると、スタータのロック発生時に通電が遮断され難くなるので、スタータの保護性能が低下してしまう。また、エンジン水温が高いほど、スタータはロックし難い。スタータがロックし難いにもかかわらず上記の所定時間が比較的短い時間に設定されるものとすると、スタータのロックが一旦発生した際に通電が遮断され易くなるので、エンジンの始動性が低下してしまう。従って、上記の所定時間がエンジン水温に関係なく一定値に維持されていると、エンジン水温が低いときのスタータの保護性能とエンジン水温が高いときのエンジンの始動性とを両立できなくなる。 The lower the temperature of the cooling water for cooling the engine (engine water temperature), the easier the starter will lock. If the predetermined time is set to a relatively long time in a state in which the starter is easy to lock, the energization is difficult to be interrupted when the starter is locked, so the protection performance of the starter is lowered. Also, the higher the engine water temperature, the harder the starter will lock. If the above-mentioned predetermined time is set to a relatively short time even though the starter is difficult to lock, the startability of the engine is reduced because the energization is likely to be interrupted once the starter is locked. End up. Therefore, if the predetermined time is maintained at a constant value regardless of the engine water temperature, it is impossible to achieve both the protection performance of the starter when the engine water temperature is low and the startability of the engine when the engine water temperature is high.
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、エンジン水温が低いときのスタータの保護性能とエンジン水温が高いときのエンジンの始動性とを両立させることが可能なエンジン始動装置及びエンジン始動方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described points, and provides an engine starter and an engine that can achieve both starter protection performance when the engine water temperature is low and engine startability when the engine water temperature is high. An object is to provide a starting method.
上記の目的は、エンジンを始動させるために通電により駆動されるスタータと、前記エンジンの始動中に前記スタータが所定時間継続して駆動停止した場合、該スタータへの通電を遮断する通電停止手段と、を備えるエンジン始動装置であって、前記エンジンを冷却する冷却水の温度を検出するエンジン水温検出手段と、前記エンジン水温検出手段により検出される前記冷却水の温度に応じて、前記所定時間を変更する判定時間変更手段と、を備えるエンジン始動装置により達成される。 The above-described object is to provide a starter that is driven by energization to start the engine, and an energization stopping unit that interrupts energization to the starter when the starter is continuously stopped for a predetermined time during the start of the engine. The engine starter comprises: an engine water temperature detecting means for detecting a temperature of cooling water for cooling the engine; and the predetermined time according to the temperature of the cooling water detected by the engine water temperature detecting means. And a determination time changing means for changing.
また、上記の目的は、エンジンの始動中に該エンジンを始動させるために通電により駆動されるスタータが所定時間継続して駆動停止した場合、該スタータへの通電を遮断するエンジン始動方法であって、前記エンジンを冷却する冷却水の温度を検出するエンジン水温検出ステップと、前記エンジン水温検出ステップにおいて検出される前記冷却水の温度に応じて、前記所定時間を変更する判定時間変更ステップと、を備えるエンジン始動方法により達成される。 Further, the above object is an engine starting method for cutting off the energization to the starter when the starter driven by energization to start the engine is stopped for a predetermined time during the engine start. An engine water temperature detecting step for detecting a temperature of cooling water for cooling the engine, and a determination time changing step for changing the predetermined time according to the temperature of the cooling water detected in the engine water temperature detecting step. This is achieved by the engine starting method provided.
本発明によれば、エンジン水温が低いときのスタータの保護性能とエンジン水温が高いときのエンジンの始動性とを両立させることができる。 According to the present invention, it is possible to achieve both the protection performance of the starter when the engine water temperature is low and the startability of the engine when the engine water temperature is high.
以下、図面を用いて、本発明に係るエンジン始動装置及びエンジン始動方法の具体的な実施の形態について説明する。 Hereinafter, specific embodiments of an engine starter and an engine start method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施例であるエンジン始動装置10のブロック構成図を示す。本実施例のエンジン始動装置10は、例えば車両に搭載されており、通電により駆動されるスタータ12を用いてエンジン14を始動させる装置である。スタータ12とエンジン14とは、エンジン14の始動時に機械的に連結される。スタータ12は、通電により回転駆動されることでエンジン14を始動させるトルクを発生させる電動機である。エンジン14は、スタータ12から付与されるトルクに従って始動される。エンジン14は、始動動作の完了後は、気筒内での点火により車輪を回転させる動力を発生する。
FIG. 1 is a block diagram of an
エンジン始動装置10は、マイクロコンピュータを主体に構成された電子制御ユニット(以下、ECUと称す)16を備えている。ECU16には、外部のECUなどからエンジン14の始動を要求する指令(ENG始動要求指令)が入力されると共に、スタータ12(具体的には、スタータ12に通電するためのスタータリレー)が接続されている。ECU16は、外部からのENG始動要求指令が入力されると、その指令に従ってスタータ12に対して回転駆動を実施させるための信号(スタータ駆動信号)を供給する。スタータ12は、ECU16からスタータ駆動信号が供給されると、車載バッテリから通電されて回転駆動される。
The
エンジン14には、NEセンサ20が配設されている。NEセンサ20は、エンジン14の回転数に応じた時間間隔でパルス(NEパルス)を出力するセンサであって、エンジン14の運転中における燃料噴射や点火などの各種制御に用いられるセンサである。NEセンサ20は、ECU16に接続されている。NEセンサ20の出力信号は、ECU16に供給される。ECU16は、NEセンサ20から供給される信号に基づいてNEパルスを検知して、エンジン14の回転数を検出する。
The
尚、ECU16は、エンジン14の始動開始後、検出したエンジン回転数が所定回転数に達した場合に、スタータ12へのスタータ駆動信号の供給を停止してそのスタータ12の回転駆動を停止させることとしてもよい。スタータ12は、ECU16からのスタータ駆動信号の供給が停止されると、通電遮断されて駆動停止される。
The ECU 16 stops supplying the starter drive signal to the
エンジン14には、また、水温センサ22が配設されている。水温センサ22は、エンジン14を冷却する冷却水の温度(ENG水温)TNEに応じた信号を出力するセンサであって、エンジン14の運転中における燃料噴射や点火などの各種制御に用いられるセンサである。水温センサ22は、ECU16に接続されている。水温センサ22の出力信号は、ECU16に供給される。ECU16は、水温センサ22から供給される信号に基づいてENG水温TNEを検出する。
The
次に、図2〜図6を参照して、本実施例のエンジン始動装置10の動作について説明する。
Next, with reference to FIGS. 2-6, operation | movement of the
図2は、スタータ12の通電時間と温度との関係を、スタータ12がスタータ駆動信号に対して正常に回転駆動される正常回転時と、スタータ12がスタータ駆動信号に対して駆動停止するロック時と、で比較した図を示す。図3は、本実施例における(A)スタータ12の正常回転時及び(B)スタータ12のロック時それぞれの各種信号の時間波形を表した図を示す。図4は、本実施例のエンジン始動装置10においてECU16が実行するメインルーチンの一例のフローチャートを示す。図5は、本実施例におけるENG水温TNEと所定のロック判定時間tlockとの関係を表した図を示す。また、図6は、本実施例のエンジン始動装置10においてECU16が実行するサブルーチンの一例のフローチャートを示す。
FIG. 2 shows the relationship between the energization time and temperature of the
本実施例のエンジン始動装置10において、スタータ12は、ECU16から回転駆動を実施させるためのスタータ駆動信号が供給された場合、通常は、車載バッテリから通電されて回転駆動される。一方、スタータ12は、ECU16から上記のスタータ駆動信号が供給されても、回転駆動せず或いは回転駆動を継続できずに駆動停止(ロック)することがある。エンジン14の始動中にスタータ12がロックしているにもかかわらずそのスタータ12への通電が長時間に亘って継続すると、スタータ12に大きな電流が流れてスタータ12の温度が急激に上昇してそのスタータ12が焼損し或いは故障することがある。
In the
そこで、本実施例のエンジン始動装置10においては、上記の不都合を回避するため、ECU16は、エンジン14の始動中にスタータ12が所定のロック判定時間tlock継続してロックしたことを検知した場合、そのスタータ12への通電を遮断する制御(通電遮断制御)を実行する。
Therefore, in the
具体的にはまず、ECU16は、外部のECUなどからENG始動要求指令が入力された場合、その指令に従ってスタータ12に対するスタータ駆動信号への供給(すなわち、スタータ12への通電)を開始する(時刻t=t0;ステップ100)。また、ECU16は、上記ステップ100においてスタータ12へのスタータ駆動信号の供給が開始された後、そのスタータ12が正常に回転駆動されているか或いはロックしているか否かを判別する。
Specifically, first, when an ENG start request command is input from an external ECU or the like, the
スタータ12が正常に回転駆動されているときは、そのスタータ12の回転駆動に伴ってエンジン14が回転するので、NEセンサ20からオン/オフが繰り返されるNEパルスが出力される。一方、スタータ12がロックしているときは、エンジン14が回転しないので、NEセンサ20から上記のNEパルスが出力されない。そこで、ECU16は、上記したスタータ12のロック有無の判別として、NEセンサ20からのNEパルスが検知されるか否かを判別する(時刻t=t1;ステップ102)。
When the
NEセンサ20からのNEパルスが検知される場合は、スタータ12が正常に回転してエンジン14が回転していると判断できる。ECU16は、上記ステップ102においてNEセンサ20からのNEパルスが検知されたと判別すると、NEパルスが検知されない時間の始期を示す基準時刻t0を更新する処理を実行する(ステップ104)。この基準時刻t0の更新処理は、上記ステップ102でNEパルスが検知された時刻t1へ更新されるものである。
When the NE pulse from the
上記ステップ104において基準時刻t0の更新処理が行われた場合、及び、上記ステップ102においてNEセンサ20からのNEパルスが検知されないと判別された場合、ECU16は、次に、NEパルスの非検知が継続する時間(パルス無し時間)t2を計算する処理を実行する(t2=t1−t0;ステップ106)。そして、その計算したパルス無し時間t2が所定のロック判定時間tlock以上に達しているか否かを判別する(ステップ108)。
When the update process of the reference time t0 is performed in
尚、上記した所定のロック判定時間tlockは、スタータ12が通電されている状態でそのスタータ12のロックが発生してから、そのスタータ12の通電を遮断させるのに要するそのロックの継続時間のことである。
The predetermined lock determination time tlock described above is a duration time of the lock required to cut off the
また、上記した所定のロック判定時間tlockは、エンジン14に実際に生じているENG水温TNEに応じて変更される。具体的には、所定のロック判定時間tlockは、ENG水温TNEが低いほど短くされ、また、ENG水温TNEが高いほど長くされる。例えば図5に示す如く、常温域内(例えば、−20℃〜+20℃)ではENG水温TNEが高くなるほどリニアに長くされると共に、常温域外(例えば、−20℃以下、及び、+20℃以上)ではENG水温TNEが高くなるほど、常温域内のものに比べて小さい傾きで長くされる。
Further, the predetermined lock determination time tlock described above is changed according to the ENG water temperature T NE actually generated in the
ECU16は、ENG水温TNEと所定のロック判定時間tlockとの関係を表す図5に示す如きマップを予めメモリに記憶している。ECU16は、上記ステップ108の処理直前において、水温センサ22からの信号に基づいてENG水温TNEを検出する(ステップ200)。そして、メモリに記憶している上記マップを参照して、その検出したENG水温TNEに基づいて、上記ステップ108の処理に用いる所定のロック判定時間tlockを設定する(ステップ202)。
ECU16 is stored in advance in the memory as shown in FIG. 5 map representing the relationship between the ENG temperature T NE and predetermined lock determination time tLOCK. The
上記ステップ202の処理が行われると、上記ステップ108の処理に用いる所定のロック判定時間tlockが設定されることで、そのステップ108において、パルス無し時間t2が、その設定された所定のロック判定時間tlock以上に達しているか否かの判別が行われる。
When the process of
ECU16は、上記ステップ108の処理の結果、パルス無し時間t2が所定のロック判定時間tlock以上に達せず、t2<tlockが成立すると判別した場合は、スタータ12のロックがそのスタータ12の通電を遮断すべき程度の時間まで継続していないと判断でき、次に、外部からのENG始動要求が未だあるか否かを判別する(ステップ110)。そして、外部からのENG始動要求があると判別した場合は、以後、何ら処理を進めることなく今回のルーチンを終了する。
If the
一方、上記ステップ110において外部からのENG始動要求がないと判別した場合、及び、上記ステップ108においてパルス無し時間t2が所定のロック判定時間tlock以上に達し、t2≧tlockが成立すると判別した場合、ECU16は、スタータ12に対するスタータ駆動信号への供給を停止する(ステップ112)。この場合、スタータ12は、通電遮断されて駆動停止されることとなる。
On the other hand, if it is determined in
かかる処理においては、スタータ12への通電を開始してエンジン14の始動を開始した後、スタータ12のロックが継続するロック継続時間が所定時間に達しなければ、原則としてスタータ12の通電が遮断されることはない一方、そのロック継続時間が所定時間に達した場合は、スタータ12の通電が遮断される。
In this process, after the
このため、本実施例によれば、エンジン始動中にスタータ12のロックが生じても、そのスタータ12に対して長時間に亘る通電が行われることは回避されるので、スタータ12に大きな電流が流れるのを抑制することができ、スタータ12の焼損・故障を防止してスタータ12の保護性能を向上させることができる。また、エンジン始動中にスタータ12のロックが生じても、そのロック発生後直ちにスタータ12に対する通電が遮断される訳ではないので、スタータ12のロックが短時間しか生じなかったときにエンジン14の始動が直ちに中止されるのを回避することができ、エンジン14の始動性が損なわれるのを回避することができる。
For this reason, according to the present embodiment, even if the
また、本実施例において、スタータ12への通電によるエンジン始動中にそのスタータ12のロックに起因した通電遮断を行うのに必要なスタータ12のロック継続時間(所定のロック判定時間tlock)は、エンジン14のENG水温TNEに応じて変更される。具体的には、ENG水温TNEが低いほど短くされ、また、ENG水温TNEが高いほど長くされる。
Further, in the present embodiment, the lock continuation time (predetermined lock determination time tlock) of the
かかる構成においては、スタータ12がロックし易いENG水温TNEが低いときほど、スタータ12のロック時に通電が遮断され易くなるので、スタータ12の保護を優先してスタータ12の焼損・故障を確実に防止することが可能となる。また、スタータ12がロックし難いENG水温TNEが高いときほど、スタータ12のロック時に通電が遮断され難くなるので、エンジン14の始動性を優先してエンジン14の始動を確実に実現させることができる。
In such a configuration, the lower the ENG water temperature T NE at which the
従って、本実施例のエンジン始動装置10によれば、ENG水温TNEに応じて所定のロック判定時間tlockを変更することで、ENG水温TNEが低いときのスタータ12の保護性能とENG水温TNEが高いときのエンジン14の始動性とを両立させることができる。
Therefore, according to the
また、本実施例において、スタータ12への通電によるエンジン始動中にそのスタータ12がロックしているか否かの判別は、エンジン14の回転数を検出するためのNEセンサ20を用いて行われる。NEセンサ20は、一般的に、エンジン14の各種制御に用いられるセンサである。この点、本実施例によれば、スタータ12への通電によるエンジン始動中にそのスタータ12がロックしているか否かを判別するのに、エンジン制御に用いられる既存のNEセンサ20を用いることとすれば十分であり、専用のセンサを設けることは不要である。従って、本実施例によれば、センサの数を増やすことなくスタータ12のロックを検知することができ、スタータ12の通電遮断制御を簡素な構成で実行することができる。
In the present embodiment, whether or not the
尚、上記の実施例においては、ECU16が図4に示すルーチン中ステップ112の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「通電停止手段」が、ECU16が図6に示すルーチン中ステップ200の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「エンジン水温検出手段」及び「エンジン水温検出ステップ」が、ECU16がステップ202の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「判定時間変更手段」及び「判定時間変更ステップ」が、それぞれ実現されている。また、NEセンサ20からのNEパルスが検知されるか否かが特許請求の範囲に記載した「エンジンの回転数が所定値以下であるか否か」に相当する。
In the above-described embodiment, the
ところで、上記の実施例においては、スタータ12への通電によるエンジン始動中にそのスタータ12がロック(駆動停止)しているか否かの判別を、エンジン14の回転数に応じた時間間隔でパルスを出力するNEセンサ20を用いて行うこととしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、スタータ12に直接に専用のセンサを設け、そのセンサを用いてエンジン始動中でのスタータ12のロック有無を判別することとしてもよい。
By the way, in the above-described embodiment, it is determined whether or not the
また、上記の実施例においては、NEパルスを出力するNEセンサ20からのNEパルスが検知されるか否かに基づいてスタータ12のロックの有無が判別される。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、ECU16が、エンジン14の回転数を検出して、その検出した回転数が所定値以下であるか否かに基づいてスタータ12のロックの有無を判別することとしてもよい。
In the above embodiment, whether the
10 エンジン始動装置
12 スタータ
14 エンジン
16 電子制御ユニット(ECU)
20 NEセンサ
22 水温センサ
10
20
Claims (6)
前記エンジンを冷却する冷却水の温度を検出するエンジン水温検出手段と、
前記エンジン水温検出手段により検出される前記冷却水の温度に応じて、前記所定時間を変更する判定時間変更手段と、
を備えることを特徴とするエンジン始動装置。 An engine starter comprising: a starter that is driven by energization to start the engine; and an energization stop unit that interrupts energization of the starter when the starter is continuously stopped for a predetermined time during the start of the engine A device,
Engine water temperature detecting means for detecting the temperature of cooling water for cooling the engine;
Determination time changing means for changing the predetermined time according to the temperature of the cooling water detected by the engine water temperature detecting means;
An engine starting device comprising:
前記エンジンを冷却する冷却水の温度を検出するエンジン水温検出ステップと、
前記エンジン水温検出ステップにおいて検出される前記冷却水の温度に応じて、前記所定時間を変更する判定時間変更ステップと、
を備えることを特徴とするエンジン始動方法。 When a starter driven by energization to start the engine during engine startup is stopped for a predetermined time, the engine start method cuts off the energization to the starter,
An engine water temperature detecting step for detecting a temperature of cooling water for cooling the engine;
A determination time changing step of changing the predetermined time according to the temperature of the cooling water detected in the engine water temperature detecting step;
An engine starting method comprising:
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