JP3044513U - エンジン始動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンを自動的に始動してアイドリング運
転を行わせるエンジン始動制御装置に関し、速くかつタ
イムリーに、またエンジン始動の認識のための特別な配
線をすることなく、エンジンの始動が認識できるように
する。 【解決手段】 この考案のエンジン始動制御装置１は、
エンジンに始動指令信号ｓを出力する始動指令信号出力
手段と、始動指令信号ｓに基づいて始動関連機器１１に
所定動作を指令する始動関連機器指令手段３と、始動指
令信号ｓに基づいてスタータ８へのバッテリ電圧Ｖの印
加を指令し駆動させるスタータ駆動指令手段４と、バッ
テリ電圧Ｖの変動周期ΔＴを監視しそのバッテリ電圧Ｖ
の変動周期ΔＴが所定数の周期にわたって連続して短く
なったことを検出したときクランキングからエンジン始
動に移行したとしてスタータ駆動指令手段４に対しバッ
テリ電圧Ｖの印加の指令を停止させるバッテリ電圧変動
周期監視手段５と、を有している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

この考案は、エンジンを自動的に始動してアイドリング運転を行わせるエンジ ン始動制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

エンジンを始動した直後の自動車の室内は、夏は暑く、特に冬の朝などは凍り 付くように寒い。こういった運転者の不快感を解消するために、自動車車輌のイ グニションスイッチを操作することなく、自動的にエンジンを始動させアイドリ ング運転を行わせるエンジン始動制御装置の需要が増えている。

【０００３】 このようなエンジン始動制御装置は、タイマに設定した時刻になるか、タイマ に設定した時間が経過するか、またはリモコン操作により発せられる電波信号を 受信したときに、スタータモータ駆動回路に電力を供給しスタータモータを駆動 させてクランキングを行い、その後エンジンが始動すると一定時間、アイドリン グ状態で運転を継続させるものである。

【０００４】 そして、エンジンが始動したか否かの認識手段としては、クランキング前とク ランキング後のバッテリ電圧の差分を検出する方法と、エンジンが始動するとオ ルタネータが発電を開始することにより、信号が立ち上がるオルタネータＬ端子 （以下「Ｌ端子」と称す）の電圧を検出する方法と、が主である。

【０００５】 ここで、前記認識手段の説明をすると、バッテリ電圧の差分を検出する方法は 、クランキング後のバッテリ電圧、つまりエンジンが始動しているときの電圧は 、クランキング前の電圧、つまりエンジンが始動していないときの電圧よりも高 くなるので、その両者間に一定の上昇差分を一定時間内に検出した場合に、エン ジンが始動したと認識するものである。また、Ｌ端子の電圧を検出する方法は、 エンジンがかかっていないときのＬ端子電圧は僅かな電圧であるのに対して、エ ンジンが始動しオルタネータにより発電が開始されると、それによりＬ端子電圧 は立ち上がるので、Ｌ端子電圧がバッテリ電圧相当となることを一定時間内に検 出した場合にエンジンが始動したと認識するものである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前記認識手段のうち、前者の方法では、車輌側の様々な要因、 例えばバッテリ容量、バッテリの状態、オルタネータの発電量等により、バッテ リ電圧の上昇量、上昇時間は種々様々であるが、それに対しある程度一律に判定 条件を設定していること、また一定のクランキング時間経過後に上昇差分の検出 を行うようにしていることにより、エンジンが始動しているにもかかわらず、エ ンジン始動を認識できない場合が発生していた。したがって、スタータモータに よるクランキングを不必要に長時間にわたって継続して行うこととなり、バッテ リ電力を無駄に消費していた。

【０００７】 また、後者の方法では、Ｌ端子電圧の上昇を検出できればエンジン始動時点を ほぼ確実に認識できるが、オルタネータＬ端子からの配線は、Ｌ端子が非常に込 み入った場所に存在しているため、特別な配線となり、その配線には時間を要し また困難な作業となっていた。

【０００８】 この考案は上記に鑑み提案されたもので、速くかつタイムリーに、またエンジ ン始動の認識のための特別な配線をすることなく、エンジンの始動が認識できる エンジン始動制御装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、この考案では、エンジンを自動的に始動してアイ ドリング運転を行わせるエンジン始動制御装置において、エンジンに始動指令信 号を出力する始動指令信号出力手段と、上記始動指令信号に基づいて始動関連機 器に所定動作を指令する始動関連機器指令手段と、上記始動指令信号に基づいて スタータへのバッテリ電圧印加を指令し駆動させるスタータ駆動指令手段と、上 記バッテリ電圧の変動周期を監視しそのバッテリ電圧の変動周期が所定数の周期 にわたって連続して短くなったことを検出したときクランキングからエンジン始 動に移行したとして上記スタータ駆動指令手段に対しバッテリ電圧印加の指令を 停止させるバッテリ電圧変動周期監視手段と、を有することを特徴としている。

【００１０】

【考案の実施の形態】

以下にこの考案の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 図１はこの考案のエンジン始動制御装置の全体構成を示すブロック図である。 図において、この考案のエンジン始動制御装置１は、エンジンに始動指令信号ｓ を出力する始動指令信号出力手段と、始動指令信号ｓに基づいて始動関連機器１ １に所定動作を指令する始動関連機器指令手段３と、始動指令信号ｓに基づいて スタータ８へのバッテリ電圧Ｖの印加を指令し駆動させるスタータ駆動指令手段 ４と、バッテリ電圧Ｖの変動周期ΔＴを監視しそのバッテリ電圧Ｖの変動周期Δ Ｔが所定数の周期にわたって連続して短くなったことを検出したときクランキン グからエンジン始動に移行したとしてスタータ駆動指令手段４に対しバッテリ電 圧Ｖの印加の指令を停止させるバッテリ電圧変動周期監視手段５と、を有してい る。

【００１１】 上記の始動指令信号出力手段は、例えば運転席のフロントに配置した操作部２ ３のタイム設定器２３１とその設定に応じて動作するタイマ７とで構成され、こ の構成での始動指令信号ｓは、運転者がタイム設定器２１３で設定した時刻や時 間の経過時に、タイマ７から出力される。なお、タイム設定器２３１での設定時 刻、設定時間は、表示部１３に表示され、運転者はその表示を見ながら容易に設 定できるようになっている。 また、始動指令信号出力手段は、例えばリモートコントローラ（リモコン）２ ２と電波検出回路２１とから構成され、この構成での始動指令信号ｓは、運転者 が屋内で操作してリモコン２２から発した電波信号を電波検出回路２１がそのア ンテナ２１ａで受信し、それに応じて電波検出回路２１から出力される。

【００１２】 上記の始動関連機器指令手段３、スタータ駆動指令手段４およびバッテリ電圧 変動周期監視手段５は、エンジン始動制御部１０を構成している。このエンジン 始動制御部１０はＣＰＵを中心として作動するマイクロコンピュータであり、こ れらの各手段３，４，５は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶された所定の制御プログラム に従って実行するソフトウェアの機能としてそれぞれ構成されている。また、上 記のタイマ７および後述するＡ／Ｄ変換器６もマイクロコンピュータに内蔵して あり、ＣＰＵとはバスを介して信号授受を行っている。

【００１３】 始動関連機器指令手段３は、上記の始動指令信号ｓを受け取ると、始動関連機 器１１に所定の動作を行わせる。例えばガソリン車であれば点火コイルに指令信 号を出力し、バッテリ電圧Ｖに基づく高電圧生成と、その高電圧の点火プラグへ の供給とを行わせ、シリンダ内に火花放電を起こさせる。

【００１４】 スタータ駆動指令手段４は、始動指令信号ｓを受け取ると、スタータスイッチ 機構１４にスイッチオン信号を送り出してスタータスイッチ機構１４を接状態と し、スタータ８にバッテリ電圧Ｖを印加する。スタータ（モータ駆動回路および スタータモータ）８は、そのバッテリ電圧Ｖによってモータ駆動し、それによっ てリングギヤ、フライホイール（図示せず）を介してクランクシャフト１２を回 転させ、クランキングを行う。

【００１５】 バッテリ電圧変動周期監視手段５は、クランキングに伴い変動するバッテリ電 圧ＶをＡ／Ｄ変換器６でディジタル化して取り込み、複数個の変換データを取り 込んだ時点で平均を求め、バッテリ電圧Ｖの認識値とする。すなわち、平均演算 を行う毎にバッテリ電圧Ｖの認識値（以下、「バッテリ認識値」という）を更新 し、このバッテリ認識値を用いて以下に述べるようなバッテリ電圧Ｖの変動周期 ΔＴを求め、その変動周期ΔＴに基づいてエンジン始動の判定を行う。

【００１６】 図２はバッテリ電圧の変動状況を示す図である。スタータ８がクランキングを 開始すると、図に示すように、バッテリ電圧Ｖは、スタータ８によるモータ駆動 の影響を受け大きく落ち込む（Ａ点）。その後、バッテリ電圧Ｖは上昇し、その 上昇に応じてバッテリ電圧変動周期監視手段５は、バッテリ認識値の上昇を検出 する。

【００１７】 引き続きクランキングが継続しても、エンジンが始動しないときは、スタータ ８のモータ駆動のためバッテリ電圧Ｖは再度落ち込み（Ｂ点）、バッテリ電圧変 動周期監視手段５でのバッテリ認識値も下降し、その後再度バッテリ電圧Ｖは上 昇に転じ（Ｃ点）、それに応じてバッテリ認識値も上昇する。このとき、バッテ リ電圧変動周期監視手段５は、新規にバッテリ電圧Ｖが上昇したとして、前回、 新規にバッテリ電圧Ｖが上昇してから、今回新規に上昇するまでの時間、すなわ ち今回サイクルの変動周期ΔＴを割り出す。

【００１８】 このように、スタータ８がモータ駆動を継続すると、バッテリ電圧変動周期監 視手段５によるバッテリ認識値は上昇と下降を繰り返し、新規にバッテリ電圧Ｖ の上昇を検出する毎にその変動周期ΔＴを求め、前サイクルの変動周期ΔＴと比 較する。比較の結果、所定数の周期にわたって連続して、変動周期ΔＴが短くな ったことを検出した場合、例えば図２ではＤ点からの連続する４サイクル分での 変動周期ΔＴ１，ΔＴ２，ΔＴ３，ΔＴ４がΔＴ１＞ΔＴ２＞ΔＴ３＞ΔＴ４の 関係にあると認識した場合、エンジンが始動したと判定する。そして、エンジン が始動したと判定した場合は、スタータ８へのバッテリ９からの電力供給を遮断 し、クランキングを停止する（Ｅ点）。すなわち、スタータ駆動指令手段４に対 して、バッテリ電圧Ｖの印加の指令を停止させ、それによりスタータスイッチ機 構１４を断状態としてモータ駆動を停止させる。

【００１９】 図３はこの考案に係るエンジン始動制御の手順を示すフローチャートを示す図 である。 先ずステップＳ１では、始動指令信号ｓが入力されたか否かを判別し、入力さ れていれば次のステップＳ２に進み、そうでなければそのままリターンする。

【００２０】 ステップＳ２では、スタータ８および始動関連機器１１への指令を行い、次の ステップＳ３に進む。

【００２１】 ステップＳ３では、取り込んだバッテリ認識値が更新されたか否かの判別を行 い、更新されておれば次のステップＳ４に進み、更新されていなければそのまま リターンする。

【００２２】 ステップＳ４では、今回の更新値と前回の更新値とを比較し、今回の更新値が 前回の更新値以上であるか否かを判別し、前回の更新値以上であればバッテリ認 識値が上昇中であるとして次のステップＳ５に進み、前回の更新値以上でなけれ ばそのままリターンする。

【００２３】 ステップＳ５では、今回のバッテリ認識値が新規な上昇であるか否かを判別し 、新規な上昇であれば次のステップＳ６に進み、新規な上昇でなければそのまま リターンする。

【００２４】 ステップＳ６では、前回新規にバッテリ認識値が上昇してから、今回新規に上 昇するまでの時間、すなわち今回サイクルの変動周期ΔＴを演算し、次のステッ プＳ７に進む。

【００２５】 ステップＳ７では、今回サイクルの変動周期ΔＴが、前回サイクルに対して短 縮したか否かの判別を行い、短縮していれば次のステップＳ８に進み、短縮して いなければステップＳ１１に分岐する。

【００２６】 ステップＳ１１では、変動周期ΔＴが短縮していないので、連続短縮サイクル のカウント数を初期化し、そのままリターンする。

【００２７】 ステップＳ８では、所定サイクル数、連続して変動周期ΔＴが短縮したか否か を判別し、所定サイクル数連続して短縮していれば次のステップＳ９に進み、そ うでなければそのままリターンする。

【００２８】 ステップＳ９では、変動周期ΔＴが所定サイクル数連続して短縮しているので 、エンジンが始動したと認識し、次のステップＳ１０に進む。

【００２９】 ステップＳ１０では、クランキング停止、すなわちスタータ８への電力供給を 停止し、そのままリターンする。

【００３０】 以上述べたように、この実施形態では、バッテリ電圧Ｖを監視しそのバッテリ 電圧Ｖの変動周期ΔＴを求め、その変動周期ΔＴが所定サイクル数連続して短縮 していることを認識したときにエンジンが始動したと判定するようにしたので、 実際のエンジン始動時（図２のＦ点）からはわずかな時間差でほとんど同時期に クランキングを停止でき、エンジン始動後の不必要なクランキングを最小限に抑 えて、運転者がイグニションスイッチ手動操作によりエンジンを始動した場合と 、ほぼ同等のクランキング時間とすることができる。したがって、バッテリ電圧 の差分を検出して認識する従来方法（一定のクランキング時間（図２のＧ点）経 過後に上昇差分の検出を行う方法）に比較して、より速くかつタイムリーにクラ ンキングを停止させることができ、それだけバッテリ電力の無駄な消費も抑制す ることができる。

【００３１】 また、エンジン始動認識のための特別な配線は全く必要でなく、したがって、 より簡単にエンジンの始動を認識することができる。

【００３２】 上記の説明において、本考案のエンジン始動制御は常時機能するように構成し たが、操作部２３に選択スイッチ２３２を設けてエンジン始動部１０に接続し、 その選択スイッチ２３２での設定により、本考案のエンジン始動制御を動作させ るか、あるいは従来の始動制御を動作させるかを選択可能としてもよい。この場 合、選択スイッチ２３２での設定がどちらになっているかは表示部１３に表示さ せている。

【００３３】 バッテリ等の車両側の状況や、外気温度を主とした周囲の環境、例えば極寒冷 地の環境などでは、エンジン始動が不安定になりやすいが、この実施形態では、 選択スイッチ２３２を設けたので、このような極端な状況のときは、従来のエン ジン始動制御を選択し、クランキング時間を長くとることで、始動を安定させる こともでき、したがって、状況に見合ったエンジン始動制御が可能となり、これ によってエンジン始動認識の誤動作もより確実に防止することができる。

【００３４】 なお、この考案のエンジン始動制御装置は、ガソリンエンジン、ディーゼルエ ンジン、その他のエンジン態様に関係なく、スタータで始動させるタイプのエン ジンに広く適用することができるものである。

【００３５】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案のエンジン始動制御装置によれば、バッテリ電 圧を監視しそのバッテリ電圧の変動周期を求め、その変動周期が所定数連続して 短縮していることを検出したときにエンジンが始動したと判定するようにしたの で、実際のエンジン始動時からはわずかな時間差でほとんど同時期にクランキン グを停止でき、エンジン始動後の不必要なクランキングを最小限に抑えて、運転 者がイグニションスイッチ手動操作によりエンジンを始動した場合と、ほぼ同等 のクランキング時間とすることができる。したがって、バッテリ電圧の差分を検 出して認識する従来方法に比較して、より速くかつタイムリーにクランキングを 停止させることができ、それだけバッテリ電力の無駄な消費も抑制することがで きる。

【００３６】 また、エンジン始動認識のための特別な配線は全く必要でなく、したがって、 より簡単にエンジンの始動を認識することができる。

【００３７】 さらに、バッテリ電圧変動周期監視手段の作動の許可・禁止を選択可能とした ので、車両の多種多様化や、外気温度を主とした環境の影響にも適切に対応でき 、それらに起因して発生するエンジン始動認識の誤動作を確実に防止することが できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案のエンジン始動制御装置の全体構成を
示すブロック図である。

【図２】バッテリ電圧の変動状況を示す図である。

【図３】この考案に係るエンジン始動制御の手順を示す
フローチャートを示す図である。

【符号の説明】

１ エンジン始動制御装置 ３ 始動関連機器指令手段 ４ スタータ駆動指令手段 ５ バッテリ電圧変動周期監視手段 ６ Ａ／Ｄ変換器 ７ タイマ ８ スタータ ９ バッテリ １０ エンジン始動制御部 １１ 始動関連機器 １２ クランクシャフト １３ 表示部 １４ スタータスイッチ機構 ２１ 電波検出回路 ２２ リモコン ２３ 操作部 ２３１ タイム設定器 ２３２ 選択スイッチ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンを自動的に始動してアイドリン
   グ運転を行わせるエンジン始動制御装置において、 エンジンに始動指令信号を出力する始動指令信号出力手
   段と、 上記始動指令信号に基づいて始動関連機器に所定動作を
   指令する始動関連機器指令手段と、 上記始動指令信号に基づいてスタータへのバッテリ電圧
   印加を指令し駆動させるスタータ駆動指令手段と、 上記バッテリ電圧の変動周期を監視しそのバッテリ電圧
   の変動周期が所定数の周期にわたって連続して短くなっ
   たことを検出したときクランキングからエンジン始動に
   移行したとして上記スタータ駆動指令手段に対しバッテ
   リ電圧印加の指令を停止させるバッテリ電圧変動周期監
   視手段と、 を有することを特徴とするエンジン始動制御装置。
2. 【請求項２】 上記始動指令信号は、タイマが設定時刻
   到達時や設定時間経過時に出力する信号、リモコン操作
   で発せられる電波信号を電波検出回路が受信して出力す
   る信号である、ことを特徴とする請求項１に記載のエン
   ジン始動制御装置。
3. 【請求項３】 上記バッテリ電圧変動周期監視手段の作
   動の許可・禁止を選択可能としたことを特徴とする請求
   項１または２に記載のエンジン始動制御装置。