JP4570824B2

JP4570824B2 - エンジンの始動制御装置

Info

Publication number: JP4570824B2
Application number: JP2001270803A
Authority: JP
Inventors: 好彦宮地
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2001-09-06
Filing date: 2001-09-06
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2021-09-06
Also published as: JP2003083210A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転者にエンジン始動の遅れを気にさせること無く、安定した始動を可能とするエンジンの始動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンの安定した始動を可能とするため、エンジンを制御する電子制御装置によってスタータの作動を自動的に制御する技術がある。このスタータの自動制御では、運転者がイグニッションスイッチをＯＮする等して電子制御装置の電源をＯＮにすると、運転者によるスタータスイッチのＯＦＦからＯＮへの操作が電子制御装置によって検出され、所定のディレイ時間をもってスタータを自動的に作動させてエンジンを始動させる。
【０００３】
このスタータ作動までのディレイ時間は、エンジン始動に際してシステムが有効に機能するための準備時間、例えば、排気系に配設したＯ2センサ等の空燃比センサが内蔵ヒータによって活性化するまでの時間、インジェクタから噴射する燃料を良好に霧化させるためのアシストエアを、始動時にはエンジン負圧が得られないため、加圧供給するためのエア充填時間等によって決定される。また、ガソリンとアルコールとを使用可能なエンジンではあるが、スタータ作動までのディレイ時間として、本出願人による特開平５−２６０８７号公報に開示されているように、スタータ作動前に燃料ポンプを駆動して燃料循環により燃料のアルコール濃度分布を均一化するまでの時間がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電子制御装置の電源ＯＮと共にスタータを作動させる習慣のある運転者にとっては、電子制御装置の電源ＯＮと実際のスタータ作動との間にディレイ時間があると、エンジン始動時間が長く感じられてしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、運転者にエンジン始動の遅れを気にさせること無く、安定した始動を可能とするエンジンの始動制御装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、エンジンを制御する電子制御装置への電源投入後の時間が第１の設定時間以上経過し、且つスタータを作動させるためのスタータスイッチをオン状態とする時間が第２の設定時間以上継続するエンジン始動条件が成立するか否かを判定するエンジン始動条件判定手段と、エンジン回転数が所定回転数以上を所定時間以上継続したときに完爆と判定する完爆判定手段と、上記エンジン始動条件が成立すると判定されたとき、上記スタータを作動させ、その後、上記スタータスイッチのオンオフ状態に拘わらず上記スタータの作動を継続させて、エンジン完爆と判定されたとき、上記スタータを停止させるスタータ制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記スタータスイッチは、押圧操作によりオンするプッシュボタン式のスイッチであることを特徴とする。
【０００８】
すなわち、請求項１記載の発明は、エンジンを制御する電子制御装置への電源投入後の時間が第１の設定時間以上経過し、且つスタータを作動させるためのスタータスイッチをオン状態とする時間が第２の設定時間以上継続したとき、スタータを作動させ、その後、エンジン回転数が所定回転数以上を所定時間以上継続してエンジン完爆と判定されるまで、スタータスイッチのオンオフ状態に拘わらずスタータの作動を継続させ、エンジン完爆と判定されたとき、スタータを停止させることで、運転者が一度スタータスイッチをオンするだけで、エンジン始動の遅れを気にさせること無く自動的にエンジンを始動させ、且つ安定したエンジン始動を可能とする。
【０００９】
その際、請求項２記載の発明のように、スタータスイッチを押圧操作によりオンするプッシュボタン式のスイッチとすることが望ましく、エンジン始動の操作をより簡単な操作とすることで、待ち時間を気にさせること無く安定したエンジン始動を可能とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図３は本発明の実施の一形態に係わり、図１はエンジン制御系の回路構成図、図２はスタータ制御ルーチンのフローチャート、図３はエンジン始動のタイムチャートである。
【００１１】
図１において、符号１はエンジン、符号２はエンジン１の出力軸に連設される変速機、符号３はエンジン１を始動させるためのスタータであり、このエンジン１のスタータ３及び以下に述べる各種アクチュエータ類・センサ類が電子制御装置（ＥＣＵ）２０に接続されてエンジン１が制御される。ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、バックアップＲＡＭ２４、カウンタ・タイマ群２５、及びＩ／Ｏインターフェイス２６がバスラインを介して互いに接続されるマイクロコンピュータを中心として構成されるものであり、各部に安定化電源を供給する定電圧回路２７、Ｉ／Ｏインターフェイス２６に接続される駆動回路２８及びＡ／Ｄ変換器２９等の周辺回路が内蔵されている。
【００１２】
定電圧回路２７は、２回路のリレー接点を有する電源リレー３０の第１のリレー接点を介してバッテリ３１に接続されると共に、直接、バッテリ３１に接続されており、イグニッションスイッチ３２がＯＮされて電源リレー３０の接点が閉になるとＥＣＵ２０内の各部へ電源を供給する一方、イグニッションスイッチ３２のＯＮ，ＯＦＦに拘らず、常時、バックアップＲＡＭ２４にバックアップ用の電源を供給する。更に、バッテリ３１には、スタータリレー３３のリレー接点を介してスタータ３が接続されている。尚、電源リレー３０の第２のリレー接点には、バッテリ３１から各アクチュエータに電源を供給するための電源線が接続されている。
【００１３】
Ｉ／Ｏインターフェイス２６の入力ポートには、イグニッションスイッチ３２、エンジン１の図示しないスロットル弁が全閉でＯＮするアイドルスイッチ４、エンジン１のノッキングを検出するためのノックセンサ５、クランク角を検出するためのクランク角センサ６、燃料噴射対象気筒や点火対象気筒を判別するための気筒判別センサ７、及び、車速を検出するための車速センサ８、スタータスイッチ９等が接続されている。スタータスイッチ９は、車室のインストルメントパネル部やステアリング部等に配設されるプッシュボタン式のスイッチであり、エンジン１の始動時に所定時間だけ押すことにより、ＥＣＵ２０によるスタータ制御でエンジン１が始動する。
【００１４】
更に、Ｉ／Ｏインターフェイス２６の入力ポートには、Ａ／Ｄ変換器２９を介して、スロットル開度を検出するためのスロットル開度センサ１０、吸入空気量を検出するための吸入空気量センサ１１、冷却水温を検出するための冷却水温センサ１２、空燃比を検出するためのＯ2センサ１３等が接続されると共に、バッテリ電圧ＶＢが入力されてモニタされる。
【００１５】
一方、Ｉ／Ｏインターフェイス２６の出力ポートには、電源リレー３０、スタータリレー３３の各リレーコイル、アイドル運転時に吸気系の空気量を微調整してアイドル回転数を制御するためのアイドル回転数制御弁（ＩＳＣ弁）１４、及び、吸気管内に燃料を噴射するためのインジェクタ１５等が駆動回路２８を介して接続されると共に、図示しない点火コイルの通電を断続して点火プラグを火花放電させるためのイグナイタ１６が接続されている。
【００１６】
ＣＰＵ２１では、ＲＯＭ２２に記憶されている制御プログラムに従って、Ｉ／０インターフェイス２６を介して入力されるセンサ・スイッチ類からの検出信号、及びバッテリ電圧等を処理し、ＲＡＭ２３に格納される各種データ、及びバックアップＲＡＭ２４に格納される各種学習値データ、ＲＯＭ２２に記憶されている固定データ等に基づき、燃料噴射量や点火時期等の制御量を演算し、燃料噴射制御や点火時期制御等のエンジン制御を行う。
【００１７】
この場合、ＥＣＵ２０は、運転者の操作によるイグニッションスイッチ３２及びスタータスイッチ９のＯＮに対し、スタータ３の自動制御を行ってエンジン１の始動をマネージメントする。このスタータ制御では、ＥＣＵ２０への電源投入後の時間が第１の設定時間以上経過し、且つスタータスイッチ９をオン状態とする時間が第２の設定時間以上継続するエンジン始動条件が成立するか否かを判定し、エンジン始動条件が成立すると判定したとき、スタータリレー３３をＯＮしてスタータ３を作動させ、エンジン１をクランキングする。そして、エンジン１をクランキングさせた後、エンジン１が完爆したか否かの完爆判定の結果により、エンジン完爆までの期間、スタータスイッチ９がオフされてもスタータリレー３３をＯＮに保持してスタータ３の作動を継続させ、エンジン完爆と判定したとき、スタータ３を停止させる。
【００１８】
すなわち、ＥＣＵ２０は、本発明に係るエンジン始動条件判定手段、完爆判定手段、スタータ制御手段の機能を有し、具体的には、図２に示すスタータ制御ルーチンによって各手段の機能を実現する。以下、ＥＣＵ２０によるエンジン始動制御に係わる処理について、図２のスタータ制御ルーチンのフローチャートを用いて説明する。
【００１９】
このスタータ制御ルーチンは、イグニッションスイッチ３２のＯＮによりＥＣＵ２０に電源が投入され、イニシャライズ処理（バックアップＲＡＭ２４に格納されているデータを除く各種カウント値及びフラグのクリア）が終了した後、所定時間（例えば、１０ｍｓｅｃ）毎に実行されるルーチンであり、先ず、ステップＳ１で、エンジン１が完爆状態に達したか否かの判定を行う。本形態においては、完爆判定のパラメータとしてエンジン回転数ＮＥを用い、このエンジン回転数ＮＥと完爆回転数Ｎ１（例えば、３５０〜５００ｒｐｍ）とを比較する。尚、エンジン起動に伴い吸気管圧力が変化するため、完爆判定のパラメータとして吸気管圧力を用いても良く、その他、エンジンの排気温度の変化、バッテリ電圧の変化によって完爆判定を行うようにしても良い。
【００２０】
ＥＣＵ２０に電源を投入して本ルーチンがスタートした当初は、スタータ３が作動していないため、ＮＥ＜Ｎ１であり、ステップＳ１からステップＳ２へ進んで、完爆状態の継続時間を計時するための完爆継続時間カウント値ＣＮＴＫＢをクリアし（ＣＮＴＫＢ←０）、ステップＳ３で、ＥＣＵ２０への電源投入後の経過時間を計時するためのＥＣＵ電源ＯＮ後時間カウント値ＣＮＴＥＣＵＯＮと第１の判定閾値Ｃ１（第１の設定時間を定める判定閾値；例えば、１〜２ｓｅｃ相当値）とを比較する。その結果、ＣＮＴＥＣＵＯＮ≧Ｃ１の場合には、ステップＳ５へジャンプし、ＣＮＴＥＣＵＯＮ＜Ｃ１の場合、ステップＳ４で、ＥＣＵ電源ＯＮ後時間カウント値ＣＮＴＥＣＵＯＮをカウントアップし（ＣＮＴＥＣＵＯＮ←ＣＮＴＥＣＵＯＮ＋１）、ステップＳ５へ進む。
【００２１】
ステップＳ５では、スタータスイッチ９が押されている（ＯＮされている）時間を調べるため、スタータスイッチ９のＯＮ時間を計時するためのスタータスイッチＯＮ継続時間カウント値ＣＮＴＳＴＳＷと第２の判定閾値（第２の設定時間を定める判定閾値；例えば、Ｏ．５ｓｅｃ相当値）とを比較する。そして、ＣＮＴＳＴＳＷ＜Ｃ２の場合には、ステップＳ６で、スタータスイッチ９のＯＮ，ＯＦＦ状態を示すスタータスイッチ状態ＳＴＳＷがＯＮであるか否かを調べる。
【００２２】
その結果、ＳＴＳＷ＝ＯＦＦの場合には、ステップＳ６からステップＳ７へ進んで、スタータスイッチＯＮ継続時間カウント値ＣＮＴＳＴＳＷをクリアし（ＣＮＴＳＴＳＷ←０）、ステップＳ８で、スタータリレー３３をＯＦＦとしてルーチンを抜ける。また、ＳＴＳＷ＝ＯＮの場合には、ステップＳ６からステップＳ９へ進んで、スタータスイッチＯＮ継続時間カウント値ＣＮＴＳＴＳＷをカウントアップし（ＣＮＴＳＴＳＷ←ＣＮＴＳＴＳＷ＋１）、ステップＳ８で、スタータリレー３３をＯＦＦとしてルーチンを抜ける。
【００２３】
その後、スタータスイッチ９のＯＮ時間が第２の判定閾値Ｃ２により定まる時間に達し、ステップＳ５においてＣＮＴＳＴＳＷ≧Ｃ２となると、ステップＳ５からステップＳ１０へ進み、ＥＣＵ電源ＯＮ後時間カウント値ＣＮＴＥＣＵＯＮが第１の判定閾値Ｃ１以上になったか否かを調べる。そして、ＣＮＴＥＣＵＯＮ＜Ｃ１の場合には、前述のステップＳ８でスタータリレー３３をＯＦＦに維持してルーチンを抜け、ＣＮＴＥＣＵＯＮ≧Ｃ１の場合、ステップＳ１１で、スタータリレー３３をＯＮしてスタータ３の作動を開始させ、ルーチンを抜ける。
【００２４】
すなわち、ＥＣＵ２０への電源投入後の経過時間が第１の判定閾値Ｃ１により定まる第１の設定時間以上となり、且つスタータスイッチＯＮの継続時間が第２の判定閾値Ｃ２により定まる第２の設定時間以上になったとき、スタータリレー３３をＯＮしてスタータ３の作動を開始することで、一時的なノイズ等による誤判定を防止すると共に判定のチャタリングを防止する。第１の判定閾値Ｃ１、第２の判定閾値Ｃ２は、制御系の特性を考慮して予めシミュレーション或いは実験等によって求め、ＲＯＭ２２に固定データとしてストアされているものであり、システムが有効に機能する状態、例えば、Ｏ2センサ１３が内蔵ヒータによって活性化し、また、インジェクタ１５にアシストエアを供給するシステムではアシストエアの加圧準備が整った状態となり、且つ、運転者がスタータスイッチ９をＯＮしてから最小限の時間で、スタータ３を作動させ、運転者に違和感を与えることのない値に設定されている。
【００２５】
スタータ３の作動開始後は、ステップＳ１においてＮＥ＜Ｎ１でエンジン回転数が完爆回転数に達しない間は、ＣＮＴＥＣＵＯＮ≧Ｃ１且つＣＮＴＳＴＳＷ≧Ｃ２により、ステップＳ２からステップＳ３，Ｓ５，Ｓ１０を経てステップＳ１１へ進んでスタータリレー３３のＯＮが保持され、スタータスイッチ９がＯＦＦされてもスタータ３の作動が継続される。そして、ステップＳ１で、ＮＥ≧Ｎ１になると、ステップＳ１からステップＳ１２へ進み、完爆継続時間カウント値ＣＮＴＫＢが第３の判定閾値Ｃ３（例えば、０．２〜２ｓｅｃ相当値）に達したか否かを調べ、ＣＮＴＫＢ＜Ｃ３の場合、ステップＳ１３へ進んで、完爆継続時間カウント値ＣＮＴＫＢをカウントアップし（ＣＮＴＫＢ←ＣＮＴＫＢ＋１）、スタータリレー３３をＯＮに保持したまま、ルーチンを抜ける。
【００２６】
その後、ＮＥ≧Ｎ１の状態が継続してＣＮＴＫＢ≧Ｃ３になると、エンジン完爆と判定する。すなわち、エンジン回転数が完爆回転数以上の状態が第３の判定閾値Ｃ３により定まる時間以上継続したときに初めて完爆と判定することにより、ノイズ等による誤判定を防止し、且つ判定ハンチングを防止する。そして、完爆判定によりステップ１２からステップＳ７へジャンプし、スタータスイッチＯＮ継続時間カウント値ＣＮＴＳＴＳＷをクリアした後、ステップＳ８で、スタータリレー３３をＯＦＦしてスタータ３の作動を停止させ、ルーチンを抜ける。
【００２７】
以上の処理の流れを、図３のタイムチャートを用いて説明する。先ず、時点Ｔ１で運転者のイグニッションスイッチ３２のＯＮ操作によりＥＣＵ２０に電源が投入され、時点Ｔ２で運転者の押圧操作によりプッシュボタン式のスタータスイッチ９がＯＮされると、ＥＣＵ電源投入後の経過時間、スタータスイッチＯＮの継続時間が、それぞれ、第１の判定閾値Ｃ１により定まる設定時間、第２の判定閾値Ｃ２により定まる設定時間に達したか否かが調べられる。
【００２８】
次いで、ＥＣＵ電源投入後の経過時間が第１の判定閾値Ｃ１により定まる設定時間以上となり、且つスタータスイッチＯＮの継続時間が第２の判定閾値Ｃ２により定まる設定時間以上になると（時点Ｔ３）、スタータリレー３３がＯＮされてスタータ３の作動が開始され、エンジンがクランキングされる。スタータリレー３３がＯＮされた後は、運転者のプッシュボタン解放によりスタータスイッチ９がＯＦＦされても（時点Ｔ４）、エンジン完爆と判定（本形態では、エンジン回転数ＮＥが完爆回転数Ｎ１以上の状態を第３の判定閾値Ｃ３により定まる時間以上継続したとき、エンジン完爆と判定）されるまでは、スタータリレー３３がＯＮに保持されてスタータ３の作動が継続され、確実なエンジン始動を可能とする。そして、エンジン完爆と判定された時点（時点Ｔ５）で、スタータリレー３３がＯＦＦされてスタータ３の作動が停止される。
【００２９】
これにより、運転者はイグニッションスイッチ３２をＯＮした後、スタータスイッチ９を１回ＯＮするのみで良く、システムが有効に機能し且つ最短でエンジンを始動させるようＥＣＵ２０が自動的にスタータ３の作動を制御するため、運転者が始動の遅れを気にすること無く、安定したエンジン始動を得て排気エミッションの低減に寄与することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、運転者が電子制御装置に電源を投入し、一度スタータスイッチをオンするだけで、自動的にスタータの作動が制御されるので、エンジン始動の遅れを気にすること無く安定したエンジン始動を得ることができ、排気エミッションの低減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジン制御系の回路構成図
【図２】スタータ制御ルーチンのフローチャート
【図３】エンジン始動のタイムチャート
【符号の説明】
１エンジン
３スタータ
９スタータスイッチ
２０電子制御装置（エンジン始動条件判定手段、完爆判定手段、スタータ制御手段）
Ｃ１第１の判定閾値（第１の設定時間を定める判定閾値）
Ｃ２第２の判定閾値（第１の設定時間を定める判定閾値）

Claims

エンジンを制御する電子制御装置への電源投入後の時間が第１の設定時間以上経過し、且つスタータを作動させるためのスタータスイッチをオン状態とする時間が第２の設定時間以上継続するエンジン始動条件が成立するか否かを判定するエンジン始動条件判定手段と、
エンジン回転数が所定回転数以上を所定時間以上継続したときに完爆と判定する完爆判定手段と、
上記エンジン始動条件が成立すると判定されたとき、上記スタータを作動させ、その後、上記スタータスイッチのオンオフ状態に拘わらず上記スタータの作動を継続させて、エンジン完爆と判定されたとき、上記スタータを停止させるスタータ制御手段とを備えたことを特徴とするエンジンの始動制御装置。
上記スタータスイッチは、押圧操作によりオンするプッシュボタン式のスイッチであることを特徴とする請求項１記載のエンジンの始動制御装置。