JP5573739B2 - スタータ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、スタータ駆動装置に関するものである。

従来、例えばアクセル操作やブレーキ操作などといった停車又は発進のための動作等を検知してエンジンの自動停止及び自動再始動を行う、所謂アイドルストップ機能を備えるエンジン制御システムが知られている。このアイドルストップ制御により、エンジンの燃費低減等の効果を図っている。

エンジンを再始動させる場合、基本的にはドライバのスイッチ操作（キー操作）によるエンジン始動と同様に、スタータによりエンジンの出力軸（クランク軸）に初期回転を付与することにより行う。具体的には、まずスタータのピニオンをピニオン回転軸の軸線方向に押し出し、クランク軸に連結されたリングギヤにピニオンを噛み合わせる。そして、ピニオンとリングギヤとの噛み合い後、スタータのモータに通電し、ピニオンを回転させる。これにより、クランキングが開始され、エンジンが再始動される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−３３０８１３号公報

ところで、スタータを駆動するシステムとしては、ドライバのキー操作に伴いスタータを駆動するキー始動用の駆動回路と、エンジンの再始動要求に伴いスタータを駆動する再始動用の駆動回路とを別個に備えるものがある。このようなシステムでは、キー始動用の駆動回路が正常であり、ドライバのキー操作に伴いエンジンを始動できたとしても、再始動用の駆動回路において、例えばリレー等のスイッチ手段をオフのままオンできない異常であるオフ異常が生じている場合には、エンジン自動停止後にエンジンを再始動できない。したがって、エンジンを自動停止する前には、再始動用のスタータ駆動回路が正常に動作するか否かの異常診断を実施するのが望ましい。

ところが、エンジンの自動停止要求が生じるタイミングは予測し難く、スタータ駆動回路の異常診断の実施前や実施中に該停止要求が生じる場合があると考えられる。この場合、異常診断が終了するのを待ってエンジンを自動停止すると、自動停止要求のタイミングから実際にエンジンが停止されるまでの時間が長くなり、その結果、アイドルストップ制御によるエンジンの燃費低減等の効果が好適に得られないことが考えられる。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、アイドルストップ制御によるエンジン自動停止の動作を妨げずに、スタータの異常診断を実施することができるスタータ駆動装置を提供することを主たる目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。

本発明は、所定の自動停止条件が成立した場合に自動停止され、前記自動停止条件の成立後、所定の再始動条件が成立した場合にスタータによるクランキングが実施され再始動されるエンジンに適用され、前記スタータへの給電を行うことでエンジンのクランキングを行わせるスタータ駆動装置に関する。

特に、第１の構成は、前記スタータに給電する第１経路上に、ドライバの操作に基づき開閉する第１スイッチ手段が設けられ、前記第１スイッチ手段が開状態から閉状態に切り替わることによりスタータへの給電を行う第１スタータ駆動回路と、リレースイッチとリレーコイルとを備え、該リレーコイルに接続されたスイッチング素子の通電／非通電により開閉する第２スイッチ手段と、前記スタータに給電する第２経路上に前記第２スイッチ手段のリレースイッチが設けられ、前記第２スイッチ手段が開状態から閉状態に切り替わることにより前記スタータへの給電を行う第２スタータ駆動回路と、前記第２スイッチ手段の通電／非通電を制御する通電制御手段と、前記第１スイッチ手段における開状態と閉状態との切り替えがあったことを検出する切替検出手段と、前記切替検出手段により前記第１スイッチ手段の開閉の切り替えがあったことが検出された場合に、前記通電制御手段により前記スイッチング素子への通電を行うことで、前記第２スイッチ手段において閉状態にできず開状態のままとなる開異常が発生しているか否かの異常診断を実施する異常診断手段と、を備えることを特徴とする。

要するに、エンジン制御システムとしては、スタータに給電する経路として、ドライバのスイッチ操作に基づきスタータへの給電を行う第１スタータ駆動回路と、エンジン再始動条件の成立に伴いスタータへの給電を行う第２スタータ駆動回路との２つの駆動回路を備えるものがある。この構成では、第１スタータ駆動回路やスタータが正常であり、ドライバの操作に基づきエンジンを始動できたとしても、第２スタータ駆動回路において異常が生じ該駆動回路が正常に動作しない場合には、その後、エンジンの自動停止後に再始動条件が成立した場合に、エンジンを再始動できないことが考えられる。

その点に鑑み、本構成では、エンジン再始動用のスタータ駆動回路に設けられたスイッチ手段を対象に、開状態のまま閉状態にできない異常である開異常が生じたか否かの異常診断を実施する。また特に、本発明では、上記異常診断を、ドライバのスイッチ操作があってから所定の始動期間内において実施する。ドライバのスイッチ操作に基づく所定のエンジン始動期間であれば、エンジンの自動停止要求が比較的生じにくいことから、上記構成によれば、スイッチ手段の開異常の診断前や診断中に自動停止要求が生じるのを極力回避することができる。したがって、本構成によれば、アイドルストップ制御によるエンジン自動停止の動作を妨げずに、スタータの異常診断を実施することができる。

第２の構成では、前記切替検出手段は、前記第１スイッチ手段が閉状態から開状態に切り替わったことを検出し、前記異常診断手段は、前記切替検出手段により前記第１スイッチ手段が閉状態から開状態に切り替わったことが検出された直後に、前記通電制御手段により前記スイッチング素子に通電して前記異常診断を実施する。

本構成によれば、第１スタータ駆動回路によるスタータの駆動を実施した直後に第２スタータ駆動回路の異常診断を実施するため、スタータ側が正常であることが確認された上で該異常診断を実施することができる。よって、第２スタータ駆動回路の異常発生を正確に把握することができる。

第３の構成では、前記第２スタータ駆動回路の前記第２経路上において、リレースイッチとリレーコイルとを備え該リレーコイルに接続されたスイッチング素子の通電／非通電によって開閉する第３スイッチ手段が前記第２スイッチ手段に直列に設けられ、前記異常診断手段は、前記切替検出手段により前記第１スイッチ手段の開閉の切り替えがあったことが検出された場合に、更に前記第３スイッチ手段において開異常が生じているか否かの異常診断を実施し、該診断の結果、前記第２スイッチ手段及び第３スイッチ手段が正常であった場合、それら２つのスイッチ手段のうち、後に異常診断を実施したスイッチ手段について閉状態のままにする。

スイッチ手段が有するリレーコイルの通電開始を指令してから、その接点が実際に閉状態になるまでには、例えばスイッチング素子を開から閉にする場合に比べて時間がかかる。その点、上記構成では、アイドルストップ制御によるエンジンの自動停止後、再始動条件が成立した場合に、第２スイッチ手段及び第３スイッチ手段のうちの一方のみを閉状態にすればよく、したがって、エンジンの早期始動を図ることができる。

エンジン制御システムの全体概略を示す電気的構成図。 オフ異常診断の許否判定処理を示すフローチャート。 トランジスタのオフ異常診断処理を示すフローチャート。 リレー接点のオフ異常診断処理を示すフローチャート。 オフ異常診断処理の具体的態様を示すタイムチャート。

以下、本発明を具体化した実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、エンジン制御システムのスタータ駆動装置に具体化している。当該制御システムにおいては、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢として燃料噴射量の制御や点火時期の制御、アイドルストップ制御等を実施する。この制御システムの全体概略を示す電気的構成図を図１に示す。

図１において、スタータ１０はピニオン押出し式であり、図示しないピニオンと、ピニオンの押し出しを行うソレノイド１１と、ピニオンを回転するモータ１２とを備えている。また、スタータ１０には、リレーコイルとリレースイッチとを有しモータ１２への通電／非通電を切り替えるモータスイッチ１７が設けられている。

スタータ１０は、ピニオン押し出しとモータ１２によるピニオン回転とを個別に実施可能なタンデム式であり、バッテリ１３を電力供給源としてソレノイド１１及びモータ１２の通電が独立して制御可能になっている。また、本システムには、ソレノイド１１及びモータ１２への給電経路として、第１スタータ駆動回路１４と第２スタータ駆動回路１５との２つの回路が設けられている。

第１スタータ駆動回路１４は、ドライバのスイッチ操作（キー操作）によってスタータスイッチ１６がオンされた場合にスタータ１０に給電する経路である。詳しくは、第１スタータ駆動回路１４には、スタータに給電する第１経路３２上にスタータスイッチ１６が設けられている。また、第１スタータ駆動回路１４には、スタータスイッチ１６とソレノイド１１との間において、ソレノイド１１の通電／非通電を切り替えるリレー１８が設けられ、スタータスイッチ１６とモータ１２との間において、モータ１２の通電／非通電を切り替えるリレー１９が設けられている。

ドライバのキー操作によってスタータスイッチ１６がオンされると、リレー１８，１９がオン状態となり、ソレノイド１１及びモータ１２にそれぞれ給電される。このとき、ソレノイド１１の通電に伴いピニオンがその軸線方向に押し出され、エンジン側に設けられた図示しないリングギヤにピニオンが噛み合わされる。また、ピニオンとリングギヤとの噛み合い状態においてモータ１２に通電されることにより、モータスイッチ１７がオン状態となり、モータ１２への給電が行われる。これにより、モータ１２が回転駆動され、そのモータ１２の回転駆動に伴いピニオンが回転される。このピニオンの回転によってエンジンのクランキングが行われ、エンジンに初期回転が付与される。

なお、本システムにおいて、スタータスイッチ１６とリレー１９との間には遅延回路２１が配置されている。これにより、ピニオンとリングギヤとの噛み合いが生じた後にモータ１２に通電され、ピニオンが回転されるようになっている。

一方、第２スタータ駆動回路１５は、ドライバのキー操作とは無関係に、ＥＣＵ４０からの指令に基づきスタータ１０に給電する経路である。詳しくは、第２スタータ駆動回路１５では、スタータ１０に給電する第２経路３３が二経路に分岐され、そのうちの一方のソレノイド１１側の経路３３ａには、ＥＣＵ４０からの制御信号によってソレノイド１１の通電／非通電を切り替えるピニオン駆動リレー２２が配置され、モータ１２側の経路３３ｂには、ＥＣＵ４０からの制御信号によってモータ１２の通電／非通電を切り替えるモータ駆動リレー２３が配置されている。

詳しくは、ピニオン駆動リレー２２及びモータ駆動リレー２３は、それぞれリレースイッチとリレーコイルとを有している。ピニオン駆動リレー２２が有するリレースイッチ２４は、ソレノイド１１に給電する経路３３ａ上に設けられている。リレーコイル２５への通電によってリレーコイル２５が励磁されると、リレースイッチ２４がオンされ（ピニオン駆動リレー２２がオン状態となり）、ソレノイド１１に通電される。これにより、ピニオンがリングギヤに向かって押し出され、ピニオンとリングギヤとの噛み合いが生じる。

一方、モータ駆動リレー２３が有するリレースイッチ２６は、モータ１２に給電する経路３３ｂ上に設けられている。リレーコイル２７への通電によってリレーコイル２７が励磁されると、リレースイッチ２６がオンされ（モータ駆動リレー２３がオン状態となり）、モータ１２に通電される。これにより、モータ１２が回転駆動される。

バッテリ１３とスタータ１０との間の経路において、ピニオン駆動リレー２２及びモータ駆動リレー２３よりもバッテリ１３側であって、二経路に分岐していない部分には上流リレー２８が配置されている。上流リレー２８は、リレースイッチ２９とリレーコイル３１とを有しており、リレーコイル３１の励磁によってリレースイッチ２９がオンされることでスタータ１０への通電が可能になっている。

また、本システムでは、上流リレー２８と駆動リレー２２，２３との中間点において、その中間点電圧Ｖｐを検出する電圧センサ３７が設けられており、更に、電圧センサ３７に対しバッテリ１３側が異常診断用の電源３９に接続され、バッテリ１３側の反対側が抵抗３８を介して接地されている。これにより、上流リレー２８のオフ時にピニオン駆動リレー２２又はモータ駆動リレー２３がオン状態となった場合に中間点電圧Ｖｐが低下し、ピニオン駆動リレー２２及びモータ駆動リレー２３のオフ時に上流リレー２８がオン状態となった場合に中間点電圧Ｖｐが上昇するようになっている。

その他、本システムには、ドライバにより操作されるエンジンの始動スイッチとしてのイグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）３４や、エンジンの所定クランク角毎に矩形状のクランク角信号を出力するクランク角センサ４１、スタータスイッチ１６のオンオフを検出するスイッチセンサ（図示略）などの各種センサが設けられている。

ＥＣＵ４０は、周知のマイクロコンピュータ（マイコン）等を備えてなる電子制御装置であり、本システムに設けられている各種センサの検出結果等を入力し、それらに基づいて吸入空気量制御や燃料噴射量制御、アイドルストップ制御などの各種エンジン制御や、スタータ１０の駆動制御等を実施する。

ここで、アイドルストップ制御は、所定の自動停止条件が成立した場合にエンジンの燃焼を停止してエンジンを自動停止させ、エンジン燃焼停止後、所定の再始動条件が成立した場合に、エンジンの燃焼を再開してエンジンを再始動させるものである。エンジン停止条件としては、例えば、アクセル操作量がゼロになったこと（アイドル状態になったこと）、ブレーキペダルの踏込み操作が行われたこと等の少なくともいずれかが含まれる。また、エンジン再始動条件としては、例えば、アクセルの踏込み操作が行われたこと、ブレーキ操作量がゼロになったこと等が含まれる。

また、ＥＣＵ４０は、第１トランジスタＴＲ１〜第４トランジスタＴＲ４を備え、それらトランジスタのオン／オフを制御することにより、第２スタータ駆動回路１５によるスタータ１０の通電制御を実施している。具体的には、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４のうち、第１トランジスタＴＲ１は、出力ポートＰ１を介して、リレーコイル２５，２７のそれぞれのハイ側に接続されている。第２トランジスタＴＲ２は、出力ポートＰ２を介してリレーコイル２５のロー側に接続され、第３トランジスタＴＲ３は、出力ポートＰ３を介してリレーコイル２７のロー側に接続されている。また、第４トランジスタＴＲ４は、出力ポートＰ４を介してリレーコイル３１のロー側に接続されている。

トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４のうち、第１トランジスタＴＲ１の一端側にはセンサ電源（＋ＩＧ）が接続され、他端側にはシャント抵抗Ｒ１が接続されている。また、第２トランジスタＴＲ２〜第４トランジスタＴＲ４のそれぞれには、接地側とは反対側においてシャント抵抗Ｒ２〜Ｒ４を介してセンサ電源（＋ＩＧ）が接続されている。これにより、リレーのオフ状態において各トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４がオフからオンへ切り替わった場合に、トランジスタとシャント抵抗との中間点電圧が素子検出電圧Ｖｍ（Ｖｍ１〜Ｖｍ４）として各々マイコンに入力されるようになっている。

エンジン再始動時のスタータ駆動制御について、例えば、エンジンの自動停止条件の成立後に再始動条件が成立した場合、まず、第４トランジスタＴＲ４をオンするとともに、第１トランジスタＴＲ１及び第２トランジスタＴＲ２をオンにする。これにより、ピニオン駆動リレー２２がオンされ、ソレノイド１１へ通電される結果、ピニオンがリングギヤに向かって押し出される。また、第４トランジスタＴＲ４のオン状態において第３トランジスタＴＲ３をオンすることにより、モータ駆動リレー２３がオンされる。これにより、モータ１２が回転駆動され、エンジンのクランキングが実施される。

ところで、第１スタータ駆動回路１４及びスタータ１０が正常であり、ドライバのキー操作によってエンジンを始動できたとしても、第２スタータ駆動回路１５に設けられたリレー（ピニオン駆動リレー２２、モータ駆動リレー２３及び上流リレー２８）のいずれかの接点がオフとなったままオンにできない異常であるオフ異常が発生した場合、ソレノイド１１やモータ１２に通電することができなくなる。この場合、エンジンに初期回転を付与することができず、結果として、エンジン自動停止後においてエンジンを再始動できないことが考えられる。特に、エンジン再始動条件の成立に伴いエンジンを再始動する場合は、例えば信号待ち中の車両を発進させる等といった路上走行中の場面であることが考えられ、かかる場合にエンジン再始動できない事態が生じるのを回避する必要がある。

そこで、本実施形態では、ＩＧスイッチ３４のオン切り替えがあってから、次回エンジンを自動停止する前において、第２スタータ駆動回路１５が正常に動作するか否かの異常診断（オフ異常診断）を実施することとしている。

ここで、第２スタータ駆動回路１５においてリレーのオフ異常が発生する原因としては、断線等に起因するリレー２２，２３，２８やトランジスタの動作不良が考えられる。本実施形態では、まず、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４を診断対象としてオフ異常診断を実施し、その異常診断の結果、正常であった場合に、今度はリレー２２，２３，２８を診断対象としてオフ異常診断を実施している。

[トランジスタのオフ異常診断]
トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４のうち、ピニオン駆動リレー２２及びモータ駆動リレー２３に接続されたトランジスタＴＲ１〜ＴＲ３の異常診断では、上流リレー２８をオフした状態において、診断対象のトランジスタに通電した場合の素子検出電圧Ｖｍを検出する。そして、その検出した素子検出電圧Ｖｍに基づいて、当該トランジスタが常時オフとなるオフ異常が生じているか否かを診断する。

また、上流リレー２８のトランジスタＴＲ４の異常診断では、ピニオン駆動リレー２２及びモータ駆動リレー２３をオフした状態でトランジスタＴＲ４に通電した場合の素子検出電圧Ｖｍ４を検出し、その素子検出電圧Ｖｍ４に基づいてトランジスタＴＲ４が常時オフの状態になっているか否かを診断する。

例えば、第１トランジスタＴＲ１を診断対象とする場合、第４トランジスタＴＲ４をオフした状態で第１トランジスタＴＲ１を駆動し、そのときの素子検出電圧Ｖｍ１を検出する。このとき、Ｖｍ１＞所定値（所定値＞０）であれば第１トランジスタＴＲ１は正常であると判定し、Ｖｍ１≦所定値であれば第１トランジスタＴＲ１をオンできないオフ異常が生じていると判定する。なお、第１トランジスタＴＲ１の異常診断では、第２トランジスタＴＲ２及び第３トランジスタＴＲ３についてはオフしておくとよい。

[リレーの接点のオフ異常診断]
各リレー２２，２３，２８のうち、ピニオン駆動リレー２２及びモータ駆動リレー２３を診断対象とする場合、上流リレー２８をオフにした状態でピニオン駆動リレー２２又はモータ駆動リレー２３のリレーコイルに通電したときの電圧センサ３７の検出値（中間点電圧Ｖｐ）を取得する。そして、その取得した中間点電圧Ｖｐに基づいて、駆動リレー２２，２３の接点が常時オフの状態になっているか否かを診断する。このとき、中間点電圧Ｖｐが低下すればリレーは正常であると判定し、中間点電圧Ｖｐが低下しなければリレーの接点のオフ異常が生じていると判定する。

また、上流リレー２８の異常診断では、ピニオン駆動リレー２２及びモータ駆動リレー２３をオフにした状態で上流リレー２８のリレーコイル３１に通電したときの中間点電圧Ｖｐを取得する。そして、その取得した中間点電圧Ｖｐに基づいて、上流リレー２８の接点が常時オフの状態になっているか否かを診断する。このとき、中間点電圧Ｖｐが上昇すれば上流リレー２８は正常であると判定し、中間点電圧Ｖｐが上昇しなければ、上流リレー２８の接点のオフ異常が生じていると判定する。

リレー接点のオフ異常診断時では、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４は正常であることが特定された後であるから、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４を駆動してもリレーをオンできない場合、その異常はトランジスタ側ではなくリレー側に起因するものであると特定できる。

ところで、エンジンの自動停止要求が生じるタイミングは予測し難く、例えばオフ異常診断の実施前や実施中に自動停止要求が生じることも考えられる。この場合には、異常診断が終了するのを待ってエンジンを自動停止することが必要になり、自動停止要求に伴い直ちにエンジンを停止させることができない。その結果、アイドルストップ制御によるエンジンの燃費低減等の効果を好適に図ることができないおそれがある。

そこで、本実施形態では、キー操作によるエンジン始動時や始動直後ではエンジンの自動停止要求が生じにくいことに着目し、キー操作があってから所定の始動期間内において、再始動用のスタータ駆動回路（第２スタータ駆動回路１５）におけるリレーのオフ異常診断を実施することとしている。より具体的には、スタータスイッチ１６の開状態と閉状態との切り替えがあったか否かを検出し、スタータスイッチ１６の開閉の切り替えがあったことが検出された場合に第１トランジスタＴＲ１〜第４トランジスタＴＲ４への通電を行うことにより、各リレー２２，２３，２８においてオフ異常が生じているか否かの異常診断を実施する。

次に、本実施形態のオフ異常診断処理について、図２〜図４のフローチャートを用いて説明する。なお、図２は、オフ異常診断の実施の許否の判定処理を示し、図３は、トランジスタの動作不良を診断するための処理を示し、図４は、リレーの動作不良を診断するための処理を示す。これらの処理は、ＥＣＵ４０のマイコンにより所定周期毎に実行される。

まず、オフ異常診断の実施の許否判定処理について図２を用いて説明する。図２において、ステップＳ１１では、スタータスイッチ１６がオンからオフに切り替わったか否かをセンサ検出信号に基づいて判定する。ステップＳ１１がＹＥＳの場合、ステップＳ１２へ進み、エンジン回転速度ＮＥが、エンジンの燃焼が行われたことを示す燃焼回転速度ＮＥ１（例えば５００〜６００ｒｐｍ）に到達したか否かを判定する。ステップＳ１２がＹＥＳの場合、ステップＳ１３へ進み、オフ異常診断実行フラグｆ１をオンにするとともに、ＩＳＳ許可フラグｆ３をオフにして本ルーチンを終了する。なお、ＩＳＳ許可フラグｆ３は、アイドルストップ制御によるエンジン自動停止／再始動の実施の許否を示すフラグであり、「オン」の場合にその実施が許可されていることを示す。ＩＳＳ許可フラグｆ３について本実施形態では、ＩＧスイッチ３４のオフ時にオフにリセットするが、ここでは念のためｆ３＝オフの処理を実行する。

次に、トランジスタのオフ異常の異常診断処理について図３を用いて説明する。

図３において、ステップＳ２１では、オフ異常診断実行フラグｆ１がオンか否かを判定する。ステップＳ２１がＹＥＳの場合、ステップＳ２２へ進み、第２トランジスタＴＲ２の異常診断を実施済みか否かを判定し、診断済みでない場合には、以下のステップＳ２３〜Ｓ２７の処理を実行する。

ステップＳ２３では、第４トランジスタＴＲ４の通電をオフにした状態で第２トランジスタＴＲ２に通電し、ステップＳ２４で素子検出電圧Ｖｍ２を取得する。また、ステップＳ２５では、素子検出電圧Ｖｍ２が所定値以下か否かを判定する。そして、Ｖｍ２≦所定値の場合にはステップＳ２６へ進み、第２トランジスタＴＲ２において、オフからオンにできないオフ異常が生じていると判定し、その異常情報を不揮発性メモリに記憶する。ステップＳ２７では、第２トランジスタＴＲ２の通電をオフする。

第２トランジスタＴＲ２の異常診断が終了すると、ステップＳ２２がＹＥＳとなり、ステップＳ２８へ進む。ステップＳ２８では、第３トランジスタＴＲ３の異常診断を実施済みか否かを判定し、診断済みでない場合には、以下のステップＳ２９〜Ｓ３３の処理を実行する。

ステップＳ２９では、第４トランジスタＴＲ４をオフにした状態で第３トランジスタＴＲ３に通電し、ステップＳ３０で素子検出電圧Ｖｍ３を取得する。ステップＳ３１では、素子検出電圧Ｖｍ３が所定値以下か否かを判定し、Ｖｍ３≦所定値の場合にはステップＳ３２へ進み、第３トランジスタＴＲ３においてオフ異常が生じていると判定し、その異常情報を不揮発性メモリに記憶する。また、ステップＳ３３では、第３トランジスタＴＲ３の通電をオフする。

第３トランジスタＴＲ３の異常診断が終了すると、ステップＳ２８がＹＥＳとなり、ステップＳ３４へ進む。ステップＳ３４では、第１トランジスタＴＲ１の異常診断を実施済みか否かを判定し、診断済みでない場合には、以下のステップＳ３５〜Ｓ３９の処理を実行する。

ステップＳ３５では、第４トランジスタＴＲ４をオフにした状態で第１トランジスタＴＲ１に通電し、ステップＳ３６で素子検出電圧Ｖｍ１を取得する。ステップＳ３７では、素子検出電圧Ｖｍ１が所定値以下か否かを判定し、Ｖｍ１≦所定値の場合にはステップＳ３８へ進み、第１トランジスタＴＲ１においてオフ異常が生じていると判定し、その異常情報を不揮発性メモリに記憶する。また、ステップＳ３９では、第１トランジスタＴＲ１の通電をオフする。

第１トランジスタＴＲ１の異常診断が終了すると、ステップＳ３４がＹＥＳとなり、ステップＳ４０へ進む。ステップＳ４０では、第４トランジスタＴＲ４の異常診断を実施済みか否かを判定し、診断済みでない場合にはステップＳ４１〜Ｓ４５の処理を実行する。

ステップＳ４１では、第１トランジスタＴＲ１、第２トランジスタＴＲ２及び第３トランジスタＴＲ３の通電をオフした状態で第４トランジスタＴＲ４に通電し、ステップＳ４２で素子検出電圧Ｖｍ４を取得する。ステップＳ４３では、素子検出電圧Ｖｍ４が所定値以下か否かを判定し、Ｖｍ４≦所定値の場合にはステップＳ４４へ進み、第４トランジスタＴＲ４においてオフ異常が生じていると判定し、その異常情報を不揮発性メモリに記憶する。また、ステップＳ４５では、第４トランジスタＴＲ４の通電をオフする。

さて、第１トランジスタＴＲ１〜第４トランジスタＴＲ４の異常診断が全て終了すると、ステップＳ４０がＹＥＳとなり、ステップＳ４６へ進む。ステップＳ４６では、記憶した異常情報を参照することにより、第１トランジスタＴＲ１〜第４トランジスタＴＲ４の全てが正常であるか否かを判定する。そして、全て正常であればステップＳ４７へ進み、トランジスタ正常判定フラグｆ２をオンにし、本ルーチンを終了する。

次に、リレー接点のオフ異常の異常診断処理について図４を用いて説明する。

図４において、ステップＳ５１では、トランジスタ正常判定フラグｆ２がオンであって、かつＩＳＳ許可フラグｆ３がオフか否かを判定する。このとき、ｆ２＝オフかつｆ３＝オフであれば、いずれかのトランジスタに異常が生じている場合であり、この場合には、ｆ３＝オフであることから、その後のエンジンの自動停止が禁止される。

一方、ｆ２＝オンかつｆ３＝オフの場合、ステップＳ５２へ進む。ステップＳ５２では、ピニオン駆動リレー２２の異常診断を実施済みか否かを判定し、診断済みでない場合には、以下のステップＳ５３〜Ｓ５７の処理を実行する。

ステップＳ５３では、第１トランジスタＴＲ１及び第２トランジスタＴＲ２に通電し、ステップＳ５４で、電圧センサ３７により検出した中間点電圧Ｖｐを取得する。また、ステップＳ５５では、中間点電圧Ｖｐが第１判定値以上か否かを判定する。このとき、Ｖｐ１≧第１判定値の場合にはステップＳ５６へ進み、ピニオン駆動リレー２２の動作不良に起因して該リレー２２のオフ異常が生じていると判定し、その異常情報を不揮発性メモリに記憶する。また、ステップＳ５７では、第２トランジスタＴＲ２を通電オフにする。なお、第１トランジスタＴＲ１については、次に実施するモータ駆動リレー２３の異常診断のために通電したままにしておく。

ピニオン駆動リレー２２の異常診断が終了すると、ステップＳ５２がＹＥＳとなり、ステップＳ５８へ進む。ステップＳ５８では、モータ駆動リレー２３の異常診断を実施済みか否かを判定し、診断済みでない場合には、以下のステップＳ５９〜Ｓ６３の処理を実行する。

ステップＳ５９では、第３トランジスタＴＲ３に通電し、ステップＳ６０で、電圧センサ３７により検出した中間点電圧Ｖｐを取得する。また、ステップＳ６１では、中間点電圧Ｖｐが第２判定値以上か否かを判定する。なお、第２判定値は、上記の第１判定値と同じでも異なってもよい。

このとき、Ｖｐ２≧第２判定値の場合にはステップＳ６２へ進み、モータ駆動リレー２３の接点が常時オフとなるオフ異常が生じていると判定し、その異常情報を不揮発性メモリに記憶する。また、ステップＳ６３では、第１トランジスタＴＲ１及び第３トランジスタＴＲ３を通電オフにする。

モータ駆動リレー２３の異常診断が終了すると、ステップＳ５８がＹＥＳとなり、ステップＳ６４へ進む。ステップＳ６４では、上流リレー２８の異常診断を実施済みか否かを判定し、診断済みでない場合には、以下のステップＳ６５〜Ｓ６８の処理を実行する。

ステップＳ６５では、第４トランジスタＴＲ４に通電し、ステップＳ６６において、電圧センサ３７により検出した中間点電圧Ｖｐを取得する。また、ステップＳ６７では、中間点電圧Ｖｐが第３判定値以下か否かを判定する。このとき、Ｖｐ≦第３判定値の場合にはステップＳ６８へ進み、上流リレー２８の接点のオフ異常が生じていると判定し、その異常情報を不揮発性メモリに記憶する。

さて、各リレー２２，２３，２８の異常診断が全て終了すると、ステップＳ６４がＹＥＳとなり、ステップＳ６９へ進む。ステップＳ６９では、記憶した異常情報を参照することにより、各リレー２２，２３，２８の全てが正常であるか否かを判定する。このとき、いずれかのリレーに異常が生じている場合にはステップＳ７０へ進み、第４トランジスタＴＲ４の通電をオフし、ステップＳ７１において、オフ異常診断実行フラグｆ１及びトランジスタ正常判定フラグｆ２をオフにリセットし、本ルーチンを終了する。一方、全てのリレーが正常であれば、第４トランジスタＴＲ４の通電をオン状態にしたままとし、ステップＳ７２でＩＳＳ許可フラグｆ３をオンに切り替え、ステップＳ７１の処理を実行する。その後、本ルーチンを終了する。

なお、本実施形態では、全てのトランジスタＴＲ１〜ＴＲ４及びリレー２２，２３，２８が正常であると診断された場合に、その診断後において第４トランジスタＴＲ４の通電をオン状態としておく。そのため、次回エンジン停止条件が成立しエンジンの燃焼を停止した後、再始動条件が成立した場合に、図示しない別ルーチンによってピニオン駆動リレー２２及びモータ駆動リレー２３をオンに切り替えるのみでスタータ１０によるエンジンのクランキングを実施できる。

図５は、リレーのオフ異常診断の具体的態様を示すタイムチャートである。図中、（ａ）はＩＧスイッチ３４のオン／オフの推移を示し、（ｂ）はスタータスイッチ１６のオン／オフの推移を示し、（ｃ）はエンジン回転速度の推移を示し、（ｄ）はオフ異常診断実行フラグｆ１のオン／オフの推移を示し、（ｅ）はアクセル操作のオン／オフの推移を示し、（ｆ）は車速の推移を示し、（ｇ）はＩＳＳ許可フラグｆ３のオン／オフの推移を示す。

図５において、タイミングｔ１１で、ドライバの操作によってＩＧスイッチ３４及びスタータスイッチ１６がオンされることにより、第１スタータ駆動回路１４によりスタータ１０への通電が行われ、エンジンに初期回転が付与される。また、ドライバによりスタータスイッチ１６がオフされると、そのタイミングｔ１２でオフ異常診断実行フラグｆ１がオンされ、上記図３及び図４のオフ異常診断処理が実施される。

そして、同診断処理が終了するとオフ異常診断実行フラグｆ１がオフされる。このとき、同処理による診断の結果、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４及びリレー２２，２３，２８の全てが正常である場合、（ｇ）の実線に示すように、ＩＳＳ許可フラグｆ３がオンされ、以後、エンジン自動停止／再始動の実施が許可された状態になる。一方、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４及びリレー２２，２３，２８のいずれかが異常である場合、（ｇ）の一点鎖線に示すように、ＩＳＳ許可フラグｆ３がオフのままとされ、以後のエンジン自動停止が禁止される。

以上詳述した本実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。

第２スタータ駆動回路１５に設けられたスイッチ手段であるピニオン駆動リレー２２、モータ駆動リレー２３、上流リレー２８を対象に、オフ状態のままオン状態にできない異常であるオフ異常が生じたか否かの異常診断を、スタータスイッチ１６のオン操作に伴うエンジン始動期間において実施する構成とした。ドライバのスイッチ操作に基づくエンジン始動期間であれば、エンジンの自動停止要求が比較的生じにくいことから、本構成によれば、各リレーのオフ異常の診断前や診断中に自動停止要求が生じるのを極力回避することができる。したがって、スタータ１０の動作不良によって路面上で走行不能になるのを回避しつつ、アイドルストップ制御によるエンジンの燃費低減等の効果を好適に図ることができる。

また特に、本実施形態では、第１スタータ駆動回路１４によるスタータ１０の駆動終了直後に第２スタータ駆動回路１５の異常診断を開始する構成とした。よって、スタータ側が正常であることが確認された上で、第２スタータ駆動回路１５の異常診断を実施することができ、第２スタータ駆動回路の異常発生を正確に把握することができる。

また、上流リレー２８と駆動リレー２２，２３との接点のオフ異常診断では、後に診断した上流リレー２８について、リレーコイルへの通電オンの状態を維持する構成とした。これにより、アイドルストップ制御によるエンジンの自動停止後、再始動条件が成立した場合には、駆動リレー２２，２３をオン状態に切り替えればよく、エンジンの早期始動を図ることができる。

（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。

・エンジン始動後、車速が判定値（例えば数〜数１０ｋｍ／ｈ）に達したことを条件に、アイドルストップ制御によるエンジン自動停止を許可するシステムを本発明に適用してもよい。この場合、スタータスイッチ１６のオン切り替え後、車速が判定値を超えるまではエンジンの自動停止が許可されないため、ドライバのスイッチ操作に伴うエンジン始動時においてエンジンを自動停止させる必要が生じる可能性が極めて低い。したがって、上記構成とすることにより、リレー２２，２３，２８のオフ異常診断が未実施であることに起因してアイドルストップ制御によるエンジン自動停止の動作が妨げられるのをより好適に抑制することができる。

・上記構成では、スタータスイッチ１６がオンからオフに切り替わったタイミングで、リレーが常時オフとなるオフ異常診断を開始したが、スタータスイッチ１６のオン／オフの切り替え動作に基づいて上記オフ異常診断を実施するものであれば、オフ異常診断の開始タイミングは上記に限定しない。

例えば、スタータスイッチ１６がオフからオンに切り替わったタイミング（図５のタイミングｔ１１）で、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４の少なくともいずれかの通電を開始して上記のオフ異常診断を実施する構成としてもよい。また、図５のタイミングｔ１１からタイミングｔ１２までの間の中間のタイミングで、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４のいずれかの通電を開始して上記のオフ異常診断を実施する構成としてもよい。あるいは、タイミングｔ１２から所定の短時間（例えば数ｍｓｅｃ）が経過した後のタイミングで、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４のいずれかの通電を開始して上記のオフ異常診断を実施する構成としてもよい。

・上記異常診断では、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４及びリレー２２，２３，２８の全てを診断対象としたが、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４のみ、又はリレー２２，２３，２８のみを診断対象としてもよい。また、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４の一部又はリレー２２，２３，２８の一部を診断対象としてもよい。

・第２スタータ駆動回路１５において、上流リレー２８を備えず、ピニオン駆動リレー２２及びモータ駆動リレー２３のオン／オフ制御によってスタータ１０への通電を制御する構成に本発明を適用してもよい。

この場合、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４のオフ異常を診断する際、診断対象とするリレーのハイ側のトランジスタを通電オフにしてロー側のトランジスタを通電オンの状態で、各トランジスタの素子検出電圧Ｖｍを検出し、その検出した素子検出電圧Ｖｍに基づいてロー側のトランジスタの動作不良が生じているか否かを診断する。また、同様に、ロー側のトランジスタを通電オフにしてハイ側のトランジスタを通電オンの状態での素子検出電圧Ｖｍを検出し、その検出した素子検出電圧Ｖｍに基づいてハイ側のトランジスタの動作不良が生じているか否かを診断する。

例えば、第１トランジスタＴＲ１を診断対象とする場合、第２トランジスタＴＲ２の通電をオフにし、第１トランジスタＴＲ１の通電をオンにしたときの素子検出電圧Ｖｍ１を検出する。そして、Ｖｍ１＞所定値であれば第１トランジスタＴＲ１は正常であると判定し、Ｖｍ１≦所定値であれば第１トランジスタＴＲ１の動作不良が生じていると判定する。

・上流リレー２８と、駆動リレー２２，２３との接点のオフ異常診断において、最初に上流リレー２８について異常診断を実施し、その後、駆動リレー２２，２３について異常診断を実施してもよい。この場合、全てのリレーが正常であれば、異常診断の終了後、駆動リレー２２，２３について通電オンを保持することで、エンジン自動停止後に再始動条件が成立したときに速やかにエンジンを再始動することができる。

・上記実施形態では、ピニオン駆動リレー２２及びモータ駆動リレー２３よりもバッテリ１３側に、第３スイッチ手段としての上流リレー２８を配置したが、ピニオン駆動リレー２２及びモータ駆動リレー２３よりもスタータ１０側を一つの経路とし、該経路に第３スイッチ手段を配置する構成としてもよい。

・上記実施形態では、ピニオンの押し出しとモータ１２の駆動とを独立して制御可能なスタータ１０を本発明に適用する場合を説明したが、ピニオンの押し出しを行うことによってモータ１２が駆動される従来のスタータを本発明に適用してもよい。

・ガソリンエンジンを適用する場合について説明したが、ディーゼルエンジンを本発明に適用する構成であってもよい。

１０…スタータ、１１…ソレノイド、１２…モータ、１３…バッテリ、１４…第１スタータ駆動回路、１５…第２スタータ駆動回路、１６…スタータスイッチ（第１スイッチ手段）、２２…ピニオン駆動リレー（第２スイッチ手段）、２３…モータ駆動リレー（第２スイッチ手段）、２８…上流リレー（第３スイッチ手段）、４０…ＥＣＵ（通電制御手段、切替検出手段、異常診断手段）、ＴＲ１〜ＴＲ４…トランジスタ（スイッチング素子）。

Claims (3)

1. 所定の自動停止条件が成立した場合に自動停止され、前記自動停止条件の成立後、所定の再始動条件が成立した場合にスタータによるクランキングが実施され再始動されるエンジンに適用され、前記スタータへの給電を行うことでエンジンのクランキングを行わせるスタータ駆動装置において、
   前記スタータに給電する第１経路上に、ドライバの操作に基づき開閉する第１スイッチ手段が設けられ、前記第１スイッチ手段が開状態から閉状態に切り替わることによりスタータへの給電を行う第１スタータ駆動回路と、
   リレースイッチとリレーコイルとを備え、該リレーコイルに接続されたスイッチング素子の通電／非通電により開閉する第２スイッチ手段と、
   前記スタータに給電する第２経路上に前記第２スイッチ手段のリレースイッチが設けられ、前記第２スイッチ手段が開状態から閉状態に切り替わることにより前記スタータへの給電を行う第２スタータ駆動回路と、
   前記第２スイッチ手段の通電／非通電を制御する通電制御手段と、
   前記第２スタータ駆動回路の前記第２経路上に前記第２スイッチ手段に直列に設けられ、リレースイッチとリレーコイルとを備え該リレーコイルに接続されたスイッチング素子の通電／非通電によって開閉する第３スイッチ手段と、
   前記第１スイッチ手段における開状態と閉状態との切り替えがあったことを検出する切替検出手段と、
   前記切替検出手段により前記第１スイッチ手段の開閉の切り替えがあったことが検出された場合に、前記第３スイッチ手段の開状態で、前記通電制御手段により前記第２スイッチ手段のリレーコイルに接続されたスイッチング素子への通電を行うことで、前記第２スイッチ手段において閉状態にできず開状態のままとなる開異常が発生しているか否かの異常診断を実施する異常診断手段と、
   を備えることを特徴とするスタータ駆動装置。
2. 前記切替検出手段は、前記第１スイッチ手段が閉状態から開状態に切り替わったことを検出し、
   前記異常診断手段は、前記切替検出手段により前記第１スイッチ手段が閉状態から開状態に切り替わったことが検出された直後に、前記通電制御手段により前記スイッチング素子に通電して前記異常診断を実施する請求項１に記載のスタータ駆動装置。
3. 前記異常診断手段は、前記切替検出手段により前記第１スイッチ手段の開閉の切り替えがあったことが検出された場合に、更に前記第３スイッチ手段において前記開異常が生じているか否かの異常診断を実施し、
   該診断の結果、前記第２スイッチ手段及び第３スイッチ手段が正常であった場合、それら２つのスイッチ手段のうち、後に異常診断を実施したスイッチ手段について閉状態のままにする請求項１又は２に記載のスタータ駆動装置。

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