JPH03117681A - 内燃機関の始動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は例えばヒートポンプ等の動力源として用いられ
る内燃機関に係り、詳しくはその内燃機関を自動的に始
動するための始動制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、内燃機関（以下、エンジンという）の始動制御装
置としては、例えば特開昭５９−２９９５１号公報に記
載されているものがある。第１１図に示すように、この
始動制御装置はスターティング・モータ（以下、スター
タという）により所定時間ＴＤＳＴクランキングを行な
い仮想線のようにエンジンの回転速度が予め設定された
始動完了回転速度αに達したときに、始動が完了しアイ
ドリンクが継続しているとしてスタータを停止させるよ
うになっている。又、実線のようにクランキング時にエ
ンジン回転速度が始動完了回転速度αに達しないときに
は、アイドリングが継続していないとして−Ｈスタータ
を停止させ、所定時間ＫＳＴ経過後に再度スタータを自
動的に作動させてクランキングを行なう。そして、この
クランキングを所定回数試みてもエンジンの回転速度が
前記始動完了回転速度αに達しなければ始動不能と判定
して始動動作を中止するようになっている。

〔発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記した始動制御装置においてはエンジ
ン回転速度が始動完了回転速度αに達しているか否かの
みに基いて始動完了を判定している。その結果、権低温
時等のエンジンのフリクションロスが大きいときには、
第１１図に示すように、エンジン自身は始動できてもそ
の大きなフリクションロスのためにエンジン回転速度Ｎ
Ｅが低く始動完了回転速度αに達しない状態となり、所
定回数クランキングが試みられた後に始動不能と判定さ
れてしまいエンジンを運転することができないという問
題がある。

又、上記した場合にはアイドリング運転中のエンジンを
スタータでクランキングしてしまうことになるため、ス
タータが逆にエンジンに駆動されて過大な負荷が加わり
故障する欠点もあった。

この発明の目的は、常に適切な始動判別を行なうことに
より、機関の運転不能を防止することができるとともに
、始動完了後のスクータ投入による故障を未然に防ぐこ
とができる内燃機関の始動ｔ１１ｔｌｌＩ装置を提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、第１図に示すように、内燃機関をクランキン
グする始動用モータＭ１と、内燃機関の回転速度を検出
する回転速度検出手段Ｍ２と、前記始動用モータＭ１に
て機関のクランキングを行なわせるとともに、前記回転
速度検出手段Ｍ２にて検出された機関回転速度が予め設
定された始動完了回転速度に達したときには始動が完了
したとして始動用モータＭ１を停止させ、機関回転速度
が始動完了回転速度に達しないときには、一旦始動用モ
ータＭ１を停止させるとともに所定時間後に再度始動用
モータＭ１にて機関のクランキングを行なわせる始動制
御手段Ｍ３とからなる内燃機関の始動制御装置において
、前記回転速度検出手段Ｍ２からの検出信号に基いて内
燃機関がアイドリンク運転を継続不能で停止したことを
判別するストール判別手段Ｍ４と、機関回転速度が始動
完了回転速度に到達せず前記始動制御手段Ｍ３が始動用
モータＭ１を一旦停止させた後において、前記判別手段
Ｍ４にてス←−ルが判別されないときには始動が完了し
たとして始動制御手段Ｍ３による再クランキングを禁止
する始動完了判定手段Ｍ５とを備えた内燃機関の始動制
御装置をその要旨とするものである。

［作用］ ストール判別手段Ｍ４にてストールが生じていないと判
定されると、始動完了判別手段Ｍ５は内燃機関の回転速
度が始動完了判定速度に達していないがストールの状態
でもない回転速度、即ち内燃機関が始動した状態にある
にもがかわらず極低温で生じるフリクションロス等によ
ってアイドリンク回転速度が低く押えられた状態を維持
していると判断する。そして、始動完了判定手段Ｍ５は
始動制御手段Ｍ３による再クランキングを禁止する。

［実施例］ 第２図は本実施例の始動制御装置の電気的構成を示すブ
ロック図であり、コントローラ１はエンジンの冷却水温
を検出する水温センサ２及びエンジンのクランク軸の回
転に同期して信号を出力する回転速度検出手段としての
回転角センサ３がらの検出信号を入力する。そして、コ
ントローラ１は前記両検出信号に基いて点火信号を作成
し、エンジンの点火プラグを点火させるイグニションコ
イル４に出力する。又、コントローラ１は前記両検出信
号に基いて燃料弁駆動信号を作成し、エンジンの吸気管
内に燃料を供給する燃料弁５に出力する。ここで燃料弁
５とはガスエンジンにおいてガスミキサーに供給するガ
スを断続させる弁である。又、気化器式のガソリンエン
ジンにおいて気化器に供給するガソリンを断続させる弁
である。

さらに、コントローラ１はスタータ駆動信号を作成し、
エンジンをクランキングする始動用モータとしてのスタ
ータ６に出力する。

又、コントローラ１には第３図に示すマツプが記憶され
、このマツプに基いて前記水温センサ２が検出した冷却
水温ＴＨＷからスタータ駆動目標時間ＴＤＳＴを算出す
るようになっている。尚、このマツプに示すように、始
動性の悪い低温時にはスタータ駆動目標時間ＴＤＳＴが
長く設定されて長時間クランキングが行なわれるように
なっている。

次に、前記コントローラ１が実行するエンジン始動のた
めの制御を第４図と第５図のフローチャートに従って説
明する。尚、第４図は５ｍｓ毎に実行される５ｍｓルー
チンのフローチャートを、第５図は５ｍｓルーチンでの
判定結果に基いて４Ｑｍｓ毎に実行されるスタータ駆動
ルーチンのフローチャートを示す。

まず、第４図の５ｍｓルーチンを説明すると、ステップ
１１で前記水温センサ２からの検出信号に基いてエンジ
ンの冷却水温ＴＨＷ（暖機状態）を判定し、ステップ１
２でその冷却水ｍ　Ｔ　Ｉ−Ｉ　Ｗから第３図に示すマ
ツプよりスタータ駆動目標時間ＴＤＳＴを算出する。次
に、ステップ１３で面記回転角センサ３からの検出信号
に基いてエンジンの最新の回転速度ＮＥを読込み、ステ
ップ１４でそのエンジン回転速度ＮＥが予め設定された
始動完了回転速度αを超えているか否かを判定する。

そして、回転速度ＮＥが始動完了回転速度αを超えてい
るとき、始動完了判定と判断してステップ１５でストー
ル回数カウンタＣ３ＴＡＬをクリアし、ステップ１６で
スタータ駆動時間カウンタＣＤ５Ｔをクリアし、ステッ
プ１７でスタータ駆動フラグＸＤＳＴをリセットする。

一方、前記ステップ１４でエンジン回転速度ＮＥが始動
完了回転速度α以下であるとき、ステップ１８でその回
転速度ＮＥが予め実験で求められたストール判定回転速
度β（〈α）以下であるか否か（エンジンがストールし
ているか否か）を判定する。そして、エンジン回転速度
ＮＥがストール判定回転速度β以下であるとき、エンジ
ンがストールしているとしてステップ１９でスタータ駆
動フラグＸＤＴＳをセットする。

又、前記ステップ１８で回転速度ＮＥがストール判定回
転速度βを超えているとき、エンジンがストールしてい
ないとしてステップ２０でスタータ停止後時間カウンタ
（以下、停止経過時間カウンタという）ＣＴＩＭが予め
設定されたスタータ停止時間（以下、基準経過時間とい
う）ＫＳＴより大きいか否か、即ちスタータ６を停止し
てから基準経過時間ＫＳＴが経過したか否かを判定する
。

前記ステップ２０でスタータ６を停止してから基準経過
時間ＫＳＴが経過していない（ＣＴｒＭ≦ＫＳＴ）とき
は何も処置せず前記ステップ１１に戻る。又、スタータ
６を停止してから基準経過時間ＫＳＴが経過している（
ＣＴ　ＩＭ＞ＫＳＴ）とき、エンジン回転速度ＮＥが始
動完了回転速度αに達していないがエンジンは始動して
いる、即ちスタータ６が停止したにも拘らず基準経過時
間ＫＳＴ経過後にもエンジンがアイドリング運転を継続
しているとして始動完了と判断する。そして、ステップ
１５でストール回数カウンタＣ３ＴＡＬをクリアしてス
テップ１６でスタータ駆動時間カウンタＣＤ５Ｔをクリ
アし、ステップ１７でスタータ駆動フラグＸＤＳＴをリ
セットする。

次に、第５図に示すスタータ駆動ルーチンについて説明
する。

今、エンジンを始動させるべくスタータ駆動ルーチンが
実行されると、まず、ステップ１００でスタータ６の駆
動回数をカウントするストール回数カウンタＣ３ＴＡＬ
が所定回数（Ｎ回）を超えているか否か判定する。まだ
スタータ６は駆動直前なのでストール回数カウンタＣ３
ＴＡＬがＮ回以下であるとして、ステップ１０１で前記
５ｍｓルーチンで説明したスタータ駆動フラグＸＤＳＴ
がセットされているか否かを判定する。このときエンジ
ンは始動直曲であるので５ｍｓルーチンのステップ１８
においてエンジン回転速度ＮＥはストール判定回転速度
β以下であるとしてスタータ駆動フラグＸＤＳＴがセッ
トされている。

従７つて、ステップ１０２に移行してスタータ駆動時間
カウンタＣＤ５Ｔをインクリメントし、ステップ１０３
でそのスタータ駆動時間カウンタＣＤ５Ｔが前記５ｍｓ
ルーチンのステップ１２で算出されたスタータ駆動目標
時間ＴＤＳＴを超えているか否かくスタータ６の駆動を
開始してからスタータ駆動目標時間ＴＤＳＴが経過した
か否か）を判定する。まだスタータ６が駆動されていな
いためスタータ駆動目標時間ＴＤＳＴが経過していない
として、ステップ１０４でスタータ６を駆動しクランキ
ングを開始する。

さらに、ステップ１０５で前記停止経過時間カウンタＣ
ＴＩＭをクリアした後に前記ステップ１００に戻り、再
びステップ１００からステップ１０５までの処理が繰り
返されてクランキングが継続される。そして、同時にス
テップ１０２でスタータ駆動時間カウンタＣＤ５Ｔが順
次インクリメントされ、そのカウント値がステップ１０
３でスタータ駆動目標時間ＴＤＳＴと比較されることに
なる。

尚、上記したようにスタータ駆動目標時間ＴＤＳＴは冷
却水温ＴＨＷが低いときに長く設定されるようになって
いるため、低温時には長時間クランキングを行なうこと
で始動性を向上させている。

上記したスタータ駆動時間カウンタＣＤ５Ｔがスタータ
駆動目標時間ＴＤＳＴを超える前に、前記５ｍｓルーチ
ンのステップ１４でエンジン回転速度ＮＥがαを超えた
く正常に始動した）と判断されてスタータ駆動フラグＸ
ＤＳＴがリセットされると、ステップ１０１でスタータ
駆動フラグＸＤＳＴがセットされていないとしてステッ
プ１０６でスタータ６を停止させ、ステップ１０７で前
記５ｍｓルーチンで説明した停止経過時間カウンタＣＴ
ＩＭをインクリメントする。さらに、ステップ１０８及
びステップ１０９で停止経過時間カウンタＣＴＩＭの上
限ガード（１６進数でＦＦガード）を行なった後に前記
ステップ１００に戻る。

このようにクランキングを開始してからスタータ目標駆
動時間ＴＤＳＴ以内に始動が完了した場合には、第６図
のタイミングチャートに示すように、エンジン回転速度
ＮＥが始動完了回転速度αを超えた時点でスタータ６が
停止され、以後クランキングは行なわれない。尚、常温
時においては始動直後にエンジン回転速度ＮＥが始動完
了回転速度αを超えるため、このとき上記した順序で処
理が行なわれることになる。

一方、前記ステップ１０３でスタータ駆動時間カウンタ
ＣＤ５Ｔがスタータ駆動目標時間ＴＤＳ王を超えた（ス
タータ６の駆動を開始してからスタータ駆動目標時間Ｔ
ＤＳＴが経過した）場合、スタータ６を駆動しても始動
できなかったとしてステップ１１０でストール回数カウ
ンタＣ３ＴＡＬをインクリメントする。そして、前記ス
テップ１０６からステップ１０９でスタータ６の停止、
停止経過時間カウンタＣＴＩＭのインクリメント、同停
止経過時間カウンタＣＴＩＭの上限ガードを行ないステ
ップ１００に戻る。そして、ステップ１００からステッ
プ１０３、ステップ１１０、ステップ１０６からステッ
プ１０９の処理が繰り返され、スタータ６の停止状態が
維持される。

上記したようにスタータ６が停止した後、５ｍｓルーチ
ンのステップ１８及びステップ２０でエンジン回転速度
ＮＥがストール判定回転速度βを超えることなく基準経
過時間ＫＳＴが経過したと判定されると、ステップ１６
でスタータ駆動時間カウンタＣＤ５Ｔがクリアされる。

従って、スタータ駆動ルーチンのステップ１０３でスタ
ータ駆動時間カウンタＣＤ５Ｔがスタータ駆動目標時間
ＴＤＳＴ以下であるとして、ステップ１０４で再びスタ
ータ６が駆動され、ステップ１０５で停止経過時間カウ
ンタＣＴＩＭがクリアされる。そして、再びステップ１
００からステップ１０５までの処理が繰り返されてクラ
ンキングが継続される。

そして、スタータ駆動目標時間ＴＤＳＴが経過する度（
スタータ６を駆動しても始動が完了しない度）にストー
ル回数カウンタＣ３ＴＡＬがインクリメントされ、前記
ステップ１００でそのカウント値がＮ回を超えたと判断
すると、Ｎ回始動を試みても始動できなかったとして始
動不能判定を下す。そして、ステップ１１１でスタータ
６を停止させるとともに、ステップ１０２でイグニショ
ンコイル４による点火を停止し、さらに、ステップ１１
３で燃料弁５による燃料供給を停止する。

このようにエンジン回転速度ＮＥが始動完了回転速度α
以下のためスタータ６を停止したときには、第８図のタ
イミングチャートに示すように、スタータ６を停止して
から基準経過時間ＫＳＴ内にエンジン回転速度ＮＥがス
トール判定回転速度β以下となると、始動していないと
してストールを判定し再度クランキングを行なう。さら
に、この動作をＮ回繰り返しても始動が完了しなければ
始動不能と判定して以後クランキングは行なわない。

一方、前記５ｍｓルーチンのステップ１８及びステップ
２０で基準経過時間ＫＳＴが経過してもエンジン回転速
度ＮＥがストール判定回転速度βを超えていると判定さ
れると、始動が完了したとしてステップ１７でスタータ
駆動フラグＸＤＳＴがリセットされる。従って、スター
タ駆動ルーチンのステップ１０１でスタータ駆動フラグ
ＸＤＳＴがセットされていないと判定し、ステップ１０
６でスタータ６を停止する。さらに、上記したようにス
テップ１０７からステップ１０９で停止経過時間カウン
タＣＴＩＭのインクリメント、同停止経過時間カウンタ
ＣＴＩＭの上限ガードを行なう。

そして、この場合にはステップ１００、ステップ１０１
、ステップ１０６からステップ１０９の処理を繰り返し
実行し、スタータ６の停止状態が維持される。

このようにエンジン回転速度ＮＥが始動完了回転速度α
以下のためスタータ６を停止したときでも、第７図のタ
イミングチャートに示すように、スタータ６を停止した
にも拘らず基準経過時間ＫＳＴが経過してもエンジン回
転速度ＮＥがストール判定回転速度βを超えているとき
は、フリクションロス等によってエンジン回転数ＮＥは
低くなっているがアイドリング運転が継続されていると
みなしてその後スタータ６の駆動は行なわれない。

尚、低温時においては暖機が完了するまでエンジンのフ
リクションロスが大きいため、上記した順序で処理が行
なわれることになる。

このように本実施例のエンジンの始動制御装置は、回転
角センサ３からの検出信号に基いてエンジンがアイドリ
ング運転を継続不能でストールしたか否かを判別するよ
うにし、スタータ駆動時のエンジン回転速度ＮＥが始動
完了回転速度αに到達せずスタータ６が一旦停止された
後において、ストールが判別されないときには始動が完
了したとして再クランキングしないようにした。

従って、第７図に示すように、エンジン回転速度ＮＥが
始動完了回転速度αに達していないがスタータ６が一旦
停止したにも拘らずストール判定回転速度β以上のアイ
ドリンク回転数を維持していることが判断されるときに
は、始動が完了したと判定し再クランキングを禁止する
。その結果、温度に関係なく常にエンジンの始動完了を
確実に判定することができるとともに、エンジン始動後
にスタータ６を投入させてしまうことがなくスタータ６
の故障を防止することができる。

尚、この発明は上記実施例に限定されることはなく、例
えば、上記実施例においてはスタータ６を駆動してもエ
ンジンが始動しないときに停止経過時間ＫＴＳ以内にス
トール判定が下されなければ始動が完了したとしたが、
停止経過時間ＫＴＳ経過後の前記回転角センサ３のパル
ス数に基いてストールを判定してもよい。即ち、第９，
１０図に示すように、停止経過時間ＫＴＳ経過後に予め
設定された始動完了判別時間を内に回転角センサ３が幾
つのパルスを出力したかをカウントし、第９図に示すよ
うに、始動完了判別時間を内のパルス数が所定個数以上
のときにはエンジンがストールしていないとして始動完
了の判定を下し、第１０図に示すように、パルス数が所
定個数未満のときにはエンジンがストールしているとし
て始動不良の判定をするようにしてもよい。

又、上記実施例ではガスミキサーに供給するガスを断続
する燃料弁、又は気化器に供給するガソリンを断続する
燃料弁を制御しているが、燃料噴射式エンジンにおいて
吸気管内に燃料を供給する燃料噴射弁を制御するように
しても本発明を適応可能である。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明の内燃機関の始動制御装置に
よれば、常に適切な始動判別を行なうことにより、機関
の運転不能を防止することかできるとともに、始動完了
後のスタータ投入による故障を未然に防ぐことができる
という優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はクレーム対応図、第２図は実施例の始動制御装
置の電気的構成を示すブロック図、第３図はスタータ駆
動目標時間を決定するためのマツプ、第４図は作用を説
明するための５ｍｓルーチンのフローチャート、第５図
は同じく作用を説明するためのスタータ駆動ルーチンの
フローチャート第６図は正常に始動して始動完了判定が
下されたときのスタータ駆動信号とエンジン回転速度と
の推移を示す説明図、第７図はストールしないため始動
完了判定が下されたときのスタータ駆動信号とエンジン
回転速度との推移を示す説明図、第８図はストールした
ため始動不良判定が下されたときのスタータ駆動信号と
エンジン回転速度との推移を示す説明図、第９図は別例
の始動制御装置により始動完了判定が下されたときのス
タータ駆動信号とエンジン回転速度との推移を示す説明
図、第１０図は同じく別例の始動制御装置により始動不
良判定が下されたときのスタータ駆動信号とエンジン回
転速度との推移を示す説明図、第１１図は従来の始動制
御装置によって始動完了後にスタータが駆動されたとき
のスターク駆動信号とエンジン回転速度との推移を示す
説明図である。 Ｍｌは始動用モータ、Ｍ２は回転速度検出手段、Ｍ３は
始動制御手段、Ｍ４はストール判別手段、Ｍ５は始動完
了判定手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関をクランキングする始動用モータと、内燃
   機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、 前記始動用モータにて機関のクランキングを行なわせる
   とともに、前記回転速度検出手段にて検出された機関回
   転速度が予め設定された始動完了回転速度に達したとき
   には始動が完了したとして始動用モータを停止させ、機
   関回転速度が始動完了回転速度に達しないときには、一
   旦始動用モータを停止させるとともに所定時間後に再度
   始動用モータにて機関のクランキングを行なわせる始動
   制御手段と からなる内燃機関の始動制御装置において、前記回転速
   度検出手段からの検出信号に基いて内燃機関がアイドリ
   ング運転を継続不能で停止したことを判別するストール
   判別手段と、 機関回転速度が始動完了回転速度に到達せず前記始動制
   御手段が始動用モータを一旦停止させた後において、前
   記判別手段にてストールが判別されないときには始動が
   完了したとして始動制御手段による再クランキングを禁
   止する始動完了判定手段と を備えたことを特徴とする内燃機関の始動制御装置。