WO2012124050A1

WO2012124050A1 - エンジンの制御装置および制御方法、エンジンの始動装置、ならびに車両

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Publication number: WO2012124050A1
Application number: PCT/JP2011/056013
Authority: WO
Inventors: 守屋　孝紀; 淳平筧; ハシムハスルルサニービン
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2012-09-20
Also published as: DE112011105031T8; US9359989B2; JPWO2012124050A1; DE112011105031B4; JP5626449B2; US20140001768A1; DE112011105031T5

Abstract

　車両（１０）は、ピニオンギヤ（２６０）の係合動作を行なうアクチュエータ（２３２）と、ピニオンギヤ（２６０）を回転させるモータ（２２０）とが個別に制御可能なエンジン始動用のスタータ（２００）を備え、ユーザのキー操作による始動の際には、キー操作による始動要求信号を遅延回路（３４０）で遅延させてモータ駆動用の制御信号（ＳＥ２）を出力する。異常検出部（３５０）は、エンジン（１００）の自動停止後の再始動の際に、アクチュエータ（２３２）を駆動するための制御信号（ＳＥ１）とモータ（２２０）を駆動するための制御信号（ＳＥ２）とに基づいて、遅延回路（３４０）の異常を検出する。

Description

エンジンの制御装置および制御方法、エンジンの始動装置、ならびに車両

　本発明は、エンジンの制御装置および制御方法、エンジンの始動装置、ならびに車両に関し、より特定的には、ピニオンギヤをエンジンのリングギヤに係合させるための係合機構と、ピニオンギヤを回転させるためのモータとが個別に駆動可能なエンジンのスタータの制御に関する。

　内燃機関などをエンジンとして有する自動車においては、燃費削減や排気エミッション低減などを目的として、車両が停止し、かつ運転者によりブレーキペダルが操作された状態においてエンジンの自動停止を行なうとともに、たとえば、ブレーキペダルの操作量が零まで減少されるなどの、運転者による再発進の動作によって自動再始動をする、いわゆるアイドリングストップまたはエコノミーランニング機能（以下、単に「エコラン」とも称する。）を搭載したものがある。

　また、エンジンを始動させるためのスタータにおいては、スタータのピニオンギヤをエンジンのリングギヤに係合させるための係合機構と、ピニオンギヤを回転させるためのモータとを個別に駆動することが可能なものがある。そして、エンジンの始動の際には、ピニオンギヤとリングギヤとを係合させた後に、モータによりエンジンのクランキングをする手法が採用される場合がある。

　このようなスタータを用いてエンジンを始動する際、上述のような自動再始動の場合には、制御装置によって、上記ピニオンギヤおよびモータの駆動信号が適切なタイミングで出力されるように制御される。しかしながら、車両が停止した状態から最初にエンジンを始動する場合に、たとえば、劣化や温度低下などによってバッテリの出力電圧が低下してしまうことによって、制御装置が起動できない場合が生じ得る。そうすると、適切にエンジンが始動できない状態が起こり得る。

　特開２０１０－０９０８７４号公報（特許文献１）は、このような課題に対して、イグニッションキーによってエンジンが始動される場合には、イグニッションキーによる始動要求信号によって係合機構を駆動してピニオンギヤの係合動作を行なうとともに、この始動要求信号を遅延回路で遅延させた信号を用いてモータを駆動する構成を開示する。

特開２０１０－０９０８７４号公報欧州特許公開番号ＥＰ２１５９４１０号

　特開２０１０－０９０８７４号公報（特許文献１）に示された構成によれば、係合機構およびモータの駆動信号を、制御装置を経由せずに供給することが可能であるので、制御装置が使用不可能な場合であっても、エンジンを始動させることができる。

　しかしながら、この遅延回路において、たとえば内部の端子が短絡故障を起こすなどして適切な遅延動作が行なわれず、所望の遅延時間よりも短い時間で信号が出力されてしまうような場合には、ピニオンギヤが回転しながらリングギヤに当接するおそれがある。そうすると、ピニオンギヤとリングギヤの係合が適切に行なわれないだけでなく、これらのギヤの摩耗や破損の要因になったり、ギヤ同士の接触により発生する音が大きくなってユーザに不快感を与えたりする可能性がある。

　そのため、遅延回路の故障を検出することが必要とされるが、特開２０１０－０９０８７４号公報（特許文献１）においては、このような遅延回路の故障の検出については考慮されていなかった。

　本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ピニオンギヤとピニオンギヤを回転させるモータとが個別に制御可能なスタータを備え、キー始動時にモータ駆動指令を出力するための遅延回路を用いるエンジンにおいて、遅延回路の異常を検出することである。

　本発明によるエンジンの制御装置は、クランク軸に連結された第１のギヤと係合可能な第２のギヤと、駆動状態において第２のギヤを第１のギヤと係合する位置まで移動させるアクチュエータと、第２のギヤを回転させるモータとを含むスタータが設けられたエンジンを制御する。アクチュエータおよびモータは、それぞれアクチュエータを駆動する信号およびモータを駆動する信号によって個別に制御可能である。制御装置は、手動で操作可能な始動要求を受けた場合に、始動要求により生成されるアクチュエータを駆動する信号を遅延させることによってモータを駆動する信号を生成する遅延回路を備える。制御装置は、エンジン自動停止後の再始動の際に、アクチュエータを駆動する信号およびモータを駆動する信号を生成するとともに、アクチュエータを駆動する信号およびモータを駆動する信号の出力状態に基づいて、遅延回路の故障を検出する。

　好ましくは、制御装置は、エンジン自動停止後の再始動の際に、アクチュエータを駆動する信号およびモータを駆動する信号を生成する制御ユニットをさらに備える。制御ユニットは、エンジンの再始動の際に、アクチュエータを駆動する信号を出力後、制御ユニットからモータを駆動する信号を出力していない状態であるにもかかわらずモータを駆動する信号が制御装置から出力されている場合は、制御ユニットからモータを駆動する信号を出力していない状態でモータを駆動する信号が制御装置から出力されていない場合よりも、アクチュエータを駆動する信号を出力してからモータを駆動する信号を出力するまでの期間を延長する。

　好ましくは、制御装置は、遅延回路の故障を検出するための検出部をさらに備える。検出部は、エンジンの再始動の際に、制御ユニットからモータを駆動する信号を出力していない状態であるにもかかわらず、モータを駆動する信号が制御装置から出力されている場合は、遅延回路に故障が発生していると判定する。

　好ましくは、検出部は、遅延回路の故障が判定された状態が、予め定められた第１の期間継続した場合に遅延回路の本故障と判定する。

　好ましくは、検出部は、遅延回路の故障が判定された走行行程と同じ走行行程において、本故障の判定を実行する。

　好ましくは、検出部は、遅延回路の故障が判定された走行行程の次の走行行程において、本故障の判定を実行する。

　好ましくは、検出部は、遅延回路の本故障と判定した場合は、ユーザに遅延回路の故障の発生を通知する。

　好ましくは、制御ユニットは、遅延回路の故障が判定された後、制御ユニットからモータを駆動する信号を出力していない状態でモータを駆動する信号が制御装置から出力されていないという状態が第２の期間継続した場合は、遅延回路の故障の判定を解除する。

　好ましくは、制御ユニットは、遅延回路の故障が判定された場合は、遅延回路を用いたエンジンの始動を制限する。

　好ましくは、制御ユニットは、遅延回路の故障が判定された場合は、遅延回路を用いたエンジンの自動停止を制限する。

　本発明による車両は、エンジンと、スタータと、スタータを制御する制御装置とを備える。スタータは、クランク軸に連結された第１のギヤと係合可能な第２のギヤと、駆動状態において第２のギヤを第１のギヤと係合する位置まで移動させるアクチュエータと、第２のギヤを回転させるモータとを含む。アクチュエータおよびモータは、それぞれアクチュエータを駆動する信号およびモータを駆動する信号によって個別に制御可能である。制御装置は、手動で操作可能な始動要求を受けた場合に、始動要求により生成されるアクチュエータを駆動する信号を遅延させることによってモータを駆動する信号を生成する遅延回路を備える。制御装置は、エンジン自動停止後の再始動の際に、アクチュエータを駆動する信号およびモータを駆動する信号を生成するとともに、アクチュエータを駆動する信号およびモータを駆動する信号の出力状態に基づいて、遅延回路の故障を検出する。

　本発明によれば、ピニオンギヤとピニオンギヤを回転させるモータとが個別に制御可能なスタータを備え、キー始動時にモータ駆動指令を出力するための遅延回路を用いるエンジンにおいて、遅延回路の異常を検出することができる。これによって、スタータの静粛性および耐久性を向上させることができる。

本実施の形態に従うエンジンの制御装置を搭載する車両の全体ブロック図である。スタータの駆動回路の詳細を説明するための図である。本実施の形態における遅延回路の異常検出制御の概要を説明するための図である。本実施の形態において、異常検出部で実行される遅延回路の異常検出制御処理を説明するためのフローチャートである。本実施の形態において、制御ユニットで実行されるモータ駆動制御処理を説明するためのフローチャートである。

　以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。

　図１は、本実施の形態に従うエンジンの制御装置を搭載する車両１０の全体ブロック図である。図１を参照して、車両１０は、エンジン１００と、バッテリ１２０と、スタータ２００と、制御装置（以下ＥＣＵ（Electronic　Control　Unit）とも称する。）３００と、リレーＲＹ１，ＲＹ２とを備える。また、スタータ２００は、プランジャ２１０と、モータ２２０と、ソレノイド２３０と、連結部２４０と、出力部材２５０と、ピニオンギヤ２６０とを含む。

　エンジン１００は、車両１０を走行するための駆動力を発生する。エンジン１００のクランク軸１１１は、クラッチや減速機などを含んで構成される動力伝達装置を介して、駆動輪に接続される。

　エンジン１００には、回転速度センサ１１５が設けられる。回転速度センサ１１５は、エンジン１００の回転速度ＮＥを検出し、その検出結果をＥＣＵ３００へ出力する。

　バッテリ１２０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。バッテリ１２０は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池または鉛蓄電などの二次電池を含んで構成される。また、バッテリ１２０は、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子により構成されてもよい。

　バッテリ１２０は、ＥＣＵ３００によって制御されるリレーＲＹ１，ＲＹ２を介して、スタータ２００に接続される。そして、バッテリ１２０は、リレーＲＹ１，ＲＹ２が閉成されることによって、スタータ２００に駆動用の電源電圧を供給する。なお、バッテリ１２０の負極は車両１０のボディアースに接続される。

　バッテリ１２０には、電圧センサ１２５が設けられる。電圧センサ１２５は、バッテリ１２０の出力電圧ＶＢを検出し、その検出値をＥＣＵ３００へ出力する。

　バッテリ１２０の電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２７を介して、ＥＣＵ３００、および空調装置のインバータなどの補機に供給される。

　リレーＲＹ１の一方端はバッテリ１２０の正極に接続され、リレーＲＹ１の他方端はスタータ２００内のソレノイド２３０の一方端に接続される。リレーＲＹ１は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１により制御され、バッテリ１２０からソレノイド２３０への電源電圧の供給と遮断とを切換える。

　リレーＲＹ２の一方端はバッテリ１２０の正極に接続され、リレーＲＹ２の他方端はスタータ２００内のモータ２２０に接続される。リレーＲＹ２は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ２により制御され、バッテリ１２０からモータ２２０へ電源電圧の供給と遮断とを切換える。また、リレーＲＹ２とモータ２２０とを結ぶ電力線には、電圧センサ１３０が設けられる。電圧センサ１３０は、モータ電圧ＶＭを検出して、その検出値をＥＣＵ３００へ出力する。

　上述のように、スタータ２００内のモータ２２０およびソレノイド２３０への電源電圧の供給は、リレーＲＹ１，ＲＹ２によってそれぞれ独立に制御することが可能である。

　出力部材２５０は、モータ内部のロータ（図示せず）の回転軸と、たとえば直線スプラインなどで結合される。また、出力部材２５０のモータ２２０とは反対側の端部には、ピニオンギヤ２６０が設けられる。リレーＲＹ２が閉成されることによって、バッテリ１２０から電源電圧が供給されてモータ２２０が回転すると、出力部材２５０は、ロータの回転動作をピニオンギヤ２６０に伝達して、ピニオンギヤ２６０を回転させる。

　ソレノイド２３０の一方端は上述のようにリレーＲＹ１に接続され、ソレノイド２３０の他方端はボディアースに接続される。リレーＲＹ１が閉成されソレノイド２３０が励磁されると、ソレノイド２３０はプランジャ２１０を矢印の方向に吸引する。すなわち、プランジャ２１０とソレノイド２３０とで、アクチュエータ２３２を構成する。

　プランジャ２１０は、連結部２４０を介して出力部材２５０と結合される。ソレノイド２３０が励磁されてプランジャ２１０が矢印の方向に吸引される。これにより、支点２４５が固定された連結部２４０によって、出力部材２５０が、図１に示された待機位置から、プランジャ２１０の動作方向とは逆の方向、すなわちピニオンギヤ２６０がモータ２２０の本体から遠ざかる方向に動かされる。また、プランジャ２１０は、図示しないばね機構によって、図１中の矢印とは逆向きの力が付勢されており、ソレノイド２３０が非励磁となると、待機位置に戻される。

　このように、ソレノイド２３０が励磁されることによって、出力部材２５０が軸方向に動作すると、ピニオンギヤ２６０が、エンジン１００のクランク軸１１１に取付けられたフライホイールまたはドライブプレートの外周に設けられたリングギヤ１１０と係合する。そして、ピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０とが係合した状態で、ピニオンギヤ２６０が回転動作することによって、エンジン１００がクランキングされ、エンジン１００が始動される。

　このように、本実施の形態においては、エンジン１００のフライホイールまたはドライブプレートの外周に設けられたリングギヤ１１０と係合するようにピニオンギヤ２６０を移動させるアクチュエータ２３２と、ピニオンギヤ２６０を回転させるモータ２２０とが個別に制御される。

　なお、図１には図示しないが、リングギヤ１１０の回転動作によって、モータ２２０のロータが回転されないように、出力部材２５０とモータ２２０のロータ軸の間にワンウェイクラッチが設けられてもよい。

　また、図１におけるアクチュエータ２３２は、ピニオンギヤ２６０の回転をリングギヤ１１０に伝達でき、かつピニオンギヤ２６０およびリングギヤ１１０が係合した状態と、両方が非係合の状態とを切換えることができる機構であれば、上記のような機構に限られるものではなく、たとえば、出力部材２５０の軸を、ピニオンギヤ２６０の径方向に動かすことによってピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０とが係合するような機構であってもよい。

　ＥＣＵ３００は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）と、記憶装置と、入出力バッファとを含み、各センサの入力や各機器への制御指令の出力を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、一部を専用のハードウェア（電子回路）で構築して処理することも可能である。

　ＥＣＵ３００は、アクセルペダル１４０に設けられたセンサ（図示せず）からのアクセルペダル１４０の操作量を表わす信号ＡＣＣを受ける。ＥＣＵ３００は、ブレーキペダル１５０に設けられたセンサ（図示せず）からのブレーキペダル１５０の操作量を表わす信号ＢＲＫを受ける。また、ＥＣＵ３００は、運転者によるイグニッション操作などによる始動操作信号ＩＧ－ＯＮを受ける。ＥＣＵ３００は、これらの情報に基づいて、エンジン１００の始動要求信号および停止要求信号を生成し、それに従って制御信号ＳＥ１，ＳＥ２を出力してスタータ２００の動作を制御する。

　たとえば、車両が停止し、かつ運転者によりブレーキペダル１５０が操作されているという停止条件が満たされたとき、停止要求信号が生成され、ＥＣＵ３００は、エンジン１００を停止する。すなわち、停止条件が満たされたとき、エンジン１００における燃料噴射および燃焼が停止される。

　その後、運転者によるブレーキペダル１５０の操作量が零になったという始動条件が満たされたとき、始動要求信号が生成され、ＥＣＵ３００は、モータ２２０を駆動してエンジン１００を始動する。その他、アクセルペダル１４０、変速レンジまたはギヤを選択するためのシフトレバー、もしくは、車両の走行モード（たとえば、パワーモードまたはエコモード等）を選択するためのスイッチが操作されると、エンジン１００を始動するようにしてもよい。

　図２は、スタータ２００の駆動回路の詳細を説明するための図である。図２を参照して、図１で説明したように、スタータ２００のソレノイド２３０には、バッテリ１２０からの電源電圧が、リレーＲＹ１を介して電力線ＰＬ２を通して供給される。リレーＲＹ１は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１によって、内部のソレノイドＳＬ１が励磁されることによって接点が閉成される。また、リレーＲＹ１のソレノイドＳＬ１には、さらに、イグニッションスイッチＩＧＳＷおよびクラッチスタートスイッチ４２０を介して、電力線ＰＬ１を通してバッテリ１２０からの電源電圧が供給される。

　これは、車両１０が停止している状態から最初に始動する際に、ＥＣＵ３００への電源電圧低下等で制御信号ＳＥ１が適切に出力されないような場合でも確実にエンジン１００を始動するための回路である。駆動輪への動力伝達がされないようなクラッチ状態の際に閉成されるクラッチスタートスイッチ４２０が閉成され、かつユーザのイグニッションキー等の操作によりイグニッションスイッチＩＧＳＷが閉成された条件が成立することによって生成される始動要求信号によりソレノイドＳＬ１が励磁されて、リレーＲＹ１が駆動される。この始動要求信号は、ＥＣＵ３００から制御信号ＳＥ１が伝達される経路を通して、ＥＣＵ３００へも伝達される。

　また、バッテリ１２０からの電源電圧は、リレーＲＹ２を介して電力線ＰＬ３を通して、モータ２２０の内部スイッチのソレノイド２２１に供給される。ソレノイド２２１が励磁されると、内部スイッチの接点２２２が閉成され、バッテリ１２０から電力線ＰＬ４を通して、モータ２２０の駆動電力が供給される。

　ＥＣＵ３００は、制御ユニット３１０と、ＲＹ１駆動回路３２０と、ＲＹ２駆動回路３３０と、遅延回路３４０と、異常検出部３５０とを含む。

　制御ユニット３１０は、エコラン実施時に、エンジン１００の自動停止後、再始動をする際に、適切なタイミングでリレーＲＹ１，ＲＹ２を駆動するように、駆動指令ＳＩＧ１，ＳＩＧ２を生成する。そして、制御ユニット３１０は、駆動指令ＳＩＧ１，ＳＩＧ２を、ＲＹ１駆動回路３２０およびＲＹ２駆動回路３３０へそれぞれ出力する。

　また、制御ユニット３１０は、遅延回路３４０による遅延動作の許可および禁止を制御するための制御信号ＩＮＨを生成し、遅延回路３４０へ出力する。

　遅延回路３４０は、制御信号ＳＥ１，ＳＥ２が出力される端子ＴＭ１１，ＴＭ１２に電気的に接続される。遅延回路３４０は、ユーザのイグニッションキー等の操作によりエンジン１００の始動を行なう際に、端子ＴＭ１１へ入力される始動要求信号を遅延させてリレーＲＹ２の制御信号ＳＥ２を生成するための回路である。

　ただし、エコラン実施時の再始動の際には、制御信号ＳＥ１，ＳＥ２の出力タイミングは制御ユニット３１０によって制御されるので、この遅延回路３４０は、エコラン実施時には制御ユニット３１０からの制御信号ＩＮＨにより遅延動作が不許可（すなわち、非導通）とされる。

　異常検出部３５０は、遅延回路３４０についての異常（故障）の有無を検出するための回路である。なお、本明細書においては、故障については、当該機能が完全に喪失されることだけでなく、当該機能が本来の能力よりも低下する場合も含む物とする。

　遅延回路３４０は、上述のように、エコラン時には常に非導通とされる。しかしながら、遅延回路３４０内部の接点が短絡故障を起こし、常に導通状態となったような場合には、制御ユニット３１０からリレーＲＹ２（すなわち、モータ）の駆動指令ＳＩＧ２が出力されていなくとも、リレーＲＹ１の制御信号ＳＥ１が出力されると、遅延回路３４０によって即座に制御信号ＳＥ２が出力されてしまう。そうすると、ピニオンギヤ２６０が回転しながらリングギヤ１１０に当接してしまうので、この異常がユーザに認識されないままでいると、両方のギヤの摩耗が促進されて耐久性が低下したり、当接時のギヤの接触音が大きくなってユーザに不快感を与えてしまったりするおそれがある。

　そのため、異常検出部３５０は、制御信号ＳＥ１，ＳＥ２およびモータ駆動指令ＳＩＧ２に基づいて、遅延回路３４０における異常の可能性の有無を判定する。

　なお、異常検出部３５０における遅延回路３４０の異常の判定においては、一時的な信号のノイズの影響によって異常が誤検出される場合がある。そのため、異常検出部３５０は、遅延回路３４０の異常の判定においては、異常の可能性があると判定された状態（仮異常状態）が所定期間継続している場合に、遅延回路３４０に異常が発生していることを確定する。

　一方、制御ユニット３１０は、異常検出部３５０から仮異常状態が検出されたことを示す仮異常フラグＦＬＧを受けた場合には、異常検出部３５０において異常の確定ができるように、異常のない正常時に比べて、モータ駆動指令ＳＩＧ２の出力タイミングを遅延させる。

　図３は、本実施の形態における遅延回路の異常検出制御の概要を説明するためのタイムチャートである。図３においては、上段から、（ａ）イグニッションキーによる正常時の始動におけるタイムチャート、（ｂ）エコラン実施時の正常時の始動におけるタイムチャート、（ｃ）遅延回路３４０の異常が発生した場合の始動におけるタイムチャート、および（ｄ）エコラン実施時において正常であるがノイズが混入した場合の始動におけるタイムチャートが示される。なお、図３（ａ）～図３（ｄ）においては、理解を容易にするために、ピニオンギヤ２６０の係合動作開始のタイミング（制御信号ＳＥ１がオンするタイミング）を時刻ｔ２１で一致させている。

　図２および図３（ａ）を参照して、正常時において、イグニッションキーの操作によって始動要求信号が時刻ｔ２１で出力された場合は、時刻ｔ２１において、リレーＲＹ１が閉成されることによってソレノイド２３０が励磁され、それによってアクチュエータ２３２が駆動される。

　その後、遅延回路３４０によって、係合動作が完了すべき時間に基づいて設定された所定の期間Ｔ１だけ始動要求信号が遅延され、時刻ｔ２４において制御信号ＳＥ２が出力される。これによって、リレーＲＹ２が閉成されて、モータ２２０が駆動される。

　図３（ｂ）を参照して、エコラン時の再始動の際には、所定の再始動条件が成立したことに応答して、制御ユニット３１０から駆動指令ＳＩＧ１が出力されることによって、ＥＣＵ３００から制御信号ＳＥ１が出力される（時刻ｔ２１）。そして、上記の所定期間Ｔ１の経過後（時刻ｔ２４）に、制御ユニット３１０から駆動指令ＳＩＧ２が出力されることによって、ＥＣＵ３００から制御信号ＳＥ２が出力される。これによって、リレーＲＹ２が閉成されて、モータ２２０が駆動される。

　図３（ｃ）を参照して、遅延回路３４０に内部接点の短絡による異常が生じていた場合には、エコラン時に制御信号ＳＥ１が出力されると、その後間もなく制御信号ＳＥ２が出力される（時刻ｔ２２）。このとき、制御ユニット３１０からは、モータ駆動指令ＳＩＧ２は出力されていない。ここで、図３（ｄ）で後述するように、信号のノイズによって一時的に制御信号ＳＥ２が出力されたと認識される可能性があるので、制御信号ＳＥ１がオン、かつモータ駆動指令ＳＩＧ２がオフ、かつ制御信号ＳＥ２がオンとなる条件が成立したことに基づいて、異常検出部３５０によって仮異常状態が判定され、仮異常フラグＦＬＧが制御ユニット３１０へ出力される。

　制御ユニット３１０においては、仮異常フラグＦＬＧの受信に応答してモータ駆動指令ＳＩＧ２の出力が遅延される。

　遅延回路３４０が異常の場合には、時刻ｔ２２で検出された仮異常状態が継続される、その仮異常状態が所定期間Ｔ２経過すると（時刻ｔ２６）、異常検出部３５０によって本異常が確定される。

　この本異常が確定されると、警告装置（図示せず）等によってユーザに異常の発生が通知される。なお、本異常が確定された場合であっても、モータ２２０は制御信号ＳＥ２によって回転されるので、エンジン１００の始動は可能である。ただし、エコランによるエンジン間欠停止が頻繁に行なわれると、ギヤの摩耗がさらに促進されてしまうので、本異常が確定された後には、エンジン間欠停止を禁止することが好ましい。

　次に、図３（ｄ）を参照して、エコラン時に制御信号ＳＥ１が出力された際に、信号のノイズの影響によって、時刻ｔ２２において一時的に制御信号ＳＥ２がオンとなった場合は、図３（ｃ）の場合と同様に、異常検出部３５０において仮異常状態と判定されて、仮異常フラグＦＬＧが制御ユニット３１０へ出力される。

　しかしながら、図３（ｄ）の場合には、一時的なノイズであるので、時刻ｔ２３において制御信号ＳＥ２は再びオフの状態となり、仮異常状態は解除される。ただし、異常検出部３５０における仮異常フラグＦＬＧはまだリセットされておらず、制御ユニット３１０においてモータ駆動指令ＳＩＧ２の出力が遅延される。

　そして、仮異常状態が解除された時刻ｔ２３から、正常な状態が所定期間Ｔ３（Ｔ３＜Ｔ２）だけ継続した時点（時刻ｔ２５）で、異常検出部３５０において正常状態であると判定される。そして、仮異常フラグＦＬＧがリセットされることによって、制御ユニット３１０はモータ駆動指令ＳＩＧ２を出力する。これにより、制御信号ＳＥ２が出力されて、エンジン１００が始動される。

　なお、図３には示されないが、遅延回路３４０等の異常により制御信号ＳＥ２が断続的に出力し続けた場合には、図３（ｄ）で説明したような、仮異常状態が解除された状態（すなわち、正常状態）が所定期間Ｔ３継続する状態が発生しないので、仮異常フラグＦＬＧが解除されない。そのため、図３（ｃ）と同様に、所定期間Ｔ２が経過したときに本異常と判定される。

　次に、図４および図５のフローチャートを用いて、ＥＣＵ３００で行なわれる異常検出制御処理の詳細を説明する。

　図４は、本実施の形態において、異常検出部３５０で実行される遅延回路の異常検出制御処理を説明するためのフローチャートである。

　図２および図４を参照して、異常検出部３５０は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、エコラン始動中であり、アクチュエータ２３２を駆動するためのリレーＲＹ１の制御信号ＳＥ１がオンに設定されている状態で、モータ２２０を駆動するためのリレーＲＹ２の駆動指令ＳＩＧ２が出力されていないにもかかわらず、制御信号ＳＥ２がオンに設定されている、所定の条件１が成立しているか否かを判定する。

　この所定の条件１が成立している場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）は、異常検出部３５０は、遅延回路３４０の異常が発生している可能性があると判定し、Ｓ１１０に処理を進めて、仮異常フラグＦＬＧをオンに設定する。その後、処理がＳ１２０に進められる。

　一方、所定の条件１が成立していない場合（Ｓ１００にてＮＯ）は、処理がＳ１４０に進められて、この条件１が不成立の状態が予め定められた期間（Ｔ３）継続しているか否かを判定する。

　条件１が不成立の状態がＴ３の間継続している場合（Ｓ１４０にてＹＥＳ）は、異常検出部３５０は、遅延回路３４０に異常が発生していないか、または先に検出された異常はノイズ等による一時的なものである可能性が高いと判断し、処理をＳ１５０に進めて、仮異常フラグＦＬＧをオフに設定する。なお、仮異常フラグがもともとオンになっていなければ、オフの状態が維持される。その後、処理はＳ１２０に進められる。

　条件１が不成立の状態が所定期間Ｔ３の間継続していない場合（Ｓ１４０にてＮＯ）は、（１）遅延回路３４０には異常がなく仮異常フラグＦＬＧはオフのままであるが所定期間Ｔ３の経過を待っている状態、（２）一時的なノイズの影響で仮異常フラグＦＬＧがオンに設定された後に所定期間Ｔ３が経過するのを待っている状態、あるいは、（３）ノイズまたは遅延回路３４０の異常により断続的に制御信号ＳＥ２がオン・オフを繰り返している状態が含まれる。

　このような場合は、異常検出部３５０は、遅延回路３４０の異常が発生しているかどうかがまだ判断できないので、仮異常フラグＦＬＧの状態を維持したままで、処理をＳ１２０に進める。

　Ｓ１２０にて、異常検出部３５０は、仮異常状態、すなわち、仮異常フラグＦＬＧがオンに設定されている状態が、期間Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ３）継続しているか否かを判定する。

　仮異常フラグＦＬＧがオンに設定されている状態が期間Ｔ２の間継続している場合（Ｓ１２０にてＹＥＳ）は、異常検出部３５０は、遅延回路３４０に異常があると判断し、Ｓ１３０にて異常を確定して本異常フラグＦＬＲをオンに設定して出力する。本異常フラグＦＬＲがオンに設定されると、たとえば、図示しない警告装置により異常が発生していることがユーザに通知される。

　また、図には示さないが、本異常と判定された場合は、制御ユニット３１０において、エコランによるエンジンの自動停止が制限されるようにしてもよい。さらに、たとえば、遅延回路３４０への入力あるいは出力を電気的に切り離すことができるようなリレー（図示せず）が設けられている場合には、本異常と判定されたときに、制御ユニット３１０によって当該リレーを開放することよって、遅延回路３４０を用いたエンジンの始動が制限されるようにしてもよい。

　仮異常フラグＦＬＧがオンに設定されている状態が期間Ｔ２の間継続していない場合（Ｓ１２０にてＮＯ）は、仮異常フラグＦＬＧが設定されていない状態、および仮異常フラグＦＬＧが設定されているが期間Ｔ２の経過を待っている状態が含まれる。

　このような場合には、現在の仮異常フラグＦＬＧの状態を維持して、処理が最初に戻される。

　以上のような処理に従って制御を行なうことによって、異常検出部において、遅延回路の異常を検出することができる。

　次に、図５を用いて制御ユニット３１０によって実行されるモータ駆動制御処理について説明する。図５に示すフローチャートは、制御ユニット３１０に予め格納されたプログラムを所定周期で実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。

　図２および図５を参照して、制御ユニット３１０は、Ｓ２００にて、エコラン時にエンジン再始動中であるか否かを判定する。エンジン再始動中においては、制御信号ＳＥ１（あるいは、駆動指令ＳＩＧ１）がオンに設定される。

　エンジン再始動中でない場合（Ｓ２００にてＮＯ）は、エンジン１００は始動されないので、制御ユニット３１０は、処理をＳ２４０に進めて、モータ駆動指令ＳＩＧ２をオフに設定する。

　エンジン再始動中である場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）は、処理がＳ２１０に進められ、次に、制御ユニット３１０は、異常検出部３５０において仮異常フラグＦＬＧがオンに設定されているか否かを判定する。

　仮異常が検出されている場合（Ｓ２１０にてＹＥＳ）は、制御ユニット３１０は、モータ２２０の駆動を遅延させるために、処理をＳ２４０に進めて、モータ駆動指令ＳＩＧ２をオフに設定する。

　仮異常が検出されていない場合（Ｓ２１０にてＮＯ）は、処理がＳ２２０に進められ、制御ユニット３１０は、制御信号ＳＥ１がオンにされた状態が期間Ｔ１継続したか否かを判定する。

　制御信号ＳＥ１がオンにされた状態が期間Ｔ１継続していない場合（Ｓ２２０にてＮＯ）は、ピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０との係合動作の完了を待っている状態なので、制御ユニット３１０は、処理をＳ２４０に進めて、モータ駆動指令ＳＩＧ２をオフに設定する。

　制御信号ＳＥ１がオンにされた状態が期間Ｔ１継続した場合（Ｓ２２０にてＹＥＳ）は、制御ユニット３１０は、係合動作が完了したと判断して、Ｓ２３０にて、モータ駆動指令ＳＩＧ２をオンに設定する。

　以上のような処理に従って制御を行なうことによって、異常検出部によって設定された仮異常フラグ用いて、遅延回路の異常の可能性がある場合には、モータの駆動が遅延される。これによって、遅延回路の異常とノイズによる影響とを区別することが可能になる。

　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　１０　車両、１００　エンジン、１１０　リングギヤ、１１１　クランク軸、１１５　回転速度センサ、１２０　バッテリ、１２５，１３０　電圧センサ、１２７　ＤＣ／ＤＣコンバータ、１４０　アクセルペダル、１５０　ブレーキペダル、２００　スタータ、２１０　プランジャ、２２０　モータ、２２１，２３０、ＳＬ１，ＳＬ２　ソレノイド、２２２　接点、２３２　アクチュエータ、２４０　連結部、２４５　支点、２５０　出力部材、２６０　ピニオンギヤ、３００　ＥＣＵ、３１０　制御ユニット、３２０，３３０　駆動回路、３４０　遅延回路、３５０　異常検出部、４１０　ＩＧＳＷ、４２０　クラッチスタートスイッチ、ＰＬ１～ＰＬ４　電力線、ＲＹ１，ＲＹ２　リレー、ＴＭ１１，ＴＭ１２　端子。

Claims

　クランク軸（１１１）に連結された第１のギヤ（１１０）と係合可能な第２のギヤ（２６０）と、駆動状態において前記第２のギヤ（２６０）を前記第１のギヤ（１１０）と係合する位置まで移動させるアクチュエータ（２３２）と、前記第２のギヤ（２６０）を回転させるモータ（２２０）とを含むスタータ（２００）が設けられたエンジンの制御装置であって、
　前記アクチュエータ（２３２）および前記モータ（２２０）は、それぞれ前記アクチュエータ（２３２）を駆動する信号および前記モータ（２２０）を駆動する信号によって個別に制御可能であり、
　前記制御装置（３００）は、
　手動で操作可能な始動要求を受けた場合に、前記始動要求により生成される前記アクチュエータ（２３２）を駆動する信号を遅延させることによって前記モータ（２２０）を駆動する信号を生成する遅延回路（３４０）を備え、
　前記制御装置（３００）は、前記エンジン（１００）自動停止後の再始動の際に、前記アクチュエータ（２３２）を駆動する信号および前記モータ（２２０）を駆動する信号を生成するとともに、前記アクチュエータ（２３２）を駆動する信号および前記モータ（２２０）を駆動する信号の出力状態に基づいて、前記遅延回路（３４０）の故障を検出する、エンジンの制御装置。
　前記制御装置（３００）は、
　前記エンジン（１００）自動停止後の再始動の際に、前記アクチュエータ（２３２）を駆動する信号および前記モータ（２２０）を駆動する信号を生成する制御ユニット（３１０）をさらに備え、
　前記制御ユニット（３１０）は、前記エンジン（１００）の再始動の際に、前記アクチュエータ（２３２）を駆動する信号を出力後、前記制御ユニット（３１０）から前記モータ（２２０）を駆動する信号を出力していない状態であるにもかかわらず前記モータ（２２０）を駆動する信号が前記制御装置（３００）から出力されている場合は、前記制御ユニット（３１０）から前記モータ（２２０）を駆動する信号を出力していない状態で前記モータ（２２０）を駆動する信号が前記制御装置（３００）から出力されていない場合よりも、前記アクチュエータ（２３２）を駆動する信号を出力してから前記モータ（２２０）を駆動する信号を出力するまでの期間を延長する、請求項１に記載のエンジンの制御装置。
　前記制御装置（３００）は、
　前記遅延回路（３４０）の故障を検出するための検出部（３５０）をさらに備え、
　前記検出部（３５０）は、前記エンジン（１００）の再始動の際に、前記制御ユニット（３１０）から前記モータ（２２０）を駆動する信号を出力していない状態であるにもかかわらず、前記モータ（２２０）を駆動する信号が前記制御装置（３００）から出力されている場合は、前記遅延回路（３４０）に故障が発生していると判定する、請求項２に記載のエンジンの制御装置。
　前記検出部（３５０）は、前記遅延回路（３４０）の故障が判定された状態が、予め定められた第１の期間継続した場合に前記遅延回路（３４０）の本故障と判定する、請求項３に記載のエンジンの制御装置。
　前記検出部（３５０）は、前記遅延回路（３４０）の故障が判定された走行行程と同じ走行行程において、前記本故障の判定を実行する、請求項４に記載のエンジンの制御装置。
　前記検出部（３５０）は、前記遅延回路（３４０）の故障が判定された走行行程の次の走行行程において、前記本故障の判定を実行する、請求項４に記載のエンジンの制御装置。
　前記検出部（３５０）は、前記遅延回路（３４０）の本故障と判定した場合は、ユーザに前記遅延回路（３４０）の故障の発生を通知する、請求項４～６のいずれか１項に記載のエンジンの制御装置。
　前記制御ユニット（３１０）は、前記遅延回路（３４０）の故障が判定された後、前記制御ユニット（３１０）から前記モータ（２２０）を駆動する信号を出力していない状態で前記モータ（２２０）を駆動する信号が前記制御装置（３００）から出力されていないという状態が第２の期間継続した場合は、前記遅延回路（３４０）の故障の判定を解除する、請求項２に記載のエンジンの制御装置。
　前記制御装置（３００）は、前記遅延回路（３４０）の故障が判定された場合は、前記遅延回路（３４０）を用いたエンジン（１００）の始動を制限する、請求項１に記載のエンジンの制御装置。
　前記制御装置（３００）は、前記遅延回路（３４０）の故障が判定された場合は、前記遅延回路（３４０）を用いたエンジン（１００）の自動停止を制限する、請求項１に記載のエンジンの制御装置。
　エンジン（１００）と、
　クランク軸（１１１）に連結された第１のギヤ（１１０）と係合可能な第２のギヤ（２６０）と、駆動状態において前記第２のギヤ（２６０）を前記第１のギヤ（１１０）と係合する位置まで移動させるアクチュエータ（２３２）と、前記第２のギヤ（２６０）を回転させるモータ（２２０）とを含むスタータ（２００）と、
　前記スタータ（２００）を制御する制御装置（３００）とを備え、
　前記アクチュエータ（２３２）および前記モータ（２２０）は、それぞれ前記アクチュエータ（２３２）を駆動する信号および前記モータ（２２０）を駆動する信号によって個別に制御可能であり、
　前記制御装置（３００）は、
　手動で操作可能な始動要求を受けた場合に、前記始動要求により生成される前記アクチュエータ（２３２）を駆動する信号を遅延させることによって前記モータ（２２０）を駆動する信号を生成する遅延回路（３４０）を備え、
　前記制御装置（３００）は、前記エンジン（１００）自動停止後の再始動の際に、前記アクチュエータ（２３２）を駆動する信号および前記モータ（２２０）を駆動する信号を生成するとともに、前記アクチュエータ（２３２）を駆動する信号および前記モータ（２２０）を駆動する信号の出力状態に基づいて、前記遅延回路（３４０）の故障を検出する、車両。