JP2012202309A - スタータ制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スタータ13のピニオンギヤ21をエンジンのリングギヤ25に噛み合わせるためのソレノイド23のコイル23aへは、バッテリ電圧VBのライン16から、直列なリレー29及びリレー27を介して通電され、スタータ13のモータ17への通電経路を連通させる電磁スイッチ19のコイル19aへも、上記ライン16から、直列なリレー29及びリレー28を介して通電される。そして、スタータ13を制御するECU11は、リレー27〜29をオフするように駆動した状態で、リレー29とリレー27,28との間の経路の電圧Vmをモニタして、リレー27〜29のオン故障を検出する。
【選択図】図1
Description
つまり、非負荷側スイッチ手段及び負荷側スイッチ手段のうちの一方がオン故障しても、正常な方のスイッチ手段のオン/オフによって、電気負荷への通電/非通電の制御(延いてはスタータの制御)を行うことは可能であるが、正常な方のスイッチ手段をオンさせたことを契機にして、そのスイッチ手段がオン故障してしまう可能性があり、そうなると電気負荷への不要通電状態に至り、延いてはスタータの不要動作異常に至ってしまう。そこで、非負荷側スイッチ手段及び負荷側スイッチ手段のうちの何れかのオン故障を検出した場合には、アイドルストップ(アイドルストップ制御手段によるエンジンの自動停止)を禁止することで、スタータを機能させなければならない機会(即ち、非負荷側スイッチ手段及び負荷側スイッチ手段をオンさせなければならない機会)を減らし、正常な方のスイッチ手段までもオン故障してしまうことを防止している。
例えば、負荷側スイッチ手段を特定スイッチとするオン駆動時異常検出処理では、Von1に基づいて、そのVon1が第1電位と第2電位との何れでもない電圧になっていると判定したならば、負荷側スイッチ手段がオフ故障していると判断することができる。同様に、非負荷側スイッチ手段を特定スイッチとするオン駆動時異常検出処理では、Von2に基づいて、そのVon2が第1電位と第2電位との何れでもない電圧になっていると判定したならば、非負荷側スイッチ手段がオフ故障していると判断することができる。
つまり、非負荷側スイッチ手段及び負荷側スイッチ手段のうちの何れかにオフ故障が生じている場合には、スタータを機能させることができないため、アイドルストップ車両(アイドルストップ制御手段を備えた車両)において、アイドルストップ制御手段がエンジンを停止させてしまうと、その後のエンジン自動再始動ができずに、車両が路上で走行不能になってしまう可能性がある。そこで、非負荷側スイッチ手段及び負荷側スイッチ手段のうちの何れかのオフ故障を検出した場合には、アイドルストップ(アイドルストップ制御手段によるエンジンの自動停止)を禁止することで、車両が走行不能になってしまうことを未然に防止することができる。
尚、スタータを機能させるための2つの電気負荷のうち、ピニオンギヤをリングギヤに噛み合わせるための電気負荷としては、ピニオンギヤをリングギヤと噛み合う位置に動かすソレノイドのコイルが考えられる。また、ピニオンギヤにクランキング用の回転駆動力が与えられるようにするための電気負荷としては、ピニオンギヤを回転駆動するモータへの通電経路を連通して該モータを動作させる電磁スイッチのコイル、あるいは、そのモータ自身が考えられる。
[第1実施形態]
まず図1は、第1実施形態の2つの電子制御装置(以下、ECUという)11,12とそれの周辺機器とを表す構成図である。尚、ECU11,12は、車両のエンジン(図示省略)を始動のためにクランキングするスタータ13を、連携して制御する。そして、ECU11の方は、エンジンを自動停止及び自動始動させるアイドルストップ制御も行う。また、ECU12の方は、ECU11が正常に動作しているか否かを監視する役割も担っている。また、ここでは、車両の変速機は手動変速機(マニュアルトランスミッション)であるものとして説明する。
まず、マイコン31は、車両の運転者が始動用操作を行ってスタータ信号がアクティブレベル(例えばハイ)になると、エンジンを始動させるために、スタータ13にエンジンをクランキングさせるスタータ制御処理を行う。尚、これが図3における(1)の初回始動の状態である。
次に、エンジン運転中において、マイコン31は、所定の自動停止条件が成立したと判定したならば、エンジンへの燃料噴射を停止したり、エンジンへの吸気供給経路を遮断したりする処理を行うことにより、エンジンを自動的に停止させる。そして、このようにエンジンが自動停止された状態が、図3における(3)のアイドルストップ中である。
バッテリ電圧VBが所定値以上である。車速が所定値以下である。ブレーキ負圧の絶対値が所定値以上である。ブレーキペダルが踏まれている。シフト位置がニュートラルであるか、あるいはシフト位置がニュートラル以外でクラッチペダルが踏まれている。アクセルペダルが踏まれていない。前回にエンジンを自動停止して再始動させてから一定時間以上経過している。
シフト位置がニュートラル以外且つクラッチペダルが踏まれている状態でアイドルストップした場合、その状態でブレーキペダルが放された。ブレーキペダルは踏まれたままだが、シフト位置がニュートラル以外でクラッチペダルのリリース(即ち、クラッチペダルの踏み込みを緩めてクラッチを接続しようとする動作)が開始された。ブレーキペダルが踏まれたままだが、シフト位置がニュートラルからニュートラル以外に操作された(その時点でクラッチペダルは踏まれている)。
正常ならば、3つのリレー27〜29がオフさせている場合、前述したように、端子電圧Vmは、グランド電圧(グランドラインの電圧=0V)とバッテリ電圧VBとの何れでもない「VB/2」となるため、図4の「検査用駆動モード(1)」の行における“正常”の列に示すように、CM1はロー(Lo)となり、CM2はハイ(Hi)となる。「VB/2」は、比較器51の第1閾値電圧Vth1よりも低く、比較器52の第2閾値電圧Vth2よりは高いからである(図2参照)。
次に、マイコン31が異常を検出した場合に行うフェイルセーフ用の処置内容について、図5を用い説明する。尚、以下では、図4の最下行及び図5に示すように、前述した異常[1],異常[2]という分類に加えて、モニタ経路Lmの断線を「異常[3]」と分類し、上流カットリレー29のオフ故障を「異常[4]」と分類し、ピニオン駆動リレー27のオフ故障を「異常[5]」と分類し、モータ駆動リレー28のオフ故障を「異常[6]」と分類する。
異常[1]が発生しても、リレー27,28のオン/オフによって、コイル23a,19aへの通電/非通電の制御(延いてはスタータ13の制御)を行うことは可能であるが、リレー27,28をオンさせたことを契機にして、その正常なリレー27,28までオン故障してしまう可能性があり、そうなると、コイル23aまたはコイル19aに有効な電流(即ち、ピニオン制御用ソレノイド23または電磁スイッチ19が動作可能な電流)を不要に流してしまう不要通電状態に陥ることとなり、その結果、ピニオンギヤ21またはモータ17が不要に動作してしまうスタータ13の不要動作異常に陥ってしまう。尚、ピニオンギヤ21が動作するとは、ピニオンギヤ21がリングギヤ25に噛み合う位置へ移動する(延いてはリングギヤ25に当たる)ということである。
異常[2]のうち、ピニオン駆動リレー27またはモータ駆動リレー28のオン故障であれば、上流カットリレー29のオン/オフによって、コイル23a,19aへの通電/非通電の制御(延いてはスタータ13の制御)を行うことは可能であるが、リレー29をオンさせたことを契機にして、その正常なリレー29までオン故障してしまう可能性があり、そうなると、コイル23aまたはコイル19aに有効な電流を不要に流してしまう不要通電状態に陥ることとなり、その結果、スタータ13の不要動作異常に陥ってしまう。
即ち、異常[3]を検出した場合には、モニタ経路Lm以外の異常は分からないことと、リレー27〜29の何れかにオフ故障が発生している可能性が無いというわけではない。そして、リレー27〜29の何れかにオフ故障が発生していると、スタータ13を正常に機能させることができないため、アイドルストップ制御によってエンジンを自動停止させてしまうと、その後のエンジン自動再始動ができずに、車両が路上で走行不能になってしまう。そこで、アイドルストップを禁止することで、車両が路上で走行不能になってしまうことを未然に防止している。
図6は、異常検出処理を表すフローチャートである。尚、この異常検出処理は、前述したように、例えば、エンジンの初回始動が完了した直後、あるいは更に、エンジンの運転中において定期的に実行される。また、この異常検出処理によってオン側の“1”にされる各フラグは、例えばマイコン31の起動時に実行される初期化処理(図示省略)によって、全てオフ側の“0”にリセットされている。
そして、「CM1=ロー,CM2=ハイ」でなければ(S120:NO)、前述した異常[1],[2]の何れかが発生していると考えられるため(図4の「検査用駆動モード(1)の行を参照)、発生している異常を特定するために、S130に進む。
そして、「CM1,CM2=ロー」でなければ(S190:NO)、少なくとも正常ではないと判断して、S200に進む。
そして、「CM1,CM2=ロー」でなければ(S240:NO)、少なくとも正常ではないと判断して、S250に進む。
そして、「CM1,CM2=ハイ」でなければ(S240:NO)、少なくとも正常ではないと判断して、S290に進む。
そして、次のS360にて、図7に示すフェイルセーフ処理を実行する。
そして、S550では、アイドルストップを禁止するための処理を行う。具体的には、前述したように、アイドルストップ禁止フラグをセットする。そして、その後、当該フェイルセーフ処理を終了する。すると、図6の異常検出処理も終了することとなる。
図8に示すように、第2実施形態では、第1実施形態と比較すると、スタータ13に代わるスタータ63が採用されており、そのスタータ63は、ピニオンギヤ21をリングギヤ25に噛み合わせる動作と、モータ17の動作とが、連動して行われるタイプのものである。つまり、スタータ63は、ピニオンギヤ21とモータ17とを独立して動作させることができないものである。但し、アイドルストップが実施されない車両に搭載されるものよりは、ピニオンギヤ21やモータ17等の各部が強化されて使用可能回数が増加されたものであり、いわゆる強化型のスタータである。
図10の異常検出処理は、図6の異常検出処理と比較すると、モータ駆動リレー28に関する処理が削除されたものであり、具体的には下記の点が異なるだけである。
第2に、S230〜S260が削除されている。
第3に、S270に代わるS275では、S180でオンさせていたピニオン駆動リレー27をオフさせ、次いで、上流カットリレー29をオンさせる。
第5に、S330に代わるS335では、フラグF5が“1”であるか否かを判定する。
第7に、S360に代わるS365では、図11のフェイルセーフ処理を実行する。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
また、図1において、リレー28の端子28bを、リレー29の端子29cから切り離し、そのリレー28の端子28bが、リレー29とは別に設けた他のリレーを介してバッテリ電圧VBのライン16に接続されるように構成しても良い。つまり、コイル23a,19aの各々に対して、直列な2個のリレーを、1組ずつ設けても良い。
また、ECU11とECU12は、1つのユニットとして構成しても良い。
14…バッテリ電圧モニタ端子、15…バッテリ、16…バッテリ電圧のライン
17…モータ、19…電磁スイッチ、19a…コイル、19b,19c…接点
21…ピニオンギヤ、25…エンジンのリングギヤ
23…ピニオン制御用ソレノイド、23a…コイル
27…ピニオン駆動リレー、27a…コイル、27b,27c…端子、
28…モータ駆動リレー、28a…コイル、28b,28c…端子、
29…上流カットリレー、29a…コイル、29b,29c…端子、
31,41…マイコン、33…入力回路、39…コンデンサ、43…通信線
35,37,53〜58,R1,R2,…抵抗、50…電圧モニタ回路
51,52…比較器、Lm…異常検出用配線(モニタ経路)、J1〜J4…端子
T1〜T3…トランジスタ
Claims (8)
- エンジンを始動のためにクランキングするスタータを機能させるための電気負荷の一端が、電源の高電位側と低電位側とのうちの一方である第1電位に接続されている車両に用いられ、
前記電源の高電位側と低電位側とのうちの前記第1電位とは異なる方である第2電位と、前記電気負荷の他端との間の電流経路に設けられた通電用スイッチ手段をオンさせて、該電流経路を連通することにより、前記電気負荷に電流を流して前記スタータを機能させるスタータ制御装置であって、
前記通電用スイッチ手段として、
オンすることで短絡する一対の端子のうちの一方の端子が、前記第2電位に接続された非負荷側スイッチ手段と、
オンすることで短絡する一対の端子のうちの一方の端子が、前記非負荷側スイッチ手段の前記第2電位側とは反対側の端子に接続され、他方の端子が、前記電気負荷の前記他端に接続された負荷側スイッチ手段とを備え、
更に、前記非負荷側スイッチ手段及び前記負荷側スイッチ手段を、オフするように駆動した状態で、前記非負荷側スイッチ手段と前記負荷側スイッチ手段との間の電流経路であるスイッチ間経路の電圧をモニタし、その電圧に基づいて、前記非負荷側スイッチ手段及び前記負荷側スイッチ手段のうちの何れかのオン故障を検出するオフ駆動時異常検出処理を行う異常検出手段を備えていること、
を備えていることを特徴とするスタータ制御装置。 - 請求項1に記載のスタータ制御装置において、
前記車両には、所定の自動停止条件が成立すると前記エンジンを停止させ、その後、所定の自動始動条件が成立すると前記エンジンを再始動させるアイドルストップ制御手段が備えられており、
当該スタータ制御装置は、前記アイドルストップ制御手段が前記エンジンを再始動させる場合に、前記通電用スイッチ手段をオンさせることにより、前記スタータを機能させるようになっており、
更に、当該スタータ制御装置は、前記異常検出手段により、前記非負荷側スイッチ手段及び前記負荷側スイッチ手段のうちの何れかのオン故障が検出された場合には、前記アイドルストップ制御手段が前記エンジンを停止させるのを禁止すること、
を特徴とするスタータ制御装置。 - 請求項1または請求項2に記載のスタータ制御装置において、
前記異常検出手段は、
前記非負荷側スイッチ手段及び前記負荷側スイッチ手段のうちの何れか1つである特定スイッチ手段を、オンするように駆動すると共に、前記非負荷側スイッチ手段及び前記負荷側スイッチ手段のうち、前記特定スイッチ手段以外は、オフするように駆動した状態で、前記スイッチ間経路の電圧をモニタし、その電圧に基づいて、前記特定スイッチ手段のオフ故障を検出するオン駆動時異常検出処理を行うこと、
を特徴とするスタータ制御装置。 - 請求項3に記載のスタータ制御装置において、
前記異常検出手段は、
前記非負荷側スイッチ手段及び前記負荷側スイッチ手段の各々のオフ故障を検出するために、前記非負荷側スイッチ手段及び前記負荷側スイッチ手段の各々を前記特定スイッチ手段として、前記オン駆動時異常検出処理を行うこと、
を特徴とするスタータ制御装置。 - 請求項3または請求項4に記載のスタータ制御装置において、
前記異常検出手段は、
前記オフ駆動時異常検出処理によって前記非負荷側スイッチ手段及び前記負荷側スイッチ手段のうちの何れかのオン故障を検出した場合には、前記オン駆動時異常検出処理を行わないこと、
を特徴とするスタータ制御装置。 - 請求項3ないし請求項5の何れか1項に記載のスタータ制御装置において、
前記車両には、所定の自動停止条件が成立すると前記エンジンを停止させ、その後、所定の自動始動条件が成立すると前記エンジンを再始動させるアイドルストップ制御手段が備えられており、
当該スタータ制御装置は、前記アイドルストップ制御手段が前記エンジンを再始動させる場合に、前記通電用スイッチ手段をオンさせることにより、前記スタータを機能させるようになっており、
更に、当該スタータ制御装置は、前記異常検出手段により、前記非負荷側スイッチ手段及び前記負荷側スイッチ手段のうちの何れかのオフ故障が検出された場合には、前記アイドルストップ制御手段が前記エンジンを停止させるのを禁止すること、
を特徴とするスタータ制御装置。 - 請求項3ないし請求項6の何れか1項に記載のスタータ制御装置において、
前記車両には、前記電気負荷として、各々が独立して通電される第1の電気負荷と第2の電気負荷との、2つの電気負荷が備えられていると共に、前記スタータは、その2つの電気負荷に通電されることで機能するものであり、
当該スタータ制御装置は、
前記負荷側スイッチ手段として、第1の負荷側スイッチ手段と、第2の負荷側スイッチ手段との、2つのスイッチ手段を備えると共に、
前記第1の負荷側スイッチ手段の一対の端子のうち、一方の端子が、前記非負荷側スイッチ手段の前記第2電位側とは反対側の端子に接続され、他方の端子が、前記第1の電気負荷の前記第1電位側とは反対側の端部に接続されており、
前記第2の負荷側スイッチ手段の一対の端子のうち、一方の端子が、前記非負荷側スイッチ手段の前記第2電位側とは反対側の端子に接続され、他方の端子が、前記第2の電気負荷の前記第1電位側とは反対側の端部に接続されており、
更に、前記異常検出手段は、
前記負荷側スイッチ手段を前記特定スイッチ手段とする前記オン駆動時異常検出処理として、
前記第1の負荷側スイッチ手段を、オンするように駆動すると共に、前記非負荷側スイッチ手段と前記第2の負荷側スイッチ手段とを、オフするように駆動した状態で、前記スイッチ間経路の電圧をモニタし、その電圧に基づいて、前記第1の負荷側スイッチ手段のオフ故障を検出する第1の負荷側スイッチ手段オン駆動時異常検出処理と、
前記第2の負荷側スイッチ手段を、オンするように駆動すると共に、前記非負荷側スイッチ手段と前記第1の負荷側スイッチ手段とを、オフするように駆動した状態で、前記スイッチ間経路の電圧をモニタし、その電圧に基づいて、前記第2の負荷側スイッチ手段のオフ故障を検出する第2の負荷側スイッチ手段オン駆動時異常検出処理と、
を行うことを特徴とするスタータ制御装置。 - 請求項1ないし請求項7の何れか1項に記載のスタータ制御装置において、
前記第1電位と前記スイッチ間経路との間に接続された第1の抵抗成分と、前記第2電位と前記スイッチ間経路との間に接続された第2の抵抗成分とを、備えていること、
を特徴とするスタータ制御装置。
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