JP2012202309A - スタータ制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】スタータを機能させるための電気負荷の電流経路に設けられたスイッチ手段にオン故障が生じて、その電気負荷に不要に通電してしまう異常を防止すると共に、そのような異常が発生する可能性が高まっていることを察知して、スタータ制御装置の信頼性を高める。
【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

本発明は、車両のエンジン(内燃機関)を始動のためにクランキングするスタータの制御装置に関する。
エンジン始動用のスタータとしては、一端がグランドライン(バッテリのマイナス端子側)に接続されたソレノイドのコイルの他端に、バッテリ電圧(バッテリのプラス端子の電圧)が供給されると、そのコイルへの通電に伴い発生する電磁力によって、ピニオンギヤがエンジンのリングギヤに噛み合うと共に、そのピニオンギヤを回転駆動するモータへの通電経路に設けられている電磁スイッチがオン(即ち接点が短絡)して、該モータへの通電が行われるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
つまり、この種のスタータでは、ソレノイドのコイルに通電することにより、該スタータを機能させるための動作として、ピニオンギヤをリングギヤに噛み合わせることと、モータに通電してピニオンギヤに回転駆動力(リングギヤを回転させる力)を与えることとの、両方が行われる。尚、スタータを機能させるとは、スタータにエンジンをクランキングさせることである。また、電気分野では、ソレノイドのコイルのことを、ソレノイドと称する場合もあるが、本明細書では、メカトロニクス分野の呼び方をしており、コイル及び該コイルの電磁力によって動作するプランジャ等の可動部分を含めたアクチュエータのことを、ソレノイドと称している。
このため、一般に、この種のスタータを制御する装置では、スタータに備えられた上記ソレノイドのコイルとバッテリ電圧との間に設けたスイッチとしてのスタータリレーをオンさせて、そのスタータリレーを介して上記ソレノイドのコイルに電流を流すことにより、スタータを機能させる(例えば、特許文献1参照)。
また、別のタイプのスタータとして、ピニオンギヤを、モータへの通電/非通電とは独立して、エンジンのリングギヤに噛み合う状態と、リングギヤに噛み合わない状態とに、切替可能に構成されたものも知られている(例えば、特許文献2参照)。
具体的に説明すると、この種のスタータには、ピニオンギヤを動かしてリングギヤに噛み合わせるためのソレノイドと、モータへの通電経路に設けられた大型のリレーである電磁スイッチとが、独立して設けられており、言い換えるならば、ピニオンギヤを動かすためのソレノイドのコイルと、モータに通電する電磁スイッチのコイルとが、別々に設けられている。尚、この種のスタータは、ピニオンギヤとモータとを独立して別々に制御できることから、以下では、独立制御型スタータ、あるいは単に、独立制御型と言う。
このため、一般に、独立制御型スタータを制御する装置では、バッテリ電圧から上記ソレノイドのコイルへ至る電流経路に設けたスイッチとしてのピニオン駆動リレーと、バッテリ電圧から上記電磁スイッチのコイルへ至る電流経路に設けたスイッチとしてのモータ駆動リレーとを、それぞれオンさせることにより、スタータを機能させる。
一方、特許文献2には、所定の停止条件が成立するとエンジンを自動的に停止させ、その後、所定の始動条件が成立するとエンジンを自動的に始動させるエンジン自動停止・始動システム(一般にはアイドルストップ(またはアイドリングストップ)システムと呼ばれる)も記載されている。尚、前述の独立制御型スタータによれば、例えば、スタータモータ(スタータのモータ)を動作させる前にピニオンギヤをエンジンのリングギヤに噛み合わせておく、といった制御ができ、ピニオンギヤ等のメカニカルな部品の摩耗を低減してスタータの寿命を延ばすことができるため、スタータの使用回数が多くなるアイドルストップ車両に適していると言える。
特開2001−207942号公報 特開平11−30139号公報
前述のスタータリレーをオンさせることによりスタータを機能させる制御装置(即ち、独立制御型ではないスタータを制御する装置)において、そのスタータリレーにオン故障(オンしたままになる故障)が発生した場合には、スタータを機能させるためのソレノイドのコイルに電流が流れたままになり、延いては、スタータのピニオンギヤがリングギヤに噛み合うと共に、モータが動作したままの状態になってしまう。
同様に、前述したピニオン駆動リレーとモータ駆動リレーとをそれぞれオンさせることによりスタータを機能させる制御装置(即ち、独立制御型スタータを制御する装置)において、ピニオン駆動リレーにオン故障が発生した場合には、ピニオンギヤを動かすためのソレノイドのコイルに電流が流れたままになり、延いては、ピニオンギヤがリングギヤに噛み合ったままになってしまう。また、モータ駆動リレーにオン故障が発生した場合には、モータを動作させるための電磁スイッチのコイルに電流が流れたままになり、延いては、モータが動作したままになってしまう。
そして、何れの場合でも、スタータのピニオンギヤとモータとの両方または一方を、不要に(即ちエンジン始動時でないのに)動作させることとなり、延いては、それらの劣化を早めることとなるため、好ましくない。
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、スタータを機能させるための電気負荷に通電する電流経路に設けられたスイッチ手段にオン故障が発生して、その電気負荷に対応するスタータの機能部分が不要に動作してしまう異常を防止すると共に、そのような異常が発生する可能性が高まっていることを察知できるようにして、スタータ制御装置の信頼性を高めることを目的としている。
請求項1のスタータ制御装置が用いられる車両では、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。
そして、このスタータ制御装置は、電源の高電位側と低電位側とのうちの第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(第1電位側とは反対側の端部)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スタータを機能させる。
そして特に、請求項1のスタータ制御装置は、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、非負荷側スイッチ手段の第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ている。
つまり、第2電位と電気負荷(詳しくは電気負荷の第1電位側とは反対側の端部)との電流経路であって、その電気負荷への通電経路に、通電用スイッチ手段として、互いに直列な非負荷側スイッチ手段と負荷側スイッチ手段とを設けている。
そして更に、このスタータ制御装置は、異常検出手段を備えており、その異常検出手段は、非負荷側スイッチ手段及び負荷側スイッチ手段を、オフするように駆動した状態で、非負荷側スイッチ手段と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、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するオフ駆動時異常検出処理を行う。
ここで、非負荷側スイッチ手段及び負荷側スイッチ手段をオフするように駆動している場合のスイッチ間経路の電圧を、「Voff」と記載すると、そのVoffは、正常ならば、第1電位と第2電位との何れにもならないが、負荷側スイッチ手段にオン故障が発生すると、その負荷側スイッチ手段と電気負荷を介してスイッチ間経路が第1電位に接続されるため、Voffは第1電位に固定される。また逆に、非負荷側スイッチにオン故障が発生すると、その非負荷側スイッチ手段を介してスイッチ間経路が第2電位に接続されるため、Voffは第2電位に固定される。
このため、Voffに基づいて、非負荷側スイッチ手段と負荷側スイッチ手段とのオン故障を検出することができる。例えば、オフ駆動時異常検出処理では、Voffが第1電位と第2電位との何れかになっているか否かを判定して、Voffが第1電位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ン故障していると判断し、Voffが第2電位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ン故障していると判断することができる。
尚、請求項8に記載のように、第1電位とスイッチ間経路との間に第1の抵抗成分を設けると共に、第2電位とスイッチ間経路との間に第2の抵抗成分を設けておけば、正常時のVoffは、第1電位と第2電位との差である電源電圧(電源の電圧)を第1の抵抗成分と第2の抵抗成分とで分圧した値となる。よって、その正常時のVoffを、第1電位及び第2電位とは確実に異なった値にすることができるため、Voffが第1電位と第2電位との何れかになっているか否かの判定を簡単に正しく行うことができるようになる。但し、そのような第1と第2の抵抗成分を設けなかったとしても、例えば、Voffが所定時間以上継続して第1電位になっていれば、Voffが本当に第1電位になっていると判定することができ、同様に、Voffが所定時間以上継続して第2電位になっていれば、Voffが本当に第2電位になっていると判定することができる。
このようなスタータ制御装置によれば、非負荷側スイッチ手段及び負荷側スイッチ手段が両方共にオン故障しない限り、電気負荷に通電用スイッチ手段を介して不要に通電してしまう状態(以下、電気負荷への不要通電状態、あるいは単に、不要通電状態という)には至らない。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たとしても、他方をオンさせなければ、不要通電状態になってしまうことを阻止することができ、延いては、その電気負荷に対応するスタータの機能部分が不要に動作してしまう異常(以下、スタータの不要動作異常、あるいは単に、不要動作異常という)を防止することができる。尚、電気負荷に対応するスタータの機能部分とは、その電気負荷への通電によって動作することとなるスタータの機能部分のことである。
更に、異常検出手段により、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のオン故障を検出することができるため、電気負荷への不要通電状態(延いては、スタータの不要動作異常)が発生する可能性が高まっていることを察知して、何等かの処置を事前に行うことができるようになる。
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一方がオン故障したなら、不要通電状態に即座に至ることはないが、もし他方もオン故障してしまうと不要通電状態に至るため、その不要通電状態(不要動作異常)の発生可能性が高まると言える。よって、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のオン故障を検出した時点で何等かの処置を行っておくことにより、装置の信頼性を向上させることができる。
このことを踏まえ、請求項2のスタータ制御装置では、請求項1のスタータ制御装置において、車両には、所定の自動停止条件が成立すると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、そのアイドルストップ制御手段が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(即ち、非負荷側スイッチ手段及び負荷側スイッチ手段)をオンさせることにより、スタータを機能させるようになっている。そして更に、当該スタータ制御装置は、異常検出手段によって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が検出された場合には、アイドルストップ制御手段がエンジンを停止させるのを禁止するようになっている。
この構成によれば、スタータの不要動作異常を未然に防止することができる。
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。
次に、請求項3のスタータ制御装置では、請求項1,2のスタータ制御装置において、異常検出手段は、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、非負荷側スイッチ手段及び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、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(オンせずにオフしたままの故障)を検出するオン駆動時異常検出処理を行う。
ここで、非負荷側スイッチ手段及び負荷側スイッチ手段のうち、負荷側スイッチ手段の方だけをオンするように駆動した場合(即ち、負荷側スイッチ手段を特定スイッチ手段とした場合)のスイッチ間経路の電圧を、「Von1」と記載し、非負荷側スイッチ手段の方だけをオンするように駆動した場合(即ち、非負荷側スイッチ手段を特定スイッチ手段とした場合)のスイッチ間経路の電圧を、「Von2」と記載すると、正常ならば、Von1は第1電位に固定され、Von2は第2電位に固定される。しかし、負荷側スイッチ手段にオフ故障が発生すると、Von1は第1電位に固定されず、非負荷側スイッチ手段にオフ故障が発生すると、Von2は第2電位に固定されない。
このため、Von1に基づいて負荷側スイッチ手段のオフ故障を検出することができ、Von2に基づいて非負荷側スイッチ手段のオフ故障を検出することができる。
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。
尚、請求項8に記載のように、第1電位とスイッチ間経路との間に第1の抵抗成分を設けると共に、第2電位とスイッチ間経路との間に第2の抵抗成分を設けておけば、負荷側スイッチ手段がオフ故障している場合のVon1と、非負荷側スイッチ手段がオフ故障している場合のVon2とが、電源電圧を第1の抵抗成分と第2の抵抗成分とで分圧した値となる。よって、Von1または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か否かの判定を簡単に正しく行うことができるようになる。但し、そのような第1と第2の抵抗成分を設けなかったとしても、例えば、Von1,Von2が所定時間以上継続して第1電位と第2電位との何れにもなっていなければ、Von1,Von2が本当に第1電位と第2電位との何れでもない電圧であると判定することができる。
このような請求項3のスタータ制御装置によれば、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1つである特定スイッチ手段のオフ故障も検出することができる。
そして、その特定スイッチのオフ故障を検出した場合には、その特定スイッチ手段をオンすることができないということであり、スタータを機能させることができないため、スタータを機能させる必要性が生じないようにするための何等かの処置を行うことが好ましい。例えば、その処置としては、車両の運転者に対して、エンジンを停止させないことを促す処理が考えられる。エンジンが停止されなければ、スタータを機能させる必要もないからである。尚、運転者にエンジンを停止させないことを促す処理としては、例えば、エンジンを停止させるべきでないことを意味するメッセージを音で出力したり表示装置に表示したりする処理が考えられる。また例えば、所定のプッシュ式スイッチを押し続けるとエンジンが停止する車両であるならば、そのスイッチが押され始めてからエンジンを停止させるまでの有効判定時間を、通常値よりも長い時間に変更する処理でも良い。
また、請求項4に記載のように、異常検出手段が、非負荷側スイッチ手段及び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、非負荷側スイッチ手段及び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えば、非負荷側スイッチ手段及び負荷側スイッチ手段の各々のオフ故障を検出することができ、当該スタータ制御装置の信頼性を一層向上させることができる。
次に、請求項5のスタータ制御装置では、請求項3,4のスタータ制御装置において、異常検出手段は、オフ駆動時異常検出処理によって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、オン駆動時異常検出処理を行わないようになっている。逆に言えば、異常検出手段は、オフ駆動時異常検出処理によって非負荷側スイッチ手段及び負荷側スイッチ手段にオン故障が生じていないことを確認した上で、オン駆動時異常検出処理を行うようになっている。
なぜなら、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にオン故障が生じている状態で、正常な他方のスイッチ手段を特定スイッチ手段としたオン駆動時異常検出処理を行うと、スタータを機能させる電気負荷に不要に通電してしまうが、このような不具合を確実に回避することができるからである。また、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にオン故障が生じている状態で、そのオン故障している方のスイッチ手段を特定スイッチ手段としたオン駆動時異常検出処理を行っても、元々オン故障しておりオフ故障はしていないのだから、そのオン駆動時異常検出処理を行うこと自体が無意味になるからである。
次に、請求項6のスタータ制御装置では、請求項3〜5のスタータ制御装置において、車両には、所定の自動停止条件が成立すると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、そのアイドルストップ制御手段が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(即ち、非負荷側スイッチ手段及び負荷側スイッチ手段)をオンさせることにより、スタータを機能させるようになっている。そして更に、当該スタータ制御装置は、異常検出手段によって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が検出された場合には、アイドルストップ制御手段がエンジンを停止させるのを禁止するようになっている。
そして、この構成によれば、エンジンが動作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。
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。
特に、請求項6のスタータ制御装置が引用する請求項3〜5のスタータ制御装置によれば、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、前記電気負荷に通電しないようにしながら行うことができ、それは、スタータを実際に機能させなくても異常検出を行うことができるということであり、延いては、アイドルストップ前(アイドルストップ制御手段によるエンジンの自動停止よりも前)に、エンジンの再始動ができなくなるような異常を検出することができるということである。そして、エンジンの再始動ができなくなる異常を、アイドルストップ前に検知して、アイドルストップを禁止することで、車両が路上で再始動できなくなることを防止することは、アイドルストップ車両の信頼性を高める上で非常に有効である。
また、そのアイドルストップの禁止に加えて、前述したように、車両の運転者にエンジンを停止させないことを促す処理を行えば、運転者が自らの意志でエンジンを停止させてしまうことも防止でき、延いては、車両が走行不能になってしまうことの防止効果を一層高めることができる。
ところで、スタータが独立制御型である場合、そのスタータを機能させるための電気負荷としては、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つの電気負荷が存在することとなり、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こととなる。つまり、その2つの電気負荷のうち、一方が、スタータのピニオンギヤをエンジンのリングギヤに噛み合わせるための電気負荷であり、他方が、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である。
そして、その場合、スタータ制御装置は、負荷側スイッチ手段として、第1の電気負荷への通電/非通電を切り替えるための第1の負荷側スイッチ手段と、第2の電気負荷への通電/非通電を切り替えるための第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こととなる。
具体的な接続形態としては、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、非負荷側スイッチ手段の第2電位側とは反対側の端子に接続され、他方の端子が、第1の電気負荷の第1電位側とは反対側の端部に接続される。同様に、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、非負荷側スイッチ手段の第2電位側とは反対側の端子に接続され、他方の端子が、第2の電気負荷の第1電位側とは反対側の端部に接続される。つまり、第1の負荷側スイッチ手段と第1の電気負荷との直列回路と、第2の負荷側スイッチ手段と第2の電気負荷との直列回路とが、非負荷側スイッチ手段に対してはそれぞれ直列に、且つ、互いには並列に設けられることとなる。
そして、この構成において、例えば、第1の電気負荷が、スタータのピニオンギヤをエンジンのリングギヤに噛み合わせるための電気負荷であり、第2の電気負荷が、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であるとすると、スタータ制御装置は、非負荷側スイッチ手段をオンさせると共に、第1の負荷側スイッチ手段をオンさせれば、第1の電気負荷に通電して、ピニオンギヤをリングギヤに噛み合わせることができ、更に、第2の負荷側スイッチ手段をオンさせれば、第2の電気負荷に通電して、ピニオンギヤに回転駆動力を与えることができ、その結果、スタータにエンジンをクランキングさせることができる。
また、この構成の場合、請求項3〜6のスタータ制御装置ならば、請求項7に記載のように、異常検出手段は、負荷側スイッチ手段を前記特定スイッチ手段とするオン駆動時異常検出処理として、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、非負荷側スイッチ手段と第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、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、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、非負荷側スイッチ手段と第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、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、を行えば良い。つまり、第1と第2の負荷側スイッチ手段が並列に設けられるため、その2つの負荷側スイッチ手段を1つずつオンさせてみて、各負荷側スイッチ手段のオフ故障を検出すれば良い。
そして、このようにすれば、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各々のオフ故障を検出することができる。
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実施形態のECU(電子制御装置)とそれの周辺機器とを表す構成図である。 比較器の閾値電圧と電源電圧との関係を表す説明図である。 エンジンの状態を時系列で表した説明図である。 第1実施形態で検出する異常の内容と、リレーの駆動状態と、比較器の出力との、組み合わせを表す説明図である。 フェイルセーフ用の処置内容を説明する説明図である。 第1実施形態の異常検出処理を表すフローチャートである。 第1実施形態の異常検出処理の中で実行されるフェイルセーフ処理を表すフローチャートである。 第2実施形態のECU(電子制御装置)とそれの周辺機器とを表す構成図である。 第2実施形態で検出する異常の内容と、リレーの駆動状態と、比較器の出力との、組み合わせを表す説明図である。 第2実施形態の異常検出処理を表すフローチャートである。 第2実施形態の異常検出処理の中で実行されるフェイルセーフ処理を表すフローチャートである。
以下に、本発明が適用された実施形態のスタータ制御装置について説明する。
[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。
ECU11には、車両の運転者が始動用操作(例えばキーシリンダに挿したキーをスタート位置に捻る操作や、スタートボタンを押す操作)を行うとアクティブレベルになるスタータ信号、ブレーキペダルが踏まれたことを検出するセンサからのブレーキ信号、アクセルペダルが踏まれたことを検出するセンサからのアクセル信号、クラッチペダルが踏まれたことを検出するセンサからのクラッチ信号、シフトレバーの操作位置(シフト位置)を検出するセンサからのシフト位置信号、車両の走行速度(車速)を検出するセンサからの車速信号、ブレーキ負圧(ブレーキ倍力装置の負圧)を検出するセンサからのブレーキ負圧信号、及びクランク軸センサやカム軸センサからの回転信号等が入力されている。また、ECU11のバッテリ電圧モニタ端子14には、電源としての車載バッテリ15のプラス端子の電圧であるバッテリ電圧VB(本実施形態では約12V)が入力されている。尚、ECU11,12は、例えば、車両におけるイグニッション系電源ラインにバッテリ電圧VBが供給されている場合(いわゆるイグニッションオンの場合)に、そのイグニッション系電源ラインからの電力で動作する。
一方、スタータ13は、エンジンをクランキングさせる動力源となるモータ(スタータモータ)17と、モータ17へ通電して該モータを動作させる電磁スイッチ19と、モータにより回転駆動されるピニオンギヤ21と、ピニオンギヤ21を動かすピニオン制御用ソレノイド23とを備えている。
モータ17の一端は、バッテリ15のマイナス端子側のラインであるグランド(GND)ラインに接続されており、電磁スイッチ19は、車両におけるバッテリ電圧VBのライン16(バッテリ15のプラス端子側のライン)からモータ17の他端への通電経路に設けられた大型のリレーである。そして、電磁スイッチ19は、その通電経路を連通するオン状態と、その通電経路を遮断するオフ状態とに、択一的に駆動される。
具体的には、電磁スイッチ19は、一端がグランドラインに接続されたコイル19aと、モータ17への通電経路に設けられた一対の接点19b,19cとを備えている。そして、コイル19aの他端にバッテリ電圧VBが印加されて該コイル19aに通電されると、接点19b,19cが短絡して通電経路を連通し(この状態がオン状態)、コイル19aに通電されないと、接点19b,19cが開放して通電経路を遮断する(この状態がオフ状態)。
ピニオン制御用ソレノイド23は、ピニオンギヤ21を、エンジンのリングギヤ25に噛み合う状態と、リングギヤ25に噛み合わない状態とに、切り替えるアクチュエータとしてのソレノイドである。
具体的には、ピニオン制御用ソレノイド23は、一端がグランドラインに接続されたコイル23aと、バネ等の付勢部材(図示省略)とを有しており、コイル23aに通電されなければ、ピニオンギヤ21を、上記付勢部材の力によって、リングギヤ25とは噛み合わない初期位置(図1に示す位置)に配置させる。また、コイル23aの他端にバッテリ電圧VBが印加されて該コイル23aに通電されると、その通電による電磁力により、ピニオンギヤ21を、図1における点線の矢印で示す如く当該スタータ13の外方向へ突出させて、リングギヤ25に噛み合わせる。
そして、ピニオンギヤ21がリングギヤ25に噛み合った状態で、電磁スイッチ19のオンによりモータ17が通電されれば、そのモータ17の回転力がピニオンギヤ21を介してリングギヤ25に伝わり、エンジンがクランキングされることとなる。
また、車両において、ECU11,12の外部には、オンすることでピニオン制御用ソレノイド23のコイル23aの上記他端(上流側:グランドライン側とは反対側)にバッテリ電圧VBを印加して該コイル23aに電流を流し、ピニオンギヤ21をリングギヤ25に噛み合わせるリレー(以下、ピニオン駆動リレーともいう)27が設けられている。
同様に、ECU11,12の外部には、オンすることで電磁スイッチ19のコイル19aの上記他端(上流側:グランドライン側とは反対側)にバッテリ電圧VBを印加して該コイル19aに電流を流し、その電磁スイッチ19をオン状態にしてモータ17を動作させるリレー(以下、モータ駆動リレーともいう)28が設けられている。
そして更に、ピニオン駆動リレー27とモータ駆動リレー28との両方の上流側であって、バッテリ電圧VBのライン16から両リレー27,28へ至る共通の電流経路には、その電流経路の連通と遮断とを行うリレー(以下、上流カットリレーともいう)29が設けられている。
具体的に説明すると、まず、上流カットリレー29は、バッテリ電圧VBが一端に供給され、他端がECU12により接地される(即ちグランドラインに接続される)ことで通電されるコイル29aと、そのコイル29aへの通電によって短絡する一対の端子29b,29cとを備えている。そして、一方の端子29bがバッテリ電圧VBのライン16に接続されている。よって、上流カットリレー29は、コイル29aへの通電によって端子29bと端子29cが短絡(この状態が当該リレー29のオン)することで、端子29cからピニオン駆動リレー27及びモータ駆動リレー28側へとバッテリ電圧VBを出力することとなる。
また、ピニオン駆動リレー27は、バッテリ電圧VBが一端に供給され、他端がECU11により接地されることで通電されるコイル27aと、そのコイル27aへの通電によって短絡する一対の端子27b,27cとを備えている。そして、一方の端子27bが、上流カットリレー29の端子29cに接続されており、他方の端子27cが、ピニオン制御用ソレノイド23のコイル23aの上記他端(上流側)に接続されている。よって、ピニオン駆動リレー27は、コイル27aへの通電によって端子27bと端子27cが短絡(この状態が当該リレー27のオン)することで、上流カットリレー29の端子29cとピニオン制御用ソレノイド23のコイル23aとを接続させることとなる。
同様に、モータ駆動リレー28は、バッテリ電圧VBが一端に供給され、他端がECU11により接地されることで通電されるコイル28aと、そのコイル28aへの通電によって短絡する一対の端子28b,28cとを備えている。そして、一方の端子28bが、上流カットリレー29の端子29cに接続されており、他方の端子28cが、電磁スイッチ19のコイル19aの上記他端(上流側)に接続されている。よって、モータ駆動リレー28は、コイル28aへの通電によって端子28bと端子28cが短絡(この状態が当該リレー28のオン)することで、上流カットリレー29の端子29cと電磁スイッチ19のコイル19aとを接続させることとなる。
このため、バッテリ電圧VBからピニオン制御用ソレノイド23のコイル23aへ至る電流経路には、その電流経路の連通と遮断とを行うためのスイッチとして、上流カットリレー29とピニオン駆動リレー27とが直列に配置され、また、バッテリ電圧VBから電磁スイッチ19のコイル19aへ至る電流経路には、その電流経路の連通と遮断とを行うためのスイッチとして、上流カットリレー29とモータ駆動リレー28とが直列に配置されることとなり、更に、上流カットリレー29は、2つのコイル19a,23aの共通の電流経路に配置されていることとなる。換言すれば、ピニオン駆動リレー27とコイル23aとの直列回路と、モータ駆動リレー28とコイル19aとの直列回路とが、上流カットリレー29に対してはそれぞれ直列に、且つ、互いには並列に設けられている。
よって、上流カットリレー29をオンさせると共に、ピニオン駆動リレー27をオンさせれば、コイル23aに通電して、ピニオンギヤ21をリングギヤ25に噛み合わせることができ、更に、モータ駆動リレー28をオンさせれば、コイル19aに通電して、モータ17からピニオンギヤ21に回転駆動力を与えることができ、その結果、スタータ13にエンジンをクランキングさせることができる。
次に、ECU11は、アイドルストップ制御やスタータ13の制御のための各種処理を実行するマイコン31と、前述したスタータ信号等の各種信号をマイコン31に入力させる入力回路33と、バッテリ電圧モニタ端子14から入力されるバッテリ電圧VBを、マイコン31に入力可能な範囲の電圧値に分圧する2つの抵抗35,37と、その両抵抗35,37の接続点の電圧ラインとグランドラインとの間に設けられたノイズ除去用のコンデンサ39とを備えている。そして、マイコン31は、両抵抗35,37の接続点の電圧を内部のA/D変換器(図示省略)でA/D変換することにより、バッテリ電圧VBを検出する。また、マイコン31は、入力回路33から入力される信号のうちのアナログ信号についても、内部のA/D変換器でA/D変換することにより、その信号の電圧値を検出する。
また、ECU11は、ピニオン駆動リレー27のコイル27aの下流側(バッテリ電圧VB側とは反対側)が接続された端子J1と、その端子J1とグランドラインとの間に2つの出力端子が接続されたトランジスタT1と、モータ駆動リレー28のコイル28aの下流側(バッテリ電圧VB側とは反対側)が接続された端子J2と、その端子J2とグランドラインとの間に2つの出力端子が接続されたトランジスタT2とを備えている。
そして、トランジスタT1,T2は、マイコン31によって制御されるようになっており、トランジスタT1がオンすれば、コイル27aに電流が流れてピニオン駆動リレー27がオンし、トランジスタT2がオンすれば、コイル28aに電流が流れてモータ駆動リレー28がオンする。尚、本実施形態において、トランジスタT1,T2は、Nチャネル型のMOSFETである。
更に、ECU11の外部において、上流カットリレー29とピニオン駆動リレー27及びモータ駆動リレー28との間の電流経路(スイッチ間経路に相当)の所定位置には、異常検出用配線Lmの一端が接続されている。尚、本実施形態では、上流カットリレー29からピニオン駆動リレー27とモータ駆動リレー28との各々に至る各電流経路の分岐点Pに、異常検出用配線Lmの一端が接続されているが、その接続先は必ずしも分岐点Pである必要はない。
そして、異常検出用配線Lmの他端が、ECU11の端子J3に接続されている。このため、ECU11には、端子J3を介して、上流カットリレー29とピニオン駆動リレー27及びモータ駆動リレー28との間の電流経路の電圧(以下、リレー間電圧という)が入力される。
そして、ECU11は、3つのリレー27〜29の故障を検出するために、端子J3とバッテリ電圧VBのラインとの間に接続されたプルアップ用の抵抗R1と、端子J3とグランドラインとの間に接続されたプルダウン用の抵抗R2と、端子J3の電圧(リレー間電圧でもあり、以下、端子電圧という)Vmをモニタするための電圧モニタ回路50と、を備えている。
そして、電圧モニタ回路50は、各々の非反転入力端子(+端子)が端子J3に接続された2つの比較器51,52と、当該ECU11の内部で生成される一定電圧VD(本実施形態では5V)のラインと比較器51の出力端子との間に接続されたプルアップ用の抵抗53と、上記一定電圧VDのラインと比較器52の出力端子との間に接続されたプルアップ用の抵抗54と、バッテリ電圧VBを分圧し、その分圧した電圧を比較器51の反転入力端子(−端子)に第1閾値電圧Vth1として入力する2つの抵抗55,56と、バッテリ電圧VBを分圧し、その分圧した電圧を比較器52の反転入力端子(−端子)に第2閾値電圧Vth2として入力する2つの抵抗57,58とからなる。
そして、比較器51の出力CM1と、比較器52の出力CM2とが、マイコン31に入力される。尚、比較器51,52の内部の出力回路は電流引込型(オープンコレクタまたはオープンドレイン)であるため、その比較器51,52がハイ(=5V)の信号を出力できるようにするために、プルアップ用の抵抗53,54が設けられている。
また、抵抗R1の抵抗値r1は、リレー29のオフ時にリレー27がオンしたとしても、ピニオン制御用ソレノイド23のコイル23aに該ピニオン制御用ソレノイド23が動作可能な電流(例えば10A以上)が流れないように、且つ、リレー29のオフ時にリレー28がオンしたとしても、電磁スイッチ19のコイル19aに該電磁スイッチ19が動作可能(オン可能)な電流(例えば10A以上)が流れないように、十分大きい値に設定しており、例えばコイル19a,23aの抵抗値の数千倍から数万倍程度の値に設定している。
更に、抵抗R1の抵抗値r1と、抵抗R2の抵抗値r2は、「r1=r2」の関係を満たすようにも設定されている。本実施形態では、例えば「r1=r2=10KΩ」としている。よって、3つのリレー27〜29がオフしている場合の端子電圧Vmは、図2に示すように、バッテリ電圧VBをr1とr2とで分圧した電圧であって、バッテリ電圧VBの1/2の電圧(VB/2)になる。
一方、電圧モニタ回路50において、抵抗55,56の抵抗値は、比較器51に入力される第1閾値電圧Vth1が、図2に示すように、バッテリ電圧VBの3/4の電圧(VB・3/4)となるように、「1:3」の比率に設定されている。また、抵抗57,58の抵抗値は、比較器52に入力される第2閾値電圧Vth2が、図2に示すように、バッテリ電圧VBの1/4の電圧(VB/4)となるように、「3:1」の比率に設定されている。
そして、ECU11のマイコン31は、リレー27〜29の駆動状態と、比較器51,52の出力CM1,CM2との対応関係により、リレー27〜29の異常等を検出する。尚、異常を検出するための処理内容については、後で説明する。
次に、ECU12は、マイコン41と、上流カットリレー29のコイル29aの下流側(バッテリ電圧VB側とは反対側)が接続された端子J4と、その端子J4とグランドラインとの間に2つの出力端子が接続されたトランジスタT3とを備えている。このため、トランジスタT3がオンすれば、コイル29aに電流が流れて上流カットリレー29がオンする。尚、本実施形態においては、トランジスタT3も、Nチャネル型のMOSFETである。
更に、ECU12のマイコン41は、ECU11のマイコン31と通信線43を介して通信可能に接続されている。そして、マイコン41は、ECU11のマイコン31と通信して、そのマイコン31からの指令に従いトランジスタT3をオンまたはオフさせる。
また、ECU12のマイコン41は、マイコン31との通信によって該マイコン31が正常に動作しているか否かを判定し、マイコン31が正常に動作していないと判定すると、マイコン31からの指令に拘わらず、トランジスタT3をオフのままにすることにより、上流カットリレー29がオンしないようにし、延いては、たとえECU11(マイコン31)によってリレー27,28の一方または両方がオンされても、ピニオンギヤ21及びモータ17は動作しないようにしている。マイコン31の異常によってスタータ13(ピニオンギヤ21及びモータ17)が誤動作しないようにするためである。
次に、ECU11のマイコン31が行う制御処理の内容について、図3を用い説明する。尚、図3は、エンジンの状態を時系列で表したものである。
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。
具体的な処理として、マイコン31は、初めは、ECU11のトランジスタT1,T2と、ECU12のトランジスタT3とを、全てオフさせている。尚、前述したように、マイコン31は、トランジスタT3については、ECU12のマイコン41との通信により、マイコン41に指令することで、トランジスタT3のオン/オフを制御する。
そして、マイコン31は、スタータ13にエンジンをクランキングさせるときには、ECU12のトランジスタT3をオンさせると共に、トランジスタT1もオンすることで、上流カットリレー29とピニオン駆動リレー27とをオンし、ピニオン制御用ソレノイド23のコイル23aに電流を流して、ピニオンギヤ21をリングギヤ25に噛み合わせる。そして更に、マイコン31は、トランジスタT2をオンすることで、モータ駆動リレー28もオンし、電磁スイッチ19のコイル19aに電流を流して該電磁スイッチ19をオンさせる。
すると、バッテリ15からモータ17に電流が流れて、モータ17が動作(回転)し、そのモータ17の回転力によりピニオンギヤ21がリングギヤ25を回転させる(即ち、エンジンをクランキングさせる)こととなる。そして、エンジンがクランキングされると、エンジンを制御する他のECUにより、エンジンに対する燃料噴射と点火とが行われる。尚、エンジンがディーゼルエンジンであれば、点火は行われず、燃料噴射だけが行われる。また、こうしたエンジンの制御もECU11が行うシステム構成であっても良い。
そして、マイコン31は、エンジンが完爆状態(始動が完了した状態であり、いわゆるエンジンがかかった状態)になったと判定すると、3つのトランジスタT1〜T3をオフして、3つのリレー27〜29をオフ状態に戻すことにより、モータ17への通電を停止すると共に、ピニオンギヤ21をリングギヤ25に噛み合わない初期位置に戻す。尚、マイコン31は、前述の回転信号からエンジン回転数を算出し、そのエンジン回転数に基づいて、エンジンが完爆状態になったか否かを判定する。
以上が、スタータ制御処理の内容である。そして、エンジンが運転状態になっている場合が、図3における(2)のエンジン運転中である。
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。
尚、自動停止条件としては、例えば、下記の全条件が満たされていることである。
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。
その後、マイコン31は、アイドルストップ中において、所定の自動始動条件が成立したと判定したならば、エンジンを再始動させるために、前述のスタータ制御処理を行う。そして、これが図3における(4)の再始動の状態である。
尚、自動始動条件としては、例えば、下記の何れかの条件が考えられる。
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)。
また、図3における右端の「停止」とは、運転者がエンジンを停止させる操作を行ったことでエンジンが停止したことを示しており、その場合には、車両におけるイグニッション系電源もオフされる。
ここで、ECU11のマイコン31は、前述したエンジンの運転中(図3の(2))において、主にリレー27〜29の故障を検出するための異常検出処理を行っている。尚、その異常検出処理は、例えば、前述したエンジンの初回始動が完了した直後や、更にエンジンの運転中において定期的に行えばなお良い。また、エンジンのアイドルストップ中(図3の(3))にも、その異常検出処理を行うようにしても良い。
そこで次に、異常検出処理について説明する。尚、以下では、比較器51,52の出力CM1,CM2のことを、単に、CM1,CM2と記す場合もある。また、端子J3につながる異常検出用配線Lmのことを、モニタ経路Lmという。また、スタータ13における電磁スイッチ19とピニオン制御用ソレノイド23との各コイル19a,23aの抵抗値(1Ω程度)は、ECU11における抵抗R1,R2の抵抗値r1,r2(=10KΩ)と比較すると、十分に小さいため、以下の説明では、コイル19a,23aの抵抗値は無視している(0Ωとしている)。
まず、異常の検出原理について、図4を用い説明する。
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)。
これに対して、上流カットリレー29にオン故障が発生したとすると、端子電圧Vmはバッテリ電圧VBのままになるため、3つのリレー27〜29をオフさせている場合の端子電圧Vmも、当然バッテリ電圧VB(>Vth1)となる。尚、オフさせるとは、オフするように駆動するということであり、本当にオフするとは限らない。
このため、上流カットリレー29がオン故障したなら、3つのリレー27〜29をオフさせている場合、図4の「検査用駆動モード(1)」の行における(a)の列に示すように、CM1,CM2の両方がハイとなる。
また、モニタ経路Lmの電源ショート(バッテリ電圧VBへのショート)が発生したとしても、端子電圧Vmがバッテリ電圧VBのままになるという点において、上流カットリレー29がオン故障したのと同じである。このため、モニタ経路Lmの電源ショートが発生しても、3つのリレー27〜29をオフさせている場合、図4の「検査用駆動モード(1)」の行における(b)の列に示すように、CM1,CM2の両方がハイとなる。
逆に言えば、モニタ経路Lmの電源ショートも、上流カットリレー29のオン故障として検出可能、ということである。そこで、以下では、図4の最下行に示すように、上流カットリレー29のオン故障と、モニタ経路Lmの電源ショートとを、「異常[1]」と分類する。
一方、ピニオン駆動リレー27にオン故障が発生するか、あるいは、モータ駆動リレー28にオン故障が発生したとすると、3つのリレー27〜29をオフさせている場合の端子電圧Vmは、第2閾値電圧Vth2よりも低い0Vとなる。尚、実際には、バッテリ電圧VBを、抵抗R1と、コイル19a,23aの何れかとで、分圧した電圧となるが、抵抗R1の抵抗値r1に対してコイル19a,23aの抵抗値は無視可能なほどに小さいため、端子電圧Vmは、0Vと見なすことのできる小さい電圧となる。
このため、ピニオン駆動リレー27またはモータ駆動リレー28がオン故障したなら、3つのリレー27〜29をオフさせている場合、図4の「検査用駆動モード(1)」の行における(c),(d)の各列に示すように、CM1,CM2の両方がローとなる。
また、モニタ経路Lmのグランドショート(グランドラインへのショート)が発生したとしても、端子電圧Vmが0V(<Vth2)になるという点において、リレー27,28の何れかがオン故障したのと同じである。このため、モニタ経路Lmのグランドショートが発生しても、3つのリレー27〜29をオフさせている場合、図4の「検査用駆動モード(1)」の行における(e)の列に示すように、CM1,CM2の両方がローとなる。
逆に言えば、モニタ経路Lmのグランドショートも、リレー27,28の何れかのオン故障として検出可能、ということである。そこで、以下では、図4の最下行に示すように、ピニオン駆動リレー27のオン故障と、モータ駆動リレー28のオン故障と、モニタ経路Lmのグランドショートとを、「異常[2]」と分類する。
以上のことから、マイコン31は、3つのリレー27〜29をオフさせている場合のCM1,CM2の組み合わせにより、異常[1]と異常[2]とを識別して検出する。つまり、CM1,CM2の両方がハイならば、異常[1]が発生していると判断し、CM1,CM2の両方がローならば、異常[2]が発生していると判断する。
一方、リレー27〜29の何れかにオフ故障が発生しても、3つのリレー27〜29をオフさせている場合の端子電圧Vmは、正常時と同じ「VB/2」となる。つまり、リレー27〜29をオフさせているのだから、オフ故障の影響は現れない。よって、3つのリレー27〜29をオフさせている場合には、リレー27〜29の何れかにオフ故障が発生していても、CM1,CM2は正常時と同じ出力値となり、図4の「検査用駆動モード(1)」の行における(g),(h),(i)の各列に示すように、CM1はローで、CM2はハイとなる。
また、このことは、モニタ経路Lmが断線した場合においても同様である。即ち、モニタ経路Lmが断線すると、リレー27〜29のオン/オフ状態に拘わらず、端子電圧Vmは常に「VB/2」となるため、3つのリレー27〜29をオフさせている場合に、モニタ経路Lmの断線が発生していても、CM1,CM2は正常時と同じ出力値となり、図4の「検査用駆動モード(1)」の行における(f)の列に示すように、CM1はローで、CM2はハイとなる。
ここで、3つのリレー27〜29のうち、ピニオン駆動リレー27だけをオンさせた場合、正常ならば、端子電圧Vmは、第2閾値電圧Vth2よりも低い0Vとなるため、図4の「検査用駆動モード(2)」の行における“正常”の列に示すように、CM1,CM2の両方がローとなる。
これに対して、もしピニオン駆動リレー27がオフ故障していれば、3つのリレー27〜29のうちのピニオン駆動リレー27だけをオンさせた場合に、そのリレー27は実際にはオンしないため、3つのリレー27〜29をオフさせた場合と同様に、端子電圧Vmは「VB/2」になり、このため、図4の「検査用駆動モード(2)」の行における(h)の列に示すように、CM1はローで、CM2はハイになる。尚、オンさせるとは、オンするように駆動するということであり、本当にオンするとは限らない。
よって、マイコン31は、3つのリレー27〜29のうち、ピニオン駆動リレー27だけをオンさせた場合のCM1,CM2により、そのピニオン駆動リレー27のオフ故障を検出することができる。
同様に、3つのリレー27〜29のうち、モータ駆動リレー28だけをオンさせた場合にも、正常ならば、端子電圧Vmは0Vとなるため、図4の「検査用駆動モード(3)」の行における“正常”の列に示すように、CM1,CM2の両方がローとなる。
これに対して、もしモータ駆動リレー28がオフ故障していれば、3つのリレー27〜29のうちのモータ駆動リレー28だけをオンさせた場合に、そのリレー28は実際にはオンしないため、端子電圧Vmは「VB/2」になり、このため、図4の「検査用駆動モード(3)」の行における(i)の列に示すように、CM1はローで、CM2はハイになる。
よって、マイコン31は、3つのリレー27〜29のうち、モータ駆動リレー28だけをオンさせた場合のCM1,CM2により、そのモータ駆動リレー28のオフ故障を検出することができる。
また、3つのリレー27〜29のうち、上流カットリレー29だけをオンさせた場合、正常ならば、端子電圧Vmは、第1閾値電圧Vth1よりも高いバッテリ電圧VBとなるため、図4の「検査用駆動モード(4)」の行における“正常”の列に示すように、CM1,CM2の両方がハイとなる。
これに対して、もし上流カットリレー29がオフ故障していれば、3つのリレー27〜29のうちの上流カットリレー29だけをオンさせた場合に、そのリレー29は実際にはオンしないため、端子電圧Vmは「VB/2」になり、このため、図4の「検査用駆動モード(4)」の行における(g)の列に示すように、CM1はローで、CM2はハイになる。
よって、マイコン31は、3つのリレー27〜29のうち、上流カットリレー29だけをオンさせた場合のCM1,CM2により、その上流カットリレー29のオフ故障を検出することができる。
但し、モニタ経路Lmが断線していると、前述したように、端子電圧Vmは常に「VB/2」となるため、図4の「検査用駆動モード(2)〜(4)」の各行における(f)の列に示すように、3つのリレー27〜29の何れか1つをオンさせた各場合においても、CM1はローで、CM2はハイとなる。そして、このことは、下記のことを意味する。
即ち、3つのリレー27〜29のうち、ピニオン駆動リレー27だけをオンさせた場合に、「CM1=ロー,CM2=ハイ」ならば、異常として、そのリレー27のオフ故障が発生していると考えられるが、モニタ経路Lmが断線している可能性もあるということであり、同様に、モータ駆動リレー28だけをオンさせた場合に、「CM1=ロー,CM2=ハイ」ならば、異常として、そのリレー28のオフ故障が発生していると考えられるが、モニタ経路Lmが断線している可能性もあるということであり、同様に、上流カットリレー29だけをオンさせた場合に、「CM1=ロー,CM2=ハイ」ならば、異常として、そのリレー29のオフ故障が発生していると考えられるが、モニタ経路Lmが断線している可能性もあるということである。
そして、モニタ経路Lmの断線については、リレー27〜29のオフ故障と区別せずに、結果的にリレー27〜29のオフ故障として検出されるようになっていても良いが、リレー27〜29の何れかのオフ故障と、モニタ経路Lmの断線とは、以下のように識別することができる。
例えば、モニタ経路Lmの断線ではなく、ピニオン駆動リレー27がオフ故障しているとすると、3つのリレー27〜29のうち、そのピニオン駆動リレー27以外のリレー28,29をそれぞれオンさせた各場合には、図4の「検査用駆動モード(3),(4)」の各行における(h)の列に示すように、CM1,CM2は、「CM1=ロー,CM2=ハイ」とならず、正常時と同じ論理レベルとなる。
同様に、モニタ経路Lmの断線ではなく、モータ駆動リレー28がオフ故障しているとすると、3つのリレー27〜29のうち、そのモータ駆動リレー28以外のリレー27,29をそれぞれオンさせた各場合には、図4の「検査用駆動モード(2),(4)」の各行における(i)の列に示すように、CM1,CM2は、「CM1=ロー,CM2=ハイ」とならず、正常時と同じ論理レベルとなる。
また同様に、モニタ経路Lmの断線ではなく、上流カットリレー29がオフ故障しているとすると、3つのリレー27〜29のうち、その上流カットリレー29以外のリレー27,28をそれぞれオンさせた各場合には、図4の「検査用駆動モード(2),(3)」の各行における(g)の列に示すように、CM1,CM2は、「CM1=ロー,CM2=ハイ」とならず、正常時と同じ論理レベルとなる。
このため、マイコン31は、3つのリレー27〜29を1つずつオンさせた各場合のCM1,CM2を検証し、何れか1つの場合にだけ「CM1=ロー,CM2=ハイ」となれば、その「CM1=ロー,CM2=ハイ」となった場合にオンさせたリレーが、オフ故障していると判断することができる。また、何れかの場合で「CM1=ロー,CM2=ハイ」となり、且つ、他の何れかの場合でCM1,CM2が正常時と同じ論理レベルになれば、「CM1=ロー,CM2=ハイ」となった場合にオンさせたリレーが、オフ故障していると判断することもできる。また逆に、少なくとも2つ以上の場合で「CM1=ロー,CM2=ハイ」となったならば、リレーのオフ故障ではなく、モニタ経路Lmが断線していると判断することができる。
尚、ピニオン駆動リレー27とモータ駆動リレー28との何れかと、上流カットリレー29とを、同時にオンさせなければ、コイル23a,19aに電流を流してしまうことはないため、異常検出のためにスタータ13を不要に機能させてしまうことはない。
一方、図4の「検査用駆動モード(2)〜(4)」の各行における(a)と(b)の各列に示すように、上流カットリレー29のオン故障とモニタ経路Lmの電源ショートとの何れかが発生したならば、3つのリレー27〜29の何れをオンさせた場合でも、CM1とCM2は両方ともハイになる。端子電圧Vmがバッテリ電圧VBのままになるからである。また、図4の「検査用駆動モード(2)〜(4)」の各行における(e)の列に示すように、モニタ経路Lmのグランドショートが発生したならば、3つのリレー27〜29の何れをオンさせた場合でも、CM1とCM2は両方ともローになる。端子電圧Vmが0Vのままになるからである。また、図4の「検査用駆動モード(2)〜(4)」の各行における(c),(d)の各列に示すように、ピニオン駆動リレー27とモータ駆動リレー28との何れかにオン故障が発生したならば、上流カットリレー29をオンさせた場合には、端子電圧Vmがバッテリ電圧VBになるためCM1とCM2が両方ともハイになり、リレー27,28の何れかをオンさせた場合には、端子電圧Vmが0VのままであるためCM1とCM2は両方ともローになる。
以上が、異常の検出原理である。
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。
図5に示すように、マイコン31は、異常[1]を検出した場合、ユーザコーション(車両の使用者に対する警告)の処理として、「始動回路が電源ショートしている」ことを示す警告を車両の使用者に与える処理を行うと共に、異常[1]が発生していることを示す異常情報を不揮発性メモリ等に記憶し(図5では図示省略)、更に、アイドルストップ(エンジンの自動停止)を禁止するための処理を行う。
尚、警告を車両の使用者に与える処理としては、その警告の内容を示すメッセージを、表示装置に表示したり音でスピーカーから出力したりする処理や、その警告の内容を示す警告灯を点灯させる処理等が考えられる。
また、アイドルストップを禁止するための処理としては、アイドルストップ禁止フラグをセットする(1にする)処理が考えられる。つまり、マイコン31は、アイドルストップ禁止フラグが1になっている場合には、エンジンの運転中に自動停止条件の成立を判定しないか、あるいは、自動停止条件が成立したと判定しても、エンジンを停止させる処理を行わなくなる。
一方、異常[1]を検出した場合にアイドルストップを禁止する理由は、下記の通りである。
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。
このため、異常[1]を検出した場合には、アイドルストップを禁止することで、スタータ13を機能させなければならない機会を減らし、正常な下流側のリレー27,28までもがオン故障してしまうことを防止している。
また、マイコン31は、3つのリレー27〜29をオフするように駆動した状態で異常[1]を検出することとなるが、異常[1]を検出したならば、リレー27〜29のうちの何れか1つをオンさせて異常を検出する処理(即ち、リレー27〜29のオフ故障及びモニタ経路Lmの断線を検出するための処理であり、後述する図6におけるS180〜S340の処理)は実施しない。
なぜなら、異常[1]が発生している状態で、リレー27またはリレー28をオンさせると、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からであり、そのような不要通電を回避するためである。
また、異常[1]を検出したということは、図4の「検査用駆動モード(1)」の行に示すように、3つのリレー27〜29をオフさせている場合のCM1,CM2が両方ともハイであったということから、モニタ経路Lmは断線していないと言えるし、リレー27〜29を1つずつオンさせたとしても、リレー27〜29のオフ故障を検出するという観点では、正しい検出結果が得られない(即ち、CM1,CM2はハイのままであり、リレー27〜29のオフ故障を示す「CM1=ロー,CM2=ハイ」という組み合わせにはならない)からである。
次に、マイコン31は、異常[2]を検出した場合、ユーザコーションの処理として、「始動回路がグランドショートしている」ことを示す警告を車両の使用者に与える処理を行うと共に、異常[2]が発生していることを示す異常情報を不揮発性メモリ等に記憶し(図5では図示省略)、更に、アイドルストップを禁止するための処理を行う。
尚、異常[2]を検出した場合にアイドルストップを禁止する理由は、下記の通りである。
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。
このため、異常[2]を検出した場合にも、アイドルストップを禁止することで、スタータ13を機能させなければならない機会を減らし、正常な上流カットリレー29までもがオン故障してしまうことを防止している。
また、エンジン始動時においては、厳密には、ピニオンギヤ21を先に動かしてからモータ17を動作させる、という順序制御を行わなければならない。しかし、ピニオン駆動リレー27とモータ駆動リレー28との、どちらのオン故障か区別がつかず、もしモータ駆動リレー28のオン故障ならば、上記順序制御を行うことができないという不都合がある。一方、異常[2]のうち、発生しているのがモニタ経路Lmのグランドショートであると、スタータ13を機能させるために上流カットリレー29をオンさせたときに、バッテリ電圧VBのライン16をグランドラインにショートさせてしまい、例えば、そのライン16に設けられているヒューズが切れてしまう、といった不都合もある。そして、そのような各不都合を回避するという面からも、異常[2]を検出した場合には、アイドルストップを禁止して、スタータ13を機能させなければならない機会を減らしている。
また、マイコン31は、3つのリレー27〜29をオフするように駆動した状態で異常[2]を検出することとなるが、異常[2]を検出した場合にも、リレー27〜29のうちの何れか1つをオンさせて異常を検出する処理(即ち、リレー27〜29のオフ故障及びモニタ経路Lmの断線を検出するための処理であり、後述する図6におけるS180〜S340の処理))は実施しない。
なぜなら、異常[2]のうち、発生しているのが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をオンさせると、前述の不要通電状態を招くからであり、それを回避するためである。
また、異常[2]を検出したということは、図4の「検査用駆動モード(1)」の行に示すように、3つのリレー27〜29をオフさせている場合のCM1,CM2が両方ともローであったということから、モニタ経路Lmは断線していないと言えるし、リレー27〜29を1つずつオンさせたとしても、リレー27〜29のオフ故障を検出するという観点では、正しい検出結果が得られない(即ち、リレー27〜29のオフ故障を示す「CM1=ロー,CM2=ハイ」という組み合わせにはならない)からである。また、発生しているのがモニタ経路Lmのグランドショートであると、上流カットリレー29をオンさせることで、バッテリ電圧VBのグランドショート(バッテリ電圧VBのライン16とグランドラインとのショート)を招くため、好ましくないということもある。
次に、マイコン31は、異常[3](モニタ経路Lmの断線)を検出した場合、ユーザコーションの処理として、「モニタ経路(Lm)が断線している」ことを示す警告を車両の使用者に与える処理を行うと共に、異常[3]が発生していることを示す異常情報を不揮発性メモリ等に記憶し(図5では図示省略)、更に、アイドルストップを禁止するための処理を行う。
尚、異常[3]を検出した場合にアイドルストップを禁止する理由は、下記の通りである。
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。
次に、マイコン31は、異常[4](上流カットリレー29のオフ故障)を検出した場合、ユーザコーションの処理として、「上流カットリレー(29)がオフ故障している」ことを示す警告を車両の使用者に与える処理を行うと共に、異常[4]が発生していることを示す異常情報を不揮発性メモリ等に記憶し(図5では図示省略)、更に、アイドルストップを禁止するための処理を行う。
また、マイコン31は、異常[5](ピニオン駆動リレー27のオフ故障)を検出した場合、ユーザコーションの処理として、「ピニオン駆動リレー(27)がオフ故障している」ことを示す警告を車両の使用者に与える処理を行うと共に、異常[5]が発生していることを示す異常情報を不揮発性メモリ等に記憶し(図5では図示省略)、更に、アイドルストップを禁止するための処理を行う。
同様に、マイコン31は、異常[6](モータ駆動リレー28のオフ故障)を検出した場合、ユーザコーションの処理として、「モータ駆動リレー(28)がオフ故障している」ことを示す警告を車両の使用者に与える処理を行うと共に、異常[6]が発生していることを示す異常情報を不揮発性メモリ等に記憶し(図5では図示省略)、更に、アイドルストップを禁止するための処理を行う。
尚、異常[4]〜異常[6]の何れかを検出した場合にアイドルストップを禁止する理由も、リレー27〜29の何れかがオンしないため、スタータ13を機能させることができないからであり、延いては、車両が路上で走行不能になってしまうことを防止するためである。
以上のことを踏まえて、次に、マイコン31が行う異常検出処理の具体的な手順について、図6,図7のフローチャートを用い説明する。
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。
図6に示すように、マイコン31が異常検出処理を開始すると、まずS110にて、図4に示した検査用駆動モード(1)の状態を作るために、3つのリレー27〜29をオフさせる(オフするように駆動する)。
つまり、リレー27,28については、トランジスタT1,T2への駆動信号を、そのトランジスタがオフする方の非アクティブレベルで出力することにより、トランジスタT1,T2をオフさせることで、該リレー27,28をオフさせる。また、リレー29については、ECU12のマイコン41に指令を与えてトランジスタT3をオフさせることで、該リレー29をオフさせる。尚、スタータ13の制御処理として、エンジンの運転中は、元々リレー27〜29をオフさせている。
次に、S120にて、比較器51,52の出力CM1,CM2を読み取り、「CM1=ロー,CM2=ハイ」であるか否かを判定する。
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。
S130では、「CM1,CM2=ハイ」であるか否かを判定し、「CM1,CM2=ハイ」であれば、異常[1]が発生していると判断して(特定して)、S140に進む。そして、S140では、異常[1]を検出したことを示すフラグF1を、オン側の“1”にし、その後、S350に進む。
また、上記S130にて、「CM1,CM2=ハイ」ではないと判定した場合には、S150に移行して、「CM1,CM2=ロー」であるか否かを判定し、「CM1,CM2=ロー」であれば、異常[2]が発生していると判断して(特定して)、S160に進む。そして、S160では、異常[2]を検出したことを示すフラグF2を、オン側の“1”にし、その後、S350に進む。
また、上記S150にて、「CM1,CM2=ロー」ではないと判定した場合には、異常[1]〜異常[6]を検出するための回路であるダイアグ回路(具体的には、抵抗R1,R2及び電圧モニタ回路50からなる回路)に異常が発生していると判断して、S170に進む。そして、S170では、ダイアグ回路の異常を検出したことを示すフラグFerを、オン側の“1”にし、その後、S350に進む。
つまり、S150で“NO”と判定した場合には、3つのリレー27〜29をオフさせている場合のCM1,CM2の組み合わせが、図4の「検査用駆動モード(1)」の行に示した組み合わせの何れにも該当しないということであるため、ダイアグ回路の異常と判断している。
一方、上記S120にて、「CM1=ロー,CM2=ハイ」であると判定した場合には、正常であるか、あるいは、異常[3]〜[6]の何れかが発生している可能性があるため(図4の「検査用駆動モード(1)の行を参照)、それを識別するために、S180以降の処理を行う。
まず、S180では、図4に示した検査用駆動モード(2)の状態を作るために、リレー27〜29のうち、リレー28,29はオフさせたままで、ピニオン駆動リレー27だけをオンさせる(オンするように駆動する)。つまり、トランジスタT1への駆動信号を、そのトランジスタがオンする方のアクティブレベルで出力することにより、トランジスタT1をオンさせることで、ピニオン駆動リレー27をオンさせる。
次に、S190にて、比較器51,52の出力CM1,CM2を読み取り、「CM1,CM2=ロー」であるか否かを判定する。
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。
S200では、「CM1=ロー,CM2=ハイ」であるか否かを判定し、「CM1=ロー,CM2=ハイ」であれば、前述したように、異常[3],[5]の何れかが発生しているということであるため(図4の「検査用駆動モード(2)の行を参照)、S210に進んで、異常[3]を検出したことを示すフラグF3と、異常[5]を検出したことを示すフラグF5とを、オン側の“1”にし、その後、S230に進む。尚、異常[3],[5]の何れが発生しているのかは、後の処理で識別される。
また、上記S200にて、「CM1=ロー,CM2=ハイ」ではないと判定した場合には、ダイアグ回路に異常が発生していると判断して、S220に進む。そして、S220では、S170と同様に、フラグFerを“1”にし、その後、S350に進む。
つまり、この時点では、S120で“YES”と判定されており、異常[1]は生じていないことが確認されているため、CM1とCM2は、「CM1,CM2=ハイ」という組み合わせにはなり得ず、「CM1,CM2=ロー」と「CM1=ロー,CM2=ハイ」との何れかの組み合わせになるはずである(図4の「検査用駆動モード(2)」の行を参照)。しかし、S200で“NO”と判定した場合には、「CM1,CM2=ロー」と「CM1=ロー,CM2=ハイ」との何れでもない、ということであるから、ダイアグ回路に異常が発生していると判断している。
一方、上記S190にて、「CM1,CM2=ロー」であると判定した場合には、そのままS230に進む。尚、この場合(S190からS230へ直接進む場合)には、正常であるか、あるいは、異常[4],[6]の何れかが発生している可能性がある。
S230では、図4に示した検査用駆動モード(3)の状態を作るために、ピニオン駆動リレー27をオフさせ、次いで、モータ駆動リレー28をオンさせる。つまり、トランジスタT1への駆動信号を非アクティブレベルに切り替えて、トランジスタT1をオフさせることにより、ピニオン駆動リレー27をオフさせ、次いで、トランジスタT2への駆動信号をアクティブレベルに切り替えて、トランジスタT2をオンさせることにより、モータ駆動リレー28をオンさせる。このため、リレー27〜29のうち、モータ駆動リレー28だけをオンさせることとなる。
次に、S240にて、比較器51,52の出力CM1,CM2を読み取り、「CM1,CM2=ロー」であるか否かを判定する。
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。
S250では、「CM1=ロー,CM2=ハイ」であるか否かを判定し、「CM1=ロー,CM2=ハイ」であれば、前述したように、異常[3],[6]の何れかが発生しているということであるため(図4の「検査用駆動モード(3)の行を参照)、S260に進んで、異常[3]を検出したことを示すフラグF3と、異常[6]を検出したことを示すフラグF6とを、オン側の“1”にし、その後、S270に進む。尚、異常[3],[6]の何れが発生しているのかは、後の処理で識別される。
また、上記S250にて、「CM1=ロー,CM2=ハイ」ではないと判定した場合には、ダイアグ回路に異常が発生していると判断して、前述のS220に進み、フラグFerを“1”にした後、S350に進む。
つまり、S200で“NO”と判定した場合と同様に、この時点では、異常[1]は生じていないことが確認されているため、CM1とCM2は、「CM1,CM2=ハイ」という組み合わせにはなり得ず、「CM1,CM2=ロー」と「CM1=ロー,CM2=ハイ」との何れかの組み合わせになるはずである(図4の「検査用駆動モード(3)」の行を参照)。しかし、S250で“NO”と判定した場合には、「CM1,CM2=ロー」と「CM1=ロー,CM2=ハイ」との何れでもない、ということであるから、ダイアグ回路に異常が発生していると判断している。
一方、上記S240にて、「CM1,CM2=ロー」であると判定した場合には、そのままS270に進む。尚、この場合(S240からS270へ直接進む場合)には、正常であるか、あるいは、異常[4],[5]の何れかが発生している可能性がある。
S270では、図4に示した検査用駆動モード(4)の状態を作るために、モータ駆動リレー28をオフさせ、次いで、上流カットリレー29をオンさせる。つまり、トランジスタT2への駆動信号を非アクティブレベルに切り替えて、トランジスタT2をオフさせることにより、モータ駆動リレー28をオフさせ、次いで、ECU12のマイコン41に指令を与えてトランジスタT3をオンさせることで、上流カットリレー29をオンさせる。このため、リレー27〜29のうち、上流カットリレー29だけをオンさせることとなる。
次に、S280にて、比較器51,52の出力CM1,CM2を読み取り、「CM1,CM2=ハイ」であるか否かを判定する。
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。
S290では、「CM1=ロー,CM2=ハイ」であるか否かを判定し、「CM1=ロー,CM2=ハイ」であれば、異常[3],[4]の何れかが発生しているということであるため(図4の「検査用駆動モード(4)の行を参照)、発生している異常を特定するために、S300に進む。
そして、S300では、フラグF3が“1”であるか否かを判定し、フラグF3が“1”であった場合には、異常[3],[4]のうち、異常[3]の方が発生していると判断して(特定して)、S310に進み、フラグF5とフラグF6を“0”にする。そして、その後、S350に進む。
つまり、この場合には、S210とS260との少なくとも一方(実際には両方であると考えられる)においてフラグF3が“1”に設定されており、3つのリレー27〜29のうち、リレー29だけをオンさせた場合のみならず、リレー27だけをオンさせた場合と、リレー28だけをオンさせた場合との、少なくとも一方(実際には両方であると考えられる)においても、「CM1=ロー,CM2=ハイ」になったということである。よって、前述したように、3つのリレー27〜29を1つずつオンさせた各場合の少なくとも2つ以上の場合で「CM1=ロー,CM2=ハイ」になった、ということであるから、異常[4](上流カットリレー29のオフ故障)ではなく、異常[3](モニタ経路Lmの断線)が発生していると判断している(図4の(f)の列を参照)。
更に、異常[3]であるということは、異常[5],[6]ではないということであるため、S210とS260とで“1”に設定していたフラグF5とフラグF6を、S310にて“0”に戻している。即ち、S210の実行段階では、異常[3]と異常[5]との判別ができず、同様に、S260の実行段階では、異常[3]と異常[6]との判別ができないが、S310の実行段階にて、発生しているのが異常[3]であると特定することができる。
一方、上記300にて、フラグF3が“1”ではないと判定した場合には、異常[3]ではなく、異常[4]の方が発生していると判断して(特定して)、S320に進み、異常[4]を検出したことを示すフラグF4を、オン側の“1”にする。そして、その後、S350に進む。
つまり、この場合には、3つのリレー27〜29のうち、リレー27,28の各々をオンさせても「CM1=ロー,CM2=ハイ」とはならず、リレー29をオンさせた場合にだけ「CM1=ロー,CM2=ハイ」となった、ということであるから、異常[3]ではなく、異常[4]が発生していると判断している(図4の(g)の列を参照)。
結局、マイコン31は、前述したように、3つのリレー27〜29を1つずつオンさせた各場合のCM1,CM2を検証して、何れか1つの場合にだけ「CM1=ロー,CM2=ハイ」となれば、その「CM1=ロー,CM2=ハイ」となった場合にオンさせたリレー(この例では上流カットリレー29)が、オフ故障していると判断している。
また、上記S290にて、「CM1=ロー,CM2=ハイ」ではないと判定した場合には、ダイアグ回路に異常が発生していると判断して、前述のS220に進み、フラグFerを“1”にした後、S350に進む。
つまり、この時点では、S120で“YES”と判定されており、異常[2]は生じていないことが確認されているため、CM1とCM2は、「CM1,CM2=ロー」という組み合わせにはなり得ず、「CM1,CM2=ハイ」と「CM1=ロー,CM2=ハイ」との何れかの組み合わせになるはずである(図4の「検査用駆動モード(4)」の行を参照)。しかし、S290で“NO”と判定した場合には、「CM1,CM2=ハイ」と「CM1=ロー,CM2=ハイ」との何れでもない、ということであるから、ダイアグ回路に異常が発生していると判断している。
一方また、上記S280にて、「CM1,CM2=ハイ」であると判定した場合には、S330に進む。尚、この場合(S280からS330に進む場合)には、正常であるか、あるいは、異常[5],[6]の何れかが発生している可能性がある。
そして、S330では、フラグF5またはフラグF6が“1”であるか否かを判定し、フラグF5またはフラグF6が“1”であれば、その“1”になっている方のフラグに対応する異常が発生している(即ち、フラグF5が“1”ならば異常[5]が発生しており、フラグF6が“1”ならば異常[6]が発生している)と判断して(特定して)、S340に進み、フラグF3を“0”にする。そして、その後、S350に進む。
つまり、フラグF5はS210で“1”に設定され、フラグF6はS260で“1”に設定されるが、前述したように、S210の実行段階では、異常[3]と異常[5]との判別ができず、同様に、S260の実行段階では、異常[3]と異常[6]との判別ができないため、フラグF3も“1”に設定されている。
しかし、S340の実行段階では、S280で“YES”と判定されており、3つのリレー27〜29のうちのリレー29だけをオンさせた場合にCM1,CM2が正常時と同じ「CM1,CM2=ハイ」になることが確認されているため、発生しているのが異常[3]ではなく、異常[5]または異常[6]の方であると判断している。このため、S340では、フラグF3を“0”に戻して、フラグF5とフラグF6とのうち、“1”になっている方を、“1”のままにして有効にしている。
よって、3つのリレー27〜29のうち、ピニオン駆動リレー27だけをオンさせた場合に、「CM1=ロー、CM2=ハイ」となって、フラグF3とフラグF5が“1”に設定されても(S200:YES→S210)、上流カットリレー29だけをオンさせた場合に、CM1とCM2が正常時と同じ「CM1,CM2=ハイ」となれば(S280:YES)、フラグF3は“0”に戻されて(S340)、フラグF5だけが“1”のままになる。同様に、3つのリレー27〜29のうち、モータ駆動リレー28だけをオンさせた場合に、「CM1=ロー、CM2=ハイ」となって、フラグF3とフラグF6が“1”に設定されても(S250:YES→S260)、上流カットリレー29だけをオンさせた場合に、CM1とCM2が正常時と同じ「CM1,CM2=ハイ」となれば(S280:YES)、フラグF3は“0”に戻されて(S340)、フラグF6だけが“1”のままになる。
結局、マイコン31は、前述したように、3つのリレー27〜29を1つずつオンさせた各場合のCM1,CM2を検証して、何れかの場合で「CM1=ロー,CM2=ハイ」となり、且つ、他の何れかの場合でCM1,CM2が正常時と同じ論理レベルになれば、「CM1=ロー,CM2=ハイ」となった場合にオンさせたリレー(この例では、ピニオン駆動リレー27またはモータ駆動リレー28)が、オフ故障していると判断している。
一方、上記S330にて、フラグF5とフラグF6が両方とも“1”ではないと判定した場合には(S330:NO)、異常無し(即ち正常である)と判断して、そのままS350に進む。
S350では、S110と同じ処理を行うことにより、3つのリレー27〜29をオフさせる。
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。
図7に示すように、マイコン31は、フェイルセーフ処理を開始すると、まずS410にて、フラグF1が“1”であるか否かを判定し、フラグF1が“1”であれば、S420に進む。そのS420では、異常[1]を検出した場合のユーザコーションの処理として、前述したように、「始動回路が電源ショートしている」ことを示す警告を車両の使用者に与える処理を行い、その後、S550に進む。
また、上記S410にて、フラグF1が“1”ではないと判定した場合には、S430に移行して、フラグF2が“1”であるか否かを判定し、フラグF2が“1”であれば、S440に進む。そのS440では、異常[2]を検出した場合のユーザコーションの処理として、前述したように、「始動回路がグランドショートしている」ことを示す警告を車両の使用者に与える処理を行い、その後、S550に進む。
また、上記S430にて、フラグF2が“1”ではないと判定した場合には、S450に移行して、フラグF3が“1”であるか否かを判定し、フラグF3が“1”であれば、S460に進む。そのS460では、異常[3]を検出した場合のユーザコーションの処理として、前述したように、「モニタ経路(Lm)が断線している」ことを示す警告を車両の使用者に与える処理を行い、その後、S550に進む。
また、上記S450にて、フラグF3が“1”ではないと判定した場合には、S470に移行して、フラグF4が“1”であるか否かを判定し、フラグF4が“1”であれば、S480に進む。そのS480では、異常[4]を検出した場合のユーザコーションの処理として、前述したように、「上流カットリレー(29)がオフ故障している」ことを示す警告を車両の使用者に与える処理を行い、その後、S550に進む。
また、上記S470にて、フラグF4が“1”ではないと判定した場合には、S490に移行して、フラグF5が“1”であるか否かを判定し、フラグF5が“1”であれば、S500に進む。そのS500では、異常[5]を検出した場合のユーザコーションの処理として、前述したように、「ピニオン駆動リレー(27)がオフ故障している」ことを示す警告を車両の使用者に与える処理を行い、その後、S550に進む。
また、上記S490にて、フラグF5が“1”ではないと判定した場合には、S510に移行して、フラグF6が“1”であるか否かを判定し、フラグF6が“1”であれば、S520に進む。そのS520では、異常[6]を検出した場合のユーザコーションの処理として、前述したように、「モータ駆動リレー(28)がオフ故障している」ことを示す警告を車両の使用者に与える処理を行い、その後、S550に進む。
また、上記S510にて、フラグF6が“1”ではないと判定した場合には、S530に移行して、フラグFerが“1”であるか否かを判定し、フラグFerが“1”であれば、S540に進む。そのS540では、ダイアグ回路の異常を検出した場合のユーザコーションの処理として、「ダイアグ回路が異常である」ことを示す警告を車両の使用者に与える処理を行い、その後、S550に進む。
このため、フラグF1〜F6,Ferの何れかが“1”の場合であって、その“1”のフラグに対応する異常を検出した場合には、S550へ進むこととなる。
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。
つまり、図7のフェイルセーフ処理では、異常[1]〜異常[6]の何れか、あるいは、ダイアグ回路の異常を検出した場合に、その検出した異常に応じたユーザコーションを行うと共に、アイドルストップを禁止している。
尚、異常[1]〜異常[6]の何れかを検出した場合にアイドルストップを禁止する理由は、図5に沿って説明した通りである。また、ダイアグ回路の異常を検出した場合にもアイドルストップを禁止するのは、ダイアグ回路が正常でないと、スタータ13を機能させるための回路(コイル19a,23aに対する通電回路)が正常か否かを確認することができず、やはり、スタータ13を機能させることができない可能性があるためである。
一方、上記S530にて、フラグFerが“1”ではないと判定した場合には、フラグF1〜F6,Ferが全て“0”であり、異常無しと判断して、そのまま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。
尚、マイコン31は、別の異常情報記憶処理によって、フラグF1〜F6,Ferを参照し、“1”であるフラグがあれば、そのフラグが示す異常が発生していることを示す異常情報(いわゆるダイアグコード)を、不揮発性メモリ等に記憶する。そして、その不揮発性メモリ等に記憶された異常情報は、当該ECU11と通信可能に接続される故障診断装置(いわゆるスキャンツール)によって読み出すことができるようになっている。
以上のような2つのECU11,12と3つのリレー27〜29とからなる本実施形態のスタータ制御装置によれば、ピニオン制御用ソレノイド23のコイル23aについては、互いに直列な上流カットリレー29とピニオン駆動リレー27との両方がオン故障しない限り、不要通電状態に陥ることがない。同様に、電磁スイッチ19のコイル19aについても、互いに直列な上流カットリレー29とモータ駆動リレー28との両方がオン故障しない限り、不要通電状態に陥ることがない。
つまり、直列な2つのリレーのうちの一方がオン故障したとしても、他方をオンさせなければ、コイル23a,19aの各々に有効な電流が流れることを阻止することができ、延いては、スタータ13のピニオンギヤ21またはモータ17が不要に動作してしまう不要動作異常を防止することができる。
更に、各リレー27〜29のオン故障を検出することができるため、コイル23aまたはコイル19aへの不要通電状態(延いては、スタータ13の不要動作異常)が発生する可能性が高まっていることを察知して、フェイルセーフの処置を事前に行うことができる。具体的には、リレー27〜29のうちの何れかのオン故障(異常[1]または異常[2])を検出した場合には、アイドルストップを禁止しているため、スタータ13を機能させなければならない機会を減らして、正常なリレーまでもがオン故障してしまうことを防止することができる。よって、装置の信頼性を向上させることができる。
また、各リレー27〜29のオフ故障も検出することができるため、装置の信頼性を一層向上させることができる。具体的には、リレー27〜29のうちの何れかのオフ故障(異常[4]〜[6]の何れか)を検出した場合には、アイドルストップを禁止しているため、アイドルストップからのエンジン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、ということを未然に防止することができる。
尚、リレー27〜29のオフ故障を検出した場合には、スタータ13を機能させる必要性が生じないようにするための処置として、アイドルストップの禁止以外にも、例えば、車両の運転者に対して、エンジンを停止させないことを促す処理を行っても良い。その処理としては、前述したように、エンジンを停止させるべきでないことを意味するメッセージを音で出力したり表示装置に表示したりする処理が考えられる。また例えば、プッシュ式のスタートボタンを押し続けるとエンジンが停止する車両であるならば、そのボタンが押され始めてからエンジンを停止させるまでの有効判定時間を、通常値よりも長い時間に変更する処理でも良い。そして、このような処理を行えば、運転者が自らの意志でエンジンを停止させてしまうことも防止でき、延いては、車両が走行不能になってしまうことの防止効果を一層高めることができる。
また、図6の異常検出処理では、S110〜S160の処理により異常[1]または異常[2]を検出した場合であって、リレー27〜29のうちの何れかのオン故障を検出した場合には、リレー27〜29のオン故障を検出するためのS180〜S340の処理を行わないため、例えば、リレー29がオン故障している状態で異常検出のためにリレー27,28の何れかをオンさせたり、逆に、リレー27,28の何れかがオン故障している状態で異常検出のためにリレー29をオンさせたりすることがない。このため、図6の異常検出処理を行うことによってコイル23aまたはコイル19aに有効な電流を不要に流してしまうことを、確実に防止できる。
一方、本実施形態では、ピニオン制御用ソレノイド23のコイル23aと、電磁スイッチ19のコイル19aとの各々が、スタータを機能させるための電気負荷に相当し、グランド電圧が、第1電位に相当し、バッテリ電圧VBが、第2電位に相当している。
また、コイル23aに関しては、上流カットリレー29とピニオン駆動リレー27とが、そのコイル23aへの電流経路に設けられた通電用スイッチ手段に相当し、そのうちで、上流カットリレー29が非負荷側スイッチ手段に相当し、ピニオン駆動リレー27が負荷側スイッチ手段に相当している。そして、コイル19aに関しては、上流カットリレー29とモータ駆動リレー28とが、そのコイル19aへの電流経路に設けられた通電用スイッチ手段に相当し、そのうちで、上流カットリレー29が非負荷側スイッチ手段に相当し、モータ駆動リレー28が負荷側スイッチ手段に相当している。
また、電圧モニタ回路50とマイコン31が、異常検出手段に相当しており、マイコン31は、アイドルストップ制御手段にも相当している。また、抵抗R2が、第1の抵抗成分に相当し、抵抗R1が、第2の抵抗成分に相当している。
また、図6におけるS110〜S160の処理が、オフ駆動時異常検出処理に相当し、図6におけるS180〜S210の処理が、ピニオン駆動リレー27を特定スイッチ手段としたオン駆動時異常検出処理に相当し、図6におけるS230〜S260の処理が、モータ駆動リレー28を特定スイッチ手段としたオン駆動時異常検出処理に相当し、図6におけるS270〜S340の処理が、上流カットリレー29を特定スイッチ手段としたオン駆動時異常検出処理に相当している。
また、コイル23aが第1の電気負荷で、コイル19aが第2の電気負荷であるとすると、ピニオン駆動リレー27が第1の負荷側スイッチ手段に相当し、モータ駆動リレー28が第2の負荷側スイッチ手段に相当することとなり、更に、図6におけるS180〜S210の処理が、第1の負荷側スイッチ手段オン駆動時異常検出処理に相当し、図6におけるS230〜S260の処理が、第2の負荷側スイッチ手段オン駆動時異常検出処理に相当することとなる。
尚、図6の異常検出処理では、モニタ経路Lmの断線を、リレー27〜29のオフ故障と区別して検出するようになっているが、モニタ経路Lmの断線がリレー27〜29のオフ故障として検出されるようになっていても良い。その場合、図6の異常検出処理において、S210とS260との各々ではフラグF3を“1”にせず、更にS300,S310,S330,S340を削除して、S280で“YES”と判定した場合にはS350へ進み、S290で“YES”と判定した場合にはS320へ進むように変形すれば良い。
[第2実施形態]
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。
具体的に説明すると、スタータ63では、ピニオン制御用ソレノイド23のコイル23aに通電されると、ピニオンギヤ21が突出してリングギヤ25に噛み合うだけでなく、そのコイル23aへの通電による電磁力により、電磁スイッチ19の接点19b,19cが短絡して、バッテリ15からモータ17への通電経路が連通する。
このため、スタータ63の電磁スイッチ19には、第1実施形態ではあったコイル19aが無く、そのコイル19aに通電するためのリレー28も、ECU11の外部には設けられていない。よって、ECU11内には、リレー28をオンさせるためのトランジスタT2が設けられていない。
つまり、第2実施形態では、ピニオン制御用ソレノイド23のコイル23aが、ピニオンギヤ21とモータ17との両方を動作させる電気負荷(スタータ63を機能させるための電気負荷)となっている。そして、ピニオン駆動リレー27は、実際には、ピニオン及びモータ駆動用のリレーであると言え、スタータ63を機能させるためのスタータリレーであるとも言える。
尚、他のハードウェア構成については、第1実施形態と同じであり、図8において、図1に示した構成要素と同じものについては、その図1で用いた符号と同じ符号を付しているため、説明を省略する。
以上のことから、第2実施形態において、ECU11のマイコン31が検出する異常の内容と、リレー27,29の駆動状態と、比較器51,52の出力CM1,CM2との組み合わせは、図9に示す通りである。
つまり、図9では、第1実施形態の場合の組み合わせを示した図4と比較すると、モータ駆動リレー28に関する内容が削除されており、具体的には、検査用駆動モード(3)の行が無く、(d)と(i)の列も無い。そして、第2実施形態において、異常[2]とは、ピニオン駆動リレー27のオン故障あるいはモニタ経路Lmのグランドショートを意味することとなり、また当然であるが、異常[6](モータ駆動リレー28のオフ故障)は存在しない。
そして、ECU11のマイコン31は、図6の異常検出処理に代えて、図10の異常検出処理を実行する。
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1に、S110に代わるS115では、2つのリレー27,29をオフさせる。
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4に、フラグF6は設けられておらず、S310に代わるS315では、フラグF5だけを“0”にする。
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6に、S350に代わるS355では、S115と同様に、2つのリレー27,29をオフさせる。
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。
そして、その図11のフェイルセーフ処理は、図7のフェイルセーフ処理と比較すると、S510及びS520が削除されていると共に、S490で“NO”と判定するとS530へ進むように変更されたものである。
但し、前述したように、本第2実施形態では、ピニオン駆動リレー27がスタータリレーであると言えるため、図11のフェイルセーフ処理において、フラグF5が“1”であった場合に進むS500では、ユーザコーションの処理として、「スタータリレーがオフ故障している」ことを示す警告を車両の使用者に与える処理を行っても良い。
そして、以上のような第2実施形態によっても、コイル19a及びモータ駆動リレー28が無いという点以外は、第1実施形態と同じ効果が得られる。
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。
例えば、モータ17が、スタータを機能させるための電気負荷であると捉えることもでき、その場合には、電磁スイッチ19を負荷側スイッチ手段として、モータ17への通電経路における電磁スイッチ19の上流側に、その電磁スイッチ19と同等の通電能力を有したリレーを、非負荷側スイッチ手段として設けるようにしても良い。
また、上記実施形態は、電源の高電位側(バッテリ電圧VB)と低電位側(グランド電圧)とのうち、低電位側の方を第1電位としており、即ち、通電対象の電気負荷よりも上流側に通電用スイッチ手段としてのリレーを設けるハイサイド駆動形態を採っているが、電源の高電位側の方を第1電位としても良い。つまり、通電対象の電気負荷よりも下流側に通電用スイッチ手段を設けるローサイド駆動形態を採っても良い。
例えば、図1において、コイル23aとコイル19aとの一端をバッテリ電圧VBのライン16に接続すると共に、リレー29の端子29bをグランドラインに接続して、「バッテリ電圧VB→コイル23a→リレー27→リレー29→グランドライン」の経路と、「バッテリ電圧VB→コイル19a→リレー28→リレー29→グランドライン」の経路とで、各コイル23a,19aに電流が流れるように構成しても良い。
また、リレー27〜29のうちの少なくとも1つを、ECU11,12の何れかに搭載しても良い。
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、通電用スイッチ手段としては、メカニカルなリレーに限らず、トランジスタ等の半導体からなるスイッチを用いても良い。
また、ECU11とECU12は、1つのユニットとして構成しても良い。
11,12…ECU(電子制御装置)、13,63…スタータ
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)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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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