JP5284913B2 - エンジン制御装置、車両、及び、エンジン制御方法 - Google Patents
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Description
<第1の実施の形態>
<車両の構成>
第1の実施の形態の車両は、動力源となるエンジンを備える。エンジンは、スタータシステムにより始動されるとともにエンジン制御装置により制御される。スタータシステムは、スタータモータ、プランジャー、及び、それらを制御する回路、並びに、電子部品などから構成される。
スタータシステムは、図1に示すように、スタータモータ5、プランジャー3、及び、それらを制御するコイル1、電磁石2、回路、並びに、電子部品などから構成される。
エンジン制御装置は、CPUなどの電子部品を備え、車両の状態を検出するセンサなどからの入力値に基づいて、点火プラグ、インジェクタ、又は、スロットルなどのアクチュエータを制御するための制御値を演算し、その制御値をアクチュエータへ出力することによってエンジンを制御する。
エンジン制御装置のブロック図を図5に基づいて説明する。
(A)車両を走行させるためのアクチュエータを電子制御する電子システムを起動、又は、終了させるためのメインリレーをオン又はオフにする、つまり、車両システムを起動、又は、終了させるためのイグニッションスイッチ11(IG−SW)。
(B)車両のアクセサリーを電子制御する電子システムを起動、又は、終了させるためのスイッチをオン又はオフするアクセサリースイッチ(ACC−SW)。
(C)スタータシステムを起動、又は、遮断させるための始動スイッチ30をオン又はオフするスタータスイッチ12(ST−SW)。このスタータスイッチはユーザが車両の運転席へ乗車して、車両のキーを所定の口へ挿し込み、キーを所定の位置まで回すことによりオンになる。
(D)車両の車速を検知する車速検知部13(車速センサ)。
(E)スタータモータ5のコイル1や電磁石2の周辺温度を検知する温度検知部14(温度センサ)。なお、温度検知部はコイル1や電磁石2の温度を検知するものであってもよい。つまり、電磁石の周辺にコイルが非接触にして巻かれているので、電磁石の温度、及び、コイルの周辺温度並びに電磁石の周辺温度は、コイルの温度と考えることができる。
(F)ユーザが車両の速度を加速させるためのアクセルの操作状態を検知するアクセル検知部15(アクセルセンサ)。
(G)ユーザが車両の速度を減速、又は、停車させるためのブレーキの操作状態を検知するブレーキ検知部16(ブレーキセンサ)。
(H)後述する電流系統における電圧を検知する電圧検知部41(電圧センサ)。
(I)後述する電流系統における電圧を検知する電圧検知部42(電圧センサ)。
(L)前述したスタータシステムにおけるコイル1。
(M)前述したスタータシステムにおけるスタータモータ5。
(J)エンジンの回転速度を検知する、又は、エンジンをクランキング制御する際に点火プラグやインジェクタにより爆発させるべき気筒を検知するクランク角検知部17(クランク角センサ)。
(K)エンジンをクランキング制御する際に点火プラグやインジェクタにより爆発させるべき気筒を検知するカム角検知部18(カム角センサ)。
(N)エンジンの気筒へ入り込んだ空気と燃料へ点火させる点火部19(点火プラグ)。
(O)エンジンの気筒へ爆発させる際に必要な燃料を噴射する燃料噴射部20(インジェクタ)。
(P)エンジンの気筒へ爆発させる際に必要な空気を吸入させる吸気部21(スロットル)。
(エンジン始動制御)
ユーザによりスタータスイッチ12が操作され始動スイッチ30がオンされた場合に、エンジンを始動する制御を説明する。
(制御回路)
ユーザによるスタータスイッチ12の操作により始動スイッチ30がオンにされて、エンジンを始動する制御回路を図4に基づいて説明する。
(電流系統A)
車両には、車両に備わる第1電源部である電源部31から接地部32へ電気を流す第1電流系統である電流系統Aが備わっており、電流系統Aにおいて電源側から始動スイッチ30とコイル1が備わっている。
(電流系統B)
次に、車両には、電流系統Aにおける始動スイッチ30とコイル1の間から分岐し、エンジン制御装置300内を経由して接地部33へ電気を流す第2電流系統である電流系統Bが備わっている。
アイドリングストップ機能によりエンジンを始動する制御を説明する。
(エンジン停止制御)
エンジン制御装置300の演算部300aが以下の(1)〜(6)までの条件(エンジン停止条件)を満たすことによりエンジンを停止する。
(1)演算部300aが車速検知部13からの入力信号に基づいて、車速が0であると判断する場合。
(2)演算部300aがアクセル検知部15からの入力信号に基づいて、アクセルが操作されていないと判断する場合。
(3)演算部300aがブレーキ検知部16からの入力信号に基づいて、ブレーキが操作されていると判断する場合。
(4)演算部300aが変速段検知部からの入力信号に基づいて、変速段がドライブであると判断する場合。
(5)電源であるバッテリの容量検知部からの入力信号に基づいて、その容量が所定容量以上であると判断する場合。なお、他の制御装置がその判断をしてその判断結果を入力する場合でもよい。
(6)他の制御によりアイドル制御を維持しなければならない状態でない場合。
(エンジン始動制御)
エンジン制御装置300の演算部300aが以下の(7)〜(9)までの条件(エンジン始動条件)を満たすことにエンジンを始動する。
(7)演算部300aがアクセル検知部15からの入力信号に基づいて、アイドリングストップ状態からアクセル操作がされたと判断する場合。
(8)演算部300aがブレーキ検知部16からの入力信号に基づいて、ブレーキが操作されていないと判断する場合。
(9)演算部300aが変速段検知部からの入力信号に基づいて、変速段がドライブであると判断する場合。
(制御回路)
(電流系統C)
アイドリングストップ機能によりエンジンを始動する制御回路を図8に基づいて説明する。
(電流系統D)
エンジン制御装置300には、エンジン制御装置300に備わる電源部38から、エンジン制御装置300内の電流系統Bに備わるスイッチ34より下流へ接続し、車両の接地部33へ電気を流す第4電流系統である電流系統Dが備わっている。つまり、車両に備わる接地部33側の電流系統Dは電流系統Bと併用することになる。
(スタータモータの誤作動防止と最低作動電圧の確保)
ここで、通常は、2以上の電流系統を接続させる場合は、一方の電流系統に流れる電気が他方の電流系統へ回り込まないよう、かつ、所望する方向へ電気を流せるようにダイオードX及びダイオードYを設ける必要がある。
(遅延回路)
前述した機能を有する遅延回路35の詳細を図7に基づいて説明する。
<始動スイッチオンによるエンジン始動制御時のフェールセーフ制御>
ユーザによるスタータスイッチ12の操作により始動スイッチ30がオンにされエンジンを始動制御する場合に、スイッチ34がオフ固着異常となった場合は、スタータシステムのドライブレバー4を作動させてピニオンギヤ7をリングギヤ8に噛合させることができるがスタータモータ5を駆動させることはできない。
<アイドリングストップ機能によるエンジン始動制御時のフェールセーフ制御>
アイドリングストップ機能によりエンジンを始動制御する場合に、スイッチ40がオフ固着異常となった場合は、スタータシステムのドライブレバー4を作動させてピニオンギヤ7をリングギヤ8に噛合させることができるがスタータモータ5を駆動させることはできない。
まず、演算部300aは、スイッチ39をオンに制御する(STEP21)。
2 電磁石
5 スタータモータ
7 ピニオンギヤ
8 リングギヤ
11 イグニッションスイッチ
12 スタータスイッチ
14 温度検知部
30 始動スイッチ
35 遅延回路
300 エンジン制御装置
Claims (9)
- スタータモータと、前記スタータモータの出力軸のエンジンへの接続状態を変更するコイルとへ電源から電流を導くことで、車両のエンジンの始動を制御するエンジン制御装置であって、
前記電源から前記コイルへ電流を導く第1電流系統から分岐して前記スタータモータへ電流を導く第2電流系統に介装され、オン又はオフすることによって前記第1電流系統からスタータモータへ導く電流を通電又は遮断させる第1スイッチと、
前記第1スイッチを制御して、前記コイルへ電流が導かれてから遅延させてスタータモータへ電流を導く遅延回路と、
前記電源から前記コイルへ電流を導く第3電流系統に介装される、オン又はオフすることによって前記電源から前記コイルへ導く電流を通電又は遮断させる第2スイッチと、
前記電源から前記スタータモータへ電流を導く第4電流系統に介装される、オン又はオフすることによって前記電源から前記スタータモータへ電流を通電又は遮断させる第3スイッチと、
前記第2スイッチと前記第3スイッチとを制御してエンジン始動制御を実行する制御手段と、
前記第2電流系統に介装される第1スイッチより前記電源側の電圧を検知する第1検知手段と、
前記第2電流系統に介装される第1スイッチより前記スタータモータ側の電圧を検知する第2検知手段と、
を備え、
前記制御手段は、ユーザ操作により前記第1電流系統に介装される始動スイッチがオンにされた場合に、前記第1検知手段が検知する電圧と前記第2検知手段が検知する電圧とに基づいて前記第1スイッチのオフ固着異常を検知した場合は、前記第3スイッチを制御してエンジンを始動制御する
ことを特徴とするエンジン制御装置。 - 請求項1に記載のエンジン制御装置において、
前記コイルの温度を検知する温度検知手段を備え、
前記制御手段は、前記第2スイッチをオンして前記コイルへ電流を流してから前記温度に応じた時間を経過後に前記第3スイッチをオンにして前記スタータモータへ電流を流すことを特徴とするエンジン制御装置。 - 請求項1又は請求項2の何れかに記載のエンジン制御装置において、
前記制御手段は、ユーザ操作により前記始動スイッチがオンにされた場合は、前記第1検知手段が検知する電圧と前記第2検知手段が検知する電圧との電圧差が所定値以上の場合に、前記第1スイッチにオンする指示を行い、その際の前記電圧差が所定値以上の場合は、前記第2スイッチと前記第3スイッチを制御してエンジンを始動制御する
ことを特徴とするエンジン制御装置。 - 請求項1から請求項3の何れかに記載のエンジン制御装置において、
前記制御手段は、前記第3スイッチにオンする指示を行い、その際に前記第2検知手段が検知する電圧が所定電圧以下の場合は、前記第1スイッチと前記第2スイッチとをオンすることによって前記第3電流系統からの電気を前記第2電流系統へ導く
ことを特徴とするエンジン制御装置。 - 請求項4に記載のエンジン制御装置において、
前記遅延回路は、ユーザ操作により始動スイッチがオンにされた場合は、前記第1スイッチを制御して前記コイルへ電流が導かれてから遅延させてスタータモータへ電流を導き、前記制御手段により前記第2スイッチがオンされた場合は、前記第1スイッチをオフ状態にしてスタータモータへ導く電流を遮断する
ことを特徴とするエンジン制御装置。 - エンジンと、
前記エンジンを始動するスタータモータと、
前記スタータモータの出力軸のエンジンへの接続状態を変更するコイルと、
前記スタータモータと前記コイルとに電源から電流を導くことで、前記エンジンの始動を制御する請求項1ないし5の何れかに記載のエンジン制御装置と、
を備えることを特徴とする車両。 - スタータモータと、前記スタータモータの出力軸のエンジンへの接続状態を変更するコイルとへ電源から電流を導くことで、車両のエンジンの始動を制御するエンジン制御方法であって、
前記車両は、前記電源から前記コイルへ導く第1電流系統から分岐して前記スタータモータへ電流を導く第2電流系統に介装され、オン又はオフすることによって前記第1電流系統からスタータモータへ導く電流を通電又は遮断させる第1スイッチと、前記第1スイッチを制御して、前記コイルへ電流が導かれてから遅延させてスタータモータへ電流を導く遅延回路と、前記電源から前記コイルへ電流を導く第3電流系統に介装される、オン又はオフすることによって前記電源から前記コイルへ導く電流を通電又は遮断させる第2スイッチと、前記電源から前記スタータモータへ電流を導く第4電流系統に介装される、オン又はオフすることによって前記電源から前記スタータモータへ電流を通電又は遮断させる第3スイッチと、前記第2スイッチと前記第3スイッチとを制御してエンジン始動制御を実行する制御手段と、前記第2電流系統に介装される、第1スイッチより前記電源側の電圧を検知する第1検知手段と、前記第2電流系統に介装される第1スイッチより前記スタータモータ側の電圧を検知する第2検知手段と、を備えるものであり、
前記車両は、ユーザ操作により前記第1電流系統に介装される始動スイッチがオンにされて前記第2電流系統へ電気が流れた場合に、前記第1検知手段が検知する電圧と前記第2検知手段が検知する電圧とに基づいて前記第1スイッチのオフ固着異常を検知するステップと、
前記第1スイッチのオフ固着異常を検知する場合に、前記第3スイッチを制御してエンジンを始動制御するステップを
備えることを特徴とするエンジン制御方法。 - スタータモータと、前記スタータモータの出力軸のエンジンへの接続状態を変更するコイルとへ電源から電流を導くことで、車両のエンジンの始動を制御するエンジン制御装置であって、
介装された始動スイッチがオン又はオフすることによって前記電源から前記コイルへ電流を導く第1電流系統から分岐して前記スタータモータへ電流を導く第2電流系統に介装され、オン又はオフすることによって前記第1電流系統からスタータモータへ導く電流を通電又は遮断させる第1スイッチと、
前記第1スイッチを制御して、前記コイルへ電流が導かれてから遅延させてスタータモータへ電流を導く遅延回路と、
前記電源から前記コイルへ電流を導く第3電流系統に介装される、オン又はオフすることによって前記電源から前記コイルへ導く電流を通電又は遮断させる第2スイッチと、
前記電源から前記スタータモータへ電流を導く第4電流系統に介装される、オン又はオフすることによって前記電源から前記スタータモータへ電流を通電又は遮断させる第3スイッチと、
前記第2スイッチと前記第3スイッチとを制御してエンジン始動制御を実行する制御手段と、
前記第2電流系統に介装される第3スイッチより前記スタータモータ側の電圧を検知する検知手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記第3スイッチにオンする指示を行い、その際の前記検知手段が検知した電圧が所定電圧以下の場合は、前記第1スイッチと前記第2スイッチとをオンする
ことを特徴とするエンジン制御装置。 - スタータモータと、前記スタータモータの出力軸のエンジンへの接続状態を変更するコイルとへ電源から電流を導くことで、車両のエンジンの始動を制御するエンジン制御装置であって、
前記電源から前記コイルへ電流を導く第1電流系統から分岐して前記スタータモータへ電流を導く第2電流系統に介装され、オン又はオフすることによって前記第1電流系統からスタータモータへ導く電流を通電又は遮断させる第1スイッチと、
前記第1スイッチを制御して、前記コイルへ電流が導かれてから遅延させてスタータモータへ電流を導く遅延回路と、
前記電源から前記コイルへ電流を導く第3電流系統に介装される、オン又はオフすることによって前記電源から前記コイルへ導く電流を通電又は遮断させる第2スイッチと、
前記電源から前記スタータモータへ電流を導く第4電流系統に介装される、オン又はオフすることによって前記電源から前記スタータモータへ電流を通電又は遮断させる第3スイッチと、
前記第2スイッチと前記第3スイッチとを制御してエンジン始動制御を実行する制御手段と、
前記第2電流系統に介装される第1スイッチより前記電源側の電圧を検知する第1検知手段と、
前記第2電流系統に介装される第1スイッチより前記スタータモータ側の電圧を検知する第2検知手段と、
を備え、
前記制御手段は、ユーザ操作により前記第1電流系統に介装される始動スイッチがオンにされた場合に、前記第1検知手段が検知する電圧と前記第2検知手段が検知する電圧との差が所定値以上の場合は、前記第3スイッチを制御してエンジンを始動制御する
ことを特徴とするエンジン制御装置。
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