(57)【要約】【課題】異常検出のための部品を増加させることなく電子的信頼性が確保できるエンジン始動制御装置を提供する。【解決手段】エンジンのスターターモーターへの電力の供給をオン／オフするスイッチ１２７と、スターターモーターへの電力供給回路に直列に接続された第１のスターター用スイッチ素子１３１及び第２のスターター用スイッチ素子１５２と、スイッチ１２７の操作に基づいて第１のスターター用スイッチ素子及び第２のスターター用スイッチ素子を順次オン／オフする第１の制御手段１２６と、第１のスターター用スイッチ素子及び第２のスターター用スイッチ素子間の接続点Ｐの電圧を検出する電圧検出手段１４４と、電圧検出手段で検出された接続点の電圧により第１のスターター用スイッチ素子及び第２のスターター用スイッチ素子の異常を検出する第２の制御手段１２６と、を備える。【選択図】  図１
2006070752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのスターターモーターへの電力の供給をオン／オフするスイッチと、
前記スターターモーターへの電力供給回路に直列に接続された第１のスターター用スイッチ素子及び第２のスターター用スイッチ素子と、
前記スイッチの操作に基づいて前記第１のスターター用スイッチ素子及び第２のスターター用スイッチ素子を順次オン／オフする第１の制御手段と、
前記第１のスターター用スイッチ素子及び第２のスターター用スイッチ素子間の接続点の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段で検出された接続点の電圧により前記第１のスターター用スイッチ素子及び第２のスターター用スイッチ素子の異常を検出する第２の制御手段と、を備えたことを特徴とするエンジン始動制御装置。
【請求項２】
前記第２の制御手段は、前記エンジンの始動時において、前記第２のスターター用スイッチ素子をオフした状態で前記第１のスターター用スイッチ素子をオンし、次いで前記第２のスターター用スイッチ素子をオンした際の、前記電圧検出手段により検出された接続点の電圧に基づいて、第１のスターター用スイッチ素子及び第２のスターター用スイッチ素子の異常を検出することを特徴とする請求項１記載のエンジン始動制御装置。
【請求項３】
前記第２の制御手段は、前記エンジンの停止時において、前記第２のスターター用スイッチ素子をオンした状態で前記第１のスターター用スイッチ素子をオフし、次いで前記第２のスターター用スイッチ素子をオフした際の、前記電圧検出手段により検出された接続点の電圧に基づいて、第１のスターター用スイッチ素子及び第２のスターター用スイッチ素子の異常を検出することを特徴とする請求項１又は２記載のエンジン始動制御装置。
【請求項４】
スイッチの操作に基づいて、スターターモーターへの電力供給回路に直列に接続された第１のスターター用スイッチ素子及び第２のスターター用スイッチ素子を順次オン／オフし、これによりエンジンのスターターモーターへの電力の供給をオン／オフするエンジン始動制御方法において、
前記第１のスターター用スイッチ素子及び第２のスターター用スイッチ素子間の接続点の電圧を検出するステップと、
このステップで検出された接続点の電圧により前記第１のスターター用スイッチ素子及び第２のスターター用スイッチ素子の異常を検出するステップと、を有することを特徴とするエンジン始動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等のエンジンを始動させるエンジン始動制御装置及びエンジン始動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般的に用いられているエンジンを始動させるスターターの一例を図９に示す。このスターターは、機械的操作を行うイグニッションスイッチ１と、電子的操作を行うインヒビタースイッチ２を有し、イグニッション電源が供給されている状態（キースイッチがイグニッションＯＮ位置）で、インヒビタースイッチ２がパーキングレンジ位置又はニュートラルレンジ位置である場合に、コントロールユニット３はインヒビタースイッチ２とスターターリレー４のコイルとの間に設けられている上流側スイッチ５をＯＮにする。一方、スターターリレー４のコイルと制御回路６との間に設けられている下流側スイッチ７は制御回路６によって制御され、正常状態ではＯＮとするが、他のコントロールユニットから異常信号が入力された場合にはこの下流側スイッチ７をＯＦＦにする。
【０００３】
このように、他のコントロールユニットから異常信号が入力されず、イグニッション電源が供給されている状態（キースイッチがイグニッションＯＮ位置）で、インヒビタースイッチ２がパーキングレンジ位置又はニュートラルレンジ位置である場合は、コントロールユニット３が上流側スイッチ５をＯＮ、制御回路６が下流側スイッチ７をＯＮにする。これにより、スターターリレー４のコイルにイグニッション電源が通電される。
【０００４】
そして、この状態でキーシリンダに挿入されたキーをスタート位置まで回転させると、スターターリレー４のコイルが通電状態であることから、バッテリー８からの電力でスターターリレー４のスイッチがＯＮとなり、このスターターリレー４に接続されているスターターモーター９が駆動し、エンジンを始動させる。
【０００５】
こうした従来のスターターにおいて、電子的操作を行うインヒビタースイッチ２の信頼性を確保するために異常検出回路が必要となる。従来、イグニッション電源が供給されている状態で、インヒビタースイッチ２がパーキングレンジ位置又はニュートラルレンジ位置である場合には、断線異常をコントロールユニット３で検出し、このコントロールユニット３で断線異常が検出されたら、コントロールユニット３から制御回路６へ下流側スイッチ７をＯＦＦする指令を出力し、この下流側スイッチ７をＯＦＦすることでスターターモーター９への電源供給を停止することとしている。
【０００６】
ところで、自動車等の車両において、基本性能や安全性の向上に加えて操作性の向上が求められているが、操作性を向上させる機能の一例として、スマートイグニッション機能が挙げられる。
【０００７】
スマートイグニッション機能は、運転者が機械式のキーを用いることなくエンジンを始動させることのできる機能である。運転者はキーを所有するものの、このキーは無線により車両に搭載された装置と通信を行い、このキーと車載装置との間で例えばＩＤ等を伝送して照合することにより、キーが適正なキーか否かを確認する。そして、適正なキーを保持する運転者が車両内に設けられたスイッチ等の操作部を操作することによって、エンジンが始動する。
【０００８】
このスマートイグニッションにあっては、従来運転者が機械キーの回転操作で行っていたバッテリーと種々の電源負荷との通電切り換えを、リレーや半導体スイッチ等の電子素子（プッシュボタン）で行うことになる。すなわち、バッテリーと、アクセサリー（ＡＣＣ）負荷、イグニッション負荷及びスターターモーター等との接続及び切断を、電子的操作により行うことになるので、電子的信頼性を確保することが必要な箇所が２箇所となり、この２箇所の異常検出を行うための部品が増加するといった問題がある。
【発明の開示】
【０００９】
本発明は、異常検出のための部品を増加させることなく電子的信頼性が確保できるエンジン始動制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係るエンジン始動制御装置及び制御方法は、スターターモーターへの電力供給回路に直列に接続された第１のスターター用スイッチ素子及び第２のスターター用スイッチ素子間の接続点の電圧を検出し、この電圧により第１のスターター用スイッチ素子及び第２のスターター用スイッチ素子の異常（故障）を検出する。
【００１０】
本発明では、２つの電子部品（第１及び第２のスターター用スイッチ素子）の故障を検出するにあたり、これら２つのスイッチ素子をオン／オフ動作させたときの電圧レベルの大小により故障の有無を判別するように構成しているので、２つの電子部品のそれぞれに故障検出用部品を設ける必要がなくなり、部品点数を増加させることなく故障検出を行うことができる。
【発明の実施の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。  
図１は、本発明に係るエンジン始動制御装置の実施形態を示すブロック図であり、既述したスマートイグニッション機能を有する装置である。同図に示すように、本実施形態のエンジン始動制御装置１００は、携帯装置１１０及び車両側装置１２０を有する。
【００１２】
携帯装置１１０は、自動車の所有者等の運転者が保持し、自動車を運転可能にするキーの機能を有する小型の装置である。携帯装置１１０には予め携帯装置を特定する情報（ＩＤ情報）が設定されており、車両側装置１２０と無線通信を行うことによりこれを車両側装置１２０に送信する。送信されたＩＤ情報は、車両側装置１２０において照合されて、携帯装置１１０がその自動車に対する適正なキーか否か、すなわち携帯装置１１０の所有者が自動車の適正な使用者であるか否が判定される。
【００１３】
車両側装置１２０は、携帯装置１１０と通信を行って携帯装置１１０に設定されているＩＤ情報を獲得し、運転者が適正な運転者か否かを判定する。また、自動車の運転席に設けられる後述するスイッチ（プッシュスイッチ１２７）を介した運転者からの指示に基づいて、エンジンの始動を制御する。
【００１４】
以下、携帯装置１１０及び車両側装置１２０の詳細な構成について説明する。
【００１５】
携帯装置１１０は、受信アンテナ１１１、受信回路１１２、マイコン１１３、送信回路１１４及び送信アンテナ１１５を有する。
【００１６】
受信アンテナ１１１は、車両側装置１２０から送信される例えばＩＤリクエスト等の信号を受信する。
【００１７】
受信回路１１２は、受信アンテナ１１１で受信した信号に対して復調や復号化等の処理を行い、生成した信号をマイコン１１３に出力する。
【００１８】
マイコン１１３は、受信回路１１２から入力される信号に対して所定の処理を行い、必要に応じて返信データを生成して送信回路１１４に出力する。例えば、車両側装置１２０からＩＤリクエスト信号が送信され、受信アンテナ１１１及び受信回路１１２を介してマイコン１１３に入力された場合、マイコン１１３は、予め記憶している携帯装置１１０自身のＩＤ情報を読み出し、車両側装置１２０に返信すべく送信回路１１４に出力する。この際、マイコン１１３は、必要に応じて暗号化等の処理を施す。
【００１９】
なお、ＩＤ情報は、例えば図示せぬマイコン１１３内のメモリに予め設定されているものとする。
【００２０】
また、車両側装置１２０から送信されたＩＤリクエスト信号等の信号が、暗号化処理が施された信号であった場合、マイコン１１３は、まず、これを復号化した上で、その信号に応じた所定の処理を行う。
【００２１】
送信回路１１４は、マイコン１１３から入力される例えばＩＤ情報等の返信データに対して、伝送路符号化及び変調等の処理を行って伝送可能な信号に変換し、車両側装置１２０に送信すべく送信アンテナ１１５に出力する。
【００２２】
送信アンテナ１１５は、送信回路１１４から入力される信号を、車両側装置１２０に送信する。
【００２３】
車両側装置１２０は、送信アンテナ１２１、受信アンテナ１２２、電源ポジション制御部１２３、プッシュスイッチ１２７、負荷切り換え部１２８、バッテリー１３２、ＡＣＣポジション負荷１３３、ＩＧＮポジション負荷１３４、及びスターター１３５を有する。
【００２４】
また、電源ポジション制御部１２３は、送信回路１２４、受信回路１２５及びマイコン１２６を有し、スターター１３５はコイル１３８及びモーター１３９を有する。なお、エンジン始動制御装置１００により始動を制御する対象のエンジンを、図１においてはエンジン２００として示す。
【００２５】
送信アンテナ１２１は、電源ポジション制御部１２３の送信回路１２４から印加される例えばＩＤリクエスト信号等の信号を、携帯装置１１０に送信する。
【００２６】
受信アンテナ１２２は、携帯装置１１０から送信される例えばＩＤ情報を含む信号を受信し、電源ポジション制御部１２３の受信回路１２５に出力する。
【００２７】
電源ポジション制御部１２３は、運転者のプッシュスイッチ１２７の操作、直前の電源ポジション及びエンジン状態検出部１４３において検出されるエンジン２００の状態等に基づいて、負荷切り換え部１２８を制御する。
【００２８】
また、電源ポジション制御部１２３は、携帯装置１１０と通信を行って携帯装置１１０からＩＤ情報を得て、携帯装置１１０が車両側装置１２０に対応した適切な携帯装置か否か、すなわち、これを保持する運転者が適切な運転者か否かを検出する。
【００２９】
送信回路１２４は、マイコン１２６から入力される例えばＩＤリクエストの信号に対して、所定の伝送路符号化及び変調等の処理を行って伝送可能な信号に変換し、携帯装置１１０に送信すべく送信アンテナ１２１に出力する。
【００３０】
受信回路１２５は、受信アンテナ１２２で受信した携帯装置１１０からのＩＤ情報を含む返信信号等に対して復調や復号化等の処理を行い、生成した信号をマイコン１２６に出力する。
【００３１】
マイコン１２６は、プッシュスイッチ１２７の操作、直前の電源ポジション及びエンジン状態検出部１４３において検出されるエンジン２００の状態等に基づいて、負荷切り換え部１２８を制御し、電源ポジションの変更を行う。また、その際、必要に応じて携帯装置１１０からのＩＤ情報の獲得を行う。
【００３２】
電源ポジションとは、バッテリー１３２と負荷の接続状態である。
【００３３】
図２に、電源ポジションの種類と、各ポジションの負荷接続状態（負荷切り換え部１２８の内部素子のオン（Ｏｎ）／オフ（Ｏｆｆ）切り換え状態）及びポジションの遷移状態を示す。
【００３４】
図２に示すように、電源ポジションは、バッテリー１３２に何も負荷が接続されていないオフ（ＯＦＦ）ポジション、バッテリー１３２にアクセサリー類（ＡＣＣ）を接続したたＡＣＣポジション、バッテリー１３２にアクセサリー類（ＡＣＣ）とイグニッション系（ＩＧＮ）を接続したＩＧＮポジション、バッテリー１３２にイグニッション系（ＩＧＮ）とスターター１３５が接続されたスターターポジションの４つのポジションをとる。
【００３５】
そして、自動車が何ら使用されていない状態のＯＦＦポジションから開始されて、原則としてプッシュスイッチ１２７が押下されるたびに、ＡＣＣポジション、ＩＧＮポジション、スターターポジション、ＩＧＮポジション、ＡＣＣポジション及びＯＦＦポジションと移行する。
【００３６】
その際、ＯＦＦポジションからＡＣＣポジションに移行する際には、適正な運転者により使用されているか否かを検出するために、携帯装置１１０のＩＤ情報を獲得し、車両側装置１２０に対応するＩＤか否かを確認する。
【００３７】
また、スターターポジションからＩＧＮポジションへの移行は、プッシュスイッチ１２７の押下によらず、エンジン２００の動作状態に基づいて行われる。
【００３８】
より具体的には、まず、エンジン２００が停止しアクセサリー類にも何ら通電されていない状態（ＯＦＦポジション状態）で運転者がプッシュスイッチ１２７を押下した場合、マイコン１２６は、運転者が適切な運転者か否かを検出するため、すなわち、運転者が保持している携帯装置１１０が車両側装置１２０に対応した携帯装置か否かを検出するため、携帯装置１１０にＩＤリクエスト信号を出力する。具体的には、必要に応じて暗号化処理等を行ってＩＤリクエスト信号を生成し送信回路１２４に出力する。
【００３９】
出力したＩＤリクエスト信号に応じて、携帯装置１１０からＩＤ情報が返信されてきたら、マイコン１２６は、受信アンテナ１２２及び電源ポジション制御部１２３内の受信回路１２５を介してこれを受け取り、必要に応じて復号化処理等を施して、携帯装置１１０のＩＤ情報を獲得する。そして、獲得したＩＤ情報を予め記憶しているＩＤ情報と照合し、その運転者が適正な運転者か否か、すなわち、携帯装置１１０が車両側装置１２０に対応した適正な携帯装置か否かを判別する。
【００４０】
ＩＤ情報の照合の結果、運転者が適正な運転者ではないと判定された場合、マイコン１２６は、電源ポジションの制御に係る処理を行わず、電源ポジションをＯＦＦポジションに維持する。すなわち、運転者が、自動車の運転、エンジンの始動あるいはアクセサリー類の使用等をできない状態に維持する。
【００４１】
この状態では、引き続きプッシュスイッチ１２７の操作がある毎に、前述した運転者が適正か否かを検出する処理、すなわちＩＤリクエスト信号を生成して携帯装置１１０に送出する処理を行う。
【００４２】
ＩＤ情報の照合の結果、運転者が適正な運転者と判定された場合、マイコン１２６は、電源ポジションをＯＦＦポジションからＡＣＣポジションに変更するよう、負荷切り換え部１２８に切り換え信号を出力する。
【００４３】
電源ポジションがＯＦＦポジションからＡＣＣポジションに移行された後に続いてプッシュスイッチ１２７が押下された場合、マイコン１２６は、電源ポジションをＡＣＣポジションからＩＧＮポジションに変更するように、負荷切り換え部１２８に切り換え信号を出力する。この信号に基づいて負荷切り換え部１２８が通電状態の切り換えを行うことにより、ＩＧＮポジション負荷１３４に通電が行われ、エンジンが始動される準備状態となる。
【００４４】
電源ポジションがＡＣＣポジションからＩＧＮポジションに移行された後にさらにプッシュスイッチ１２７が押下された場合、マイコン１２６は、電源ポジションをＩＧＮポジションからスターターポジションに変更するように、負荷切り換え部１２８に切り換え信号を出力する。そして、負荷切り換え部１２８においてバッテリー１３２とスターター１３５とが接続されることにより、エンジン２００の始動が開始される。
【００４５】
スターターポジションからＩＧＮポジションへの移行は、プッシュスイッチ１２７の操作によらず、後述するエンジン状態検出部１４３から入力されるエンジン２００の状態を示す信号に基づいて行われる。詳細は後述するが、エンジン状態検出部１４３からは、エンジン２００が正常に始動された場合、エンジン２００がクランキング状態（エンジンが回転を開始した直後の低速回転状態）になったことを示す信号、及び、エンジン２００が正常に回転したことを示す信号が順に入力される。マイコン１２６は、エンジン２００が正常に回転したことを示す信号がエンジン状態検出部１４３から入力されたら、電源ポジションをスターターポジションからＩＧＮポジションに変更するように、負荷切り換え部１２８に切り換え信号を出力する。これにより、バッテリー１３２とスターター１３５との接続が切断される。
【００４６】
エンジン２００が始動されて電源ポジションがＩＧＮポジションにある時にプッシュスイッチ１２７が押下された場合、マイコン１２６は、電源ポジションをＩＧＮポジションからＡＣＣポジションに変更するように、負荷切り換え部１２８に切り換え信号を出力する。この信号に基づいて負荷切り換え部１２８が通電状態の切り換えを行うことにより、ＩＧＮポジション負荷１３４への通電が終了し、エンジン２００の回転が停止される。
【００４７】
そして、電源ポジションがＩＧＮポジションからＡＣＣポジションに移行された後に、さらにプッシュスイッチ１２７が押下された場合、マイコン１２６は、電源ポジションをＡＣＣポジションからＯＦＦポジションに変更するように、負荷切り換え部１２８に切り換え信号を出力する。この信号に基づいて負荷切り換え部１２８が通電状態を切り換えることにより、自動車の実質的に全ての構成部に対する給電が停止され、自動車の使用が終了する。
【００４８】
エンジン２００が正常に始動された場合は、マイコン１２６はこのように電源ポジションを切り換える。
【００４９】
プッシュスイッチ１２７は、自動車の運転者が、アクセサリー類への通電やエンジンの始動及び停止等を指示する場合に操作する押しボタンである。プッシュスイッチ１２７が押下されたことを示す信号は、電源ポジション制御部１２３のマイコン１２６に出力される。運転者は、従来のキーを使用してイグニッションスイッチを回転させる操作の代わりに、単にプッシュスイッチ１２７を押下することにより、従来と同様の操作を行うことができる。
【００５０】
負荷切り換え部１２８は、電源ポジション制御部１２３のマイコン１２６からの制御に従って、バッテリー１３２に接続される負荷を切り換える切り換え手段である。
【００５１】
負荷切り換え部１２８の内部構成を図３に示す。
【００５２】
図３に示すように、負荷切り換え部１２８は、ＡＣＣ用スイッチ素子１２９、ＩＧＮ用スイッチ素子１３０及び第１のスターター用スイッチ素子１３１を有する。
【００５３】
ＡＣＣ用スイッチ素子１２９はバッテリー１３２とＡＣＣポジション負荷１３３との接続のオン（通電状態）／オフ（切断状態）を切り換えるスイッチであり、ＩＧＮ用スイッチ素子１３０はバッテリー１３２とＩＧＮポジション負荷１３４との接続のオン／オフを切り換えるスイッチであり、第１のスターター用スイッチ素子１３１はバッテリー１３２とスターター１３５との接続のオン／オフを切り換えるスイッチである。
【００５４】
このような構成の負荷切り換え部１２８に対して、電源ポジション制御部１２３のマイコン１２６から、各スイッチ素子のオン／オフを切り換える制御信号が入力され、負荷切り換え部１２８の各スイッチ素子１２９〜１３１は、この制御信号に基づいて順次オン／オフ状態が切り換えられる。その結果、電源ポジションは、図２に示したような状態を順に遷移することになる。
【００５５】
バッテリー１３２は、ＡＣＣポジション負荷１３３、ＩＧＮポジション負荷１３４及びスターター１３５に電力を供給するバッテリーである。
【００５６】
ＡＣＣポジション負荷１３３は、いわゆるアクセサリー類（車載電装品）の電源負荷であり、図２に示すように、電源ポジションがＡＣＣポジション及びＩＧＮポジションの時に、バッテリー１３２から電力が供給される負荷である。
【００５７】
ＩＧＮポジション負荷１３４は、いわゆる点火系統の電源負荷であり、図２に示すように、電源ポジションがＩＮＧポジション及びスターターポジションの時に、バッテリー１３２から電力が供給される負荷である。
【００５８】
スターター１３５は、バッテリー１３２を電源としてエンジンを始動させる始動装置である。
【００５９】
スターター１３５は、図１に示すようにコイル１３８及びモーター１３９を有する。また、スターター１３５は、モーター１３９とエンジン２００とを機械的に連結する機構として、図示せぬピニオン、ピニオンギヤ、リングギヤ及びオーバーランニングクラッチ等を有する。
【００６０】
負荷切り換え部１２８において第１のスターター用スイッチ素子１３１がオン状態とされてバッテリー１３２がスターター１３５に接続されると、バッテリー１３２からの電流がコイル１３８に供給され、これによりバッテリー１３２とモーター１３９とが直結され、以後、バッテリー１３２からモーター１３９に大電流が供給され、モーター１３９が回転を開始する。
【００６１】
また、例えばコイル１３８に電流が流れて生成される磁力により、図示せぬピニオンをエンジン２００方向に押し出し、ピニオンギヤがフライホイールの周囲等に設けられたリングギヤに噛み合い、モーター１３９とエンジン２００とが機械的に連結される。これにより、モーター１３９の回転がエンジン２００に伝達され、エンジン２００が始動される。
【００６２】
なお、エンジン２００が始動してモーター１３９の回転が過大になろうとすると、図示せぬオーバーランニングクラッチが作動し、モーター１３９の過回転を防ぐ。
【００６３】
クランク角センサ１４１は、図示せぬクランク軸の回転角度を検出するセンサである。クランク角センサ１４１で検出されたクランク角を示す信号は、図示せぬエンジン制御ユニットに入力され、エンジン２００の点火時期の制御に使用される。
【００６４】
また、クランク角センサ１４１で検出されたクランク角を示す信号は、エンジン２００がクランキング状態に移行したか否かを検出するための信号として、エンジン状態検出部１４３に入力される。エンジン２００が正常に始動された直後は、エンジン２００はクランキング状態となり、クランク角センサ１４１は低周波パルス信号を出力するので、この信号を検出することで、エンジン２００がクランキング状態となったことを検出することができる。
【００６５】
オルタネーター１４２は、エンジン２００の回転により駆動される発電機である。オルタネーター１４２で発電された電力は、ダイオード等の整流素子で整流された後バッテリー１３２に充電される。
【００６６】
また、オルタネーター１４２での出力電圧は、エンジン２００の回転状態を示す信号として、エンジン状態検出部１４３に入力される。エンジン２００が正常に始動されると、オルタネーター１４２も回転されて一定以上の電圧を出力する。従って、オルタネーター１４２の出力電圧を観察することにより、エンジン２００が一定の回転数以上で適切に回転しているか否かを検出することができる。
【００６７】
エンジン状態検出部１４３は、クランク角センサ１４１及びオルタネーター１４２の出力に基づいてエンジン２００の状態を検出し、検出したエンジン２００の状態を示す信号をマイコン１２６に出力する。
【００６８】
エンジン状態検出部１４３は、クランク角センサ１４１から入力されるクランク角検出信号に基づいて、エンジン２００がクランキング状態になったか否かを検出し、クランキング状態になったことを検出した場合、その旨の信号を電源ポジション制御部１２３のマイコン１２６に出力する。エンジン状態検出部１４３は、クランク角センサ１４１からの出力信号が低周波のパルス状の信号となった場合に、エンジン２００がクランキング状態となったと判定する。
【００６９】
また、エンジン状態検出部１４３は、オルタネーター１４２から出力されるオルタネーター１４２における発電電力の電圧値に基づいて、エンジン２００が正常な回転状態となったか否かを検出し、エンジン２００が正常に回転していることを検出した場合、その旨の信号を電源ポジション制御部１２３のマイコン１２６に出力する。エンジン状態検出部１４３は、オルタネーター１４２からの出力電圧の電圧値が、所定の閾値以上となった場合に、エンジン２００が正常な回転状態になったと判定する。
【００７０】
従って、エンジン状態検出部１４３は、スターター１３５及びエンジン２００に故障がない場合は、エンジン停止状態から、クランキング状態、エンジン回転状態と順に状態が変化するような信号を生成し電源ポジション制御部１２３のマイコン１２６に出力することとなる。
【００７１】
一方、スターター１３５に故障がある場合、常にエンジン停止状態のままである信号を電源ポジション制御部１２３のマイコン１２６に出力することとなる。
【００７２】
図１に戻り、負荷切り換え部１２８とスターター１３５との間には、バッテリー１３２からスターター１３５への給電をオン／オフするスターター制御部１５０が設けられている。
【００７３】
スターター制御部１５０は、マイコン１５１及び第２のスターター用スイッチ素子１５２を有する。
【００７４】
マイコン１５１は、電源ポジション制御部１２３のマイコン１２６からの制御信号及びエンジン状態検出部１４３からのエンジン２００の状態を示す信号に基づいて、第２のスターター用スイッチ素子１５２のオン／オフを制御する。
【００７５】
第２のスターター用スイッチ素子１５２は、負荷切り換え部１２８からスターター１３５への給電ラインのオン／オフを制御するスイッチ素子である。
【００７６】
図３を参照して前述したように、負荷切り換え部１２８の内部には、バッテリー１３２とスターター１３５との通電を制御する第１のスターター用スイッチ素子１３１が既に設けられている。従って、このバッテリー１３２内の第１のスターター用スイッチ素子１３１と、スターター制御部１５０の第２のスターター用スイッチ素子１５２とは、バッテリー１３２とスターター１３５とを接続する給電ラインに直列に配置されることとなる。このため、この両方がオン状態になった時にのみ、バッテリー１３２からスターター１３５に電力が供給される。
【００７７】
このようなスターター制御部１５０の、マイコン１５１における処理についてより詳細に説明する。
【００７８】
まず、マイコン１５１には、電源ポジションがＩＧＮポジションであって、さらにプッシュスイッチ１２７が押下されてスターターポジションに移行する時に、電源ポジション制御部１２３のマイコン１２６から第２のスターター用スイッチ素子１５２をオン状態に切り換える旨を指示する制御信号が入力される。マイコン１５１は、この制御信号に従って、第２のスターター用スイッチ素子１５２をオン状態に切り換える。なお、第２のスターター用スイッチ素子１５２がオン状態に切り換えられたものの、未だ負荷切り換え部１２８の第１のスターター用スイッチ素子１３１がオフ状態の場合は、ＩＧＮポジションであるとする。
【００７９】
その後、負荷切り換え部１２８の第１のスターター用スイッチ素子１３１もオン状態とされてスターターポジションとなり、スターター１３５への通電が開始される。
【００８０】
スターターポジションへの移行してエンジン２００の始動が開始された後は、スターター制御部１５０のマイコン１５１は、エンジン状態検出部１４３から入力されるエンジン２００の状態を示す信号に基づいて、独自に第２のスターター用スイッチ素子１５２を制御する。すなわち、オフ状態に切り換える。
【００８１】
エンジン２００が正常に始動された場合、エンジン状態検出部１４３から、エンジン２００がクランキング状態になったことを示す信号、及び、エンジン２００が正常に回転したことを示す信号が順にマイコン１５１に入力される。マイコン１５１は、エンジン２００が正常に回転したことを示す信号がエンジン状態検出部１４３から入力された後、所定の時間が経過したら、第２のスターター用スイッチ素子１５２をオフに切り換える。
【００８２】
この所定の時間は、エンジン状態検出部１４３からの同じ信号が電源ポジション制御部１２３のマイコン１２６に入力され、マイコン１２６が電源ポジションをスターターポジションからＩＧＮポジションに変更するように負荷切り換え部１２８を切り換え信号を出力し、実際に負荷切り換え部１２８の第１のスターター用スイッチ素子１３１がオフ状態に切り換えられるのに十分な時間である。すなわち、第２のスターター用スイッチ素子１５２が、直列に配置されている負荷切り換え部１２８の第１のスターター用スイッチ素子１３１が切断された後に切断されるように、マイコン１５１は、所定の時間待機した後、第２のスターター用スイッチ素子１５２を切り換える。
【００８３】
特に本実施形態に係るエンジン始動制御装置では、上述した第１のスタータースイッチ素子１３１と第２のスタータースイッチ素子１５２との接続点の電圧を検出する電圧モニター回路１４４が設けられ、この電圧モニター回路１４４にて検出された接続点の電圧は電源ポジション制御部１２３のマイコン１２６に入力される。このマイコン１２６では、エンジンを始動させたとき及びエンジンを停止させたときにおいて、第１のスターター用スイッチ素子１３１及び第２のスターター用スイッチ素子１５２のオン・オフの組み合わせに対する接続点の電位を電圧モニター回路１４４で検出し、その結果により第１のスターター用スイッチ素子１３１と第２のスターター用スイッチ素子１５２の断線異常の有無を検査する。
【００８４】
この異常検出回路の要部を図４に示す。バッテリー１３２及びスターターモーター１３９の間には第１のスターター用スイッチ素子１３１と第２のスターター用スイッチ素子１５２が直列に接続され、その間に抵抗値が既知（極めて大きな抵抗値）である２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２とダイオードＤとを有する電圧モニター回路１４４が接続され、これがマイコン１２６に接続されている。マイコン１２６は電圧モニター回路１４４により第１のスターター用スイッチ素子１３１と第２のスターター用スイッチ素子１５２との接続点Ｐの電位を検出する。たとえば第１のスターター用スイッチ素子１３１がオフ、第２のスターター用スイッチ素子１５２がオンで、両スイッチ素子１３１，１５２に断線等の異常がない場合には、電圧モニター回路１４４及びマイコン１２６で検出される接続点Ｐの電位は、バッテリー１３２の電位から抵抗Ｒ１による電圧降下分を減じた値である。これに対し、この状態で第２のスターター用スイッチ素子１３１に断線等の異常がある場合には、電圧モニター回路１４４及びマイコン１２６で検出される電位は、バッテリー１３２の電位から抵抗Ｒ１＋Ｒ２による電圧降下分を減じた値である。したがって、これによって第１のスターター用スイッチ素子１３１の断線等の異常を検査することができる。
【００８５】
また、第１のスターター用スイッチ素子１３１がオン、第２のスターター用スイッチ素子１５２をオンで、両スイッチ素子１３１，１５２に断線等の異常がない場合には、電圧モニター回路１４４及びマイコン１２６で検出される電位はバッテリー１３２の電位から第１のスターター用スイッチ素子１３１、第２のスターター用スイッチ素子１５２及びスターターモーター１３９による電圧降下分を減じた値である。これに対し、この状態で第２のスターター用スイッチ素子１５２に断線等の異常がある場合には、電圧モニター回路１４４及びマイコン１２６で検出される電位はバッテリー１３２の電位から抵抗Ｒ１による電圧降下分のみを減じた値である。したがって、これによって第２のスターター用スイッチ素子１５２の断線等の異常を検査することができる。
【００８６】
なお、本発明に係る第１の制御手段は本実施形態ではマイコン１２６が相当し、第２の制御手段は本実施形態ではマイコン１２６及び電圧モニター回路１４４が相当する。本例では一つのマイコン１２６を第１の制御手段と第２の制御手段に共用しているが、別々のマイコンで構成することもできる。
【００８７】
次に、このような構成のエンジン始動制御装置１００の動作について、図５〜図７を参照して説明する。図５〜図７は、エンジン始動制御装置１００の処理の流れを示すフローチャートである。
【００８８】
まず、ユーザーたる運転者は、携帯装置１１０を携帯して車両側装置１２０を備える車両に乗り込み、プッシュスイッチ１２７を押す。その結果、その旨の信号がプッシュスイッチ１２７から電源ポジション制御部１２３のマイコン１２６に入力され、マイコン１２６がこれを検知する（ステップＳ１１）。
【００８９】
マイコン１２６は、運転者が携帯する携帯装置１１０がこの自動車に登録された携帯装置であることの確認を行うために、携帯装置１１０に対してＩＤ情報を要求する。すなわち、マイコン１２６は、ＩＤ情報のリクエスト信号を、送信回路１２４及び送信アンテナ１２１を介して携帯装置１１０に送信する（ステップＳ１２）。
【００９０】
送信されたＩＤ情報のリクエスト信号は、携帯装置１１０の受信アンテナ１１１で受信され、受信回路１１２を介してマイコン１１３に入力される。携帯装置１１０のマイコン１１３は、そのＩＤリクエスト信号に応答して、携帯装置１１０のＩＤ情報を、送信回路１１４及び送信アンテナ１１５を介して車両側装置１２０に送信する。
【００９１】
車両側装置１２０のマイコン１２６は、携帯装置１１０からＩＤ情報を含む返信データが受信されるのを待機しており、送信されたＩＤ情報を含む信号を受信アンテナ１２２で受信し、電源ポジション制御部１２３の受信回路１２５を介してマイコン１２６に入力する（ステップＳ１３）。
【００９２】
マイコン１２６は、入力されたＩＤを認識し、予め登録されているこの車両に対するＩＤと一致するか否かをチェックする（ステップＳ１４）。
【００９３】
入力されたＩＤと登録されているＩＤとが一致した場合には（ステップＳ１４）、電源ポジション制御部１２３は、負荷切り換え部１２８に、バッテリー１３２とＡＣＣポジション負荷１３３とを接続するように、すなわち電源ポジションをＡＣＣポジションとするように制御信号を出力する。その結果、ＡＣＣポジション負荷１３３にバッテリー１３２からの電力が供給される（ステップＳ１５）。
【００９４】
再度プッシュスイッチ１２７が押下されたら（ステップＳ１６）、電源ポジション制御部１２３のマイコン１２６は、負荷切り換え部１２８に、バッテリー１３２とＡＣＣポジション負荷１３３及びＩＧＮポジション負荷１３４とを接続するように、すなわち電源ポジションをＩＧＮポジションとするように制御信号を出力する。その結果、負荷切り換え部１２８において電源ポジションがＩＧＮポジションに切り換えられ、ＡＣＣポジション負荷１３３及びＩＧＮポジション負荷１３４にバッテリー１３２からの電力が供給される（ステップＳ１７）。
【００９５】
電源ポジションがＩＧＮポジションの状態では、第１のスターター用スイッチ素子１３１と第２のスターター用スイッチ素子１５２はともにオフであるはずであるが、このときの電位を電圧モニター回路１４４及びマイコン１２６にて検出する（ステップＳ１９）。ステップ２０においては、ステップ１９で検出された電位が、第１のスターター用スイッチ素子１３１と第２のスターター用スイッチ素子１５２がともにオフである電位であることが確認されたら、電源ポジション制御部１２３は、スターター制御部１５０のマイコン１５１に、第２のスターター用スイッチ素子１５２をオン状態とするように要求する信号を出力する（ステップＳ２１）。これに対して、ステップ２０において、ステップ１９で検出された電位が、第１のスターター用スイッチ素子１３１と第２のスターター用スイッチ素子１５２がともにオフでない電位であった場合には、図７に示す異常確認処理を実行する。
【００９６】
ステップ２１に戻り、スターター制御部１５０のマイコン１５１が、マイコン１２６からの要求に応じて、第２のスターター用スイッチ素子１５２をオン状態にしたら、このときの電位を電圧モニター回路１４４及びマイコン１２６にて検出する（ステップＳ２２）。
【００９７】
ステップ２３においては、ステップ２２で検出された電位が、第１のスターター用スイッチ素子１３１がオフで、第２のスターター用スイッチ素子１５２がオンである電位であることが確認されたら、電源ポジション制御部１２３は、負荷切り替え部１２８に第１のスターター用スイッチ素子１３１をオン状態とするように要求する信号を出力する（ステップＳ２４）。これに対して、ステップ２３において、ステップ２２で検出された電位が、第１のスターター用スイッチ素子１３１がオフで第２のスターター用スイッチ素子１５２がオンでない電位であった場合には、電源ポジション制御部１２３は、スターター制御部１５０のマイコン１５１へ第２のスターター用スイッチ素子１５２をオフする信号を出力したうえで、図７に示す異常確認処理を実行する。
【００９８】
ステップ２４に戻り、マイコン１２６が第１のスターター用スイッチ素子１３１をオン状態にしたら、このときの電位を電圧モニター回路１４４及びマイコン１２６にて検出する（ステップＳ２５）。
【００９９】
ステップ２６においては、ステップ２５で検出された電位が、第１のスターター用スイッチ素子１３１及び第２のスターター用スイッチ素子１５２がともにオンである電位であることが確認されたら、クランキング状態に遷移すべく次の動作に移行する。これに対して、ステップ２６において、ステップ２５で検出された電位が、第１のスターター用スイッチ素子１３１及び第２のスターター用スイッチ素子１５２がともにオンでない電位であった場合には、電源ポジション制御部１２３は、スターター制御部１５０のマイコン１５１へ第２のスターター用スイッチ素子１５２をオフする信号を出力し（ステップＳ２８）、さらに電源ポジション制御部１２３は負荷切り替え部１２８へ第１のスターター用スイッチ素子１３１をオフする信号を出力したうえで(ステップＳ２９)、図７に示す異常確認処理を実行する。
【０１００】
以上により、電源ポジション制御部１２３のマイコン１２６は、負荷切り換え部１２８に、バッテリー１３２とＩＧＮポジション負荷１３４及びスターター１３５とを接続し、バッテリー１３２とＡＣＣポジション負荷１３３との接続は切断するように制御信号を出力する。その結果、ＡＣＣポジション負荷１３３へのバッテリー１３２からの電力の供給は停止され、ＩＧＮポジション負荷１３４及びスターター１３５にバッテリー１３２からの電力が供給され、この時点で電源ポジションはスターターポジションとなる。
【０１０１】
スターターポジションとなると、バッテリー１３２と接続されたスターター１３５においては、負荷切り換え部１２８を介して印加された電流がコイル１３８に通電、バッテリー１３２とスターター１３５のモーター１３９とが直結される。その結果、バッテリー１３２から直接的にモーター１３９に供給される大電流により、モーター１３９が回転し始める。
【０１０２】
また、コイル１３８に電流が流れることにより、図示せぬピニオンをエンジン２００方向に押し出し、ピニオンギヤがフライホイールの周囲等に設けられたリングギヤに噛み合い、モーター１３９とエンジン２００とが機械的に連結される。これにより、モーター１３９の回転がエンジン２００に伝達され、エンジン２００が始動される。
【０１０３】
エンジン２００が適切に始動し、クランキング状態から通常の回転状態に移行すると、オルタネーター１４２の出力電圧も高くなる。そして、予め設定された閾値を越えると、エンジン状態検出部１４３は、エンジン２００が正常に回転したと判断し、その旨の信号をマイコン１２６に出力する。
【０１０４】
エンジン２００が正常に回転した旨の信号が入力されたら、電源ポジション制御部１２３のマイコン１２６は、負荷切り換え部１２８に、バッテリー１３２とＡＣＣポジション負荷１３３及びＩＧＮポジション負荷１３４とを接続し、バッテリー１３２とスターター１３５との接続は切断するように、すなわち、電源ポジションをＩＧＮポジションとするように制御信号を出力する。その結果、スターター１３５へのバッテリー１３２からの電力の供給は停止され、ＡＣＣポジション負荷１３３及びＩＧＮポジション負荷１３４にバッテリー１３２からの電力が供給される。
【０１０５】
以上で、エンジン２００の始動は完結したこととなるが、本実施形態では、電源ポジションがＩＧＮポジションからスターターポジションへ遷移する際に電子的スイッチである第１のスターター用スイッチ素子１３１と第１のスターター用スイッチ素子１５２を１つの電圧モニター回路１４４にて異常検出するので、部品点数を増加させることなく電子部品の信頼性を確保することができる。
【０１０６】
なお、図６に示すステップＳ２３及びステップＳ２６において異常が検出されたら図７に示す異常確認ルーチンに進み、ステップＳ３０では第１のスターター用スイッチ素子１３１がオンかどうかを判断し、オンである場合にはオンのままで故障を検出する(ステップＳ３１)。ステップＳ３０においては、第１のスターター用スイッチ素子１３１はオフになっているはずであることから、何らかの異常が発生していることが明らかである。
【０１０７】
また、ステップＳ３２では第２のスターター用スイッチ素子１５２がオンかどうかを判断し、オンである場合にはオンのままで故障を検出する(ステップＳ３３)。ステップＳ３２においては、第２のスターター用スイッチ素子１５２はオフになっているはずであることから、何らかの異常が発生していることが明らかである。
【０１０８】
ちなみに、本実施形態ではクランキング状態から通常の回転状態に移る際にも再度異常検出を実行する。この手順を、図８を参照しながら説明する。
【０１０９】
上述したように、電源ポジションがスターターポジションの状態では、第１のスターター用スイッチ素子１３１と第２のスターター用スイッチ素子１５２はともにオンであるが、まずステップ４０において、負荷切り替え部１２８に第１のスターター用スイッチ素子１３１をオフ状態とするように要求する信号を出力する。そして、ステップＳ４１においてこのときの電位を電圧モニター回路１４４及びマイコン１２６にて検出する。
【０１１０】
ステップＳ４２では、ステップＳ４１で検出された電位が、第１のスターター用スイッチ素子１３１がオフで、第２のスターター用スイッチ素子１５２がオンである電位であることが確認されたら、電源ポジション制御部１２３は、スターター制御部１５０のマイコン１５１に、第２のスターター用スイッチ素子１５２をオフ状態とするように要求する信号を出力する（ステップＳ４３）。これに対して、ステップＳ４２において、ステップＳ４１で検出された電位が、第１のスターター用スイッチ素子１３１がオフで第２のスターター用スイッチ素子１５２がオンでない電位であった場合には、図７に示す異常確認処理を実行したのちステップＳ４３へ進む。図７に示す異常確認処理は上述したとおりである。
【０１１１】
ステップＳ４４において、このときの電位を電圧モニター回路１４４及びマイコン１２６にて検出したのち、ステップＳ４５においてステップＳ４４で検出された電位が、第１のスターター用スイッチ素子１３１及び第２のスターター用スイッチ素子１５２がともにオフである電位であることが確認されたら、ぅランキング状態を終了する。これに対して、ステップ４５において、ステップ４４で検出された電位が、第１のスターター用スイッチ素子１３１と第２のスターター用スイッチ素子１５２がともにオフでない電位であった場合には、図７に示す異常確認処理を実行したのち、クランキング状態を終了する。
【０１１２】
本実施形態では、電源ポジションがＩＧＮポジションからスターターポジションへ遷移する際に加えて、クランキング状態から通常の回転状態に移行する際、すなわちスターターポジションから再びＩＧＮポジションに戻る際にも、電子的スイッチである第１のスターター用スイッチ素子１３１と第１のスターター用スイッチ素子１５２を１つの電圧モニター回路１４４にて異常検出するので、部品点数を増加させることなく電子部品の信頼性をさらに確保することができる。
【０１１３】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジン始動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電源ポジションの種類及び遷移状態と、各状態における負荷切り換え部内部のスイッチ素子の切り換え状態を示す図である。
【図３】図１に示す負荷切り換え部の内部構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る電圧モニター回路の一例を示す回路図である。
【図５】図１に示すエンジン始動制御装置の処理の流れを示す第１のフローチャートである。
【図６】図１に示すエンジン始動制御装置の処理の流れを示す第２のフローチャートである。
【図７】図１に示すエンジン始動制御装置の処理の流れを示す第３のフローチャートである。
【図８】図１に示すエンジン始動制御装置の処理の流れを示す第４のフローチャートである。
【図９】従来のスターターの構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１００…エンジン始動制御装置
１１０…携帯装置
１１１…受信アンテナ
１１２…受信回路
１１３…マイコン
１１４…送信回路
１１５…送信アンテナ
１２０…車両側装置
１２１…送信アンテナ
１２２…受信アンテナ
１２３…電源ポジション制御部
１２４…送信回路
１２５…受信回路
１２６…マイコン
１２７…プッシュスイッチ
１２８…負荷切り換え部
１２９…ＡＣＣ用スイッチ素子
１３０…ＩＧＮ用スイッチ素子
１３１…第１のスターター用スイッチ素子
１３２…バッテリー
１３３…ＡＣＣポジション負荷
１３４…ＩＧＮポジション負荷
１３５…スターター
１３９…モーター
１４１…クランク角センサ
１４２…オルタネーター
１４３…エンジン状態検出部
１５０…スターター制御部
１５１…マイコン
１５２…第２のスターター用スイッチ素子
２００…エンジン
【図１】
2006070752.tif 000003
【図２】
2006070752.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006070752.tif 000006
【図５】
2006070752.tif 000007
【図６】
2006070752.tif 000008
【図７】
2006070752.tif 000009
【図８】
2006070752.tif 000010
【図９】
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