(57)【要約】【課題】簡単な構成で内燃機関の始動装置の異常を判定する。【解決手段】始動制御信号の出力により、エンジンのクランキング回転速度Ｎｃが設定アイドル回転速度Ｎｉより所定量δＮ１だけ高くなるようにスタータの回転駆動が開始される（Ｓ１）。所定時間経過後に始動制御信号の出力が停止され（Ｓ３）、エンジンの自立運転が開始されたと判定された場合は（Ｓ４）、エンジンの回転速度Ｎｅを設定アイドル回転速度Ｎｉへ一致させるためのアイドル制御が開始され（Ｓ５）、アイドル制御開始後のエンジンの回転速度Ｎｅが設定アイドル回転速度Ｎｉより大きいか否かが判定される（Ｓ６）。【選択図】図２
2005325754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
始動装置を作動させることで内燃機関の始動が可能な内燃機関の始動制御装置であって、
内燃機関のクランキング回転速度が設定アイドル回転速度より所定量高くなるように始動装置を作動させることで、内燃機関を始動させる始動制御を行う始動制御手段と、
前記始動制御により内燃機関が始動した場合に、内燃機関の回転速度を前記設定アイドル回転速度へ略一致させるためのアイドル制御を行うアイドル制御手段と、
前記始動制御を終了した後に、内燃機関の回転速度と前記設定アイドル回転速度とを比較することで、始動装置の異常を判定する異常判定手段と、
を有することを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の始動制御装置であって、
前記異常判定手段は、内燃機関の回転速度と前記設定アイドル回転速度との差が閾値より大きい場合に、前記始動装置が異常と判定することを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【請求項３】
始動装置を作動させることで内燃機関の始動が可能な内燃機関の始動制御装置であって、
内燃機関のクランキング回転速度が設定アイドル回転速度より所定量高くなるように始動装置を作動させることで、内燃機関を始動させる始動制御を行う始動制御手段と、
前記始動制御により内燃機関が始動した場合に、内燃機関の回転速度を前記設定アイドル回転速度へ略一致させるためのアイドル制御を行うアイドル制御手段と、
前記始動制御を終了した後に、内燃機関の回転速度と前記クランキング回転速度とを比較することで、始動装置の異常を判定する異常判定手段と、
を有することを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関の始動制御装置であって、
前記異常判定手段は、前記クランキング回転速度と内燃機関の回転速度との差が閾値より小さい場合に、前記始動装置が異常と判定することを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１に記載の内燃機関の始動制御装置であって、
前記異常判定手段により前記始動装置が異常と判定された場合に、該始動装置の異常を示す信号を出力する出力手段を有することを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、始動装置を作動させることで内燃機関の始動が可能な内燃機関の始動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の始動制御の従来例が特許文献１，２に開示されている。特許文献１，２のハイブリッド車両においては、発電機を電動機として動作させることで停止状態の内燃機関を始動させるときに、内燃機関のクランキング回転速度をアイドル回転速度まで上昇させている。これによって、内燃機関が自立運転を開始するときの回転速度の急激な変動を抑制し、ガタツキ音や振動の低減を図っている。
【０００３】
また、その他の背景技術として、特許文献３〜５による内燃機関の始動制御が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１１７０１２号公報
【特許文献２】特開平１１−３１５７３５号公報
【特許文献３】特開平９−２０３３６４号公報
【特許文献４】特開平６−１４７０６９号公報
【特許文献５】特開平１０−３３９２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
内燃機関を始動させる電動機やその駆動回路に異常が発生して、電動機が駆動されたままの状態で故障（オン故障）した場合は、その故障を検出できることが望ましい。ただし、特許文献１，２においては、内燃機関を始動させる電動機（発電機）やその駆動回路の異常発生の有無を判定する機能を有さないため、オン故障を検出することが困難であるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、簡単な構成で始動装置の異常を判定することができる内燃機関の始動制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る内燃機関の始動制御装置は、始動装置を作動させることで内燃機関の始動が可能な内燃機関の始動制御装置であって、内燃機関のクランキング回転速度が設定アイドル回転速度より所定量高くなるように始動装置を作動させることで、内燃機関を始動させる始動制御を行う始動制御手段と、前記始動制御により内燃機関が始動した場合に、内燃機関の回転速度を前記設定アイドル回転速度へ略一致させるためのアイドル制御を行うアイドル制御手段と、前記始動制御を終了した後に、内燃機関の回転速度と前記設定アイドル回転速度とを比較することで、始動装置の異常を判定する異常判定手段と、を有することを要旨とする。
【０００８】
本発明においては、内燃機関のクランキング回転速度が設定アイドル回転速度より所定量高くなるように内燃機関を始動させる始動制御を行い、内燃機関が始動した場合に、内燃機関の回転速度を設定アイドル回転速度へ略一致させるためのアイドル制御を行う。そして、始動制御を終了した後に、内燃機関の回転速度と設定アイドル回転速度とを比較することにより、簡単な構成で始動装置の異常を判定することができる。
【０００９】
本発明に係る内燃機関の始動制御装置において、前記異常判定手段は、内燃機関の回転速度と前記設定アイドル回転速度との差が閾値より大きい場合に、前記始動装置が異常と判定するものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明に係る内燃機関の始動制御装置は、始動装置を作動させることで内燃機関の始動が可能な内燃機関の始動制御装置であって、内燃機関のクランキング回転速度が設定アイドル回転速度より所定量高くなるように始動装置を作動させることで、内燃機関を始動させる始動制御を行う始動制御手段と、前記始動制御により内燃機関が始動した場合に、内燃機関の回転速度を前記設定アイドル回転速度へ略一致させるためのアイドル制御を行うアイドル制御手段と、前記始動制御を終了した後に、内燃機関の回転速度と前記クランキング回転速度とを比較することで、始動装置の異常を判定する異常判定手段と、を有することを要旨とする。
【００１１】
本発明においては、内燃機関のクランキング回転速度が設定アイドル回転速度より所定量高くなるように内燃機関を始動させる始動制御を行い、内燃機関が始動した場合に、内燃機関の回転速度を設定アイドル回転速度へ略一致させるためのアイドル制御を行う。そして、始動制御を終了した後に、内燃機関の回転速度とクランキング回転速度とを比較することにより、簡単な構成で始動装置の異常を判定することができる。
【００１２】
本発明に係る内燃機関の始動制御装置において、前記異常判定手段は、前記クランキング回転速度と内燃機関の回転速度との差が閾値より小さい場合に、前記始動装置が異常と判定するものとすることもできる。
【００１３】
本発明に係る内燃機関の始動制御装置において、前記異常判定手段により前記始動装置が異常と判定された場合に、該始動装置の異常を示す信号を出力する出力手段を有するものとすることもできる。こうすれば、始動装置の異常を操作者へ知らせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る始動制御装置の制御対象である内燃機関を含む車両の駆動システムの構成の概略を示す図である。本実施形態における駆動システムは、スタータ１０、エンジン１２、トランスミッション１４、スタータリレー１６、及び制御装置３０を備えており、スタータ１０を回転駆動させることで停止状態のエンジン１２を始動させることができる。始動後のエンジン１２が発生するトルクについては、トランスミッション１４を介して図示しない駆動輪へ伝達することができる。
【００１６】
スタータ１０の回転軸１０−１は、ワンウェイクラッチ１８及びベルト２０を介してエンジン１２の回転軸１２−１と連結されている。スタータ１０が停止状態のエンジン１２を回転駆動させようとするときは、ワンウェイクラッチ１８が係合状態となるように動作することで、スタータ１０によるエンジン１２の始動が可能である。一方、自立運転後のエンジン１２が停止状態のスタータ１０を回転駆動させようとするときは、ワンウェイクラッチ１８は開放状態となるように動作することで、スタータ１０は停止状態のままで回転駆動されない。
【００１７】
スタータリレー１６は、スタータ１０と電源（図示せず）との間に設けられている。スタータリレー１６がオン状態のときは、スタータ１０と電源との間が導通され、スタータ１０が回転駆動される。一方、スタータリレー１６がオフ状態のときは、スタータ１０と電源との間が非導通となり、スタータ１０の回転駆動が停止される。スタータリレー１６のオン／オフの切り替えについては、制御装置３０から出力される始動制御信号により行うことができる。
【００１８】
エンジン回転速度センサ３２は、エンジン１２の回転速度を検出する。エンジン回転速度センサ３２による検出信号は、制御装置３０に入力される。
【００１９】
制御装置３０は、操作者の操作や、アクセル開度、車速等の車両運転状態に基づいて、始動制御信号のスタータリレー１６への出力／停止の制御を行う。始動制御信号がスタータリレー１６へ出力されると、スタータリレー１６がオン状態となりスタータ１０が回転駆動されることで、停止状態のエンジン１２が始動される。本実施形態においては、エンジン１２のクランキング回転速度Ｎｃが設定アイドル回転速度Ｎｉより所定量δＮ１（δＮ１＞０）だけ高くなるように、スタータ１０が回転駆動される。このように、制御装置３０は、始動制御信号をスタータリレー１６へ出力することで、エンジン１２を始動させる始動制御を行うことができる。
【００２０】
一方、始動制御信号のスタータリレー１６への出力が停止されると、スタータリレー１６がオフ状態となりスタータ１０の回転駆動が停止される。このように、制御装置３０は、始動制御信号のスタータリレー１６への出力を停止することで、スタータ１０の回転駆動を停止させることができる。すなわち、始動制御を停止させることができる。
【００２１】
また、制御装置３０は、始動制御によりエンジン１２が始動した場合に、アイドル制御信号をエンジン１２へ出力することで、エンジン１２の回転速度Ｎｅを設定アイドル回転速度Ｎｉへ略一致させるためのアイドル制御を行うことができる。
【００２２】
ここで、例えばスタータリレー１６のオン状態での固着等の原因により、始動制御信号の出力を停止してもスタータ１０が回転駆動されたままの状態で故障（オン故障）した場合は、そのオン故障を検出できることが望ましい。そこで、本実施形態においては、制御装置３０は、オン故障の発生の有無を判定し、オン故障の発生を検出した場合は、異常発生を示す故障警告信号を出力して図示しない警告灯を点灯させることで、操作者に異常発生を知らせる。
【００２３】
以下、制御装置３０によりオン故障の発生の有無を判定する異常判定ルーチンについて、図２に示すフローチャートを用いて説明する。この異常判定ルーチンは、操作者の操作や車両運転状態に基づいて停止状態のエンジン１２を始動させるときに実行される。
【００２４】
まずステップ（以下Ｓとする）１においては、始動制御信号のスタータリレー１６への出力が開始される。これによって、スタータリレー１６がオン状態に切り替えられてスタータ１０の回転駆動が開始され、エンジン１２を始動させる始動制御が開始される。ここでは、エンジン１２のクランキング回転速度Ｎｃが設定アイドル回転速度Ｎｉより所定量δＮ１（δＮ１＞０）だけ高くなるように、始動制御が行われる。そして、Ｓ２に進む。
【００２５】
Ｓ２においては、始動制御信号の出力が開始されてから所定時間ｔ１経過したか否かが判定される。ここでの所定時間ｔ１については、エンジン１２の自立運転に必要な時間に基づいて設定され、例えば実験的に設定することができる。まだ所定時間ｔ１経過していない場合、すなわちＳ２の判定結果がＮＯの場合は、Ｓ２の判定結果がＹＥＳになるまでＳ２の判定が繰り返される。一方、所定時間ｔ１経過した場合、すなわちＳ２の判定結果がＹＥＳの場合は、Ｓ３に進む。
【００２６】
Ｓ３においては、始動制御信号のスタータリレー１６への出力が停止される。これによって、スタータリレー１６がオフ状態に切り替えられてスタータ１０の回転駆動が停止される。すなわち、始動制御が停止される。そして、Ｓ４に進む。
【００２７】
Ｓ４においては、始動制御を停止した後におけるエンジン１２の回転速度（エンジン回転速度センサ３２により検出）Ｎｅが所定値Ｘ１より大きいか否かが判定される。ここでの所定値Ｘ１については、エンジン１２が自立運転を開始したか否かを判定するための閾値として設定され、例えば設定アイドル回転速度Ｎｉより十分小さい値が設定される。Ｓ４の判定結果がＮＯの場合は、エンジン１２が自立運転を開始していないと判定してＳ１に戻り、エンジン１２を始動させるために始動制御を再度行う。一方、Ｓ４の判定結果がＹＥＳの場合は、エンジン１２が自立運転を開始したと判定してＳ５に進む。
【００２８】
Ｓ５においては、アイドル制御信号がエンジン１２へ出力される。これによって、エンジン１２の回転速度Ｎｅを設定アイドル回転速度Ｎｉへ略一致させるためのアイドル制御が行われる。そして、Ｓ６に進む。
【００２９】
Ｓ６においては、アイドル制御が開始された後におけるエンジン１２の回転速度（エンジン回転速度センサ３２により検出）Ｎｅが設定アイドル回転速度Ｎｉより大きいか否かが判定される。ここで、始動制御信号の出力が停止されていることでスタータ１０の回転駆動が停止されている場合、すなわちオン故障が発生していない場合は、エンジン１２の回転速度Ｎｅは設定アイドル回転速度Ｎｉにほぼ一致する。一方、始動制御信号の出力が停止されているにもかかわらずスタータ１０が回転駆動されたままである場合、すなわちオン故障が発生した場合は、スタータ１０によりエンジン１２が回転駆動されたままであるため、エンジン１２の回転速度Ｎｅは設定アイドル回転速度Ｎｉより大きくなる。
【００３０】
以上のことから、アイドル制御開始後のエンジン１２の回転速度Ｎｅが設定アイドル回転速度Ｎｉより大きいか否かを判定することで、オン故障の発生の有無を判定することができる。Ｓ６の判定結果がＮＯの場合は、Ｓ７においてオン故障が発生していないと判定して本ルーチンの実行を終了する。一方、Ｓ６の判定結果がＹＥＳの場合は、Ｓ８においてオン故障が発生したと判定してＳ９に進む。
【００３１】
Ｓ９においては、異常発生を示す故障警告信号を出力して図示しない警告灯を点灯させることで、操作者に異常発生を知らせる。そして、本ルーチンの実行を終了する。
【００３２】
以上のルーチンにおけるＳ６の異常判定については、アイドル制御の際の制御偏差を考慮して、アイドル制御開始後のエンジン１２の回転速度Ｎｅと設定アイドル回転速度Ｎｉとの差Ｎｅ−Ｎｉが所定量δＮ２（δＮ２＞０）より大きいか否かを判定するようにしてもよい。この判定結果がＮＯの場合はＳ７に進み（正常と判定する）、この判定結果がＹＥＳの場合はＳ８に進む（異常発生と判定する）。
【００３３】
なお、前述の所定量δＮ１，δＮ２については、始動制御やアイドル制御の際の制御偏差を考慮して設定され、例えば実験的に設定することができる。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態においては、エンジン１２のクランキング回転速度Ｎｃが設定アイドル回転速度Ｎｉより所定量δＮ１（δＮ１＞０）だけ高くなるようにエンジン１２を始動させる始動制御を行う。そして、始動制御を終了した後に、アイドル制御開始後のエンジン１２の回転速度Ｎｅと設定アイドル回転速度Ｎｉとを比較することにより、簡単な構成でオン故障を検出することができる。そして、オン故障を検出した場合は、故障警告信号を出力して図示しない警告灯を点灯させることで、操作者に異常発生を知らせることができる。
【００３５】
また、本実施形態においては、エンジン１２のクランキング回転速度Ｎｃが設定アイドル回転速度Ｎｉより高くなるようにスタータ１０を回転駆動させることにより、エンジン１２の始動性を向上させることができる。
【００３６】
以上の本実施形態の説明においては、アイドル制御開始後のエンジン１２の回転速度Ｎｅを設定アイドル回転速度Ｎｉと比較することにより、オン故障の発生の有無を判定する場合について説明した。ただし、本実施形態においては、アイドル制御開始後のエンジン１２の回転速度Ｎｅをクランキング回転速度Ｎｃと比較することによっても、オン故障の発生の有無を判定することができる。
【００３７】
ここで、始動制御信号の出力が停止されていることでスタータ１０の回転駆動が停止されている場合、すなわちオン故障が発生していない場合は、エンジン１２の回転速度Ｎｅはクランキング回転速度Ｎｃよりほぼ所定量δＮ１分低くなる。一方、始動制御信号の出力が停止されているにもかかわらずスタータ１０が回転駆動されたままである場合、すなわちオン故障が発生した場合は、クランキング回転速度Ｎｃとエンジン１２の回転速度Ｎｅとの差Ｎｃ−ＮｅがδＮ１より小さくなる。
【００３８】
そこで、図２のフローチャートのＳ６においては、アイドル制御の際の制御偏差を考慮して、クランキング回転速度Ｎｃとアイドル制御開始後のエンジン１２の回転速度Ｎｅとの差Ｎｃ−Ｎｅが所定量δＮ３（δＮ３＞０）より小さいか否かを判定することによっても、オン故障の発生の有無を判定することができる。この判定結果がＮＯの場合はＳ７に進み（正常と判定する）、この判定結果がＹＥＳの場合はＳ８に進む（異常発生と判定する）。なお、所定量δＮ３については、始動制御やアイドル制御の際の制御偏差を考慮して設定され、例えば実験的に設定することができる。
【００３９】
以上、本発明を実施するための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内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態に係る始動制御装置の制御対象である内燃機関を含む車両の駆動システムの構成の概略を示す図である。
【図２】制御装置により実行される異常判定ルーチンを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
１０  スタータ、１２  エンジン、１４  トランスミッション、１６  スタータリレー、１８  ワンウェイクラッチ、２０  ベルト、３０  制御装置、３２  エンジン回転速度センサ。
【図１】
2005325754.tif 000003
【図２】
2005325754.tif 000004