(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者の停車意思や発進意思を判断し、エンジンの自動停止や自動始動が行われるアイドルストップ車両に用いられるエンジン始動制御装置であって、
車載バッテリからエンジンを始動するスタータモータへの通電経路を導通・遮断するためのリレーと、
前記車載バッテリから電源供給を受けて作動し、車両の運転状態に基づいてエンジンの始動条件が成立したか否かを判定し、前記エンジンの前記自動始動の条件が成立したら、前記スタータモータを駆動させるための駆動指令を出力し、その後、前記スタータモータを停止させるための停止指令を出力する制御手段と、
前記制御手段から前記駆動指令が一旦出力されると、該駆動指令をラッチして、その後前記制御手段から前記停止指令が出力されるまで、前記リレーを導通させ続ける信号を出力し続け、前記制御手段から前記停止指令が出力されると、前記駆動指令のラッチを解除して、前記リレーを遮断する信号を出力するスイッチ駆動手段と、
前記スイッチ駆動手段から前記リレーを導通させ続ける信号が出力され続ける状態が予め設定された制限時間以上継続すると、前記リレーを強制的に遮断する、前記スイッチ駆動手段の後段に配置された始動時間制限手段と、
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】
前記始動時間制限手段は、前記制限時間を外部操作によって設定するための設定手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動制御装置。
【請求項３】
前記リレーは、
リレーコイルと、該リレーコイルへの通電・非通電によって導通・遮断状態が切り替えられる接点と、
を備え、
前記スイッチ駆動手段は、前記車載バッテリから前記リレーコイルへの通電経路の正極側、または、負極側、または、その両方に設けられ、前記リレーコイルへの通電・非通電を切換える半導体素子を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジン始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スタータモータを駆動・停止させてエンジンの始動を行うエンジン始動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンのアイドリング中にエンジンを自動停止させて燃費を向上させるアイドルストップ車両や、エンジンと車両駆動用モータとを併用して走行し、低負荷走行時にエンジンを自動停止させて車両駆動用モータのみで走行するハイブリッド車両が開発されている。
【０００３】
このうち、アイドルストップ車両では、一般にクラッチ操作情報、シフト操作情報、アクセル操作情報及び車速情報等に基づいて、運転者の停車意思や発進意思を判断し、エンジンの自動停止や自動始動が行なわれる。
【０００４】
また、ハイブリッド車両では、運転中の車両の車速情報や車両の負荷状態に応じてエンジンの自動停止や自動始動が行われる。
この種の車両において、一旦自動停止させたエンジンを自動始動するには、車載バッテリから電源供給を受けて作動するＣＰＵと、同じ車載バッテリから電源供給を受けて駆動されるスタータモータとが用いられている。
【０００５】
つまり、エンジンが自動停止した後、ＣＰＵが前述の各種情報等に基づいてエンジンの始動条件が成立したと判断すると、スタータモータを駆動するための駆動信号やスタータモータを停止させるための停止信号を出力し、エンジンの自動始動を行うようになっているのである。
【０００６】
ところで、ＣＰＵが駆動信号を出力してスタータモータを駆動すると、一時的にスタータモータに大電流が流れ、車載バッテリの電圧が一時的に低下する。このとき、ＣＰＵとスタータモータとは同じ車載バッテリがら電源供給を受けているため、ＣＰＵに供給される電圧も低下して、ＣＰＵがリセットされてしまうことがある。そして、ＣＰＵがリセットされるとエンジンが始動する前にＣＰＵから駆動信号が出力されなくなりスタータモータが停止してしまう。
【０００７】
そこで、ＣＰＵの出力側にラッチ回路を設け、ＣＰＵから駆動信号が出力されると、その駆動信号をラッチしてスタータモータを駆動し続け、ＣＰＵから停止信号が出力されると駆動信号のラッチを解除してスタータモータを停止するようにする技術が知られている。
【０００８】
また、ラッチ回路を用いず、スタータモータ駆動時の電圧低下によりＣＰＵがリセットされないようにするために、アイドルストップ時や車両駆動用モータでの走行時等に、車両の制御を行うための制御装置での電力消費を抑制して車載バッテリの電力を極力消費しないようし、エンジンを始動（つまり、スタータモータを駆動）するときに車載バッテリの電圧が低下するのを防止する技術が知られている（特許文献１等参照）。
【特許文献１】特開２００４−１３７９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、ＣＰＵが駆動信号を出力した直後にリセットされ、駆動信号が出力されなくなっても、上記のように、ＣＰＵの出力側にラッチ回路を設けて、ＣＰＵから出力される駆動信号をラッチすると、スタータモータは駆動され、エンジンは確実に始動される。しかし、ラッチ回路を設けると、そのラッチ回路によりスタータモータが駆動され続けるおそれがある。
【００１０】
つまり、ラッチ回路により駆動信号がラッチされた後に、ＣＰＵへの入力信号にノイズが重畳されてＣＰＵが異常作動した場合には、ＣＰＵが停止信号を出力できなくなる。すると、駆動信号がラッチ回路でラッチされたままになり、延いては、スタータモータが駆動され続けることになるのである。
【００１１】
また、特許文献１に記載の技術によって、アイドルストップ時や車両駆動用モータでの走行時に車載バッテリの電力を消費しないようにし、スタータモータの駆動時に車載バッテリの電圧が低下するのを防止できたとしても、ノイズ等によってＣＰＵが異常作動した場合には、上記と同様にスタータモータが駆動され続けることを防止することはできない。
【００１２】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、エンジンの始動時に、ＣＰＵが異常作動しても確実にスタータモータを駆動・停止できるエンジン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】
【００１３】
かかる問題を解決するためになされた請求項１に記載のエンジン始動制御装置は、運転者の停車意思や発進意思を判断し、エンジンの自動停止や自動始動が行われるアイドルストップ車両に用いられるエンジン始動制御装置であって、車載バッテリからエンジンを始動するスタータモータへの通電経路を導通・遮断するためのリレーを備え、車載バッテリから電源供給を受けて作動する制御手段が、車両の運転状態に基づいてエンジンの始動条件が成立したか否かを判定し、エンジンの自動始動の条件が成立したら、スタータモータを駆動させるための駆動指令を出力し、その後、スタータモータを停止させるための停止指令を出力する。
【００１４】
そして、その制御手段から駆動指令が一旦出力されると、駆動信号をラッチして、その後制御手段から停止指令が出力されるまで、スイッチ駆動手段が、リレーを導通させ続ける信号を出力し続けて、スタータモータを回転させ、制御手段から停止指令が出力されると、駆動指令のラッチを解除して、リレーを遮断することで、スタータモータの回転を停止させる。
【００１５】
また、スイッチ制御手段からリレーを導通させ続ける信号が出力され続ける状態が予め設定された制限時間以上継続すると、スイッチ手段の後段に配置された始動時間制限手段がリレーを強制的に遮断する。
このため、本発明によれば、制御手段が駆動指令を出力した後に、ノイズにより制御手段が異常作動し、制御手段がスタータモータの停止指令を出力しなくなっても、スタータモータを確実に停止させることができる。つまり、長時間にわたってスタータモータが駆動され続けることがないのでスタータモータが故障することがない。さらに、スタータモータの駆動電流が長時間流れ続けることもなくなるため、車載バッテリが消耗して故障することも防止できる。
【００１６】
ところで、エンジンを始動するためにスタータモータを駆動し続けなければならない時間（スタータモータ駆動時間）は、種々の条件によって異なる。例えば、冬期のように外気温が低くエンジンが冷えている場合にはエンジンのかかりが悪いため、スタータモータの駆動時間を長くする必要がある。逆に、夏期のように外気温が高くエンジンが比較的暖まっている場合にはエンジンのかかりが良いため、スタータモータ駆動時間は短くてよい。
【００１７】
そこで、請求項２に記載のように、設定手段で外部操作により始動時間制限手段の制限時間を設定できるようにするとよい。
このようにすると、始動時間制限手段により、エンジンの始動条件に合わせて制限時間を設定することができ、延いては車載バッテリの不要な消費を防ぐことができる。
【００１８】
また、リレーは、車載バッテリからスタータモータへの通電経路を導通・遮断できるものであればどのようなものであってもよいが、通常、スタータモータの駆動に流れる駆動電流は大電流であるため、請求項３に記載のように、リレーを、リレーコイルと、そのリレーコイルへの通電・非通電によって導通・遮断状態が切り替えられる接点と、を備え、スイッチ駆動手段には、リレーコイルへの通電・非通電を切換える半導体素子を、車載バッテリからリレーコイルへの通電経路の正極側、または、負極側、または、その両方に設けるようにするとよい。
【００１９】
このように、リレーとして、リレーコイルと接点とを備えたものを使用することによって、スイッチ駆動手段はリレーコイルに接続され、大電流が流れるスタータモータは接点に接続される。従って、スイッチ駆動手段によってリレーコイルを励磁するための小さな電流を流すだけで、大きな駆動電流が流れるスタータモータを駆動することができる。また、スイッチ駆動手段とスタータモータとを電気的に分離することができるため、スタータモータの駆動時にリレーの接点に流れる大電流やノイズがスイッチ駆動手段に流れ込むことがなく、スイッチ駆動手段が破壊されることもない。
【００２０】
また、リレーを用いれば、スタータリレー駆動の大電流を流すことができる大容量の半導体スイッチを用いるよりも小型化することもできる。
ところで、車載バッテリからリレーコイルへの通電経路の正極側、負極側の何れか一方だけに半導体素子を設けた場合には、その半導体素子とリレーコイルとの接続点が正極側若しくは負極側に短絡するとリレーコイルに電流が流れっぱなしになり、スタータモータを停止できなくなる。このため、半導体素子は車載バッテリからリレーコイルへの通電経路の正極側と負極側の両側に設けるとよい。つまり、そのようにすると、上記のような短絡が発生したとしても、短絡した側と逆の極性側に設けられた半導体素子によってリレーコイルを非通電とすることができるため、確実にスタータモータを停止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施形態を図面とともに説明する。
図１は、本発明が適用された車両用のエンジン始動制御装置１の概略の回路構成を示す回路図である。また、図２は、エンジン始動制御装置１内部における各信号のタイミングチャートである。
【００２２】
図１に示すように、エンジン始動制御装置１は、スタータモータ７０の通電経路をスタータリレー６０を介して導通・遮断することによりエンジンを始動するためのもので、ＣＰＵ１０、ＣＰＵ１０の出力に接続される信号レベル変換用のＮＰＮ型のトランジスタ１２及びプルアップ用の抵抗１４、１６、トランジスタ１２のコレクタに接続されるラッチ回路２０、ラッチ回路２０の出力に接続される信号レベル変換用のＰＮＰ型のトランジスタ２６、トランジスタ２６のコレクタに接続されるハードマスク回路３０、ハードマスク回路３０の出力に接続されるスタータリレー駆動用のＰＮＰ型のトランジスタ５２、ＮＭＯＳ型のＦＥＴ５４、及びスタータリレー６０から構成される。
【００２３】
ここで、スタータリレー６０は、その接点６４がスタータモータ７０の通電経路上に設けられ、リレーコイル６２への通電・非通電によって接点６４を導通・遮断することによりスタータモータ７０を駆動・停止させるものである。
【００２４】
また、ＣＰＵ１０は、車両に搭載された各種センサから入力される、クラッチ操作情報、シフト操作情報、アクセル操作情報及び車速情報等に基づき、エンジン停止時にエンジン始動条件が成立したか否かを判断し、エンジンの始動条件が成立したと判断すると、スタータモータを駆動・停止させるための信号であるスタータセット信号ＳSS及びスタータリセット信号ＳSRを出力する。
【００２５】
すなわち、ＣＰＵ１０は、エンジン停止時には、Ｌｏｗレベル（以下、Ｌレベルと略す。）のスタータセット信号ＳSSとＬレベルのスタータリセット信号ＳSRとを出力する。（図２中で（ａ１）の状態）。
【００２６】
次に、エンジンを始動するためにスタータモータ７０を駆動する場合には、ＣＰＵ１０は、スタータリセット信号ＳSRはＬレベルのままで、スタータセット信号ＳSSをＨｉｇｈレベル（以下、Ｈレベルと略す。）に変化させる（図２中で（ｂ１）の状態）。
【００２７】
そして、エンジンが始動した後に、スタータモータ７０を停止させる場合には、ＣＰＵ１０は、スタータリセット信号ＳSRをＬレベルにしたままスタータセット信号ＳSSをＬレベルにする。つまり、スタータセット信号ＳSS及びスタータリセット信号ＳSRとをエンジン停止時と同じ状態にする（図２中で（ｃ１）の状態）。
【００２８】
このように、ＣＰＵ１０は、車両に搭載された各種センサからの各種情報等に応じてＨレベルやＬレベルのスタータセット信号ＳSS及びスタータリセット信号ＳSRを出力して、スタータモータ７０を駆動・停止させることによりエンジンを始動するのである。
【００２９】
なお、エンジン始動制御装置１に使用されているＣＰＵ１０は、リセット状態になった場合に、出力がハイインピーダンスとなるタイプのものである。
次に、ＣＰＵ１０から出力されたスタータリセット信号ＳSRは、直接ラッチ回路２０のＲ端子に入力される。ここで、ラッチ回路のＲ端子に入力される信号をラッチリセット入力信号ＳRと称する。
【００３０】
また、もう一方のスタータセット信号ＳSSは、直接ラッチ回路２０のＳ端子に入力されずに、トランジスタ１２のベースに入力される。
このトランジスタ１２は、スタータセット信号ＳSSの信号レベルを変換する機能を有している。
【００３１】
つまり、トランジスタ１２は、コレクタが抵抗１４を介して電源に接続され、エミッタが接地されている。また、コレクタがトランジスタ１２の出力としてラッチ回路２０のＳ端子に入力されている。そして、トランジスタ１２はＮＰＮ型であるので、ベースにＬレベルのスタータセット信号ＳSS信号が入力されるとＯＦＦとなる。その結果、トランジスタ１２の出力（つまり、コレクタの電圧）は電源電圧に等しく（つまりＨレベルに）なる。逆に、ベースにＨレベルの信号が入力されると、トランジスタ１２はＯＮとなり、出力はＬレベルとなる。
【００３２】
このようにして、トランジスタ１２は入力されたスタータセット信号ＳSSの信号レベルを変換している。ここで、トランジスタ１２により信号レベルが変換され、ラッチ回路２０のＳ端子に入力される信号をラッチセット入力信号ＳSと称する。
【００３３】
次に、トランジスタ１２の出力（コレクタ）に接続されているラッチ回路２０は、トランジスタ１２でレベル変換されたラッチセット入力信号ＳS及びＣＰＵ１０から出力されたスタータリセット信号ＳSR（つまりラッチリセット入力信号ＳR）を受けてラッチ信号ＳLを出力する回路である。
【００３４】
このラッチ回路２０は、所謂、Ｒ・Ｓフリップフロップ回路であり、２つのＮＡＮＤ素子２２、２４から構成されており、２つの入力端子（Ｓ端子とＲ端子）と１つの出力端子（Ｑ端子）とを有している。
【００３５】
そして、ラッチセット入力信号ＳS及びラッチリセット入力信号ＳRの状態により、出力信号（つまりラッチ信号ＳL）が変化する。すなわち、ラッチセット入力信号ＳSとラッチリセット入力信号ＳRとがともにＨレベルであればラッチ信号ＳLは変化せず、そのままの状態を保持する。ラッチセット入力信号ＳSがＬレベルでラッチリセット入力信号ＳRがＨレベルであればラッチ信号ＳLはＨレベルとなり、ラッチセット入力信号ＳSがＨレベルでラッチリセット入力信号ＳRがＬレベルであればラッチ信号ＳLはＬレベルとなり、ラッチセット入力信号ＳSとラッチリセット入力信号ＳRとがともにＬレベルであればラッチ信号ＳLはＨレベルとなる。
【００３６】
そして、エンジン停止時には、ＣＰＵ１０からＬレベルのスタータセット信号ＳSSとＬレベルのスタータリセット信号ＳSRが出力される。そして、スタータセット信号ＳSSは信号レベル変換用のトランジスタ１２でＨレベルに変換されるため、ラッチ回路２０のＳ端子にはＨレベルのラッチセット入力信号ＳSが入力され、Ｒ端子にはＬレベルのラッチリセット入力信号ＳRが入力される。
【００３７】
Ｓ端子にＨレベルのラッチセット入力信号ＳSが入力され、Ｒ端子はＬレベルのラッチリセット入力信号ＳRが入力されると前述のようにラッチ回路２０のＱ端子からは、Ｌレベルのラッチ信号ＳLが出力される（図２中で（ａ１）の状態）。
【００３８】
一方、エンジン始動時には、ＣＰＵ１０からＨレベルのスタータセット信号ＳSSとＬレベルのスタータリセット信号ＳSRとが出力され、スタータセット信号ＳSSはトランジスタ１２で信号レベルが変換されるため、ラッチ回路２０のＳ端子にはＬレベルのラッチセット入力信号ＳSが入力され、Ｒ端子にはＨレベルのラッチリセット入力信号ＳRが入力される。
【００３９】
Ｓ端子にＬレベルのラッチセット入力信号ＳSが入力され、Ｒ端子にＨレベルのラッチリセット入力信号ＳRが入力されと前述のようにラッチ回路２０のＱ端子からは、Ｈレベルのラッチ信号ＳLが出力される（図２中で（ｂ１）の状態）。
【００４０】
そして、エンジン始動後には、ＣＰＵ１０は、スタータセット信号ＳSSをＨレベルにし、スタータリセット信号ＳSRをＨレベルにする。すると、エンジン停止時と同じとなるので、ラッチ回路２０からはＬレベルのラッチ信号ＳLが出力される（図２中で（ｃ１）の状態）。
【００４１】
さらに、エンジンの始動中（図２中で（ａ２）の状態）にＣＰＵ１０がリセットされると、ＣＰＵ１０の出力は、前述のようにハイインピーダンスになる。
すると、トランジスタ１２はＯＦＦとなる。そして、トランジスタ１２のコレクタにはプルアップ抵抗１４が接続されているのでラッチセット入力信号ＳSはＨレベルとなる。また、プルアップ抵抗１６があるのでラッチリセット入力信号ＳRはＨレベルとなる（図２中で（ｂ２）の状態）。
【００４２】
そして、Ｓ端子にＨレベルのラッチセット入力信号ＳSが入力され、Ｒ端子にＬレベルラッチリセット入力信号ＳRの信号が入力されると前述のように、ラッチ回路２０のＱ端子からは、Ｈレベルのラッチ信号ＳLが出力される（図２中で（ｂ２）の状態）。
【００４３】
以上に説明したように、ラッチ回路２０は、エンジン停止時には、Ｌレベルのラッチ信号ＳLを出力し、エンジン始動時には、Ｈレベルのラッチ信号ＳLを出力する。そして、ＣＰＵ１０がリセットされるとＨレベルのラッチ信号ＳLを出力する。
【００４４】
なお、ＣＰＵ１０がリセットされた後に正常に復帰するとＣＰＵ１０は、エンジン始動後と同じように、Ｌレベルのスタータセット信号ＳSSとＬレベルのスタータリセット信号ＳSRとを出力する。従って、ラッチ回路２０は、Ｌレベルのラッチ信号ＳLを出力する（図２中で（ｃ２）の状態）。
【００４５】
以上のようにしてラッチ回路２０から出力されたラッチ信号ＳLは、トランジスタ２６のベースに入力される。
このトランジスタ２６は、ラッチ信号ＳLの信号レベルに応じてハードマスク回路３０の入力を開放・接地する機能を有している。
【００４６】
つまり、トランジスタ２６は、コレクタがハードマスク回路３０の入力に接続され、エミッタが接地されている。そして、トランジスタ２６はＮＰＮ型であるので、ベースにＨレベルのラッチ信号ＳLが入力されるとＯＮとなる。その結果、トランジスタ２６の出力（つまり、ハードマスク回路３０の入力）は接地される。逆に、ベースにＬレベルの信号が入力されると、トランジスタ２６はＯＦＦとなり、出力（つまり、ハードマスク回路３０の入力）は開放される。
【００４７】
このようにして、トランジスタ２６は入力されたラッチ信号ＳLの信号レベルに応じてハードマスク回路３０の入力を開放したり接地したりしている。
次に、トランジスタ２６の出力を受けて作動するハードマスク回路３０について説明する。
【００４８】
ハードマスク回路３０では、入力が内部で２つの信号線に分けられ、その２つ信号線は、各々ハードマスク回路３０の最終段（出力段）にあるコンパレータ５０の反転入力端子及び非反転入力端子に、ダイオードや抵抗等を介して接続されている。
【００４９】
そして、コンパレータ５０の非反転入力端子に接続される信号線には、ハードマスク回路３０の入力側からコンパレータ５０の非反転入力端子に向かって、ダイオード３２、抵抗３６、抵抗４２がその順に直列に接続されている。また、抵抗３６と抵抗４２との間の信号線には、抵抗３８とコンデンサ４０の各々の一端が接続され、それらの他端は電源に接続されている。（つまり、抵抗３８とコンデンサ４０とは、電源と信号線との間に並列に接続されている。）
また、コンパレータ５０の反転入力端子に接続される信号線には、ダイオード３４及び抵抗４６が直列に接続されている。さらに、抵抗４６とコンパレータ５０との間に、抵抗４４と可変抵抗４８の各々の一端が接続され、抵抗４４の他端は電源に接続され（つまり、抵抗４４は電源と信号線との間に並列に接続され）、可変抵抗４８の他端は接地されている（つまり、可変抵抗４８は、接地と信号線との間に並列に接続されている。）。
【００５０】
このような構成のハードマスク回路３０において、各構成品の機能を説明すると、ダイオード３２，３４は、コンパレータ５０に接続されている２つの信号線相互間の電流の逆流を防止している。
【００５１】
抵抗３６，３８，４４，４６及び可変抵抗４８は、コンパレータ５０の非反転入力端子及び反転入力端子に入力される電圧の値を決めるための分圧抵抗である。
そして、ハードマスク回路３０の入力が開放されると、コンデンサ４０の両端電圧（つまり抵抗３８の両端電圧）は、電源電圧を抵抗３６の抵抗値と抵抗３８の抵抗値との比で分圧した値から電源電圧まで徐々に上昇していく。すなわち、コンパレータ５０の非反転入力端子の電圧は、電源電圧を抵抗３６の抵抗値と抵抗３８の抵抗値との比で分圧した値から電源電圧まで徐々に上昇していく。このときの電圧上昇の速さは、抵抗３８の抵抗値とコンデンサ４０の静電容量の積である時定数Ｔで決まる。
【００５２】
また、コンパレータ５０の反転入力端子は、電源電圧が抵抗４４と可変抵抗４８とで分圧された電圧となる。
一方、ハードマスク回路３０の入力が接地されると、コンパレータ５０の非反転入力端子は電源電圧が抵抗３６の抵抗値と抵抗３８の抵抗値との比で分圧された電圧となる。また、コンパレータ５０の反転入力端子は、抵抗４６及び可変抵抗４８の合成抵抗値と抵抗４４の抵抗値とで電源電圧を分圧した電圧となる。
【００５３】
コンパレータ５０は、比較器であり、非反転入力端子の電圧が反転入力端子の電圧よりも大きければ、Ｈレベルのハードマスク回路出力電圧ＳHMを出力し、非反転入力端子の電圧が反転入力端子の電圧よりも小さければ、Ｌレベルのハードマスク回路出力信号ＳHMを出力する。
【００５４】
以上のような構成のハードマスク回路３０では、まず、エンジン停止時には、ラッチ信号ＳLがＬレベルになっており、ハードマスク回路３０の入力が開放状態になって十分な時間が経過しているので、コンパレータ５０の非反転入力端子の電圧は電源電圧となる。また、反転入力端子には、電源電圧を抵抗４４と可変抵抗４８とで分圧した電圧が入力される。
【００５５】
従って、コンパレータ５０の非反転入力端子の電圧は反転入力端子の電圧よりも大きくなるので、コンパレータ５０の出力、つまり、ハードマスク回路出力信号ＳHMはＨレベルとなる（図２中で（ａ１）の状態）。
【００５６】
次に、エンジン始動時には、ラッチ信号ＳLがＨレベルになるので、ハードマスク回路３０の入力が接地状態になる。
すると、コンパレータ５０の非反転入力端子の電圧は、一旦電源電圧が抵抗３６の抵抗値と抵抗３８の抵抗値との比で分圧された値となり、その後、時定数Ｔで徐々に上昇していく。また、コンパレータ５０の反転入力端子は、抵抗４６及び可変抵抗４８の合成抵抗値と抵抗４４の抵抗値とで電源電圧を分圧した電圧となる。
【００５７】
このとき、反転入力端子の電圧が非反転入力端子の電圧よりも大きくなるように、抵抗３６，３８，４４，４６及び可変抵抗４８の値を設定しているので、コンパレータ５０の出力であるハードマスク回路出力信号ＳHMは、一旦Ｌレベルとなる（図２中で（ｂ１），（ａ２），（ａ３）の状態）。
【００５８】
そして、コンパレータ５０の非反転入力端子の電圧が徐々に上昇して、反転入力端子の電圧よりも大きくなる前にエンジンの始動が終了すると、ＣＰＵ１０はスタータセット信号をＬレベルにするのでラッチ信号ＳLはＬレベルになる。
【００５９】
すると、前述のエンジン停止時と同じようにして、ハードマスク回路出力信号ＳHMはＨレベルとなる（図２中で（ｃ１、ｃ２、）の状態）。
次に、エンジンの始動（図２中で（ａ３）の状態）中に、ＣＰＵ１０が異常作動して、ハードマスク回路３０の入力が開放状態（ラッチ信号ＳLがＨレベル）になり続けた場合（図２中で（ｂ３）の状態）には、ハードマスク回路出力信号ＳHMがＬレベルとなった後、時定数Ｔでコンパレータ５０の非反転入力端子の電圧が徐々に上がる。そして、コンパレータ５０の非反転入力端子の電圧が反転入力端子に入力される電圧よりも大きくなると、つまり、時定数Ｔで決定される所定時間が経過すると、コンパレータ５０の出力（ハードマスク回路出力信号ＳHM）はＨレベルとなる（図２中で（ｃ３）の状態）。
【００６０】
以上のように、ハードマスク回路３０は、ラッチ信号ＳLが所定時間内にＬレベルやＨレベルになると、それに従って、ＨレベルやＬレベルのハードマスク回路出力信号ＳHMを出力する。そして、ラッチ信号ＳLがＨレベルになり続けると（図２中で（ａ３〜ｃ３）の状態）、所定時間の間Ｌレベルのハードマスク回路出力信号ＳHMを出力し（図２中で（ａ３〜ｂ３）の状態）、その後、所定時間が経過するとＨレベルの電圧のハードマスク回路出力信号ＳHMを出力するのである（図２中で（ｃ３）の状態）。
【００６１】
なお、ハードマスク回路３０において可変抵抗４８の大きさを調整することにより、コンパレータ５０の出力がＬレベルからＨレベルに変わるまでの時間（つまり、スタータモータ７０を停止する所定時間）を調整することができるようになっている。
【００６２】
つまり、コンパレータの反転入力端子の電圧は抵抗４６及び可変抵抗４８の合成抵抗値と抵抗４４の抵抗値との比で決定されるため、可変抵抗４８の抵抗値を小さくすれば、反転入力端子の電圧は小さくなり、可変抵抗４８の抵抗値を大きくすれば反転入力端子の電圧は大きくなる。そこで、スタータモータ７０を停止するまでの所定時間を短くしたければ可変抵抗４８の抵抗値を小さくして、コンデンサ４０が充電されてコンパレータ５０の非反転入力端子の電圧が高くなるまでの時間を短くすればよく、逆に所定時間を長くしたければ可変抵抗４８の抵抗値を大きくすればよい。
【００６３】
そして、ハードマスク回路出力信号ＳHMがＨレベルとなる（図２中で（ａ１）の状態）と、ハードマスク回路３０の出力端子に接続されているトランジスタ５２のベースにはＨレベルのハードマスク回路出力信号ＳHMが入力される。ここで、トランジスタ５２は、エミッタが電源に接続され、コレクタがＦＥＴ５４のゲートに接続されている。そして、トランジスタ５２はＰＮＰ型であるため、ベースに入力される信号がＨレベルであるとＯＦＦとなり、トランジスタ５２の出力（コレクタ）に接続されているＦＥＴ５４のゲートはＬレベルとなる。
【００６４】
ＦＥＴ５４は、ドレインが電源に接続され、ソースが接地されている。そして、ＦＥＴ５４は、ＮＭＯＳ型であるため、ゲートがＬレベルであるとＯＦＦとなり、リレーコイル６２には電流が流れず、接点６４はＯＦＦとなって（図２中で（ａ１）の状態）、スタータモータ７０は駆動されない。
【００６５】
次に、ハードマスク回路出力信号ＳHMがＬレベルとなる（図２中で（ｂ１）、（ａ２）、（ａ３）の状態）と、ハードマスク回路３０の出力端子に接続されているトランジスタ５２のベースにＬレベルの信号が入力されるため、トランジスタ５２はＯＮとなる。
【００６６】
トランジスタ５２がＯＮになると、トランジスタ５２の出力信号は、Ｈレベルとなり、その結果、トランジスタ５２の出力（コレクタ）に接続されているＦＥＴ５４のゲートがＨレベルとなり、ＦＥＴ５４はＯＮとなる。
【００６７】
ＦＥＴ５４がＯＮになると、リレーコイル６２に電流が流れて励磁され、その結果、接点６４がＯＮとなって、スタータモータ７０が駆動される（図２中で（ｂ１）、（ａ２）、（ａ３）の状態）。
【００６８】
以上のように、エンジン始動制御装置１によれば、ＣＰＵ１０が正常に作動して、スタータリセット信号ＳSRがＨレベルの状態で、スタータセット信号ＳSSがＨレベルになればスタータモータ７０が駆動し、スタータセット信号ＳSSがＬレベルになればスタータモータ７０が停止してエンジンを始動する。
【００６９】
また、一旦ＣＰＵ１０からエンジン始動のための信号が出力されると、ＣＰＵ１０がリセットされてもラッチ回路２０のラッチ信号ＳLがＨレベルに保たれるため、スタータモータ７０が駆動され続け、エンジンは始動する。そして、ＣＰＵ１０が正常に復帰すればスタータモータ７０が停止される。
【００７０】
さらに、ＣＰＵ１０からエンジン始動のための信号が出力され、エンジン始動中にＣＰＵ１０が異常作動して、ラッチ回路２０のラッチ信号ＳLがＨレベルになり続けても、ハードマスク回路３０により、所定時間が経過すると、スタータモータ７０が停止される。
【００７１】
その結果、スタータモータが駆動し続けることを防止できるため、スタータモータや車載バッテリの故障を防止することができる。
ところで、エンジン始動制御装置１において、ＦＥＴ５４をバッテリからリレーコイル６２への通電経路の負極側に設けているが、図３（ａ）に示すように、ＦＥＴ５４をバッテリからリレーコイル６２への通電経路の正極側（つまりバッテリ側）に設けても同様に接点６４をＯＮ・ＯＦＦ、つまりスタータモータ７０の駆動・停止を行うことができる。
【００７２】
さらに、バッテリからリレーコイル６２への通電経路の正極側と負両極側とに各々ＦＥＴ５４，５６を設けるようにしても同様に接点６４をＯＮ・ＯＦＦ、つまりスタータモータ７０の駆動・停止を行うことができる。
【００７３】
このように通電経路の正極側にＦＥＴ５４を設け、負極側にＦＥＴ５６を設けると、ＦＥＴ５４とリレーコイル６２との間の通電経路がバッテリの正極側に短絡したり、ＦＥＴ５６とリレーコイル６２との間の通電経路がバッテリの負極側と短絡したりした場合でも、短絡した側と逆の極性側に設けられたＦＥＴ５４，５６によってリレーコイルを非通電とすることができるため、確実にスタータモータ７０を停止することができる。
【００７４】
なお、本実施形態において、スタータリレー６０が本発明におけるリレーに相当し、ＣＰＵ１０が本発明における制御手段に相当する。
また、ラッチ回路２０、トランジスタ２６，５２、ＦＥＴ５４，５６が本発明におけるスイッチ駆動手段に、ＦＥＴ５４、５６が本発明における半導体素子に、ハードマスク回路３０が始動時間制限手段に、可変抵抗４８が設定手段に各々相当する。
【００７５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、実施形態では、ハードマスク回路３０は、コンデンサ４０の充電時間によって、スタータリレー６０のＯＮからＯＦＦまでの時間（所定時間）が決定されるような回路構成となっているが、所定時間がタイマ回路により決定されるようにしてもよい。
【００７６】
つまり、ラッチ回路出力信号ＳLをタイマ回路のスタートトリガ信号としてタイマ回路を作動させ、所定時間を決定するようにし、所定時間経過後、そのタイマ回路の出力によりスタータリレー作動信号ＳRLをＯＦＦするようにしてもよい。
【００７７】
なお、タイマ回路を使用する際には、車載バッテリとは別のタイマ回路駆動用の電源（例えば、電池や電気二重層コンデンサ等）を用いるようにし、タイマ回路が確実に作動するようにするのが好ましい。
【００７８】
また、実施形態では、スタータモータ７０が駆動停止されるまでの時間を可変抵抗４８によって調整しているが、可変抵抗４８を固定抵抗とし、他の抵抗３８，３６，４４の何れかを可変抵抗にして、スタータモータ７０が駆動停止されるまでの時間を調整できるようにしてもよい。また、コンデンサ４０を可変容量のコンデンサとして、スタータモータ７０が駆動停止されるまでの時間を調整できるようにしてもよい。
【００７９】
また、通電経路の正極側及び負極側に設けたＦＥＴ５４，５６を図３に示すように１つのスタータリレー作動信号ＳRLによって作動させる代わりに、２つのエンジン始動制御装置１のＦＥＴ５４を通電経路の正極側及び負極側に設け、各々を独立して作動させてリレーコイル６２を作動させるようにしてもよいことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明が適用されたエンジン始動制御装置１の概略の回路構成を示す回路図である。
【図２】エンジン始動制御装置１内部における各信号のタイミングチャートである。
【図３】スタータリレー作動信号ＳRLの出力部分の回路を示す回路図である。
【符号の説明】
【００８１】
１…エンジン始動制御装置、１０…ＣＰＵ、１２，２６，５２…トランジスタ、１４，３６，３８，４２，４４，４６…抵抗、２０…ラッチ回路、２２，２４…ＮＡＮＤ素子３０…ハードマスク回路、３２，３４…ダイオード、４０…コンデンサ、４８…可変抵抗、５０…コンパレータ、５４，５６…ＦＥＴ、６０…スタータリレー、６２…リレーコイル、６４…接点、７０…スタータモータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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