(57)【要約】【課題】バッテリの状態が次回のエンジン始動に支障のある状態で乗員の判断によってエンジンの停止操作が行われたとしても、次回のエンジン始動が不能となるという事態を確実に回避することができる始動電力確保システムを提供する。【解決手段】バッテリの状態を検知するバッテリ状態検知手段と、該バッテリ状態検知手段が次のエンジン始動に支障のあるバッテリ状態を検知するときに、エンジン停止操作によるエンジンの停止を阻止して次のエンジン始動に必要な電力をバッテリに充電する始動電力確保手段とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリの状態を検知するバッテリ状態検知手段と、
該バッテリ状態検知手段が次のエンジン始動に支障のあるバッテリ状態を検知するときに、エンジン停止操作によるエンジンの停止を阻止して次のエンジン始動に必要な電力をバッテリに充電する始動電力確保手段とを有することを特徴とする始動電力確保システム。
【請求項２】
エンジン停止操作が入力されるイグニッションスイッチと、
前記エンジンの制御を行うエンジン制御部と前記バッテリの間に介在してエンジン制御部への給電を断続可能とするエンジン給電部と、
該エンジン給電部と前記イグニッションスイッチに接続されて、当該イグニッションスイッチによる入力に応じて前記エンジン給電部を断続制御する制御部とを有し、
前記始動電力確保手段が、前記制御部において実行されることにより、次のエンジン始動に支障のあるバッテリ状態を検知するときは前記イグニッションスイッチによるエンジン停止操作の入力に対してエンジン制御部への給電停止を遅らせる処理を行わせる始動電力確保プログラムである請求項１に記載の始動電力確保システム。
【請求項３】
イグニッションキーの回動操作によってエンジン停止操作が入力されるキーシリンダと、
前記エンジンの制御を行うエンジン制御部への給電を前記キーシリンダによる入力操作に伴って断続可能とするエンジン給電部を有し、
前記始動電力確保手段が、当該エンジン給電部に接続されて、該エンジン給電部によるエンジン制御部への給電状態を監視し、前記バッテリ状態検知手段が次のエンジン始動に支障のあるバッテリ状態を検知しかつ前記エンジン給電部が切断されるときに当該エンジン給電部に給電を継続させるためのエンジン停止抑制信号を出力する制御部である請求項１に記載の始動電力確保システム。
【請求項４】
電気負荷とバッテリとの間に介在して電気負荷への給電を制御する負荷給電部を有し、
前記始動電力確保手段がエンジンの停止を阻止する間、前記負荷給電部を用いて電気負荷への電力供給を遮断するものである請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の始動電力確保システム。
【請求項５】
前記始動電力確保手段がエンジンの停止を阻止する間、乗員にバッテリ充電のためにエンジンを作動させていることを通知する通知手段を設けた請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の始動電力確保システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、始動電力確保システムに関し、特にバッテリの充電状態が低いときに乗員によるエンジン停止操作が行われた場合に次のエンジン始動が不能となる事態を回避することができる始動電力確保システムを提供をするものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、バッテリ容量が低下したときに、警告を出力することにより次のエンジン始動が不能となる事態を回避することが考えられている。例えば、特開２００５−３３５６５６号公報（特許文献１）には、エンジンが始動されるまでのセルモータの回転数をエンジンを始動するために最低限必要な回転数と比較することにより、バッテリが劣化状態であると判断したときにはバッテリの劣化警報を発する警報手段を設けたバッテリ劣化警報装置が記載されている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１のような警報装置が設けられていても、乗員がこの警報を無視することにより、次のエンジン始動を行うことができないという事態が発生することがあった。つまり、従来の車両においてはバッテリに次回のエンジン始動のための十分な電力供給を行う力がなく、警告を出力することがあったとしても、乗員の判断によってイグニッションキーやイグニッションスイッチを用いてエンジンを停止させる操作を行った場合には無条件にエンジンが停止させられるので、これによって次回のエンジン始動が不能となることがあるという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３５６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は前記問題を考慮に入れてなされたものであり、バッテリの状態が次回のエンジン始動に支障のある状態で乗員の判断によってエンジンの停止操作が行われたとしても、次回のエンジン始動が不能となるという事態を確実に回避することができる始動電力確保システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は、
バッテリの状態を検知するバッテリ状態検知手段と、
該バッテリ状態検知手段が次のエンジン始動に支障のあるバッテリ状態を検知するときに、エンジン停止操作によるエンジンの停止を阻止して次のエンジン始動に必要な電力をバッテリに充電する始動電力確保手段とを有することを特徴とする始動電力確保システムを提供している。
【０００７】
前記構成によれば、バッテリ状態検知手段がバッテリの状態を検知し次のエンジン始動に支障があるバッテリ状態を検知するときに、指導電力確保手段がエンジンの停止を阻止するので、乗員がバッテリの状態を意識せずにエンジンの停止操作を行ったとしても、このエンジン停止操作によりすぐにエンジンが停止することを防止できる。一方、エンジンが動作し続けることにより、エンジンの回転力を用いて発電する発電機は動作し続けることができ、バッテリへの充電が行われる。
【０００８】
前記バッテリ状態検知手段は、バッテリの出力電圧を測定する電圧センサを備えることが好ましく、さらにバッテリの出力電流を測定する電流センサを備えることが好ましい。そして、始動時にその直前におけるバッテリの解放電圧、始動時におけるバッテリの最低電圧、この最低電圧を供給するときにバッテリから供給される電流のうち少なくとも２つの量の関係を用いて、エンジン始動時にバッテリの状態を毎回求めるものであることが好ましい。しかしながら、本発明はバッテリ状態検知手段の構成を限定するものではない。すなわち、エンジン作動時においてバッテリから供給される電流および電圧の関係を継続的に監視して各時点におけるバッテリの状態検知を行ってもよい。
【０００９】
本発明の始動電力確保システムを用いることにより、たとえ乗員がバッテリの状態を無視し、次のエンジン始動に十分な電力を供給できない状態でエンジンを停止させる操作を行ったとしても、始動電力確保システムが必要と判断した場合にエンジンの停止が阻止されるので、バッテリが次のエンジン始動に十分な電力を蓄えることができる。
【００１０】
なお、エンジン停止を阻止する時間の長さはバッテリの状態にあわせて調節することが好ましい。つまり、バッテリが供給できる電力量が次回のエンジン始動に見込まれる電力量に比べて少なければ少ないほど長い時間エンジンの停止を阻止することが好ましい。
【００１１】
エンジン停止操作が入力されるイグニッションスイッチと、
前記エンジンの制御を行うエンジン制御部と前記バッテリの間に介在してエンジン制御部への給電を断続可能とするエンジン給電部と、
該エンジン給電部と前記イグニッションスイッチに接続されて、当該イグニッションスイッチによる入力に応じて前記エンジン給電部を断続制御する制御部とを有し、
前記始動電力確保手段が、前記制御部において実行されることにより、次のエンジン始動に支障のあるバッテリ状態を検知するときは前記イグニッションスイッチによるエンジン停止操作の入力に対してエンジン制御部への給電停止を遅らせる処理を行わせる始動電力確保プログラムであることが好ましい。
【００１２】
前記イグニッションスイッチはエンジン停止操作のみならずエンジン始動操作も行うものである。また、本発明における前記イグニッションスイッチはイグニッションキーをキーシリンダに挿入することなく操作可能とするキーフリーシステムにおけるイグニッションノブのようなスイッチも含むものである。前記エンジン給電部はイグニッションスイッチの状態に応じてエンジンの始動および停止を行うものであり、バッテリとエンジンの制御を行うイグニッション制御用ＥＣＵや燃料噴射量制御用ＥＣＵなどエンジンの回転を維持するために必要なエンジン制御部との間に介在し、このエンジン制御部への給電を断続制御するための電磁リレースイッチや半導体リレースイッチなどのスイッチ素子であることが好ましい。
【００１３】
前記構成によれば、始動電力確保手段をソフトウェアだけで形成することができ、ハードウェア的な設計変更を行う必要がない。したがって、始動電力確保システムの製造コストを可及的に削減することができる。
【００１４】
イグニッションキーの回動操作によってエンジン停止操作が入力されるキーシリンダと、
前記エンジンの制御を行うエンジン制御部への給電を前記キーシリンダによる入力操作に伴って断続可能とするエンジン給電部を有し、
前記始動電力確保手段が、当該エンジン給電部に接続されて、該エンジン給電部によるエンジン制御部への給電状態を監視し、前記バッテリ状態検知手段が次のエンジン始動に支障のあるバッテリ状態を検知しかつ前記エンジン給電部が切断されるときに当該エンジン給電部に給電を継続させるためのエンジン停止抑制信号を出力する制御部であってもよい。
【００１５】
前記キーシリンダはイグニッションキーの回動操作に伴ってエンジン停止操作のみならずエンジン始動操作も行うことができ、さらに、イグニッションキーの回動位置に対応してバッテリから各電気負荷への給電を断続制御できるように構成されたスイッチを有する。前記キーシリンダの状態は、オフ、アクセサリ、オンなど複数の段階に分けて電気負荷へ給電する状態と、前記オン状態においてスタータモータに給電を行う状態があり、また、前記オン状態においてキーシリンダからエンジン給電部にエンジン制御部への給電を行うためのイグニッション給電信号が出力されるように構成されている。エンジン給電部は電磁リレースイッチや半導体リレースイッチなどのスイッチ素子であることが好ましい。
【００１６】
イグニッションキーをオン状態からアクセサリまたはオフの状態に回動させると、これがエンジン停止操作となって、エンジン給電部はエンジン制御部への給電を停止させるように動作する。一方、前記制御部は、エンジン給電部に接続されてエンジン制御部への給電状態を監視しているので、バッテリ状態検知手段が次のエンジン始動に支障のあるバッテリ状態を検知している場合には、エンジン給電部がエンジン制御部へのイグニッション給電信号を停止させるように動作するときに、エンジン停止抑制信号を出力し、エンジン給電部によるエンジン制御部への電力供給は継続される。
【００１７】
なお、制御部によるエンジン制御部への給電状態の監視は、キーシリンダからエンジン給電部に供給される信号の監視により行うことが好ましい。また、エンジン給電部からエンジン制御部への給電ラインにおける電圧または電流を監視することも可能である。制御部からエンジン供給部に出力されるエンジン停止抑制信号はキーシリンダからエンジン給電部に出力されるイグニッション給電信号の代わりとなるものであることが好ましい。
【００１８】
前記構成によれば、イグニッションキーの回動操作に伴ってキーシリンダにエンジン停止操作が入力され、これに伴ってエンジン給電部がエンジン制御部への給電を停止するように動作するときに、バッテリ状態検知手段が次のエンジン始動に支障のあるバッテリ状態を検知している場合には、制御部がエンジン停止抑制信号を出力することによりエンジンの停止を阻止することができる。上述のように構成すれば、現在最も広く用いられているキーシリンダを操作してエンジン停止操作を行った場合にも、バッテリの状態が次のエンジン始動に支障がある場合には、エンジン停止を阻止することができるので、これによってバッテリへの充電を行うことができる。
【００１９】
電気負荷とバッテリとの間に介在して電気負荷への給電を制御する負荷給電部を有し、
前記始動電力確保手段がエンジンの停止を阻止する間、前記負荷給電部を用いて電気負荷への電力供給を遮断するものであることが好ましい。すなわち、電気負荷への給電を遮断した状態でエンジンを作動させることによりバッテリを効率的に充電することができる。
【００２０】
前記始動電力確保手段がエンジンの停止を阻止する間、乗員にバッテリ充電のためにエンジンを作動させていることを通知する通知手段を設けたことが好ましい。前記通知手段はたとえば運転席から確認可能な位置に配置される表示手段であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
前述したように、本発明によれば、たとえ乗員がバッテリの状態を無視し、次のエンジン始動に十分な電力を供給できない状態でエンジンを停止させる操作を行ったとしても、始動電力確保システムが必要と判断した場合にエンジンの停止が阻止されるので、バッテリが次のエンジン始動に十分な電力を蓄えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図４は、本発明の第一実施形態を示す。
【００２３】
図１において、１は第１実施形態にかかる始動電力確保システムであり、この始動電力確保システム１は、バッテリ２から供給される電力を用いてオルタネータなどのモータ３を駆動することによりエンジン（内燃機関の一例）４を始動するエンジン始動システムの一部を構成する。
【００２４】
５はエンジン４の回転力を用いて発電するオルタネータなどの発電機、６はエンジン４への点火時期の制御や燃料の供給制御などエンジン４が動作するために必要な制御を行うエンジン制御部、７は例えば四輪自動車などの車両の各部に配置された電気負荷、８は前記スタータ３やエンジン制御部６を含む電気負荷７に対する給電を断続可能とする給電部として機能するリレースイッチである。なお、以下の説明において、特に区別が必要なときは電気負荷７およびリレースイッチ８をそれぞれ符号７Ａ，７Ｂ…および８Ａ，８Ｂ…を用いて示す。
【００２５】
１０は前記始動電力確保システム１の中心となる電源制御ＥＣＵ、１１は前記電源制御ＥＣＵ１０に接続されるイグニッションスイッチ、１２は電源制御ＥＣＵ１０に接続されて運転席から確認することができる表示手段からなる通知手段である。また、１５は前記電源制御ＥＣＵ１０内における中心的な処理を行うＣＰＵなどの制御部、１６は例えばＡＤコンバータなどの入力手段、１７は出力インターフェース、１８はバッテリ２から供給される電流を測定する電流計である。
【００２６】
前記バッテリ２はフューズＦ１を介してオルタネータ５と接続されており、オルタネータ５によって発電された電力によって充電されると共に、オルタネータ５から各電気負荷７に供給する電力が不足するときにはバッテリー２から電力供給を行えるように構成している。また、バッテリ２とスタータ３はフューズＦ２およびリレースイッチ８Ｃを介して接続され、バッテリ２とエンジン制御部６はフューズＦ２およびリレースイッチ８Ｄを介して接続されている。一方、電気負荷７Ａ…，７Ｂ…はフューズＦ３およびリレースイッチ８Ａ，８Ｂを介して接続されている。
【００２７】
各リレースイッチ８Ａ〜８Ｄはインターフェース１７を介して制御部１５に接続されており、この制御部１５には始動電力確保手段として機能する始動電力確保プログラムＰａと、バッテリ状態検知手段として機能するバッテリ状態検知プログラムＰｂが実行される。
【００２８】
前記電源制御ＥＣＵ１０はイグニッションスイッチ１１を用いた操作入力によってエンジン始動操作とエンジン停止操作を可能とするものであり、前記イグニッションスイッチ１１は例えばキーフリーシステムのイグニッションノブなどである。なお、一般的に自動車における給電状態には、オフ状態、アクセサリ状態、オン状態など、幾つかの状態を有するものであり、本実施形態における電源制御ＥＣＵ１０も上記３つの状態を有する電源制御を行うものとして説明する。
【００２９】
前記電気負荷７は幾つかのグループの電気負荷７Ａ…、７Ｂ…に分けており、一つのグループに属するメータなどの電気負荷７Ａ…はアクセサリ状態およびオン状態で給電が開始される電気負荷である。また、別のグループに属するエアコンＡ／Ｃなどの電気負荷７Ｂ…およびエンジン制御部６はオン状態において給電が開始される。さらに、前記スタータ３はエンジン始動時にのみ給電されるものである。
【００３０】
次に、図２〜図４を用いて、前記制御手段１５による制御の一例を説明する。なお、図２はイグニッションスイッチをオンにしてエンジン４を始動する時点ｔ０（図３，図４参照）からエンジン停止を完了するまで処理を簡単に示すものであり、図３はバッテリ２が次のエンジン始動に支障のある状態である例を示しており、図４はバッテリ２が良好な状態である例を示している。
【００３１】
図２において、Ｓ１はバッテリ２の状態を検知するステップである。このとき制御部１５は前記ＡＤコンバータ（本実施例では電圧センサとして機能している）を用いてバッテリ２の出力電圧を監視すると共に電流センサ１８を用いてバッテリ２から供給される電流を監視し、本明細書では詳細を省略する方法で、始動時点ｔ０におけるバッテリ２から供給される電圧の変化およびバッテリ２から供給される電流の変化を用いてバッテリ２の劣化度や充電状態を確認する。なお、バッテリ２の状態はバッテリ２の解放電圧、エンジン始動時の最低電圧およびこの最低電圧を出力するときの電流のうち２つ以上の量を用いて求めることができる。したがって、電流センサ１６を省略することも可能である。
【００３２】
Ｓ２はエンジン停止操作があるかどうか判断するステップである。そして、エンジン停止操作が行われるまで、制御部１５はステップＳ２の処理を繰り返す。また、図３に示す時点ｔ１においてエンジン停止操作が入力されると次のステップＳ３が実行される。
【００３３】
Ｓ３は電気負荷７への給電を停止するステップである。すなわち、エンジン停止操作が入力された時点ｔ１においてエアコンＡ／Ｃをはじめとする電気負荷７への給電が停止する。
【００３４】
Ｓ４はバッテリ２の状態を確認するステップであり、バッテリ２の状態が次のエンジン始動に支障のある状態であるかどうか判断するステップである。なお、ここで確認するバッテリ２の状態とはエンジン始動時点ｔ０においてバッテリ状態検知手段Ｐａを用いて確認した始動時のバッテリ２の状態から、走行中においてバッテリ２に充電された（あるいは放電された）電流の積算値を用いて計算した現在の状態を閾値ｔｈと比較して判断する。そして、次のエンジン始動に支障がないと判断した場合には、ステップＳ７にジャンプし、次のエンジン始動に支障があると判断した場合には次のステップＳ５を実行する。
【００３５】
Ｓ５は前記表示手段１２にエンジン停止が阻止されていることを表示させるステップである。すなわち、乗員が自動車を停止させるべくイグニッションスイッチ１１を操作してもエンジン２は作動し続けるが、運転席から確認可能である表示手段１２にエンジン停止が不可であることを表示させることにより、自動車の故障ではないことを確認することができる。
【００３６】
Ｓ６はバッテリ２の充電が完了したかどうかを判断するステップである。すなわち、バッテリ２の残存容量が閾値Ｔｈに達しているかどうか判断し、閾値Ｔｈに達するまでステップＳ６の処理を繰り返す。なお、前記イグニッションスイッチ１１を操作した時点ｔ１から充電が完了する時点ｔ２までの期間ΔＴを時点ｔ１においてバッテリ２の残存容量や劣化度、周囲温度などの条件からあらかじめ計算して求めてもよいことはいうまでもない。
【００３７】
Ｓ７はエンジンを停止するステップである。すなわち、前記リレースイッチ８Ｃをオフとしてエンジン制御部６への給電を停止することにより、エンジン８が停止する。従って、前記ステップＳ２〜Ｓ７の処理が本実施例における始動電力確保手段を構成する始動電力確保プログラムＰａである。
【００３８】
本実施形態のように構成することにより、始動電力確保システムは従来の電源制御ＥＣＵ１０の制御部１５において前記始動電力確保プログラムＰａを実行させるだけで始動電力確保システム１を構成できるので、その製造コストを削減できる。
【００３９】
図５は、本発明の第２実施形態にかかる始動電力確保システム１’の構成を示す。
図５において、２０は始動電力確保ユニット、Ｋはイグニッションキー、２１はこのイグニッションキーＫによって回動操作されるキーシリンダ、２２，２３はキーシリンダ２１内の２つのスイッチ回路である。本実施形態においては電気負荷７Ａ…、７Ｂ…、エンジン制御部６、スタータ３への給電制御をキーシリンダ２１を用いて行っている点において第１実施形態と異なっている。
【００４０】
また、前記キーシリンダ２１は、イグニッションキーＫの回動位置に応じて、各リレースイッチ８Ａ〜８Ｄのリレーコイル８ｃに給電信号（アクセサリ給電信号ＡＣＣ、イグニッション給電信号ＩＧ１，ＩＧ２、スタータ給電信号ＳＴ）を出力するものである。一方、各リレースイッチ８Ａ〜８Ｄは、前記各給電信号ＡＣＣ，ＩＧ１，ＩＧ２，ＳＴにより、各リレースイッチ８Ａ〜８Ｄのリレースイッチ８ｓが導通状態に切り替えられる。
【００４１】
なお、前記始動電力確保ユニット２０の構成は、前記電源制御ユニット１０とほぼ同じであるが、その制御部１５はＡＤコンバータ１６を介してリレースイッチ８Ｄの出力部８ａに接続されて、リレースイッチ８Ｄからエンジン制御部６への給電状態を監視し、運転者などの乗員によるエンジン停止操作を確認できるように構成している。また、前記インターフェイス１７を介して制御部１５をキーシリンダ２１に代えてリレースイッチ８Ｄ内のリレーコイル８ｃへの入力部８ｂに接続することにより、前記イグニッション給電信号ＩＧ２の代わりにリレーコイル８ｃを駆動するための信号（エンジン停止抑制信号ＩＧ２’）を供給できるように構成している。
【００４２】
なお、他の構成および作用効果は第一実施形態と同様であるから、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
第２実施形態の始動電力確保システム１’によれば、キーシリンダ２１を用いて機械的に各電気負荷７への給電が制御される電源制御システムにおいて、乗員がイグニッションキーＫを用いてエンジン２を停止させようとした場合にも、バッテリ２が次のエンジン始動に支障のある状態であれば、エンジン４の停止を阻止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１実施形態の始動電力確保システムの構成を示す図である。
【図２】前記始動電力確保システムにおける制御プログラムの一例を示す図である。
【図３】前記始動電力確保システムの動作を説明する図である。
【図４】前記始動電力確保システムの動作を説明する別の図である。
【図５】第２実施形態の始動電力確保システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１，１’      始動電力確保システム
２            バッテリ
４            エンジン
８Ａ，８Ｂ    負荷給電部
８Ｄ          エンジン給電部
１２          通知手段
１５          制御部
２１          キーシリンダ
ＩＧ２’      エンジン停止抑制信号
Ｋ            イグニッションスイッチ
Ｐａ          始動電力確保手段（始動電力確保プログラム）
Ｐｂ          バッテリ状態検知手段
【図１】
2007245921.tif 000003
【図２】
2007245921.tif 000004
【図３】
2007245921.tif 000005
【図４】
2007245921.tif 000006
【図５】
2007245921.tif 000007