(57)【要約】【課題】  低コストでコンパクトな構成にて電力供給を安定化するエンジンの始動制御装置を提供する。【解決手段】  バッテリ２０から高電圧の電流を導く高電圧回線１１ａ及びバッテリ２０から高電圧より低圧の電流を導く低電圧回線１１ｂのいずれか一方とエンジンのスタータ１２０とを接続する切換スイッチ１０と、スタータ１２０の接続先が、スタータ１２０の始動時において低電圧回線１１ｂから高電圧回線１１ａに切り換わるように切換スイッチ１０を制御する制御手段１２とを備えた、エンジンの始動制御装置１。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリから高電圧の電流を導く高電圧回線及び前記バッテリから前記高電圧より低圧の電流を導く低電圧回線のいずれか一方とエンジンのスタータとを接続する切換手段と、
前記スタータの接続先が、前記スタータの始動時において前記低電圧回線から前記高電圧回線に切り換わるように前記切換手段を制御する制御手段とを備えた、
エンジンの始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等のエンジンの始動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は、従来の技術によるエンジンの始動制御装置の構成を示すブロック図である。
【０００３】
図に示すように、ガソリンエンジン自動車の車両を例とするエンジンの始動制御装置１００は、図示しないエンジンに接続されたスタータ１２０がバッテリ１１０からの電力の供給を受けることにより動作する。また、バッテリ１１０は車両に搭載されたＥＣＵ、カーオーディオ、エアコンディショナー等の電装品から構成される電装系１３０の電源としても機能し、スイッチ１４０によってバッテリ１１０との接続が制御される。
【０００４】
近年、低コスト化、消費電力削減等の理由により、スタータ１２０には電磁石界磁型のモータに変えて永久磁石界磁型のモータが用いられるようになってきている。しかしながら、永久磁石界磁型のスタータ１２０は始動直後における突入電流が大きくなるため、図７に示すように、バッテリ１１０の電圧はスタータ１２０の駆動期間中変動し、特に始動直後においては所期の電圧から大きく低下する。この電圧低下は、バッテリ１１０により動作する電装系１３０の誤動作、リセット等の原因となる。
【０００５】
このような不具合に対して、例えば特許文献１には、スタータ１２０及び電装系１３０のそれぞれに専用のバッテリを設け、電装系１３０の動作がスタータ１２０の始動時の影響を受けないようにした技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２０８５９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の技術においては、以下のような課題があった。すなわち、始動制御装置においてバッテリを複数設けることは、装置の高コスト化、大型化を招くこととなり、特に車載用途として好適とは言えなかった。
【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、低コストでコンパクトな構成にて電力供給を安定化することが可能なエンジン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】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の側面は、バッテリから高電圧の電流を導く高電圧回線及び前記バッテリから前記高電圧より低圧の電流を導く低電圧回線のいずれか一方とエンジンのスタータとを接続する切換手段と、前記スタータの接続先が、前記スタータの始動時において前記高電圧回線から前記低電圧回線に切り換わるように前記切換手段を制御する制御手段とを備えた、エンジンの始動制御装置である。
【００１０】
なお、本発明は、他の側面として、前記制御手段は、前記バッテリの劣化度に応じて、前記切換手段が前記高電圧回線から前記低電圧回線に切換るタイミングを遅らせる制御を行うものとしてもよい。
【００１１】
更に、本発明は、他の側面として、前記バッテリの劣化度は、前記バッテリの、前記スタータの始動時における電圧の降下量であるものとしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
以上のような本発明は、低コストでコンパクトな構成にて電力供給を安定化することが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係るエンジンの始動制御装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態に係るエンジンの始動制御装置の動作を説明するための図
【図３】本発明の実施の形態に係るエンジンの始動制御装置の動作を示すフローチャート
【図４】本発明の実施の形態に係るエンジンの始動制御装置の動作を示すフローチャート
【図５】本発明の他の実施の形態に係るエンジンの始動制御装置の構成を示すブロック図
【図６】従来のエンジンの始動制御装置の構成を示すブロック図
【図７】従来のエンジンの始動制御装置の動作を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係るエンジンの始動制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。ただし、図６に示す従来例と同一又は相当する構成については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【００１６】
また、エンジンの始動制御装置１において、切換スイッチ１０は、後述するバッテリ２０の高電圧回線１１ａ及び低電圧回線１１ｂの２つの回線とスタータ１２０との間に設けられ、高電圧回線１１ａ又は低電圧回線１１ｂのいずれか一方とスタータ１２０とを選択的に接続するスイッチである。また、電圧計１３はスタータ１２０に加わる電圧を測定する手段である。
【００１７】
制御手段１２は、メモリ、ＣＰＵ等を備え独立した制御を行う手段であって、電圧計１３から取得した電圧値に基づき切換スイッチ１０の接続動作を制御する手段である。
【００１８】
なお、制御手段１２は、電装系１３０の一部としてバッテリ２０からの電力供給により動作するものとすることが好ましい。また、制御手段１２は独立したＥＣＵとして実現してもよいが、エンジン制御用その他のＥＣＵ内にソフトウェアとして組み込まれて動作するものであってもよい。
【００１９】
次に、バッテリ２０は、従来のバッテリ１１０同様の正極端子２０ａ及び負極端子２０ｂに加えて、正極側の低電圧端子２０ｘを備える。低電圧端子２０ｘは、バッテリ２０の電槽内にて直列接続された複数のセルの一部から引き出された端子であって、正極端子２０ａからの出力より低電圧の電流を導く。バッテリ２０は正極端子２０ａから高電圧回線１１ａを介し、低電圧端子２０ｘから低電圧回線１１ｂを介して、切換スイッチ１０に接続される。例として、バッテリ２０は正極端子２０ａとの接続により１２Ｖのバッテリとして、低電圧端子２０ｘとの接続により６Ｖのバッテリとしてそれぞれ動作する。
【００２０】
以上の構成において、エンジンの始動制御装置１は本発明のエンジンの始動制御装置に相当し、切換スイッチ１０は本発明の切換手段に相当し、制御手段１２は本発明の制御手段に相当する。また、バッテリ２０は本発明のバッテリに相当し、スタータ１２０は本発明のスタータに相当する。
【００２１】
このような本実施の形態のエンジンの始動制御装置１は、制御手段１２の制御に基づき、切換スイッチ１０が、バッテリ２０から高電圧回線１１ａ及び低電圧回線１１ｂを切換えてスタータ１２０と接続させることを特徴とする。すなわち、制御手段１２は、エンジンの始動制御装置１の起動時には、初期状態として、切換スイッチ１０が低電圧回線１１ｂと接続し、所定時間経過したタイミングで、高電圧回線１１ａに切換えて接続する制御を行う。
【００２２】
これにより、図２に示すように、スタータ１２０の駆動時間は低電圧回線１１ｂとの接続時間ｔＢ及び高電圧回線１１ａとの接続時間ｔＡに分割されることとなり、接続時間ｔＢに含まれる、始動直後におけるバッテリ２０の電圧の降下分Ｖ１は、図７に示す従来例と同じ高電圧回線１１ａに接続された場合の降下分Ｖ０に比して小さくなる。したがって、電装系１３０の電圧は安定化して、誤動作やリセットが生ずる恐れを低減することが可能となる。また、バッテリ２０としては従来のバッテリ１１０と同一寸法、形状の電槽のものを用いることができ、付加的なバッテリを設けることなく装置の小型化、低コスト化を実現することができる。
【００２３】
次に、図２に示す、切換スイッチ１０が初期状態の低電圧回線１１ｂから高電圧回線１１ａに接続先を切換えるまでの接続時間ｔＢは、スタータ１２０の具体的な駆動時間に基づき固定値として制御手段１２に予め設定することができる。一例として、スタータ１２０において接点が接続する瞬間である、数ｍｓ〜十数ｍｓの間の任意の値を定めればよい。
【００２４】
一方で、接続時間ｔＢは可変長であるとしてもよい。すなわち、バッテリ２０が充放電を繰り返すことにより劣化した場合、スタータ１２０始動直後の電圧の降下分は正常時よりも大きくなる。したがって、この降下分を測定することによりバッテリの劣化度を判定し、劣化度が大きくなった場合には接続時間ｔＢを大きくとって、バッテリの電圧降下の影響を抑制する。
【００２５】
以下、図３のフローチャートを参照して、エンジンの始動制御装置１における、低電圧回線１１ｂから高電圧回線１１ａへの切換への接続時間ｔＢを設定する動作を説明する。
【００２６】
装置が始動すると、ステップＳ１０として、制御手段１２は、スタータ１２０の始動時に、切換スイッチ１０が低電圧回線１１ｂに接続された状態にて電圧計１３が測定した電圧を取得し、自らのメモリに記憶する。ステップＳ１０にて取得した電圧値は、次回の動作に用いられる。
【００２７】
次に、ステップＳ１１に移行して、制御手段１２は、前回の設定動作にて取得し、メモリに記憶した値を読み出し、当該値が予め記憶した第１の所定値以下かどうかを判定する。ここで第１の所定値は、バッテリ２０が低電圧端子２０ｘによる正常動作時の電圧値を用いることが好ましいが、定格値を用いるようにしてもよい。メモリに記憶していた値が第１の所定値以下であれば、バッテリ２０が劣化しているとして、ステップＳ１２にて接続時間ｔＢを固定長（例として０．１ｍｓ〜１ｍｓ）単位で長くした後、動作を終了する。
【００２８】
なお、バッテリ２０の劣化状態に応じて、接続時間ｔＢを更に可変としてもよい。すなわち、図４のフローチャートの、ステップＳ１２終了後に実行させるステップＳ１３として示すように、ステップＳ１１で使用する第１の所定値の値を固定値単位で減少させるようにしてもよい。これにより、次回の設定動作において、バッテリ２０の劣化がより進行している場合は、接続時間ｔＢを更に延長することができる。
【００２９】
なお、接続時間ｔＢを設定する一連の動作は、エンジンの始動毎に行うようにすることが、バッテリの状態を常にモニタすることができるため、好ましい。なお、装置が出荷状態、又は初期化された状態においてはメモリに測定値が記憶されていないため、ステップＳ１０においては所定のダミー値を用いて以後の各ステップを実行するようにしてもよい。また、ステップＳ１０にてスタータ１２０の電圧値が取得できるまでは各ステップを実行しないようにしてもよい。
【００３０】
以上の動作によれば、バッテリ２０の劣化度の進行度合いに応じて低電圧回線１１ｂから高電圧回線１１ａへの切換のタイミングを遅らせて、バッテリの電圧降下の影響が及ぶ間、電装系１３０の電圧を安定化させることが可能となる。
【００３１】
以上のように、本発明の実施の形態のエンジンの始動制御装置によれば、制御手段１２の制御に基づき、切換スイッチ１０が、バッテリ２０から高電圧回線１１ａ及び低電圧回線１１ｂを切換えてスタータ１２０と接続させることにより、低コストでコンパクトな構成にて、電装系１３０への電力供給を安定化することが可能となる。
【００３２】
しかしながら、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。
【００３３】
上記の説明においては、高電圧回線１１ａ及び低電圧回線１１ｂは、高電圧を出力する正極端子２０ａ及び低電圧を出力する低電圧端子２０ｘを備えたバッテリ２０に接続されることにより実施されるものとしたが、図５のエンジンの始動制御装置２として示すように、従来例と同様、正極端子２０ａ及び負極端子２０ｂのみを有するバッテリ１１０から、高電圧回線１１ａ及び、分圧用の抵抗器３０を有する低電圧回線１１ｃが接続された構成としてもよい。
【００３４】
要するに、本発明の高電圧回線及び低電圧回線は、単一のバッテリから高電圧及び高電圧よりも低圧の低電圧を取り出すことができればよく、バッテリ、本発明の切換手段としての切換スイッチ１０、及びこれら各部を含む回路の具体的な構成によって限定されるものではない。
【００３５】
更に、上記の説明においては、低電圧回線１１ｂから高電圧回線１１ａへの切換のタイミングは、バッテリの劣化度合いに応じて遅らせることができるとしたが、バッテリの容量に応じて遅らせるようにしてもよい。この場合、車両に搭載されるバッテリの容量に併せて低電圧回線１１ｂから高電圧回線１１ａへの切換のタイミングを最適化することができ、バッテリ及び車両に応じた装置の汎用性を高めることが可能となる。
【００３６】
更に、本発明は、例えば、ガソリンエンジン自動車の他、ハイブリッド自動車、二輪車、船舶他、エンジンにより動作する任意の輸送機器において実施してもよい。
【００３７】
以上のように、本発明は、エンジンの始動制御装置であって、バッテリから高電圧の電流を導く高電圧回線及び前記バッテリから前記高電圧より低圧の電流を導く低電圧回線のいずれか一方とエンジンのスタータとを接続する切換手段と、前記スタータの接続先が、前記スタータの始動時において前記高電圧回線から前記低電圧回線に切り換わるように前記切換手段を制御する制御手段とを備えたものであればよく、その他の具体的な目的、用途、構成によって限定されるものではない。
【００３８】
したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内であれば、以上説明したものを含め、上記実施の形態に種々の変更を加えたものとして実施してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のような本発明は、低コストでコンパクトな構成にて電力供給を安定化することが可能になるという効果を有し、例えばガソリン自動車等への適用において有用である。
【符号の説明】
【００４０】
１、２、  エンジンの始動制御装置
１０  切換スイッチ
１１ａ  高電圧回線
１１ｂ、１１ｃ  低電圧回線
１２  制御手段
１３  電圧計
２０  バッテリ
２０ａ  正極端子
２０ｂ  負極端子
２０ｘ  低電圧端子
３０  抵抗器
１２０  スタータ
１３０  電装系
１４０  スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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