(57)【要約】【課題】本発明は、エンジンの動作中でもＳＴスイッチのオン異常を検出することができる、ＳＴスイッチ異常検出装置の提供を目的とする。【解決手段】ＩＧスイッチがオンしている第１の期間にＳＴスイッチがオンしたときエンジンが始動する車両システムであって、前記ＳＴスイッチが前記第１の期間にオフしてから前記ＩＧスイッチがオフするまでの第２の期間に前記ＳＴスイッチがオンしない車両システムのＳＴスイッチ異常検出装置であって、前記第２の期間に前記ＳＴスイッチのオンを検出したときに前記ＳＴスイッチにオン異常が生じていると判定する異常判定手段を備えることを特徴とする、ＳＴスイッチ異常検出装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＧスイッチがオンしている第１の期間にＳＴスイッチがオンしたときエンジンが始動する車両システムであって、前記ＳＴスイッチが前記第１の期間にオフしてから前記ＩＧスイッチがオフするまでの第２の期間に前記ＳＴスイッチがオンしない車両システムのＳＴスイッチ異常検出装置であって、
前記ＳＴスイッチのオンを前記第２の期間に検出したときに前記ＳＴスイッチにオン異常が生じていると判定する異常判定手段を備えることを特徴とする、ＳＴスイッチ異常検出装置。
【請求項２】
前記車両システムにはフラグが設定され、
前記フラグは、
前記ＳＴスイッチの前記第１の期間のオンと所定の条件とが成立することによって非アクティブ状態からアクティブ状態に切り替わり、前記所定の条件が成立する限りアクティブ状態が非アクティブ状態に切り替わらずに継続するものであり、
前記異常判定手段は、前記フラグがアクティブ状態で前記ＳＴスイッチのオンを前記第２の期間に検出したときに前記ＳＴスイッチにオン異常が生じていると判定する、請求項１に記載のＳＴスイッチ異常検出装置。
【請求項３】
前記車両システムは、前記エンジンとモータとを駆動源として併用するハイブリッドシステムであって、
前記フラグは、前記ハイブリッドシステムの起動状態を表すフラグである、請求項２に記載のＳＴスイッチ異常検出装置。
【請求項４】
前記所定の条件は、前記モータが動作可能な場合に成立する、請求項３に記載のＳＴスイッチ異常検出装置。
【請求項５】
前記所定の条件は、前記モータとの間で充放電が可能なバッテリの充電状態が基準状態を満たしている場合に成立する、請求項４に記載のＳＴスイッチ異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＴスイッチに生じたオン異常を検出するＳＴスイッチ異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＴスイッチ異常検出装置とは、ＳＴスイッチがオン状態で固着するという異常（ＳＴスイッチのオン異常）を検出する装置である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
エンジンを始動するための操作手順としては、一般に、車両操縦者がＩＧ（イグニッション）スイッチをオンさせ更にＳＴ（スタータ）スイッチをオンさせたときに、エンジンを始動するという手順が採用されている。ＩＧスイッチは、車両の使用／非使用を指示するためのスイッチであるため、通常、車両操縦者の操作に応じてオン又はオフのいずれかの状態に切換固定されるスイッチを、ＩＧスイッチとして用いる。これに対し、ＳＴスイッチは、エンジンを始動させる装置（スタータ）をトリガする（始動する）ためのスイッチであるため、車両操縦者が操作した瞬間はオン状態であるが、車両操縦者が手を離すとオフに戻るスイッチが、ＳＴスイッチとして用いられる。
【０００４】
ＳＴスイッチがスタータに直結されている車両であれば、オン異常が生じると、車両操縦者がＳＴスイッチから手を離しているにもかかわらずエンジン始動動作が実行され続ける（スタータが動作し続ける）ため、車両操縦者は異常を知ることができる。しかしながら、在来のエンジン車両であるかハイブリッド車であるかを問わず、ＳＴスイッチとスタータの間にコントローラが介在する構成を採用している車両では、ＳＴスイッチがオンしてもスタータが動作するとは限らないため、スタータの動作状態だけでは、車両操縦者はＳＴスイッチの異常の有無を判断できない。
【０００５】
そこで、特許文献１には、ＩＧスイッチがオンしている間にＳＴスイッチがオンしたときエンジンを始動させる制御装置に搭載されるＳＴスイッチ異常検出装置において、ＳＴスイッチにオン異常が生じていると判定する条件として、
（１）ＩＧスイッチがオフかつＳＴスイッチがオンという状態が所定時間以上続いているとき
（２）ＩＧスイッチがオフかつＳＴスイッチがオンという状態がＩＧスイッチがオフするたびに繰り返し発生するとき
（３）ＩＧスイッチがオンしているけれどもエンジンを始動させるべきではない始動不可タイミングであるにもかかわらずＳＴスイッチがオンしているとき
という条件が開示されている。なお、異常判定条件（３）は、始動不可タイミングではオンしないはずのＳＴスイッチが、当該始動不可タイミングにおいてオンしているのであれば、ＳＴスイッチにオン異常が生じているという考えに基づくものである。
【特許文献１】特開平１０−２５２５１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の異常判定条件は、「ＩＧスイッチがオフの状態」又は「エンジンを始動させるべきではない始動不可タイミング」という状態に限られているため、エンジンの動作中はＳＴスイッチのオン異常を判定することができない。
【０００７】
そこで、本発明は、エンジンの動作中でもＳＴスイッチのオン異常を検出することができる、ＳＴスイッチ異常検出装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係るＳＴスイッチ異常検出装置は、
ＩＧスイッチがオンしている第１の期間にＳＴスイッチがオンしたときエンジンが始動する車両システムであって、前記ＳＴスイッチが前記第１の期間にオフしてから前記ＩＧスイッチがオフするまでの第２の期間に前記ＳＴスイッチがオンしない車両システムのＳＴスイッチ異常検出装置であって、
前記ＳＴスイッチのオンを前記第２の期間に検出したときに前記ＳＴスイッチにオン異常が生じていると判定する異常判定手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記車両システムにはフラグが設定され、
前記フラグは、
前記ＳＴスイッチの前記第１の期間のオンと所定の条件とが成立することによって非アクティブ状態からアクティブ状態に切り替わり、前記所定の条件が成立する限りアクティブ状態が非アクティブ状態に切り替わらずに継続するものであり、
前記異常判定手段は、前記フラグがアクティブ状態で前記ＳＴスイッチのオンを前記第２の期間に検出したときに前記ＳＴスイッチにオン異常が生じていると判定すると好適である。
【００１０】
また、前記車両システムは、前記エンジンとモータとを駆動源として併用するハイブリッドシステムであって、前記フラグは、前記ハイブリッドシステムの起動状態を表すフラグであると好適である。
【００１１】
前記所定の条件は、前記モータが動作可能な場合に成立すると好適であって、特に、前記モータとの間で充放電が可能なバッテリの充電状態が基準状態を満たしている場合に成立すると好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、エンジンの動作中でもＳＴスイッチのオン異常を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。図１は、本発明が適用可能なハイブリッド車のシステム構成の一例である。このハイブリッド車は、エンジン２４とモータージェネレータ（Ｍ／Ｇ）１２の２つの走行用の原動機を備えている。また、ハイブリッド車は、ハイブリッドＥＣＵ（ＨＶＥＣＵ）２６、エンジンＥＣＵ２４、インバータ１８などの構成装置を備え、これらの構成装置が協調制御することによってハイブリッド制御が実現される。ＥＣＵは、マイクロコンピュータ、入力インタフェース、出力インタフェースなどの複数の回路要素から構成されたものである。
【００１４】
エンジン１０は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関である。エンジン１０の運転は、エンジンＥＣＵ２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ２６からのエンジン出力要求値に従い、エンジン１０の燃料噴射量の調整などの制御を実行する。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン１０の回転数などがＨＶＥＣＵ２６にフィードバックされる。
【００１５】
モータージェネレータ１２は、エンジン１０の出力により高電圧の発電を行う。この発電によって、モータージェネレータ１２は、インバータ１８を介してＨＶバッテリ２２を充電する。また、モータージェネレータ１２は、インバータ１８内の三相ブリッジ回路により駆動され、エンジン１０の補助動力源として必要に応じエンジン２４の出力をアシストする、又は、ハイブリッド車の主動力源として車輪を回転させる。また、回生ブレーキ作動時には、モータージェネレータ１２は、車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、インバータ１８内の三相ブリッジ回路を介してＨＶバッテリ２２を充電する。
【００１６】
インバータ１８は、ＨＶバッテリ２２の高電圧直流電流とモータージェネレータ１２の三相交流電流との変換を行う。インバータ１８内の三相ブリッジ回路はＨＶＥＣＵ２６により制御される。インバータ１８は、モータージェネレータ１２に関するトルク要求値をＨＶＥＣＵ２６から受け、トルク要求値を変換した電流要求値に従って三相ブリッジ回路を制御して、モータージェネレータ１２を駆動する。
【００１７】
ＨＶＥＣＵ２６は、エンジン１０、モータージェネレータ１２の回転数やトルクの配分等の制御量を決定し、エンジンＥＣＵ２４やインバータ１８などに各種の要求値を出力して、各原動機の駆動を制御する機能を有している。この制御のために、ＨＶＥＣＵ２６には、アクセル開度を示すアクセルポジション信号や、シフト位置を示すシフトポジション信号、ＨＶバッテリ２２の充電状態（例えば、バッテリ電圧や蓄電量）等が入力されている。また、ＨＶＥＣＵ２６は、システムメインリレー（ＳＭＲ）３４を制御することによって、インバータ１８及びコンバータ３６とＨＶバッテリ２２との接続・遮断を行う。ＨＶバッテリ２２を接続することによって、ＨＶバッテリ２２の充放電が可能になる。
【００１８】
これらのＥＣＵをはじめランプ・オーディオ・エアコン等の車載の補機類の定格電源電圧はＤＣ１２Ｖ（＝＋Ｂ）であるため、高電圧電源（例えば、ＤＣ２８８Ｖ）であるＨＶバッテリ２２を電源としてそのまま使用することはできない。そこで、ＨＶバッテリ２２の高電圧ＤＣ２８８ＶをＤＣ１２Ｖに降圧することが必要である。
【００１９】
その降圧手段として、コンバータ３６がある。また、降圧した電力を充電可能な補機バッテリ３８がある。この補機バッテリ３８が、ＤＣ１２Ｖ用のＥＣＵ等の補機類に対する低電圧電源である。コンバータ３６は、高電圧をＤＣ１２Ｖに変換し、補機バッテリ３８を充電する。
【００２０】
また、図１の構成では、ＩＧスイッチ２８がオンしている状態でＳＴスイッチ３０がオン操作されたときに、ＨＶＥＣＵ２６がこれに応じてインバータ１８に指令を与え、モータージェネレータ１２の機械出力によってエンジン１０を始動することが可能である。すなわち、モータージェネレータ１２をスタータとして動作させることができる。また、ＨＶＥＣＵ２６からの指令を受けたインバータ１８が、スタータジェネレータ１６の機会出力によってエンジン１０を始動させることも可能である。
【００２１】
図１の＋Ｂは、ＨＶＥＣＵ２６、エンジンＥＣＵ２４その他の電子部品の電源例えば＋１２Ｖである。ＨＶＥＣＵ２６はＩＧ端子及びＳＴ端子を備えており、ＩＧ端子にはＩＧスイッチ２８を介して＋Ｂが、ＳＴ端子にはＳＴスイッチ３０を介して＋Ｂがそれぞれ接続されている。ＨＶＥＣＵ２６に＋Ｂから電源が供給されていない状態で、ＩＧスイッチ２８がオンすると、ＩＧ端子を介してＨＶＥＣＵ２６に電源電圧すなわち＋Ｂが印加されることになり、これによりＨＶＥＣＵ２６が動作を開始する。ＩＧ端子に＋Ｂが印加され始めると、ＨＶＥＣＵ２６は電源自己保持用リレー３２の励磁コイルに電流を流し、電源自己保持用リレー３２の接点を閉ざす。ＨＶＥＣＵ２６への電源供給は、それ以後は、電源自己保持用リレー３２を介して行うことができるため、ＩＧスイッチ２８がオフした後も、ＨＶＥＣＵ２６自身が電源自己保持用リレー３２の励磁コイルへの通電を断つまでの間は、ＨＶＥＣＵ２６はその動作を続けることができる。また、ＨＶＥＣＵ２６のＳＴ端子に＋Ｂ相当の電圧があらわれたとき、ＨＶＥＣＵ２６はＳＴスイッチ３０がオンしたと判断し、前述のように、モータージェネレータ１２やスタータジェネレータ１６をスタータとして用いるエンジン１０の始動手順を開始する。
【００２２】
ＨＶＥＣＵ２６は、ＩＧスイッチ２８及びＳＴスイッチ３０がオンしているか否かを、各スイッチとの接続に係る端子（すなわち、ＩＧ端子及びＳＴ端子）の電圧に基づき検出する手段を有する。
【００２３】
また、ＨＶＥＣＵ２６に内蔵のマイクロコンピュータには、「システム起動状態」というフラグが設定されている。システム起動状態とは、ＨＶＥＣＵ２６のマイクロコンピュータによって処理されるハイブリッド制御プログラムにおいて、そのハイブリッド制御の動作可否状態を示すものである。所定の作動許可条件の成立によりハイブリッド制御が作動可能状態であると判断されればシステム起動状態はＯＮ状態（アクティブ状態）になり、所定の作動不許可条件の成立によりハイブリッド制御が作動不可能状態であると判断されればシステム起動状態はＯＦＦ状態（非アクティブ状態）になる。
【００２４】
システム起動状態がＯＮ状態となるためには、まず、シフトレバーがＰレンジの状態でＩＧスイッチをＳＴＡＲＴ位置（以下、ＩＧをＯＮにするという）にする必要がある。ＳＴＡＲＴ位置にすることによって、ＳＴスイッチ３０がオンになる。ＩＧがＯＮされると、補機バッテリ３８を電源としてＨＶＥＣＵ２６が起動する。ＨＶＥＣＵ２６は、これらのＰレンジかつＳＴスイッチ３０のオフからオンへの変化を認識すると、システムメインリレー３４をオンし、ＨＶバッテリ２２とインバータ１８の経路を接続させる。そして、ＨＶＥＣＵ２６は、ＨＶバッテリ２２の電圧（ＨＶ電圧）をモニターし、そのＨＶ電圧が所定電圧以上となった場合には、システム起動状態をＯＦＦ状態からＯＮ状態にする。システム起動状態がＯＮ状態となれば、ＨＶＥＣＵ２６によって各ＥＣＵとともにハイブリッド制御が実行可能となる。ここで、「所定電圧以上のＨＶ電圧」とは、例えば、高電圧を必要とするインバータ１８や、インバータ１８によって駆動されるモータージェネレータ１２等が正常動作可能な電圧値である。
【００２５】
一方、ＩＧスイッチ２８がオフされた場合やＨＶ電圧がその所定電圧に満たない場合やシステム上で何らかの異常が検出された場合（例えば、ＨＶＥＣＵ２６などのマイクロコンピュータのＣＰＵにリセットがかかった場合等）には、ＨＶＥＣＵ２６は、システム起動状態をＯＦＦ状態にするとともに、システムメインリレー３４によって高電圧経路をカットすることによって、ハイブリッド制御を停止するように制御する。そして、ハイブリッド制御を停止させたことを運転者に警告ランプ等で知らせる。
【００２６】
また、システム起動状態がＯＮ状態のときは、ＨＶ電圧が所定電圧以上であることによりシステムメインリレー３４はオンしており、ＤＣ１２ＶのＥＣＵ電源が安定供給されている状態である。すなわち、ハイブリッド制御システムでは、システム起動状態がＯＮしているときには、補機バッテリ３８からの電力供給に加え、コンバータ３６を介してＨＶバッテリ２２からの電力供給があるため、補機バッテリ３８に接続される他のＥＣＵやアクチュエータ等が動作したとしても、ＤＣ１２Ｖ系の電圧変動はほとんどない。これに対し、システム起動状態がＯＦＦ状態のときにはシステムメインリレー３４はオフされる。したがって、補機バッテリ３８の電圧は変動しやすくなり、ＨＶＥＣＵ２６等のＥＣＵの電源電圧はシステム起動状態がＯＮ状態であるときに比較し不安定になりやすい。
【００２７】
ＨＶＥＣＵ２６は、ＳＴスイッチ３０のオン異常の検出をシステム起動状態がＯＮ状態のときに実施する。ＨＶＥＣＵ２６は、エンジン１０のみでの走行モード、モータージェネレータ１２のみでの走行モード、エンジン１０とモータージェネレータ１２とを併用した走行モードのいずれの走行モードであるか否かにかかわらず、システム起動状態がＯＮ状態のときにＳＴスイッチ３０のオンが検出された場合にＳＴスイッチ３０がオン故障していると判断する。ハイブリッド車では、システム起動状態が一度ＯＮ状態になれば、エンジン走行中でもモータ走行中でも、ＳＴスイッチ３０が機械的にオンするシステム構成ではないからである。システム起動状態がＯＮ状態では、ＳＴスイッチ３０のオンによってエンジン１０が始動するのではなく、エンジン１０の始動を許可すると判断したＨＶＥＣＵ２６の指令によってエンジン１０は始動する。
【００２８】
図２は、ＩＧスイッチ、ＥＣＵ電源、ＳＴスイッチ、システム起動状態の関係を示したタイムチャートである。図２において、「ＲＥＡＤＹ」は、システム起動状態（Ｈｉレベル：ＯＮ状態，Ｌｏレベル：ＯＦＦ状態）を示すものとする。
【００２９】
ＨＶＥＣＵ２６は、例えば、ＩＧスイッチ２８のオン期間（期間Ａ）でのＳＴスイッチ３０のオンと所定の検出条件とが成立することによってシステム起動状態をＯＮ状態に切り替え、当該所定の検出条件が成立する限りＯＮ状態を維持し、ＩＧスイッチのオフによりシステム起動状態をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替える。この場合、ＨＶＥＣＵ２６は、システム起動状態がＯＮ状態でＳＴスイッチ３０のオンを検出した場合、ＳＴスイッチ３０にオン異常が生じていると判定する。これにより、Ｂの全期間においてＳＴスイッチ３０のオン異常の判定が可能となる。なお、図２の示すＳＴスイッチ３０の状態は、上述したように、車両操縦者がＳＴスイッチ３０に連動する操作部から手を離すとオン状態からオフ状態に切り替わる。
【００３０】
ここで、上記の所定の検出条件を、例えば、「所定の異常状態が検出されていないこと」と設定するとよい。さらに、具体的に言えば、上記の所定の検出条件を、例えば、「（ａ）モータージェネレータ１２が正常動作可能なＨＶ電圧が検出されること」と設定してもよいし、「（ｂ）システムメインリレー３４がオン状態であること」と設定してもよいし、「（ｃ）ＥＣＵ等のマイクロコンピュータに異常が検出されていないこと」と設定してもよいし、これらを組み合わせた条件を設定してもよい。
【００３１】
したがって、上述の従来技術では、図２の（１）（２）（３）の期間しかオン異常の検出を行うことができなかったが、エンジン１０を走行用駆動源として使用している図２の（４）の期間もＳＴスイッチ３０のオン異常の検出を行うこともできる。したがって、上述の従来技術と組み合わせれば、システム起動がＯＮ状態の間は常にオン異常の検出を行うことができ、その検出頻度が増し、信頼性が向上する。
【００３２】
また、ユーザが乗車する前にＳＴスイッチ３０のオン異常が発生していても、従来技術では、モータ走行を開始するまでオン異常の検出を行うことができなかったが、システム起動がオン状態になった時点以降であればモータ走行の開始前にオン異常の検出を行うことができる。したがって、ユーザに速やかに異常を知らせることができ、速やかな修理をユーザに促すことができる。
【００３３】
また、システム起動状態の判断は、従来のＨＶＥＣＵでも可能なため、新たな部品や配線をすることなしに、実施することが可能である。
【００３４】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００３５】
例えば、上述の実施例は、エンジンとモータとを併用するハイブリッド車に使用されるシステム起動状態を例に挙げて説明したが、ＩＧスイッチ２８のオン期間中にＳＴスイッチ３０のオンと所定の条件とが成立することによって非アクティブ状態からアクティブ状態に切り替わり、前記所定の条件が成立する限りアクティブ状態が非アクティブ状態に切り替わらずに継続するフラグであれば、システム起動状態以外のフラグを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド車両のシステム構成図である。
【図２】ＩＧスイッチ、ＥＣＵ電源、ＳＴスイッチ、システム起動状態の関係を示したタイムチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
１０  エンジン
１２  モータージェネレータ
２４  エンジンＥＣＵ
２６  ハイブリッドＥＣＵ
２８  ＩＧスイッチ
３０  ＳＴスイッチ
【図１】
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【図２】
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