(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの始動指令に応じてバッテリをスタータ回路に接続することによりエンジンを始動する始動手段を備えた車両用エンジン始動装置において、
前記バッテリの電圧レベルを単位時間毎に平均化した量子化レベルとして検出するバッテリ電圧検出手段と、
前記始動手段の動作状態で前記バッテリ電圧検出手段が検出した量子化レベルが所定時間にわたって連続して上昇していたときには当該始動手段の動作を中止する制御手段とを具備したことを特徴とする車両用エンジン始動装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記始動手段の動作終了直前に前記バッテリ電圧検出手段が検出した量子化レベルと前記始動手段の動作終了直後に前記バッテリ電圧検出手段が検出した量子化レベルとのレベル差が所定値以下であったときもしくは前記レベル差が所定値以上で且つ前記量子化レベルが所定時間にわたって連続して上昇していたときには前記エンジンの暖機動作に移行することを特徴とする請求項１記載の車両用エンジン始動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部からの始動指令に応じてバッテリをスタータ回路に接続することによりエンジンを始動する構成の車両用エンジン始動装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来より、停車状態にある車両のエンジンを、例えば携帯可能な送信機から電波により送信されるスタート信号によって始動させるようにした車両用エンジン始動装置が供されている。
【０００３】
すなわち、この種の車両用エンジン始動装置は、携帯可能な送信機からエンジンを始動させるスタート信号を受けたときに、所定のエンジン始動条件（例えばトランスミッションが走行ポジションにないこと、パーキングブレーキが動作されていることなどの条件）を満たしていることを前提として、エンジンの始動制御を行うように構成されるもので、エンジン始動制御時には、バッテリをスタータリレーを通じてスタータ回路に所定時間接続することによりエンジンを始動するようにしている。
【０００４】
そして、エンジンが始動したか否かの判断は、スタータリレーを動作する前後のバッテリ電圧を比較することにより行われている。具体的には、スタータリレーを動作する前のバッテリ電圧と、スタータリレーの動作によるスタータ回路への通電を終了したときのバッテリ電圧とを比較し、スタータリレーの動作終了後のバッテリ電圧が、スタータリレーの動作前のバッテリ電圧より大きいことを検出したときにエンジンが始動したと判断している。
【０００５】
また、スタータリレーの動作終了後のバッテリ電圧が、所定値以上となったことを検出したときにエンジンが始動したと判断するように構成したものもある。この場合、エンジンが始動したと判断したときにはエンジンの暖機運転に移行し、エンジンが始動しなかったと判断したときにはスタータリレーを再動作するのが一般的である。
【０００６】
ところが、上述したような、スタータリレーの動作時間が所定時間に設定されている構成のものでは、環境温度やバッテリの劣化などにより、エンジンの始動し易さが異なることから、１回のスタータリレーの動作ではエンジンが始動しなかったり、逆に、エンジンが始動したにもかかわらずスタータリレーが動作してしまうことになったり、スタータ回路に対して無用な負担をかけているという不具合がある。
【０００７】
また、スタータリレーを動作する前後のバッテリ電圧を比較することに基づいて、エンジンが始動したか否かを判断する構成、もしくはスタータリレー動作後のバッテリ電圧を所定値と比較することに基づいて、エンジンが始動したか否かを判断する構成のものでは、同じように環境温度やバッテリの劣化などにより、エンジンの始動し易さが異なることから、誤判断をする虞があり、例えばエンジンが始動したにもかかわらず、エンジンが始動しなかったと判断してしまうことがある。そして、このような場合に、スタータリレーを再動作する構成のものでは、スタータ回路に対して無用な負担をかけてしまうという不具合がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、バッテリをスタータ回路に接続することによりエンジンを始動する構成のものにおいて、スタータ回路に対して無用な負担をかけることなく、エンジンの始動制御を行うことができる車両用エンジン始動装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両用エンジン始動装置は、
外部からの始動指令に応じてバッテリをスタータ回路に接続することによりエンジンを始動する始動手段を備えた車両用エンジン始動装置を対象とし、
前記バッテリの電圧レベルを単位時間毎に平均化した量子化レベルとして検出するバッテリ電圧検出手段と、
前記始動手段の動作状態で前記バッテリ電圧検出手段が検出した量子化レベルが所定時間にわたって連続して上昇していたときには当該始動手段の動作を中止する制御手段とを具備したところに特徴を有する。
【００１０】
上記構成の車両用エンジン始動装置によれば、バッテリ電圧検出手段により、バッテリの電圧レベルが単位時間毎に平均化した量子化レベルとして検出され、制御手段により、その量子化レベルが所定時間にわたって連続して上昇していたときには始動手段の動作が中止されるようになる。
【００１１】
すなわち、上記所定時間を、スタータ回路の動作状態において、量子化レベルがその所定時間にわたって連続して上昇していたときにはエンジンが始動し得ると判断できる時間にあらかじめ設定しておくことにより、エンジンが始動すると直ちに始動手段の動作を中止することができる。これにより、エンジンが始動したにもかかわらず、始動手段によりスタータ回路の動作を継続してしまうというようなことがなく、スタータ回路に無用な負担がかかるようなことがない。
【００１２】
また、前記制御手段を、
前記始動手段の動作終了直前に前記バッテリ電圧検出手段が検出した量子化レベルと前記始動手段の動作終了直後に前記バッテリ電圧検出手段が検出した量子化レベルとのレベル差が所定値以下であったときもしくは前記レベル差が所定値以上で且つ前記量子化レベルが所定時間にわたって連続して上昇していたときには前記エンジンの暖機動作に移行するように構成しても良い。
【００１３】
上記構成の車両用エンジン始動装置によれば、バッテリ電圧検出手段により、バッテリの電圧レベルが単位時間毎に平均化した量子化レベルとして検出され、制御手段により、始動手段の動作終了後において、その量子化レベルと始動手段の動作終了直前の量子化レベルとのレベル差が所定値以下であったとき、もしくはレベル差が所定値以上で且つ量子化レベルが所定時間にわたって連続して上昇していたときにはエンジンの暖機動作に移行するようになる。
【００１４】
すなわち、上記所定値を、スタータ回路の動作終了状態において、レベル差がその所定値以下であったときにはエンジンが始動したと確定し得ると判断できる値にあらかじめ設定しておくことにより、もしくは上記所定時間を、レベル差が所定値以上で量子化レベルがその所定時間にわたって連続して上昇していたときにはエンジンが始動したと確定し得ると判断できる時間にあらかじめ設定しておくことにより、エンジンが始動したか否かを確実に判断することができる。これにより、エンジンが始動したにもかかわらず、エンジンが始動しなかったと判断して、始動手段によりスタータ回路を再動作してしまうというようなことがなく、スタータ回路に無用な負担がかかるようなことがない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施例について図１ないし図４を参照して説明する。
まず、電気的構成を概略的に示す図１において、携帯形の送信機１は、自動車の運転者が携帯するものであり、その操作に応じて、当該自動車のエンジンの始動を指令する所定コードのスタート信号Ｓａを発生すると共に、その発生したスタート信号Ｓａを例えば電波信号にて送信するように構成されている。
【００１９】
受信ユニット２は、自動車の車室内における電波受信状態の良好な場所に設置される受信装置３を備えており、その受信装置３により送信機１からのスタート信号Ｓａを受信可能に構成されている。この受信ユニット２は、上記受信装置３の他に、その受信装置３が受信したスタート信号Ｓａを受ける制御回路４（本発明の始動手段、制御手段、バッテリ電圧検出手段）と、この制御回路４により動作制御される電源用リレー５、６、ＡＣＣ（アクセサリ）リレー７、ＩＧ（イグニッション）リレー８、９、ＳＴ（スタータ）リレー１０、１１とを備えて構成されている。
【００２０】
この場合、電源用リレー５、６は、それぞれ接点５ａ、６ａの閉成状態（オン状態）でバッテリ１２に接続されて電源回路を形成する。ＡＣＣリレー７は、接点７ａの閉成状態でアクセサリ（エアコンディショナ、オーディオなど）回路を電源用リレー５を介してバッテリ１２に接続する構成となっている。ＩＧリレー８、９は、それぞれ接点８ａ、９ａの閉成状態で２系統のイグニッション回路を電源用リレー６、５を介してバッテリ１２に接続する構成となっている。ＳＴリレー１０、１１は、それぞれ接点１０ａ、１１ａの閉成状態で図示しないスタータに通電するための２系統のスタータ回路を電源用リレー６、５を介してバッテリ１２に接続する構成となっている。
【００２１】
バッテリ１２の出力側にはバッテリ電圧分圧回路１３が接続されており、このバッテリ電圧分圧回路１３は、バッテリ１２の電圧を電源電圧（例えば５Ｖ）以下となるように分圧した状態で制御回路４に出力するようになっている。
【００２２】
また、パーキングブレーキスイッチ１４は、自動車のパーキングブレーキが動作位置にある状態でブレーキ動作信号Ｓ１を出力する。シフトポジションスイッチ１５は、自動車のオートマチックトランスミッションがパーキングポジションにある状態でパーキング信号Ｓ２を出力する。ボンネットスイッチ１６は、自動車のボンネットが閉鎖されている状態でボンネット閉鎖信号Ｓ３を出力する。ドアロック検知スイッチ１７は、自動車のドアロック機構が全て施錠状態にあるときにドアロック信号Ｓ４を出力する。この場合、上記各信号Ｓ１〜Ｓ４は、それぞれ制御回路４に与えられるようになっている。
【００２３】
制御回路４は、マイクロコンピュータを含んで構成されているもので、上記した各入力信号Ｓａ、Ｓ１〜Ｓ４および予め設定されている制御プログラムに基づいて、各リレー５〜１１の動作制御を行うようになっており、以下においては、上記制御回路４のエンジン始動時における制御内容およびこれに関連した部分の作用について、図２のフローチャートならびに図３および図４のバッテリ電圧の変動を示す図に基づいて説明する。
【００２４】
尚、制御回路４は、バッテリ電圧分圧回路１３から与えられる電圧レベルを単位時間毎に平均化した量子化レベルとして検出するようになっているが、その動作は、図２のフローチャートにおいては省略している。また、図３および図４において、二点鎖線は、バッテリ１２から制御回路４に与えられる電圧レベルを、実線は、その電圧レベルが制御回路４により単位時間毎に平均化された量子化レベルをそれぞれ示している。
【００２５】
さて、使用者が乗車するために送信機１を操作すると、送信機１からスタート信号Ｓａが送信される。制御回路４は、送信機１からスタート信号Ｓａを受けると（ステップＳ１）、エンジンを始動するために、まず、エンジン始動条件が成立しているか否かを判断する（ステップＳ２）。この場合、エンジン始動条件としては、ブレーキ動作信号Ｓ１、パーキング信号Ｓ２、ボンネット閉鎖信号Ｓ３およびドアロック信号Ｓ４の各信号が全て入力していること、つまり、パーキングブレーキが動作していること、オートマチックトランスミッションがパーキングポジションにあること、自動車のボンネットが閉鎖されていることおよびドアロック機構が施錠状態にあることの全てが満たされたときにエンジン始動条件が成立するようになっている。
【００２６】
そして、制御回路４は、エンジン始動条件が成立したときは、エンジンを始動するための電源回路を形成しても安全であると判断して、電源用リレー５、６をオン状態とする（ステップＳ３）。これにより、電源用リレー５、６を通じてＡＣＣリレー７、ＩＧリレー８、９およびＳＴリレー１０、１１がバッテリ１２に接続される。
【００２７】
次いで、制御回路４は、エンジンを始動するために、ＡＣＣリレー７およびＩＧリレー８、９をオン状態とする（ステップＳ４、Ｓ５）。これにより、ＡＣＣリレー７の接点７ａを通じてエアコンディショナ、オーディオなどのアクセサリ回路がバッテリ１２に接続されると共に、ＩＧリレー８、９の接点８ａ、９ａを通じてイグニッション回路がバッテリ１２に接続される。
【００２８】
続いて、制御回路４は、所定の待ち時間（例えば５秒）が経過するまで待機してから（ステップＳ６）、スタータ回路への通電電圧が低下することを防止するためにＡＣＣリレー７をオフ状態とし（ステップＳ７）、ＳＴリレー１０、１１をオン状態とする（ステップＳ８）。これにより、スタータ回路が動作し、すなわち、エンジンの始動が開始される。このとき、バッテリ１２の電圧レベルは、スタータ回路が通電されることに伴って下降するようになる。
【００２９】
また、この場合、バッテリ１２の電圧レベルは、図３および図４に示すように、エンジンの始動開始直後においては、エンジンの回転に所謂むらが生じていることから、その脈動は大きいものであるが、エンジンが始動されて負荷が軽減されるにしたがって、その脈動は小さくなり、上昇するものである。
【００３０】
そこで、制御回路４は、バッテリ電圧分圧回路１３から与えられている電圧レベルに基づいて求めた量子化レベルが、時間の経過にしたがって上昇傾向にあるか否かを判断する（ステップＳ９）。そして、制御回路４は、その量子化レベルが上昇傾向にあるときには、その上昇傾向が所定時間にわたって継続しているか否かを判断する（ステップＳ１０）。このとき、上記所定時間は、量子化レベルが所定時間にわたって上昇したときにエンジンが始動し得ると判断できる時間に設定されているものである。
【００３１】
そして、制御回路４は、量子化レベルの上昇傾向が所定時間にわたって継続したと判断したときには（図３および図４中、上記所定時間をｔ1 にて示す）、エンジンが始動したと判断して、ＳＴリレー１０、１１をオフ状態とし（ステップＳ１１）、ＡＣＣリレー７をオン状態とする（ステップＳ１２）。このとき、バッテリ１２の電圧レベルは、ＳＴリレー１０、１１がオフ状態となり、スタータ回路への通電が終了することに応じて急激に上昇する。
【００３２】
一方、ＳＴリレー１０、１１がオン状態となってから、あらかじめ設定されている監視時間内に、量子化レベルの上昇傾向が所定時間ｔ１にわたって継続しなかったときには（ステップＳ１３）、制御回路４は、ＳＴリレー１０、１１をオフ状態とし（ステップＳ１１）、ＡＣＣリレー７をオン状態とする（ステップＳ１２）。そして、以下に述べるエンジン始動の確認を行う（ステップＳ１５以降）。
【００３３】
さて、上述のようにして、エンジンが始動したと判断した制御回路４は、以下のようにして、エンジン始動の確認を行うようになっている。すなわち、エンジンの始動状態では、オルタネータの発電によりバッテリ１２の充電状態となってバッテリ電圧が通常よりも高くなっていることから、制御回路４は、量子化レベルがあらかじめ設定されている所定のバッテリ電圧値Ｖ(a) （例えば１３Ｖ、図３および図４中、そのレベルを破線にて示す）以上であるか否かを判断し（ステップＳ１５）、図３に示すように、量子化レベルが所定のバッテリ電圧値Ｖ(a) 以上であれば、エンジンの始動を確認したと判断して、エンジンの暖機動作に移行する（ステップＳ１６）。
【００３４】
また、制御回路４は、量子化レベルが、図４に示すように、上記した所定のバッテリ電圧値Ｖ(a) 以下の場合のときは、再度、量子化レベルが時間の経過にしたがって上昇傾向にあるか否かを判断する（ステップＳ１７）。そして、制御回路４は、その量子化レベルが上昇傾向にあるときには、その上昇傾向が所定時間にわたって継続しているか否かを判断し（ステップＳ１８）、量子化レベルの上昇傾向が所定時間にわたって継続したと判断したときには（図４中、上記所定時間をｔ2 にて示す）、エンジンの始動を確認したと判断してエンジンの暖機動作に移行する（ステップＳ１６）。
【００３５】
一方、ＳＴリレー１０、１１がオフ状態となってから、あらかじめ設定されている監視時間内に、量子化レベルが所定のバッテリ電圧値Ｖ(a) 以上とならなかったとき、もしくは量子化レベルの上昇傾向が所定時間ｔ2 にわたって継続しなかったときには（ステップＳ１９）、制御回路４は、エンジンが始動していないと判断して、ステップＳ１４に移行し、全てのリレーをオフ状態として、再度、エンジンの始動制御を行う（ステップＳ３に戻る）。
【００３６】
このような本発明の車両用エンジン始動装置によれば、制御回路４を、エンジンを始動するにあたって、ＳＴリレー１０、１１をオン状態としてから、量子化レベルが、エンジンが始動し得ると判断できる所定時間（ｔ1 ）にわたって連続して上昇したときに、ＳＴリレー１０、１１をオフ状態とするようにしたから、エンジンが始動すると直ちにスタータ回路の動作が中止される。これにより、エンジンが始動したにもかかわらず、スタータ回路の動作を継続してしまうというようなことがなくなり、スタータ回路に無用な負担をかけることなく、エンジンの始動制御を行うことができる。
【００３７】
また、制御回路４を、エンジンが始動したか否かを確認するにあたって、ＳＴリレー１０、１１をオフ状態としてから、量子化レベルが、エンジンの始動を確認し得ると判断できる所定のバッテリ電圧値Ｖ(a) 以上となったとき、もしくは量子化レベルが、エンジンの始動を確認し得ると判断できる所定時間（ｔ2 ）にわたって連続して上昇したときに、エンジンの暖機動作に移行するようにしたから、エンジンが始動したことを確実に判断することができる。これにより、エンジンが始動したにもかかわらず、エンジンが始動していないと判断して、スタータリレーを再動作してしまうというようなことがなくなり、スタータ回路に無用な負担をかけることなく、エンジンの始動制御を行うことができる。
【００３８】
また、制御回路４を、ＳＴリレー１０、１１をオフ状態としてから、あらかじめ設定されている監視時間内に、量子化レベルが、所定のバッテリ電圧値Ｖ(a) 以上とならなかったとき、もしくは量子化レベルが、所定時間ｔ2 にわたって連続して上昇しなかったときに、再度、エンジンの始動制御を行うようにしたから、エンジンの始動制御を確実に行うことができる。
【００３９】
図５ないし図７は、本発明の第２実施例を示すもので、以下においては、第１実施例と異なる部分について説明する。この第２実施例においては、制御回路４が、エンジンが始動されたと判断して、ＳＴリレー１０、１１をオフ状態とし、ＡＣＣリレー７をオン状態とした後の制御が上記第１実施例と異なるものである。尚、図６および図７においても、二点鎖線は、バッテリ１２から制御回路４に与えられる電圧レベルを、実線は、その電圧レベルが制御回路４により単位時間毎に平均化された量子化レベルをそれぞれ示している。
【００４０】
すなわち、スタータ回路によりエンジンが始動されたと判断したときにはバッテリ電圧は充分高くなっていることから、制御回路４は、ＳＴリレー１０、１１をオフ状態とする直前の量子化レベルをＶ(ST)、ＳＴリレー１０、１１をオフ状態とした直後の量子化レベルをＶ(1) とし、それらの量子化レベルのレベル差Ｖ(d) を算出する（ステップＳ２１）。そして、制御回路４は、そのレベル差Ｖ(d) があらかじめ設定されている所定値Ｖ(b) 以下であるか否かを判断し（ステップＳ２２）、図６に示すように、レベル差Ｖ(d) が所定値Ｖ(b) 以下であれば、エンジンの始動を確認したと判断して、エンジンの暖機動作に移行する（ステップＳ２３）。
【００４１】
また、制御回路４は、レベル差Ｖ(d) が、図７に示すように、所定値Ｖ(b) 以上の場合のときは、再度、量子化レベルが時間の経過にしたがって上昇傾向にあるか否かを判断する（ステップＳ２４）。そして、制御回路４は、その量子化レベルが上昇傾向にあるときには、その上昇傾向が所定時間にわたって継続しているか否かを判断し（ステップＳ２５）、量子化レベルの上昇傾向が所定時間にわたって継続したと判断したときには（図７中、上記所定時間をｔ3 にて示す）、エンジンの始動を確認したと判断してエンジンの暖機動作に移行する（ステップＳ２３）。
【００４２】
一方、ＳＴリレー１０、１１がオフ状態となってから、あらかじめ設定されている監視時間内に、上記レベル差Ｖ(d) が所定値Ｖ(b) 以下でなかったとき、もしくは量子化レベルの上昇傾向が所定時間ｔ3 にわたって継続しなかったときには（ステップＳ２６）、制御回路４は、エンジンが始動していないと判断して、ステップＳ１４に移行し、全てのリレーをオフ状態として、再度、エンジンの始動制御を行う（ステップＳ３に戻る）。
【００４３】
このような第２実施例においても、制御回路４を、エンジンが始動したか否かを確認するにあたって、ＳＴリレー１０、１１をオフ状態としてから、量子化レベルのレベル差Ｖ(d) が、エンジンの始動を確認し得ると判断できる所定値Ｖ(b) 以下であったとき、もしくは量子化レベルが、エンジンの始動を確認し得ると判断できる所定時間ｔ3 にわたって連続して上昇したときに、エンジンの暖機動作に移行するようにしたから、エンジンが始動したことを確実に判断することができるようになる。これにより、エンジンが始動したにもかかわらず、エンジンが始動していないと判断して、スタータリレーを再動作してしまうというようなことがなくなり、スタータ回路に無用な負担をかけることなく、エンジンの始動制御を行うことができる。
【００４４】
本発明は、上記実施例にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
送信機１を、携帯形のものでなく、据置き形のものにしても良い。
送信機１を、電波信号でなく、例えば磁気信号を送信するようにしても良い。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように、請求項１記載の車両用エンジン始動装置によれば、始動手段の動作状態で、バッテリの電圧を単位時間毎に平均化した量子化レベルが所定時間にわたって連続して上昇していたときには、始動手段の動作を中止するようにしたから、エンジンが始動すると直ちに始動手段の動作が中止されるようになり、エンジンが始動したにもかかわらず、始動手段の動作を継続してしまうというようなことがなくなり、スタータ回路に無用な負担をかけることなく、エンジンの始動制御を行うことができる。
【００４６】
請求項２記載の車両用エンジン始動装置によれば、始動手段の動作終了状態で、始動手段の動作終了直前に検出した量子化レベルと始動手段の動作終了直後に検出した量子化レベルとのレベル差が所定値以下であったとき、もしくはレベル差が所定値以上であって量子化レベルが所定時間にわたって連続して上昇していたときには、エンジンの暖機動作に移行するようにしたから、エンジンが始動したか否かを確実に判断することができるようになり、エンジンが始動したにもかかわらず、エンジンが始動しなかったと判断して、始動手段を再動作してしまうというようなことがなくなり、スタータ回路に無用な負担をかけることなく、エンジンの始動制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の電気的構成を示すブロック構成図
【図２】制御内容を示すフローチャート
【図３】バッテリ電圧の変動を示す図
【図４】図３相当図
【図５】本発明の第２実施例を示す図２相当図
【図６】図３相当図
【図７】図３相当図
【符号の説明】
図面中、４は制御回路（始動手段、制御手段、バッテリ電圧検出手段）、１２はバッテリである。
【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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