(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンが回転していることを条件として開始されるエンジン始動用制御中で、スタータ駆動電源の電圧がスタータ駆動判定値以下に低下した後、前記スタータ駆動判定値より高電圧のスタータ停止判定値以上に復帰したことを検出したときに、前記始動用制御を終了させることを特徴とするエンジンの始動用制御装置。
【請求項２】
エンジン始動用制御の開始後、前記スタータ駆動電源の電圧状態による始動用制御の終了判定前に所定時間を経過したときに、始動用制御を終了させることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの始動用制御装置。
【請求項３】
前記所定時間経過前でも、エンジン回転が設定時間以上検出されないときには、始動用制御を終了させることを特徴とする請求項２に記載のエンジンの始動用制御装置。
【請求項４】
エンジン始動用制御開始後、エンジン回転速度が自立運転可能な回転速度以上となったときは、無条件でエンジン始動用制御を終了させることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のエンジンの始動用制御装置。
【請求項５】
エンジン始動用制御開始後、エンジン始動用制御の終了を要求する操作を検出したときは、無条件でエンジン始動用制御を終了させることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のエンジンの始動用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのスタータによる始動（クランキング）時に行う始動用制御を適切な時間行うようにした技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常の車両用エンジンでは、始動時間を短縮し始動性を確保するために、クランキングを検出し、該クランキング期間中は、燃料噴射、点火時期、空気量を始動時固有の制御としている。
従来、前記クランキング期間は、イグニッションキーシリンダに付属したスタータスイッチ信号をＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）に入力し、判定しているが、該判定のため、スタータスイッチからＥＣＵまでのハーネスが必要で、かつ、ＥＣＵに入力端子を必要とするため、高価についていた。
【０００３】
このため、特開２０００−２５７５４０号では、クランク角センサからのエンジン回転信号が入力されたときにエンジンの回転が開始したと判定して始動用制御を開始し、その後、所定回転速度以上に達したときに始動用制御を終了するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、冷機時等フリクションが大きい場合や、点火系部品、燃料系部品の故障により発生トルクが小さくなる場合は、回転上昇速度も遅く、自立回転できるまでの所定回転速度に達するのに時間が掛かりすぎたり、最後まで所定回転速度に達しなかったりして、始動用制御の実施時間が従来のスタータスイッチオン時間だけ行われる場合より長くなり、点火プラグのかぶり、くすぶりにより燃焼安定性が悪化するという問題があった。
【０００５】
また、上記問題を解消するため、特開平９−１７０５３４号では、スタータ駆動直前のバッテリ電圧を記憶しておき、その後現在値が大きくなったときに、スタータを停止する。この時、バッテリ電圧が上昇しないときは、バッテリの消耗を避けるために、所定時間でスタータを停止する構成としている。
しかし、この方式では、完爆前にスタータを強制的に停止させる構成であるため、エンジンを始動できず、ドライバーの始動動作に反することとなる。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、スタータスイッチ信号を用いることなく廉価な構成で始動用制御を行い、かつ、該始動用制御を最適なタイミングで終了させることができるようにしたエンジンの始動用制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明は、
エンジンが回転していることを条件として開始されるエンジン始動用制御中で、スタータ駆動電源の電圧がスタータ駆動判定値以下に低下した後、前記スタータ駆動判定値より高電圧のスタータ停止判定値以上に復帰したことを検出したときに、前記始動用制御を終了させることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に係る発明によると、
スタータ駆動に伴い駆動電源の電圧が低下後、スタータ駆動を停止した場合に、消費電流の急減と発電電流の急増に伴い電源電圧が回復するという電圧の特性から、スタータの駆動開始と駆動停止とを識別でき、フリクション増大時、故障による発生トルク低下時等エンジン回転速度の上昇が遅いか、または上昇しない状態においても、正確に始動用制御を終了させることができ、燃費、排気エミッションの悪化を防止することができる。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、
エンジン始動用制御の開始後、前記スタータ駆動電源の電圧状態による始動用制御の終了判定前に所定時間を経過したときに、始動用制御を終了させることを特徴とする。
請求項２に係る発明によると、
フリクション増大時、故障による発生トルク低下時等エンジン回転速度が上昇せず、かつ、充電系の異常でバッテリ電圧が回復しないときに、所定時間で始動用制御を終了することにより、過リッチによる点火プラグのかぶり、くすぶりに伴うエンジンストールの発生を未然に防止できる。
【００１０】
また、請求項３に係る発明は、
前記所定時間経過前でも、エンジン回転が設定時間以上検出されないときには、始動用制御を終了させることを特徴とする。
請求項３に係る発明によると、
エンジン回転速度が上昇せず、バッテリ電圧が回復しない状態で、エンジンが停止していると判定されたときは、始動用制御を終了させて気筒判別値等の制御値の初期化を行わせることにより、次回始動時の誤制御による始動不良、部品損傷を防止できる。
【００１１】
また、請求項４に係る発明は、
エンジン始動用制御開始後、エンジン回転速度が自立運転可能な回転速度以上となったときは、無条件で始動用制御を終了させることを特徴とする。
請求項４に係る発明によると、
エンジン回転速度が自立運転可能な回転速度以上となったときは、それ以上の始動用制御は不要であるので始動用制御を終了させることにより、燃費、排気エミッションの悪化を防止できる。
【００１２】
また、請求項５に係る発明は、
エンジン始動用制御開始後、エンジン始動用制御の終了を要求する操作を検出したときは、無条件でエンジン始動用制御を終了させることを特徴とする。
請求項５に係る発明によると、
イグニッションスイッチやニュートラルスイッチをオフとするような操作時は、エンジン始動用制御の終了を要求している状態なので、速やかにエンジン始動用制御を終了させることにより、燃費、排気エミッションの悪化を防止できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明にかかるエンジンの始動用制御装置のブロック回路構成を示す。
バッテリ1には、キースイッチ２が接続され、該キースイッチ２をイグニッション位置ＩＧまたはスタート位置ＳＴとしたときに、イグニッションリレー３が通電されて接点３ａがオンとなり、該イグニッション信号がエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）４のＩＧＮ端子に入力されて点火回路が駆動制御される。
【００１４】
同じくバッテリ1には、自動変速機のニュートラル位置でオンとなるインヒビタースイッチ（若しくはマニュアル変速機のクラッチ離し状態でオンとなるクラッチインターロックスイッチ）５が接続され、該インヒビタースイッチ５がオンつまりニュートラル状態で、該インヒビタースイッチ５に接続されたスタータリレー６が通電されて接点６ａがオンとなる。この状態でキースイッチ２をスタート位置ＳＴにセットすると、前記接点６ａを介して第２リレースイッチ７が通電され、接点７ａがオンとなってスタータ８が駆動される。
【００１５】
バッテリ１には、上記の他、クランク角センサ９、カムセンサ１０が接続される。クランク角センサ９は、単位クランク角（例えば１０°）毎にＰＯＳ信号を出力し、カムセンサ１０は、気筒判別用のＰＨＡＳＥ信号を出力し、これら信号はそれぞれＥＣＵ４のＰＯＳ端子、ＰＨＡＳＥ端子に入力される。ＥＣＵ４は、これらＰＯＳ信号及びＰＨＡＳＥ信号に基づいて、エンジン回転速度Ｎｅ、クランク角位置を検出し、気筒判別を行うと共に、後述する本発明にかかるクランキング期間判定を行い、該判定結果に基づいて始動用制御を行う。
【００１６】
ＥＣＵ４には、上記の他、バッテリ１からの電圧ＶＢ信号やニュートラルスイッチ１１からのニュートラル信号が、それぞれＶＢ端子、ＮＵＥＴ端子に入力される。
以下に、上記クランキング期間判定を行って始動用制御を行わせる制御について、図２〜図４のフローチャートに従い、図５,図６のタイムチャートを参照して説明する。
【００１７】
図２は、同上制御のメインルーチンを示す。このフローは所定周期（例えば１０ｍｓ）で実行される。
ステップ１では、始動用制御開始判定フラグＳＳＴＳＷＯＮの値を設定する。該設定については後述する。
ステップ２では、前記フラグＳＳＴＳＷＯＮの値が１であるかを判定する。
【００１８】
ステップ２でフラグＳＳＴＳＷＯＮの値が１と判定されたときは、ステップ３へ進み、始動用制御実施判定フラグＳＴＳＷを１にセットし、ステップ４でフラグＳＳＴＳＷＯＮの値を０にリセットした後、ステップ５へ進み、始動用制御終了判定フラグＳＳＴＳＷＯＦＦの値を設定する。また、ステップ２で前記フラグＳＳＴＳＷＯＮの値が０と判定されたときも、ステップ５へ進み、始動用制御終了判定フラグＳＳＴＳＷＯＦＦの値を設定する。該フラグＳＳＴＳＷＯＦＦの値の設定方法については後述する。
【００１９】
ステップ６では、前記始動用制御終了判定フラグＳＳＴＳＷＯＦＦの値が１であるかを判定し、１と判定されたときは、ステップ７へ進んでフラグＳＳＴＳＷＯＦＦの値を０にリセットした後、このフローを終了する。
次に、前記始動用制御開始判定フラグＳＳＴＳＷＯＮの値を設定するルーチンを、図３に従い説明する。
【００２０】
ステップ１１、ステップ１２でイグニッションスイッチ、ニュートラルスイッチ１０がオンされたかを判定し、共にオンされたと判定されたときはステップ１３へ進んで、エンジン停止状態かを、例えば、ＰＯＳ信号に基づき算出されたエンジン回転速度Ｎｅが０となっているか等によって判定する。
そして、エンジン停止と判定された状態で、ステップ１４でＰＯＳ信号またはＰＨＡＳＥ信号を入力したかを判定し、入力したと判定したときは、ステップ１５へ進んで前記始動用制御開始判定フラグＳＳＴＳＷＯＮの値を１にセットする。このように、エンジン停止状態からエンジンが回転されたことを検出して始動用制御を開始させることができる。なお、ステップ１１〜ステップ１４の判定がいずれも成立しないときは、始動用制御開始判定フラグＳＳＴＳＷＯＮの値が０にリセットされたままで、始動用制御は開始されない。
【００２１】
次に、前記本発明にかかる始動用制御終了判定フラグＳＳＴＳＷＯＦＦの値を設定する処理の詳細を、図４のフローチャートに従い説明する。
ステップ２１では、イグニッションスイッチがオフされたか、ステップ２２ではニュートラルスイッチがオフされたか、ステップ２３では、エンジン回転速度Ｎｅが完爆により自立運転が可能な所定回転速度ＮＳＴＯＦＦＡ以上に達したかを判定し、いずれかが成立した場合は、ステップ２４へ進んで、始動用制御終了判定フラグＳＳＴＳＷＯＦＦを１にセットし、以後の判定処理を行うことなく、強制的に始動用制御を終了させる。
【００２２】
前記ステップ２１〜ステップ２３の条件がいずれも非成立である場合、すなわち、イグニッションスイッチ、ニュートラルスイッチが共にオンで、かつ、エンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度ＮＳＴＯＦＦＡ未満であるときは、ステップ２５へ進んでバッテリ電圧判定フラグＶＢＯＦＦの値を設定する。この設定方法については後述する。
【００２３】
ステップ２６で、前記バッテリ電圧判定フラグＶＢＯＦＦが１であるかを判定し、１と判定されたときは、スタータ駆動を停止したと判断し、ステップ２４へ進んで始動用制御終了判定フラグＳＳＴＳＷＯＦＦを１にセットし、始動用制御を終了させる。
ステップ２６で前記バッテリ電圧判定フラグＶＢＯＦＦが０と判定されたときは、ステップ２７へ進み、始動用制御持続時間判定フラグＳＴＯＦＦの値を設定する。この設定方法については後述する。
【００２４】
ステップ２８では、前記始動用制御持続時間判定フラグＳＴＯＦＦが１であるかを判定し、１と判定されたときは、ステップ２４へ進んで始動用制御終了判定フラグＳＳＴＳＷＯＦＦを１にセットし、始動用制御を終了させる。
ステップ２８で始動用制御持続時間判定フラグＳＴＯＦＦが０と判定されたときは、ステップ２９へ進み、エンジン停止判定フラグＫＮＲＺＥＲＯの値を設定する。この設定方法については後述する。
【００２５】
ステップ３０では、前記エンジン停止判定フラグＫＮＲＺＥＲＯが１であるかを判定し、１と判定されたときは、ステップ２４へ進んで始動用制御終了判定フラグＳＳＴＳＷＯＦＦを１にセットし、始動用制御を終了させる。
図５は、前記バッテリ電圧判定フラグＶＢＯＦＦの値を設定する処理のフローを示す。
【００２６】
ステップ４１では、前記始動用制御実施判定フラグＳＴＳＷが１であるかを判定し、０である始動用制御開始前のときは、ステップ４２で比較値ＳＴＯＮＶＢの初期値を最大値ＦＦｈにセットし、フラグＳＴＳＷが１になったときにステップ４３へ進む。
ステップ４３では、現在のバッテリ電圧ＶＢが前記ＳＴＯＮＶＢの前回値ＳＴＯＮＶＢｚ未満かを判定し、未満と判定されたときはステップ４４でＳＴＯＮＶＢをッテリ電圧ＶＢで更新した後、ステップ４５へ進み、バッテリ電圧ＶＢが前記前回値ＳＴＯＮＶＢｚ以上と判定されたときは、ステップ４４をバイパスしてステップ４５へ進む。これにより、バッテリの最小電圧がＳＴＯＮＶＢに記憶される。
【００２７】
ステップ４５では、前記最小電圧ＳＴＯＮＶＢがスタータ駆動判定値ＳＴＯＮＶＢＬ未満かを判定し、未満と判定されたときは、ステップ４６へ進み、現在のバッテリ電圧ＶＢがスタータ停止判定値ＳＴＯＦＦＢＬ（＞ＳＴＯＮＶＢＬ）を超えたかを判定する。
スタータ停止判定値ＳＴＯＦＦＢＬを超えたと判定されたときは、ステップ４７へ進み、前記バッテリ電圧判定フラグＶＢＯＦＦを１にセットする。
【００２８】
図６は、バッテリ電圧の変化に応じてバッテリ電圧判定フラグＶＢＯＦＦが１にセットされるまでの様子を示す。
このようにすれば、スタータ駆動に伴うスタータ駆動電流急増によりバッテリ電圧ＶＢが低下し、また、ドライバーが完爆を認識しスタータ駆動を停止した場合に、消費電流の急減と発電電流の急増に伴い、バッテリ電圧が回復するというバッテリ電圧の特性から、スタータの駆動開始と駆動停止とを識別できる。
【００２９】
この結果、フリクション増大時、故障による発生トルク低下時等エンジン回転速度の上昇が遅いか、または上昇しない状態においても、正確に始動用制御を終了させることができ、燃費、排気エミッションの悪化を防止することができる。また、マニュアル変速機搭載車において、エンジン回転速度上昇前にクラッチがオフとなり、クラッチインターロックによりスタータ駆動が停止された場合においても、始動用制御を速やかに終了させることができ、急発進を防止できる
図７は、前記始動用制御持続時間判定フラグＳＴＯＦＦの値を設定する処理のフローを示す。
【００３０】
ステップ５１では、前記始動用制御実施判定フラグＳＴＳＷが１であるかを判定し、１と判定されたときはステップ５２で０から１に切り換わった直後かを判定し、直後のときはステップ５３で切換後の経過時間を計測するタイマＳＴＯＦＦＳＦを初期値（例えば１００００ｍｓ）にセットし、その後ステップ５４で所定値（例えば１０ｍｓ）ずつ減算していく。
【００３１】
そして、タイマＳＴＯＦＦＳＦの値が０になったとき、つまり、始動用制御開始後所定時間を経過したときに、始動用制御持続時間判定フラグＳＴＯＦＦを１にセットする。
すなわち、フリクション増大時、故障による発生トルク低下時等エンジン回転速度が所定値ＮＳＴＯＦＦＡまで上昇せず、かつ、充電系の異常でバッテリ電圧が所定値ＳＴＯＦＦＶＢＬまで回復しないときに、所定時間で始動用制御を終了することにより、過リッチによる点火プラグのかぶり、くすぶりに伴うエンジンストールの発生を未然に防止する。図８は、上記時間経過により始動用制御持続時間判定フラグＳＴＯＦＦが１にセットされるまでの様子を示す。
【００３２】
図９は、前記エンジン停止判定フラグＫＮＲＺＥＲＯの値を設定する処理のフローを示す。
ステップ６１では、前記始動用制御実施判定フラグＳＴＳＷが１であるかを判定し、１と判定されたときはステップ６２でＰＯＳ信号を入力したかを判定し、入力したときにステップ６３へ進んで入力後の経過時間を計測するタイマＴＮＺＥＲＯを初期値（例えば３００ｍｓ）にセットし、その後ステップ６４で所定値（例えば１０ｍｓ）ずつ減算していく。
【００３３】
そして、ステップ６５でタイマＴＮＺＥＲＯの値が０になったと判定されたとき、つまり、設定時間（例えば３００ｍｓ）以上ＰＯＳ信号が入力されなかったときは、エンジンが停止していると判断し、ステップ６６へ進んでエンジン停止判定フラグＫＮＲＺＥＲＯの値を１にセットする。なお、前記設定時間は前記始動用制御実施判定フラグＳＴＳＷが１にセットされる所定時間より短い時間に設定されている。
【００３４】
すなわち、上記同様エンジン回転速度が所定値ＮＳＴＯＦＦＡまで上昇せず、バッテリ電圧が所定値ＳＴＯＦＦＶＢＬまで回復しない状態で、前記始動用制御持続時間判定フラグＳＴＯＦＦが１にセットされる前に、エンジンが停止していると判定されたときは、フラグＳＴＳＷが１にセットすることで、気筒判別値等の制御値の初期化を行わせ、次回始動時の誤制御による始動不良、部品損傷を防止する。図１０は、上記のようにエンジン回転停止状態を検出して始動用制御持続時間判定フラグＳＴＯＦＦが１にセットされるまでの様子を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるエンジンの始動用制御装置のブロック回路図。
【図２】同上の始動用制御装置における制御のメインルーチンを示すフローチャート。
【図３】同上制御の始動用制御開始判定フラグを設定するルーチンを示すフローチャート。
【図４】同上制御のエンジン始動用制御終了フラグを設定するルーチンを示すフローチャート。
【図５】同上制御のバッテリ電圧判定フラグを設定するルーチンを示すフローチャート。
【図６】同上のバッテリ電圧判定フラグが立てられるときの様子を示すタイムチャート。
【図７】同上制御の始動用制御持続時間判定フラグを設定するルーチンを示すフローチャート。
【図８】同上の始動用制御持続時間判定フラグが立てられるときの様子を示すタイムチャート。
【図９】同上制御のエンジン停止判定フラグを設定するルーチンを示すフローチャート。
【図１０】同上のエンジン停止判定フラグが立てられるときの様子を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１    バッテリ
２    キースイッチ
４    エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
８    スタータ
９    クランク角センサ
１０    カムセンサ
１１    ニュートラルスイッチ
【図１】
0003861686.tif 000002
【図２】
0003861686.tif 000003
【図３】
0003861686.tif 000004
【図４】
0003861686.tif 000005
【図５】
0003861686.tif 000006
【図６】
0003861686.tif 000007
【図７】
0003861686.tif 000008
【図８】
0003861686.tif 000009
【図９】
0003861686.tif 000010
【図１０】
0003861686.tif 000011