JP2009250038A - 車両用始動制御装置及び車両用始動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザがバッテリ劣化通知を軽視してバッテリ交換を先延ばしにすることによって、バッテリ劣化が進行してエンジン始動不能となることを回避する車両用電源制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン始動要求に応答して、メインコンタクタを制御してスタータモータに電力を供給するスタータ制御部と、エンジン始動に必須の制御をバッテリを電源に用いて行うエンジン制御部の電源電圧の降下に基づく一時停止を検知するリセット検知部とを備え、スタータ制御部は、エンジン制御部の一時停止を検知した後の最初のエンジン始動要求に応答してスタータモータに電力を供給する場合には、当該スタータモータに供給する電力を抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの始動を制御する車両用始動制御装置及び車両用始動制御方法に関し、より特定的には、スタータモータに供給する電力を制御する車両用始動制御装置及び車両用始動制御方法に関する。

車両等のエンジンを始動させる装置として、スタータ装置がある。スタータ装置は、バッテリの電力をメインコンタクタを介してスタータモータに供給することでスタータモータを駆動させて、エンジンの出力軸を回転させてエンジンを始動する。ここで、メインコンタクタは、電磁スイッチとも呼ばれ、コイルを励磁することで可動接点を移動させてスイッチ機能を果たす。また、メインコンタクタは、可動接点の移動を利用して、スタータモータ駆動時にのみスタータモータの出力軸とエンジンの出力軸とを機械的に接続する。

スタータ装置において、スタータモータに供給する電力を調節するために、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を行う技術がある。特許文献１には、ＰＷＭ制御を行うスタータ装置が開示されている。特許文献１のスタータ装置は、ＰＷＭ制御を用いて、スタータモータに供給される電力の立上がりを調節する。また、特許文献１のスタータ装置は、ＰＷＭ制御を用いてメインコンタクタのコイルに供給される電力を調節することで、可動接点の移動速度を遅くする。このことによって、特許文献１のスタータ装置は、スタータモータの出力軸とエンジンの出力軸とを機械的に接続する際に生じる衝撃を緩和する。
特開２００３−１２０３８１号公報

しかしながら、上記した特許文献１の技術には、以下の問題がある。

スタータモータは、エンジンの出力軸を回転させるために大電力を必要とする。このことから、スタータモータにバッテリの電力を供給してスタータモータを駆動すると、バッテリの電圧降下が生じる。ここで、バッテリの電力は、ＥＦＩ−ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｆｕｅｌ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ−Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等のエンジンの始動及び運転に必須の制御を行うＥＣＵ（以下、エンジン制御部という）にも供給される。従って、バッテリが劣化等した場合には、スタータモータに大電力が供給されて大幅な電圧降下が生じることによって、エンジン制御部に供給される電圧も大幅に降下してエンジン制御部が一時的に停止し、再起動する。この結果として、エンジン始動ができないという事態が生じる。特許文献１の技術は、電圧降下によってエンジン制御部が停止して再起動することに対応できず、上記した事態を回避できない。

それ故に、本発明の目的は、上記した問題を解決するものであり、バッテリが劣化等した場合において、スタータモータへの大電力供給に起因して、エンジン制御部への供給電圧が大幅に降下してエンジン制御部が一時的に停止し、再起動し、この結果として、エンジンの始動に失敗した場合であっても、エンジンを始動し得る車両用始動制御装置及び車両用始動制御方法を提供することである。

本発明は、バッテリの電力をメインコンタクタを介してスタータモータに供給してエンジンを始動する車両用始動制御装置に向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明の車両用始動制御装置は、エンジン始動要求に応答して、メインコンタクタを制御してスタータモータに電力を供給するスタータ制御部と、エンジンの始動に必須の制御をバッテリを電源に用いて行うエンジン制御部の電源電圧の降下に基づく一時停止を検知するリセット検知部とを備え、スタータ制御部は、エンジン制御部の一時停止を検知した後の最初のエンジン始動要求に応答してスタータモータに電力を供給する場合には、当該スタータモータに供給する電力を抑制する。

これにより、本発明の車両用始動制御装置は、バッテリが劣化等した場合において、エンジン始動等に必須のＥＦＩ−ＥＣＵ等が、スタータモータ駆動に起因するバッテリの電圧降下を理由に一時停止すことを回避して、エンジンを始動できる。

また、リセット検知部及びスタータ制御部は、バッテリを電源に用い、エンジン制御部よりも低電圧で駆動してもよい。

これにより、本発明の車両用始動制御装置は、エンジン制御部及びスタータモータが用いる電源を用いることができる。

また、好ましくは、スタータモータに供給する抑制した電力は、初期電力から増加する電力である。

これにより、本発明の車両用始動制御装置は、バッテリが劣化等した場合において、より確実にエンジンを始動できる。

また、好ましくは、スタータ制御部は、エンジンの始動を検知し、スタータモータに抑制した電力を供給してエンジンの始動を検知した時点の当該スタータモータへの供給電力よりも所定量小さい電力に、初期電力を更新する。

これにより、本発明の車両用始動制御装置は、バッテリが劣化等した場合において、エンジンの始動に要する時間を短縮することができる。

また、本発明は、バッテリの電力をメインコンタクタを介してスタータモータに供給してエンジンを始動する車両用始動制御方法にも向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明の車両用始動制御方法は、エンジン始動要求に応答して、メインコンタクタを制御してスタータモータに電力を供給する始動ステップと、エンジンの始動に必須の制御をバッテリを電源に用いて行うエンジン制御部の電源電圧の降下に基づく一時停止を検知するリセット検知ステップとを備え、始動ステップでは、エンジン制御部の一時停止を検知した後の最初のエンジン始動要求に応答してスタータモータに電力を供給する場合には、当該スタータモータに供給する電力を抑制する。

これにより、本発明の車両用始動制御方法は、バッテリが劣化等した場合において、エンジン始動等に必須のＥＦＩ−ＥＣＵ等が、スタータモータ駆動に起因するバッテリの電圧降下を理由に一時停止することを回避して、エンジンを始動できる。

また、好ましくは、始動ステップにおいてスタータモータに供給する抑制した電力は、初期電力から増加する電力である。

これにより、本発明の車両用始動制御方法は、バッテリが劣化等した場合において、より確実にエンジンを始動できる。

また、好ましくは、始動ステップでは、更にエンジンの始動を検知し、スタータモータに抑制した電力を供給してエンジンの始動を検知した時点の当該スタータモータへの供給電力よりも所定量小さい電力に、初期電力を更新する。

これにより、本発明の車両用始動制御方法は、バッテリが劣化等した場合において、エンジン始動に要する時間を短縮することができる。

本発明の車両用始動制御装置及び車両用始動制御方法は、エンジン制御部の一時的な停止によってエンジン始動を失敗した場合は、スタータモータへの供給電力を抑制してエンジン始動を行う。このことによって、本発明の車両用始動制御装置及び車両用始動制御方法は、スタータモータへの大電力供給に伴う電圧降下に起因したエンジン制御部の一時的な停止によってエンジン始動を失敗しても、エンジンを始動でき得る。

（第１の実施形態）
図１は、エンジン制御装置１０に備えられる第１の実施形態に係る車両用始動制御装置１００について説明するための図である。図１に示す通り、エンジン制御装置１０は、本発明の車両用始動制御装置１００と、バッテリ１と、メインコンタクタ２と、スタータモータ３と、エンジン制御部４とを備える。バッテリ１の一端は、接地され、他端は、メインコンタクタ２の入力端子及びエンジン制御部４の電源端子に接続される。メインコンタクタ２の出力端子は、スタータモータ３の一端に接続される。スタータモータ３の他端は、接地される。エンジン制御部４は、エンジン（図示せず）及び車両用始動制御装置１００の入力端子に接続される。車両用始動制御装置１００の出力端子は、メインコンタクタ２の制御端子に接続される。

車両用始動制御装置１００は、リセット検知部５と、スタータ制御部６とを含む。リセット検知部５の一端は、車両用始動制御装置１００の入力端子に接続され、他端は、スタータ制御部６の一端に接続される。スタータ制御部６の他端は、車両用始動制御装置１００の出力端子に接続される。

スタータモータ３は、メインコンタクタ２を介してバッテリ１から電力を供給され、エンジンを始動する。エンジン制御部４は、バッテリ１から電力供給を受けて、エンジンの運転を制御する。エンジン制御部４は、例えばＥＦＩ−ＥＣＵであり、エンジン制御部４の動作が不完全となったり停止等すると、エンジンは停止する。メインコンタクタ２は、電磁スイッチとも呼ばれ、コイルを励磁することで可動接点（図示せず）を移動させてスイッチ機能を果たす。また、メインコンタクタ２は、可動接点の移動を利用して、スタータモータ３の駆動時にのみスタータモータ３の出力軸とエンジンの出力軸とを機械的に接続する。車両用始動制御装置１００は、メインコンタクタ２を制御することによって、バッテリ１の電力をスタータモータ３に供給して、エンジンを始動する。

車両用始動制御装置１００が含むリセット検知部５及びスタータ制御部６は、バッテリ１を電源として用い、当該リセット検知部５及びスタータ制御部６の最低作動電圧は、エンジン制御部４の最低作動電圧よりも低い。

図２は、第１の実施形態に係る車両用始動制御装置１００の動作について説明するためのフローチャートである。以下では、図１及び図２を参照して、車両用始動制御装置１００の動作について説明する。

まず、ステップＳ１０１において、スタータ制御部６は、エンジン始動要求が有るまで待機し、エンジン始動要求が有ると、ステップＳ１０２に移る。エンジン始動要求は、例えば、ユーザがエンジン始動ボタンを押すことによって成される。

ステップＳ１０２において、スタータ制御部６は、エンジンを始動する動作を行う。具体的には、スタータ制御部６は、メインコンタクタ２を制御して、バッテリ１の電力をスタータモータ３に供給して、スタータモータ３を駆動させる。ステップＳ１０２でスタータモータ３に供給される電力は、通常の始動時に供給される電力である。つまり、スタータ制御部６は、通常のエンジン始動動作を行う。

次に、ステップＳ１０３において、スタータ制御部６は、エンジンが始動したか否かを検知する。スタータ制御部６は、例えば、エンジン内の燃焼状態を測定することで、エンジンの始動を検知する。スタータ制御部６がエンジンの始動を検知した場合には、車両用始動制御装置１００の動作は終了する。スタータ制御部６がエンジンの始動を検知しない場合には、ステップＳ１０４に移る。

ステップＳ１０４において、リセット検知部５は、エンジンが始動しなかった原因が、エンジン制御部４の一時停止か否かを検知する。ここで、エンジン始動動作時のエンジン制御部４の一時停止は、既に説明した通り、スタータモータ３への電力供給によって生じるバッテリ１の電圧降下に起因する可能性が高い。なお、リセット検知部５は、エンジン制御部４から通知を受けてステップＳ１０４の検知を行ってもよいし、エンジン制御部４をモニタしてステップＳ１０４の検知を行ってもよい。エンジンが始動しなかった原因がエンジン制御部４の一時停止でない場合、車両用始動制御装置１００の動作は終了する。エンジンが始動しなかった原因がエンジン制御部４の一時停止である場合は、ステップＳ１０５に移る。

ステップＳ１０５において、スタータ制御部６は、エンジン始動要求が有るまで待機し、エンジン始動要求が有ると、ステップＳ１０６に移る。

ステップＳ１０６において、スタータ制御部６は、メインコンタクタ２を制御して、バッテリ１の電力をスタータモータ３に供給する。ステップＳ１０５でスタータ制御部６がスタータモータ３に供給する電力は、ステップＳ１０２で供給した電力よりも抑制した電力である。図３は、図２のステップＳ１０６において、スタータ制御部６がスタータモータ３に供給する電力の一例を説明するための図である。図３では、一例として、図２のステップＳ１０２においてスタータモータ３に供給される電力（通常の始動時に供給される電力）を、１００％としている。また、図３では、一例として、エンジンが始動に必要な最低電力を２０％とし当該最低電力２０％を初期電力として設定している。以下、ステップＳ１０６の動作について、詳しく説明する。

ステップＳ１０６において、スタータ制御部６は、メインコンタクタ２を制御して、初期電力２０％を起点として除々に増加する電力を、スタータモータ３に供給する。図３では、一例として、タータモータ３に供給する電力が６０％にまで増加した時点で、エンジンが始動した場合を示している。ステップＳ１０６において、エンジンが始動した場合、車両用始動制御装置１００の動作は終了する。また、バッテリ１が大幅に劣化している等の理由でエンジンが始動しない場合も、車両用始動制御装置１００の動作は終了する。ステップＳ１０６においてスタータ制御部６が行う制御は、例えば、ＰＷＭ制御である。スタータ制御部６は、メインコンタクタ２の稼働接点（図示せず）を移動させることによってＰＷＭ制御を実現してもよい。また、メインコンタクタ２がＰＷＭ制御用のスイッチ（図示せず）を備え、スタータ制御部６は、当該スイッチを用いてＰＷＭ制御を実現してもよい。

以上に説明した通り、第１の実施形態に係る車両用始動制御装置１００は、エンジンの始動失敗がエンジン制御部４の一時的な停止である場合は、次のエンジン始動要求に応答して、除々に増加する抑制電力をスタータモータ３に供給することで、エンジン始動動作を実施する。このことによって、車両用始動制御装置１００は、スタータモータ３への電力供給に伴う電圧降下に起因したエンジン制御部の一時的な停止によってエンジンの始動を失敗しても、エンジンを始動し得る。この結果として、車両用始動制御装置１００は、バッテリ１の劣化によってエンジン始動不能となる事態を減少させることができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る車両用始動制御装置２００は、第１の実施形態に係る車両用始動制御装置１００に対して、スタータ制御部６をスタータ制御部２６に置換えた構成であるり、図２で説明したステップＳ１０６の初期電力を更新することに特徴を有する。以下では、車両用始動制御装置２００について、図１を流用して説明を行う。なお、第２の実施形態では、第１の実施形態と重畳する内容については、原則として説明を省略する。

車両用始動制御装置２００は、メインコンタクタ２を制御することによって、バッテリ１の電力をスタータモータ３に供給して、エンジンを始動する。また、リセット検知部５及びスタータ制御部２６は、図１に示すようにバッテリ１を電源として用い、当該リセット検知部５及びスタータ制御部２６の最低作動電圧は、エンジン制御部４の最低作動電圧よりも低い。

図４は、第２の実施形態に係る車両用始動制御装置２００の動作について説明するためのフローチャートである。図４のフローチャートは、第１の実施形態で説明した図２のフローチャートに対して、ステップＳ１０６の次にステップＳ１０７及びＳ１０８を追加したものである。従って、図２のフローチャートを用いて説明した内容については、原則として説明を省略する。図５は、図４のステップＳ１０６において、スタータ制御部２６がスタータモータ３に供給する電力の初期電力を説明するための図である。図５では、一例として、図４のステップＳ１０２においてスタータモータ３に供給される電力（通常の始動時に供給される電力）を、１００％としている。以下では、図１、図４及び図５を参照して、車両用始動制御装置２００の動作について説明する。

ステップＳ１０６において、スタータ制御部２６は、メインコンタクタ２を制御して、初期電力である電力３０％を起点として除々に増加する電力を、スタータモータ３に供給する（図５を参照）。ステップＳ１０６でスタータ制御部２６が用いる初期電力３０％は、ユーザが前回エンジン始動を所望して図４の一連の動作が実施された際に、後述するステップＳ１０８の動作によって決定更新された初期電力である。ステップＳ１０６においてスタータ制御部２６が行う制御は、例えば、ＰＷＭ制御である。スタータ制御部２６は、メインコンタクタ２の稼働接点を移動させることによってＰＷＭ制御を実現してもよい。また、メインコンタクタ２がＰＷＭ制御用のスイッチを備え、スタータ制御部２６は、当該スイッチを用いてＰＷＭ制御を実現してもよい。

次に、ステップＳ１０７において、スタータ制御部２６は、エンジンが始動したか否かを検知する。エンジンが始動しなかった場合、車両用始動制御装置１００の動作は終了する。エンジンが始動した場合、ステップＳ１０８に移る。図５には、電力６０％をスタータモータ３に供給した時点でエンジンが始動した場合を、一例として示している。

ステップＳ１０８において、スタータ制御部２６は、エンジンが始動した時点のスタータモータ３への供給電力に応じて、ステップＳ１０６で用いるタータモータ３への供給電力の初期電力を決定し、更新する。その後、車両用始動制御装置２００の動作は、終了する。ステップＳ１０８で決定更新された初期電力は、ユーザが次回エンジン始動を所望して図４の一連の動作が実施される際に、ステップＳ１０６で初期電力として用いられる。

以下、図５を参照して、ステップＳ１０８においてスタータ制御部２６が、ステップＳ１０６で用いるタータモータ３に供給する初期電力を決定し、更新する方法について説明する。図５に示す通り、ステップＳ１０６において、スタータモータ３への供給電力が６０％の時点で、エンジンは始動した。スタータ制御部２６は、エンジン始動時の供給電力６０％よりも所定の電力だけ少ない供給電力を、初期電力として決定し、更新する。図５では、一例として、スタータ制御部２６は、エンジン始動時の供給電力６０％よりも所定の電力２０％だけ少ない供給電力４０％を、初期電力として決定し、更新している。

以上に説明した構成及び動作によって、第２の実施形態に係る車両用始動制御装置２００は、第１の実施形態に係る車両用始動制御装置１００と同様の効果を得ることができる。加えて、第２の実施形態に係る車両用始動制御装置２００は、図４のステップＳ１０８において、エンジンが始動した時点のスタータモータ３への供給電力に応じて、図４のステップＳ１０６で用いるタータモータ３に供給する初期電力を決定し、更新する。このことによって、第２の実施形態に係る車両用始動制御装置２００は、ユーザが次回エンジン始動を所望して一連のエンジン始動動作を実施する際に、迅速にエンジンを始動できる。

なお、第１及び第２の実施形態において、リセット検知部５は、エンジン制御部４に接続され（図１を参照）、エンジン制御部４から通知を受ける等してステップＳ１０４の検知を行った。しかし、リセット検知部５は、エンジン制御部４に接続されず、バッテリ１の電圧をモニタすることによって、ステップＳ１０４の検知を行ってもよい。この場合、リセット検知部５は、エンジン制御部４の最低作動電圧を記憶しており、当該最低作動電圧を基準にステップＳ１０４の判断を行う。

また、第１及び第２の実施形態において、スタータ制御部６又は２６は、ステップＳ１０６において段階的に増加する電力を用いてエンジン始動動作を実施した（図３及び図５を参照）。しかし、スタータ制御部６又は２６は、連続的に増加する電力を用いてエンジン始動動作を実施してもよい。

また、第１及び第２の実施形態において、リセット検知部５及びスタータ制御部６又２６は、バッテリ１を電源に用い、エンジン制御部４よりも最低作動電圧が低いものとして説明した。しかし、リセット検知部５及びスタータ制御部６又２６は、バッテリ１と異なる電源を用いる場合には、エンジン制御部４よりも最低作動電圧が低い必要はない。

本発明は、車両用始動制御装置及び車両用始動制御方法等に利用可能であり、特に、バッテリ劣化時においてエンジンを始動させる場合等に有用である。

エンジン制御装置１０に備えられる第１の実施形態に係る車両用始動制御装置１００について説明するための図 第１の実施形態に係る車両用始動制御装置１００の動作について説明するためのフローチャート 図２のステップＳ１０６において、スタータ制御部６がスタータモータ３に供給する電力の一例を説明するための図 第２の実施形態に係る車両用始動制御装置２００の動作について説明するためのフローチャート 図４のステップＳ１０６において、スタータ制御部２６がスタータモータ３に供給する電力の初期電力を説明するための図

符号の説明

１ バッテリ
２ メインコンタクタ
３ スタータモータ
４ エンジン制御部
５ リセット検知部
６、２６スタータ制御部
１０ エンジン制御装置
１００、２００ 車両用始動制御装置

Claims (7)

1. バッテリの電力をメインコンタクタを介してスタータモータに供給してエンジンを始動する車両用始動制御装置であって、
   エンジン始動要求に応答して、前記メインコンタクタを制御して前記スタータモータに電力を供給するスタータ制御部と、
   前記エンジンの始動に必須の制御を前記バッテリを電源に用いて行うエンジン制御部の電源電圧の降下に基づく一時停止を検知するリセット検知部とを備え、
   前記スタータ制御部は、前記エンジン制御部の一時停止を検知した後の最初の前記エンジン始動要求に応答して前記スタータモータに電力を供給する場合には、当該スタータモータに供給する電力を抑制することを特徴とする、車両用始動制御装置。
2. 前記リセット検知部及び前記スタータ制御部は、前記バッテリを電源に用い、前記エンジン制御部よりも低電圧で駆動できることを特徴とする、請求項１に記載の車両用始動制御装置。
3. 前記スタータモータに供給する抑制した電力は、初期電力から増加する電力であることを特徴とする、請求項１に記載の車両用始動制御装置。
4. 前記スタータ制御部は、前記エンジンの始動を検知し、前記スタータモータに抑制した電力を供給して前記エンジンの始動を検知した時点の当該スタータモータへの供給電力よりも所定量小さい電力に、前記初期電力を更新することを特徴とする、請求項３に記載の車両用始動制御装置。
5. バッテリの電力をメインコンタクタを介してスタータモータに供給してエンジンを始動する車両用始動制御方法であって、
   エンジン始動要求に応答して、前記メインコンタクタを制御して前記スタータモータに電力を供給する始動ステップと、
   前記エンジンの始動に必須の制御を前記バッテリを電源に用いて行うエンジン制御部の電源電圧の降下に基づく一時停止を検知するリセット検知ステップとを備え、
   前記始動ステップでは、前記エンジン制御部の一時停止を検知した後の最初の前記エンジン始動要求に応答して前記スタータモータに電力を供給する場合には、当該スタータモータに供給する電力を抑制することを特徴とする、車両用始動制御方法。
6. 前記始動ステップにおいて前記スタータモータに供給する抑制した電力は、初期電力から増加する電力であることを特徴とする、請求項５に記載の車両用始動制御方法。
7. 前記始動ステップでは、前記エンジンの始動を検知し、前記スタータモータに抑制した電力を供給して前記エンジンの始動を検知した時点の当該スタータモータへの供給電力よりも所定量小さい電力に、前記初期電力を更新することを特徴とする、請求項６に記載の車両用始動制御方法。

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