JP4174037B2 - Starter drive control circuit - Google Patents
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Description
この発明は、スタータ駆動制御回路に関し、より詳しくは、電子制御ユニットが電圧レベルの低下により動作不能になった場合でもエンジンを始動できる車両用スタータモータの駆動制御回路に関する。 The present invention relates to a starter drive control circuit, and more particularly to a drive control circuit for a vehicle starter motor that can start an engine even when an electronic control unit becomes inoperable due to a decrease in voltage level.
従来、運転者(ドライバ)はイグニッションキーを操作してスタータ・オン・ポジションまで回動させ、バッテリからスタータモータに動作電源(電力)を供給してスタータモータを駆動させることでエンジンを始動させている。このとき、運転者はエンジンが始動したことをエンジン音などで確認した後、イグニッションキーから手を離してスタータモータの駆動を停止させるようにしている。 Conventionally, the driver (driver) operates the ignition key to rotate it to the starter on position, supplies the operating power (electric power) from the battery to the starter motor, and starts the engine by driving the starter motor. Yes. At this time, the driver confirms that the engine has started with engine sound or the like, and then releases the ignition key to stop the starter motor drive.
従って、エンジンが完全に始動していても、運転者がイグニッションキーから手を離さない、逆に言えば運転者がエンジンの始動を未だ意図する行動をとると、スタータモータを過度な時間駆動させてしまい、スタータクラッチなどの劣化や噛込み騒音が発生していた。また、エンジンの低音化に伴ってアイドリング状態であることに気がつかず、エンジンが始動しているにも拘らず再びスタータモータを駆動させてしまうことがあった。 Therefore, even if the engine is completely started, if the driver does not release the ignition key, or conversely, if the driver still takes the action intended to start the engine, the starter motor is driven for an excessive period of time. As a result, deterioration of starter clutches and biting noise occurred. In addition, there is a case where the starter motor is driven again even when the engine is started, without noticing that the engine is idling as the engine is turned down.
そこで、近年、イグニッションキー(イグニッションスイッチ)からスタータリレーを介して直接スタータモータを駆動させるのではなく、運転者がイグニッションスイッチをスタータ・オン・ポジションまで廻したことを、スタータ・オン信号として電子制御ユニット(Electronic Control Unit(ECU))が認識し、スタータモータを駆動させてもよいという条件を満たしたときに、電子制御ユニットがスタータリレーを駆動してエンジンの始動制御を行うようにした車両用スタータモータの駆動制御回路が知られている。 Therefore, in recent years, instead of driving the starter motor directly from the ignition key (ignition switch) via the starter relay, the fact that the driver turned the ignition switch to the starter on position is electronically controlled as a starter on signal. For vehicles whose units (Electronic Control Units (ECUs)) recognize the condition that the starter motor may be driven and the electronic control unit controls the start of the engine by driving the starter relay A drive control circuit for a starter motor is known.
しかしながら、上記した一連の動作を電子制御ユニットが介在して行うため、電子制御ユニットの最低動作電圧(電圧低下閾値)が問題となる。即ち、エンジンを始動させるためにスタータモータが駆動されるが、スタータモータを停止状態から最初に駆動させるときのスタータモータへ供給される動作電源(電力)が多大なため、バッテリからの持ち出し電流が過大となり、クランキング時のバッテリ電圧が大きく低下する。このときバッテリ電圧が電子制御ユニットの最低動作電圧を下回ってしまうと、エンジンが完全に始動する前に電子制御ユニットが停止してしまう。これにより、スタータモータに動作電源が供給されなくなってエンジンを始動させることができないといった不具合が生じる。また、運転者はイグニッションスイッチをスタータ・オン・ポジションまで廻してエンジンを始動させるという意思があるにも拘らず、クランキングが停止してしまい、違和感を覚えることがあった。 However, since the series of operations described above are performed by the electronic control unit, the minimum operating voltage (voltage drop threshold) of the electronic control unit becomes a problem. That is, the starter motor is driven to start the engine. However, since the operating power (electric power) supplied to the starter motor when the starter motor is first driven from the stopped state is large, the carry-out current from the battery is The battery voltage at the time of cranking is greatly reduced. At this time, if the battery voltage falls below the minimum operating voltage of the electronic control unit, the electronic control unit stops before the engine is completely started. As a result, a problem arises in that the operating power is not supplied to the starter motor and the engine cannot be started. In addition, although the driver was willing to turn the ignition switch to the starter on position to start the engine, the cranking stopped and the driver sometimes felt uncomfortable.
そこで、上記した問題を解消するため、例えば特許文献1に見られるように、ノーマルクローズリレーを設け、そのノーマルクローズリレーはイグニッションスイッチ(スタータスイッチ)と電子制御ユニット(エンジンECU)とスタータモータとに接続されると共に、電子制御ユニットから励磁コイルに通電された場合にはスタータスイッチとスタータモータとの間を非通電状態に、励磁コイルに通電されない場合にはスタータスイッチとスタータモータとの間を通電状態にすることで、電子制御ユニットの不作動時にエンジンを始動させるようにした車両用スタータモータの駆動制御回路が提案されている。
しかしながら、上記した特許文献1にあっては、スタータモータを駆動可能とする過大な電流に耐えられるような比較的高容量のリレーが2つ必要になると共に、スタータモータへの給電ラインが並列に2系統必要になるため、駆動制御回路の構成が複雑になるという不都合がある。
However, in
さらに、前記リレーはメカ的な接触によってオン/オフを切り換えているため、過大な電流を流すと、オンからオフへ切り換える際、アーク放電によりオン故障してしまう可能性がある。その場合、スタータスイッチをオフにしない限り、スタータモータの駆動を停止させることができない。また、このようなリレーのオン故障の可能性はトランジスタの故障に比べて高い傾向があるため、エンジン始動の信頼性および商品性を満足させるものではなかった。 Furthermore, since the relay is switched on / off by mechanical contact, if an excessive current is passed, there is a possibility that an on failure occurs due to arc discharge when switching from on to off. In that case, the drive of the starter motor cannot be stopped unless the starter switch is turned off. Further, since the possibility of such an on-failure of the relay tends to be higher than that of the transistor, the reliability of starting the engine and the merchantability are not satisfied.
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、簡易な構成であって、バッテリ電圧がECUの最低動作電圧を下回りECUの動作が停止した場合でも、スタータモータへの電力の供給は運転者の意思通りに続けられてエンジンを始動させることができると共に、エンジンが始動した後は、運転者がイグニッションキーから手を離さずともスタータモータの駆動を停止させることができ、よってエンジン始動の信頼性および商品性を向上させるようにした車両用スタータモータの駆動制御回路を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to have a simple configuration, and even when the battery voltage is lower than the minimum operating voltage of the ECU and the operation of the ECU is stopped, the electric power is supplied to the starter motor. The starter motor can be started without stopping the driver from releasing the ignition key after the engine has started. An object of the present invention is to provide a drive control circuit for a starter motor for a vehicle that is improved in performance and merchantability.
上記の目的を達成するために、請求項1にあっては、車両のエンジンを始動させるスタータモータと、スタータリレーと、前記スタータリレーの可動スイッチを介して前記スタータモータに接続されるバッテリと、前記スタータリレーの励磁コイルと前記バッテリの間に介挿されたイグニッションスイッチと、前記イグニッションスイッチの操作に応じて前記バッテリから動作電源の供給を受ける電子制御ユニットとを備えると共に、前記電子制御ユニットが、前記イグニッションスイッチの操作に応じて前記励磁コイルに通電して前記可動スイッチを導通させ、前記バッテリから前記スタータモータに動作電源を供給することによって前記スタータモータの駆動を制御する車両用スタータモータの駆動制御回路において、前記励磁コイルにコレクタ端子が接続される一方、エミッタ端子が接地させられたNPN型の第1のトランジスタと、前記バッテリと前記第1のトランジスタのベース端子との間に介挿された第1の抵抗と、前記第1のトランジスタのベース端子の接地側に介挿された第2の抵抗とから構成されるセルフバイアス回路と、前記第1の抵抗と前記第2の抵抗の接続点にコレクタ端子が接続される一方、エミッタ端子が接地させられたNPN型の第2のトランジスタと、を備えると共に、前記第2のトランジスタのベース端子に前記電子制御ユニットを接続し、よって前記バッテリの電圧が前記電子制御ユニットの最低動作電圧を下回ったとき、前記バッテリから前記スタータモータに動作電源を供給し続ける一方、前記バッテリの電圧が前記電子制御ユニットの最低動作電圧以上であることが所定時間継続したとき、前記電子制御ユニットの動作を復帰させるように構成した。
In order to achieve the above object, in
請求項2にあっては、さらに、前記エンジンの始動を検出する始動検出手段を備えると共に、前記電子制御ユニットは、前記エンジンの始動が検出されたとき、前記第2のトランジスタのベース端子にハイレベル出力を供給するように構成した。 According to a second aspect of the present invention, the electronic control unit further includes start detection means for detecting start of the engine, and the electronic control unit is connected to the base terminal of the second transistor when the start of the engine is detected. Configured to provide level output.
請求項1に係る車両用スタータモータの駆動制御回路にあっては、スタータリレーの励磁コイルにコレクタ端子が接続される一方、エミッタ端子が接地させられたNPN型の第1のトランジスタと、前記バッテリと前記第1のトランジスタのベース端子との間に介挿された第1の抵抗と、前記第1のトランジスタのベース端子の接地側に介挿された第2の抵抗とから構成されるセルフバイアス回路と、前記第1の抵抗と前記第2の抵抗の接続点にコレクタ端子が接続される一方、エミッタ端子が接地させられたNPN型の第2のトランジスタとを備え、前記第2のトランジスタのベース端子に電子制御ユニットを接続するように構成したので、簡易な構成でありながら、バッテリ電圧の低下により電子制御ユニットの動作が停止した場合でも、スタータモータへの電力の供給は運転者の意思通りに継続されてエンジンを始動させることができると共に、エンジンが始動した後は、運転者がイグニッションキーから手を離さずともスタータモータの駆動を停止させることができ、よってエンジン始動の信頼性および商品性を向上させることができる。
In the vehicle starter motor drive control circuit according to
請求項2に係る車両用スタータモータの駆動制御回路にあっては、さらに、エンジンの始動を検出する始動検出手段を備えると共に、電子制御ユニットは、前記エンジンの始動が検出されたとき、第2のトランジスタのベース端子にハイレベル出力を供給するように構成したので、上記した効果に加えて、エンジンが始動した後は、スタータモータの駆動を停止させてクランキングを直ちに停止させることができ、よってエンジン始動の信頼性および商品性をより一層向上させることができる。 The drive control circuit for a starter motor for a vehicle according to claim 2 further includes start detection means for detecting start of the engine, and the electronic control unit is configured to detect the start of the engine when the start of the engine is detected. Since the high-level output is supplied to the base terminal of the transistor, in addition to the above-described effect, after starting the engine, the drive of the starter motor can be stopped to immediately stop the cranking, Therefore, the reliability and commerciality of engine start can be further improved.
以下、添付図面に即してこの発明に係る車両用スタータモータの駆動制御回路の最良の形態について説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The best mode of a vehicle starter motor drive control circuit according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、この発明の第1実施例に係る車両用スタータモータの駆動制御回路の構成例を示す回路図である。 FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example of a drive control circuit for a vehicle starter motor according to a first embodiment of the present invention.
図1において、符号10は車両用スタータモータの駆動制御回路(以下「スタータ駆動制御回路10」という)を示す。スタータ駆動制御回路10は、車両のエンジン(図示せず)を始動させるスタータモータ12と、スタータモータ12と接続されるスタータリレー14と、スタータリレー14の可動スイッチ14aを介してスタータモータ12に接続されるバッテリ16と、スタータリレー14の励磁コイル14bとバッテリ16の間に介挿されるイグニッションスイッチ18と、イグニッションスイッチ18の操作に応じてバッテリ16から動作電源の供給を受ける電子制御ユニット(ECU)20とからなる。
In FIG. 1,
スタータ駆動制御回路10の説明を続ける前に、スタータ駆動制御回路10のイグニッションスイッチ18の構成および機能について概説する。図2(a)から(d)は、スタータモータ12、スタータリレー14、バッテリ16、およびイグニッションスイッチ18の回路図である。
Before continuing the description of the starter
イグニッションスイッチ18は、運転者によってイグニッションキーが鍵穴に差し込まれ、運転者の所望する位置に回動させられることによって操作される。このイグニッションスイッチ18は、イグニッションキーを抜き差しするオフ(OFF)・ポジション、カーオーディオなどのアクセサリ電装機器に動作電源をバッテリ16から供給させるためのアクセサリ(ACC)・ポジション、エンジンの点火系のイグニッションコイルやECU20(図2で図示せず)などに動作電源をバッテリ16から供給させるためのイグニッション(IG)・ポジション、およびエンジンを始動させるスタータモータ12に動作電源をバッテリ16から供給させるためのスタータ・オン(ON)・ポジションを有している。
The
運転者によってイグニッションキーがアクセサリ・ポジションの位置まで回動させられると、イグニッションスイッチ18の接点18aが、図2(b)に示すようにアクセサリ端子(アクセサリ電装機器側の端子)に接続され、バッテリ16からアクセサリ電装機器に動作電源が供給される。
When the ignition key is rotated to the accessory position by the driver, the
また、イグニッションキーがイグニッション・ポジションの位置まで回動させられると、イグニッションスイッチ18の接点18aが、図2(c)に示すようにアクセサリ端子およびイグニッション端子(イグニッションコイルおよびECU側の端子)に接続され、上述のアクセサリ電装機器に加えて、バッテリ16からイグニッションコイルやECUなどへ動作電源が供給される。
Further, when the ignition key is rotated to the ignition position, the
また、イグニッションキーがスタータ・オン・ポジションの位置まで回動させられる、別言すれば、エンジンを始動させる場合には、イグニッションスイッチ18の接点18aが、図2(d)に示すようにイグニッション端子とスタータリレー端子(スタータリレー14側の端子)に接続され、上述のイグニッションコイルおよびECUなどに加えて、第1のトランジスタ(後述)がオン状態であれば、バッテリ16からスタータリレー14の励磁コイル14bに動作電源に通電されて可動スイッチ14aが導通し、バッテリ16からスタータモータ12に動作電源が供給される。これにより、クランキングが実行されてエンジンが始動する。尚、イグニッションキーはスタータ・オン・ポジションの位置においては、運転者が手を離すと、イグニッション・ポジションに戻るように構成される。
Further, when the ignition key is rotated to the starter on position, in other words, when starting the engine, the
スタータ駆動制御回路10の説明に戻ると、図1に示す如く、スタータ駆動制御回路10のECU20は、スタータリレー14の励磁コイル14bの一端にコレクタ端子が接続される一方、エミッタ端子が接地させられたNPN型の第1のトランジスタ24と、スタータリレー14の励磁コイル14bの他端(イグニッションスイッチ18のスタータリレー端子)と第1のトランジスタ24のベース端子との間に介挿された第1の抵抗26、および第1のトランジスタ24のベース端子の接地側に介挿された第2の抵抗28から構成されるセルフバイアス回路30と、第1の抵抗26と第2の抵抗28の接続点にコレクタ端子が接続される一方、エミッタ端子が接地させられたNPN型の第2のトランジスタ32とを備える。また、第2のトランジスタ32のベース端子に第3の抵抗36を介してCPU38が接続される。尚、第2のトランジスタ32のベース端子と第3の抵抗36との接続点が、第1のプルダウン抵抗40を介して接地される。
Returning to the description of the starter
また、スタータリレー14の励磁コイル14bの他端(イグニッションスイッチ18のスタータリレー端子)に第4の抵抗44を介してベース端子が接続される一方、エミッタ端子が接地させられたNPN型の第3のトランジスタ46を備え、第3のトランジスタ46のコレクタ端子にCPU38が接続される。尚、第3のトランジスタ46のベース端子と第4の抵抗44との接続点が第2のプルダウン抵抗48を介して接地されると共に、第3のトランジスタ46のコレクタ端子とCPU38との接続点にプルアップ抵抗50が接続される。
Further, an NPN type third terminal having a base terminal connected to the other end of the
CPU38は、図示しないROMなどのメモリに記憶されているプログラムに基づいて装置全体を統括的に制御するマイクロコンピュータである。CPU38は、エンジンが始動したか否か、例えば、図示しないクランク角センサの出力をカウンタでカウントしてエンジン回転数Neを検出し、そのエンジン回転数Neが所定値(例えば300rpm)を超えたか否かを判断すると共に、図示は省略するがバッテリ電圧の低下を監視する監視回路が接続される。
The
次に、上記の如く構成されたスタータ駆動制御回路10の制御について、図1および図3を参照して具体的に説明する。
Next, the control of the starter
図3は、CPU38によるエンジン始動制御を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing engine start control by the
図3のプログラムは、運転者によってイグニッションスイッチ18がイグニッション・ポジションの位置まで回動させられた後、即ち、バッテリ16からECU20(CPU38)へ動作電源が供給されるときに実行される。ECU20内のCPU38は、動作電源が供給される(電源がオンになる)と、ステップS1で初期化処理を行って通常動作モードに移行する。
The program shown in FIG. 3 is executed after the
次いでステップS2に進み、スタータリレー駆動ポートPからの出力(第2のトランジスタ32への出力)をローレベル“L”にセットする。尚、ECU20への動作電源の供給を開始したときより、スタータリレー駆動ポートPからの出力は第1のプルダウン抵抗40によってローレベル“L”を保持する(第2のトランジスタ32がオフ状態を保持する)ようになっているため、ステップS2の処理をスキップすることもできる。
Next, in step S2, the output from the starter relay drive port P (the output to the second transistor 32) is set to the low level “L”. Note that the output from the starter relay drive port P is kept at the low level “L” by the first pull-
続いてステップS3で通常のFI(Fuel Injection)および点火制御を行い、ステップS4でイグニッションスイッチ18がスタータ・オン・ポジションの位置にあるか否かを判断する。
Subsequently, in step S3, normal FI (Fuel Injection) and ignition control are performed, and in step S4, it is determined whether or not the
ここで、ステップS4のスタータ・オン・ポジションの位置にあるか否かの判断について説明すると、イグニッションスイッチ18がスタータ・オン・ポジションの位置にない場合は、図1に示す如く、第3のトランジスタ46のベース端子への出力が第2のプルダウン抵抗48によってローレベル“L”を保持するため、第3のトランジスタ46がオフ状態となり、よってコレクタ端子からの出力はプルアップ抵抗50によってハイレベル“H”を保持する。
Here, the determination as to whether or not the starter is in the position of the starter on position in step S4 will be described. When the
一方、イグニッションスイッチ18がスタータ・オン・ポジションの位置にある場合は、第3のトランジスタ46のベース端子への出力がハイレベル“H”になるため、第3のトランジスタ46がオン状態となり、よってコレクタ端子からの出力はローレベル“L”となる。
On the other hand, when the
従って、ECU20内のCPU38は、第3のトランジスタ46のコレクタ端子の出力状態(ハイレベル“H”あるいはローレベル“L”)を検出することにより、イグニッションスイッチ18がスタータ・オン・ポジションの位置にあるか否かを判断する。
Therefore, the
図3の説明に戻ると、ECU20内のCPU38は、ステップS4で否定されるときは、ステップS2に戻って上述と同様の動作を行う一方、肯定されたときはステップS5へ進み、エンジン(ENG)が始動したか否かを判断する。
Returning to the description of FIG. 3, when the result is negative in step S4, the
例えば、検出されたエンジン回転数Neと所定値とを比較し、エンジン回転数Neが所定値以下のとき、未だエンジンは始動していないと判断され、ステップS2に戻る。一方、エンジンの回転数Neが所定値を超えているとき、エンジンが始動したと判断され、ステップS6に進み、スタータリレー駆動ポートPからの出力(第2のトランジスタ32への出力)をハイレベル“H”にセットする。 For example, the detected engine speed Ne is compared with a predetermined value, and when the engine speed Ne is equal to or lower than the predetermined value, it is determined that the engine has not yet been started, and the process returns to step S2. On the other hand, when the engine speed Ne exceeds the predetermined value, it is determined that the engine has started, the process proceeds to step S6, and the output from the starter relay drive port P (the output to the second transistor 32) is set to the high level. Set to “H”.
スタータリレー駆動ポートPからの出力がハイレベル“H”になると、第2のトランジスタ32がオン状態となるため、第1のトランジスタ24がオフ状態となる。それによって、スタータリレー14の励磁コイル14bに通電されなくなって可動スイッチ14aが非導通状態となるため、バッテリ16からスタータモータ12に動作電源が供給されなくなり、スタータモータ12の駆動が停止される、即ち、クランキングが行われなくなる。
When the output from the starter relay drive port P becomes the high level “H”, the
次いで上記したスタータ駆動制御回路10において、バッテリ電圧がECU20の最低動作電圧を下回ったときの動作について説明する。図4は、スタータ駆動制御回路10の動作であって、バッテリ電圧がECUの最低動作電圧を下回るときを示すタイミングチャートである。
Next, the operation when the battery voltage falls below the minimum operating voltage of the
前述した如く、イグニッションスイッチ18がスタータ・オン・ポジションまで回動させられると、図3のステップS2でCPU38のスタータリレー駆動ポートPから(第2のトランジスタ32へ)ローレベル“L”が出力され、第2のトランジスタ32がオフ状態を保持するため、第1のトランジスタ24がオン状態となり、これによりスタータリレー14の励磁コイル14bに通電されて可動スイッチ14aが導通状態となる。従って、バッテリ16からスタータモータ12に動作電源が供給され、スタータモータ12が駆動される、即ち、クランキングが行われる。
As described above, when the
このクランキングが始まった直後は、バッテリ16の電圧(スタータモータ12の電圧)は、図4に示すように、最低動作電圧(図4に「電圧低下閾値」と示す)を超えているが、エンジンが始動しない状態が長く続く、換言すれば、スタータモータ12に動作電源が供給され続けてクランキングが長く続くと、バッテリ電圧が電圧低下閾値未満に低下する(最低動作電圧を下回る)。
Immediately after the start of cranking, the voltage of the battery 16 (voltage of the starter motor 12) exceeds the minimum operating voltage (shown as “voltage drop threshold” in FIG. 4) as shown in FIG. If the engine does not start for a long time, in other words, if the operating power continues to be supplied to the
バッテリ電圧の低下を監視する監視回路は、上述したようにバッテリ16の電圧を常時監視し、その電圧が電圧低下閾値未満になると、ECU20内のCPU38へ信号が出力される。その出力された信号に応じてCPU38は、リセット信号(RES)または強制割込信号(NMI)をハイレベル“H”にしてECU20(CPU38)の動作を停止させる。
The monitoring circuit that monitors the decrease in the battery voltage constantly monitors the voltage of the
このようにECU20内のCPU38の動作が停止した場合でも、この発明に係るスタータ駆動制御回路10にあっては、第2のトランジスタ32への出力は第1のプルダウン抵抗40によってローレベル“L”のままであると共に、第1のトランジスタ24はセルフバイアス回路30によりオン状態を保持するため、スタータリレー14(STR)の励磁コイル14bは通電されて可動スイッチ14aが導通状態のままとなる。従って、バッテリ16からスタータモータ12に動作電源が供給され続け、スタータモータ12(STM)が駆動され続ける。
Thus, even when the operation of the
尚、この状態において、運転者がスタータモータ12の停止を意図してイグニッションキーから手を離す場合は、第1のトランジスタ24はオフ状態となるため、スタータリレー14の励磁コイル14bに通電されなくなって可動スイッチ14aが非導通状態となり、よってスタータモータ12に動作電源が供給されなくなり、スタータモータ12の駆動が停止される。従って、エンジンを始動させる(クランキングを実行する)あるいはエンジン始動制御を停止する(クランキングを停止する)という運転者の意思に即して、スタータモータ12が駆動・停止される。
In this state, when the driver releases the ignition key with the intention of stopping the
以上から、ECU20内のCPU38の動作が停止している状態であっても、スタータモータ12への動作電源の供給が継続され、スタータモータ12の駆動(クランキング)が継続される。
From the above, even when the operation of the
ところで、前述の如く、スタータモータ12を停止状態から最初に駆動させるとき、多大な動作電源(電力)がスタータモータ12へ供給されるが、CPU38の動作が停止している状態であってスタータモータ12が駆動されてクランキングが一定期間継続されると、スタータモータ12のモータ軸は回転させられ続けるため、モータ電流は過度電流領域から低電流領域へ移行し、それに伴って、バッテリ16からスタータモータ12への持ち出し電流が減少する。これによって、バッテリ16の電圧が上昇して電圧低下閾値以上となる。バッテリ電圧が電圧低下閾値以上となって予め設定された所定時間を経過すると、監視回路によってECU20内のCPU38へ信号が出力される。その出力された信号に応じてCPU38は、リセット信号(RES)または強制割込信号(NMI)をローレベル“L”にしてECU20(CPU38)を動作させる。これによってエンジンが始動し、図示しないオルタネータ(発電機)による発電によってバッテリ16の電圧は所定値へ上昇する。
By the way, as described above, when the
これにより、ECU20内のCPU38は、再び図3の処理を開始し、ステップS5でエンジンが始動したと判断されると、スタータリレー駆動ポートPからの出力がハイレベル“H”になり、第2のトランジスタ32がオン状態となるため、第1のトランジスタ24がオフ状態となる。それによって、スタータリレー14の励磁コイル14bに通電されなくなって可動スイッチ14aが非導通状態となるため、バッテリ16からスタータモータ12に動作電源が供給されなくなり、スタータモータ12の駆動が停止される、即ち、クランキングが行われなくなる。従って、エンジンが完全に始動しているにも拘らず、運転者がイグニッションキーから手を離さない、即ち、イグニッションスイッチがスタータ・オン・ポジションの位置に回動させられ続ける場合(図4に「過剰時間」で示す)であっても、スタータモータ12の駆動が停止させられる。
Thereby, the
このように、第1実施例の車両用スタータモータの駆動制御回路にあっては、スタータリレー14の励磁コイル14bにコレクタ端子が接続される一方、エミッタ端子が接地させられたNPN型の第1のトランジスタ24と、バッテリ16と第1のトランジスタ24のベース端子との間に介挿された第1の抵抗26と、第1のトランジスタ24のベース端子の接地側に介挿された第2の抵抗28とから構成されるセルフバイアス回路30と、第1の抵抗26と第2の抵抗28の接続点にコレクタ端子が接続される一方、エミッタ端子が接地させられたNPN型の第2のトランジスタ32とを備え、第2のトランジスタ32のベース端子にCPU38を接続するように構成したので、簡易な構成でありながら、バッテリ16の電圧の低下によりECU20(CPU38)の動作が停止した場合でも、スタータモータ12への電力の供給は運転者の意思通りに継続されてエンジンを始動させることができると共に、エンジンが始動した後は、運転者がイグニッションキーから手を離さずともスタータモータ12の駆動を停止させることができ、よってエンジン始動の信頼性および商品性を向上させることができる。
Thus, in the vehicle starter motor drive control circuit of the first embodiment, the NPN type first control circuit having the collector terminal connected to the
また、さらに、エンジンの始動を検出する始動検出手段を備えると共に、ECU20(CPU38)は、エンジンの始動が検出されたとき、第2のトランジスタ32のベース端子にハイレベル出力を供給するように構成したので、上記した効果に加えて、エンジンが始動した後は、スタータモータ12の駆動を停止させてクランキングを直ちに停止させることができ、よってエンジン始動の信頼性および商品性をより一層向上させることができる。
The ECU 20 (CPU 38) is further configured to supply a high-level output to the base terminal of the
尚、バッテリ電圧がほとんどなくなっている場合にあっては、スタータ駆動制御回路10のスタータリレー14がオン状態(可動スイッチ14aが導通状態)に保持され、スタータモータ12へ動作電源が供給され続けても全くエンジンが始動しないことも想定される。しかしながら、運転者が、エンジンが全く始動しないことを判断し、イグニッションキーをイグニッション・ポジションに戻せば、ECU20(CPU38)の動作が停止していてもスタータリレー14がオフ状態(可動スイッチ14aが非導通状態)となり、スタータモータ12へ動作電源の供給が停止される。
When the battery voltage is almost gone, the
尚、上記において、イグニッションスイッチ18がイグニッションキーによって操作されるように構成したが、イグニッションスイッチ18の鍵穴に代えて、ノブ(つまみ)を配置すると共に、イグニッションキーに代えて、微弱な電波を送受信する運転者用送受信機を運転者が携帯し、前記運転者用送受信機と通信自在な車両用送受信機を車両に備えるように構成してもよい。即ち、車両用送受信機は、運転者用送受信機の電波を受信して正規の運転者が車両の中あるいは近傍にいると判断されたとき、イグニッションスイッチ18のノブの回動が許可されると共に、運転者によってイグニッションスイッチ18のノブが回動させられると、その回動に応じて、イグニッションキーと同様、イグニッションスイッチ18の接点18bをアクセサリ端子、イグニッション端子などに接続させるような構成にしてもよい。
In the above description, the
また、第1のトランジスタ28、第2のトランジスタ32、第3のトランジスタ46およびセルフバイアス回路30を含む回路群をECU20の内部に備えるように構成したが、その回路群の一部もしくは全部をECU20の外部に備えるようにしてもよい。
In addition, a circuit group including the
以上の如く、この発明の第1実施例にあっては、車両のエンジンを始動させるスタータモータ(12)と、スタータリレー(14)と、前記スタータリレー(14)の可動スイッチ(14a)を介して前記スタータモータ(12)に接続されるバッテリ(16)と、前記スタータリレー(14)の励磁コイル(14b)と前記バッテリ(16)の間に介挿されたイグニッションスイッチ(18)と、前記イグニッションスイッチ(18)の操作に応じて前記バッテリ(16)から動作電源の供給を受ける電子制御ユニット(ECU20(CPU38))とを備えると共に、前記電子制御ユニット(ECU20(CPU38))が、前記イグニッションスイッチ(18)の操作に応じて前記励磁コイル(14b)に通電して前記可動スイッチ(14a)を導通させ、前記バッテリ(16)から前記スタータモータ(12)に動作電源を供給することによって前記スタータモータ(12)の駆動を制御する車両用スタータモータの駆動制御回路(スタータ駆動制御回路10)において、前記励磁コイル(14b)にコレクタ端子が接続される一方、エミッタ端子が接地させられたNPN型の第1のトランジスタ(24)と、前記バッテリ(16)と前記第1のトランジスタ(24)のベース端子との間に介挿された第1の抵抗(26)と、前記第1のトランジスタ(24)のベース端子の接地側に介挿された第2の抵抗(28)とから構成されるセルフバイアス回路(30)と、前記第1の抵抗(26)と前記第2の抵抗(28)の接続点にコレクタ端子が接続される一方、エミッタ端子が接地させられたNPN型の第2のトランジスタ(32)と、を備えると共に、前記第2のトランジスタ(32)のベース端子に前記電子制御ユニット(具体的にはその中のCPU38)を接続し、よって前記バッテリ(16)の電圧が前記電子制御ユニットの最低動作電圧を下回ったとき、前記バッテリ(16)から前記スタータモータ(12)に動作電源を供給し続ける一方、前記バッテリ(16)の電圧が前記電子制御ユニットの最低動作電圧以上であることが所定時間継続したとき、前記電子制御ユニットの動作を復帰させるように構成した。
As described above, in the first embodiment of the present invention, the starter motor (12) for starting the vehicle engine, the starter relay (14), and the movable switch (14a) of the starter relay (14) are provided. A battery (16) connected to the starter motor (12), an ignition coil (14b) of the starter relay (14), and an ignition switch (18) interposed between the battery (16), An electronic control unit (ECU20 (CPU38)) that receives operation power from the battery (16) in response to an operation of an ignition switch (18), and the electronic control unit (ECU20 (CPU38)) includes the ignition In response to the operation of the switch (18), the exciting coil (14b) is energized and the movable switch ( 4a), and a starter motor drive control circuit (starter drive control circuit) for controlling the drive of the starter motor (12) by supplying operation power from the battery (16) to the starter motor (12). 10), an NPN type first transistor (24) having a collector terminal connected to the excitation coil (14b) and an emitter terminal grounded, the battery ( 16 ), and the first transistor ( 24) from a first resistor (26) inserted between the base terminal of the first transistor (24) and a second resistor (28) inserted to the ground side of the base terminal of the first transistor (24). The collector terminal is connected to the connection point of the self-bias circuit (30) configured, the first resistor (26), and the second resistor (28), while the emitter terminal An NPN-type second transistor (32) whose child is grounded, and the electronic control unit (specifically, the
また、さらに、前記エンジンの始動を検出する始動検出手段(クランク角センサ。CPU38)を備えると共に、前記電子制御ユニット(ECU20(CPU38))は、前記エンジンの始動が検出されたとき、前記第2のトランジスタ(36)のベース端子にハイレベル出力を供給するように構成した。 The electronic control unit (ECU 20 (CPU 38)) further includes start detection means (crank angle sensor; CPU 38) for detecting start of the engine, and the electronic control unit (ECU 20 (CPU 38)) detects the start of the engine. The high level output is supplied to the base terminal of the transistor (36).
10 スタータ駆動制御回路(車両用スタータモータの駆動制御回路)
12 スタータモータ
14 スタータリレー
14a 可動スイッチ
14b 励磁コイル
16 バッテリ
18 イグニッションスイッチ
20 ECU(電子制御ユニット)
24 第1のトランジスタ
26 第1の抵抗
28 第2の抵抗
30 セルフバイアス回路
32 第2のトランジスタ
38 CPU
10 Starter drive control circuit (drive control circuit for vehicle starter motor)
12
24 first transistor 26
Claims (2)
前記励磁コイルにコレクタ端子が接続される一方、エミッタ端子が接地させられたNPN型の第1のトランジスタと、
前記バッテリと前記第1のトランジスタのベース端子との間に介挿された第1の抵抗と、前記第1のトランジスタのベース端子の接地側に介挿された第2の抵抗とから構成されるセルフバイアス回路と、
前記第1の抵抗と前記第2の抵抗の接続点にコレクタ端子が接続される一方、エミッタ端子が接地させられたNPN型の第2のトランジスタと、
を備えると共に、前記第2のトランジスタのベース端子に前記電子制御ユニットを接続し、よって前記バッテリの電圧が前記電子制御ユニットの最低動作電圧を下回ったとき、前記バッテリから前記スタータモータに動作電源を供給し続ける一方、前記バッテリの電圧が前記電子制御ユニットの最低動作電圧以上であることが所定時間継続したとき、前記電子制御ユニットの動作を復帰させることを特徴とする車両用スタータモータの駆動制御回路。 A starter motor for starting a vehicle engine, a starter relay, a battery connected to the starter motor via a movable switch of the starter relay, and an ignition inserted between an excitation coil of the starter relay and the battery A switch and an electronic control unit that receives supply of operating power from the battery in response to an operation of the ignition switch, and the electronic control unit energizes the excitation coil in response to an operation of the ignition switch. In a vehicle starter motor drive control circuit that controls the drive of the starter motor by conducting a movable switch and supplying operation power from the battery to the starter motor.
An NPN-type first transistor having a collector terminal connected to the exciting coil and an emitter terminal grounded;
A first resistor interposed between the battery and the base terminal of the first transistor; and a second resistor interposed on the ground side of the base terminal of the first transistor. A self-bias circuit;
An NPN-type second transistor having a collector terminal connected to a connection point of the first resistor and the second resistor, and an emitter terminal grounded;
And the electronic control unit is connected to the base terminal of the second transistor , so that when the voltage of the battery falls below the minimum operating voltage of the electronic control unit, an operating power is supplied from the battery to the starter motor. Drive control of a starter motor for a vehicle , wherein the operation of the electronic control unit is restored when the voltage of the battery continues to be supplied or higher for a predetermined period of time while being continuously supplied circuit.
前記エンジンの始動を検出する始動検出手段、
を備えると共に、前記電子制御ユニットは、前記エンジンの始動が検出されたとき、前記第2のトランジスタのベース端子にハイレベル出力を供給することを特徴とする請求項1記載の車両用スタータモータの駆動制御回路。 further,
Start detection means for detecting start of the engine;
2. The vehicle starter motor according to claim 1, wherein the electronic control unit supplies a high-level output to a base terminal of the second transistor when the start of the engine is detected. Drive control circuit.
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