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JP2004084655A - Engine starting control device - Google Patents

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JP2004084655A
JP2004084655A JP2003072174A JP2003072174A JP2004084655A JP 2004084655 A JP2004084655 A JP 2004084655A JP 2003072174 A JP2003072174 A JP 2003072174A JP 2003072174 A JP2003072174 A JP 2003072174A JP 2004084655 A JP2004084655 A JP 2004084655A
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Japan
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ecu
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downstream
control device
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JP2003072174A
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Japanese (ja)
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Masahiro Karami
唐見 昌宏
Mitsuaki Kondou
近藤 充晃
Toru Itabashi
板橋 徹
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an engine starting control device capable of realizing cost reduction and high reliability. <P>SOLUTION: This engine starting control device includes two ECUs (electronic control systems) 11, 12 which control the engine, and alternatively control a starter motor 1 based on the on/off state of a starter switch 7. Each of the ECUs 11, 12 comprises: a switching device 13 for turning on a starter relay 5 by energizing a coil L of one starter relay 5 which supplies power to the starter motor 1; a circuit which consists of a comparator 59 which forcibly turns off the switching device 13 if a driving prohibition signal from the other ECU is inputted into a terminal STCI; and the circuit which consists of a transistor for outputting the driving prohibition signal from a terminal STCO to the other ECU. In the engine starting control device, if any abnormality occurs in one ECU for controlling the starter motor 1, the other ECU controls the starter motor 1 after it outputs the driving prohibition signal to the ECU. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの始動を制御する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、エンジンの始動を制御する装置の構成として、図6に示すように、エンジンを制御する電子制御装置(ECU)100に、スタータモータ1へバッテリ3からの動作電力を供給するスタータリレー5をオン/オフさせるためのスイッチング素子13を設け、その電子制御装置100が、スタータスイッチ7のオン/オフを示すスタータスイッチ信号Sg1などに応じて、上記スイッチング素子13を駆動することにより、スタータモータ1を電気的に制御するものが知られている。
【0003】
具体的に説明すると、まず、電子制御装置100の外部において、スタータモータ1のマイナス側端子は、バッテリ3のマイナス端子の電位である接地電位(=0V)に常時接続されており、スタータモータ1のプラス側端子は、スタータリレー5の接点を介して、バッテリ3のプラス端子に接続されるようになっている。よって、スタータリレー5のコイルLに電流が流されて、該スタータリレー5がオンする(即ち、スタータリレー5の接点が短絡する)と、スタータモータ1にバッテリ3からの電力が供給されて該スタータモータ1が動作し、その結果、エンジンが始動のためにクランキングされることとなる。
【0004】
また、スタータスイッチ7の一方の端子が、バッテリ3のプラス端子に接続されており、そのスタータスイッチ7の他方の端子が、電子制御装置100においてスタータスイッチ信号Sg1を入力するために設けられた入力端子STSWに接続されている。
【0005】
また更に、スタータリレー5のコイルLの一端は、接地電位に常時接続されており、そのコイルLの他端は、電子制御装置100においてコイルLへの通電が行われているか否かを示す故障検出用のモニタ信号Sg2を入力するために設けられた入力端子STAと、ニュートラルスイッチ9の一方の端子とに接続されている。
【0006】
そして、ニュートラルスイッチ9のコイルL側とは反対側の端子は、電子制御装置100においてニュートラルスイッチ9のオン/オフを示すニュートラルスイッチ信号Sg3を入力するために設けられた入力端子NSWと、電子制御装置100においてスタータリレー5のコイルLに電流を流すために設けられた出力端子STARとに接続されている。
【0007】
尚、図6は、オートマチックトランスミッションを搭載した車両の場合の構成例を表しており、ニュートラルスイッチ9は、そのオートマチックトランスミッションのシフト位置が、ニュートラル位置(N)かパーキング位置(P)の場合にオンするものである。
【0008】
一方、電子制御装置100は、エンジンを制御するための各種処理を行うマイクロコンピュータ(以下、マイコンという)21と、入力端子STSWを接地電位にプルダウンする抵抗23と、入力端子STAを接地電位にプルダウンする抵抗25と、入力端子NSWにカソードが接続された電流回り込み防止用のダイオード27と、そのダイオード27のアノード側をバッテリ電圧VB(バッテリ3のプラス端子の電圧であり、通常、約12V)にプルアップする抵抗29とを備えている。尚、抵抗29の抵抗値は、スタータリレー5のコイルLの抵抗値よりも十分に大きい値(例えば10倍以上の値)に設定されている。
【0009】
また、電子制御装置100は、入力端子STSWの電圧(即ち、スタータスイッチ信号Sg1)を所定のしきい値電圧Vsよりも大きいか否かでハイレベル(この例では5V)とローレベル(この例では0V)との何れかを示す二値信号b1に変換し、その二値信号b1をマイコン21に入力させる入力バッファ31と、入力端子STAの電圧(即ち、コイルLへの通電/非通電を示すモニタ信号Sg2)を上記しきい値電圧Vsよりも大きいか否かでハイレベルとローレベルとの何れかを示す二値信号b2に変換し、その二値信号b2をマイコン21に入力させる入力バッファ33と、ダイオード27のアノードの電圧(即ち、ニュートラルスイッチ信号Sg3に相当する電圧)を上記しきい値電圧Vsよりも大きいか否かでハイレベルとローレベルとの何れかを示す二値信号b3に変換し、その二値信号b3をマイコン21に入力させる入力バッファ35と、マイコン21が正常に動作しているか否かを該マイコン21から定期的に出力されるはずのウォッチドッグパルスなどに基づき監視する監視マイコン37とを備えている。
【0010】
そして更に、電子制御装置100は、出力端子STARにカソードが接続された回り込み防止用のダイオード39と、そのダイオード39のアノードにドレインが接続され、ソースがバッテリ電圧VBに接続されたPチャネルMOSFETからなるスイッチング素子13と、アノードが接地電位に接続され、カソードがダイオード39のアノードとスイッチング素子13のドレインとに接続されたフライバックエネルギー吸収用のダイオード41と、マイコン21からスイッチング素子13(延いてはスタータリレー5)を駆動するために出力される駆動信号Sdを抵抗43を介して入力し、その駆動信号Sdがローレベルの場合には、スイッチング素子13のゲートにバッテリ電圧VBを供給して該スイッチング素子13をオフさせ、上記駆動信号Sdがハイレベルの場合には、スイッチング素子13のゲートを0Vにして該スイッチング素子13をオンさせる反転回路45とを備えている。
【0011】
このような電子制御装置100においては、スタータスイッチ7がオフされていれば、入力端子STSWに入力されるスタータスイッチ信号Sg1が0Vとなって、バッファ31からマイコン21に入力される二値信号b1もローレベルとしての0Vとなるが、スタータスイッチ7がオンされると、上記入力端子STSWに入力されるスタータスイッチ信号Sg1がバッテリ電圧VBとなって、バッファ31からマイコン21に入力される二値信号b1がハイレベルとしての5Vになる。
【0012】
また、スタータリレー5のコイルLに電流が流れていなければ、入力端子STAに入力されるモニタ信号Sg2が0Vとなって、バッファ33からマイコン21に入力される二値信号b2もローレベル(=0V)となるが、当該電子制御装置100の出力端子STARからニュートラルスイッチ9を介してスタータリレー5のコイルLに電流が流されている場合には、上記入力端子STAに入力されるモニタ信号Sg2がほぼバッテリ電圧VBとなって、バッファ33からマイコン21に入力される二値信号b2がハイレベル(=5V)となる。
【0013】
また更に、スイッチング素子13がオフされて出力端子STARからバッテリ電圧VBが出力されておらず、且つ、ニュートラルスイッチ9がオンされている場合には、入力端子NSWに入力されるニュートラルスイッチ信号Sg3がほぼ0V(詳しくは、バッテリ電圧VBを抵抗29とコイルLとで分圧した電圧)となって、バッファ35からマイコン21に入力される二値信号b3がローレベル(=0V)となり、スイッチング素子13がオンされて出力端子STARからバッテリ電圧VBが出力されるか、或いは、ニュートラルスイッチ9がオフされている場合には、ニュートラルスイッチ信号Sg3がほぼバッテリ電圧VBとなって、バッファ35からマイコン21に入力される二値信号b3がハイレベル(=5V)となる。
【0014】
このため、電子制御装置100において、マイコン21は、バッファ31からの二値信号b1がハイレベルになると、スタータスイッチ7がオンされたと判断して、バッファ35からの二値信号b3がローレベルであるか否かを判定し、その二値信号b3がローレベルならば、ニュートラルスイッチ9がオンである(つまり、シフト位置が、エンジンを始動しても良いと許可されているニュートラル位置かパーキング位置である)ことから、スイッチング素子13に対する駆動信号Sdを、エンジンがかかるとみなされる所定時間だけハイレベルにして該スイッチング素子13をオンさせる。
【0015】
すると、スイッチング素子13、ダイオード39、出力端子STAR、及びニュートラルスイッチ9を介して、スタータリレー5のコイルLに電流が流れ、その結果、スタータリレー5がオンしてスタータモータ1が作動し、エンジンが始動されることとなる。
【0016】
また、マイコン21は、駆動信号Sdをハイレベルにしてスイッチング素子13をオンさせているのに、バッファ33からの二値信号b2がローレベルであるとか、駆動信号Sdをローレベルにしてスイッチング素子13をオフさせているのに、バッファ33からの二値信号b2がハイレベルである、といった矛盾を検出した場合には、異常と判断して、所定のフェイルセーフ処理を実施する。
【0017】
また更に、この例において、スイッチング素子13には、当該スイッチング素子13に流れる電流(ソース−ドレイン間電流)が過電流と判定されるべき所定値に達すると、過電流検出信号Skを出力する検出部13aが備えられている。そして、マイコン21は、スイッチング素子13から上記過電流検出信号Skが出力されると、駆動信号Sdをローレベルにして、スイッチング素子13を過電流から保護するようになっている。
【0018】
一方、近年、一部の車両においては、信頼性を向上させるために、エンジンを複数の電子制御装置で制御することが行われている。例えば、V型12気筒エンジンを制御するシステムの場合、左右の各バンクに配列された6気筒毎に電子制御装置を設け、その各電子制御装置が自分に分担された6気筒を制御することで、合計12気筒の制御が行われる、といった構成が採られている。そして、このような構成によれば、何れかの電子制御装置が故障して、一方のバンクの6気筒が制御できなくなっても、他の電子制御装置により残りの6気筒の制御はできるため、車両の十分な走行性能を確保することができる。
【0019】
尚、図6を用いて説明したエンジン始動制御用の構成及び手順と、エンジンを複数の電子制御装置で制御することは、車両において通常行われる一般的なものであり、公知・公用の技術に該当するので、特に先行技術文献は開示しない。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エンジンを複数の電子制御装置で制御するシステムの場合、1つの電子制御装置でスタータモータを制御するように構成すると、その電子制御装置が故障しただけで、エンジンを始動することができなくなってしまう。
【0021】
そこで、各電子制御装置がスタータモータを制御できるようにするために、各電子制御装置毎にスタータリレーを設けることが考えられる。しかし、そのようにすると、部品点数が多くなってしまい、延いては、システムが煩雑化してコストアップを招いてしまう。
【0022】
一方、図6に示した従来のエンジン始動制御装置においては、エンジンの始動を制御するためのスイッチング素子13が1つであるため、そのスイッチング素子13に対する駆動信号Sdを出力する制御回路(図6の例ではマイコン21)や、スイッチング素子13そのものが故障した場合に、スタータモータ1を制御することが不可能になるという問題もあった。
【0023】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、安価で信頼性が高いエンジン始動制御装置を提供することを目的としている。
【0024】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記目的を達成するためになされた請求項1に記載のエンジン始動制御装置は、エンジンの始動を制御可能な複数の制御手段と、1つのスタータリレーとを備えており、そのスタータリレーがオンされると、エンジンを始動させるためのスタータモータに電力が供給されて該スタータモータが動作し、エンジンがクランキングされる。
【0025】
そして、このエンジン始動制御装置において、各制御手段には、上記1つのスタータリレーのコイルへの通電/非通電を切り替えて該スタータリレーをオン/オフさせるためのスイッチング手段が夫々設けられており、各制御手段のうちの何れかが、その制御手段に設けられているスイッチング手段により上記1つのスタータリレーのコイルへの通電/非通電を制御して、エンジンの始動を択一的に制御するようになっている。
【0026】
このような請求項1のエンジン始動制御装置によれば、何れかの制御手段が故障(例えば、その制御手段に設けられたスイッチング手段や、そのスイッチング手段に対する駆動信号を出力する制御回路等が故障)したとしても、他の制御手段によってスタータモータを制御(換言すれば、エンジンの始動を制御)することができ、しかも、そのようなバックアップ機能を、各制御手段毎にスタータリレーを設けることなく実現することができる。よって、信頼性が高いエンジンの始動制御を、システムの煩雑化を招くことなく安価に実現することができる。
【0027】
次に、請求項2に記載のエンジン始動制御装置では、請求項1のエンジン始動制御装置において、各制御手段は、他の制御手段がスタータリレーのコイルへの通電を行うのを、強制的に阻止可能に構成されている。
このような請求項2のエンジン始動制御装置によれば、何れかの制御手段において、スタータリレーのコイル(以下、スタータリレーコイルともいう)へ通電したままになる異常が生じたとしても、その制御手段によるスタータリレーコイルへの通電を、他の正常な制御手段によって阻止することができる。よって、そのような異常が生じた場合でも、スタータモータを正常な制御手段によって確実に制御することができる。
【0028】
ところで、請求項2のエンジン始動制御装置は、具体的には、請求項3に記載のように構成することができる。
即ち、各制御手段に、他の制御手段からの駆動禁止信号が入力されると、当該制御手段のスイッチング手段を強制的にスタータリレーのコイルへ通電しない方のオフ状態にさせる駆動禁止手段と、他の制御手段へ前記駆動禁止信号を出力するための信号出力手段とを設ければ良い。
【0029】
そして、このように構成すれば、何れかの制御手段において、スイッチング手段をオン/オフさせる制御部に異常が生じ、そのスイッチング手段に対する駆動信号が該スイッチング手段をオン状態(スタータリレーコイルへ通電する方の状態)にさせるレベルで固定されてしまったとしても、その異常が生じた制御手段へ、他の正常な制御手段から駆動禁止信号を出力することで、スタータリレーのコイルに通電されたままになってしまうのを阻止することができる。よって、何れかの制御手段においてスイッチング手段をオン/オフさせる制御部に異常が生じた場合でも、スタータモータを正常な制御手段によって確実に制御することができる。
【0030】
次に、請求項4に記載のエンジン始動制御装置では、請求項1のエンジン始動制御装置において、各制御手段は、前記スイッチング手段として、電源の高電位側とスタータリレーのコイルの一端とを連通又は遮断する上流側スイッチング手段と、電源の低電位側とスタータリレーのコイルの他端とを連通又は遮断する下流側スイッチング手段との、2つのスイッチング手段を夫々備えている。
【0031】
そして、このような請求項4のエンジン始動制御装置によれば、例えば、何れかの制御手段の上流側スイッチング手段と、その制御手段あるいは他の制御手段の下流側スイッチング手段とのうちの、一方をオンさせたままにして、他方をオン/オフさせることにより、スタータリレーコイルへの通電/非通電(延いては、スタータリレーのオン/オフ)を制御することができるが、特に、そのオン/オフさせる方のスイッチング手段がオンしたままの状態で故障(いわゆるショート故障)しても、その場合には、それまで常時オンさせていた方のスイッチング手段をオン/オフさせることで、スタータリレーのオン/オフを引き続き制御することができる。このため、スイッチング手段のショート故障に対するフェイルセーフ性を向上させることができる。
【0032】
次に、請求項5に記載のエンジン始動制御装置では、請求項4のエンジン始動制御装置において、各制御手段には、スタータリレーのコイルの上記一端に接続される上流側出力端子と、スタータリレーのコイルの上記他端に接続される下流側出力端子と、上流側スイッチング手段のオン時に導通する該上流側スイッチング手段の2つの端子のうちで、電源の高電位側に接続された方とは反対側の端子(以下、電流出力端子という)と前記上流側出力端子との間に、上流側スイッチング手段から上流側出力端子への電流方向を順方向として接続された上流側ダイオードと、上流側スイッチング手段の電流出力端子から上流側ダイオードのアノードへ至る配線と電源の低電位側との間に接続されたプルダウン用抵抗と、下流側スイッチング手段のオン時に導通する該下流側スイッチング手段の2つの端子のうちで、電源の低電位側に接続された方とは反対側の端子(以下、電流引込端子という)と前記下流側出力端子との間に、下流側出力端子から下流側スイッチング手段への電流方向を順方向として接続された下流側ダイオードと、その下流側ダイオードのカソードから下流側スイッチング手段の電流引込端子へ至る配線と電源の高電位側との間に接続されたプルアップ用抵抗と、が夫々設けられている。
【0033】
このような請求項5のエンジン始動制御装置によれば、各制御手段のスイッチング手段についての故障判定を、他の制御手段のスイッチング手段のオン/オフ状態に関わらず正確に実施することができる。
つまり、複数の制御手段のうちの何れか1つを特定制御手段と称することにすると、その特定制御手段では、仮に他の制御手段の上流側スイッチング手段がオンされていても、そのオンされた上流側スイッチング手段から当該特定制御手段におけるプルダウン用抵抗へ電流が流れ込んでしまうことが、上流側ダイオードによって防止される。このため、特定制御手段では、他の制御手段の上流側スイッチング手段のオン/オフ状態に関わらず、上流側スイッチング手段がオフであれば、その上流側スイッチング手段の電流出力端子に接続された配線の電圧(即ち、その上流側スイッチング手段の電流出力端子から上流側ダイオードのアノードへ至る配線の電圧であり、以下、上流側モニタ電圧という)が、プルダウン用抵抗によって電源の低電位側の電圧となり、また、上流側スイッチング手段がオンであれば、上記上流側モニタ電圧が、電源の高電位側の電圧となる。
【0034】
よって、各制御手段では、例えば「上流側スイッチング手段を駆動した(オンさせた)にも関わらず上記上流側モニタ電圧が所定の判定電圧よりも低ければ、その上流側スイッチング手段がオープン故障(オンしない故障)していると判定し、逆に、上流側スイッチング手段を駆動していない(オフさせている)にも関わらず上記上流側モニタ電圧が所定の判定電圧よりも高ければ、その上流側スイッチング手段がショート故障していると判定する」といった故障判定を、他の制御手段の上流側スイッチング手段のオン/オフ状態に影響されずに実施することができる。
【0035】
また、特定制御手段では、仮に他の制御手段の下流側スイッチング手段がオンされていても、そのオンされた下流側スイッチング手段へ当該特定制御手段におけるプルアップ用抵抗から電流が流れ出てしまうことが、下流側ダイオードによって防止される。このため、特定制御手段では、他の制御手段の下流側スイッチング手段のオン/オフ状態に関わらず、下流側スイッチング手段がオフであれば、その下流側スイッチング手段の電流引込端子に接続された配線の電圧(即ち、下流側ダイオードのカソードからその下流側スイッチング手段の電流引込端子へ至る配線の電圧であり、以下、下流側モニタ電圧という)が、プルアップ用抵抗によって電源の高電位側の電圧となり、また、下流側スイッチング手段がオンであれば、上記下流側モニタ電圧が、電源の低電位側の電圧となる。
【0036】
よって、各制御手段では、例えば「下流側スイッチング手段を駆動したにも関わらず上記下流側モニタ電圧が所定の判定電圧よりも高ければ、その下流側スイッチング手段がオープン故障していると判定し、逆に、下流側スイッチング手段を駆動していないにも関わらず上記下流側モニタ電圧が所定の判定電圧よりも低ければ、その下流側スイッチング手段がショート故障していると判定する」といった故障判定を、他の制御手段の下流側スイッチング手段のオン/オフ状態に影響されずに実施することができる。
【0037】
そして更に、請求項5のエンジン始動制御装置によれば、実際にスタータリレーを制御する前に上流側スイッチング手段と下流側スイッチング手段とを別々に駆動してみて、その際の上流側モニタ電圧と下流側モニタ電圧から、各スイッチング手段の故障を事前に検出することができるようになる。このため、たとえ何れかのスイッチング手段が故障していても、実際にスタータリレーを制御するときには、直ちに正常なスイッチング手段によってスタータリレーを制御できるように構成することが可能となる。
【0038】
そこで、例えば請求項6に記載のエンジン始動制御装置では、請求項5のエンジン始動制御装置において、事前検査手段を設けている。
そして、この事前検査手段は、各制御手段のスイッチング手段のうち、次回のエンジン始動制御時に使用される予定の上流側スイッチング手段と下流側スイッチング手段とを、そのエンジン始動制御時が到来する前にそれぞれ別々に駆動して、その駆動した上流側スイッチング手段の電流出力端子に接続された前記配線の電圧(上流側モニタ電圧)に基づき該上流側スイッチング手段が正常にオンするか否かを判定すると共に、その駆動した下流側スイッチング手段の電流引込端子に接続された前記配線の電圧(下流側モニタ電圧)に基づき該下流側スイッチング手段が正常にオンするか否かを判定する。
【0039】
そして更に、請求項6のエンジン始動制御装置は、上記の事前検査手段によって正常にオンしないと判定されたスイッチング手段(故障スイッチング手段)があった場合には、その故障スイッチング手段の代わりに、該故障スイッチング手段が設けられている制御手段とは別の制御手段に設けられている上流側スイッチング手段及び下流側スイッチング手段のうち、スタータリレーのコイルに対して故障スイッチング手段と同じ側に設けられているスイッチング手段(即ち、故障スイッチング手段が上流側スイッチング手段であれば、上流側スイッチング手段であり、故障スイッチング手段が下流側スイッチング手段であれば、下流側スイッチング手段である)を使用して、エンジンの始動を制御するように構成されている。
【0040】
このような請求項6のエンジン始動制御装置によれば、何れかのスイッチング手段がオープン故障していても、実際にスタータリレーを制御するときには、タイムラグを発生させることなく、直ちに正常なスイッチング手段によってスタータリレーを制御することができ、始動性の悪化を招くことがない。
【0041】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が適用された実施形態のエンジン始動制御装置について、図面を用いて説明する。
まず図1は、第1実施形態のエンジン始動制御装置の構成を表す構成図である。尚、図1において、図6に示したものと同じ構成要素及び信号については、同一の符号を付しているため、詳細な説明は省略する。
【0042】
図1に示すように、本第1実施形態のエンジン始動制御装置は、V型エンジン(ここでは、例えば12気筒エンジンとする)が搭載された車両に用いられるものであり、そのエンジンを制御する2つの電子制御装置(以下、ECUという)11,12と、1つのスタータリレー5と、スタータスイッチ7及びニュートラルスイッチ9とによって構成されている。
【0043】
ここで、各ECU11,12は、「従来の技術」の欄で述べたように、V型12気筒エンジンの各バンクの6気筒毎に対応して設けられ、その各6気筒毎について、燃料噴射や点火などを制御するものであり、図示しないイグニッションスイッチがオンされてバッテリ電圧VBが動作電源として供給されると動作を開始する。
【0044】
そして、図1ではECU11の内部構成しか示していないが、両ECU11,12は、同じハードウェア構成を有している。
そして更に、各ECU11,12は、図6に示したECU100と比較すると、ハードウェア面において、下記の(1−1)〜(1−4)の点が異なっている。
【0045】
(1−1):まず、各ECU11,12には、自己のスイッチング素子13をマイコン21からの駆動信号Sdに拘わらず強制的にオフさせるための駆動禁止信号を、外部から入力するための入力端子STCIと、他のECUへ上記駆動禁止信号を出力するための出力端子STCOとが、追加して設けられている。
【0046】
(1−2):そして、各ECU11,12には、上記駆動禁止信号を出力するための信号出力手段として、出力端子STCOに一端が接続された電流制限用の抵抗51と、その抵抗51の他端にコレクタが接続されると共に、エミッタが接地電位に接続され、更に、マイコン21から出力される駆動禁止指令信号Scがベースに供給されるNPNトランジスタ53とが、追加して設けられている。
【0047】
(1−3):更に、各ECU11,12には、入力端子STCIに入力される他のECUからの駆動禁止信号に応じて自己のスイッチング素子13を強制的にオフさせる駆動禁止手段として、入力端子STCIをバッテリ電圧VBにプルアップする抵抗55と、その抵抗55と入力端子STCIとの接続点に一端が接続された入力保護用の抵抗57と、その抵抗57の他端に非反転入力端子(+端子)が接続されると共に、バッテリ電圧VBのほぼ1/2であるしきい値電圧Vthが反転入力端子(−端子)に入力された比較器59と、比較器59の非反転入力端子と接地電位との間に接続されたノイズ除去用のコンデンサ61と、比較器59の出力端子をハイレベルに相当する5Vにプルアップする抵抗63と、比較器59の出力端子にカソードが接続され、抵抗43と反転回路45との接続点にアノードが接続された回り込み防止用のダイオード65とが、追加して設けられている。尚、比較器59の出力端子は、オープンコレクタタイプのものである。
【0048】
そして、本第1実施形態のエンジン始動制御装置では、ECU11の出力端子STCOとECU12の入力端子STCIとが接続され、同様に、ECU12の出力端子STCOとECU11の入力端子STCIとが接続されている。
また、スタータモータ1と、バッテリ3と、スタータリレー5と、スタータスイッチ7と、ニュートラルスイッチ9と、ECU11との接続状態は、図6に示した従来例と同様であるが、本第1実施形態においては、更に、両ECU11,12の入力端子STSW同士と、入力端子STA同士と、入力端子NSW同士と、出力端子STAR同士とが、夫々接続されている。
【0049】
このため、両ECU11,12の各々は、図6のECU100について説明したのと同様の手順で、エンジンの始動を制御することができる。
(1−4):ECU11,12は、通信線69によって互いに接続されている。そして、各ECU11,12には、その各ECU11,12のマイコン21同士が上記通信線69を介して通信するため、及び、各ECU11,12の監視マイコン37での判断結果(即ち、そのECUのマイコン21が正常に動作しているか否か)を、他のECUのマイコン21へ上記通信線69を介して定期的に通知するための通信回路67が備えられている。
【0050】
次に、以上のようなハードウェア構成のエンジン始動制御装置の作用について説明する。
まず、本第1実施形態のエンジン始動制御装置においては、例えばイグニッションスイッチのオンに伴いECU11,12が動作を開始した時毎(或いは、エンジン始動のためにスタータスイッチ7がオンされた時毎)に、各ECU11,12のうちで、エンジンの始動制御を実施するマスタのECUと、そのマスタECUの動作を監視して異常の発生を検知すると、自らがマスタECUに代わって始動制御を行うバックアップ機能用のスレーブECUとが、予め決められた順序で(本実施形態では交互に)切り替わるようになっている。これは、エンジンの始動時毎にその始動を制御するマスタECUが切り替わることで、両ECU11,12のハードウェアを均等に使用することができ、延いては、システム全体の故障率を低下させることができるからである。尚、マスタECUとスレーブECUとが切り替わる頻度としては、エンジンが所定回数だけ始動される毎や、ある時間毎でも良い。
【0051】
そして、スタータスイッチ7がオンされると、各ECU11,12のうちで、マスタECUのマイコン21が、図6のECU100について説明したのと同様の手順でエンジンの始動制御を行う。
つまり、マスタECUのマイコン21は、バッファ31からの二値信号b1がハイレベルになると、スタータスイッチ7がオンされたと判断して、バッファ35からの二値信号b3がローレベルであるか否かを判定し、その二値信号b3がローレベルならば、ニュートラルスイッチ9がオンであることから、スタータモータ1を動作させるべき始動条件が成立していると判断して、エンジンがかかるとみなされる所定時間Tsの間、駆動信号Sdをハイレベルにしてスイッチング素子13をオンさせ、これにより、スタータリレー5をオンさせて、スタータモータ1によりエンジンを始動(クランキング)させる。尚、各ECU11,12には同じ信号が入力されているため、始動条件が成立したか否かは、スレーブECUのマイコン21でも同様に判断される。
【0052】
ここで、ECU11がマスタECUであり、ECU12がスレーブECUであるものとして説明すると、スレーブECUとなったECU12のマイコン21は、通常は、駆動禁止指令信号Scの出力レベルをローレベルにして、トランジスタ53をオフさせることにより、出力端子STCOからマスタECU11の入力端子STCIへの駆動禁止信号を、無効レベルである方のハイレベル(=バッテリ電圧VB)にするが、マスタECU11に異常が生じていることを検知すると、駆動禁止指令信号Scの出力レベルをハイレベルにして、トランジスタ53をオンさせることにより、出力端子STCOからマスタECU11の入力端子STCIへの駆動禁止信号を、有効レベルである方のローレベル(=ほぼ0V)にする。
【0053】
尚、本実施形態においては、前述したように、各ECU11,12の監視マイコン37での判断結果(マイコン21が正常に動作しているか否か)が、他のECUのマイコン21へ定期的に通知されるようになっている。このため、スレーブECU12のマイコン21は、マスタECU11の監視マイコン37での判断結果により、マスタECU11のマイコン21にプログラム暴走などが生じたことを検知すると、マスタECU11に異常が生じていると判断して、そのECU11への駆動禁止信号をローレベルにする。また、スレーブECU12のマイコン21は、バッファ33からの二値信号b2が上記所定時間Tsよりも長い判定時間Th(>Ts)以上ハイレベルであること(即ち、スタータリレー5のコイルLへの通電が判定時間Th以上続いていること)を検知した場合や、前述の始動条件が成立しているにも拘わらず、バッファ33からの二値信号b2がローレベルであること(即ち、スタータリレー5のコイルLへの通電が行われないこと)を検知した場合にも、マスタECU11に異常が生じていると判断して、そのECU11への駆動禁止信号をローレベルにする。
【0054】
すると、マスタECU11においては、比較器59の非反転入力端子への入力電圧が、しきい値電圧Vthよりも小さくなり、比較器59が抵抗43側から電流を引き込んで反転回路45の入力レベルを強制的にローレベルにするため、マイコン21からの駆動信号Sdがハイレベルであっても、スイッチング素子13は強制的にオフされることとなる。
【0055】
そして、スレーブECU12のマイコン21は、上記のようにマスタECU11への駆動禁止信号をローレベルにすることで、そのECU11がスイッチング素子13によってスタータリレー5のコイルLへ通電するのを強制的に阻止し、その後は、ECU11の代わりに、当該スレーブECU12のスイッチング素子13を用いて、スタータスイッチ7及びニュートラルスイッチ9のオン/オフ状態等に基づきスタータモータ1を制御する。
【0056】
尚、本第1実施形態では、各ECU11,12が複数の制御手段の各々に相当し、また、その各ECU11,12に設けられたスイッチング素子(PチャネルMOSFET)13がスイッチング手段に相当している。
以上のような本第1実施形態のエンジン始動制御装置では、複数の各ECU11,12に、1つのスタータリレー5をオン/オフさせるためのスイッチング素子13が夫々設けられており、その各ECU11,12のうちの何れかが、そのECUに設けられているスイッチング素子13によりスタータリレー5のコイルLへの通電/非通電を制御して、エンジンの始動を択一的に制御するようになっている。
【0057】
このため、ECU11,12の何れかが故障(例えば、そのECUのスイッチング素子13や、そのスイッチング素子13に対する駆動信号Sdを出力する制御部としてのマイコン21が故障)したとしても、他の正常なECUによってスタータモータ1を制御することができ、しかも、そのようなバックアップ機能を、各ECU11,12毎にスタータリレーを設けることなく実現することができる。よって、信頼性が高いエンジンの始動制御を、システムの煩雑化を招くことなく安価に実現することができる。
【0058】
また特に、本第1実施形態のエンジン始動制御装置では、ECU11,12の何れかにおいて、マイコン21にプログラム暴走などの異常が生じてしまい、マイコン21からスイッチング素子13への駆動信号Sdがハイレベルのままになったとしても、その異常が生じたECUへ他の正常なECUから駆動禁止信号を出力することで、スタータリレー5のコイルLに通電されたままになってしまうのを阻止することができる。よって、何れかのECUにおけるマイコン21の異常によりスタータモータ1が動作したままになってしまうことを防止して、スタータモータ1を正常なECUによって確実に制御することができる。
【0059】
次に、第2実施形態のエンジン始動制御装置について、図2を用いて説明する。尚、図2において、図1及び図6に示したものと同じ構成要素及び信号については、同一の符号を付しているため、詳細な説明は省略する。
図2に示すように、本第2実施形態のエンジン始動制御装置は、図1に示した第1実施形態のエンジン始動制御装置と比較すると、ECU11,12に代えて、ECU15,16を備えている。
【0060】
そして、各ECU15,16は、図1のECU11,12と比較すると、ハードウェア面において、下記の(2−1)〜(2−3)の点が異なっている。尚、各ECU15,16は、第1実施形態のECU11,12と同様に、V型12気筒エンジンの6気筒毎について、燃料噴射や点火などを制御するものである。そして、図2ではECU15の内部構成しか示していないが、両ECU15,16は、同じハードウェア構成を有している。
【0061】
(2−1):まず、本第2実施形態においては、スタータリレー5のコイルLのニュートラルスイッチ9側とは反対側の端部(以下、コイルLの下流側という)が、接地電位に常時接続されておらず、各ECU15,16に設けられた下流側出力端子STAR−に接続されている。
【0062】
尚、このため、本第2実施形態では、ニュートラルスイッチ9のコイルL側とは反対側の端子に接続される各ECU15,16の出力端子(図1のSTARに相当)を、改めて、上流側出力端子STAR+と呼ぶことにする。
(2−2):また、各ECU15,16には、駆動禁止信号を入出力するための端子STCI,STCOが設けられていない。
【0063】
(2−3):また更に、各ECU15,16には、抵抗51及びNPNトランジスタ53からなる信号出力手段と、抵抗55,57,63、比較器59、コンデンサ61、及びダイオード65からなる駆動禁止手段とが設けられておらず、その代わりに、下流側出力端子STAR−にドレインが接続され、ソースが接地電位に接続されたNチャネルMOSFETからなるスイッチング素子14が設けられている。そして、そのスイッチング素子14は、マイコン21からの下流側駆動信号SdLがハイレベルの時にオンして、下流側出力端子STAR−(即ち、コイルLの下流側)を接地電位に接続する。
【0064】
尚、本第2実施形態では、ニュートラルスイッチ9がオンの時に電源の高電位側であるバッテリ電圧VBとコイルLの一端とを連通又は遮断するスイッチング素子13が、上流側スイッチング手段に相当しており、そのスイッチング素子13を駆動するためにマイコン21から出力される駆動信号(図1のSdに相当)を、改めて、上流側駆動信号SdHと呼ぶことにする。そして、本第2実施形態では、スイッチング素子14が、電源の低電位側である接地電位とコイルLの他端(下流側)とを連通又は遮断する下流側スイッチング手段に相当している。
【0065】
つまり、本第2実施形態では、各ECU15,16に、駆動禁止信号の入出力端子STCI,STCOを設ける代わりに、スタータリレーコイルLの下流側と接地電位との接続を開閉するスイッチング素子14を設けるようにしている。
次に、以上のようなハードウェア構成の本第2実施形態のエンジン始動制御装置の作用について説明する。尚、ここでは、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【0066】
まず、イグニッションスイッチのオンに伴い各ECU15,16が動作を開始すると、そのECU15,16のうち、マスタECUでは、マイコン21が、上流側駆動信号SdHと下流側駆動信号SdLとをローレベルにして、スイッチング素子13とスイッチング素子14とを両方共にオフさせる。また、スレーブECUでは、マイコン21が、上流側駆動信号SdHをローレベルにしてスイッチング素子13をオフさせると共に、下流側駆動信号SdLをハイレベルにしてスイッチング素子14をオンさせる。つまり、各ECU15,16が動作を開始した直後では、スレーブECUのスイッチング素子14だけがオンされている。
【0067】
そして、ECU15,16のうち、マスタECUのマイコン21は、スタータモータ1を動作させるべき始動条件が成立したと判断すると、エンジンがかかるとみなされる所定時間Tsの間、上流側駆動信号SdHをハイレベルにしてスイッチング素子13をオンさせる。
【0068】
このため、例えばECU15がマスタECUであり、ECU16がスレーブECUであるものとすると、始動条件が成立したならば、「ECU15内のバッテリ電圧VBライン→ECU15のスイッチング素子13→ECU15の上流側出力端子STAR+→ニュートラルスイッチ9→コイルL→ECU16の下流側出力端子STAR−→ECU16のスイッチング素子14→ECU16内の接地電位ライン」の経路で電流が流れて、スタータリレー5がオンされることとなる。
【0069】
ここで、スレーブECUのマイコン21は、バッファ33からの二値信号b2が上記所定時間Tsよりも長い判定時間Th(>Ts)以上ハイレベルであること(即ち、スタータリレー5のコイルLへの通電が判定時間Th以上続いていること)を検知すると、マスタECUのスイッチング素子13がショート故障(オン状態のままで故障)していると判断して、それまでオンさせていた当該スレーブECUのスイッチング素子14をオフさせる。これにより、スタータモータ1が動作したままになることが防止される。
【0070】
そして、以後は、そのスレーブECUのマイコン21が、当該ECUのスイッチング素子14をオン/オフさせることで、スタータモータ1を制御する。つまり、この場合には、マスタECUの上流側のスイッチング素子13がショート故障しているため、スレーブECUの下流側のスイッチング素子14をオン/オフさせることで、エンジンの始動を制御するのである。尚、この場合、スレーブECUのマイコン21は、バッファ31からの二値信号b1に基づきスタータスイッチのオンを検知すると、エンジンがかかるとみなされる所定時間Tsの間、下流側のスイッチング素子14をオンさせる、といった動作により、エンジンを始動させる。また、この場合、マスタECUのスイッチング素子13がショート故障しているため、スレーブECUのマイコン21は、下流側のスイッチング素子14をオンさせる前に、バッファ33からの二値信号b2がハイレベルであることを確認することで、ニュートラルスイッチ9がオンであることの事前確認を実施できるが、仮にそのような事前確認を実施しなくても、元々、スタータリレー5のコイルLにはニュートラルスイッチ9がオンされていない限り電流が流れないため問題はない。
【0071】
また、スレーブECUのマイコン21は、始動条件が成立しているにも拘わらず、バッファ33からの二値信号b2がローレベルであること(即ち、スタータリレー5のコイルLへの通電が行われないこと)を検知した場合には、マスタECUのスイッチング素子13がオンされない異常(マスタECUにおけるスイッチング素子13自身のオープン故障やマイコン21の異常)が生じていると判断し、以後は、当該スレーブECUのスイッチング素子13をオン/オフさせることで、スタータモータ1を制御する。
【0072】
一方、スレーブECUにおいて、スイッチング素子14がオンされない異常(スイッチング素子14自身のオープン故障やマイコン21の異常)が生じた場合には、マスタECUのマイコン21が、当該マスタECUのスイッチング素子14をオンさせた上で、スタータモータ1を制御する。
【0073】
以上のような本第2実施形態のエンジン始動制御装置によっても、ECU15,16の何れかに故障が生じた場合に、他の正常なECUによってスタータモータ1を制御することができ、しかも、そのようなバックアップ機能を、各ECU15,16毎にスタータリレーを設けることなく実現することができる。よって、信頼性が高いエンジンの始動制御を、システムの煩雑化を招くことなく安価に実現することができる。
【0074】
また特に、本第2実施形態のエンジン始動制御装置では、ECU15,16の何れかにおいて、上流側のスイッチング素子13がショート故障しても、他の正常な方のECUにおける下流側のスイッチング素子14をオフさせることで、スタータリレー5のコイルLへ通電されたままになるのを阻止することができ、以後は、その正常なECUのスイッチング素子14をオン/オフさせることで、スタータモータ1を引き続き制御することができる。よって、スイッチング素子のショート故障に対するフェイルセーフ性を向上させることができる。
【0075】
次に、第3実施形態のエンジン始動制御装置について説明する。
まず図3は、第3実施形態のエンジン始動制御装置を表す構成図である。尚、図3において、図1、図2及び図6に示したものと同じ構成要素及び信号については、同一の符号を付しているため、詳細な説明は省略する。
【0076】
図3に示すように、本第3実施形態のエンジン始動制御装置は、図2に示した第2実施形態のエンジン始動制御装置と比較すると、ECU15,16に代えて、ECU17,18を備えている。
そして、各ECU17,18は、図2のECU17,18と比較すると、ハードウェア面において、下記の(3−1)及び(3−2)の点が異なっている。尚、各ECU17,18も、第1及び第2実施形態のECUと同様に、V型12気筒エンジンの6気筒毎について、燃料噴射や点火などを制御するものである。そして、図3ではECU17の内部構成しか示していないが、両ECU17,18は、同じハードウェア構成を有している。
【0077】
(3−1):まず、各ECU17,18には、上流側のスイッチング素子(以下、上流側スイッチング素子ともいう)13のドレイン(電流出力端子に相当)からダイオード39のアノードへ至る配線70と接地電位との間に接続されたプルダウン用抵抗71と、配線70の電圧を所定の判定電圧Vj(0<Vj<VB)よりも大きいか否かでハイレベル(=5V)とローレベル(=0V)との何れかを示す二値の上流側モニタ信号SmHに変換し、その信号SmHをマイコン21に入力させる入力バッファ73とが追加されている。
【0078】
(3−2):そして更に、各ECU17,18には、下流側のスイッチング素子(以下、下流側スイッチング素子ともいう)14のドレイン(電流引込端子に相当)と下流側出力端子STAR−との間に、下流側出力端子STAR−から下流側スイッチング手段14への電流方向を順方向として接続されたダイオード75と、そのダイオード75のカソードから下流側スイッチング手段14のドレインへ至る配線74とバッテリ電圧VBとの間に接続されたプルアップ用抵抗77と、配線74の電圧を判定電圧Vj(0<Vj<VB)よりも大きいか否かでハイレベルとローレベルとの何れかを示す二値の下流側モニタ信号SmLに変換し、その信号SmLをマイコン21に入力させる入力バッファ79とが追加されている。
【0079】
そして、上記(3−1)及び(3−2)の構成により、各ECU17,18のスイッチング素子13,14についての故障判定を、他のECUのスイッチング素子13,14のオン/オフ状態に関わらず正確に実施することができる。
つまり、例えばECU17では、仮にECU18の上流側スイッチング素子13がオンされていても、そのオンされた上流側スイッチング素子13から当該ECU17のプルダウン用抵抗71へ電流が流れ込んでしまうことが、ダイオード39によって防止される。このため、例えばECU17では、ECU18の上流側スイッチング素子13のオン/オフ状態に関わらず、上流側スイッチング素子13がオフであれば、配線70の電圧がプルダウン用抵抗71によって0Vとなり、また、上流側スイッチング素子13がオンであれば、配線70の電圧がほぼバッテリ電圧VBとなる。
【0080】
よって、各ECU17,18のマイコン21は、「上流側スイッチング素子13を駆動したにも関わらず入力バッファ73からの上流側モニタ信号SmHがローレベルであれば、その上流側スイッチング素子13がオープン故障していると判定し、逆に、上流側スイッチング素子13を駆動していないにも関わらず入力バッファ73からの上流側モニタ信号SmHがハイレベルであれば、その上流側スイッチング素子13がショート故障していると判定する」といった故障判定を、他のECUの上流側スイッチング素子13のオン/オフ状態に影響されずに実施することができる。
【0081】
また、例えばECU17では、仮にECU18の下流側スイッチング素子14がオンされていても、そのオンされた下流側スイッチング素子14へ当該ECU17のプルアップ用抵抗77から電流が流れ出てしまうことが、ダイオード75によって防止される。このため、例えばECU17では、ECU18の下流側スイッチング素子14のオン/オフ状態に関わらず、下流側スイッチング素子14がオフであれば、配線74の電圧がプルアップ用抵抗77によってバッテリ電圧VBとなり、また、下流側スイッチング素子14がオンであれば、配線74の電圧がほぼ0Vとなる。
【0082】
よって、各ECU17,18のマイコン21は、「下流側スイッチング素子14を駆動したにも関わらず入力バッファ79からの下流側モニタ信号SmLがハイレベルであれば、その下流側スイッチング素子14がオープン故障していると判定し、逆に、下流側スイッチング素子14を駆動していないにも関わらず入力バッファ79からの下流側モニタ信号SmLがローレベルであれば、その下流側スイッチング手段14がショート故障していると判定する」といった故障判定を、他のECUの下流側スイッチング素子14のオン/オフ状態に影響されずに実施することができる。
【0083】
尚、本第3実施形態では、ダイオード39が上流側ダイオードに相当し、ダイオード75が下流側ダイオードに相当している。
次に、以上のようなハードウェア構成の本第3実施形態のエンジン始動制御装置の動作について説明する。
【0084】
まず、本第3実施形態のエンジン始動制御装置においても、各ECU17,18は、第1及び第2実施形態と同様に、マスタECUとスレーブECUとに切り替わるようになっている。
また、本第3実施形態において、各ECU17,18は、イグニッションスイッチがオフされても、全ての処理を終えるまでは、車両に設けられた給電用リレーを介して動作電源としてのバッテリ電圧VBが供給され続けるようになっている。つまり、各ECU17,18は、イグニッションスイッチがオフされたことをイグニッションスイッチ信号(図示省略)に基づき検知すると、必要な処理を終えてから、自己に対応する給電用リレーをオフさせて、動作を停止するようになっている。
【0085】
次に、本第3実施形態においては、イグニッションスイッチのオンに伴いECU17,18が動作を開始すると、その両ECU17,18では、マイコン21が、初期化処理として、上流側駆動信号SdHと下流側駆動信号SdLとをローレベルにし、スイッチング素子13,14を両方共にオフさせる。
【0086】
そして、ECU17,18のうち、マスタECUでは、マイコン21が、入力バッファ31からの二値信号b1に基づきスタータスイッチ7がオンされたことを検知すると、少なくともエンジンがかかるとみなされる所定時間Tsの間、下流側駆動信号SdLをハイレベルにして下流側スイッチング素子14をオンさせる。そして更に、マスタECUのマイコン21は、下流側スイッチング素子14をオンさせた直後に入力バッファ35からの二値信号b3がローレベルであれば、ニュートラルスイッチ9がオンであることから、スタータモータ1を動作させるべき始動条件が成立していると判断して、上記所定時間Tsの間、上流側駆動信号SdHをハイレベルにして上流側スイッチング素子13をオンさせ、これにより、スタータリレー5をオンさせて、スタータモータ1によりエンジンを始動させる。
【0087】
このため、例えばECU17がマスタECUであるものとすると、始動条件が成立したならば、「ECU17内のバッテリ電圧VBライン→ECU17のスイッチング素子13→ECU17のダイオード39→ECU17の上流側出力端子STAR+→ニュートラルスイッチ9→コイルL→ECU17の下流側出力端子STAR−→ECU17のダイオード75→ECU17のスイッチング素子14→ECU17内の接地電位ライン」の経路で電流が流れて、スタータリレー5がオンされることとなる。
【0088】
一方、スレーブECUのマイコン21は、マスタECUとの通信により、そのマスタECUのマイコン21に異常が生じたことを検知すると、次回の動作開始時から、上記マスタECUのマイコン21と同じ動作により自分のECUのスイッチング素子17,18を駆動してエンジンの始動を制御する。
【0089】
次に、本第3実施形態に特有のフェイルセーフ機能について、図4及び図5を用い説明する。
まず、ECU17,18のうちで、次回の動作時にマスタECUとなる予定のECU(以下、マスタ予定ECUという)のマイコン21は、イグニッションスイッチがオフされたことを検知すると、図4(A)に示す検査処理を実行し、その後、自分のECU(以下、自ECUという)に対応する給電用リレーをオフさせて動作を停止する。
【0090】
ここで、マスタ予定ECUのマイコン21が、図4(A)の検査処理を開始すると、まずS110にて、上流側スイッチング素子13が正常にオンするか否かをチェックする。具体的には、図5(A),(B)の2段目及び4段目に示すように、上流側駆動信号SdHを一定時間だけハイレベルにして上流側スイッチング素子13を駆動し、その際に、入力バッファ73からの上流側モニタ信号SmHがハイレベルであれば正常と判定するが、上流側モニタ信号SmHがローレベルであれば、上流側スイッチング素子13がオープン故障していると判定する。
【0091】
そして、続くS120にて、今度は、下流側スイッチング素子14が正常にオンするか否かをチェックする。具体的には、図5(A),(B)の5段目及び7段目に示すように、下流側駆動信号SdLを一定時間だけハイレベルにして下流側スイッチング素子14を駆動し、その際に、入力バッファ79からの下流側モニタ信号SmLがローレベルであれば正常と判定するが、下流側モニタ信号SmLがハイレベルであれば、下流側スイッチング素子14がオープン故障していると判定する。
【0092】
尚、図5(A)は、下流側スイッチング素子14が正常で、上流側スイッチング素子13がオープン故障している場合を表しており、図5(B)は、上流側スイッチング素子13が正常で、下流側スイッチング素子14がオープン故障している場合を表している。
【0093】
次に、S130にて、上記S110又はS120の動作チェックによりオープン故障が検出されたか否かを判定し、オープン故障があったならば、故障の内容(即ち、当該ECUにおいて、上流側スイッチング素子13と下流側スイッチング素子14との何れがオープン故障しているか)を示すオープン故障通知を、次回の動作時にスレーブECUとなる予定のECU(以下、スレーブ予定ECUという)へ通信線69を介して送信し、その後、当該処理を終了する。すると、そのオープン故障通知は、スレーブ予定ECUのマイコン21に受信されることとなる。また、上記S130にて、オープン故障が検出されなかったと判定した場合には、そのまま当該処理を終了する。
【0094】
尚、本第3実施形態では、この図4(A)の検査処理が、事前検査手段としての処理に相当している。
一方、スレーブ予定ECUのマイコン21は、イグニッションスイッチのオンに伴い動作を開始すると(尚、この時点で、スレーブ予定ECUはスレーブECUであり、マスタ予定ECUはマスタECUである)、図4(B)に示すように、前回の動作中に他のECU(即ち、現在のマスタECU)からのオープン故障通知を受信しているか否かを判定する(S210)。
【0095】
そして、オープン故障通知を受信していなければ(S210:NO)、そのまま次の処理(エンジン制御用の各種処理)を実行するが、オープン故障通知を受信していたならば(S210:YES)、そのオープン故障通知が示すスイッチング素子(即ち、オープン故障しているスイッチング素子)と同じ側の当該ECUにおけるスイッチング素子(つまり、マスタECUから故障を通知されたスイッチング素子が上流側スイッチング素子13であれば、自ECUの上流側スイッチング素子13であり、故障を通知されたスイッチング素子が下流側スイッチング素子14であれば、自ECUの下流側スイッチング素子14である)を、マスタECUに代わってスタータスイッチのオン時に制御するバックアップ処理を行う(S220)。
【0096】
ここで、このバックアップ処理は、下記(a)及び(b)の手順で行われる。(a)まず、マスタECUからオープン故障を通知されたスイッチング素子が上流側スイッチング素子13であった場合、スレーブECUのマイコン21は、マスタECUのマイコン21が本来実施するのと同じ手順で、自ECU(スレーブECU)の上流側スイッチング素子13を制御する。
【0097】
即ち、スレーブECUのマイコン21は、スタータスイッチのオンを検知した直後に、入力バッファ35からの二値信号b3がローレベルであれば、ニュートラルスイッチ9がオンであることから、始動条件が成立していると判断して、所定時間Tsの間、上流側駆動信号SdHをハイレベルにして上流側スイッチング素子13をオンさせ、これにより、スタータリレー5をオンさせて、スタータモータ1によりエンジンを始動させる。尚、この場合、マスタECU側のマイコン21は、スタータスイッチのオンを検知すると、正常時と同様に、下流側スイッチング素子14を所定時間Tsの間オンさせる。
【0098】
よって、この場合には、図5(A)に示すように、スタータスイッチがオンされると(スタータスイッチ信号Sg1がハイになると)、スレーブECUの上流側スイッチング素子13とマスタECUの下流側スイッチング素子14とがオンされることにより、スタータリレー5のコイルLに通電されてエンジンが始動されることとなる。
【0099】
(b)次に、マスタECUからオープン故障を通知されたスイッチング素子が下流側スイッチング素子14であった場合、スレーブECUのマイコン21は、マスタECUのマイコン21が本来実施するのと同じ手順で、自ECU(スレーブECU)の下流側スイッチング素子14を制御する。
【0100】
即ち、スレーブECUのマイコン21は、スタータスイッチのオンを検知すると、下流側スイッチング素子14を定時間Tsの間オンさせる。尚、この場合、マスタECUのマイコン21は、スタータスイッチのオンを検知すると、正常時と同様に、入力バッファ35からの二値信号b3がローレベルであれば、始動条件が成立していると判断して、当該マスタECUの上流側スイッチング素子13を所定時間Tsの間オンさせる。
【0101】
よって、この場合には、図5(B)に示すように、スタータスイッチがオンされると、マスタECUの上流側スイッチング素子13とスレーブECUの下流側スイッチング素子14とがオンされることにより、スタータリレー5のコイルLに通電されてエンジンが始動されることとなる。
【0102】
以上のような本第3実施形態のエンジン始動制御装置によれば、各ECU17,18における何れかのスイッチング素子がオープン故障していても、実際にスタータリレー5を制御するときには、タイムラグを発生させることなく、直ちに正常なスイッチング素子によってスタータリレー5を制御することができる。よって、始動性が悪化することがない。
【0103】
尚、図4(A)の検査処理は、マスタECUのマイコンが、イグニッションスイッチのオンに伴い動作を開始した直後に実行するようにしても良い。但し、この場合、その検査処理を、イグニッションスイッチがオンされてからスタータスイッチ7がオンされると見なされる最短時間以内に実行しなければ、スタータリレー5の制御に遅れが生じる可能性がある。よって、図4(A)の検査処理は、ECUの動作終了直前や動作中に実行するようにした方が、時間的に余裕が出来るという点で有利であり、特に、上記第3実施形態の如くECUの動作終了直前に実行すれば、より最新の状態を検査できるという点で一層有利である。
【0104】
また、上記第3実施形態において、スイッチング素子13に内蔵された検出部13aが、そのスイッチング素子13のドレイン電圧(=配線70の電圧)を入力バッファ73と同様の手法で二値の信号に変換して出力すると共に、そのスイッチング素子13に流れる電流が過電流と判定されるべき所定値に達すると、該スイッチング素子13を断続的にオン/オフさせる過電流保護機能を有した回路であったならば、入力バッファ73を削除して、そのスイッチング素子13の検出部13aからの信号Skを、上流側モニタ信号SmHとして用いることができる。つまり、この場合、スイッチング素子13の検出部13aからの信号Skは、スイッチング素子13に過電流が流れた場合には、上記断続的なオン/オフによって所定周波数のパルス信号となるが、正常時には、前述した入力バッファ73からの上流側モニタ信号SmHと同様に、スイッチング素子13がオンであればハイレベルとなり、スイッチング素子13がオフであればローレベルとなるからである。
【0105】
一方、上記各実施形では、制御手段としてのECUが2つであったが、ECUの数は3つ以上であっても良い。
例えば、図1の第1実施形態において、ECUが3以上であるN個存在するならば、以下のように構成すれば良い。
【0106】
まず、各ECUに、他の各ECUからの駆動禁止信号を夫々入力するための「N−1」個の入力端子STCIと、他の各ECUへ駆動禁止信号を夫々出力するための「N−1」個の出力端子STCOとを設ける。そして、その各端子を相互に接続する。
【0107】
また、各ECUは、上記「N−1」個の入力端子STCIの何れかに他のECUからの駆動禁止信号が入力されると、スイッチング素子13が強制的にオフされるように構成する。
そして更に、この場合、N個のECUのうちの何れか2つが、第1実施形態で述べたマスタECUとスレーブECUとの各々になると共に、例えばイグニッションスイッチのオンに伴い各ECUが動作を開始した時毎に、そのマスタECUとスレーブECUとが他のECUに切り替わるように構成すれば良い。
【0108】
また、図2の第2実施形態において、ECU15,16と同様のECUが3以上であるN個存在するか、或いは、図3の第3実施形態において、ECU17,18と同様のECUが3以上であるN個存在するならば、以下のように構成すれば良い。
【0109】
まず、この場合も、各ECUの上流側出力端子STAR+を互いに接続すると共に、各ECUの下流側出力端子STAR−を互いに接続することとなる。
そして、N個のECUのうちの何れか2つが、第2実施形態或いは第3実施形態で述べたマスタECUとスレーブECUとの各々になると共に、それ以外のECUは、自分のスイッチング素子13,14をオフしたままにし、更に、例えばイグニッションスイッチのオンに伴い各ECUが動作を開始した時毎に、マスタECUとスレーブECUとが他のECUに切り替わるように構成すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態のエンジン始動制御装置を表す構成図である。
【図2】第2実施形態のエンジン始動制御装置を表す構成図である。
【図3】第3実施形態のエンジン始動制御装置を表す構成図である。
【図4】第3実施形態のエンジン始動制御装置で実行される処理の内容を表すフローチャートである。
【図5】第3実施形態のエンジン始動制御装置の作用を表すタイムチャートである。
【図6】従来のエンジン始動制御装置を表す構成図である。
【符号の説明】
1…スタータモータ、3…バッテリ、5…スタータリレー、L…コイル、7…スタータスイッチ、9…ニュートラルスイッチ、11,12,15〜18…電子制御装置(ECU)、13…スイッチング素子(PチャネルMOSFET)、14…スイッチング素子(NチャネルMOSFET)、21…マイコン、23,25,29,43,51,55,57,63,71,77…抵抗、27,39,41,65,75…ダイオード、31,33,35,73,79…入力バッファ、37…監視マイコン、45…反転回路、53…NPNトランジスタ、59…比較器、61…コンデンサ、67…通信回路、69…通信線、70,74…配線
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a device for controlling starting of an engine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a configuration of a device for controlling the start of an engine, as shown in FIG. 6, a starter relay 5 for supplying operating power from a battery 3 to a starter motor 1 to an electronic control unit (ECU) 100 for controlling the engine. The electronic control unit 100 drives the switching element 13 in accordance with a starter switch signal Sg1 indicating on / off of the starter switch 7 and the like, whereby a starter motor is provided. There is known a device that electrically controls the power supply 1.
[0003]
More specifically, first, outside the electronic control unit 100, the negative terminal of the starter motor 1 is always connected to the ground potential (= 0 V) which is the potential of the negative terminal of the battery 3, and the starter motor 1 Is connected to the positive terminal of the battery 3 via the contact of the starter relay 5. Therefore, when a current flows through the coil L of the starter relay 5 and the starter relay 5 is turned on (that is, the contact of the starter relay 5 is short-circuited), the power from the battery 3 is supplied to the starter motor 1 and The starter motor 1 operates, and as a result, the engine is cranked for starting.
[0004]
One terminal of the starter switch 7 is connected to the positive terminal of the battery 3, and the other terminal of the starter switch 7 is connected to an input terminal provided for inputting the starter switch signal Sg 1 in the electronic control unit 100. Connected to terminal STSW.
[0005]
Furthermore, one end of the coil L of the starter relay 5 is always connected to the ground potential, and the other end of the coil L has a fault indicating whether or not the energization of the coil L is performed in the electronic control unit 100. The input terminal STA provided to input the monitor signal Sg2 for detection is connected to one terminal of the neutral switch 9.
[0006]
A terminal on the opposite side of the coil L of the neutral switch 9 is provided with an input terminal NSW provided for inputting a neutral switch signal Sg3 indicating ON / OFF of the neutral switch 9 in the electronic control unit 100, and an electronic control unit. In the device 100, it is connected to an output terminal STAR provided for flowing a current to the coil L of the starter relay 5.
[0007]
FIG. 6 shows a configuration example of a vehicle equipped with an automatic transmission. The neutral switch 9 is turned on when the shift position of the automatic transmission is in the neutral position (N) or the parking position (P). Is what you do.
[0008]
On the other hand, the electronic control unit 100 includes a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) 21 for performing various processes for controlling the engine, a resistor 23 for pulling down the input terminal STSW to the ground potential, and a pull-down for the input terminal STA to the ground potential. And a diode 27 for preventing current sneakage whose cathode is connected to the input terminal NSW, and the anode side of the diode 27 is set to the battery voltage VB (the voltage of the plus terminal of the battery 3 and usually about 12 V). And a resistor 29 for pulling up. The resistance of the resistor 29 is set to a value (for example, ten times or more) that is sufficiently larger than the resistance of the coil L of the starter relay 5.
[0009]
Further, the electronic control unit 100 determines whether the voltage of the input terminal STSW (that is, the starter switch signal Sg1) is higher than a predetermined threshold voltage Vs or not (5V in this example) and low level (5% in this example). In this case, the input buffer 31 converts the binary signal b1 into a binary signal b1 indicating any one of the following two signals, and inputs the binary signal b1 to the microcomputer 21; The monitor signal Sg2) is converted into a binary signal b2 indicating either a high level or a low level depending on whether it is higher than the threshold voltage Vs, and the binary signal b2 is input to the microcomputer 21. A high level is determined based on whether the voltage of the buffer 33 and the anode of the diode 27 (that is, the voltage corresponding to the neutral switch signal Sg3) is higher than the threshold voltage Vs. And an input buffer 35 for inputting the binary signal b3 to the microcomputer 21. The microcomputer 21 periodically determines whether the microcomputer 21 is operating normally or not. A monitoring microcomputer 37 monitors based on a watchdog pulse to be output.
[0010]
The electronic control unit 100 further includes a wraparound prevention diode 39 whose cathode is connected to the output terminal STAR, and a P-channel MOSFET whose drain is connected to the anode of the diode 39 and whose source is connected to the battery voltage VB. A switching element 13 having an anode connected to the ground potential and a cathode 41 connected to the anode of the diode 39 and the drain of the switching element 13 for absorbing flyback energy; Inputs the drive signal Sd output to drive the starter relay 5) via the resistor 43, and supplies the battery voltage VB to the gate of the switching element 13 when the drive signal Sd is at a low level. The switching element 13 is turned off. If Doshingo Sd is at a high level, and a reversing circuit 45 to turn on the switching element 13 to the gate of the switching element 13 to 0V.
[0011]
In such an electronic control device 100, when the starter switch 7 is turned off, the starter switch signal Sg1 input to the input terminal STSW becomes 0 V, and the binary signal b1 input from the buffer 31 to the microcomputer 21. Also becomes 0V as a low level, but when the starter switch 7 is turned on, the starter switch signal Sg1 inputted to the input terminal STSW becomes the battery voltage VB, and the binary signal inputted from the buffer 31 to the microcomputer 21 is outputted. The signal b1 becomes 5 V as a high level.
[0012]
If no current is flowing through the coil L of the starter relay 5, the monitor signal Sg2 input to the input terminal STA becomes 0 V, and the binary signal b2 input from the buffer 33 to the microcomputer 21 also has a low level (= 0V), but when a current is flowing from the output terminal STAR of the electronic control device 100 to the coil L of the starter relay 5 via the neutral switch 9, the monitor signal Sg2 input to the input terminal STA Becomes almost the battery voltage VB, and the binary signal b2 input from the buffer 33 to the microcomputer 21 becomes high level (= 5V).
[0013]
Further, when the switching element 13 is turned off, the battery voltage VB is not output from the output terminal STAR, and the neutral switch 9 is turned on, the neutral switch signal Sg3 input to the input terminal NSW is output. It becomes substantially 0 V (specifically, a voltage obtained by dividing the battery voltage VB by the resistor 29 and the coil L), and the binary signal b3 input from the buffer 35 to the microcomputer 21 becomes low level (= 0 V), and the switching element 13 is turned on and the battery voltage VB is output from the output terminal STAR, or when the neutral switch 9 is turned off, the neutral switch signal Sg3 becomes almost the battery voltage VB, Becomes a high level (= 5 V).
[0014]
Therefore, in the electronic control unit 100, when the binary signal b1 from the buffer 31 goes high, the microcomputer 21 determines that the starter switch 7 has been turned on, and the binary signal b3 from the buffer 35 goes low. If the binary signal b3 is at a low level, the neutral switch 9 is on (that is, the shift position is the neutral position or the parking position where it is permitted to start the engine). Therefore, the drive signal Sd for the switching element 13 is set to the high level for a predetermined time when the engine is considered to be running, and the switching element 13 is turned on.
[0015]
Then, a current flows through the coil L of the starter relay 5 via the switching element 13, the diode 39, the output terminal STAR, and the neutral switch 9, and as a result, the starter relay 5 is turned on, the starter motor 1 is operated, and the engine is started. Will be started.
[0016]
Also, the microcomputer 21 sets the drive signal Sd to high level to turn on the switching element 13, but the binary signal b 2 from the buffer 33 is low level, or sets the drive signal Sd to low level to switch the switching element 13. If an inconsistency is detected such that the binary signal b2 from the buffer 33 is at a high level while the switch 13 is turned off, it is determined that an error has occurred and a predetermined fail-safe process is performed.
[0017]
Further, in this example, when the current (source-drain current) flowing through the switching element 13 reaches a predetermined value to be determined as an overcurrent, the switching element 13 outputs an overcurrent detection signal Sk. A portion 13a is provided. Then, when the overcurrent detection signal Sk is output from the switching element 13, the microcomputer 21 sets the drive signal Sd to low level to protect the switching element 13 from overcurrent.
[0018]
On the other hand, in recent years, in some vehicles, an engine is controlled by a plurality of electronic control devices in order to improve reliability. For example, in the case of a system that controls a V-type 12-cylinder engine, an electronic control device is provided for each of the six cylinders arranged in each of the left and right banks, and each of the electronic control devices controls the six cylinders assigned to itself. , A total of 12 cylinders are controlled. According to such a configuration, even if one of the electronic control units fails and the six cylinders in one bank cannot be controlled, the remaining six cylinders can be controlled by the other electronic control unit. Sufficient running performance of the vehicle can be ensured.
[0019]
Note that the configuration and procedure for engine start control described with reference to FIG. 6 and controlling the engine with a plurality of electronic control units are general ones commonly performed in a vehicle, and are well known in the art. As such, prior art documents are not specifically disclosed.
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the case of a system in which the engine is controlled by a plurality of electronic control units, if the starter motor is configured to be controlled by one electronic control unit, the engine cannot be started just because the electronic control unit has failed. Would.
[0021]
Therefore, in order to enable each electronic control device to control the starter motor, it is conceivable to provide a starter relay for each electronic control device. However, in such a case, the number of parts increases, and as a result, the system becomes complicated and cost increases.
[0022]
On the other hand, in the conventional engine start control device shown in FIG. 6, since there is one switching element 13 for controlling the start of the engine, a control circuit (FIG. 6) for outputting a drive signal Sd to the switching element 13 In the example described above, when the microcomputer 21) or the switching element 13 itself breaks down, there is also a problem that the starter motor 1 cannot be controlled.
[0023]
The present invention has been made in view of these problems, and has as its object to provide an inexpensive and highly reliable engine start control device.
[0024]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
In order to achieve the above object, an engine start control device according to claim 1 includes a plurality of control means capable of controlling the start of the engine, and one starter relay, and the starter relay is turned on. Then, electric power is supplied to a starter motor for starting the engine, the starter motor operates, and the engine is cranked.
[0025]
In this engine start control device, each control means is provided with switching means for switching on / off the coil of the one starter relay to turn on / off the starter relay. One of the control means controls the energization / de-energization of the coil of the one starter relay by the switching means provided in the control means, and selectively controls the start of the engine. It has become.
[0026]
According to the engine start control device of the first aspect, any one of the control means fails (for example, a switching means provided in the control means, a control circuit for outputting a drive signal to the switching means, or the like fails. ), The starter motor can be controlled by other control means (in other words, the starting of the engine is controlled), and such a backup function can be provided without providing a starter relay for each control means. Can be realized. Thus, highly reliable engine start control can be realized at low cost without complicating the system.
[0027]
Next, in the engine start control device according to the second aspect, in the engine start control device according to the first aspect, each control unit forcibly causes another control unit to energize the coil of the starter relay. It is configured to be obstructable.
According to the engine start control device of the second aspect, even if an abnormality occurs in any of the control means in which the coil of the starter relay (hereinafter, also referred to as a starter relay coil) remains energized, the control is performed. Means to energize the starter relay coil by means can be prevented by other normal control means. Therefore, even when such an abnormality occurs, the starter motor can be reliably controlled by the normal control means.
[0028]
Incidentally, the engine start control device according to claim 2 can be specifically configured as described in claim 3.
That is, when a drive prohibition signal from another control means is input to each control means, a drive prohibition means for forcibly turning the switching means of the control means into an off state in which the coil of the starter relay is not energized, Signal output means for outputting the drive inhibition signal to another control means may be provided.
[0029]
With this configuration, an abnormality occurs in a control unit for turning on / off the switching means in any of the control means, and a drive signal for the switching means turns the switching means on (powers the starter relay coil). Even if it is fixed at the level which causes the starter relay coil to be energized, the drive control signal is output from the other normal control means to the control means in which the abnormality has occurred. Can be prevented. Therefore, even when an abnormality occurs in the control unit for turning on / off the switching unit in any of the control units, the starter motor can be reliably controlled by the normal control unit.
[0030]
Next, in the engine start control device according to a fourth aspect, in the engine start control device according to the first aspect, each control means communicates, as the switching means, a high potential side of a power supply with one end of a coil of a starter relay. Alternatively, two switching means are provided: an upstream switching means for interrupting and a downstream switching means for communicating or interrupting the low potential side of the power supply and the other end of the coil of the starter relay.
[0031]
According to the engine start control device of the fourth aspect, for example, one of the upstream switching means of one of the control means and the downstream switching means of the control means or another control means. Is turned on and the other is turned on / off, so that energization / de-energization of the starter relay coil (and hence on / off of the starter relay) can be controlled. Even if the switching means to be turned on / off fails while the switching means remains on (so-called short-circuit failure), in that case, the starter relay is turned on / off by the switching means which has been always on until then. Can be continuously controlled on / off. Therefore, fail-safe performance against short-circuit failure of the switching means can be improved.
[0032]
Next, in the engine start control device according to a fifth aspect, in the engine start control device according to the fourth aspect, each of the control means includes an upstream output terminal connected to the one end of the coil of the starter relay; The downstream output terminal connected to the other end of the coil and the two terminals of the upstream switching means that conduct when the upstream switching means is turned on are the ones connected to the high potential side of the power supply. An upstream diode connected between an opposite terminal (hereinafter, referred to as a current output terminal) and the upstream output terminal, with a current direction from the upstream switching means to the upstream output terminal being forward; A pull-down resistor connected between the wiring from the current output terminal of the switching means to the anode of the upstream diode and the low potential side of the power supply; Between the terminal connected to the lower potential side of the power supply (hereinafter referred to as a current pull-in terminal) and the downstream output terminal. A downstream diode connected with the current direction from the downstream output terminal to the downstream switching means as a forward direction, wiring from the cathode of the downstream diode to the current pull-in terminal of the downstream switching means, and the high potential of the power supply. And a pull-up resistor connected between the two sides.
[0033]
According to the engine start control device of the fifth aspect, the failure determination of the switching means of each control means can be accurately performed regardless of the ON / OFF state of the switching means of the other control means.
In other words, when any one of the plurality of control means is referred to as a specific control means, the specific control means turns on even if the upstream switching means of another control means is on. The current flowing from the upstream switching means to the pull-down resistor in the specific control means is prevented by the upstream diode. Therefore, in the specific control unit, if the upstream switching unit is off regardless of the on / off state of the upstream switching unit of the other control unit, the wiring connected to the current output terminal of the upstream switching unit (That is, the voltage of the wiring from the current output terminal of the upstream switching means to the anode of the upstream diode, hereinafter referred to as the upstream monitor voltage) becomes the voltage on the low potential side of the power supply due to the pull-down resistor. If the upstream switching means is turned on, the upstream monitor voltage becomes the voltage on the high potential side of the power supply.
[0034]
Therefore, in each control means, for example, if the upstream monitoring voltage is lower than the predetermined judgment voltage despite the fact that the upstream switching means is driven (turned on), the upstream switching means may open failure (on On the contrary, if the upstream monitor voltage is higher than a predetermined determination voltage even though the upstream switching means is not driven (turned off), the upstream A failure determination such as "determining that switching means has a short-circuit failure" can be performed without being affected by the on / off state of the upstream switching means of the other control means.
[0035]
Also, in the specific control unit, even if the downstream switching unit of another control unit is turned on, a current may flow from the pull-up resistor in the specific control unit to the turned-on downstream switching unit. , Downstream diodes. For this reason, in the specific control unit, if the downstream switching unit is off regardless of the on / off state of the downstream switching unit of the other control unit, the wiring connected to the current drawing terminal of the downstream switching unit (I.e., the voltage of the wiring from the cathode of the downstream diode to the current pull-in terminal of the downstream switching means, hereinafter referred to as the downstream monitor voltage) is the voltage on the high potential side of the power supply by the pull-up resistor. And if the downstream switching means is on, the downstream monitor voltage becomes the voltage on the low potential side of the power supply.
[0036]
Therefore, in each control means, for example, `` if the downstream monitor voltage is higher than a predetermined determination voltage despite driving the downstream switching means, it is determined that the downstream switching means has an open failure, Conversely, if the downstream monitor voltage is lower than the predetermined determination voltage even though the downstream switching means is not driven, it is determined that the downstream switching means has a short-circuit failure. " This can be implemented without being affected by the on / off state of the downstream switching means of the other control means.
[0037]
Further, according to the engine start control device of the fifth aspect, the upstream switching means and the downstream switching means are separately driven before actually controlling the starter relay. The failure of each switching means can be detected in advance from the downstream monitor voltage. For this reason, even if any of the switching means is out of order, it is possible to configure so that the starter relay can be immediately controlled by the normal switching means when actually controlling the starter relay.
[0038]
Therefore, for example, in the engine start control device according to the sixth aspect, a preliminary inspection unit is provided in the engine start control device according to the fifth aspect.
The pre-inspection means controls the upstream switching means and the downstream switching means to be used in the next engine start control among the switching means of each control means before the engine start control time arrives. Each of them is separately driven, and it is determined whether or not the upstream switching means is normally turned on based on the voltage (upstream monitor voltage) of the wiring connected to the current output terminal of the driven upstream switching means. At the same time, it is determined whether or not the downstream switching means is normally turned on based on the voltage (downstream monitoring voltage) of the wiring connected to the current drawing terminal of the driven downstream switching means.
[0039]
Further, in the case where there is a switching means (failure switching means) determined not to be normally turned on by the above-mentioned preliminary inspection means, the engine start control device of claim 6 replaces the failure switching means. Of the upstream switching means and the downstream switching means provided in the control means different from the control means provided with the failure switching means, the switching means is provided on the same side as the failure switching means with respect to the coil of the starter relay. Using the switching means (i.e., if the failed switching means is the upstream switching means, it is the upstream switching means, and if the failed switching means is the downstream switching means, it is the downstream switching means). It is configured to control the start of the vehicle.
[0040]
According to the engine start control device of the sixth aspect, even if any of the switching means has an open failure, when the starter relay is actually controlled, a time lag does not occur and the normal switching means immediately performs the operation. The starter relay can be controlled, and the startability is not deteriorated.
[0041]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an engine start control device according to an embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
First, FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a configuration of an engine start control device according to the first embodiment. In FIG. 1, the same components and signals as those shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0042]
As shown in FIG. 1, the engine start control device of the first embodiment is used for a vehicle equipped with a V-type engine (here, for example, a 12-cylinder engine), and controls the engine. It comprises two electronic control units (hereinafter, referred to as ECUs) 11 and 12, one starter relay 5, a starter switch 7 and a neutral switch 9.
[0043]
Here, as described in the section of "Prior Art", the ECUs 11 and 12 are provided for each of the six cylinders of each bank of the V-type 12-cylinder engine, and the fuel injection is performed for each of the six cylinders. The ignition switch (not shown) is turned on and the operation is started when the battery voltage VB is supplied as the operation power.
[0044]
Although only the internal configuration of the ECU 11 is shown in FIG. 1, both ECUs 11 and 12 have the same hardware configuration.
Further, the ECUs 11 and 12 are different from the ECU 100 shown in FIG. 6 in the following points (1-1) to (1-4) in terms of hardware.
[0045]
(1-1): First, an input for inputting from outside the drive inhibition signal for forcibly turning off the switching element 13 of the ECU 11 or 12 irrespective of the drive signal Sd from the microcomputer 21 is input to each of the ECUs 11 and 12. A terminal STCI and an output terminal STCO for outputting the drive inhibition signal to another ECU are additionally provided.
[0046]
(1-2): Each of the ECUs 11 and 12 has, as signal output means for outputting the drive inhibition signal, a current limiting resistor 51 having one end connected to the output terminal STCO, and a resistor 51 of the resistor 51. A collector is connected to the other end, an emitter is connected to the ground potential, and an NPN transistor 53 to which a drive inhibition command signal Sc output from the microcomputer 21 is supplied to the base is additionally provided. .
[0047]
(1-3): Further, each of the ECUs 11 and 12 is provided with a drive inhibiting means for forcibly turning off its own switching element 13 in response to a drive inhibit signal from another ECU input to the input terminal STCI. A resistor 55 for pulling up the terminal STCI to the battery voltage VB, an input protection resistor 57 having one end connected to a connection point between the resistor 55 and the input terminal STCI, and a non-inverting input terminal connected to the other end of the resistor 57. (+ Terminal) is connected, and a threshold voltage Vth that is substantially の of the battery voltage VB is input to the inverting input terminal (− terminal), and a non-inverting input terminal of the comparator 59. A capacitor 61 for removing noise connected between the output terminal of the comparator 59, a resistor 63 for pulling up the output terminal of the comparator 59 to 5V corresponding to a high level, and a capacitor connected to the output terminal of the comparator 59. Over de is connected, a resistor 43 and a diode 65 for preventing sneak anode connected to a connection point between the inverting circuit 45 is provided in addition. The output terminal of the comparator 59 is of the open collector type.
[0048]
In the engine start control device of the first embodiment, the output terminal STCO of the ECU 11 and the input terminal STCI of the ECU 12 are connected, and similarly, the output terminal STCO of the ECU 12 and the input terminal STCI of the ECU 11 are connected. .
The connection states of the starter motor 1, the battery 3, the starter relay 5, the starter switch 7, the neutral switch 9, and the ECU 11 are the same as those in the conventional example shown in FIG. In the embodiment, the input terminals STSW, the input terminals STA, the input terminals NSW, and the output terminals STAR of the ECUs 11 and 12 are connected to each other.
[0049]
Therefore, each of the two ECUs 11 and 12 can control the start of the engine in the same procedure as described for the ECU 100 in FIG.
(1-4): The ECUs 11 and 12 are connected to each other by a communication line 69. The ECUs 11 and 12 communicate with each other via the communication line 69 because the microcomputers 21 of the ECUs 11 and 12 communicate with each other. A communication circuit 67 is provided for notifying the microcomputer 21 of another ECU of whether or not the microcomputer 21 is operating normally via the communication line 69 at regular intervals.
[0050]
Next, the operation of the engine start control device having the above hardware configuration will be described.
First, in the engine start control device according to the first embodiment, for example, each time the ECUs 11 and 12 start operating with the ignition switch being turned on (or each time the starter switch 7 is turned on to start the engine). Among the ECUs 11 and 12, a master ECU that performs engine start control and a backup ECU that performs start control on behalf of the master ECU when the operation of the master ECU is monitored and an abnormality is detected. The slave ECUs for the functions are switched in a predetermined order (alternately in the present embodiment). This is because the master ECU that controls the start of the engine is switched every time the engine is started, so that the hardware of the two ECUs 11 and 12 can be used equally, and the failure rate of the entire system can be reduced. Because it can be. The frequency of switching between the master ECU and the slave ECU may be every time the engine is started a predetermined number of times or every certain time.
[0051]
Then, when the starter switch 7 is turned on, the microcomputer 21 of the master ECU among the ECUs 11 and 12 controls the start of the engine in the same procedure as described for the ECU 100 in FIG.
That is, when the binary signal b1 from the buffer 31 becomes high level, the microcomputer 21 of the master ECU determines that the starter switch 7 is turned on, and determines whether the binary signal b3 from the buffer 35 is low level. If the binary signal b3 is at a low level, the neutral switch 9 is on, so that it is determined that the starting condition for operating the starter motor 1 is satisfied, and the engine is considered to be running. During the predetermined time Ts, the drive signal Sd is set to the high level to turn on the switching element 13, thereby turning on the starter relay 5 and starting (cranking) the engine by the starter motor 1. Since the same signal is input to each of the ECUs 11 and 12, the microcomputer 21 of the slave ECU similarly determines whether the starting condition is satisfied.
[0052]
Here, assuming that the ECU 11 is a master ECU and the ECU 12 is a slave ECU, the microcomputer 21 of the ECU 12 that has become the slave ECU normally sets the output level of the drive inhibition command signal Sc to low level, By turning off 53, the drive inhibition signal from the output terminal STCO to the input terminal STCI of the master ECU 11 is set to the higher level (= battery voltage VB) which is the invalid level, but an abnormality has occurred in the master ECU 11. When this is detected, the output level of the drive prohibition command signal Sc is set to the high level, and the transistor 53 is turned on, so that the drive prohibition signal from the output terminal STCO to the input terminal STCI of the master ECU 11 is changed to the valid level. Set to low level (= approximately 0 V).
[0053]
In the present embodiment, as described above, the result of the determination by the monitoring microcomputer 37 of each of the ECUs 11 and 12 (whether or not the microcomputer 21 is operating normally) is periodically sent to the microcomputers 21 of the other ECUs. You will be notified. For this reason, when the microcomputer 21 of the slave ECU 12 detects that a program runaway or the like has occurred in the microcomputer 21 of the master ECU 11 based on the determination result of the monitoring microcomputer 37 of the master ECU 11, it determines that an abnormality has occurred in the master ECU 11. Then, the drive inhibition signal to the ECU 11 is set to a low level. The microcomputer 21 of the slave ECU 12 determines that the binary signal b2 from the buffer 33 is at a high level for a determination time Th (> Ts) longer than the predetermined time Ts (that is, the energization of the coil L of the starter relay 5). Is longer than the determination time Th), or the binary signal b2 from the buffer 33 is at a low level (that is, the starter relay 5) even though the above-described starting condition is satisfied. Is detected, it is determined that an abnormality has occurred in the master ECU 11, and the drive prohibition signal to the ECU 11 is set to a low level.
[0054]
Then, in the master ECU 11, the input voltage to the non-inverting input terminal of the comparator 59 becomes smaller than the threshold voltage Vth, and the comparator 59 draws a current from the resistor 43 side to reduce the input level of the inverting circuit 45. Since the driving signal Sd from the microcomputer 21 is at a high level, the switching element 13 is forcibly turned off since the driving signal Sd from the microcomputer 21 is at a low level.
[0055]
The microcomputer 21 of the slave ECU 12 forcibly prevents the switching element 13 from energizing the coil L of the starter relay 5 by setting the drive prohibition signal to the master ECU 11 to the low level as described above. Thereafter, the starter motor 1 is controlled based on the on / off state of the starter switch 7 and the neutral switch 9 using the switching element 13 of the slave ECU 12 instead of the ECU 11.
[0056]
In the first embodiment, each of the ECUs 11 and 12 corresponds to each of the plurality of control units, and the switching element (P-channel MOSFET) 13 provided in each of the ECUs 11 and 12 corresponds to the switching unit. I have.
In the engine start control device of the first embodiment as described above, each of the plurality of ECUs 11 and 12 is provided with a switching element 13 for turning on / off one starter relay 5. 12 controls the energization / de-energization of the coil L of the starter relay 5 by a switching element 13 provided in the ECU, thereby selectively controlling the start of the engine. I have.
[0057]
For this reason, even if one of the ECUs 11 and 12 fails (for example, the switching element 13 of the ECU or the microcomputer 21 as a control unit that outputs the drive signal Sd to the switching element 13) fails, another normal operation may occur. The starter motor 1 can be controlled by the ECU, and such a backup function can be realized without providing a starter relay for each of the ECUs 11 and 12. Thus, highly reliable engine start control can be realized at low cost without complicating the system.
[0058]
In particular, in the engine start control device according to the first embodiment, in one of the ECUs 11 and 12, an abnormality such as a program runaway occurs in the microcomputer 21 and the drive signal Sd from the microcomputer 21 to the switching element 13 becomes high level. Even if the abnormal condition occurs, by outputting a drive prohibition signal from another normal ECU to the ECU in which the abnormality has occurred, it is possible to prevent the coil L of the starter relay 5 from being energized. Can be. Therefore, it is possible to prevent the starter motor 1 from being kept operating due to an abnormality of the microcomputer 21 in any of the ECUs, and to reliably control the starter motor 1 by a normal ECU.
[0059]
Next, an engine start control device according to a second embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the same components and signals as those shown in FIG. 1 and FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
As shown in FIG. 2, the engine start control device of the second embodiment includes ECUs 15 and 16 instead of the ECUs 11 and 12 as compared with the engine start control device of the first embodiment shown in FIG. 1. I have.
[0060]
The ECUs 15 and 16 are different from the ECUs 11 and 12 in FIG. 1 in the following points (2-1) to (2-3) in terms of hardware. The ECUs 15 and 16 control fuel injection and ignition for each of the six cylinders of the V-type 12-cylinder engine, similarly to the ECUs 11 and 12 of the first embodiment. Although only the internal configuration of the ECU 15 is shown in FIG. 2, both the ECUs 15 and 16 have the same hardware configuration.
[0061]
(2-1): First, in the second embodiment, the end of the coil L of the starter relay 5 opposite to the neutral switch 9 side (hereinafter referred to as the downstream side of the coil L) is always at the ground potential. It is not connected, but is connected to the downstream output terminal STAR- provided in each of the ECUs 15 and 16.
[0062]
For this reason, in the second embodiment, the output terminals (corresponding to STAR in FIG. 1) of the ECUs 15 and 16 connected to the terminals of the neutral switch 9 on the side opposite to the coil L side are again set to the upstream side. It will be referred to as an output terminal STAR +.
(2-2): Each of the ECUs 15 and 16 is not provided with terminals STCI and STCO for inputting and outputting a drive inhibition signal.
[0063]
(2-3): Further, each of the ECUs 15 and 16 has a signal output means including a resistor 51 and an NPN transistor 53, and a drive prohibition including resistors 55, 57 and 63, a comparator 59, a capacitor 61, and a diode 65. No means is provided, and instead, a switching element 14 composed of an N-channel MOSFET whose drain is connected to the downstream output terminal STAR- and whose source is connected to the ground potential is provided. The switching element 14 is turned on when the downstream drive signal SdL from the microcomputer 21 is at a high level, and connects the downstream output terminal STAR- (that is, the downstream side of the coil L) to the ground potential.
[0064]
In the second embodiment, when the neutral switch 9 is turned on, the switching element 13 that connects or cuts off the battery voltage VB, which is the high potential side of the power supply, and one end of the coil L corresponds to the upstream switching means. The drive signal (corresponding to Sd in FIG. 1) output from the microcomputer 21 to drive the switching element 13 is referred to as the upstream drive signal SdH again. In the second embodiment, the switching element 14 corresponds to downstream switching means for communicating or blocking the ground potential, which is the low potential side of the power supply, and the other end (downstream side) of the coil L.
[0065]
That is, in the second embodiment, instead of providing the input / output terminals STCI and STCO of the drive inhibition signal in each of the ECUs 15 and 16, the switching element 14 for opening and closing the connection between the downstream side of the starter relay coil L and the ground potential is used. It is provided.
Next, the operation of the engine start control device according to the second embodiment having the above-described hardware configuration will be described. Here, only the portions different from the first embodiment will be described.
[0066]
First, when each of the ECUs 15 and 16 starts operating with the ignition switch turned on, the microcomputer 21 of the ECUs 15 and 16 sets the upstream drive signal SdH and the downstream drive signal SdL to low level in the master ECU. Then, both the switching element 13 and the switching element 14 are turned off. In the slave ECU, the microcomputer 21 sets the upstream drive signal SdH to low level to turn off the switching element 13, and sets the downstream drive signal SdL to high level to turn on the switching element 14. That is, immediately after each of the ECUs 15 and 16 starts operating, only the switching element 14 of the slave ECU is turned on.
[0067]
When the microcomputer 21 of the master ECU among the ECUs 15 and 16 determines that the start condition for operating the starter motor 1 is satisfied, the microcomputer 21 changes the upstream drive signal SdH to the high level for a predetermined time Ts when the engine is considered to be running. Then, the switching element 13 is turned on.
[0068]
For this reason, for example, if the ECU 15 is a master ECU and the ECU 16 is a slave ECU, if the starting condition is satisfied, the battery voltage VB line in the ECU 15 → the switching element 13 of the ECU 15 → the upstream output terminal of the ECU 15 A current flows through a route of “STAR + → neutral switch 9 → coil L → downstream output terminal STAR− of ECU16 → switching element 14 of ECU16 → ground potential line in ECU16”, and starter relay 5 is turned on.
[0069]
Here, the microcomputer 21 of the slave ECU determines that the binary signal b2 from the buffer 33 is at a high level for the determination time Th (> Ts) longer than the predetermined time Ts (that is, the signal to the coil L of the starter relay 5). When it is detected that the energization has continued for the determination time Th or more, the switching element 13 of the master ECU is determined to have a short-circuit failure (failure in the ON state), and the switching element 13 of the slave ECU that has been turned on until then is determined. The switching element 14 is turned off. This prevents the starter motor 1 from being kept operating.
[0070]
Thereafter, the microcomputer 21 of the slave ECU controls the starter motor 1 by turning on / off the switching element 14 of the ECU. That is, in this case, since the switching element 13 on the upstream side of the master ECU has a short-circuit failure, the starting of the engine is controlled by turning on / off the switching element 14 on the downstream side of the slave ECU. In this case, when the microcomputer 21 of the slave ECU detects that the starter switch is turned on based on the binary signal b1 from the buffer 31, the microcomputer 21 turns on the downstream switching element 14 for a predetermined time Ts when the engine is considered to be running. To start the engine. In this case, since the switching element 13 of the master ECU has a short-circuit failure, the microcomputer 21 of the slave ECU sets the binary signal b2 from the buffer 33 to a high level before turning on the switching element 14 on the downstream side. By confirming that the neutral switch 9 is on, it is possible to perform a preliminary confirmation that the neutral switch 9 is on. However, even if such a preliminary confirmation is not performed, the neutral switch 9 is originally provided in the coil L of the starter relay 5. There is no problem because no current flows unless the switch is turned on.
[0071]
In addition, the microcomputer 21 of the slave ECU determines that the binary signal b2 from the buffer 33 is at the low level (that is, the coil L of the starter relay 5 is energized, even though the starting condition is satisfied). Is detected, it is determined that an abnormality has occurred in which the switching element 13 of the master ECU is not turned on (an open failure of the switching element 13 itself in the master ECU or an abnormality of the microcomputer 21). The starter motor 1 is controlled by turning on / off the switching element 13 of the ECU.
[0072]
On the other hand, if an abnormality occurs in the slave ECU in which the switching element 14 is not turned on (open failure of the switching element 14 itself or abnormality of the microcomputer 21), the microcomputer 21 of the master ECU turns on the switching element 14 of the master ECU. Then, the starter motor 1 is controlled.
[0073]
According to the engine start control device of the second embodiment as described above, when a failure occurs in any of the ECUs 15 and 16, the starter motor 1 can be controlled by another normal ECU. Such a backup function can be realized without providing a starter relay for each of the ECUs 15 and 16. Thus, highly reliable engine start control can be realized at low cost without complicating the system.
[0074]
Also, in particular, in the engine start control device of the second embodiment, even if the upstream switching element 13 is short-circuited in one of the ECUs 15 and 16, the downstream switching element 14 in the other normal ECU is not affected. Is turned off, it is possible to prevent the coil L of the starter relay 5 from being kept energized. Thereafter, by turning on / off the switching element 14 of the normal ECU, the starter motor 1 is turned off. You can continue to control. Therefore, the fail-safe property against short-circuit failure of the switching element can be improved.
[0075]
Next, an engine start control device according to a third embodiment will be described.
First, FIG. 3 is a configuration diagram illustrating an engine start control device according to a third embodiment. Note that, in FIG. 3, the same components and signals as those shown in FIGS. 1, 2 and 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0076]
As shown in FIG. 3, the engine start control device according to the third embodiment includes ECUs 17 and 18 instead of the ECUs 15 and 16 as compared with the engine start control device according to the second embodiment shown in FIG. I have.
The ECUs 17 and 18 are different from the ECUs 17 and 18 of FIG. 2 in the following points (3-1) and (3-2) in terms of hardware. Each of the ECUs 17 and 18 controls fuel injection and ignition for every six cylinders of the V-type 12-cylinder engine, similarly to the ECUs of the first and second embodiments. Although FIG. 3 shows only the internal configuration of the ECU 17, both ECUs 17 and 18 have the same hardware configuration.
[0077]
(3-1): First, each of the ECUs 17 and 18 has a wiring 70 extending from a drain (corresponding to a current output terminal) of an upstream switching element (hereinafter also referred to as an upstream switching element) 13 to an anode of a diode 39. A high level (= 5 V) and a low level (=) depending on whether the voltage of the pull-down resistor 71 connected to the ground potential and the wiring 70 is higher than a predetermined determination voltage Vj (0 <Vj <VB). 0V), and an input buffer 73 for converting the signal into a binary upstream monitor signal SmH indicating any one of the values and inputting the signal SmH to the microcomputer 21 is added.
[0078]
(3-2): Further, each of the ECUs 17 and 18 has a drain (corresponding to a current pull-in terminal) of a downstream switching element (hereinafter also referred to as a downstream switching element) 14 and a downstream output terminal STAR-. A diode 75 connected between the downstream output terminal STAR- and the downstream switching means 14 with the current flowing in the forward direction, a wiring 74 from the cathode of the diode 75 to the drain of the downstream switching means 14, and a battery voltage. VB and a pull-up resistor 77 connected to VB, and a binary value indicating one of a high level and a low level depending on whether the voltage of the wiring 74 is higher than a determination voltage Vj (0 <Vj <VB). And an input buffer 79 for converting the signal into a downstream monitor signal SmL and inputting the signal SmL to the microcomputer 21.
[0079]
With the configurations (3-1) and (3-2), the failure determination of the switching elements 13 and 14 of the ECUs 17 and 18 is performed regardless of the on / off state of the switching elements 13 and 14 of the other ECUs. Can be implemented accurately.
That is, for example, in the ECU 17, even if the upstream switching element 13 of the ECU 18 is turned on, a current flows from the turned on upstream switching element 13 to the pull-down resistor 71 of the ECU 17 by the diode 39. Is prevented. Therefore, for example, in the ECU 17, if the upstream switching element 13 is off regardless of the on / off state of the upstream switching element 13 of the ECU 18, the voltage of the wiring 70 becomes 0 V by the pull-down resistor 71, and If the side switching element 13 is on, the voltage of the wiring 70 becomes almost the battery voltage VB.
[0080]
Therefore, the microcomputer 21 of each of the ECUs 17 and 18 reads, “If the upstream monitor signal SmH from the input buffer 73 is at a low level despite the fact that the upstream switching element 13 is driven, On the contrary, if the upstream monitor signal SmH from the input buffer 73 is at a high level even though the upstream switch 13 is not driven, the upstream switch 13 is short-circuited. It is possible to perform a failure determination such as "determining that the operation is performed" without being affected by the on / off state of the upstream switching element 13 of another ECU.
[0081]
Further, for example, in the ECU 17, even if the downstream switching element 14 of the ECU 18 is turned on, a current may flow out from the pull-up resistor 77 of the ECU 17 to the turned-on downstream switching element 14 by the diode 75. Is prevented by Therefore, for example, in the ECU 17, if the downstream switching element 14 is off regardless of the on / off state of the downstream switching element 14 of the ECU 18, the voltage of the wiring 74 becomes the battery voltage VB by the pull-up resistor 77, When the downstream switching element 14 is on, the voltage of the wiring 74 becomes almost 0V.
[0082]
Therefore, the microcomputer 21 of each of the ECUs 17 and 18 reads, “If the downstream monitor signal SmL from the input buffer 79 is at a high level despite the drive of the downstream switching element 14, the downstream switching element 14 has an open fault. On the other hand, if the downstream monitor signal SmL from the input buffer 79 is at a low level even though the downstream switching element 14 is not driven, the downstream switching means 14 It is possible to perform a failure determination such as "determine that the ECU is performing" without being affected by the on / off state of the downstream switching element 14 of another ECU.
[0083]
In the third embodiment, the diode 39 corresponds to an upstream diode, and the diode 75 corresponds to a downstream diode.
Next, the operation of the engine start control device of the third embodiment having the above-described hardware configuration will be described.
[0084]
First, also in the engine start control device of the third embodiment, each of the ECUs 17 and 18 is configured to switch between the master ECU and the slave ECU as in the first and second embodiments.
In the third embodiment, even when the ignition switch is turned off, the ECUs 17 and 18 maintain the battery voltage VB as an operating power supply via a power supply relay provided in the vehicle until all processes are completed. It is being supplied. That is, when each of the ECUs 17 and 18 detects that the ignition switch has been turned off based on an ignition switch signal (not shown), the ECUs 17 and 18 turn off the power supply relay corresponding to themselves after completing necessary processing and operate. It is designed to stop.
[0085]
Next, in the third embodiment, when the ECUs 17 and 18 start operating in response to the turning on of the ignition switch, the microcomputers 21 in both the ECUs 17 and 18 perform the initialization process by using the upstream drive signal SdH and the downstream drive signal SdH. The drive signal SdL is set to low level, and both the switching elements 13 and 14 are turned off.
[0086]
In the master ECU of the ECUs 17 and 18, when the microcomputer 21 detects that the starter switch 7 is turned on based on the binary signal b1 from the input buffer 31, at least the predetermined time Ts at which the engine is considered to be started is set. During this time, the downstream drive signal SdL is set to the high level to turn on the downstream switching element 14. Further, if the binary signal b3 from the input buffer 35 is at a low level immediately after the downstream switching element 14 is turned on, the microcomputer 21 of the master ECU determines that the neutral switch 9 is on, so that the starter motor 1 Is determined to be satisfied, and the upstream drive signal SdH is set to the high level to turn on the upstream switching element 13 for the predetermined time Ts, thereby turning on the starter relay 5. Then, the engine is started by the starter motor 1.
[0087]
For this reason, for example, if the ECU 17 is assumed to be the master ECU, if the starting condition is satisfied, "the battery voltage VB line in the ECU 17 → the switching element 13 of the ECU 17 → the diode 39 of the ECU 17 → the upstream output terminal STAR + → of the ECU 17 → The current flows through the path of the neutral switch 9 → the coil L → the downstream output terminal STAR− of the ECU 17 → the diode 75 of the ECU 17 → the switching element 14 of the ECU 17 → the ground potential line in the ECU 17 to turn on the starter relay 5. It becomes.
[0088]
On the other hand, when the microcomputer 21 of the slave ECU detects an abnormality in the microcomputer 21 of the master ECU through communication with the master ECU, the microcomputer 21 performs the same operation as the microcomputer 21 of the master ECU from the next operation start. The switching elements 17 and 18 of the ECU are driven to control the start of the engine.
[0089]
Next, a fail-safe function unique to the third embodiment will be described with reference to FIGS.
First, among the ECUs 17 and 18, the microcomputer 21 of the ECU that will become the master ECU in the next operation (hereinafter, referred to as a master ECU) detects that the ignition switch has been turned off, and then proceeds to FIG. The inspection process shown is executed, and thereafter, the power supply relay corresponding to the own ECU (hereinafter referred to as own ECU) is turned off to stop the operation.
[0090]
Here, when the microcomputer 21 of the master scheduled ECU starts the inspection processing of FIG. 4A, first, in S110, it is checked whether or not the upstream switching element 13 is normally turned on. More specifically, as shown in the second and fourth stages of FIGS. 5A and 5B, the upstream drive signal SdH is set to a high level for a certain period of time to drive the upstream switching element 13. At this time, if the upstream monitor signal SmH from the input buffer 73 is at a high level, it is determined to be normal, but if the upstream monitor signal SmH is at a low level, it is determined that the upstream switching element 13 has an open failure. I do.
[0091]
Then, in subsequent S120, it is checked whether or not the downstream switching element 14 is normally turned on. More specifically, as shown in the fifth and seventh stages of FIGS. 5A and 5B, the downstream drive signal SdL is set to a high level for a certain time to drive the downstream switching element 14, and At this time, if the downstream monitor signal SmL from the input buffer 79 is at a low level, it is determined to be normal, but if the downstream monitor signal SmL is at a high level, it is determined that the downstream switching element 14 has an open failure. I do.
[0092]
FIG. 5A shows a case where the downstream switching element 14 is normal and the upstream switching element 13 has an open failure. FIG. 5B shows a case where the upstream switching element 13 is normal. , The case where the downstream switching element 14 has an open failure.
[0093]
Next, in S130, it is determined whether or not an open failure has been detected by the operation check in S110 or S120. If an open failure has occurred, the content of the failure (that is, the upstream switching element 13 An open failure notification indicating which of the open switching failure and the downstream switching element 14 has an open failure is transmitted via a communication line 69 to an ECU that will become a slave ECU in the next operation (hereinafter, referred to as a scheduled slave ECU). Then, the process ends. Then, the open failure notification is received by the microcomputer 21 of the slave scheduled ECU. If it is determined in S130 that an open failure has not been detected, the process ends.
[0094]
In the third embodiment, the inspection process of FIG. 4A corresponds to a process as a preliminary inspection unit.
On the other hand, when the microcomputer 21 of the slave scheduled ECU starts operating in response to turning on of the ignition switch (note that at this time, the slave scheduled ECU is the slave ECU and the master scheduled ECU is the master ECU). As shown in), it is determined whether or not an open failure notification has been received from another ECU (that is, the current master ECU) during the previous operation (S210).
[0095]
If the open failure notification has not been received (S210: NO), the next process (various processes for engine control) is executed as it is, but if the open failure notification has been received (S210: YES), If the switching element in the ECU on the same side as the switching element indicated by the open failure notification (ie, the switching element having an open failure) (that is, the switching element notified of the failure from the master ECU is the upstream switching element 13, The upstream switching element 13 of the own ECU, and if the switching element notified of the failure is the downstream switching element 14, the downstream switching element 14 of the own ECU is replaced by the starter switch of the master ECU. A backup process controlled when the power is turned on is performed (S220).
[0096]
Here, this backup processing is performed according to the following procedures (a) and (b). (A) First, when the switching element notified of the open failure from the master ECU is the upstream switching element 13, the microcomputer 21 of the slave ECU performs the same procedure as the microcomputer 21 of the master ECU originally executes. It controls the upstream switching element 13 of the ECU (slave ECU).
[0097]
That is, if the binary signal b3 from the input buffer 35 is at a low level immediately after the microcomputer 21 of the slave ECU detects that the starter switch has been turned on, the neutral switch 9 is on, and the start condition is satisfied. And the upstream drive signal SdH is set to a high level to turn on the upstream switching element 13 for a predetermined time Ts, thereby turning on the starter relay 5 and starting the engine by the starter motor 1. Let it. In this case, when the microcomputer 21 of the master ECU detects that the starter switch is turned on, the microcomputer 21 turns on the downstream switching element 14 for a predetermined time Ts as in the normal state.
[0098]
Therefore, in this case, as shown in FIG. 5A, when the starter switch is turned on (when the starter switch signal Sg1 becomes high), the upstream switching element 13 of the slave ECU and the downstream switching of the master ECU are switched. When the element 14 is turned on, the coil L of the starter relay 5 is energized and the engine is started.
[0099]
(B) Next, when the switching element notified of the open failure from the master ECU is the downstream switching element 14, the microcomputer 21 of the slave ECU executes the same procedure as that originally performed by the microcomputer 21 of the master ECU. It controls the downstream switching element 14 of its own ECU (slave ECU).
[0100]
That is, when the microcomputer 21 of the slave ECU detects that the starter switch is turned on, the microcomputer 21 turns on the downstream switching element 14 for the fixed time Ts. In this case, when the microcomputer 21 of the master ECU detects that the starter switch is turned on, if the binary signal b3 from the input buffer 35 is at the low level, as in the normal state, the start condition is satisfied. By making a judgment, the upstream switching element 13 of the master ECU is turned on for a predetermined time Ts.
[0101]
Therefore, in this case, as shown in FIG. 5B, when the starter switch is turned on, the upstream switching element 13 of the master ECU and the downstream switching element 14 of the slave ECU are turned on. Electric power is supplied to the coil L of the starter relay 5 to start the engine.
[0102]
According to the engine start control device of the third embodiment as described above, a time lag is generated when the starter relay 5 is actually controlled even if one of the switching elements in each of the ECUs 17 and 18 has an open failure. Without this, the starter relay 5 can be immediately controlled by a normal switching element. Therefore, the startability does not deteriorate.
[0103]
Note that the inspection process of FIG. 4A may be executed immediately after the microcomputer of the master ECU starts operating in response to turning on of the ignition switch. However, in this case, if the inspection process is not performed within the shortest time after which the starter switch 7 is considered to be turned on after the ignition switch is turned on, control of the starter relay 5 may be delayed. Therefore, it is more advantageous to execute the inspection processing of FIG. 4A immediately before the end of the operation of the ECU or during the operation, since the time can be spared. In particular, the inspection processing of the third embodiment is advantageous. If executed immediately before the end of the operation of the ECU, it is more advantageous that the latest state can be inspected.
[0104]
In the third embodiment, the detection unit 13a built in the switching element 13 converts the drain voltage of the switching element 13 (= voltage of the wiring 70) into a binary signal in the same manner as the input buffer 73. The circuit has an overcurrent protection function of intermittently turning on / off the switching element 13 when the current flowing through the switching element 13 reaches a predetermined value to be determined as an overcurrent. Then, the input buffer 73 can be deleted, and the signal Sk from the detection unit 13a of the switching element 13 can be used as the upstream monitor signal SmH. That is, in this case, the signal Sk from the detection unit 13a of the switching element 13 becomes a pulse signal of a predetermined frequency due to the intermittent on / off when an overcurrent flows through the switching element 13, but in a normal state. This is because, like the upstream monitor signal SmH from the input buffer 73 described above, the switching element 13 is at a high level when the switching element 13 is on, and is at a low level when the switching element 13 is off.
[0105]
On the other hand, in each of the above embodiments, two ECUs are used as control means, but the number of ECUs may be three or more.
For example, in the first embodiment shown in FIG. 1, if there are N ECUs of 3 or more, the following configuration may be adopted.
[0106]
First, "N-1" input terminals STCI for inputting drive inhibition signals from the other ECUs to each ECU, and "N-" input terminals STCI for outputting drive inhibition signals to the other ECUs, respectively. And one output terminal STCO. Then, the terminals are connected to each other.
[0107]
In addition, each ECU is configured such that, when a drive prohibition signal from another ECU is input to any of the “N−1” input terminals STCI, the switching element 13 is forcibly turned off.
Further, in this case, any two of the N ECUs become each of the master ECU and the slave ECU described in the first embodiment, and each of the ECUs starts operating in response to, for example, turning on an ignition switch. It is sufficient that the master ECU and the slave ECU are switched to another ECU each time.
[0108]
Further, in the second embodiment of FIG. 2, there are N or more ECUs similar to the ECUs 15 and 16, or in the third embodiment of FIG. 3, there are three or more ECUs similar to the ECUs 17 and 18. If there are N items, the following configuration may be used.
[0109]
First, also in this case, the upstream output terminals STAR + of the ECUs are connected to each other, and the downstream output terminals STAR− of the ECUs are connected to each other.
Then, any two of the N ECUs become each of the master ECU and the slave ECU described in the second embodiment or the third embodiment, and the other ECUs use their own switching elements 13, 14 may be kept off, and the master ECU and the slave ECU may be switched to another ECU each time each of the ECUs starts operating, for example, when the ignition switch is turned on.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an engine start control device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an engine start control device according to a second embodiment.
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating an engine start control device according to a third embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing the contents of processing executed by an engine start control device according to a third embodiment.
FIG. 5 is a time chart illustrating an operation of the engine start control device according to the third embodiment.
FIG. 6 is a configuration diagram illustrating a conventional engine start control device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Starter motor, 3 ... Battery, 5 ... Starter relay, L ... Coil, 7 ... Starter switch, 9 ... Neutral switch, 11, 12, 15-18 ... Electronic control unit (ECU), 13 ... Switching element (P channel) MOSFETs), 14 switching elements (N-channel MOSFETs), 21 microcomputers, 23, 25, 29, 43, 51, 55, 57, 63, 71, 77 resistors, 27, 39, 41, 65, 75 diodes , 31, 33, 35, 73, 79 ... input buffer, 37 ... monitoring microcomputer, 45 ... inverting circuit, 53 ... NPN transistor, 59 ... comparator, 61 ... capacitor, 67 ... communication circuit, 69 ... communication line, 70, 74 ... wiring

Claims (6)

エンジンの始動を制御可能な複数の制御手段と、
前記エンジンを始動させるためのスタータモータにオンすることで電力を供給する1つのスタータリレーとを備え、
前記各制御手段には、前記スタータリレーのコイルへの通電/非通電を切り替えて該スタータリレーをオン/オフさせるためのスイッチング手段が夫々設けられており、
更に、前記各制御手段のうちの何れかが、その制御手段に設けられている前記スイッチング手段により前記コイルへの通電/非通電を制御して、前記エンジンの始動を択一的に制御すること、
を特徴とするエンジン始動制御装置。
A plurality of control means capable of controlling the start of the engine;
One starter relay that supplies power by turning on a starter motor for starting the engine,
Each of the control means is provided with a switching means for switching on / off the starter relay by switching energization / non-energization of a coil of the starter relay,
Further, any one of the control means controls the energization / de-energization of the coil by the switching means provided in the control means to selectively control the start of the engine. ,
An engine start control device characterized by the following.
請求項1に記載のエンジン始動制御装置において、
前記各制御手段は、他の制御手段が前記コイルへの通電を行うのを強制的に阻止可能に構成されていること、
を特徴とするエンジン始動制御装置。
The engine start control device according to claim 1,
Each of the control means is configured to be able to forcibly prevent other control means from energizing the coil,
An engine start control device characterized by the following.
請求項2に記載のエンジン始動制御装置において、
前記各制御手段は、他の制御手段からの駆動禁止信号が入力されると、当該制御手段の前記スイッチング手段を強制的に前記コイルへ通電しない方のオフ状態にさせる駆動禁止手段と、他の制御手段へ前記駆動禁止信号を出力するための信号出力手段とを備えていること、
を特徴とするエンジン始動制御装置。
The engine start control device according to claim 2,
When each of the control means receives a drive inhibition signal from another control means, the drive inhibition means for forcibly turning the switching means of the control means into an off state in which the coil is not energized, and Signal output means for outputting the drive inhibition signal to control means,
An engine start control device characterized by the following.
請求項1に記載のエンジン始動制御装置において、
前記各制御手段は、
前記スイッチング手段として、電源の高電位側と前記コイルの一端とを連通又は遮断する上流側スイッチング手段と、前記電源の低電位側と前記コイルの他端とを連通又は遮断する下流側スイッチング手段との、2つのスイッチング手段を夫々備えていること、
を特徴とするエンジン始動制御装置。
The engine start control device according to claim 1,
Each of the control means,
As the switching means, an upstream switching means for communicating or shutting off a high potential side of a power supply and one end of the coil, and a downstream switching means for communicating or shutting off the low potential side of the power supply and the other end of the coil. Having two switching means,
An engine start control device characterized by the following.
請求項4に記載のエンジン始動制御装置において、
前記各制御手段には、
前記コイルの一端に接続される上流側出力端子と、
前記コイルの他端に接続される下流側出力端子と、
前記上流側スイッチング手段のオン時に導通する該上流側スイッチング手段の2つの端子のうちで、前記電源の高電位側に接続された方とは反対側の端子(以下、電流出力端子という)と前記上流側出力端子との間に、前記上流側スイッチング手段から前記上流側出力端子への電流方向を順方向として接続された上流側ダイオードと、
前記上流側スイッチング手段の電流出力端子から前記上流側ダイオードのアノードへ至る配線と前記電源の低電位側との間に接続されたプルダウン用抵抗と、前記下流側スイッチング手段のオン時に導通する該下流側スイッチング手段の2つの端子のうちで、前記電源の低電位側に接続された方とは反対側の端子(以下、電流引込端子という)と前記下流側出力端子との間に、前記下流側出力端子から前記下流側スイッチング手段への電流方向を順方向として接続された下流側ダイオードと、
前記下流側ダイオードのカソードから前記下流側スイッチング手段の電流引込端子へ至る配線と前記電源の高電位側との間に接続されたプルアップ用抵抗と、
が夫々設けられていること、
を特徴とするエンジン始動制御装置。
The engine start control device according to claim 4,
In each of the control means,
An upstream output terminal connected to one end of the coil;
A downstream output terminal connected to the other end of the coil;
Of the two terminals of the upstream switching means that conduct when the upstream switching means is turned on, a terminal opposite to the terminal connected to the high potential side of the power supply (hereinafter referred to as a current output terminal) and An upstream diode connected between the upstream output terminal and a forward current direction from the upstream switching means to the upstream output terminal;
A pull-down resistor connected between a wiring from the current output terminal of the upstream switching means to the anode of the upstream diode and the low potential side of the power supply; Between the terminal connected to the lower potential side of the power supply (hereinafter referred to as a current pull-in terminal) and the downstream output terminal between the two terminals of the side switching means; A downstream diode connected with the current direction from the output terminal to the downstream switching means as a forward direction,
A pull-up resistor connected between a wiring from the cathode of the downstream diode to the current pull-in terminal of the downstream switching means and the high potential side of the power supply,
Are provided respectively,
An engine start control device characterized by the following.
請求項5に記載のエンジン始動制御装置において、
前記各制御手段のスイッチング手段のうち、次回のエンジン始動制御時に使用される予定の上流側スイッチング手段と下流側スイッチング手段とを、そのエンジン始動制御時が到来する前にそれぞれ別々に駆動して、その駆動した上流側スイッチング手段の電流出力端子に接続された前記配線の電圧に基づき該上流側スイッチング手段が正常にオンするか否かを判定すると共に、その駆動した下流側スイッチング手段の電流引込端子に接続された前記配線の電圧に基づき該下流側スイッチング手段が正常にオンするか否かを判定する事前検査手段を備え、
該事前検査手段により正常にオンしないと判定されたスイッチング手段(以下、故障スイッチング手段という)があった場合には、その故障スイッチング手段の代わりに、該故障スイッチング手段が設けられている制御手段とは別の制御手段に設けられている上流側スイッチング手段及び下流側スイッチング手段のうち、前記コイルに対して前記故障スイッチング手段と同じ側に設けられているスイッチング手段を使用して、前記エンジンの始動を制御するように構成されていること、
を特徴とするエンジン始動制御装置。
The engine start control device according to claim 5,
Of the switching means of each of the control means, the upstream switching means and the downstream switching means to be used at the time of the next engine start control are separately driven before the engine start control time arrives, Based on the voltage of the wiring connected to the current output terminal of the driven upstream switching means, it is determined whether or not the upstream switching means is normally turned on, and the current drawing terminal of the driven downstream switching means is determined. Preliminary inspection means for determining whether the downstream switching means is normally turned on based on the voltage of the wiring connected to the
If there is switching means (hereinafter referred to as failure switching means) determined not to be normally turned on by the preliminary inspection means, control means provided with the failure switching means instead of the failure switching means Starts the engine by using the switching means provided on the same side of the coil as the faulty switching means, of the upstream switching means and the downstream switching means provided in another control means. Is configured to control
An engine start control device characterized by the following.
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