(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンミテータに向かって押し付けられて該コンミテータに接触するブラシを有して構成されるスタータと、エンジンを自動停止させる処理を行い、該自動停止させる処理の後、前記スタータによるクランキングを行って前記エンジンを再始動させる処理を行う手段とを備える車両に適用され、
前記ブラシは、該ブラシのうち前記コンミテータと接触する面から該ブラシ側に離間した面が前記コンミテータに対して露出することで、前記ブラシに流れる電流の変動量を該露出前と相違させる機能を備えるものであり、
前記ブラシを流れる電流又はこれと相関を有するパラメータの値を検出する検出手段と、
前記クランキング時における前記検出手段の検出値の変動量に基づき、前記ブラシの劣化の有無を診断する処理を行う診断手段とを備え、
前記診断手段は、ドライバのイグニッションキーの操作によって前記エンジンが始動された後、前記再始動させる処理が複数回行われたと判断された場合、前記診断する処理を行うことを特徴とするスタータの異常診断装置。
【請求項２】
前記ブラシは、該ブラシのうち前記コンミテータと接触する面から該ブラシ側に離間した層の材質又は形状が他の部分の材質又は形状と相違するように構成されてなるものであることを特徴とする請求項１記載のスタータの異常診断装置。
【請求項３】
前記診断手段は、前記ブラシと前記コンミテータとの接触面の温度が基準となる温度になると想定される場合における前記検出手段の検出値の変動量に基づき、前記診断する処理を行うことを特徴とする請求項１又は２記載のスタータの異常診断装置。
【請求項４】
前記診断手段によって前記ブラシが劣化している旨診断された場合、その旨をドライバに報知する処理及び前記自動停止させる処理を禁止する処理のうち少なくとも一方を行う処理手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のスタータの異常診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンミテータに向かって押し付けられて該コンミテータに接触するブラシを有して構成されるスタータと、エンジンを自動停止させる処理を行い、該自動停止させる処理の後、前記スタータによるクランキングを行って前記エンジンを再始動させる処理を行う手段とを備える車両に適用されるスタータの異常診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、所定の停止条件が成立した場合にエンジンを自動停止させる処理を行い、その後所定の再始動条件が成立した場合にスタータによるクランキングを行ってエンジンを再始動させる処理を行ういわゆるアイドルストップ制御処理が知られている。ここでアイドルストップ制御処理が行われる車両においては、エンジンを再始動させるべくスタータの駆動頻度が増大することで、スタータのブラシの磨耗が促進される等、スタータの劣化が早まるおそれがある。
【０００３】
そこで、下記特許文献１に見られるように、スタータ駆動時間の積算値が所定の判定値以上になると判断された場合、エンジンを自動停止させる処理を停止させる技術も開示されている。これにより、スタータが劣化すると想定される前にアイドルストップ制御によるスタータの駆動を停止させることができ、スタータの劣化が早まる事態の回避を図ることが可能となる。なお、スタータに関する技術としては、例えば下記特許文献２に開示されているものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２６３２１０号公報
【特許文献２】特開２００３−２０６８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、スタータの劣化の有無を把握する上では、スタータのブラシの劣化の有無を適切に把握することが要求される。しかしながら、上記特許文献１記載の技術では、スタータの駆動時間の積算値を用いてスタータの劣化の有無について把握しているため、スタータの使用態様によっては、上記駆動時間が所定の判定値以上となる前にブラシが過度に磨耗している等、ブラシの劣化の有無についての把握精度が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、スタータの備えるブラシの劣化の有無を高精度に診断することのできるスタータの異常診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【０００８】
第１の発明は、コンミテータに向かって押し付けられて該コンミテータに接触するブラシを有して構成されるスタータと、エンジンを自動停止させる処理を行い、該自動停止させる処理の後、前記スタータによるクランキングを行って前記エンジンを再始動させる処理を行う手段とを備える車両に適用され、前記ブラシは、該ブラシのうち前記コンミテータと接触する面から該ブラシ側に離間した面が前記コンミテータに対して露出することで、前記ブラシに流れる電流の変動量を該露出前と相違させる機能を備えるものであり、前記ブラシを流れる電流又はこれと相関を有するパラメータの値を検出する検出手段と、前記クランキング時における前記検出手段の検出値の変動量に基づき、前記ブラシの劣化の有無を診断する処理を行う診断手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
上記発明におけるブラシは、ブラシのうちコンミテータと接触する面からブラシ側に離間した面がコンミテータに対して露出することで、ブラシに流れる電流の変動量を上記離間した面の露出前と相違させる機能を備えている。つまり、ブラシの磨耗が進行し、上記離間した面がコンミテータに対して露出すると、クランキング時においてブラシに流れる電流の変動量が変化することとなる。このため、上記発明では、ブラシを流れる電流又はこれと相関を有するパラメータの値を検出する検出手段の検出値の変動量に基づき、ブラシの劣化の有無を高精度に診断することができる。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記ブラシは、該ブラシのうち前記コンミテータと接触する面から該ブラシ側に離間した層の材質又は形状が他の部分の材質又は形状と相違するように構成されてなるものであることを特徴とする。
【００１１】
ブラシの材質が異なると、コンミテータとブラシとの摺動による上記接触する面における発熱度合い等が変化することに起因して、ブラシに流れる電流の変動量が変化する。また、コンミテータとブラシとの接触面の形状が異なると、コンミテータとブラシとの摺動による上記接触する面における発熱度合いや火花の発生態様等が変化することに起因して、ブラシに流れる電流の変動量が変化する。この点に鑑み、上記発明では、ブラシを上記態様のものとすることで、ブラシに流れる電流の変動量を相違させる機能をブラシに備えさせる。このため、ブラシの磨耗が進行し、上記離間した層がコンミテータに対して露出して接触すると、ブラシに流れる電流の変動量が変化することとなる。これにより、ブラシの劣化に伴ってブラシに流れる電流の変動量の相違を適切に生じさせることができる。
【００１２】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記診断手段は、ドライバのイグニッションキーの操作によって前記エンジンが始動された後、前記再始動させる処理が複数回行われたと判断された場合、前記診断する処理を行うことを特徴とする。
【００１３】
イグニッションキーの操作によってエンジンが停止されてからこのキーの操作によってエンジンが始動されるまでの経過時間が長いこと等に起因して、ブラシ表面に酸化皮膜が生成されることがある。ブラシ表面に酸化皮膜が生成されると、ブラシの電気抵抗が大きくなることに起因して、クランキング時にブラシに流れる電流の変動量が変化し、上記検出値の変動量に基づくブラシの劣化の有無についての診断精度が低下するおそれがある。ここでエンジンを再始動させる処理が行われると、コンミテータとブラシとの摺動によってブラシ表面の酸化皮膜が除去される。そして上記再始動させる処理の実行回数が多いと、酸化皮膜の除去度合いが大きくなる。この点に鑑み、上記発明では、エンジンを再始動させる処理が複数回行われたと判断された場合、上記診断する処理を行う。これにより、上記酸化皮膜に起因するブラシの劣化についての診断精度の低下を好適に抑制することができる。
【００１４】
第４の発明は、第１〜３のいずれか１つの発明において、前記診断手段は、前記ブラシと前記コンミテータとの接触面の温度が基準となる温度になると想定される場合における前記検出手段の検出値の変動量に基づき、前記診断する処理を行うことを特徴とする。
【００１５】
ブラシとコンミテータとの接触面の温度が変化することに起因して、ブラシに流れる電流の変動量が変化し得る。この場合、上記検出値の変動量に基づきブラシが劣化したか否かを適切に診断することができなくなるおそれがある。特にアイドルストップ制御が行われる車両においては、この制御によるスタータの使用態様によって検出手段の検出時における上記接触面の温度が異なりやすく、ブラシが劣化したか否かについての診断精度の低下が顕著となるおそれがある。
【００１６】
この点、上記発明では、ブラシとコンミテータとの接触面の温度が基準となる温度になると想定される場合における検出値の変動量に基づき、上記診断する処理を行う。このため、上記接触面の温度の変化に起因する診断精度の低下を好適に抑制することができる。
【００１７】
第５の発明は、第１〜４のいずれか１つの発明において、前記診断手段によって前記ブラシが劣化している旨診断された場合、その旨をドライバに報知する処理及び前記自動停止させる処理を禁止する処理のうち少なくとも一方を行う処理手段を更に備えることを特徴とする。
【００１８】
上記発明では、処理手段によって上記態様の処理を行うことで、ブラシが劣化した状態でスタータが継続して使用される事態を適切に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施形態にかかるシステム構成図。
【図２】一実施形態にかかるブラシの構成を示す図。
【図３】一実施形態にかかるブラシ材質を相違させた場合のバッテリ電圧及びスタータ電流の計測結果を示す図。
【図４】一実施形態にかかるブラシ劣化の有無の診断手法の概要を示す図。
【図５】一実施形態にかかるブラシ成型工程の概略を示す図。
【図６】一実施形態にかかるブラシ劣化診断処理の手順を示すフローチャート。
【図７】一実施形態にかかるブラシ劣化診断処理の一例を示すタイムチャート。
【図８】（ａ）はその他の実施形態にかかるブラシの構成を示す図。（ｂ）はブラシのＡ−Ａ断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明にかかる診断装置をエンジン及びスタータを備える車両に適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
図１に本実施形態にかかるシステム構成を示す。
【００２２】
図示されるように、スタータ１０は、ピニオン１２、このピニオン１２を押し出すための図示しないスイッチ部及びピニオン１２を回転駆動させるためのモータ部１４等を備えて構成されている。
【００２３】
上記モータ部１４は、電機子（アーマチャ１６）、ブラシ１８、及びアーマチャ１６に対して磁界（フィールド磁界）を生成するためのフィールドコイル２０等を備えて構成されるものである。アーマチャ１６は、回転軸２２、整流子（コンミテータ２４）及び図示しない電機子コア等を備えて構成されている。なお、上記電機子コアの外周に形成されたスロット内には、電機子コイルが設けられている。また、本実施形態では、ブラシ１８が複数対（例えば２対）設けられているが、図中、一対のみ記載している。
【００２４】
コンミテータ２４は、回転軸２２の一端にこの軸と絶縁されて固定された円柱状の部材であり、その外周に分割形成された複数のセグメント２４ａ及び各セグメント間を絶縁する樹脂からなる絶縁部２４ｂを備えて構成されている。コンミテータ２４は、フィールド磁界に対してアーマチャ１６が発生する磁界の極性を常に一定とすべく、上記電機子コイルに流れる電流を整流する機能を有する。
【００２５】
上記ブラシ１８は、スプリング２６によってコンミテータ２４に向かって押し付けられてコンミテータ２４に接触しており、バッテリ２８の電力をアーマチャ１６の電機子コイルに供給するための部材である。詳しくは、ブラシ１８は、略直方体の形状の部材であり、カーボン（黒鉛）及び金属（銅）からなる導電性を有するものである。なお、上記ブラシ１８について、その形状は全て同一であり、スプリング２６によってブラシ１８がコンミテータ２４に向かって押し付けられる力は全て同一となっている。また、ブラシ１８には、リード線２９（ピグテール）が設けられている。
【００２６】
モータ部１４とバッテリ２８との間には、モータ部１４への給電又は給電の停止を切り替えるためのスタータスイッチ３０及びリレー３２が設けられている。スタータスイッチ３０は、ドライバのイグニッションキー３４の回動操作等によってオン・オフが切り替えられるものである。なお、スタータスイッチ３０をオン・オフすべくドライバによって操作される部材としては、イグニッションキー３４のような回動操作式のものに限らず、例えばボタン式の操作部材であってもよい。
【００２７】
こうした構成において、スタータスイッチ３０及びリレー３２がオンされると、バッテリ２８を電力供給源として、リード線２９、ブラシ１８及びコンミテータ２４を介してアーマチャ１６内の電機子コイルに電流が流れる。電機子コイルに流れた電流は、コンミテータ２４を介してフィールドコイル２０に流れる。これにより、上記電機子コイルによって形成された磁界と、フィールドコイル２０によって形成されたフィールド磁界とが鎖交することで、回転軸２２に回転力が付与されてピニオン１２が回転駆動される。そして、エンジン３６のクランク軸３８に機械的に連結されたリングギア４０に向かってピニオン１２が押し出される状況下、モータ部１４によってピニオン１２が回転駆動されると、ピニオン１２がリングギア４０に噛み合わされてクランク軸３８に初期回転が付与される（クランキングが行われる）。なお、リレー３２等がオフされてバッテリ２８からモータ部１４への給電が遮断されると、ピニオン１２とリングギア４０との噛み合いが解除される。
【００２８】
スタータ１０を操作対象とする電子制御装置（以下、ＥＣＵ４２）は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。ＥＣＵ４２には、バッテリ２８の電圧を検出する電圧センサ４４や、スタータ１０に供給される（ブラシ１８に流れる）電流を検出する電流センサ４６等の出力信号が入力される。ＥＣＵ４２は、上記入力に応じて、上記各種の制御プログラムを実行することで、リレー３２等の通電操作によるスタータ１０の駆動制御処理や、アイドルストップ制御処理等を行う。
【００２９】
上記アイドルストップ制御処理は、所定の停止条件が成立する場合に図示しない燃料噴射弁からの燃料噴射の停止等によってエンジン３６を自動停止させる処理を行い、その後、所定の再始動条件が成立する場合にスタータ１０の駆動制御等によってエンジン３６を再始動させる処理である。
【００３０】
次に、図２〜図４を用いて、本実施形態にかかるブラシ劣化の有無の診断手法について説明する。なお、図２及び図４において、コンミテータ２４については、セグメント２４ａ及び絶縁部２４ｂの図示を省略しており、ブラシ１８については、複数個のブラシ１８のうち１つのみを図示している。
【００３１】
本実施形態にかかるブラシ１８は、ブラシ１８のうちコンミテータ２４と接触する面（接触面Ｓ）からブラシ１８側に離間した層（以下、磨耗検出部１８ａ）の材質が他の部分（以下、通常部１８ｂ）の材質と相違するように構成されてなるものとする。具体的には、上記磨耗検出部１８aの方が、通常部１８ｂよりもカーボンに対する銅の割合が低くなっている。そして、クランキング時において電圧センサ４４によって検出されるバッテリ電圧の変動量に基づき、ブラシ１８の劣化の有無を診断する。この診断手法は、ブラシ１８の材質が異なると、回転軸２２の回転によってコンミテータ２４とブラシ１８とが摺動することに伴う上記接触面Ｓの発熱度合い等が変化することに起因して、ブラシ１８を流れる電流（スタータ電流）の変動量が変化し、これによってバッテリ電圧の変動量が変化することに鑑みたものである。以下、図３を用いてブラシ材質の相違によるスタータ電流及びバッテリ電圧の変動量の変化について詳述した後、図４を用いてブラシ劣化の有無の診断手法について詳述する。
【００３２】
図３に、ブラシ材質を相違させた場合におけるスタータ電流及びバッテリ電圧の計測結果を示す。詳しくは、図３（Ａ）に、カーボンに対する銅の割合が高いブラシ（通常部１８ｂに相当）を用いた場合のスタータ電流及びバッテリ電圧の計測結果を示し、図３（Ｂ）に、カーボンに対する銅の割合が低いブラシ（磨耗検出部１８ａに相当）を用いた場合の計測結果を示す。
【００３３】
図３（Ａ）に示すように、スタータ電流の波形にはリプルが含まれる。すなわち、スタータ電流が変動する。これは、コンミテータ２４とブラシ１８とが摺動する場合において、セグメント２４ａから絶縁部２４ｂへとブラシ１８の接触状態が移行するときに火花が発生すること等によるものである。そしてスタータ電流が変動すると、バッテリ電圧が変動する。
【００３４】
一方、図３（Ｂ）に示すように、カーボンに対する銅の割合が低いブラシを用いた場合には、クランキング時においてスタータ電流の波形に含まれるリプルが大きくなる。すなわち、スタータ電流の変動量が大きくなる。これは、カーボンに対する銅の割合を低くすると、コンミテータ２４とブラシ１８との摺動によって発生する熱量が増大すること等に起因するものである。そして、スタータ電流の変動量が大きくなると、バッテリ電圧の変動量が大きくなる。
【００３５】
上述したブラシ材質の相違に基づくバッテリ電圧の変動量の変化を利用することで、ブラシ１８の劣化の有無を診断することが可能となる。詳しくは、図４に示すように、ブラシ１８の磨耗が進行していない正常時においては、ブラシ１８のうち通常部１８ｂがコンミテータ２４に接触することとなる。これに対し、ブラシ１８の磨耗が進行し、ブラシ１８のうち磨耗検出部１８ａがコンミテータ２４に接触すると、クランキング時におけるバッテリ電圧の変動量が大きくなる。すなわち本実施形態では、バッテリ電圧の変動量ΔＶが規定値Ｖα以下になると判断された場合、ブラシ１８が劣化していない旨診断し、バッテリ電圧の変動量ΔＶが上記規定値Ｖαを上回ると判断された場合、ブラシ１８が劣化した旨診断する。ここでバッテリ電圧の変動量ΔＶは、例えばクランキング時の所定期間において検出されたバッテリ電圧の最大値から最小値を減算した値として算出すればよい。
【００３６】
上記規定値Ｖαは、スタータ１０周囲の温度（エンジンルームの温度）が基準となる温度（基準温度）に設定される状況下、通常部１８ｂがコンミテータ２４に接触する場合に想定されるバッテリ電圧の変動量ΔＶよりもやや大きい値として設定される。ここで規定値Ｖαの設定に際し、温度に関する規定を設けるのは、ブラシ１８の劣化についての診断基準を定めるためである。つまり、スタータ１０周囲の温度が異なってブラシ１８とコンミテータ２４との接触面の温度が異なると、スタータ電流の変動量及びバッテリ電圧の変動量が変化する。このため、上記変動量と比較される規定値Ｖαの設定に際し、上記温度に関する規定を設けることで、ブラシ１８が劣化しているか否かの診断基準を定める。なお、上記基準温度は、例えばエンジン３６が暖機状態とされる場合のスタータ１０周囲の温度に設定すればよい。
【００３７】
ちなみに、磨耗検出部１８ａの厚さは、ブラシ１８とコンミテータ２４との接触面について、磨耗検出部１８ａがコンミテータ２４に対して露出してから極力早期に通常部１８ｂに戻すとの観点から定められる（例えば０．１〜０．５ｍｍ）。すなわち、磨耗検出部１８ａは、通常部１８ｂよりも薄いものとなっている。これは、磨耗検出部１８ａがコンミテータ２４に対して露出するとスタータ１０の特性が正常時の特性からずれるため、スタータ１０の特性を極力早期に正常時の特性に戻すためのものである。
【００３８】
次に、図５を用いて、本実施形態にかかるブラシ１８の成型工程について説明する。
【００３９】
まず、ブラシ１８の成型工程で用いられる装置について説明する。
【００４０】
上記装置は、プレス成型型を構成するダイス５０、上パンチ５２、下パンチ５４、カーボンに対する銅の割合が高い原料粉末（高銅成型粉）を充填するための高銅側フィーダ５６及びカーボンに対する銅の割合が低い原料粉末（低銅成型粉）を充填するための低銅側フィーダ５８等を備えて構成されている。詳しくは、ダイス５０、下パンチ５４等によって、ブラシ１８の原料粉末を加圧するための成型用空間Ｖが形成されている。
【００４１】
下パンチ５４は、成型用空間Ｖの下側に鉛直（上下）方向に移動可能に配置されており、上パンチ５２は、成型用空間Ｖの上側に鉛直（上下）方向に移動可能に配置されている。また、高銅側フィーダ５６及び低銅側フィーダ５８のそれぞれは、ダイス５０の上部を水平（左右）方向に移動可能に配置されている。なお、上パンチ５２には、成型用空間Ｖの原料粉末にリード線２９を挿入するための貫通孔が設けられている。
【００４２】
次に、本実施形態にかかるブラシ１８の成型工程について詳述する。
【００４３】
まず、工程１では、高銅側フィーダ５６を成型用空間Ｖの上部に位置させるべく右方向に移動させた後、高銅側フィーダ５６によって成型用空間Ｖに高銅成型粉を充填させる。
【００４４】
次に、工程２では、低銅側フィーダ５８によって成型用空間Ｖに低銅成型粉を充填させる。詳しくは、高銅側フィーダ５６を成型用空間Ｖの上部から左方向に移動させるとともに、低銅側フィーダ５８を成型用空間Ｖの上部に位置させるべく左方向に移動させる。この際、低銅成型粉を充填するための成型用空間Ｖを確保すべく、下パンチ５４を下方向に移動させる。そして、低銅側フィーダ５８によって成型用空間Ｖに低銅成型粉を充填させる。すなわち、成型用空間Ｖにおいて高銅成型粉の上部に層状に低銅成型粉が充填される。
【００４５】
続く工程３では、高銅側フィーダ５６によって成型用空間Ｖに再度高銅成型粉を充填させる。詳しくは、まず、低銅側フィーダ５８を成型用空間Ｖの上部から右方向に移動させるとともに、高銅側フィーダ５６を成型用空間Ｖの上部に位置させるべく右方向に移動させる。この際、高銅成型粉を充填するための成型用空間Ｖを確保すべく、下パンチ５４を下方向に移動させる。そして、高銅側フィーダ５６によって成型用空間Ｖに高銅成型粉を充填させる。すなわち、成型用空間Ｖにおいて低銅成型粉の上部に層状に高銅成型粉が充填される。
【００４６】
続く工程４では、成型用空間Ｖに充填された原料粉末を加圧成型する。詳しくは、高銅側フィーダ５６を成型用空間Ｖの上部から左方向に移動させた後、上パンチ５２を下方向に移動させるとともに、下パンチ５４を上方向に移動させる。これにより、成型用空間Ｖの原料粉末が加圧成型される。なお、上パンチ５２が下方向に移動することに伴い、上パンチ５２に形成された貫通孔を介して成型用空間Ｖ内の原料粉末にリード線２９が挿入される。
【００４７】
続く工程５では、加圧成型された原料粉末から延びるリード線２９を、カッター６０によって適切な長さで切断する。
【００４８】
そして工程６では、加圧成型された原料粉末を下パンチ５４の上昇によって取り出す。なお、その後加圧成型された原料粉末が所定の焼成工程及び切削加工工程を経ることで、ブラシ１８が完成する。
【００４９】
図６に、本実施形態にかかるブラシ劣化診断処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ４２によって、例えば所定周期で実行される。
【００５０】
この一連の処理では、まずステップＳ１０においてブラシ劣化ダイアグフラグＦの値が「０」に設定されているか否かを判断する。この処理は、ブラシ１８が既に劣化しているか否かを判断するためのものである。ここでブラシ劣化ダイアグフラグＦは、「１」によってブラシ１８が劣化していることを示し、「０」によって劣化していないことを示す。なお、上記ダイアグフラグＦの値は、ＥＣＵ４２の不揮発性メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ）に記憶され、その初期値は「０」に設定されている。
【００５１】
ステップＳ１０においてブラシ劣化ダイアグフラグＦが「０」であると判断された場合には、ブラシ１８が劣化していないと判断し、ステップＳ１２においてエンジン３６の自動停止を許可する。この処理は、エンジン３６を再始動することができなくなる事態を回避するためのものである。つまり、ブラシ１８が劣化している状況下においてエンジン３６を自動停止させた場合、その後再始動条件が成立する場合にスタータ１０によって適切にクランキングを行うことができず、エンジン３６を再始動させることができなくなるおそれがある。このため、自動停止を許可する処理を設けることで、エンジン３６を再始動することができなくなる事態の発生を回避する。
【００５２】
続くステップＳ１４では、エンジン３６の停止条件が成立したか否かを判断する。なお、本ステップにおいて停止条件が成立したと一旦判断された場合、エンジン３６の再始動が完了するまでは、本ステップにおいて肯定判断される。
【００５３】
ステップＳ１４において停止条件が成立していると判断された場合には、ステップＳ１６に進み、エンジン３６の再始動条件が成立したか否かを判断する。
【００５４】
ステップＳ１６において再始動条件が成立したと判断された場合には、ステップＳ１８に進み、クランキングを行うべくスタータ１０の駆動制御処理を行う。すなわち、バッテリ２８からスタータ１０へと給電が開始される。
【００５５】
続くステップＳ２０では、ブラシ劣化診断処理の診断実行条件が成立しているか否かを判断する。本実施形態では、診断実行条件を、以下の条件（Ａ）〜（Ｃ）の論理積が真であるとの条件とする。これら条件は、ブラシ１８の劣化についての診断精度の低下を回避するためのものである。
【００５６】
（Ａ）イグニッションキー３４の操作によってエンジン３６の初回の始動がなされてから第1の規定時間ＴＡ（例えば１０分）経過したとの条件：イグニッションキー３４の操作によってエンジン３６の初回の始動がなされると、スタータ１０周囲の温度は徐々に上昇し、エンジン３６が暖機状態にされると略安定する。ここでスタータ１０周囲の温度が異なってブラシ１８とコンミテータ２４との接触面の温度が変化することに起因して、スタータ電流の変動量が変化し、バッテリ電圧の変動量が変化する。このため、エンジン３６の初回の始動がなされてからスタータ１０周囲の温度が安定しない状況下において診断処理を実行すると、上記接触面の温度について、バッテリ電圧の検出時における温度と、規定値Ｖαを設定する際の上記基準温度に相当する温度とが大きくずれ得る。この場合、例えばブラシ１８が実際には劣化していないにもかかわらず劣化した旨診断される等、ブラシ１８の劣化の有無について誤診断されるおそれがある。このため、上記条件（Ａ）を設けることで、上記接触面の温度が基準温度になると想定される状況下における電圧センサ４４の検出値を診断に用い、ブラシ１８の劣化についての診断精度の低下を回避する。なお、上記第１の規定時間ＴＡは、例えばエンジン３６が暖機状態とされるまでに要する時間を予め実験等によって計測することで設定すればよい。
【００５７】
（Ｂ）イグニッションキー３４の操作によってエンジン３６の初回始動がなされた後、エンジン３６を再始動させる処理が複数回（例えば５回）行われたとの条件：イグニッションキー３４の操作によってエンジン３６が停止されてからイグニッションキー３４の操作によってエンジン３６の初回始動がなされるまでの経過時間が長いこと等に起因して、ブラシ１８の表面に酸化皮膜が生成されることがある。ブラシ１８の表面に酸化皮膜が生成されると、ブラシ１８の電気抵抗が大きくなること等に起因して、クランキング時におけるスタータ電流の変動量が変化することでバッテリ電圧の変動量ΔＶが変化し得る。この場合、バッテリ電圧の変動量ΔＶに基づくブラシ１８の劣化についての診断精度が低下するおそれがある。ここでエンジン３６を再始動させる処理によってクランキングが行われると、コンミテータ２４の摺動によってブラシ１８の表面の酸化皮膜が除去される。そして上記再始動させる処理の実行回数が多いと、酸化皮膜の除去度合いが大きくなる。このため、上記条件（Ｂ）を設けることで、ブラシ１８の表面に生成される酸化皮膜に起因するブラシ１８の劣化についての診断精度の低下を回避する。
【００５８】
（Ｃ）上記複数回（５回）目のエンジン３６を再始動させる処理が完了してから第２の規定時間ＴＢ経過したとの条件：エンジン３６を再始動させる処理によってクランキングが開始されると、コンミテータ２４とブラシ１８との摺動によってブラシ１８とコンミテータ２４との接触面の温度が上昇する。そしてその後、上記再始動させる処理の完了によってクランキングが停止されると、上記接触面の温度がスタータ１０周囲の温度に相当する温度に向かって徐々に低下する。ここでエンジン３６の再始動が完了してからの経過時間によっては、バッテリ電圧の検出時における上記接触面の温度が、上記規定値Ｖαを設定する際の上記基準温度に相当する温度から大きくずれることに起因して、ブラシ１８の劣化についての診断精度が低下するおそれがある。このため、上記条件（Ｃ）を設けることで、ブラシ１８の劣化についての診断精度の低下を回避する。なお、上記第２の規定時間ＴＢは、例えば、クランキングによって上昇した上記接触面の温度が基準温度に相当する温度まで低下するために要する時間を予め実験等によって計測することで設定すればよい。
【００５９】
ステップＳ２０において診断実行条件が成立していると判断された場合には、ステップＳ２２に進み、スタータ１０の駆動制御処理によってクランキングが行われる状況下において、バッテリ電圧の変動量ΔＶが規定値Ｖαを上回るか否かを判断する。
【００６０】
ステップＳ２２においてバッテリ電圧の変動量ΔＶが規定値Ｖαを上回ると判断された場合には、ブラシ１８が劣化している旨診断し、ステップＳ２４においてブラシ劣化ダイアグフラグＦの値を「１」に設定する。
【００６１】
上記ステップＳ２４においてブラシ劣化ダイアグフラグＦの値が「１」に設定される場合、その後上記ステップＳ１０においてブラシ劣化ダイアグフラグＦの値が「１」であると判断され、ステップＳ２６に進む。このため、上記ステップＳ１２の処理が行われないことからエンジン３６の自動停止が禁止される。
【００６２】
そしてステップＳ２６では、ブラシ１８が劣化している旨をドライバに報知する処理を行う。具体的には例えば、エンジンチェックランプ（故障警告灯）を点灯させること等によってドライバにその旨を報知すればよい。ちなみに、ブラシ劣化ダイアグフラグＦの値は、例えば修理工場においてブラシ１８が交換される等の補修が行われた後に初期化される（「０」に設定される）。
【００６３】
なお、上記ステップＳ１４、Ｓ１６、Ｓ２０、Ｓ２２において否定判断された場合や、ステップＳ２４、Ｓ２６の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【００６４】
図７に、本実施形態にかかるブラシ劣化診断処理の一例を示す。詳しくは、図７（ａ）に、イグニッションキー３４の操作状態の推移を示し、図７（ｂ）に、診断実行条件が成立するか否かの推移を示し、図７（ｃ）に、エンジン３６の再始動条件が成立するか否かの推移を示し、図７（ｄ）に、ブラシ１８とコンミテータ２４との接触面の温度の推移を示す。
【００６５】
図示されるように、時刻ｔ１において、ドライバのイグニッションキー３４の操作によってクランキングが行われることでエンジン３６の初回の始動がなされる。その後、エンジン３６の初回始動がなされてから第１の規定時間ＴＡが経過するタイミング（時刻ｔ２）以降であって且つ、複数回目の再始動処理が完了するタイミング（時刻ｔ３）から第２の規定時間ＴＢが経過するタイミング（時刻ｔ４）においてブラシ劣化診断処理の診断実行条件が成立する。そしてその後、時刻ｔ５において再始動条件が成立することで、クランキングが行われる状況下においてブラシ劣化診断処理が行われる。
【００６６】
このように、本実施形態では、バッテリ電圧の変動量ΔＶに基づくブラシ劣化診断処理を行うことで、ブラシ１８が劣化しているか否かを高精度に診断することができる。
【００６７】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００６８】
（１）磨耗検出部１８ａの方が通常部１８ｂよりもカーボンに対する銅の割合が低いブラシ１８を採用した。これにより、ブラシ１８が劣化した場合にバッテリ電圧の変動量ΔＶの相違を適切に生じさせることができる。
【００６９】
（２）クランキング時におけるバッテリ電圧の変動量ΔＶが規定値Ｖαを上回ると判断された場合、ブラシ１８が劣化している旨診断するブラシ劣化診断処理を行った。これにより、ブラシ１８が劣化しているか否かを高精度に診断することができる。
【００７０】
（３）上記条件（Ａ）〜（Ｃ）の論理積条件が真であると判断された場合、診断実行条件が成立したと判断し、ブラシ劣化診断処理を行った。これにより、ブラシ１８が劣化しているか否かをより高精度に診断することができる。
【００７１】
（４）ブラシ１８が劣化している旨診断された場合、その後のエンジン３６の自動停止を禁止するとともに、ブラシ１８が劣化している旨をドライバに報知する処理を行った。これにより、ブラシ１８が劣化した状態でスタータ１０が継続して使用される事態を回避することができ、ひいてはエンジン３６を再始動することができなくなる事態の発生を回避することができる。
【００７２】
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【００７３】
・バッテリ電圧の変動量ΔＶの算出手法としては、上記実施形態に例示したものに限らない。例えば、バッテリ電圧の変動周期毎の最大値から最小値を減算したり、上記最大値から最小値を減算した値を複数算出し、算出された複数の減算値の平均値を算出したりすることで上記変動量ΔＶを算出してもよい。
【００７４】
・ブラシ１８の劣化の有無を診断するためのパラメータとしては、バッテリ電圧の変動量ΔＶに限らず、例えば電流センサ４６によって検出されるスタータ電流の変動量を用いてもよい。
【００７５】
・ブラシ劣化診断処理の診断実行条件としては、上記実施形態に例示したものに限らない。例えば、エンジン３６の温度を検出するセンサ（例えばエンジン３６を冷却する冷却水の温度を検出する水温センサやエンジン３６の油温を検出する油温センサ）を備え、上記条件（Ａ）に代えて、上記センサによって検出された温度に基づきエンジン３６が暖機状態にされたと判断されるとの条件としてもよい。また例えば、上記条件（Ａ）〜（Ｃ）に加えて、上記診断処理を前回実行してからの車両の走行距離が規定距離以上になるとの条件を含めてもよい。これは、ブラシ１８の磨耗が直ぐには進行しないことに基づくものである。
【００７６】
・磨耗検出部１８ａと通常部１８ｂとの材質を相違させる手法としては、上記実施形態に例示したものに限らない。例えば、磨耗検出部１８ａのカーボンに対する銅の割合を、通常部１８ｂよりも高くしてもよい。この場合、磨耗検出部１８ａがコンミテータ２４に対して露出すると、バッテリ電圧の変動量ΔＶが小さくなる。このため、上記変動量ΔＶが規定値Ｖα以下になると判断された場合、ブラシ１８が劣化している旨診断されることとなる。
【００７７】
また例えば、通常部１８ｂとして所定の材質（カーボン及び銅）からなるものを用い、磨耗検出部１８ａとして、上記所定の材質に、この材質以外の材質（モリブデンや、銀、リン酸亜鉛等）を添加することで、通常部１８ｂと磨耗検出部１８ａとの材質を相違させてもよい。更に例えば、原料粉末である銅粉の粒度を通常部１８ｂ及び磨耗検出部１８ａのそれぞれで相違させることで、上記材質を相違させてもよい。これらの場合であっても、磨耗検出部１８ａ及び通常部１８ｂのそれぞれがコンミテータ２４と接触するとき、接触面における発熱度合いの変化等に起因してバッテリ電圧の変動量ΔＶが変化するため、ブラシ１８の劣化の有無を診断することができる。
【００７８】
・ブラシ１８のうちコンミテータ２４と接触する面からブラシ１８側に離間した面がコンミテータ２４に対して露出することで、スタータ電流の変動量を上記離間した面が露出する前と相違させる機能を備えるブラシ１８としては、材質を相違させるものに限らない。例えば、ブラシ１８のうちコンミテータ２４との接触面Ｓからブラシ１８側に離間した層の形状を他の部分の形状と相違するように構成されてなるブラシ１８としてもよい。具体的には例えば、図８（ａ）に示すように、同一の材質からなるブラシ１８について、ブラシ１８の側面（ブラシ１８のうち上記接触面Ｓと直行する面）の中央部に単一又は複数の窪み（図中、単一の窪みを例示）を形成させればよい。この場合であっても、ブラシ磨耗の進行により、図８（ｂ）に示すように窪みが形成された部分がコンミテータ２４に対して露出すると、ブラシ１８とコンミテータ２４との接触面の形状の変化によって火花の発生態様が変化することに起因して、バッテリ電圧の変動量ΔＶが変化する。なお、窪みが形成された部分がコンミテータ２４に対して露出してからスタータ１０の特性を極力早期に正常時の特性に戻すべく、窪み形状を過度に大きくしないことが望ましい。また、窪み形状に代えて、ブラシ１８の側面に貫通穴を形成させてもよい。
【００７９】
更に例えば、ブラシ磨耗の進行に伴い、スタータ１０に備えられるブラシ１８のうち一部のブラシ１８のコンミテータ２４に対する押し付け力が変化するような構成を採用することで、ブラシ磨耗の進行に伴いスタータ電流の変動量を相違させる機能をブラシ１８に備えるようにしてもよい。具体的には、上記一部のブラシ１８の長さを他のブラシ１８の長さよりも短くしつつ、ブラシが劣化するまでは上記一部のブラシ１８の押し付け力が他のブラシ１８の押し付け力と略同一となるような構成を採用すればよい。これは、押し付け力が変化すると、接触面における発熱度合いや、ブラシ１８とコンミテータ２４との接触状態の変化等に起因して、スタータ電流の変動量が変化すると考えられることに基づくものである。なおこの場合、ブラシ１８のうちコンミテータ２４と接触する面からブラシ１８側に離間した面とは、ブラシ磨耗が進行して短くなった上記一部のブラシ１８のうちコンミテータ２４と対向する面のことをいう。
【００８０】
・規定値Ｖαの設定手法としては、上記実施形態に例示したものに限らない。例えば、上記規定値Ｖαを、エンジン３６の温度（エンジン３６を冷却するための冷却水の温度やエンジン３６の油温）に基づき可変設定してもよい。これにより、エンジン３６が暖機状態とされる場合のエンジン３６の温度の相違を反映した適切な規定値Ｖαを設定することができる。
【００８１】
・ブラシ１８の劣化の有無の診断手法としては、上記実施形態に例示したものに限らない。例えば、バッテリ電圧の変動量ΔＶが規定値Ｖαを上回ると複数回判断された場合に、ブラシ１８が劣化している旨診断してもよい。これにより、信頼性の高い診断結果を得ることができる。また例えば、スタータ１０が出荷されてから間もない使用初期段階におけるバッテリ電圧の変動量をＥＣＵ４２の記憶手段（不揮発性メモリ等）に記憶し、その後実行される診断処理におけるバッテリ電圧の変動量と、記憶された上記変動量とに基づき、ブラシ１８が劣化しているか否かを診断してもよい。具体的には、バッテリ電圧の変動量が上記記憶された変動量から所定値以上乖離すると判断された場合、ブラシ１８が劣化している旨診断すればよい。
【符号の説明】
【００８２】
１０…スタータ、１８…ブラシ、１８ａ…磨耗検出部、１８ｂ…通常部、２４…コンミテータ、２６…スプリング、２８…バッテリ、３４…イグニッションキー、４２…ＥＣＵ（スタータの異常診断装置の一実施形態）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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