(57)【要約】  【課題】  スタータ作動状態を検出する電圧検出回路を設けなくても、スタータの常時ＯＮ故障を精度良く診断できるようにする。  【解決手段】  スタータの常時ＯＮ故障の可能性がある状態（下り坂でない走行路で所定値以上のブレーキ力が働いているにも拘らず車速又はエンジン回転速度が所定値以上である状態）が所定時間以上継続するか否かで、スタータの常時ＯＮ故障の有無を判定する。（ステップ１０１〜１０４）。ここで、ブレーキ力が所定値以上であるか否かは、ブレーキペダル踏み込み量センサで検出したブレーキペダル踏み込み量が所定値以上であるか否かで判定したり、或は、ブレーキ液圧センサで検出したブレーキ液圧が所定値以上であるか否かで判定すれば良い。また、走行路が下り坂であるか否かは、走行路の傾斜角度又は車両の傾斜角度を検出する傾斜角度センサの出力信号に基づいて判定すれば良い。  【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンを始動させるスタータの故障を検出するスタータの故障検出装置において、
ブレーキ力を検出するブレーキ力検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、
前記ブレーキ力検出手段、前記車速検出手段及び前記エンジン回転速度検出手段の検出結果に基づいて所定値以上のブレーキ力が働いているにも拘らず車速又はエンジン回転速度が前記ブレーキ力に応じて低下しない状態が所定時間以上継続していると判断されたときに前記スタータが常時通電され続ける故障（以下「常時ＯＮ故障」という）が発生したと診断する故障診断手段と
を備えていることを特徴とするスタータの故障検出装置。
【請求項２】
走行路が下り坂であるか否かを判定する下り坂判定手段と、
前記下り坂判定手段の判定結果に基づいて走行路が下り坂であると判断されたときに前記故障診断手段による故障診断を禁止する故障診断禁止手段と
を備えていることを特徴とする請求項１に記載のスタータの故障検出装置。
【請求項３】
走行路の傾斜角度又は車両の傾斜角度を検出する傾斜角度センサを備え、
前記走行路勾配判定手段は、前記傾斜角度センサで検出した傾斜角度に基づいて走行路が下り坂であるか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載のスタータの故障検出装置。
【請求項４】
前記ブレーキ力検出手段は、ブレーキペダル踏み込み量又はブレーキ液圧を検出するセンサの出力に基づいてブレーキ力を検出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスタータの故障検出装置。
【請求項５】
前記故障診断手段は、前記スタータの常時ＯＮ故障を検出したときに該スタータへの通電を遮断することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のスタータの故障検出装置。
【請求項６】
エンジンのアイドル運転中に所定の自動停止条件が成立したときにアイドル運転を自動停止させ、この自動停止期間中に所定の自動始動条件が成立したときに前記スタータに通電してエンジンを自動始動させる自動停止始動制御手段を備え、
前記故障診断手段は、前記スタータの常時ＯＮ故障を検出したときに前記自動停止始動制御手段によるアイドル運転の自動停止を禁止することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のスタータの故障検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンを始動させるスタータの故障を検出するスタータの故障検出装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
停車中にエンジンのアイドル運転を自動停止させるアイドルストップシステムを搭載した車両においては、信号待ちや渋滞による停車回数の多い市街地走行時に、アイドルストップの回数が増えるため、アイドルストップ後にスタータに通電してエンジンを自動的に再始動させる回数も増加し、それに伴って、スタータの故障発生率が増加することは避けられない。しかも、アイドルストップ後の再始動時には、制御装置が自動的にスタータに通電するため、スタータ自体が故障していなくても、制御装置側が故障や誤動作して、スタータが常時通電され続ける故障（以下「常時ＯＮ故障」という）が発生する可能性を否定しきれない。
【０００３】
そこで、特許文献１（特開２００３−２０１９４３号公報）に示すように、スタータ駆動回路中の電圧をスタータ作動認識信号として検出し、スタータ作動認識信号の継続時間から判断されるスタータ作動時間が所定時間を上回り、且つ、エンジン回転速度が所定値を上回ったときに、スタータの常時ＯＮ故障と判断して、セーフティリレーをオフして、スタータへの通電を遮断するようにしたものがある。
【特許文献１】特開２００３−２０１９４３号公報（第２頁〜第３頁等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の技術では、スタータ駆動回路中の電圧をスタータ作動認識信号として検出する電圧検出回路を新たに追加する必要があり、製造コストが増加するという問題がある。しかも、電圧検出回路が故障した場合に、スタータが正常であっても、スタータの故障と誤診断されて、スタータによる始動が不可能になってしまう危険性がある。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、スタータ作動状態を検出する電圧検出回路を設けなくても、スタータの常時ＯＮ故障を精度良く診断でき、常時ＯＮ故障の誤診断防止と低コスト化の要求を満たすことができるスタータの故障検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、ブレーキ力を検出するブレーキ力検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段とを備えたシステムにおいて、これらの検出手段の検出結果に基づいて所定値以上のブレーキ力が働いているにも拘らず車速又はエンジン回転速度がブレーキ力に応じて低下しない状態が所定時間以上継続していると判断されたときにスタータが常時通電され続ける故障（以下「常時ＯＮ故障」という）が発生したと診断するようにしたものである。
【０００７】
つまり、走行中にブレーキ力が働けば、そのブレーキ力に応じて車速やエンジン回転速度が低下するのが正常な状態であるため、もし、ある程度大きなブレーキ力が働いているにも拘らず車速やエンジン回転速度がブレーキ力に応じて低下しない状態が続けば、スタータの駆動力がブレーキ力に逆らって働いているものと判断できる。この状態は、スタータの常時ＯＮ故障によって発生するため、この状態が所定時間以上継続したときにスタータの常時ＯＮ故障と診断するものである。このようにすれば、前記特許文献１のようなスタータ作動状態を検出する電圧検出回路を設けなくても、スタータの常時ＯＮ故障を精度良く診断でき、常時ＯＮ故障の誤診断を防止することができる。しかも、この故障診断に用いるブレーキ力検出手段、車速検出手段、エンジン回転速度検出手段は、他の制御のために車両に搭載されている各種のセンサを共用することができるため、現状の車両に対してハードウエアの変更を伴うことなく、ソフトウエアの変更のみで本発明の故障診断機能を搭載することが可能であり、低コスト化の要求も満たすことができる。
【０００８】
この場合、下り坂を走行するときには、スタータの常時ＯＮ故障が発生していなくても、車速やエンジン回転速度がブレーキ力に応じて低下しない状態が続くことがあるため、請求項２のように、走行路が下り坂であるか否かを下り坂判定手段により判定し、その結果、走行路が下り坂であると判断されたときには、故障診断を故障診断禁止手段により禁止するようにすると良い。このようにすれば、下り坂によるスタータの常時ＯＮ故障の誤診断を防止することができる。
【０００９】
また、請求項３のように、走行路の傾斜角度又は車両の傾斜角度を検出する傾斜角度センサを設け、この傾斜角度センサで検出した傾斜角度に基づいて走行路が下り坂であるか否かを判定するようにしても良い。これにより、下り坂を精度良く検出することができる。
【００１０】
また、請求項４のように、ブレーキペダル踏み込み量又はブレーキ液圧を検出するセンサの出力に基づいてブレーキ力を検出するようにしても良い。これにより、ブレーキ力を精度良く検出することができる。
【００１１】
更に、請求項５のように、スタータの常時ＯＮ故障を検出したときに該スタータへの通電を遮断するようにすると良い。これにより、スタータの常時ＯＮ故障によるブレーキ力低下を防止できると共に、スタータやバッテリを保護することができる。
【００１２】
以上説明した請求項１〜５に係る発明は、アイドルストップシステムの有無を問わず、あらゆる車両に適用できるが、アイドルストップシステムを搭載した車両に本発明を適用する場合は、請求項６のように、スタータの常時ＯＮ故障を検出したときに、自動停止始動制御手段によるアイドル運転の自動停止（アイドルストップ）を禁止するようにすると良い。これは、スタータの常時ＯＮ故障が発生しているときに、アイドル運転を自動停止すると、スタータの常時ＯＮ故障によりエンジンが回り続けたり、正常に再始動できなかったりする不具合が発生する可能性があるためである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、アイドルストップシステムを搭載した車両に適用して具体化した一実施例を説明する。
【００１４】
まず、図１に基づいてシステム全体の概略構成を説明する。ブレーキペダル踏み込み量センサ１１は、ブレーキペダルの踏み込み量に応じた信号を出力し、ブレーキ力検出手段として機能する。車速センサ１２は、車速に応じた信号を出力し、車速検出手段として機能する。傾斜角度センサ１３は、走行路の傾斜角度又は車両の傾斜角度に応じた信号を出力し、この傾斜角度センサ１３の出力信号に基づいて走行路が下り坂であるか否かが判定される（この機能が下り坂判定手段に相当する）。クランク角センサ１４は、エンジンのクランク軸が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力し、このパルス信号の間隔（パルス周波数）に基づいてエンジン回転速度が検出される（この機能がエンジン回転速度検出手段に相当する）。
【００１５】
これら各種のセンサ１１〜１４の出力信号は、制御装置１５に取り込まれる。この制御装置１５は、マイクロコンピュータを主体として構成され、エンジン運転状態に応じて点火装置１６や燃料噴射弁１７に制御信号を出力して、点火時期や燃料噴射量を制御する。また、この制御装置１５は、運転者がイグニッションキーをＯＮ位置からＳＴＡＲＴ位置に操作したときに、スタータ１８に通電してエンジンをクランキングして始動させる。
【００１６】
また、制御装置１５は、自動停止始動制御手段としても機能し、エンジン運転中に所定の自動停止条件（例えばスロットル全閉、アクセル全閉、停車中、エンジン回転速度が所定回転数以下等）が成立したときに、燃料噴射及び点火を停止してアイドル運転を自動停止させる。この自動停止期間中に、運転者が車両を発進させる操作（例えばアクセルペダルの踏み込み等）を行ったときに自動始動条件が成立して、スタータ１８に通電してエンジンを自動始動させる。
【００１７】
更に、制御装置１５は、エンジン運転中に図２の故障診断ルーチンを所定周期で実行することで、下り坂でない走行路で所定値以上のブレーキ力が働いているにも拘らず車速又はエンジン回転速度がブレーキ力に応じて低下しない状態が所定時間以上継続していると判断されたときにスタータ１８が常時通電され続ける故障（以下「常時ＯＮ故障」という）が発生したと診断する故障診断手段として機能する。以下、この図２の故障診断ルーチンの処理内容を説明する。
【００１８】
図２の故障診断ルーチンが起動されると、まずステップ１０１で、ブレーキ力が所定値以上であるか否かを、ブレーキペダル踏み込み量センサ１１で検出したブレーキペダル踏み込み量が所定値以上であるか否かによって判定する。この際、ブレーキペダル踏み込み量に代えて、ブレーキ液圧（マスタバック油圧）を圧力センサで検出して、このブレーキ液圧が所定値以上であるか否かで、ブレーキ力が所定値以上であるか否かを判定するようにしても良い。
【００１９】
このステップ１０１で、ブレーキ力が所定値未満と判定されれば、ステップ１０８に進み、「スタータ正常」の判定を維持して本ルーチンを終了する。これに対して、ステップ１０１で、ブレーキ力が所定値以上と判定されれば、ステップ１０２に進み、車速センサ１２で検出した車速が所定値以上であるか、又はエンジン回転速度が所定値以上であるか否かを判定し、「Ｎｏ」と判定された場合は、車速又はエンジン回転速度がブレーキ力に応じて低下していると判断して、ステップ１０８に進み、「スタータ正常」の判定を維持して本ルーチンを終了する。
【００２０】
一方、ステップ１０２で「Ｙｅｓ」と判定された場合は、車速又はエンジン回転速度がブレーキ力に応じて低下していないため、その原因が下り坂によるものか、スタータ１８の常時ＯＮ故障によるものかを判別するために、ステップ１０３に進み、傾斜角度センサ１３の出力信号に基づいて走行路が下り坂であるか否かを判定する。その結果、下り坂と判定された場合は、車速又はエンジン回転速度がブレーキ力に応じて低下しない理由が下り坂によるものと判断して、ステップ１０８に進み、「スタータ正常」の判定を維持して本ルーチンを終了する。
【００２１】
もし、上記ステップ１０３で、走行路が下り坂でないと判定された場合は、スタータ１８の常時ＯＮ故障の可能性があるため、ステップ１０４に進み、スタータ１８の常時ＯＮ故障の可能性がある状態（下り坂でない走行路で所定値以上のブレーキ力が働いているにも拘らず車速又はエンジン回転速度が所定値以上である状態）が所定時間以上継続したか否かを判定し、この状態が所定時間以上継続するまでは、「スタータ正常」の判定を維持する（ステップ１０８）。
【００２２】
そして、スタータ１８の常時ＯＮ故障の可能性がある状態が所定時間以上継続した時点で、ステップ１０５に進み、「スタータ常時ＯＮ故障」の判定を確定して、その故障情報を制御装置１５のバックアップＲＡＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリに記憶すると共に、警告ランプの点灯又は運転席のインストルメントパネルの表示部に警告表示する。そして、次のステップ１０６で、スタータ１８への通電を遮断した後、ステップ１０７に進み、アイドルストップ（アイドル運転の自動停止）を禁止して本ルーチンを終了する。
尚、ステップ１０２において、車速とエンジン回転速度のいずれか一方のみで判定するようにしても良い（車速とエンジン回転速度のいずれか一方の判定を省略しても良い）。      
【００２３】
以上説明した本実施例によれば、スタータ１８の常時ＯＮ故障の可能性がある状態（下り坂でない走行路で所定値以上のブレーキ力が働いているにも拘らず車速又はエンジン回転速度が所定値以上である状態）が所定時間以上継続するか否かで、スタータ１８の常時ＯＮ故障の有無を判定するようにしたので、前記特許文献１のようなスタータ作動状態を検出する電圧検出回路を設けなくても、スタータ１８の常時ＯＮ故障を精度良く診断でき、常時ＯＮ故障の誤診断を防止することができる。しかも、この故障診断に用いるブレーキ力、車速、エンジン回転速度を検出するセンサは、エンジン制御やアイドルストップ制御のために車両に搭載されている各種のセンサを共用することができるため、現状の車両に対してハードウエアの変更を伴うことなく、ソフトウエアの変更のみで本実施例の故障診断機能を搭載することが可能であり、低コスト化の要求も満たすことができる。
【００２４】
しかも、本実施例では、スタータ１８の常時ＯＮ故障を検出したときに、アイドルストップを禁止するようにしたので、アイドルストップ時にスタータ１８の常時ＯＮ故障によりエンジンが回り続けたり、正常に再始動できなかったりする不具合を未然に防止することができる。
【００２５】
尚、図１のシステム構成では、１つのスタータ１８で、キー操作による手動始動用のスタータとアイドルストップ用のスタータを兼用するようにしたが、手動始動用のスタータとアイドルストップ用のスタータとを別々に設けるようにしても良い。この場合は、上記実施例と同様の方法で、スタータの常時ＯＮ故障が検出されたときに、手動始動用のスタータとアイドルストップ用のスタータのいずれが常時ＯＮ故障しているか判別するために、いずれか一方のスタータへの通電を遮断して、再度、同様の故障診断を行うようにしても良く、その結果、アイドルストップ用のスタータの常時ＯＮ故障が判明した時のみ、アイドルストップを禁止するようにしても良い。
【００２６】
本発明は、アイドルストップシステムを搭載していない車両にも適用して実施でき、この場合には、図２の故障診断ルーチンのステップ１０７を省略すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例におけるシステム全体の概略構成を示すブロック図である。
【図２】故障診断ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２８】
１１…ブレーキペダル踏み込み量センサ（ブレーキ力検出手段）、１２…車速センサ（車速検出手段）、１３…傾斜角度センサ（下り坂判定手段）、１４…クランク角センサ（エンジン回転速度検出手段）、１５…制御装置（故障診断手段，自動停止始動制御手段）、１８…スタータ
【図１】
2006057525.tif 000003
【図２】
2006057525.tif 000004