(57)【要約】【課題】エンジンの始動装置の故障と回転センサの故障とを区別して判定することができるようにする。【解決手段】故障検出装置１は、スタータスイッチ３０、スタータモータ３１及びスタータリレー３２からなる始動装置３を備える。故障検出装置１は、エンジンの回転を検知する回転センサ５と、吸気圧を検知する吸気圧センサ６と、回転センサ５及び吸気圧センサ６の検知結果に基づいてスタータモータ３１又はスタータリレー３２の故障と回転センサ５の故障とを判定する制御装置４とを備える。制御装置４は、エンジンの回転数が所定の回転数閾値未満で吸気圧の変動が所定の変動閾値以上の場合には、回転センサ５が故障していると判定する。制御装置４は、エンジンの回転数が所定の回転数閾値未満で吸気圧の変動が所定の変動閾値未満の場合には、スタータモータ３１又はスタータリレー３２が故障していると判定する。【選択図】図２
2018204567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの始動操作を行うためのスタータスイッチと、
電力供給を受けて前記エンジンのクランクシャフトを回転させるスタータモータと、
前記スタータスイッチにより前記エンジンの始動操作が行われた場合に前記スタータモータへの電力供給を可能にするスタータリレーと、
前記エンジンの回転を検知する回転センサと、
前記エンジンのシリンダ内へ吸引される空気の圧力である吸気圧を検知する吸気圧センサと、
前記回転センサ及び前記吸気圧センサの検知結果に基づいて、前記スタータモータ又は前記スタータリレーの故障と前記回転センサの故障とを判定する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記回転センサによって検知された前記エンジンの回転数が所定の回転数閾値未満で、且つ、前記吸気圧センサによって検知された前記吸気圧の変動が所定の変動閾値以上の場合には、前記回転センサが故障していると判定し、
前記回転センサによって検知された前記エンジンの回転数が所定の回転数閾値未満で、且つ、前記吸気圧センサによって検知された前記吸気圧の変動が所定の変動閾値未満の場合には、前記スタータモータ又は前記スタータリレーが故障していると判定することを特徴とする故障検出装置。
【請求項２】
前記スタータモータ又は前記スタータリレーの故障と、前記回転センサの故障とを区別して利用者へ通知する故障通知装置を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の故障検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等のエンジンの周辺機器の故障を検出するための故障検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等のエンジンの周辺機器には、エンジンを始動する始動装置やエンジンの回転を検知する回転センサ等がある。始動装置は、例えば、エンジンの始動操作を行うためのスタータスイッチと、電力供給を受けてエンジンのクランクシャフトを回転させるスタータモータと、スタータスイッチによる始動操作がされた場合にスタータモータへの電力供給を可能にするスタータリレーとを備える。しかしながら、周辺機器が故障すると、スタータスイッチを操作してもエンジンが始動しない場合がある。そこで、周辺機器の故障を検出することが要求されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、スタータモータの通電時にオンとなるスタートスイッチ（上記のスタータリレー）の故障を検知するエンジンのスタートスイッチの故障検知装置が開示されている。この故障検知装置は、エンジンが始動状態にあることをエンジン運転状態から判断する始動状態判断手段と、始動状態であると判断された場合にスタートスイッチがオフ状態であるとスタートスイッチはオフ故障したものと判断する故障判断手段とを有する。始動状態判断手段は、エンジンの回転数や車速に基づいて始動状態を判断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−３２１８０１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、エンジンの回転に基づいてエンジンの始動状態を判断し、その判断結果に基づいて周辺機器の故障を検出することとした場合、次のような問題がある。即ち、始動装置が故障すると、スタータスイッチを操作してもエンジンが始動しないことがある。一方、始動装置が故障していない場合に回転センサが故障すると、エンジンの回転を正常に検知することができなくなる。それゆえ、始動装置によりエンジンが始動したにもかかわらず、エンジンが始動していないと誤判断してしまうことがある。従って、エンジンの回転に基づいてエンジンが始動していないという判断結果を得た場合、故障した周辺機器が始動装置なのか回転センサなのかを区別することができない。
【０００６】
なお、上記特許文献１に記載の故障検知装置は、エンジンの始動状態に基づいてスタートスイッチ（スタータリレー）の故障を検知しているのみである。上記特許文献１には、故障した周辺機器が始動装置なのか回転センサなのかを区別する点については記載も示唆もされていない。
【０００７】
本発明は例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、エンジンの周辺機器の故障を判定するに当たり、始動装置の故障と回転センサの故障とを区別することができる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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の故障検出装置は、エンジンの始動操作を行うためのスタータスイッチと、電力供給を受けて前記エンジンのクランクシャフトを回転させるスタータモータと、前記スタータスイッチにより前記エンジンの始動操作が行われた場合に前記スタータモータへの電力供給を可能にするスタータリレーと、前記エンジンの回転を検知する回転センサと、前記エンジンのシリンダ内へ吸引される空気の圧力である吸気圧を検知する吸気圧センサと、前記回転センサ及び前記吸気圧センサの検知結果に基づいて、前記スタータモータ又は前記スタータリレーの故障と前記回転センサの故障とを判定する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記回転センサによって検知された前記エンジンの回転数が所定の回転数閾値未満で、且つ、前記吸気圧センサによって検知された前記吸気圧の変動が所定の変動閾値以上の場合には、前記回転センサが故障していると判定し、前記回転センサによって検知された前記エンジンの回転数が所定の回転数閾値未満で、且つ、前記吸気圧センサによって検知された前記吸気圧の変動が所定の変動閾値未満の場合には、前記スタータモータ又は前記スタータリレーが故障していると判定する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、エンジンの周辺機器の故障を判定するに当たり、始動装置の故障と回転センサの故障とを区別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例の故障検出装置が設けられたエンジンを示す説明図である。
【図２】本発明の実施例の故障検出装置等を示す回路図である。
【図３】本発明の実施例の故障検出装置における故障検出処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の他の実施例の故障検出装置等を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態の故障検出装置は、エンジンの始動操作を行うためのスタータスイッチと、電力供給を受けてエンジンのクランクシャフトを回転させるスタータモータと、スタータスイッチによりエンジンの始動操作が行われた場合にスタータモータへの電力供給を可能にするスタータリレーとを備えている。また、故障検出装置は、エンジンの回転を検知する回転センサと、エンジンのシリンダ内へ吸引される空気の圧力である吸気圧を検知する吸気圧センサと、回転センサ及び吸気圧センサの検知結果に基づいて、エンジンの周辺機器の故障を判定する制御装置とを備えている。
【００１２】
故障検出装置の制御装置は、回転センサによって検知されたエンジンの回転数が所定の回転数閾値未満で、且つ、吸気圧センサによって検知された吸気圧の変動が所定の変動閾値以上の場合には、回転センサが故障していると判定する。また、制御装置は、回転センサによって検知されたエンジンの回転数が所定の回転数閾値未満で、且つ、吸気圧センサによって検知された吸気圧の変動が所定の変動閾値未満の場合には、スタータモータ又はスタータリレーが故障していると判定する。
【００１３】
エンジンの周辺機器には、例えば、スタータモータやスタータリレー等のエンジンの始動装置や、エンジンの回転センサ等がある。制御装置は、エンジンの回転数だけでなく、エンジンの吸気圧の変動を考慮して、エンジンの周辺機器の故障を判定している。従って、本発明の実施形態の故障検出装置によれば、エンジンの始動装置の故障と、エンジンの回転センサの故障とを区別して判定することができる。これにより、利用者は、どの周辺機器が故障しているかを正確、且つ、迅速に確認することができ、故障した周辺機器の修理を迅速に行うことができる。
【００１４】
エンジンの回転数が所定の回転数閾値未満の場合、始動装置又は回転センサの故障が疑われる。ここで、吸気圧の変動が所定の変動閾値以上の場合には、エンジンの始動操作に応じてスタータモータが駆動し、スタータモータによりクランクシャフトが回転し、これにより、ピストンが下降してシリンダ室内が負圧となり、その結果、空気がシリンダ内へ吸引されることで吸気圧に変動が生じていると考えられる。従って、この場合には、始動装置は故障していないと考えられる。それにもかかわらず、エンジンの回転数が所定の回転数閾値未満であるので、回転センサが故障していると判定することができる。
【００１５】
また、エンジンの回転数が所定の回転数閾値未満で、且つ、吸気圧の変動が所定の変動閾値未満の場合には、エンジンの始動操作に応じてクランクシャフトが回転しておらず、それゆえ、空気がシリンダ内へ吸引されずに吸気圧に変動が生じていないと考えられる。従って、この場合には、エンジンの始動操作に応じてスタータモータが駆動していないと考えられるので、始動装置が故障していると判定することができる。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明の実施例の故障検出装置１が設けられたエンジン２を示し、図２は、当該故障検出装置１及びバッテリ８等を含む回路を示している。
【００１７】
故障検出装置１は、例えば、始動装置３と、制御装置４と、回転センサ５と、吸気圧センサ６と、故障通知装置７とを備えている。なお、始動装置３及び回転センサ５は、故障検出装置１による故障検出処理の対象となる周辺機器である。
【００１８】
エンジン２は、例えば、自動二輪車に設けられている。エンジン２は、図１に示すように、クランクケース１０と、クランクケース１０に設けられたシリンダ１１と、シリンダ１１に設けられたシリンダヘッド１２とを備えている。シリンダヘッド１２に設けられた吸気口１９及び排気口２０には、吸気管１３及び排気管１４がそれぞれ接続されている。
【００１９】
クランクケース１０内には、クランクシャフト１５が回転可能に設けられ、シリンダ１１内には、ピストン１６が摺動可能に設けられている。クランクシャフト１５とピストン１６とは、コネクティングロッド１７を介して接続されていて、クランクシャフト１５の回転とピストン１６の摺動とは連動している。クランクシャフト１５には、ロータ１８が一体的に取り付けられていて、例えば、ロータ１８の外周面には、突起部が設けられている。
【００２０】
また、クランクケース１０には、クランクシャフト１５の回転、即ち、エンジン２の回転を検知する回転センサ５が設けられる。回転センサ５は、例えば、電磁式のクランク角センサで構成されてよく、クランク角センサは、センサ用電磁コイル５ａを備えていて、クランクシャフト１５のロータ１８の外周面に対向して設けられる。クランク角センサでは、回転するロータ１８の突起部が通過する毎にセンサ用電磁コイル５ａに流れる電流が変動し、この電流の変動を検出することでクランク角（エンジン２の回転）を検知する。あるいは、回転センサ５としてカムポジションセンサを利用してもよい。
【００２１】
シリンダヘッド１２には、吸気口１９を開閉する吸気バルブ２１と、排気口２０を開閉する排気バルブ２２とが設けられる。吸気管１３には、吸気口１９に向かう吸気方向において下流側に、吸気口１９に向けて燃料を噴射するインジェクタ２３が設けられ、この吸気方向において上流側に、吸気口１９に向けて供給される空気の量を調節するバルブを有するスロットル２４が設けられる。
【００２２】
また、吸気管１３には、吸気方向においてインジェクタ２３とスロットル２４との間に、吸気管１３内の吸気圧、即ち、エンジン２のシリンダ１１内へ吸引される空気の圧力である吸気圧を検知する吸気圧センサ６が設けられる。吸気圧センサ６によれば、吸気圧の所定時間における変動を検知することができる。この所定時間は、例えば、エンジン２の始動時に始動装置３のスタータモータ３１の駆動によってクランクシャフト１５を回転させる時間であって、故障検出処理に要する時間である。
【００２３】
図２に示すように、始動装置３は、スタータスイッチ３０と、スタータモータ３１と、スタータリレー３２とを備えている。
【００２４】
スタータスイッチ３０は、利用者によるエンジン２の始動操作を行うためのスイッチであり、イグニッションキーを用いたスイッチでもよく、あるいはプッシュボタンを用いたスイッチでもよい。
【００２５】
スタータモータ３１は、エンジン２のクランクシャフト１５に接続されていて、バッテリ８からの電力供給を受けたときに駆動してクランクシャフト１５を回転させる。
【００２６】
スタータリレー３２は、バッテリ８とスタータモータ３１との間に設けられていて、スタータスイッチ３０による始動操作に応じて、バッテリ８からスタータモータ３１への電力供給を切り換えるように構成される。スタータリレー３２は、例えば、リレー用電磁コイル３２ａと、可動接点及び固定接点からなるリレー用スイッチ３２ｂとで構成される。
【００２７】
リレー用電磁コイル３２ａは、スタータスイッチ３０による始動操作が行われたときに制御装置４に制御されて、バッテリ８からの電流が流れて電磁力を発生する。リレー用スイッチ３２ｂは、バッテリ８とスタータモータ３１との間に設けられていて、可動接点と固定接点との接続及び遮断、即ち、オン状態とオフ状態とを切り換えることでスタータモータ３１への電力の供給と遮断とを切り換える。そして、リレー用スイッチ３２ｂは、電磁力が発生していない場合にはオフ状態を維持するが、リレー用電磁コイル３２ａに電磁力が発生した場合にはオン状態に切り換えられてスタータモータ３１への電力供給を可能にする。
【００２８】
制御装置４は、エンジン２を制御するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）である。制御装置４は、故障検出装置１による故障検出処理を制御する機能も有する。制御装置４には、始動装置３のスタータスイッチ３０及びスタータリレー３２と、回転センサ５と、吸気圧センサ６と、故障通知装置７と、バッテリ８とが接続されている。
【００２９】
故障通知装置７は、エンジン２の周辺機器の故障を利用者へ通知するインジケータであり、例えば、スピードメータ等の計器の近傍に設けられる。故障通知装置７は、例えば、始動装置３のスタータモータ３１又はスタータリレー３２の故障通知用のインジケータと、回転センサ５の故障通知用のインジケータとを別個に備えてもよい。あるいは、故障通知装置７は、１つのインジケータの表示方法、例えば、点滅と点灯との切り換えや、インジケータを構成するＬＥＤの表示色の切り換えによって、故障した周辺機器を区別して通知してもよい。
【００３０】
次に、故障検出装置１による故障検出処理について図３のフローチャートを参照しながら説明する。この故障検出処理は、エンジン２の始動操作時に実行される。
【００３１】
エンジン２を始動するためにスタータスイッチ３０による始動操作が行われると（ステップＳ１）、スタータスイッチ３０から制御装置４へ始動信号が入力される。制御装置４は、始動信号に応じて、スタータモータ３１を駆動させるために、リレー用電磁コイル３２ａに電流が流れるようにスタータリレー３２を始動制御する（ステップＳ２）。なお、エンジン２の始動操作時には、回転センサ５によるエンジン２の回転の検知及び吸気圧センサ６による吸気圧の検知も開始し、これらの検知結果は、制御装置４に入力される。
【００３２】
制御装置４は、スタータリレー３２を始動制御している間、回転センサ５で検知されたエンジン２の回転数が所定の回転数閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。回転数閾値としては、例えば、アイドリング時の回転数が設定される。
【００３３】
エンジン２の回転数が所定の回転数閾値以上である場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、エンジン２が始動してクランクシャフト１５が回転していると考えられるので、始動装置３も回転センサ５も故障していないと判定することができる。そのため、制御装置４はスタータリレー３２の始動制御を終了して（ステップＳ４）、故障検出処理が終了する。
【００３４】
一方、エンジン２の回転数が所定の回転数閾値未満である場合（ステップＳ３：ＮＯ）、始動装置３又は回転センサ５が故障していると考えられる。そこで、制御装置４は、吸気圧センサ６で検知されたエンジン２の吸気圧の変動が所定の変動閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ５）。
【００３５】
エンジン２の吸気圧の変動が所定の変動閾値以上である場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、エンジン２の始動操作に応じてスタータモータ３１が駆動し、スタータモータ３１によりクランクシャフト１５が回転し、これにより、ピストン１６が下降してシリンダ１１室内が負圧となり、その結果、空気がシリンダ１１内へ吸引されることで吸気圧に変動が生じていると考えられる。従って、この場合には、始動装置３は故障していないと考えられる。それにもかかわらず、エンジン２の回転数が所定の回転数閾値未満であるので、回転センサ５が故障していると考えられる。そこで、制御装置４は、スタータリレー３２の始動制御を終了して（ステップＳ６）、回転センサ５が故障していると判定する（ステップＳ７）。そして、制御装置４は、回転センサ５の故障を通知するように故障通知装置７を制御して（ステップＳ８）、故障検出処理が終了する。
【００３６】
また、エンジン２の吸気圧の変動が所定の変動閾値未満である場合（ステップＳ５：ＮＯ）、エンジン２の始動操作に応じてクランクシャフト１５が回転しないため、空気がシリンダ１１内へ吸引されずに吸気圧に変動が生じていないと考えられる。従って、この場合には、エンジン２の始動操作に応じてスタータモータ３１が駆動していないので、始動装置が故障していると考えられる。そこで、制御装置４は、スタータリレー３２の始動制御を終了して（ステップＳ９）、始動装置３のスタータモータ３１又はスタータリレー３２が故障していると判定する（ステップＳ１０）。そして、制御装置４は、始動装置３の故障を通知するように故障通知装置７を制御して（ステップＳ１１）、故障検出処理が終了する。
【００３７】
以上説明した通り、本発明の実施例の故障検出装置１によれば、制御装置４は、エンジン２の回転数だけでなく、吸気圧の変動を考慮して、エンジン２の周辺機器の故障を判定している。従って、エンジン２の始動装置３のスタータモータ３１又はスタータリレー３２の故障と、エンジン２の回転センサ５の故障とを区別して判定することができる。これにより、利用者は、どの周辺機器が故障しているかを正確、且つ、迅速に確認することができ、故障した周辺機器の修理を迅速に行うことができる。
【００３８】
また、本発明の実施例の故障検出装置１によれば、始動装置３のスタータモータ３１又はスタータリレー３２の故障と、回転センサ５の故障とを区別して利用者へ通知する故障通知装置７を更に備えている。これにより、利用者は、どの周辺機器が故障しているかを容易に確認することができる。
【００３９】
なお、上述した実施例では、始動装置３のスタータスイッチ３０とスタータリレー３２とが個々に制御装置４に接続されて、スタータリレー３２のリレー用電磁コイル３２ａが制御装置４による始動制御を受ける例を説明したが、本発明はこの例に限定されない。
【００４０】
例えば、図４に示すように、スタータリレー３２は、リレー用電磁コイル３２ａがスタータスイッチ３０に直接的に接続されて、スタータスイッチ３０による始動操作に直接的に応じてリレー用電磁コイル３２ａに電流が流れるように構成されてもよい。これにより、制御装置４による制御の負荷を軽減し、より簡易な構成でエンジン２の始動装置３を構成することができる。
【００４１】
また、上述した実施例では、故障検出装置１は、エンジン２の始動状態を検出する回転センサ５以外の装置として、吸気圧センサ６を利用する例を説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、吸気圧センサ６を、エンジン２の始動時の吸気の変化を検知する他の検知装置に代えてもよい。このような他の検知装置として、エンジン２に吸入される空気量を測定するエアフローメータが挙げられる。
【００４２】
また、上述した実施例では、エンジン２の被駆動体として自動二輪車等の車両を例にあげたが、被駆動体は、自動三輪車、自動四輪車等の他の車両でもよいし、車両に限らず船舶でもよい。
【００４３】
また、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う故障検出装置もまた本発明の技術思想に含まれる。
【符号の説明】
【００４４】
１  故障検出装置
２  エンジン
３  始動装置
４  制御装置
５  回転センサ
６  吸気圧センサ
７  故障通知装置
８  バッテリ
１５  クランクシャフト
３０  スタータスイッチ
３１  スタータモータ
３２  スタータリレー
【図１】
2018204567.tif 000003
【図２】
2018204567.tif 000004
【図３】
2018204567.tif 000005
【図４】
2018204567.tif 000006