(57)【要約】【課題】車両の内燃機関制御装置に装備することが可能であり、内燃機関の始動毎に状態を検査することが可能な内燃機関始動系の異常検出装置を得る。【解決手段】内燃機関の回転の開始と回転速度とをクランク角センサ１２が検出し、始動電動機２に電源が接続されたことを内燃機関制御用ＣＰＵ４が検出し、双方の出力から始動系検査用ＣＰＵ６が、電源が始動電動機２に接続された後の内燃機関の動作状態を複数の区間に分けて区分すると共に、この動作状態毎の動作継続時間と、動作状態毎の電源電圧の平均値とを計測し、この計測結果に基づき、始動系検査用ＣＰＵ６が内燃機関始動系の異常の有無と異常の内容とを判定するようにしたものである。【選択図】　　　　図１
2004116306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の回転開始と回転速度とを検出する回転速度検出手段、前記内燃機関の始動用電動機に電源が接続されたことを検出する始動信号検出手段、前記回転速度検出手段の出力と前記始動信号検出手段の出力とから、前記電源が前記始動用電動機に接続された後の前記内燃機関の動作状態を複数の区間に分けて判定する動作状態判定手段、前記動作状態判定手段が判定する前記内燃機関の動作状態毎の動作継続時間を計測する計時手段、前記内燃機関の動作状態毎の電源電圧を計測する電圧計測手段、前記内燃機関の動作状態毎の前記動作継続時間と動作状態毎の前記電源電圧とから始動系の異常状態を判定する異常判定手段を備えたことを特徴とする内燃機関始動系の異常検出装置。
【請求項２】
前記動作状態判定手段が判定する前記内燃機関の複数の動作状態が、前記始動用電動機に電源を投入してから前記内燃機関が回転を開始するまでの区間と、前記内燃機関が回転を開始してから自立運転を開始するまでの区間と、自立運転を開始してから前記始動用電動機の電源が遮断されるまでの区間とに区分されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関始動系の異常検出装置。
【請求項３】
前記電圧計測手段が計測する動作状態毎の電源電圧が、区分された各動作状態の区間における電源電圧の平均値であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関始動系の異常検出装置。
【請求項４】
前記内燃機関の運転制御を行う内燃機関制御手段を備えており、前記異常判定手段が判定に使用する回転情報や電圧情報が、前記内燃機関制御手段からの情報であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の内燃機関始動系の異常検出装置。
【請求項５】
前記内燃機関の冷却水温を計測する水温センサを備えており、少なくとも前記動作状態毎の動作継続時間が前記冷却水温により補正されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の内燃機関始動系の異常検出装置。
【請求項６】
前記内燃機関の潤滑用の油温を計測する温度センサを備えており、少なくとも前記動作状態毎の動作継続時間が前記油温により補正されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の内燃機関始動系の異常検出装置。
【請求項７】
前記内燃機関の雰囲気温度を計測する温度センサを備えており、前記動作状態毎の動作継続時間と前記動作状態毎の電源電圧とが前記内燃機関の雰囲気温度により補正されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の内燃機関始動系の異常検出装置。
【請求項８】
前記始動用電動機の電源となるバッテリの温度を計測する温度計測手段を備えており、少なくとも前記動作状態毎の電源電圧が前記温度計測手段の計測するバッテリ温度により補正されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の内燃機関始動系の異常検出装置。
【請求項９】
前記内燃機関の吸気温を計測する吸気温センサを備えており、少なくとも前記動作状態毎の電源電圧が、前記吸気温センサが計測する吸気温により補正されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の内燃機関始動系の異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用内燃機関に装着される始動系に発生する異常の有無を常時監視すると共に、異常の内容を判別することが可能な異常検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用内燃機関の始動系はマグネットスイッチを含む始動用電動機と、電源となるバッテリと、これらの間を接続する配線とから構成される。始動用電動機により内燃機関を始動するとき、始動時には数百アンペアにおよぶ投入電流と約百アンペアになるクランキング電流とを必要とすることから、バッテリの容量不足や、バッテリから始動電動機までの給電回路に異常があった場合には始動が不能になる。
【０００３】
また、内燃機関の摩擦係数が増大したり、潤滑系のオイル粘度が異常に高くなった場合においても回転速度が不充分となって始動が困難になり、始動後における内燃機関のリングギヤと始動電動機のピニオンとの離脱が円滑に行われなかったことによる始動電動機のオーバーランとこれに伴う不具合の発生や、操作者の不注意による内燃機関の運転中における始動操作によるピニオンまたはリングギヤの破損に伴う始動不能など、様々な要因による異常の発生がある。そして、このような異常を検出するための技術が各種開示されている。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示された技術は、暖機運転終了後の内燃機関を停止状態から外部電源により始動させ、始動用電動機に流れる始動電流を検出して始動電流中の最大値をピークホールドし、これを正常な電気系統の抵抗に対応した始動電流の下限値および始動用電動機の機械的な起動抵抗に対応した上限値と比較し、この比較結果から電気的および機械的な異常を判定するものである。
【０００５】
さらに、特許文献１には、始動用電動機に流れる始動電流を検出して始動電流中の最大値と、始動電流信号の平均値と、始動電流信号の交流成分周期からのクランキング回転数とを検出し、これらを予め設定された基準信号値、すなわち、正常時における平均化された始動電流の上限値、および、クランキング回転数の下限値と比較し、この比較結果から始動系等の異常の有無と異常箇所の判定を行う技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２に開示された技術は、内燃機関の始動開始（クランキング開始）時点から自立回転可能になるまでの時間を検出し、その時間の始動回数に対する積算値または平均値が所定時間を超えた場合に異常と判定すると共に、自立回転可能になるまでの時間を内燃機関の温度により補正の上判定するようにしたものである。
【０００７】
さらに、特許文献３に開示された技術は、測定ケーブルと診断器とを用い、始動用電動機のマグネットスイッチのコイルに印可する電圧と、マグネットスイッチの主接点に印可する電圧（始動用電動機自体に印可する電圧）とを検出し、これらが規格値に入るかどうかを判定することにより配線や接点の異常を判定するものであり、特許文献４にはこれに加えてクランキング電流のレベルを判定して異常の内容を診断する技術が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特公昭６３−１４２９３号公報（第４〜８頁、第１図および第４図）
【特許文献２】
特開昭５９−５８３３４号公報（第３〜４頁、第３〜５図）
【特許文献３】
実開昭６０−６３０７１号公報（第３〜７頁、第１図）
【特許文献４】
実開昭６０−６３０７２号公報（第３〜５頁、第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、各種の異常判定に関する技術が開示されているが、例えば特許文献１に開示された技術においては、大電流の計測手段と大容量の外部電源とを必要とするものであり、運転者が始動系統に異常を検知して設備を保有する整備工場に持ち込み、検査を依頼する場合には有効であるが、異常が発生して始動が不能になった場合にはその場で検査することができず、また、常時異常の有無を検知することができない。
【００１０】
また、特許文献２に開示された技術においては、自立回転にいたるまでの時間を検出するものであるから、始動用電動機やバッテリを含む始動系統のトラブルであるのか内燃機関自体のトラブルであるのか判定することが困難であり、特許文献３および特許文献４の方法によれば、外部装置として電圧計と配線とを別途準備する必要があり、常時異常を監視することはできないものである。
【００１１】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、車両に搭載される内燃機関制御装置に装備することが可能であると共に特別な計器類を必要とせず、内燃機関の始動毎に異常の状態を検査することが可能な内燃機関始動系の異常検出装置を得ることを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる内燃機関始動系の異常検出装置は、内燃機関の回転開始と回転速度とを検出する回転速度検出手段と、内燃機関の始動用電動機に電源が接続されたことを検出する始動信号検出手段と、回転速度検出手段の出力と始動信号検出手段の出力とから、電源が始動用電動機に接続された後の内燃機関の動作状態を複数の区間に分けて判定する動作状態判定手段と、動作状態判定手段が判定する内燃機関の動作状態毎の動作継続時間を計測する計時手段と、内燃機関の動作状態毎の電源電圧を計測する電圧計測手段と、内燃機関の動作状態毎の動作継続時間と動作状態毎の電源電圧とから始動系の異常状態を判定する異常判定手段とを備えるようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１ないし図１１は、この発明の実施の形態１による内燃機関始動系の異常検出装置を説明するもので、図１は、異常検出装置の構成を示すブロック図、図２ないし図１０は、正常時および各種異常時におけるバッテリ電圧の時間推移を示す特性説明図、図１１は、異常判定時における判定手順を説明するフローチャートである。
【００１４】
この発明の実施の形態１による内燃機関始動系の異常検出装置は、通常の内燃機関の制御装置に始動系検査用ＣＰＵを付加したものであり、図１の構成図に示すように、車両の電源となるバッテリ１と、本体２ａとマグネットスイッチ２ｂとからなる始動用電動機２と、車両の状態を切り換えるキ−スイッチ３と、図示しない内燃機関の点火系や燃料系などを制御する公知の内燃機関制御用ＣＰＵ４と、内燃機関制御用ＣＰＵ４に電源を供給する定電圧電源回路５と、始動用電動機２などの始動系を監視する始動系検査用ＣＰＵ６と、この始動系検査用ＣＰＵ６に電源を供給する定電圧電源回路７と、バッテリ１からの供給電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器８とから構成されている。
【００１５】
また、内燃機関制御用ＣＰＵ４と始動系検査用ＣＰＵ６との間は情報を授受するバスライン９で結ばれ、内燃機関制御用ＣＰＵ４には吸気温を検出する吸気温センサ１０と、内燃機関の冷却水温度を検出する水温センサ１１と、内燃機関の回転速度などを検出する回転検出手段としてのクランク角センサ１２などセンサ類の情報が入力されると共に、キ−スイッチ３が始動位置ＳＴになったときＳＴ信号が内燃機関制御用ＣＰＵ４に入力されるように構成されている。そして、内燃機関制御用ＣＰＵ４に入力された吸気温や冷却水温度、内燃機関の回転速度やＳＴ信号など、およびこれらの演算値はバスライン９を介して始動系検査用ＣＰＵ６が参照できるように構成されている。
【００１６】
このように構成された内燃機関始動系の異常検出装置において、始動系が正常な状態における内燃機関の始動状態を図１および図２を用いて説明すると次の通りである。キースイッチ３がＯＮになると内燃機関制御用ＣＰＵ４と始動系検査用ＣＰＵ６とに電源が供給され動作が開始される。始動系検査用ＣＰＵ６は動作開始と共にＡ／Ｄ変換器８からバッテリ電圧が与えられ、この電圧を監視すると共に、バスライン９を介して吸気温と冷却水温度と内燃機関の回転速度とＳＴ信号のＯＮ／ＯＦＦ状態を監視する。
【００１７】
続いてキ−スイッチ３が始動位置ＳＴにされると始動用電動機２のマグネットスイッチ２ｂに電源が投入され内燃機関の始動を開始するが、始動系検査用ＣＰＵ６はＳＴ信号がＯＮになると内蔵するタイマが動作を開始し、計時を始めると同時にバッテリ電圧の測定を開始する。そして始動用電動機２が内燃機関の駆動を始めると始動系検査用ＣＰＵ６はクランク角センサ１２の信号から回転の開始を検出し、回転が検出されるとＳＴ信号ＯＮ時点から回転開始時点に至るバッテリ電圧の計測値とタイマによる計時とからバッテリ電圧の平均値を計算する。この区間を▲１▼区間とし、この区間におけるバッテリ電圧の平均値をＡとする。この▲１▼区間においてはマグネットスイッチ２ｂのＯＮと共に始動用電動機２には大電流の投入電流が流れ、バッテリ電圧の平均値Ａは図２に示すように大きく電圧降下する。
【００１８】
クランキング状態が継続して内燃機関が始動可能な回転速度（一般的な４サイクル内燃機関では２００〜３００ｒｐｍ）に達すると、内燃機関制御用ＣＰＵ４の始動制御により内燃機関は自立回転を開始する。ここで、内燃機関の自立回転は一般的に５００〜８００ｒｐｍ程度である。このようにして内燃機関が自立回転を開始すると、始動用電動機２は内燃機関から逆駆動されるが、始動用電動機２には図示しないが一方向クラッチとしてのオーバーランニングクラッチが装着されており、このオーバーランニングクラッチの動作により始動用電動機２は無負荷回転の状態となり、始動用電動機２に流れる電流は減少して始動系検査用ＣＰＵ６にＡ／Ｄ変換器８を介して与えられるバッテリ電圧はほぼ無負荷電圧に近くなる。
【００１９】
始動系検査用ＣＰＵ６が内燃機関の自立回転速度を検出すると、上記の回転開始検出時点から自立回転速度検出時点までのバッテリ電圧の計測値とタイマによる計時とから、この区間におけるバッテリ電圧の平均値を計算する。そして、この区間を▲２▼区間とし、この区間におけるバッテリ電圧の平均値をＢとする。内燃機関が自立回転を始めると運転者がキースイッチ３をＳＴ位置からＯＮ位置に戻すので始動用電動機２に対する電源供給が停止され、始動用電動機２は回転を停止する。
【００２０】
始動系検査用ＣＰＵ６がＳＴ信号のＯＦＦを検出すると、上記の自立回転速度検出時点からＳＴ信号ＯＦＦ時点までのバッテリ電圧の計測値とタイマによる計時とから、この区間におけるバッテリ電圧の平均値を計算する。この区間を▲３▼区間とし、この区間におけるバッテリ電圧の平均値をＣとする。このようにして得られた正常時における始動状態を示したのが図２の特性図である。図２の縦軸は始動系検査用ＣＰＵ６が計測するバッテリ電圧であり、横軸は時間である。図はバッテリ電圧の時間的推移を示しており、区間▲１▼〜▲３▼とバッテリ電圧Ａ〜Ｃは上記の説明によるものである。このように、始動系検査用ＣＰＵ６は、内燃機関の動作状態を区分する動作状態判定手段と、その継続時間を計測する計時手段と、動作状態毎の電源電圧を計測する電圧計測手段と、これらに基づき後述するように異常とその内容とを判定する異常判定手段としての機能を保有している。
【００２１】
続いて、始動系が正常でない各状態における始動状態を説明すると次の通りである。キースイッチ３がＳＴ位置になるとマグネットスイッチ２ｂが通電され、始動用電動機２のメインスイッチがＯＮになると共にピニオンが移送され、内燃機関のリングギヤと噛み合ってこれを駆動するが、何らかの原因でピニオンがリングギヤと噛み合わず空転することがある。例えば内燃機関の運転中における始動操作などでリングギヤの歯が欠損するのもその要因のひとつである。
【００２２】
図３の特性図はこのような空転状態のときの電圧特性を示したもので、ＳＴ信号のＯＮと共に投入電流が流れて正常時と同様な電圧降下波形を示すが、始動用電動機２が無負荷回転するため電圧は回転の上昇と共に速やかに回復する。そして、始動系検査用ＣＰＵ６は内燃機関の回転を検出できないので、キースイッチ３のＳＴ位置がＯＦＦされるまでは上記の図２で説明した▲１▼区間が継続することになり、この▲１▼区間におけるバッテリ電圧の平均値Ａの値は上記の正常値より高い値を示すことになる。
【００２３】
次に、何らかの原因にて機械的な負荷が大きくなり過ぎ、始動用電動機２がロック状態になった場合を説明する。キースイッチ３がＳＴ位置になると始動用電動機２に投入電流が流れ、正常時と同様な電圧降下波形を示すが、始動用電動機２は回転することができないのでロック電流が流れ続けることになり、ロック電流に応じた電圧降下量が継続する。図４の特性図はこの状態を示したもので、キースイッチ３がそのままＳＴ位置ある限りこの状態が継続し、始動系検査用ＣＰＵ６が内燃機関の回転を検出しないので▲１▼区間が継続する。
【００２４】
図５の特性図は始動系回路の断線が発生している場合を示すものであり、キースイッチ３がＳＴ位置になっても始動系回路に電流が流れないので、ほとんど電圧降下が発生せず、始動用電動機２は回転しないので、始動系検査用ＣＰＵ６が内燃機関の回転を検出できず、キースイッチ３がＳＴ位置からＯＮ位置に戻るまでの間は上記の▲１▼区間が継続することになる。また、始動系検査用ＣＰＵ６が検出するバッテリ電圧の平均値Ａはほぼ１２Ｖとなる。
【００２５】
図６の特性図は始動系回路が短絡している場合を示すものであり、キースイッチ３がＳＴ位置になるとバッテリ端子は接地された状態となり、始動系検査用ＣＰＵ６による電圧は検出されず、当然のことながら始動用電動機２は回転することなく、キースイッチ３がＳＴ位置からＯＮ位置に戻るまでの間、上記の▲１▼区間が継続することになる。そして、始動系検査用ＣＰＵ６が検出するバッテリ電圧の平均値Ａはほぼ０Ｖである。
【００２６】
図７は、例えば始動用電動機２のピニオンとシャフトとの間に装着されているオーバーランニングクラッチが焼付きを起こし、クラッチとして機能していない場合を示したものである。キースイッチ３がＳＴ位置になると、始動用電動機２に投入電流が流れ、上記の正常時と同様に電圧降下が発生する。その後、始動用電動機２は回転を始め、ピニオンがリングギアと噛み合って内燃機関を駆動し、クランキング状態、すなわち、上記の▲２▼区間の状態となる。
【００２７】
内燃機関が自立回転を始めると、内燃機関の回転速度が急激に上昇して始動用電動機２が逆駆動されることになるが、始動用電動機２のピニオンとシャフトとの間に装着されたオーバーランニングクラッチが焼付きを起こしているため、▲３▼区間においては始動用電動機２が最大回転速度より高回転で駆動される。一般的な始動用電動機２は界磁巻線を有する直巻電動機であるため、永久磁石型のモータとは異なり過回転させても発電現象は発生しないが、駆動電流が相殺されるので▲３▼区間でのバッテリ電圧の平均値Ｃは始動用電動機２の非駆動時とほぼ同等の電圧にまで上昇する。
【００２８】
図８は、オーバーランニングクラッチが磨耗している場合を示すものであり、キースイッチ３がＳＴ位置になると、始動用電動機２に投入電流が流れ、正常時と同様に電圧降下が発生する。しかしその後は、オーバーランニングクラッチが磨耗しているために滑りを生じ、始動用電動機２の回転がピニオンに充分に伝達されず、内燃機関の回転速度は上昇しない。やがて内燃機関が自立回転を始めたとしても、それまでに要する時間、すなわち、上記▲２▼区間の時間は正常時よりも長いものとなってしまう。
【００２９】
図９は、バッテリ１の容量が不足している場合を示すものであり、バッテリ電圧そのものが正常時よりも低い値を示す場合である。キースイッチ３がＳＴ位置になると、始動用電動機２には投入電流が流れるため、バッテリ電圧は電圧降下を示すが、その平均値の値Ａは正常時よりも低い値となる。そして、内燃機関は回転を始めるが、バッテリ１から充分な電流を流すことができないため、内燃機関の回転速度は容易には上昇せず、やがて内燃機関が自立回転したとしても、自立回転開始までに要する時間、すなわち、上記▲２▼区間の時間は正常時よりも長いものとなる。
【００３０】
図１０は、内燃機関の動作中に運転者が誤って始動操作を行った場合を示すものであり、この操作は回転中のリングギアに始動用電動機２のピニオンを再飛込みさせることになって、上記したようにピニオンやリングギアを破損する恐れがあるものである。この操作においては、始動系検査用ＣＰＵ６は内燃機関の回転もしくは自立回転を既に検出しており、上記の▲２▼区間または▲３▼区間の状態において、キースイッチ３のＯＦＦを検出することなく、再びＳＴ信号を検出することになる。
【００３１】
このように、異常状態の内容により各検出区間の状態と検出区間中のバッテリ電圧の平均値とが様々に変化するものであり、この発明においてはこの変化を始動系検査用ＣＰＵ６が検知して如何なる異常であるかを判定するものであり、その判定ロジックは図１１のフローチャートに示す通りである。以下にこの判定ロジックを説明する。
【００３２】
図１１において、まず、ステップＳ１００にて始動系検査用ＣＰＵ６が上記した▲１▼区間の状態を検知してこれが継続する時間を計測し、この時間を閾値Ｔ１と比較する。ここで▲１▼区間の時間がＴ１より大きいとき、すなわち、始動用電動機２の始動操作を行ってから内燃機関が回転を始めるまでの時間が閾値より長い場合はステップＳ１０１に進む。ステップＳ１０１においては、バッテリ電圧の平均値Ａを正常値と比較し、Ａが予め設定された正常値より大きい場合にはステップＳ１０２に進む。
【００３３】
ステップＳ１０２において、バッテリ電圧の平均値Ａがほぼ１２Ｖでると判定されると始動用電動機２にほとんど電流が流れない故障、すなわち、上記の図５にて説明した始動系統回路に断線が発生していると判定する。また、このステップＳ１０２でバッテリ電圧の平均値Ａがほぼ１２Ｖでなければ始動用電動機２には正常時より少ない電流が流れており、しかも内燃機関が回転しない故障であるので、上記の図３にて説明したピニオンに空転が発生している、いわゆるピニオンナメであると判定する。
【００３４】
ステップＳ１０１において、バッテリ電圧の平均値Ａが正常値程度かそれより低い場合には、ステップＳ１０３に進み、ここでバッテリ電圧の平均値Ａがほぼ０Ｖであれば、バッテリが短絡していることになるので、上記図６で説明したように始動系統回路に短絡が発生していると判定し、バッテリ電圧の平均値Ａがほぼ０Ｖでなければ、始動用電動機２には正常値程度かそれ以上の電流が流れているにも拘わらず内燃機関が回転しないので、始動用電動機２にロックが発生していると判定する。（上記の図４参照）
【００３５】
ステップＳ１００において、▲１▼区間の継続時間が閾値Ｔ１よりも小さい場合、すなわち、始動用電動機２の始動操作を行ってから内燃機関が回転を始めるまでの時間が正常であった場合には、ステップＳ１０４に進み、ここでは▲２▼区間の継続時間を閾値Ｔ２と比較する。ここで▲２▼区間の継続時間が閾値Ｔ２より大きいとき、すなわち、内燃機関が回転を始めてから自立回転を開始するまでの時間が閾値Ｔ２より長い場合はステップＳ１０５に進む。
【００３６】
ステップＳ１０５においては、バッテリ電圧の平均値Ｂの値を正常値と比較する。ここでＢの値が正常値より小さい場合には、ステップＳ１０６に進み、ここではバッテリ電圧の平均値Ａの値を正常値と比較し、Ａの値が正常値よりも低い場合には▲１▼区間▲２▼区間を通して全体的にバッテリ電圧が下がっていることになるので、上記の図９で説明したようにバッテリ１の容量不足が発生していると判定する。また、このステップＳ１０６で、バッテリ電圧の平均値Ａの値が正常値程度であれば、始動用電動機２には正常な電流が流れているが内燃機関が始動しにくい状態であると判定する。
【００３７】
ステップＳ１０５において、バッテリ電圧の平均値Ｂの値がほぼ正常値であるかまたはそれより大きい場合、ステップＳ１０７に進んで▲２▼区間における内燃機関の回転速度を正常状態と比較し、正常状態より低い場合においては始動用電動機２には正常に電流が流れているが内燃機関の回転速度が上昇しないトラブル、すなわち、上記の図８で説明したように、オーバーランニングクラッチに滑りが発生していると判定する。このステップＳ１０７で▲２▼区間における内燃機関の回転速度がほぼ正常値であれば、始動用電動機２には正常に電流が流れており、かつ、内燃機関も通常と同様にクランキング回転しているのに内燃機関が始動しないことになるので内燃機関の制御系に異常が発生していると判定する。
【００３８】
ステップＳ１０４において、▲２▼区間の時間が閾値Ｔ２より小さい場合、すなわち、内燃機関が回転を開始してから自立回転に移行するまでの時間が正常である場合にはステップＳ１０８に進む。このステップＳ１０８ではバッテリ電圧の平均値Ｃの値を正常値と比較し、正常値より大きい場合には、始動用電動機２を回転駆動中にもかかわらず、始動用電動機２にほとんど電流が流れていないことになるので、上記の図７で説明したオーバランが発生していると判定する。また、ステップＳ１０８においてバッテリ電圧の平均値Ｃの値が正常値程度かそれより小さい場合には、始動系統に異常はないと判定する。
【００３９】
なお、以上の動作説明には含めていないが、内燃機関制御用ＣＰＵ４が通常制御する始動モードや故障モードや運転モードなどを内燃機関の動作状態として判定に使用することもでき、また、吸気温センサ１０の計測する吸気温をバッテリ１の周囲温度とみなし、水温センサ１１が検出する冷却水温度を内燃機関のオイル温度とみなし、バッテリ電圧の温度特性に応じてバッテリ電圧の各平均値Ａ、Ｂ、Ｃや、時間に対する各閾値Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の補正を行ったり、オイル粘度の温度変化に応じて同様の補正を行うことにより判定精度をより良好なものとすることができる。さらに、吸気温センサ１０や水温センサ１１の出力を使用することなく、バッテリの周辺温度や内燃機関のオイル温度を直接計測して上記の補正を行うことにより、判定精度をさらに高めることも可能である。
【００４０】
以上に説明したように始動系検査用ＣＰＵ６が動作し、内燃機関の回転の有無と回転速度およびバッテリ電圧を読み取って各種のトラブル内容を判定することにより、特別な計器類を使用することなく内燃機関の始動操作毎に始動系の状態を検出することができ、致命的な故障に至るまでに不具合を検出することが可能になり、始動系の信頼性をより高めることができるものである。そして、検出のために計測する値は通常の運転時にも計測するものであり、特別に費用が発生するものではなく、容易に車両に搭載して常時異常の有無を監視することができるものである。
【００４１】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明の内燃機関始動系の異常検出装置において、請求項１に記載の発明によれば、内燃機関の回転の状態を検出する回転速度検出手段と、始動用電動機に電源が接続されたことを検出する始動信号検出手段と、回転速度検出手段と始動信号検出手段との出力から、始動用電動機に電源接続後の内燃機関の動作状態を複数の区間に分けて判定する動作状態判定手段と、判定された動作状態毎の動作継続時間を計測する計時手段と、動作状態毎の電源電圧を計測する電圧計測手段と、動作状態毎の動作継続時間と電源電圧とから始動系の異常状態を判定する異常判定手段とを備えるようにしたので、通常、内燃機関制御装置が計測する各種の情報を利用し、内燃機関制御装置に判定手段を組み込むだけで車両に搭載して始動操作毎に内燃機関始動系の異常の有無と異常の内容とを判定することができ、そのために計器類を余分に必要としないので費用をかけることなく始動系の信頼性を高めることができ、異常が生じた場合においても致命的な故障に至るまでにこれを検出することが可能になるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による内燃機関始動系の異常検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１による内燃機関始動系の異常検出装置の正常時における現象を説明する特性図である。
【図３】この発明の実施の形態１による内燃機関始動系の異常検出装置の異常時における現象を説明する特性図である。
【図４】この発明の実施の形態１による内燃機関始動系の異常検出装置の異常時における現象を説明する特性図である。
【図５】この発明の実施の形態１による内燃機関始動系の異常検出装置の異常時における現象を説明する特性図である。
【図６】この発明の実施の形態１による内燃機関始動系の異常検出装置の異常時における現象を説明する特性図である。
【図７】この発明の実施の形態１による内燃機関始動系の異常検出装置の異常時における現象を説明する特性図である。
【図８】この発明の実施の形態１による内燃機関始動系の異常検出装置の異常時における現象を説明する特性図である。
【図９】この発明の実施の形態１による内燃機関始動系の異常検出装置の異常時における現象を説明する特性図である。
【図１０】この発明の実施の形態１による内燃機関始動系の異常検出装置の異常時における現象を説明する特性図である。
【図１１】この発明の実施の形態１による内燃機関始動系の異常検出装置の判定手順を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１　バッテリ、２　始動用電動機、２ｂ　マグネットスイッチ、
３　キ−スイッチ、４　内燃機関制御用ＣＰＵ、
５、７　定電圧電源回路、６　始動系検査用ＣＰＵ、
８　Ａ／Ｄ変換器、９　バスライン、１０　吸気温センサ、
１１　水温センサ、１２　クランク角センサ（回転検出手段）。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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