(57)【要約】【課題】内燃機関１の始動装置のモニタリングシステムにおいて、内燃機関１のクランクシャフト３と一体回転可能に結合されるリングギア７の動作を認識可能とし、ひいては例えばリングギア７の疲労診断、クランクシャフト３の逆回転検出、ならびにクランクアングルの変化検出等を行えるようにする。【解決手段】モニタリングシステムは、リングギア７に設置されてリングギア７の歪を検出する歪ゲージ１５と、リングギア７に設置されて歪ゲージ１５の検出出力を無線送信する送信手段２０と、リングギア７以外の非回転の固定部材に設置されて送信手段２０からの送信信号を受信してリングギア７の動作を把握する受信手段３０とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランクシャフトと一体回転可能に結合されるリングギアに設置されて当該リングギアの歪を検出する歪ゲージと、
前記リングギアに設置されて前記歪ゲージの検出出力を無線送信する送信手段と、
前記リングギア以外の非回転の固定部材に設置されて前記送信手段からの送信信号を受信する受信手段とを含むことを特徴とするモニタリングシステム。
【請求項２】
前記リングギアにおいてその回転中心を挟んで前記送信手段の設置位置と１８０度対向する位置に、前記送信手段に駆動電力を供給する電源が設置されていることを特徴とする請求項１に記載のモニタリングシステム。
【請求項３】
前記受信手段には、受信した歪検出値が予め規定した許容レベルを上回る場合に検出回数をカウントアップし、この検出回数が予め規定した許容数を越えたときに報知動作を行うリングギア診断手段が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のモニタリングシステム。
【請求項４】
前記受信手段には、受信した歪検出値と前記歪ゲージの歪初期値との偏差を調べ、この偏差が所定以上大きい場合に報知動作を行うリングギア診断手段が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のモニタリングシステム。
【請求項５】
前記受信手段には、受信した信号波形に基づき前記クランクシャフトの逆回転現象を認識する逆回転検出手段が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のモニタリングシステム。
【請求項６】
前記クランクシャフトに取り付けられかつ外周に凹凸を有するロータと、このロータの外周所定角度位置に非接触で対向設置されかつ前記ロータの凹凸に対応する波形の信号を出力する回転角検知部とからなるクランクポジションセンサをさらに含み、
前記受信手段には、リングギアの駆動時に前記クランクポジションセンサの出力と前記歪ゲージの検出出力とに基づき内燃機関の空転時におけるクランクアングルを認識するクランクアングル検出手段が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のモニタリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等に搭載される内燃機関の始動装置のモニタリングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関の始動装置は、その始動時のみスタータモータのピニオンギアを飛び出させて内燃機関のフライホイール等の外周に設けたリングギアに噛合させ、スタータモータでリングギアを回転駆動するようにしている（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
この場合、始動完了後はピニオンギアが引っ込んでリングギアとの噛み合いが外れるようになる。
【０００４】
これとは別の方式として、スタータモータのピニオンギアをリングギアに対し常時噛み合いとしたうえで、リングギアとクランクシャフトとの間に、スタータモータ側からクランクシャフト側への動力伝達のみを許容して逆方向への動力伝達を遮断するワンウェイクラッチを設けるようにしたものがある（例えば特許文献２参照。）。
【０００５】
この場合、スタータモータのピニオンギアを駆動したときにのみワンウェイクラッチがロックしてリングギアとクランクシャフトとが一体的に回転するようになる。一方、クランクシャフトが回転してからスタータモータの駆動を停止すると、ワンウェイクラッチがフリーとなって、クランクシャフトからリングギアへの動力伝達が遮断されるようになる。
【特許文献１】特開平７−２５９７０９号公報
【特許文献２】特開２０００−２７４３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年におけるアイドルストップ車両やハイブリッドカー等では、車載コンピュータの信号によって内燃機関が自動的に始動したり停止したりする動作を繰り返すようになっており、内燃機関の始動頻度が非常に多くなっている。そのために、特にリングギアの負担が増大する傾向となる。
【０００７】
このようなことから、リングギアの疲労寿命の向上が図られているが、それと並行してリングギアの疲労度合いを把握できるようにすることが望まれている。
【０００８】
本発明は、内燃機関の始動装置のモニタリングシステムにおいて、リングギアの動作を認識可能とし、ひいては例えばリングギアの疲労診断、クランクシャフトの逆回転検出、ならびにクランクアングルの変化検出等を行えるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るモニタリングシステムは、内燃機関のクランクシャフトと一体回転可能に結合されるリングギアに設置されて当該リングギアの歪を検出する歪ゲージと、前記リングギアに設置されて前記歪ゲージの検出出力を無線送信する送信手段と、前記リングギア以外の非回転の固定部材に設置されて前記送信手段からの送信信号を受信する受信手段とを含むことを特徴としている。
【００１０】
この構成によれば、リングギアに歪が発生したか否かを調べることが可能になる。これにより、例えばリングギアに所定レベル以上の歪が発生すると、その検出回数を積算すれば、その積算数に応じてリングギアの疲労度合いを推定することが可能になる他、その推定結果に基づいてリングギアの疲労破壊回避のための報知動作を行うことが可能となる。この報知に伴い、例えばリングギアが疲労破壊する前に点検、修理、交換等の予防措置を施せるようになる。
【００１１】
好ましくは、前記リングギアにおいてその回転中心を挟んで前記送信手段の設置位置と１８０度対向する位置に、前記送信手段に駆動電力を供給する電源が設置されたものとすることができる。
【００１２】
この構成によれば、送信手段と電源との重量を管理することによって、リングギアの回転バランスが良好に調整可能となり、それによって、回転バランス調整用の錘が不要となる。
【００１３】
好ましくは、前記受信手段には、受信した歪検出値が予め規定した許容レベルを上回る場合に検出回数をカウントアップし、この検出回数が予め規定した許容数を越えたときに報知動作を行うリングギア診断手段が設けられたものとすることができる。
【００１４】
この構成によれば、要するに、比較的大きな負荷がリングギアに作用した回数を積算して、リングギアの疲労度合いを推定するようにしている。これにより、リングギアが疲労破壊に至る時期よりも早めにリングギアの疲労が進展していることを報知することが可能になる。なお、報知動作としては、光、音、情報表示等のいろいろな形態が考えられる。
【００１５】
好ましくは、前記受信手段には、受信した歪検出値と前記歪ゲージの歪初期値との偏差を調べ、この偏差が所定以上大きい場合に報知動作を行うリングギア診断手段が設けられたものとすることができる。
【００１６】
この構成によれば、リングギアに対して負荷が繰り返し作用することに伴いリングギアに発生する歪の蓄積を推定するようにしている。これにより、リングギアが疲労破壊に至る時期よりも早めにリングギアの疲労が進展していることを報知することが可能になる。なお、報知動作としては、光、音、情報表示等のいろいろな形態が考えられる。
【００１７】
好ましくは、前記受信手段には、受信した信号波形に基づき前記クランクシャフトの逆回転現象を認識する逆回転検出手段が設けられたものとすることができる。
【００１８】
この構成によれば、例えば坂道発進する際に内燃機関を始動する状況等において、万一、クランクシャフトが逆回転したときに、その現象を検出することが可能になり、その現象に対して適宜対処することが可能になる。
【００１９】
好ましくは、前記クランクシャフトに取り付けられかつ外周に凹凸を有するロータと、このロータの外周所定角度位置に非接触で対向設置されかつ前記ロータの凹凸に対応する波形の信号を出力する回転角検知部とからなるクランクポジションセンサをさらに含み、前記受信手段には、リングギアの駆動時に前記クランクポジションセンサの出力と前記歪ゲージの検出出力とに基づき内燃機関の空転時におけるクランクアングルを認識するクランクアングル検出手段が設けられたものとすることができる。
【００２０】
この構成によれば、比較的簡単な構成で、内燃機関の始動時に気筒判別が行えるようになる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、内燃機関の始動装置に備えるリングギアの動作を認識することが可能となる。これにより、ひいては、例えばリングギアの疲労診断、クランクシャフトの逆回転検出、ならびにクランクアングルの変化検出等を行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１から図５に本発明に係る一実施形態を示している。
【００２３】
まず、モニタリングシステムの説明に先立ち、その設置対象となる始動装置を図５に示して説明する。この実施形態では、自動車等の車両に搭載される内燃機関の始動装置を例に挙げている。図中、１は内燃機関、２はスタータモータである。
【００２４】
内燃機関１のクランクシャフト３の一端には、フライホイール４が一体的に結合されており、このフライホイール４には、マニュアルトランスミッションのクラッチ機構（クラッチ板５、プレッシャープレート６等）が付設されている。なお、内燃機関１にオートマチックトランスミッションが連結される場合には、前記クラッチ機構としてクランクシャフト３と一体に回転するトルクコンバータが付設され、このトルクコンバータに下記リングギア７が設けられる。
【００２５】
また、クランクシャフト３と一体的に結合されているフライホイール４には、リングギア７がワンウェイクラッチ８を介して取り付けられている。なお、フライホイール４の内径ボス部４ａの外周と、リングギア７の内径ボス部７ａの内周との間には、ラジアルタイプの転がり軸受９，９が介装されている。
【００２６】
スタータモータ２の出力軸２ａには、ピニオンギア１０が一体に結合されており、このピニオンギア１０は、リングギア７に常時において噛合されている。リングギア７の外周ギア部およびピニオンギア１０の外周ギア部は、それぞれ、ヘリカルギアとされているが、平歯車でもかまわない。
【００２７】
ワンウェイクラッチ８は、リングギア７と、クランクシャフト３と一体のフライホイール４との回転速度差に応じて、スタータモータ２側から内燃機関１側（クランクシャフト３）への動力伝達を許容するロック状態と、その逆の動力伝達を遮断するフリー状態とに切り替えられるものである。
【００２８】
次に、上記構成の始動装置の動作について説明する。
【００２９】
内燃機関１を始動させるためにスタータモータ２に電流を流して出力軸２ａおよびそれと一体的に結合されているピニオンギア１０を回転させると、それと常時噛合しているリングギア７が回転駆動される。これにより、ワンウェイクラッチ８がロックし、リングギア７とフライホイール４とが一体的に回転するようになるので、スタータモータ２の回転駆動力でもってフライホイール４と一体的に結合されているクランクシャフト３が回転されることにより、内燃機関１がクランキングされる。
【００３０】
こうして内燃機関１の始動が完了してクランクシャフト３が回転すると、スタータモータ２への通電が停止され、ピニオンギア１０の回転が停止すると同時に、リングギア７も回転停止するので、ワンウェイクラッチ８がフリー状態となる。これにより、クランクシャフト３の回転動力がリングギア７に入力されなくなり、したがって内燃機関１とスタータモータ２との動力伝達経路が切断される。
【００３１】
このような内燃機関１の始動動作において、例えばワンウェイクラッチ８がロックするとき（図３のｔ１参照）や、スタータモータ２によるクランキング途中でクラッチ機構（クラッチ板５、プレッシャープレート６等）が接続されたとき（図３のｔ２参照）等に、リングギア７に比較的大きな負荷が作用して、リングギア７に比較的大きな歪が発生することがある。
【００３２】
このような現象は、アイドルストップ車両やハイブリッドカー等のように車載コンピュータの信号によって内燃機関が自動的に始動したり停止したりする動作を繰り返すような場合、内燃機関１の始動頻度が増えるために、当然ながら多発することになる。
【００３３】
この実施形態のモニタリングシステムは、要するに、リングギア７に作用する負荷の回数を調べて、リングギア７の疲労度合いを診断するようにしている。このモニタリングシステムについて、図１から図４を参照して説明する。
【００３４】
このモニタリングシステムは、図１および図２に示すように、歪ゲージ１５、送信ユニット２０、受信ユニット３０等を備えている。
【００３５】
まず、歪ゲージ１５は、リングギア７の片面に設置されており、リングギア７に対して負荷が作用したときに発生する歪を検出するものである。この歪ゲージ１５は、リングギア７において構造上、最も歪の影響の出やすい脆弱な部分に設置される。
【００３６】
具体的に、この実施形態で例示しているリングギア７は、その大径環状部の円周数ヶ所に軸方向に沿う貫通孔７ｂが設けられており、また、小径環状部の円周数ヶ所にも軸方向に沿う貫通孔７ｃが設けられている。
【００３７】
このようなリングギア７において、小径環状部において周方向に隣り合う貫通孔７ｃ間に存在する柱部７ｄのうちの一つに、歪ゲージ１５が貼着されている。
【００３８】
送信ユニット２０は、Ａ／Ｄ変換回路２１、制御装置２２、バッファ回路２３、発信装置２４等を含み、これら各構成要素を適宜のケースに封入した状態で、リングギア７の片面において外径側貫通孔７ｂのうちの一つに覆う状態で設置されている。
【００３９】
Ａ／Ｄ変換回路２１は、歪ゲージ１５の検出出力をＡ／Ｄ変換して、バッファ回路２３に一時的に蓄積させる。
【００４０】
制御装置２２は、バッファ回路２３から出力される歪検出データを発信回路２４によって無線送信させる送信処理を少なくとも実行するもので、中央処理部（ＣＰＵ）２２ａと、前記送信処理の実行プログラムが格納される記憶部（ＲＯＭ）２２ｂと、Ｄ／Ａ変換回路２２ｃとを含む。
【００４１】
発信装置２４は、発振回路２４ａで発振する搬送波を、制御装置２２から出力されるアナログの送信信号に基づいて変調回路２４ｂで振幅変調し、これを高周波増幅回路２４ｃを介して適宜周波数帯の高周波電流としてアンテナ２４ｄに供給する。
【００４２】
なお、変調回路２４ｂによる変調方式は、振幅偏移変調（ＡＳＫ）、周波数変調（ＦＭ）、周波数偏移変調（ＦＳＫ）、位相変調（ＰＭ）、位相偏移変調（ＰＳＫ）等としてもよい。また、アンテナ２４ｄは、図１に示すように、リングギア７の片面における外径側に周方向に沿って貼着されている。
【００４３】
この送信ユニット２０は、電池等からなる電源４０に接続されており、この電源４０から駆動電力を受けて動作する。この電源４０は、リングギア７の片面に設置されているが、この実施形態では、回転バランス調整用の錘を用いずに、リングギア７の回転バランスを調整するように工夫している。
【００４４】
具体的に、例えば電源４０を、リングギア７の回転中心Ｐを挟んで送信ユニット２０の設置位置と１８０度対向する位置（外径側貫通孔７ｂを覆う位置）に設置したうえで、リングギア７上における送信ユニット２０と電源４０との重量を揃えるようにしている。
【００４５】
受信ユニット３０は、受信装置３１、受信バッファ３２、制御装置３３、報知装置３４等を含み、これら各構成要素を適宜のケースに封入した状態で、リングギア７以外の場所、図示していないが、例えば車体やクラッチケース等といった非回転の固定部材に設置される。
【００４６】
具体的に、受信装置３１は、アンテナ３１ａで所定周波数の電磁波を受信し、受信した信号を復調してバイナリのシリアルデジタルデータに変換し、受信バッファ３２に一時的に蓄積させる。
【００４７】
制御装置３３は、受信バッファ３２内に蓄積してある受信データ（歪検出）が予め記憶されている歪許容値より大きい場合に検出回数をカウントアップし、検出回数が規定値に到達したときに報知動作を行うリングギア診断手段として少なくとも機能するものである。この制御装置３３は、中央処理部（ＣＰＵ）３３ａと、リングギア診断ルーチンの実行プログラムが格納されるプログラム記憶部（ＲＯＭ）３３ｂと、データ記憶部（ＲＡＭ）３３ｃとを含む。
【００４８】
報知装置３４は、制御装置３３の指令に基づきリングギア７の疲労破壊回避用の報知動作を行うもので、例えば光、音、あるいは文字情報等を発生する報知機３４ａと、この報知機３４ａを駆動する駆動部３４ｂとを含む。
【００４９】
この受信ユニット３０は、例えば車両に搭載されるバッテリ等からなる電源５０に接続されており、この電源５０から駆動電力を受けて動作する。
【００５０】
次に、上述したモニターシステムによる動作を説明する。
【００５１】
まず、内燃機関１を始動するために始動装置のスタータモータ２を駆動すると、リングギア７に貼着された歪ゲージ１５がリングギア７に発生する歪を検出し、出力する。この検出出力は、内燃機関１のクランキングによって、例えば図３のグラフに示すような波形となる。
【００５２】
このような歪ゲージ１５の検出出力において、例えばスタータモータ２の駆動によりピニオンギア１０からリングギア７に回転動力が伝達されてワンウェイクラッチ８がロックしたとき（図３のｔ１参照）に、リングギア７には所定大きさの負荷が作用し、歪ゲージ１５の貼着場所に歪が発生することがある。
【００５３】
さらに、スタータモータ２の駆動を継続している期間内、つまりスタータモータ２に駆動電流を供給している最中において、クラッチ機構（符号省略）が接続されたとき（例えば上り坂道発進での始動制御時）等に（図３のｔ２参照）、リングギア７には、上述したワンウェイクラッチ８のロック時より大きな負荷が作用し、歪ゲージ１５の貼着場所に比較的大きな歪が発生することになる。このときの歪の発生をカウントするようにしている。
【００５４】
このような歪ゲージ１５の検出出力は、送信ユニット２０によって無線送信され、送信ユニット３０で受信される。
【００５５】
この受信ユニット３０の制御装置３３によるリングギア診断ルーチンについて、図４に示すフローチャートを参照して説明する。
【００５６】
このリングギア診断ルーチンは、内燃機関１の始動時から停止時まで適宜の周期で行われる。この周期は、適宜に設定することができる。
【００５７】
まず、ステップＳ１において、受信装置３１で受信されるとともにデジタルデータに変換された歪ゲージ１５の検出出力を取り込み、ステップＳ２において、この取り込んだ歪実測値Ｘ１から予め規定してある歪初期値Ｘ０を減算した値の絶対値を求め、この絶対値が予め規定してある歪許容値Ｘ２より大きいか否かを調べる。
【００５８】
ここで、このステップＳ２では、絶対値が歪許容値以下の場合に否定判定して、上記ステップＳ１に戻るが、絶対値が歪許容値より大きい場合に肯定判定して、続くステップＳ３で、制御装置３３の内部カウンタ（図示省略）のカウント値Ｃをインクリメント（「１」加算）する。
【００５９】
ちなみに、例えば上述したようにクランキング途中でクラッチを接続するような現象が発生したときには、リングギア７に塑性変形するような比較的大きな歪が発生するおそれがあり、好ましくない。したがって、このことを考慮し、上記歪許容値を、例えば図３に示すグラフ中の一点鎖線のレベルＴＨａに規定するのが好ましいが、上述したようにワンウェイクラッチ８がロックしたときに、上記ステップＳ２で肯定判定させるようにするために、歪許容値を例えば図３に示すグラフ中の二点鎖線のレベルＴＨｂに規定してもよい。
【００６０】
この後、ステップＳ４で、カウント値Ｃが予め規定してある許容回数Ｃ０を越えたか否かを調べる。
【００６１】
ここで、Ｃ＜Ｃ０の場合、上記ステップＳ４で否定判定し、上記ステップＳ１に戻るが、Ｃ≧Ｃ０の場合、上記ステップＳ４で肯定判定し、続くステップＳ５で報知動作を行う。この報知動作については、例えば車内でアラームを鳴らしたり、例えば車内のメーターパネルに設置される表示器（図示省略）に「リングギア７を点検してください」等といったメッセージを表示したりすることができる。
【００６２】
以上説明したように、この実施形態では、内燃機関１の稼動期間においてリングギア７に負荷が繰り返し作用するなかで、リングギア７に所定レベル以上の大きな歪が発生したときに、その発生回数を積算し、その積算数に応じてリングギア７の疲労度合いを推定し、リングギア７が疲労破壊する前に、そのことを車両使用者等に報知するようにしている。
【００６３】
このような報知を受けると、リングギア７に対し、例えば点検、修理、交換等の予防措置を施すことが可能になるので、リングギア７が疲労破壊することを回避するうえで有利となる。
【００６４】
このような本実施形態に係るモニタリングシステムは、特に、近年におけるアイドルストップ車両やハイブリッドカー等のように内燃機関の始動を頻繁に行う車両へ好適に使用できる。
【００６５】
以下、本発明の他の実施形態を説明する。
【００６６】
（１）図示していないが、ワンウェイクラッチ８をなくしてリングギア７をフライホイール４に一体的に結合したうえで、スタータモータ２について、動作のオン・オフに伴いピニオンギア１０を進退変位させるものとし、スタータモータ２の駆動時のみピニオンギア１０がリングギア７に噛合するようにした構造に対しても、本発明を適用することが可能である。この場合も、リングギア７の診断を上記実施形態と同様にして行うことができる。
【００６７】
（２）図６および図７に本発明の他の実施形態を示している。この実施形態では、リングギア７に繰り返し疲労による歪が発生すると、その歪は元に戻らないことを考慮し、受信ユニット３０の制御装置３３によるリングギア診断ルーチンについて、要するに、リングギア７のダメージが所定以上大きくなったことを検知したときに報知動作を行うようにしている。
【００６８】
具体的に、例えば図７のフローチャートに示すように、ステップＳ１１において、歪ゲージ１５の検出出力を取り込み、ステップＳ１２において、リングギア７の蓄積歪Ｙを求める。つまり、このステップＳ１２では、前記取り込んだ検出出力に基づいて求めた歪実測値Ｘ１（図６中の実線参照）から予め規定した歪初期値Ｘ０（図６中の破線参照）を減算した値の絶対値を蓄積歪Ｙとする。
【００６９】
続くステップＳ１３において、蓄積歪Ｙが予め規定してある歪許容値Ｙ１より大きいか否かを調べる。
【００７０】
ここで、Ｙ＜Ｙ１の場合、上記ステップＳ１３で否定判定し、上記ステップＳ１１に戻るが、Ｙ≧Ｙ１の場合、上記ステップＳ１３で肯定判定し、続くステップＳ１４で報知動作を行う。この報知動作については、上記実施形態と同様にできる。
【００７１】
この実施形態では、内燃機関１が稼動している期間において、リングギア７に発生しているダメージを直接的に検出しているので、歪ゲージ１５による検出タイミングとしては比較的長い周期とすることが可能であり、消費電力を節約するうえで有利となる。
【００７２】
なお、歪ゲージ１５の歪初期値Ｘ０は、予め規定される経験値とされるが、例えばリングギア７を初期駆動する際に歪ゲージ１５で初期検出したときの出力に基づく実測値とすることができる。このように歪ゲージ１５の歪初期値Ｘ０を実測値とする場合には、歪ゲージ１５の設置位置や設置状態の個体差による歪初期値のバラツキを吸収できるようになり、歪実測値Ｘ１の信頼性が向上する。但し、経験値とする場合には、前記実測に必要な処理を省略できる。
【００７３】
（３）図８に本発明の他の実施形態を示している。この実施形態では、要するに、受信ユニット３０の制御装置３３について、内燃機関１の停止中にクランクシャフト３が逆回転したことを検出する逆回転検出手段として機能するようになっている。
【００７４】
つまり、本願発明者らは、図１に示すようにリングギア７に歪ゲージ１５を設置している場合、内燃機関１の停止中に、クランクシャフト３が逆回転すると、歪ゲージ１５から図８（ａ）に示すような波形信号が出力されることを知見した。この知見に基づき、この実施形態を想到するに至った。なお、歪ゲージ１５の貼り方によっては、歪ゲージ１５の出力波形は、例えば図８（ａ）の波形を反転したようになる。
【００７５】
なお、内燃機関１の停止中におけるクランクシャフト３の逆回転は、例えば内燃機関１を停止したときにピストンが上死点を越えない位置にあってかつ燃焼室に内圧が残っている状態において発生する。
【００７６】
具体的に、内燃機関１の停止中において、受信ユニット３０は、送信ユニット２０から無線送信される歪ゲージ１５の検出出力を受信すると、制御装置３３は、受信した検出出力をコンパレータによりパルスクロックに波形整形し、このパルスクロックに基づきリングギア７およびクランクシャフト３の逆回転の有無を判定する逆回転検出ルーチンを実行する。
【００７７】
ちなみに、クランクシャフト３が逆回転すると、歪ゲージ１５から図８（ａ）に示すような波形の信号が出力され、この信号が、送信ユニット２０から受信ユニット３０の制御装置３３に入力されることによって、所定のしきい値ＴＨに基づき図８（ｂ）に示すようなパルス波形に整形される。このパルス波形において、Ｈレベルはリングギア７およびクランクシャフト３の正回転を示しており、また、Ｌレベルはリングギア７およびクランクシャフト３の逆回転を示している。したがって、このパルス波形のレベル反転を検出すれば、逆回転の発生を認識できる。
【００７８】
このように、この実施形態では、図１および図２に示すようにリングギア７に一つの歪ゲージ１５を設置した構成でもって、クランクシャフト３の逆回転を検出することができる。
【００７９】
（４）図９から図１１に本発明のさらに他の実施形態を示している。この実施形態では、要するに、受信ユニット３０の制御装置３３について、歪ゲージ１５の検出出力とクランクポジションセンサ６０の検出出力とに基づき内燃機関１を停止するときのクランクアングルを検出するクランクアングル検出手段として機能するようになっている。
【００８０】
クランクポジションセンサ６０は、クランクシャフト３に一体回転可能に取り付けられかつ外周に凹凸（歯および歯間の溝）を有するロータ６１と、このロータ６１の外周所定角度位置に設置される回転角検知部６２とを含む。ロータ６１は、リングギア７と同期して回転する。
【００８１】
回転角検知部６２は、単一の磁気抵抗素子（ＭＲＥ）６４と、バイアスマグネット６５と、電源６６と、コンパレータ６７とを含む構成である。
【００８２】
クランクシャフト３と共にロータ６１が回転すると、ロータ６１の外周の凹凸と磁気抵抗素子６４との対向位置の変化に伴い磁界の強さが周期的に変化するので、磁気抵抗素子６４から図１０（ａ）に示す正弦波の電気信号が出力され、コンパレータ６７により、図１０（ｃ）に示すようなパルスクロックに整形されて出力する。
【００８３】
この実施形態での制御装置３３によるクランクアングル検出ルーチンについて、図１１に示すフローチャートを参照して説明する。
【００８４】
このルーチンは、内燃機関１の停止信号が入力されることによって実行され、まず、ステップＳ２１において内燃機関１の回転数Ｎｅを取得し、ステップＳ２２で回転数Ｎｅが予め規定している規定回転数Ｎｅ１以下か否かを判定する。
【００８５】
Ｎｅ＞Ｎｅ１の場合は、ステップＳ２２で否定判定して上記ステップＳ２１に戻るが、Ｎｅ≦Ｎｅ１の場合、つまり回転数Ｎｅが低下して内燃機関１が停止しようとしている場合にはステップＳ２２で肯定判定してステップＳ２３〜Ｓ２５に移行して回転角検知部６２の出力および歪ゲージ１５の出力を取得する。
【００８６】
ステップＳ２３では、回転角検知部６２の出力、つまり前述した図１０（ｃ）に示すパルスクロックに基づきクランクシャフト３の基準位置が検出されたか否かを調べる。このクランクシャフト３の基準位置は、一般的に、ロータ６１の欠け歯領域６１ａに対応する回転角検知部６２の出力に伴い検出するようにしており、ここでも同様に検出するようになっている。
【００８７】
基準位置が検出された場合には上記ステップＳ２３で肯定判定してステップＳ２８において制御装置３３のデータ記憶部３３ｃに記憶してあるクランクアングルＣＡをリセットしてから、上記ステップＳ２３に戻る。
【００８８】
一方、基準位置が検出されない場合には上記ステップＳ２３で否定判定して、続くステップＳ２４において回転角検知部６２からの出力、つまり図１０（ｃ）に示すパルスクロックを取得する。
【００８９】
この後、ステップＳ２５で歪ゲージ１５の出力に基づいてクランクシャフト３の逆回転が発生したか否かを調べる。つまり、クランクシャフト３が逆回転した場合には、歪ゲージ１５から図１０（ｂ）に示すような波形の信号が出力される。
【００９０】
このような信号が、送信ユニット２０から受信ユニット３０の制御装置３３に入力されると、この信号を所定のしきい値ＴＨに基づき２値化することにより、図１０（ｄ）に示すようなパルス波形とし、このパルス波形のレベル反転の有無を調べることにより、逆回転の発生を認識する。
【００９１】
なお、図１０（ｄ）に示すパルス波形において、Ｈレベルはリングギア７およびクランクシャフト３の正回転を示しており、また、Ｌレベルはリングギア７およびクランクシャフト３の逆回転を示している。
【００９２】
ここで、逆回転していない場合には、上記ステップＳ２５で否定判定して続くステップＳ２６へ、また、逆回転した場合には、上記ステップＳ２５で肯定判定して続くステップＳ２７へそれぞれ移行する。
【００９３】
上記ステップＳ２６では、図１０（ｃ）に示すパルスクロックと図１０（ｄ）に示すパルスとをＡＮＤ回路を通すことにより、図１０（ｅ）に示すような出力を得て、この出力の各パルスの立ち上がり毎にクランクアングルＣＡをインクリメント（「１」加算）する。
【００９４】
一方の上記ステップＳ２７では、図１０（ｄ）のパルスをＮＯＴ回路により反転した出力と図１０（ｃ）に示すパルスクロックとをＡＮＤ回路を通すことにより、図１０（ｆ）に示す出力を得て、この出力の各パルスの立ち上がり毎にクランクアングルＣＡをデクリメント（「１」減算）する。
【００９５】
これらステップＳ２６，Ｓ２７により、内燃機関１の停止時におけるクランクアングルＣＡの変化を正確に求めることが可能になる。その後、ステップＳ２６，Ｓ２７で変更したクランクアングルＣＡを、ステップＳ２９で制御装置３３のデータ記憶部３３ｃに記憶してから、上記ステップＳ２３に戻る。
【００９６】
このように、内燃機関１の停止時のクランクアングルＣＡを検出すれば、内燃機関１を始動するときに正確に気筒判別することが可能になり、内燃機関１の始動時に各気筒に対する燃料噴射タイミングを適切に行えるようになる。この気筒判別は、一般的に公知の技術を用いて行うことができるので、その詳細な説明は割愛する。
【００９７】
ちなみに、従来では、回転体の回転方向と回転角を検出する技術として、例えば特開平１０−１７０５３３号公報がある。この技術では、回転体に一体的に結合されるロータと、このロータに対向配置されかつ位相を変えた二つの磁気抵抗素子（ＭＲＥ）を有する回転角検知部とを用いている。このように、従来では二つの磁気抵抗素子を用いる必要があるが、この実施形態では歪ゲージ１５の検知出力を利用することによって、回転角検知部６２を一つの磁気抵抗素子６４を用いただけの簡素な構成にできるようになった。
【００９８】
（５）図１から図４に示す実施形態と、上記（３）に示す実施形態と、上記（４）に示す実施形態とについて、いずれか二つ以上を組み合わせた実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明に係るモニタリングシステムの一実施形態を示す正面図である。
【図２】図１のモニタリングシステムの構成を示すブロック図である。
【図３】図２の歪ゲージによる内燃機関始動時の検出出力を示すグラフである。
【図４】図２に示す受信ユニットの制御装置によるリングギア診断ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】本発明に係るモニタリングシステムの設置対象となる内燃機関の始動装置を部分的に破断して示す側面図である。
【図６】本発明に係るモニタリングシステムの他の実施形態で、図３に対応するグラフである。
【図７】図６に示す実施形態で、図４に対応するフローチャートである。
【図８】本発明に係るモニタリングシステムのさらに他の実施形態で、クランクシャフト逆回転時の歪ゲージの検出出力を示す波形図である
【図９】本発明に係るモニタリングシステムのさらに他の実施形態で、図１に対応する正面図である。
【図１０】図９の受信ユニットの制御装置による信号処理を説明するタイミングチャートである。
【図１１】図９の受信ユニットの制御装置によるクランクアングル検出ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１００】
１      内燃機関
２      スタータモータ
２ａ    出力軸
３      クランクシャフト
４      フライホイール
７      リングギア
８      ワンウェイクラッチ
１０      ピニオンギア
１５      歪ゲージ
２０      送信ユニット
２２      制御装置
２４      送信装置
３０      受信ユニット
３１      受信装置
３３      制御装置
３４      報知装置
【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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