車両の故障診断装置
【課題】モータ装置を作動させる必要が生じる前に、前記モータ装置の故障を検出することができる車両の故障診断装置を得ること。
【解決手段】本発明の車両の故障診断装置は、モータ装置に供給される駆動信号とモータ装置の回転数に基づいてモータ装置の故障診断を行う。例えば、駆動信号がＯＮの場合にモータ装置の回転数が所定値以下のときは、モータ装置の故障ありと判定し、駆動信号がＯＦＦの場合にモータ装置の回転数が所定値よりも高いときは、モータ装置の故障ありと判定する。これにより、自動停止・始動システムによって内燃機関を自動停止させる前に、スタータ１００又はＰＳＭ１１２の故障の有無を判定することができる。
【解決手段】本発明の車両の故障診断装置は、モータ装置に供給される駆動信号とモータ装置の回転数に基づいてモータ装置の故障診断を行う。例えば、駆動信号がＯＮの場合にモータ装置の回転数が所定値以下のときは、モータ装置の故障ありと判定し、駆動信号がＯＦＦの場合にモータ装置の回転数が所定値よりも高いときは、モータ装置の故障ありと判定する。これにより、自動停止・始動システムによって内燃機関を自動停止させる前に、スタータ１００又はＰＳＭ１１２の故障の有無を判定することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されたモータ装置の故障の有無を判定する車両の故障診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンを搭載した車両において、環境問題への意識の高まりや自動車排出ガス規制を受けて、エンジン自動停止・始動システム（いわゆるアイドルストップシステム）が広く採用されるようになっている。
【０００３】
一般に、車両が市街地走行を行う時などにおいては、交差点や踏切などで停止する場合があり、このようなときにエンジンをアイドル運転させたままの状態では無駄な燃料を消費するため燃料消費量が増加してしまう。
【０００４】
このため、エンジン停止の条件が整ったときに、運転中であっても車両のエンジンを自動停止させて燃料消費をカットさせ、その後、所定のエンジン再始動条件が整ったときには、エンジンを自動的に再始動させるものがエンジンの自動停止・始動システムである。
【０００５】
このエンジン自動停止・始動システムでは、エンジンの自動停止後に、エンジンが再始動できなくなる事態を未然に回避するため、始動装置が故障した場合は、エンジンが自動停止される前にエンジン自動停止・始動システムの使用を禁止する必要がある。そのため、エンジンが自動停止される前に始動装置の故障を検知する診断装置が必要となる。
【０００６】
従来、車両用エンジン、例えばガソリンエンジンを搭載した車両においては、前記の始動装置として、エンジンの始動時にエンジンのクランクシャフトを所定の回転数以上にクランク回転させる為のスタータ（モータ）が設けられている。
【０００７】
特許文献１では、スタータへ通電するリレーをオンまたはオフした場合に、スタータに流れる電流に基づいてスタータの故障の有無を判定する故障診断装置の例が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２４３４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
エンジン自動停止・始動システムでは、車両の運転状態からアイドリングストップ動作（エンジンの自動停止）の可否を、エンジン制御モジュール（以下ＥＣＭ）が判断している。
【００１０】
しかし、上記特許文献１の技術のように、電流や電圧に基づいてスタータの故障を判定する故障診断装置の場合、ＥＣＭとの信号線や検出回路を新たに設ける必要があり、設置スペースの問題やコストアップの問題があり、不利になる。
【００１１】
このような問題は、スタータに限られるものではなく、車両に搭載されるモータ装置全般についても存在するものである。
【００１２】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、新たな信号線や検出回路を追加することなく、モータ装置を作動させる必要が生じる前に、モータ装置の故障を検出することができる車両の故障診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決する本発明の車両故障診断装置は、駆動信号によって制御されるモータ装置が搭載された車両の故障診断装置において、モータ装置に供給される駆動信号とモータ装置の回転数に基づいてモータ装置の故障診断を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、モータ装置に供給される駆動信号とモータ装置の回転数に基づいてモータ装置の故障診断を行うので、簡単に故障を判断することができる。したがって、車両に搭載されたモータを作動させる必要が生じる前に、前記モータの故障を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係わるエンジン自動停止・始動システムのシステム構成図。
【図２】エンジン自動停止・始動システムに用いるスタータの構造を示す図。
【図３】エンジン自動停止動作の内容を説明するフローチャート。
【図４】モータ無通電診断処理の内容を説明するフローチャート。
【図５】モータ通電診断処理の内容を説明するフローチャート。
【図６】故障なしのときのピニオンギヤの回転数の挙動とエンジン回転数の変化と故障診断のタイミングを示した図。
【図７】故障ありのときのピニオンギヤの回転数の挙動とエンジン回転数の変化と故障診断のタイミングを示した図。
【図８】エンジン自動停止条件成立前に故障診断を実行する場合のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る車両の故障診断装置の代表的な最良の実施形態は次の通りである。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態であるエンジン自動停止・始動システムの構成について示したものである。
【００１８】
内燃機関であるエンジン１２０のクランクシャフト１２２のフライホイール１２４には、リングギヤ（平歯車）１２６が形成されている。一方、エンジン１２０を初期始動および停止状態からの再始動をするための回転駆動力を発生するスタータ（モータ）１００の出力軸１０２には、ピニオンギヤ（平歯車）１０４が設けられている。この出力軸１０２は、軸線方向に往復移動可能に構成されている。また、ピニオンギヤ１０４の回転数は、スタータ１００のケーシングに取り付けられた回転センサ１０６によって検出される。
【００１９】
このピニオンギヤ１０４が、前記リングギヤ１２６に噛み合うことによって、スタータ１００の回転駆動力をエンジン１２０に伝達することができる。エンジン１２０のクランクシャフト１２２の外周部には、クランク角やエンジン回転数を検出するための、クランク角センサ１２８が取り付けられている。
【００２０】
前記回転センサ１０６およびクランク角センサ１２８から出た信号は、エンジン制御モジュール（以下、ＥＣＭ）１４０に入力される。このＥＣＭ１４０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、各種エンジン制御プログラムを実行することで、エンジン内の燃料噴射量や点火タイミングを制御する。
【００２１】
スタータ１００とバッテリ１６０などの電源との間には、モータ駆動回路であるパワースイッチングモジュール（以下ＰＳＭ）１１２が設けられている。ＥＣＭ１４０は、所定の条件を満たしたとき、ＰＳＭ１１２にスタータ１００の駆動信号を送る。ＰＳＭ１１２は、ＥＣＭ１４０から受けた駆動信号がＯＮの場合は、バッテリ１６０からスタータ１００への通電を開始し、ＥＣＭ１４０から受けた駆動信号がＯＦＦの場合は、バッテリ１６０からスタータ１００への通電を停止するようになっている。
【００２２】
このＰＳＭ１１２は、スタータ１００と一体あるいは別体どちらで構成してもよい。ＰＳＭ１１２とスタータ１００によってモータ装置が構成される。
【００２３】
図２は、本発明の実施形態であるエンジン自動停止・始動システムに用いるスタータの構造について示したものである。
【００２４】
スタータ１００は、マグネチックシフト式、またはリダクションギヤ式などのように、公知の構造を有する直流モータであり、内蔵するアーマチャ１０８がバッテリ１６０からの通電を受けて回転駆動力を発生する。アーマチャ１０８により発生した回転駆動力は、スタータ１００の出力軸１０２に伝達される。
【００２５】
出力軸１０２とピニオンギヤ１０４との間には、エンジン１２０が始動した後、そのエンジン１２０の回転駆動力がアーマチャ１０８に伝わらない様に、ワンウェイクラッチ１１０が配置されている。そのワンウェイクラッチ１１０の外周部径方向の外側から対向する位置に、ピニオンギヤ１０４の回転数検出用の回転センサ１０６が配置されている。
【００２６】
ワンウェイクラッチ１１０は、半径方向に対向して同軸上にローラ１１０ａ、クラッチインナ１１０ｂ、クラッチアウタ１１０ｃとクラッチカバー１１０ｄを有している。クラッチインナ１１０ｂはピニオンギヤ１０４と一体に構成されており、クラッチアウタ１１０ｃは出力軸１０２と一体に構成されている。エンジン１２０を始動する際、ピニオンギヤ１０４は、出力軸１０２を介して回転駆動される。
【００２７】
次に、本発明の一実施形態によるエンジン自動停止・始動システムの基本動作を説明する。このエンジン自動停止・始動システムは、初期始動時は運転者によるイグニッションスイッチの操作に基づいてスタータ１００でエンジン１２０を始動後、イグニッションスイッチの信号以外の条件に基づいて、運転状態にあるエンジン１２０を自動停止すなわちアイドルストップさせる。一方、アイドルストップしているエンジン１２０を、アクセル踏込みなどに応答して自動的に始動させる。これを再始動と称する。
【００２８】
エンジン自動停止・始動システムにおいては、急な再始動要求を求められたとき、運転者の再始動要求に、俊敏にエンジンを再始動することが必要であり、たとえば、エンジン自動停止途中に再始動要求が発生した場合でも、俊敏にエンジンを再始動可能であることが求められる。
【００２９】
本実施形態においては、エンジンを自動停止させる自動停止動作を開始して、エンジン自動停止途中のエンジン回転数降下中に、スタータ１００へ通電してピニオンギヤ１０４を空転させ、ピニオンギヤ１０４とリングギヤ１２６の回転数を各々検出し、各々の回転が同期する時点でピニオンギヤ１０４を軸線方向に押し出してリングギヤ１２６に噛み込せることで、エンジン自動停止途中からでも、俊敏にエンジンの再始動を行う。
【００３０】
この際、ピニオンギヤ１０４の回転数を検出する手段として、スタータ用ワンウェイクラッチ１１０のクラッチアウタ１１０ｃの筒形外周面に形成した凸凹状の信号出力部と、それに対向して設置した回転センサ１０６を用いて、ピニオンギヤ１０４の回転数を検出している。
【００３１】
ＥＣＭ１４０は、エンジン自動停止・始動ルーチンを所定の演算周期で繰り返し実行することで、エンジン自動停止・始動システムを実行する。このエンジン自動停止・始動システムでは、所定のエンジン自動停止条件が成立した場合に、エンジン１２０を自動的に停止させる。エンジン自動停止条件には、車速が所定の速度以下であることや、ブレーキペダルが踏み込まれていることなどがある。エンジン１２０の自動停止は、燃料噴射動作や点火動作の停止によって行われる。
【００３２】
その後、エンジン再始動条件が成立した場合に、エンジン１２０をスタータ１００によってクランキングして自動的に始動させる。エンジン再始動条件には、ブレーキペダルが踏み込まれていないこと、アクセルペダルが踏み込まれていることなどがある。
【００３３】
ここで、エンジン１２０を自動停止させる条件の１つに、自動停止・始動システムがエンジン再始動不可能な故障状態にないことが挙げられる。ＥＣＭ１４０は、エンジン１２０の自動停止後に、スタータ１００、およびその駆動回路であるＰＳＭ１１２の故障により、エンジン１２０が再始動できなくなる事態を未然に回避するため、自動停止前に、後述するスタータ１００、およびＰＳＭ１１２の故障診断を実行する。そして、故障状態にあるとの診断結果を得たときは、自動停止・始動システムを停止させ、該システムの使用を禁止する。
【００３４】
エンジン自動停止条件の判定からエンジン１２０を停止させるまでのフローチャートを図３に示す。ＥＣＭ１４０はこのルーチンを、自動停止条件が成立するまでの間、所定の周期で繰り返し実行する。
【００３５】
ステップＳ１０１において、ＥＣＭ１４０はエンジン自動停止条件が成立しているか否かを判定する。ここで、エンジン自動停止条件が成立していればステップＳ１０２の処理に移行し、エンジン自動停止条件が不成立であれば、ステップＳ１０１の前へ戻って再び判定を実行し、エンジン自動停止条件が成立するまで、繰り返し判定を実行する。エンジン自動停止条件としては、車両の走行中に運転者が車両の減速操作を行っていること、車速が所定値よりも小さいことなどがある。
【００３６】
ステップＳ１０２において、ＥＣＭ１４０はエンジン自動停止動作を開始し、燃料噴射動作や点火動作を停止させて、エンジン燃焼を停止させる。
【００３７】
ステップＳ１０３において、ＥＣＭ１４０はエンジン１２０の回転数が所定の診断可能回転数Ｎｅ１より高いか否かを判定する。この診断可能回転数Ｎｅ１は、エンジン１２０の回転数を、スタータ１００によるクランキングをせずに燃料噴射と点火の再開だけで復帰させることが可能な下限の燃焼復帰可能回転数（下限回転数）Ｎｅ２よりも高い回転数であり、エンジン回転数が前記診断可能回転数Ｎｅ１から、前記燃焼復帰可能回転数Ｎｅ２に低下するまでの間で、スタータ１００およびＰＳＭ１１２の故障診断とエンジン１２０の燃焼復帰が可能となるように設定される。エンジン回転数が、診断可能回転数Ｎｅ１より高ければステップＳ１０４へ処理を移行し、診断可能回転数Ｎｅ１以下であれば、ステップＳ１０７へ処理を移行する。
【００３８】
ステップＳ１０４では、モータ無通電診断を実施し、スタータ１００もしくはＰＳＭ１１２の故障の有無を判定する。モータ無通電診断では、駆動信号がＯＦＦのときのスタータ１００の回転数に基づいて判定される。モータ無通電診断の詳細な処理内容については後述する。ステップＳ１０４で故障なしと判定された場合はステップＳ１０５に処理を移行し、故障ありと判定された場合はステップＳ１０９へ処理を移行する。
【００３９】
ステップＳ１０５では、モータ通電診断を実施し、スタータ１００もしくはＰＳＭ１１２の故障の有無を判定する。モータ通電診断では、駆動信号がＯＮのときのスタータ１００の回転数に基づいて判定される。モータ通電診断の詳細な処理内容については後述する。ステップＳ１０５で故障なしと判定された場合はステップＳ１０６に処理を移行し、故障ありと判定された場合はステップＳ１０９へ処理を移行する。
【００４０】
ステップＳ１０４およびＳ１０５において異常なしと判断され、ステップＳ１０６に処理が移行した場合、ＥＣＭ１４０はスタータ１００およびＰＳＭ１１２のいずれにも故障なしと判断し、ステップＳ１０２で開始したエンジン自動停止動作を継続し、エンジンを停止させてルーチンを終了させる。
【００４１】
ステップＳ１０３において、エンジン回転数が診断可能回転数Ｎｅ１以下であると判定され、ステップＳ１０７へ移行した場合、ＥＣＭ１４０はステップＳ１０２で開始したエンジン自動停止動作を中断し、エンジン回転数が燃焼復帰可能回転数Ｎｅ２まで低下する前に、スタータ１００によるクランキングなしで、燃焼復帰によりエンジン１２０の回転数を復帰させる。
【００４２】
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０１で成立したエンジン自動停止条件が不成立となったかを判定する。エンジン自動停止条件が不成立（ステップＳ１０８でＹＥＳ）と判定された場合、ステップＳ１０１に処理を移行する。エンジン自動停止条件が成立（ステップＳ１０８でＮＯ）と判定された場合は、ステップＳ１０８の前へ戻って再びステップＳ１０８の判定を実行し、エンジン自動停止条件が不成立となるまで、繰り返し判定を実行する。
【００４３】
ステップＳ１０４もしくはステップＳ１０５において故障ありと判定され、ステップＳ１０９に処理が移行した場合、ＥＣＭ１４０はステップＳ１０２で開始したエンジン自動停止動作を中断し、エンジン回転数が燃焼復帰可能回転数Ｎｅ２まで低下する前に、スタータ１００によるクランキングなしでエンジン１２０の回転数を復帰させる。
【００４４】
ステップＳ１１０において、ＥＣＭ１４０はエンジン自動停止・始動システムを停止させ、該システムの使用を禁止する処理を行う。そして、ステップＳ１１１において、運転者に対し警告ランプなどを用いてエンジン自動停止・始動システムの故障を告知してルーチンを終了させる。
【００４５】
次に、ステップＳ１０４のモータ無通電診断について図４に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４６】
ステップＳ２０１において、ＥＣＭ１４０はＰＳＭ１１２へ送る駆動信号をＯＦＦとする。ステップＳ２０２において、ＥＣＭ１４０は回転センサ１０６からの信号でピニオンギヤ１０４の回転数を検出する。ステップＳ２０３において、ＥＣＭ１４０はステップＳ２０２で検出されたピニオンギヤ回転数が所定の停止判定回転数Ｎｐ１より低いか否かを判定する。ピニオンギヤ回転数が、停止判定回転数Ｎｐ１より低ければ、故障なしと判定し、停止判定回転数Ｎｐ１以上であれば、スタータ１００もしくはＰＳＭ１１２のグランドへのショートであると判断し、故障ありと判定する。本実施の形態では、停止判定回転数Ｎｐ１は、燃焼復帰可能回転数Ｎｅ２よりも低い回転数に設定されている。
【００４７】
次に、ステップＳ１０５のモータ通電診断について図５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４８】
ステップＳ３０１において、ＥＣＭ１４０はＰＳＭ１１２へ送る駆動信号をＯＮとする。ステップＳ３０２において、ＥＣＭ１４０は回転センサからの信号でピニオンギヤの回転数を検出する。ステップＳ３０３において、ＥＣＭ１４０はステップＳ３０２で検出されたピニオンギヤ回転数が所定の駆動判定回転数Ｎｐ２より高いか否かを判定する。ピニオンギヤ回転数が、駆動判定回転数Ｎｐ２より高ければ、故障なしと判定し、駆動判定回転数Ｎｐ２以下であれば、スタータ１００もしくはＰＳＭ１１２のオープン故障、もしくはバッテリへのショート、またはスタータ１００の異常負荷であると判断し、故障ありと判定する。本実施の形態では、駆動判定回転数Ｎｐ２は、診断可能回転数Ｎｅ１と燃焼復帰可能回転数Ｎｅ２との間の回転数に設定されている。
【００４９】
本実施形態における車両の故障診断装置によれば、スタータ１００およびＰＳＭ１１２の故障診断を、エンジン１２０を再始動させる際に、スタータ１００によるクランキングが不要な下限の回転数、すなわち燃焼復帰可能回転数Ｎｅ２まで低下する前に実行するようにしたため、スタータ１００もしくはＰＳＭ１１２が故障と判定された場合に、エンジン１２０の燃料噴射および点火のみでエンジン１２０を燃焼復帰させることができ、エンジン自動停止後に、エンジン１２０が再始動できなくなる事態を未然に回避することができる。
【００５０】
また、本実施形態では、スタータ１００およびＰＳＭ１１２が故障と判定された場合、運転者に故障を早期に警告し、さらに以後はエンジン自動停止・始動システムの使用を停止するため、運転者はそのまま修理可能な場所（ディーラなど）まで、安全に移動することができる。また、このとき、カーナビゲーションシステムと連動して、車室内のモニターに周辺の修理可能な場所の位置や、そこまでの移動経路を表示するようにしてもよい。
【００５１】
更に本実施形態では、駆動信号とピニオンギヤ回転数に基づいて故障原因が特定できるため、容易に故障したスタータ１００を修理できる。
【００５２】
図６および図７にエンジン１２０およびピニオンギヤ１０４の回転数と故障診断タイミングの図を示す。図６は、スタータ１００およびＰＳＭ１１２に故障無しと判定された場合の例であり、図７は、スタータ１００もしくはＰＳＭ１１２に故障有りと判定された場合の一例である。
【００５３】
まず、図６について説明する。エンジン自動停止条件が成立し、そのときのエンジン回転数が診断可能回転数Ｎｅ１以上であるので、エンジン燃焼を停止し、故障診断を開始する。通常、エンジンが燃焼している間は、スタータは駆動させないので、本図では駆動信号は故障診断前からＯＦＦのままである。
【００５４】
このときピニオンギヤ１０４の回転数を検出し、ピニオンギヤ１０４の回転数が停止判定回転数Ｎｐ１を超えなかったので、ステップＳ１０４のモータ無通電診断では故障無しと判定し、駆動信号をＯＮにして、再びピニオンギヤ１０４の回転数を検出する。ここで駆動判定回転数Ｎｐ２を超えたため、ステップＳ１０５のモータ通電診断でもスタータ１００およびＰＳＭ１１２に故障無しと判定し、故障診断は終了する。その後、ピニオンギヤ１０４は、エンジン停止前にリングギヤ１２６に噛み込まされ、エンジン再始動可能な状態となる。
【００５５】
次に、図７について説明する。エンジン自動停止条件が成立し、そのときのエンジン回転数が診断可能回転数Ｎｅ１以上であるので、エンジン燃焼を停止し、故障診断を開始する。駆動信号がＯＦＦの状態で、ピニオンギヤ１０４の回転数を検出し、ピニオンギヤ１０４の回転数が停止判定回転数Ｎｐ１を超えなかったので、ステップＳ１０４のモータ無通電診断では故障無しと判定し、駆動信号をＯＮにして、再びピニオンギヤ１０４の回転数を検出する。
【００５６】
ここで駆動判定回転数Ｎｐ２を超えないため、ステップＳ１０５のモータ通電診断ではスタータ１００もしくはＰＳＭ１１２に故障有りと判定し、故障診断は終了する。その後、エンジン回転数が燃焼復帰可能回転数Ｎｅ２まで低下する前に、エンジン１２０を燃焼復帰し、エンジン自動停止・始動システムの使用を停止させる。
【００５７】
本実施形態では、駆動信号ＯＮ時の故障判定条件を、ピニオンギヤ回転数＞駆動判定回転数Ｎｐ１、としているが、この駆動判定回転数速度Ｎｐ１に対して、Ｎｐ１１≧Ｎｐ１≧Ｎｐ１２という関係になるような回転数Ｎｐ１１およびＮｐ１２を定義し、駆動信号ＯＮ時の故障判定条件を、回転数Ｎｐ１１＞ピニオンギヤ回転数＞回転数Ｎｐ１２、というようにしてもよい。
【００５８】
本実施形態では、エンジン１２０の自動停止条件成立後にスタータ１００およびＰＳＭ１１２の故障診断を実行したが、エンジン１２０の自動停止条件成立前に前記故障診断を実行してもよい。
【００５９】
エンジン自動停止条件成立前に故障診断を実行する場合のフローチャートを図８に示す。エンジン自動停止条件成立前に故障診断を実行する場合、車両の状態に関わらず任意のタイミングで、以下のルーチンを実行する。
【００６０】
ステップＳ４０１では、前述のモータ無通電診断（ステップＳ１０４の処理を参照）を実施し、スタータ１００もしくはＰＳＭ１１２の故障の有無を判定する。故障なしと判定された場合はステップＳ４０２に処理を移行し、故障ありと判定された場合はステップＳ４０３へ処理を移行する。
【００６１】
ステップＳ４０２では、前述のモータ通電診断（ステップＳ１０５の処理を参照）を実施し、スタータ１００もしくはＰＳＭ１１２の故障の有無を判定する。故障なしと判定された場合、ＥＣＭ１４０はスタータ１００およびＰＳＭ１１２のいずれにも故障なしと判断し、エンジンを停止させてルーチンを終了させる。
【００６２】
ステップＳ４０１もしくはステップＳ４０２において異常ありと判断され、ステップＳ４０３に処理が移行した場合、ＥＣＭ１４０はエンジン自動停止・始動システムの使用を停止させる。そして、ステップＳ４０４において、運転者に対し警告ランプなどを用いてエンジン自動停止・始動システムの故障を告知してルーチンを終了させる。
【００６３】
以上のルーチンにより、エンジン自動停止条件成立前に故障診断を実行することができる。
【００６４】
なお、図３のルーチンではＯＦＦ判定、ＯＮ判定ともに（ステップＳ１０４とＳ１０５の両方）、エンジン自動停止条件成立後に実施しているが、ＯＦＦ判定（ステップＳ１０４の判定）をエンジン自動停止条件成立前に実施しておくようにしても良い。この場合、エンジン自動停止条件成立後の故障判定の時間を短縮させることができる。
【００６５】
本実施の形態における車両の故障診断装置では、スタータ１００に設けられた回転センサ１０６でピニオンギヤ１０４の回転数を検出し、その検出したピニオンギヤ１０４の回転数と、スタータ１００の駆動信号とに基づいて、スタータ１００とＰＳＭ１１２の故障の有無を判定するので、スタータ１００とＰＳＭ１１２の故障の有無を簡単に診断することができる。
【００６６】
なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、本実施形態では、エンジン１２０のみを備えた車両においてエンジン１２０を始動させるためのスタータ１００およびＰＳＭ１１２の故障診断について説明したが、エンジンとモータ動力源とするハイブリッド車においてエンジンを始動させるためのモータおよびモータ駆動回路に対しても本発明は適用できる。
【符号の説明】
【００６７】
１００…スタータ（モータ）
１０２…出力軸
１０４…ピニオンギヤ
１０６…回転センサ
１０８…アーマチャ
１１０…ワンウェイクラッチ
１１０ａ…ローラ
１１０ｂ…クラッチインナ
１１０ｃ…クラッチアウタ
１１０ｄ…クラッチカバー
１１２…パワースイッチングモジュール（ＰＳＭ）
１２０…エンジン
１２２…クランクシャフト
１２４…フライホイール
１２６…リングギヤ
１２８…クランク角センサ
１４０…エンジン制御モジュール（ＥＣＭ）
１６０…バッテリ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されたモータ装置の故障の有無を判定する車両の故障診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンを搭載した車両において、環境問題への意識の高まりや自動車排出ガス規制を受けて、エンジン自動停止・始動システム（いわゆるアイドルストップシステム）が広く採用されるようになっている。
【０００３】
一般に、車両が市街地走行を行う時などにおいては、交差点や踏切などで停止する場合があり、このようなときにエンジンをアイドル運転させたままの状態では無駄な燃料を消費するため燃料消費量が増加してしまう。
【０００４】
このため、エンジン停止の条件が整ったときに、運転中であっても車両のエンジンを自動停止させて燃料消費をカットさせ、その後、所定のエンジン再始動条件が整ったときには、エンジンを自動的に再始動させるものがエンジンの自動停止・始動システムである。
【０００５】
このエンジン自動停止・始動システムでは、エンジンの自動停止後に、エンジンが再始動できなくなる事態を未然に回避するため、始動装置が故障した場合は、エンジンが自動停止される前にエンジン自動停止・始動システムの使用を禁止する必要がある。そのため、エンジンが自動停止される前に始動装置の故障を検知する診断装置が必要となる。
【０００６】
従来、車両用エンジン、例えばガソリンエンジンを搭載した車両においては、前記の始動装置として、エンジンの始動時にエンジンのクランクシャフトを所定の回転数以上にクランク回転させる為のスタータ（モータ）が設けられている。
【０００７】
特許文献１では、スタータへ通電するリレーをオンまたはオフした場合に、スタータに流れる電流に基づいてスタータの故障の有無を判定する故障診断装置の例が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２４３４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
エンジン自動停止・始動システムでは、車両の運転状態からアイドリングストップ動作（エンジンの自動停止）の可否を、エンジン制御モジュール（以下ＥＣＭ）が判断している。
【００１０】
しかし、上記特許文献１の技術のように、電流や電圧に基づいてスタータの故障を判定する故障診断装置の場合、ＥＣＭとの信号線や検出回路を新たに設ける必要があり、設置スペースの問題やコストアップの問題があり、不利になる。
【００１１】
このような問題は、スタータに限られるものではなく、車両に搭載されるモータ装置全般についても存在するものである。
【００１２】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、新たな信号線や検出回路を追加することなく、モータ装置を作動させる必要が生じる前に、モータ装置の故障を検出することができる車両の故障診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決する本発明の車両故障診断装置は、駆動信号によって制御されるモータ装置が搭載された車両の故障診断装置において、モータ装置に供給される駆動信号とモータ装置の回転数に基づいてモータ装置の故障診断を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、モータ装置に供給される駆動信号とモータ装置の回転数に基づいてモータ装置の故障診断を行うので、簡単に故障を判断することができる。したがって、車両に搭載されたモータを作動させる必要が生じる前に、前記モータの故障を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係わるエンジン自動停止・始動システムのシステム構成図。
【図２】エンジン自動停止・始動システムに用いるスタータの構造を示す図。
【図３】エンジン自動停止動作の内容を説明するフローチャート。
【図４】モータ無通電診断処理の内容を説明するフローチャート。
【図５】モータ通電診断処理の内容を説明するフローチャート。
【図６】故障なしのときのピニオンギヤの回転数の挙動とエンジン回転数の変化と故障診断のタイミングを示した図。
【図７】故障ありのときのピニオンギヤの回転数の挙動とエンジン回転数の変化と故障診断のタイミングを示した図。
【図８】エンジン自動停止条件成立前に故障診断を実行する場合のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る車両の故障診断装置の代表的な最良の実施形態は次の通りである。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態であるエンジン自動停止・始動システムの構成について示したものである。
【００１８】
内燃機関であるエンジン１２０のクランクシャフト１２２のフライホイール１２４には、リングギヤ（平歯車）１２６が形成されている。一方、エンジン１２０を初期始動および停止状態からの再始動をするための回転駆動力を発生するスタータ（モータ）１００の出力軸１０２には、ピニオンギヤ（平歯車）１０４が設けられている。この出力軸１０２は、軸線方向に往復移動可能に構成されている。また、ピニオンギヤ１０４の回転数は、スタータ１００のケーシングに取り付けられた回転センサ１０６によって検出される。
【００１９】
このピニオンギヤ１０４が、前記リングギヤ１２６に噛み合うことによって、スタータ１００の回転駆動力をエンジン１２０に伝達することができる。エンジン１２０のクランクシャフト１２２の外周部には、クランク角やエンジン回転数を検出するための、クランク角センサ１２８が取り付けられている。
【００２０】
前記回転センサ１０６およびクランク角センサ１２８から出た信号は、エンジン制御モジュール（以下、ＥＣＭ）１４０に入力される。このＥＣＭ１４０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、各種エンジン制御プログラムを実行することで、エンジン内の燃料噴射量や点火タイミングを制御する。
【００２１】
スタータ１００とバッテリ１６０などの電源との間には、モータ駆動回路であるパワースイッチングモジュール（以下ＰＳＭ）１１２が設けられている。ＥＣＭ１４０は、所定の条件を満たしたとき、ＰＳＭ１１２にスタータ１００の駆動信号を送る。ＰＳＭ１１２は、ＥＣＭ１４０から受けた駆動信号がＯＮの場合は、バッテリ１６０からスタータ１００への通電を開始し、ＥＣＭ１４０から受けた駆動信号がＯＦＦの場合は、バッテリ１６０からスタータ１００への通電を停止するようになっている。
【００２２】
このＰＳＭ１１２は、スタータ１００と一体あるいは別体どちらで構成してもよい。ＰＳＭ１１２とスタータ１００によってモータ装置が構成される。
【００２３】
図２は、本発明の実施形態であるエンジン自動停止・始動システムに用いるスタータの構造について示したものである。
【００２４】
スタータ１００は、マグネチックシフト式、またはリダクションギヤ式などのように、公知の構造を有する直流モータであり、内蔵するアーマチャ１０８がバッテリ１６０からの通電を受けて回転駆動力を発生する。アーマチャ１０８により発生した回転駆動力は、スタータ１００の出力軸１０２に伝達される。
【００２５】
出力軸１０２とピニオンギヤ１０４との間には、エンジン１２０が始動した後、そのエンジン１２０の回転駆動力がアーマチャ１０８に伝わらない様に、ワンウェイクラッチ１１０が配置されている。そのワンウェイクラッチ１１０の外周部径方向の外側から対向する位置に、ピニオンギヤ１０４の回転数検出用の回転センサ１０６が配置されている。
【００２６】
ワンウェイクラッチ１１０は、半径方向に対向して同軸上にローラ１１０ａ、クラッチインナ１１０ｂ、クラッチアウタ１１０ｃとクラッチカバー１１０ｄを有している。クラッチインナ１１０ｂはピニオンギヤ１０４と一体に構成されており、クラッチアウタ１１０ｃは出力軸１０２と一体に構成されている。エンジン１２０を始動する際、ピニオンギヤ１０４は、出力軸１０２を介して回転駆動される。
【００２７】
次に、本発明の一実施形態によるエンジン自動停止・始動システムの基本動作を説明する。このエンジン自動停止・始動システムは、初期始動時は運転者によるイグニッションスイッチの操作に基づいてスタータ１００でエンジン１２０を始動後、イグニッションスイッチの信号以外の条件に基づいて、運転状態にあるエンジン１２０を自動停止すなわちアイドルストップさせる。一方、アイドルストップしているエンジン１２０を、アクセル踏込みなどに応答して自動的に始動させる。これを再始動と称する。
【００２８】
エンジン自動停止・始動システムにおいては、急な再始動要求を求められたとき、運転者の再始動要求に、俊敏にエンジンを再始動することが必要であり、たとえば、エンジン自動停止途中に再始動要求が発生した場合でも、俊敏にエンジンを再始動可能であることが求められる。
【００２９】
本実施形態においては、エンジンを自動停止させる自動停止動作を開始して、エンジン自動停止途中のエンジン回転数降下中に、スタータ１００へ通電してピニオンギヤ１０４を空転させ、ピニオンギヤ１０４とリングギヤ１２６の回転数を各々検出し、各々の回転が同期する時点でピニオンギヤ１０４を軸線方向に押し出してリングギヤ１２６に噛み込せることで、エンジン自動停止途中からでも、俊敏にエンジンの再始動を行う。
【００３０】
この際、ピニオンギヤ１０４の回転数を検出する手段として、スタータ用ワンウェイクラッチ１１０のクラッチアウタ１１０ｃの筒形外周面に形成した凸凹状の信号出力部と、それに対向して設置した回転センサ１０６を用いて、ピニオンギヤ１０４の回転数を検出している。
【００３１】
ＥＣＭ１４０は、エンジン自動停止・始動ルーチンを所定の演算周期で繰り返し実行することで、エンジン自動停止・始動システムを実行する。このエンジン自動停止・始動システムでは、所定のエンジン自動停止条件が成立した場合に、エンジン１２０を自動的に停止させる。エンジン自動停止条件には、車速が所定の速度以下であることや、ブレーキペダルが踏み込まれていることなどがある。エンジン１２０の自動停止は、燃料噴射動作や点火動作の停止によって行われる。
【００３２】
その後、エンジン再始動条件が成立した場合に、エンジン１２０をスタータ１００によってクランキングして自動的に始動させる。エンジン再始動条件には、ブレーキペダルが踏み込まれていないこと、アクセルペダルが踏み込まれていることなどがある。
【００３３】
ここで、エンジン１２０を自動停止させる条件の１つに、自動停止・始動システムがエンジン再始動不可能な故障状態にないことが挙げられる。ＥＣＭ１４０は、エンジン１２０の自動停止後に、スタータ１００、およびその駆動回路であるＰＳＭ１１２の故障により、エンジン１２０が再始動できなくなる事態を未然に回避するため、自動停止前に、後述するスタータ１００、およびＰＳＭ１１２の故障診断を実行する。そして、故障状態にあるとの診断結果を得たときは、自動停止・始動システムを停止させ、該システムの使用を禁止する。
【００３４】
エンジン自動停止条件の判定からエンジン１２０を停止させるまでのフローチャートを図３に示す。ＥＣＭ１４０はこのルーチンを、自動停止条件が成立するまでの間、所定の周期で繰り返し実行する。
【００３５】
ステップＳ１０１において、ＥＣＭ１４０はエンジン自動停止条件が成立しているか否かを判定する。ここで、エンジン自動停止条件が成立していればステップＳ１０２の処理に移行し、エンジン自動停止条件が不成立であれば、ステップＳ１０１の前へ戻って再び判定を実行し、エンジン自動停止条件が成立するまで、繰り返し判定を実行する。エンジン自動停止条件としては、車両の走行中に運転者が車両の減速操作を行っていること、車速が所定値よりも小さいことなどがある。
【００３６】
ステップＳ１０２において、ＥＣＭ１４０はエンジン自動停止動作を開始し、燃料噴射動作や点火動作を停止させて、エンジン燃焼を停止させる。
【００３７】
ステップＳ１０３において、ＥＣＭ１４０はエンジン１２０の回転数が所定の診断可能回転数Ｎｅ１より高いか否かを判定する。この診断可能回転数Ｎｅ１は、エンジン１２０の回転数を、スタータ１００によるクランキングをせずに燃料噴射と点火の再開だけで復帰させることが可能な下限の燃焼復帰可能回転数（下限回転数）Ｎｅ２よりも高い回転数であり、エンジン回転数が前記診断可能回転数Ｎｅ１から、前記燃焼復帰可能回転数Ｎｅ２に低下するまでの間で、スタータ１００およびＰＳＭ１１２の故障診断とエンジン１２０の燃焼復帰が可能となるように設定される。エンジン回転数が、診断可能回転数Ｎｅ１より高ければステップＳ１０４へ処理を移行し、診断可能回転数Ｎｅ１以下であれば、ステップＳ１０７へ処理を移行する。
【００３８】
ステップＳ１０４では、モータ無通電診断を実施し、スタータ１００もしくはＰＳＭ１１２の故障の有無を判定する。モータ無通電診断では、駆動信号がＯＦＦのときのスタータ１００の回転数に基づいて判定される。モータ無通電診断の詳細な処理内容については後述する。ステップＳ１０４で故障なしと判定された場合はステップＳ１０５に処理を移行し、故障ありと判定された場合はステップＳ１０９へ処理を移行する。
【００３９】
ステップＳ１０５では、モータ通電診断を実施し、スタータ１００もしくはＰＳＭ１１２の故障の有無を判定する。モータ通電診断では、駆動信号がＯＮのときのスタータ１００の回転数に基づいて判定される。モータ通電診断の詳細な処理内容については後述する。ステップＳ１０５で故障なしと判定された場合はステップＳ１０６に処理を移行し、故障ありと判定された場合はステップＳ１０９へ処理を移行する。
【００４０】
ステップＳ１０４およびＳ１０５において異常なしと判断され、ステップＳ１０６に処理が移行した場合、ＥＣＭ１４０はスタータ１００およびＰＳＭ１１２のいずれにも故障なしと判断し、ステップＳ１０２で開始したエンジン自動停止動作を継続し、エンジンを停止させてルーチンを終了させる。
【００４１】
ステップＳ１０３において、エンジン回転数が診断可能回転数Ｎｅ１以下であると判定され、ステップＳ１０７へ移行した場合、ＥＣＭ１４０はステップＳ１０２で開始したエンジン自動停止動作を中断し、エンジン回転数が燃焼復帰可能回転数Ｎｅ２まで低下する前に、スタータ１００によるクランキングなしで、燃焼復帰によりエンジン１２０の回転数を復帰させる。
【００４２】
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０１で成立したエンジン自動停止条件が不成立となったかを判定する。エンジン自動停止条件が不成立（ステップＳ１０８でＹＥＳ）と判定された場合、ステップＳ１０１に処理を移行する。エンジン自動停止条件が成立（ステップＳ１０８でＮＯ）と判定された場合は、ステップＳ１０８の前へ戻って再びステップＳ１０８の判定を実行し、エンジン自動停止条件が不成立となるまで、繰り返し判定を実行する。
【００４３】
ステップＳ１０４もしくはステップＳ１０５において故障ありと判定され、ステップＳ１０９に処理が移行した場合、ＥＣＭ１４０はステップＳ１０２で開始したエンジン自動停止動作を中断し、エンジン回転数が燃焼復帰可能回転数Ｎｅ２まで低下する前に、スタータ１００によるクランキングなしでエンジン１２０の回転数を復帰させる。
【００４４】
ステップＳ１１０において、ＥＣＭ１４０はエンジン自動停止・始動システムを停止させ、該システムの使用を禁止する処理を行う。そして、ステップＳ１１１において、運転者に対し警告ランプなどを用いてエンジン自動停止・始動システムの故障を告知してルーチンを終了させる。
【００４５】
次に、ステップＳ１０４のモータ無通電診断について図４に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４６】
ステップＳ２０１において、ＥＣＭ１４０はＰＳＭ１１２へ送る駆動信号をＯＦＦとする。ステップＳ２０２において、ＥＣＭ１４０は回転センサ１０６からの信号でピニオンギヤ１０４の回転数を検出する。ステップＳ２０３において、ＥＣＭ１４０はステップＳ２０２で検出されたピニオンギヤ回転数が所定の停止判定回転数Ｎｐ１より低いか否かを判定する。ピニオンギヤ回転数が、停止判定回転数Ｎｐ１より低ければ、故障なしと判定し、停止判定回転数Ｎｐ１以上であれば、スタータ１００もしくはＰＳＭ１１２のグランドへのショートであると判断し、故障ありと判定する。本実施の形態では、停止判定回転数Ｎｐ１は、燃焼復帰可能回転数Ｎｅ２よりも低い回転数に設定されている。
【００４７】
次に、ステップＳ１０５のモータ通電診断について図５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４８】
ステップＳ３０１において、ＥＣＭ１４０はＰＳＭ１１２へ送る駆動信号をＯＮとする。ステップＳ３０２において、ＥＣＭ１４０は回転センサからの信号でピニオンギヤの回転数を検出する。ステップＳ３０３において、ＥＣＭ１４０はステップＳ３０２で検出されたピニオンギヤ回転数が所定の駆動判定回転数Ｎｐ２より高いか否かを判定する。ピニオンギヤ回転数が、駆動判定回転数Ｎｐ２より高ければ、故障なしと判定し、駆動判定回転数Ｎｐ２以下であれば、スタータ１００もしくはＰＳＭ１１２のオープン故障、もしくはバッテリへのショート、またはスタータ１００の異常負荷であると判断し、故障ありと判定する。本実施の形態では、駆動判定回転数Ｎｐ２は、診断可能回転数Ｎｅ１と燃焼復帰可能回転数Ｎｅ２との間の回転数に設定されている。
【００４９】
本実施形態における車両の故障診断装置によれば、スタータ１００およびＰＳＭ１１２の故障診断を、エンジン１２０を再始動させる際に、スタータ１００によるクランキングが不要な下限の回転数、すなわち燃焼復帰可能回転数Ｎｅ２まで低下する前に実行するようにしたため、スタータ１００もしくはＰＳＭ１１２が故障と判定された場合に、エンジン１２０の燃料噴射および点火のみでエンジン１２０を燃焼復帰させることができ、エンジン自動停止後に、エンジン１２０が再始動できなくなる事態を未然に回避することができる。
【００５０】
また、本実施形態では、スタータ１００およびＰＳＭ１１２が故障と判定された場合、運転者に故障を早期に警告し、さらに以後はエンジン自動停止・始動システムの使用を停止するため、運転者はそのまま修理可能な場所（ディーラなど）まで、安全に移動することができる。また、このとき、カーナビゲーションシステムと連動して、車室内のモニターに周辺の修理可能な場所の位置や、そこまでの移動経路を表示するようにしてもよい。
【００５１】
更に本実施形態では、駆動信号とピニオンギヤ回転数に基づいて故障原因が特定できるため、容易に故障したスタータ１００を修理できる。
【００５２】
図６および図７にエンジン１２０およびピニオンギヤ１０４の回転数と故障診断タイミングの図を示す。図６は、スタータ１００およびＰＳＭ１１２に故障無しと判定された場合の例であり、図７は、スタータ１００もしくはＰＳＭ１１２に故障有りと判定された場合の一例である。
【００５３】
まず、図６について説明する。エンジン自動停止条件が成立し、そのときのエンジン回転数が診断可能回転数Ｎｅ１以上であるので、エンジン燃焼を停止し、故障診断を開始する。通常、エンジンが燃焼している間は、スタータは駆動させないので、本図では駆動信号は故障診断前からＯＦＦのままである。
【００５４】
このときピニオンギヤ１０４の回転数を検出し、ピニオンギヤ１０４の回転数が停止判定回転数Ｎｐ１を超えなかったので、ステップＳ１０４のモータ無通電診断では故障無しと判定し、駆動信号をＯＮにして、再びピニオンギヤ１０４の回転数を検出する。ここで駆動判定回転数Ｎｐ２を超えたため、ステップＳ１０５のモータ通電診断でもスタータ１００およびＰＳＭ１１２に故障無しと判定し、故障診断は終了する。その後、ピニオンギヤ１０４は、エンジン停止前にリングギヤ１２６に噛み込まされ、エンジン再始動可能な状態となる。
【００５５】
次に、図７について説明する。エンジン自動停止条件が成立し、そのときのエンジン回転数が診断可能回転数Ｎｅ１以上であるので、エンジン燃焼を停止し、故障診断を開始する。駆動信号がＯＦＦの状態で、ピニオンギヤ１０４の回転数を検出し、ピニオンギヤ１０４の回転数が停止判定回転数Ｎｐ１を超えなかったので、ステップＳ１０４のモータ無通電診断では故障無しと判定し、駆動信号をＯＮにして、再びピニオンギヤ１０４の回転数を検出する。
【００５６】
ここで駆動判定回転数Ｎｐ２を超えないため、ステップＳ１０５のモータ通電診断ではスタータ１００もしくはＰＳＭ１１２に故障有りと判定し、故障診断は終了する。その後、エンジン回転数が燃焼復帰可能回転数Ｎｅ２まで低下する前に、エンジン１２０を燃焼復帰し、エンジン自動停止・始動システムの使用を停止させる。
【００５７】
本実施形態では、駆動信号ＯＮ時の故障判定条件を、ピニオンギヤ回転数＞駆動判定回転数Ｎｐ１、としているが、この駆動判定回転数速度Ｎｐ１に対して、Ｎｐ１１≧Ｎｐ１≧Ｎｐ１２という関係になるような回転数Ｎｐ１１およびＮｐ１２を定義し、駆動信号ＯＮ時の故障判定条件を、回転数Ｎｐ１１＞ピニオンギヤ回転数＞回転数Ｎｐ１２、というようにしてもよい。
【００５８】
本実施形態では、エンジン１２０の自動停止条件成立後にスタータ１００およびＰＳＭ１１２の故障診断を実行したが、エンジン１２０の自動停止条件成立前に前記故障診断を実行してもよい。
【００５９】
エンジン自動停止条件成立前に故障診断を実行する場合のフローチャートを図８に示す。エンジン自動停止条件成立前に故障診断を実行する場合、車両の状態に関わらず任意のタイミングで、以下のルーチンを実行する。
【００６０】
ステップＳ４０１では、前述のモータ無通電診断（ステップＳ１０４の処理を参照）を実施し、スタータ１００もしくはＰＳＭ１１２の故障の有無を判定する。故障なしと判定された場合はステップＳ４０２に処理を移行し、故障ありと判定された場合はステップＳ４０３へ処理を移行する。
【００６１】
ステップＳ４０２では、前述のモータ通電診断（ステップＳ１０５の処理を参照）を実施し、スタータ１００もしくはＰＳＭ１１２の故障の有無を判定する。故障なしと判定された場合、ＥＣＭ１４０はスタータ１００およびＰＳＭ１１２のいずれにも故障なしと判断し、エンジンを停止させてルーチンを終了させる。
【００６２】
ステップＳ４０１もしくはステップＳ４０２において異常ありと判断され、ステップＳ４０３に処理が移行した場合、ＥＣＭ１４０はエンジン自動停止・始動システムの使用を停止させる。そして、ステップＳ４０４において、運転者に対し警告ランプなどを用いてエンジン自動停止・始動システムの故障を告知してルーチンを終了させる。
【００６３】
以上のルーチンにより、エンジン自動停止条件成立前に故障診断を実行することができる。
【００６４】
なお、図３のルーチンではＯＦＦ判定、ＯＮ判定ともに（ステップＳ１０４とＳ１０５の両方）、エンジン自動停止条件成立後に実施しているが、ＯＦＦ判定（ステップＳ１０４の判定）をエンジン自動停止条件成立前に実施しておくようにしても良い。この場合、エンジン自動停止条件成立後の故障判定の時間を短縮させることができる。
【００６５】
本実施の形態における車両の故障診断装置では、スタータ１００に設けられた回転センサ１０６でピニオンギヤ１０４の回転数を検出し、その検出したピニオンギヤ１０４の回転数と、スタータ１００の駆動信号とに基づいて、スタータ１００とＰＳＭ１１２の故障の有無を判定するので、スタータ１００とＰＳＭ１１２の故障の有無を簡単に診断することができる。
【００６６】
なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、本実施形態では、エンジン１２０のみを備えた車両においてエンジン１２０を始動させるためのスタータ１００およびＰＳＭ１１２の故障診断について説明したが、エンジンとモータ動力源とするハイブリッド車においてエンジンを始動させるためのモータおよびモータ駆動回路に対しても本発明は適用できる。
【符号の説明】
【００６７】
１００…スタータ（モータ）
１０２…出力軸
１０４…ピニオンギヤ
１０６…回転センサ
１０８…アーマチャ
１１０…ワンウェイクラッチ
１１０ａ…ローラ
１１０ｂ…クラッチインナ
１１０ｃ…クラッチアウタ
１１０ｄ…クラッチカバー
１１２…パワースイッチングモジュール（ＰＳＭ）
１２０…エンジン
１２２…クランクシャフト
１２４…フライホイール
１２６…リングギヤ
１２８…クランク角センサ
１４０…エンジン制御モジュール（ＥＣＭ）
１６０…バッテリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動信号によって制御されるモータ装置が搭載された車両の故障診断装置において、
該モータ装置に供給される駆動信号と前記モータ装置の回転数に基づいて前記モータ装置の故障の有無を判定する故障判定手段を有することを特徴とする車両の故障診断装置。
【請求項２】
前記故障判定手段は、前記駆動信号がＯＮの場合に前記モータ装置の回転数が所定値以下のときは、前記モータ装置の故障ありと判定することを特徴とする請求項１に記載の車両の故障診断装置。
【請求項３】
前記故障は、前記モータもしくはモータ駆動回路のオープン故障、バッテリへのショート、またはモータの異常負荷のいずれかであると判定することを特徴とする請求項２に記載の車両の故障診断装置。
【請求項４】
前記故障判定手段は、前記駆動信号がＯＦＦの場合に前記モータ装置の回転数が所定値よりも高いときは、前記モータ装置の故障ありと判定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両の故障診断装置。
【請求項５】
前記故障は、グランドへのショートであると判定することを特徴とする請求項４に記載の車両の故障診断装置。
【請求項６】
前記モータ装置は、クランキングによって前記内燃機関を再始動可能なスタータと、該スタータの駆動回路であるパワースイッチングモジュールを有し、
前記故障判定手段は、自動停止条件が成立したときに内燃機関を自動停止させ該自動停止後に所定の再始動条件が成立したときに前記内燃機関を自動的に再始動させる自動停止・始動システムに組み込まれており、該自動停止・始動システムによって前記内燃機関が自動停止される前に前記モータ装置の故障の有無を判定することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車両の故障診断装置。
【請求項７】
前記故障判定手段は、前記自動停止・始動システムによって前記内燃機関を自動停止させる自動停止動作が開始されてから前記内燃機関の回転数が前記スタータによるクランキングを行わなくても前記内燃機関を再始動可能な下限回転数に低下するまでの期間に前記モータ装置の故障の有無の判定を行い、
前記自動停止・始動システムは、前記故障判定手段によって前記モータ装置の故障有りと判定された場合に、前記自動停止動作を中止して前記内燃機関を再始動させ、前記モータ装置の故障なしと判定された場合に、前記自動停止動作を継続させて前記内燃機関を自動停止させることを特徴とする請求項６に記載の車両の故障診断装置。
【請求項８】
前記故障判定手段により前記モータ装置の故障有りと判定された場合に、前記自動停止・始動システムの使用を禁止するシステム使用禁止手段を備えていることを特徴とする請求項６又は７に記載の車両の故障診断装置。
【請求項９】
前記故障判定手段により前記モータ装置の故障有りと判定された場合に、該故障を前記車両の運転者に警告する警告手段を備えていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の車両の故障診断装置。
【請求項１０】
前記故障判定手段は、アイドルストップシステム用であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の車両の故障診断装置。
【請求項１】
駆動信号によって制御されるモータ装置が搭載された車両の故障診断装置において、
該モータ装置に供給される駆動信号と前記モータ装置の回転数に基づいて前記モータ装置の故障の有無を判定する故障判定手段を有することを特徴とする車両の故障診断装置。
【請求項２】
前記故障判定手段は、前記駆動信号がＯＮの場合に前記モータ装置の回転数が所定値以下のときは、前記モータ装置の故障ありと判定することを特徴とする請求項１に記載の車両の故障診断装置。
【請求項３】
前記故障は、前記モータもしくはモータ駆動回路のオープン故障、バッテリへのショート、またはモータの異常負荷のいずれかであると判定することを特徴とする請求項２に記載の車両の故障診断装置。
【請求項４】
前記故障判定手段は、前記駆動信号がＯＦＦの場合に前記モータ装置の回転数が所定値よりも高いときは、前記モータ装置の故障ありと判定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両の故障診断装置。
【請求項５】
前記故障は、グランドへのショートであると判定することを特徴とする請求項４に記載の車両の故障診断装置。
【請求項６】
前記モータ装置は、クランキングによって前記内燃機関を再始動可能なスタータと、該スタータの駆動回路であるパワースイッチングモジュールを有し、
前記故障判定手段は、自動停止条件が成立したときに内燃機関を自動停止させ該自動停止後に所定の再始動条件が成立したときに前記内燃機関を自動的に再始動させる自動停止・始動システムに組み込まれており、該自動停止・始動システムによって前記内燃機関が自動停止される前に前記モータ装置の故障の有無を判定することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車両の故障診断装置。
【請求項７】
前記故障判定手段は、前記自動停止・始動システムによって前記内燃機関を自動停止させる自動停止動作が開始されてから前記内燃機関の回転数が前記スタータによるクランキングを行わなくても前記内燃機関を再始動可能な下限回転数に低下するまでの期間に前記モータ装置の故障の有無の判定を行い、
前記自動停止・始動システムは、前記故障判定手段によって前記モータ装置の故障有りと判定された場合に、前記自動停止動作を中止して前記内燃機関を再始動させ、前記モータ装置の故障なしと判定された場合に、前記自動停止動作を継続させて前記内燃機関を自動停止させることを特徴とする請求項６に記載の車両の故障診断装置。
【請求項８】
前記故障判定手段により前記モータ装置の故障有りと判定された場合に、前記自動停止・始動システムの使用を禁止するシステム使用禁止手段を備えていることを特徴とする請求項６又は７に記載の車両の故障診断装置。
【請求項９】
前記故障判定手段により前記モータ装置の故障有りと判定された場合に、該故障を前記車両の運転者に警告する警告手段を備えていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の車両の故障診断装置。
【請求項１０】
前記故障判定手段は、アイドルストップシステム用であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の車両の故障診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２３８１３（Ｐ２０１２−２３８１３Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５８０２５（Ｐ２０１０−１５８０２５）
【出願日】平成２２年７月１２日（２０１０．７．１２）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１２日（２０１０．７．１２）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
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