JP4449854B2 - 内燃機関の始動異常診断装置 - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関（エンジン）の始動異常診断装置に関し、特に、エンジンの始動不良およびエンジンストールによる始動異常を診断するためのエンジン始動異常診断装置に関する。

車両においては、年々厳しさを増す排出ガス法規制を受けて、車載式故障診断装置（ＯＢＤ：On Board Diagnosis）の装着が義務付けられている。車載式故障診断装置とは、車両自身が排出ガス対策装置の異常を検知・監視し、異常発生時には警報表示して運転者に知らせるとともに、その故障内容を記憶保持する装置である。車載式故障診断装置は、一般的に、車両全体を制御するＥＣＵ（Electrical Control Unit）に設けられる。

このような車載式故障診断装置としては、一般に、故障した車載部品を特定できるように車載部品ごとに異なる故障コードを設け、故障した車載部品がある時に故障コードを出力し、かつ保存するように構成される。たとえば、エンジンが始動できないという始動不良や、エンジンが不意に停止するエンジンストールなどのエンジンの始動異常が発生したときには、車載式故障診断装置は、車載部品のエンジン始動異常に関連するデータを保存する。

ところで、最近では、携帯機である電子キーと車両側装置との間で通信を行ない、電子キーから送信されてきたＩＤが正当なものであった場合に、イモビライザ、シフトロック、ステアリングロック、パーキングブレーキなどの車両用ロック装置の解除（アンロック）を行なうスマートキーと呼ばれるシステムが知られている（たとえば特許文献１〜４参照）。これによれば、ユーザは、ロック解除のための操作が不要となり、イグニッションスイッチをオンするのみでエンジンを始動でき、走行可能な状態となる。また、ユーザが車両から離れた場合には、これを正当なＩＤを持つ電子キーの離間として検出し、車両用ロック装置がロックされる。
特開２００１−１３０３７９号公報 特開２００４−１１４３０号公報 特開平７−３０７９８３号公報 特開２００４−１８９０３０号公報

一般に、エンジンの始動異常において、その要因となり得る車載部品の故障は、非常に多岐に渡ると考えられる。さらには、上述したスマートキーシステムにおいて、電子キーと車両側装置との通信系にエラーが生じたことによっても、電子キーのＩＤが正当であるにも関わらずエンジンを始動できないという事態も起こり得る。

しかしながら、現行の車載式故障診断装置は、検出される故障が特定の部品の故障に限られており、故障した部品の識別が不可能なときには故障として判断することができない。特に、上記の通信系のエラーについては、始動異常の関連データに含まれていないことから、始動異常の発生時に、ユーザが車両を修理業者に持ち込んでも、故障コードが残っておらず、修理業者は状況把握のために、不具合の再検証をしなければならなかった。

また、エンジン始動異常は、特殊な条件下でのみ発生するところ、再現性の低い故障の場合には、再検証に多大な工数を要し、故障原因の解析が非常に困難となる。さらに、最終的に故障原因が特定できない場合、故障が見込まれる部品については全て新品に交換するという措置と採らざるを得ず、作業効率の点で問題が生じていた。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、エンジン始動異常による故障の解析を効率化するエンジン始動異常診断装置を提供することである。

この発明によれば、車両の駆動力を発生する内燃機関の始動異常を診断するための始動異常診断装置は、外部から入力された認証データの照合結果に基づいて、車両の走行機能をロックまたはアンロックする車両用ロック装置と、始動要求を受けると、車両用ロック装置において認証データが正当と判断されたことに応じて内燃機関の始動を許可する一方、認証データが不当と判断されたことに応じて内燃機関の始動を禁止する始動制御装置と、内燃機関の始動異常を検出する始動異常検出部と、始動異常による故障の解析に必要なデータを保存するデータ保存部とを備える。データは、始動要求がなされた時点から始動異常が検出された時点までの車両用ロック装置の動作履歴を示すデータを含む。

上記の内燃機関の始動異常診断装置によれば、これまで特定が不可能であった車両のロック装置の通信エラーによるエンジンの始動異常を特定することが可能となる。その結果、故障解析に要する工数が大幅に削減され、修理を迅速に行なうことができる。

好ましくは、データは、始動異常が検出された時点の以前および以降の少なくとも一方における車両の状態を示すデータをさらに含む。

上記の内燃機関の始動異常診断装置によれば、車両のロック装置の動作履歴と始動異常検出時の車両の状態とに基づいて故障解析が可能となるため、故障原因の特定がより一層容易化される。

好ましくは、内燃機関の始動異常診断装置は、データ保存部に保存されたデータを車両の外部に読み出すためのデータ読出部をさらに備える。

上記の内燃機関の始動異常診断装置によれば、修理業者は不具合の再検証をすることなく、効率的に故障解析を行なうことができる。

好ましくは、車両用ロック装置は、認証データの照合結果に基づいて、内燃機関の始動許可信号または始動禁止信号を生成して始動制御装置へ出力する。車両用ロック装置の動作履歴を示すデータは、車両用ロック装置が始動制御装置に対して、始動許可信号または前記始動禁止信号を出力した履歴を含む。

上記の内燃機関の始動異常診断装置によれば、始動異常が車両のロック装置における通信エラーによるものか否かを容易に判断することができる。

好ましくは、始動異常検出部は、スタータが所定の期間を越えてオンされ続けたにも関わらず、内燃機関の回転数が所定の回転数以下であるときに、始動異常を検出する。データ保存部は、スタータがオフされた時点までの車両のロック装置の動作履歴の少なくとも一部を保存する。

上記の内燃機関の始動異常診断装置によれば、始動異常のうちのエンジンが始動しない始動不良が生じたときの故障解析が容易となる。

好ましくは、始動異常検出部は、内燃機関の機関温度が低くなるに従って、所定の期間が長くなるように設定する。

上記の内燃機関の始動異常診断装置によれば、始動不良の誤検出を防止することができる。

好ましくは、始動異常検出部は、内燃機関の回転数が一旦所定の回転数を超えた後、所定の回転数以下に低下したときに、始動異常を検出する。データ保存部は、始動異常が検出された時点までの車両のロック装置の動作履歴の少なくとも一部を保存する。

上記の内燃機関の始動異常診断装置によれば、始動異常のうちのエンジンストールが生じたときの故障解析が容易となる。

好ましくは、始動異常検出部は、始動異常が検出されたことを指示する異常検出信号をデータ保存部へ出力する。データ保存部は、データを所定の単位時間ごとに取得して保存する記憶部と、異常検出信号を受けると、始動異常の検出時から少なくとも１つの所定の単位時間の経過後に、記憶部がデータを取得するのを停止させる制御部とを含む。

上記の内燃機関の始動異常診断装置によれば、始動異常検出時前後における車両の状態と、車両のロック装置の動作履歴とが保存されるため、故障解析を容易かつ迅速に行なうことができる。

この発明によれば、始動異常による故障の解析において、これまで特定不可能であった車両のロック装置における通信系のエラーによるエンジンの始動異常を故障原因として特定することが可能となる。その結果、故障解析に要する工数が大幅に削減され、修理を迅速に行なうことができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

図１は、この発明の実施の形態によるエンジン始動異常診断装置の概略ブロック図である。

図１を参照して、エンジン始動異常診断装置は、エンジン始動異常検出部２０と、フリーズフレームデータ保存部３０とを備える。

エンジン始動異常診断装置は、車両１０００に搭載される図示しないＥＣＵの内部に設けられる。なお、車両１０００には、さらに、エンジンＥＣＵ１０と、スタータ１２と、イモビライザ５０と、エンジン回転数センサ６０と、スロットル開度、車速および冷却水温などをそれぞれ検出する各種センサ７０とが搭載される。

イモビライザ５０は、送受信機を有しており、この送受信機と携帯機である電子キー２００のトランスポンダ２１０との間で通信を行なう。詳細には、イモビライザ５０の制御部は、送受信機に接続されるとともに、電子キー２００のＩＤなどを記憶するメモリに接続される。制御部は、電子キー２００の呼び出し信号を生成し、その生成した呼び出し信号を送受信機から電子キー２００のトランスポンダ２１０に送信する。そして、トランスポンダ２１０がこの呼び出し信号に応答して、電子キー２００のＩＤを送受信機に送信すると、制御部は、電子キー２００からの受信信号に含まれるＩＤと、メモリに予め登録されたＩＤとを照合する。なお、イモビライザ５０が行なうＩＤ照合は、送受信機を介して受信した電子キー２００のＩＤの照合に限定されず、指紋など予め車両１０００の使用が許可されたユーザに固有の識別情報を認証する構成としても良い。

そして、このＩＤ照合において、電子キー２００のＩＤが正当であると判断されると、制御部は、車両用ロック装置の車両用ロック装置のロックを解除し、アンロック状態とする。なお、車両用ロック装置には、イモビライザ５０を始め、図示しないシフトロック、ステアリングロックおよびパーキングブレーキなどが含まれる。さらに、制御部は、正当な電子キー２００がイグニッションスイッチに差し込まれた状態で、イグニッションスイッチがオンされたことに応じて、エンジンの始動を許可する始動許可信号を生成してエンジンＥＣＵ１０へ出力する。

ここで、始動許可信号は、具体的には、エンジンへの燃料供給およびイグニッション用電力の供給を実行させるための信号である。エンジンＥＣＵ１０は、始動許可信号を受けると、スタータ１２を通電してスタータ１２をオンさせる。また、エンジンＥＣＵ１０は、エンジンへの燃料供給を開始する。これにより、スタータ１２は、エンジン停止状態からクランキングを実行してエンジンを始動させる。

一方、イモビライザ５０の制御部は、電子キー２００のＩＤが正当でないと判断されると、上記のロック装置をロック状態とする。さらに、制御部は、エンジンの始動を禁止する始動禁止信号を生成してエンジンＥＣＵ１０へ出力する。この始動禁止信号は、エンジンへの燃料供給およびイグニッション用電力の供給を禁止するための信号である。したがって、エンジンＥＣＵ１０は、始動禁止信号を受けると、エンジンへの燃料供給を停止、もしくは燃料の噴射量を制限する。また、エンジンＥＣＵ１０は、スタータ１２の通電を行なわず、スタータ１２をオフさせる。したがって、エンジンは始動不能となる。これにより、第三者が未登録キーによってエンジンを始動して車両を盗む窃盗行為を未然に防ぐことができる。なお、エンジンＥＣＵ１０は、始動禁止信号に応じて、イグニッションコイルへの点火信号の出力を停止するようにしても良い。

すなわち、エンジンＥＣＵ１０は、イグニッションスイッチがオンされると、イモビライザ５０からの信号（始動許可信号または始動禁止信号）に応じて、エンジン始動を実行または停止する。

エンジン回転数センサ６０は、エンジンのクランキングが開始してエンジンが回転を始めると、エンジン回転数ＭＲＮＥを検出する。そして、エンジン回転数センサ６０は、その検出したエンジン回転数ＭＲＮＥを、エンジン始動異常検出部２０およびフリーズフレームデータ保存部３０へ出力する。

各種センサ７０は、スロットル開度、車速および冷却水温などを検出し、その検出結果をフリーズフレームデータ保存部３０へ出力する。

エンジン始動異常検出部２０は、エンジン回転数センサ６０からエンジン回転数ＭＲＮＥを受けると、検出されたエンジン回転数ＭＲＮＥに基づいて、エンジンの始動異常の有無を判定する。エンジン始動異常には、代表的なものとして、エンジンが始動できないエンジン始動不良と、運転者の意図しないエンジンストールとがある。

より具体的には、エンジン始動異常検出部２０は、エンジン始動異常の有無を判定するエンジン始動異常判定部２２と、タイマ２４とを含む。

エンジン始動異常判定部２２は、イグニッションスイッチに差し込まれた正当な電子キー２００がエンジンの点火系に通電を行なうオン（ＯＮ）位置から、スタータ１２に通電を行なうエンジンスタート（ＳＴ）位置に回動され、スタータ１２がオンされたことに応じて、エンジン始動異常の有無の判定動作を実行する。

なお、電子キー２００は、エンジンスタート位置において、運転者がこの位置を維持するように力を加えていないと、オン位置に戻るように構成される。すなわち、スタータ１２は、運転者が電子キー２００をエンジンスタート位置に維持し続ける限りにおいて、オンされ続ける。そして、スタータ１２は、エンジン停止状態からクランキングを実行してエンジンを始動させる。

また、電子キー２００の他の構成としては、運転者が車両室内に設けられた押しボタンスイッチ等の操作部を操作することによってＥＣＵが自動的にエンジンを始動させるものがある。なお、このようなスイッチ操作によるエンジン始動制御方法は、プッシュ式スタートシステムとも称される。この場合、予め設定された所定の期間においてスタータ１２がオンされ続け、当該設定期間経過後にスタータ１２が自動的にオフされる。この発明によるエンジン始動異常診断装置は、いずれの構成にも適用され得るものである。

エンジン始動異常の有無の判定は、以下に示すように、エンジン回転数センサ６０にて検出されるエンジン回転数ＭＲＮＥと、タイマ２４からの計時情報とに基づいて行なわれる。

詳細には、スタータ１２がオンされて回転し、スタータ１２の回転によってエンジンのクランキングが開始されると、エンジン始動異常判定部２２は、エンジン回転数センサ６０からエンジン回転数ＭＲＮＥを受ける。そして、エンジン始動異常判定部２２は、エンジン回転数ＭＲＮＥと所定の回転数（たとえばアイドル回転数近傍）との一致比較動作を行ない、その比較結果に基づいてエンジンが完爆状態であるか否かを判定する。このとき、エンジン回転数ＭＲＮＥが所定の回転数を超えれば、エンジン始動異常判定部２２は、エンジン始動が正常であると判定する。

一方、エンジン始動異常判定部２２は、エンジン回転数ＭＲＮＥが所定の回転数以下であれば、タイマ２４を起動させる。

タイマ２４は、エンジン始動異常判定部２２からの指示に応じて起動し、スタータ１２がオン状態であって、かつ、エンジン回転数ＭＲＮＥが所定の回転数以下である期間を計時する。そして、その計時情報をエンジン始動異常判定部２２へ出力する。また、タイマ２４は、その計時情報を、後述するように、フリーズフレームデータ保存部３０へ出力する。

そして、エンジン始動異常判定部２２は、計時された期間（＝スタータ１２がオン状態であって、かつエンジン回転数ＭＲＮＥが所定のエンジン回転数以下である期間）が予め定めた所定の期間よりも長いか否かを判定する。

このとき、エンジン始動異常判定部２２は、計時された期間が所定の期間よりも長ければ、運転者がスタータ１２を所定の期間オンし続けたにも関わらず、エンジンが完爆状態に至らなかったと判断して、エンジン始動が不良であると判定する。そして、エンジン始動異常判定部２２は、エンジン始動異常フラグをセット（オン）する。

一方、エンジン始動異常判定部２２は、計時された期間が所定の期間以下であれば、運転者がスタータ１２をオンし続けた期間が、エンジンを完爆させるのに必要な期間を満たしていないと判断して、すなわち、運転者のキー操作に原因があると判断して、エンジン始動が正常であると判定する。この場合、エンジン始動異常フラグは、リセット（オフ）状態に保たれる。

なお、所定の期間は、たとえば、エンジンを始動させるために必要なスタータ１２のオン期間の下限値に設定される。また、所定の期間は、エンジンの機関温度が低くなるに従って、相対的に長くなるように設定される。

そして、エンジン始動異常判定部２２は、エンジン始動の正常／不良を指示するエンジン始動異常フラグを、図示しない表示手段へ出力するとともに、フリーズフレームデータ保存部３０へ出力する。

さらに、エンジン始動異常判定部２２は、エンジンの始動後において、イグニッションスイッチがオン状態であるにも関わらず、エンジンが動作状態から停止状態に変化したときには、運転者の意図しないエンジンストールが発生したと判断する。この場合、エンジン始動異常判定部２２は、エンジンストールフラグをセット（オン）し、そのセットされたエンジンストールフラグを、図示しない表示手段へ出力するとともに、フリーズフレームデータ保存部３０へ出力する。

フリーズフレームデータ保存部３０は、入力インターフェース部３２と、バス４０と、ＣＰＵ３４と、クロック回路３６と、不揮発性メモリ３８とを含む。

入力インターフェース部３２は、エンジン回転数センサ６０からエンジン回転数ＭＲＮＥを受け、各種センサ７０から車速、スロットル開度、冷却水温などを受ける。また、入力インターフェース部３２は、エンジン始動異常判定部２２から、エンジン始動不良の有無を知らせるエンジン始動異常フラグと、エンジンストールの有無を知らせるエンジンストールフラグとを受ける。

入力インターフェース部３２は、さらに、イモビライザ５０から始動許可信号または始動禁止信号を受ける。なお、始動許可信号および始動禁止信号は、上述したように、電子キー２００のＩＤ照合結果に基づいて、イモビライザ５０からエンジンＥＣＵ１０に対して送信される信号である。

そして、入力インターフェース部３２は、これらの入力情報を、バス４０を介してＣＰＵ３４、クロック回路３６および不揮発性メモリ３８に伝達する。

ＣＰＵ３４は、フリーズフレームデータ保存部３０の全体を制御する。詳細には、ＣＰＵ３４は、クロック回路３６から出力されるクロック信号に同期して、所定の単位時間ごとに、イモビライザ５０からの始動許可信号（または始動禁止信号）と、エンジン回転数センサ６０および各種センサ７０からの検出情報とを、フリーズフレームデータ（以下、ＦＦＤとも称する）として不揮発性メモリ３８に保存する。

図２は、図１の不揮発性メモリ３８に保存されるフリーズフレームデータを説明するためのタイミングチャートである。

図２を参照して、不揮発性メモリ３８には、車両システムの起動時（時刻ｔ＝０とする）から所定の単位時間Δｔごとに、イモビライザ５０、エンジン回転数センサ６０および各種センサ７０からの入力情報が、１セットのフリーズフレームデータＦＦＤとして保存される。なお、所定の単位時間Δｔは、イグニッションスイッチがオンされた時刻を始期としてクロック回路３６からのクロック信号に基づいて設定される。

具体的には、フリーズフレームデータＦＦＤは、車両システムの起動時（ｔ＝０）から時系列に従って、ＦＦＤ（０），ＦＦＤ（１），ＦＦＤ（２）・・・の順に配列される。そして、配列されたフリーズフレームデータＦＦＤは、複数セット（たとえば５セット、ＦＦＤ（０）〜ＦＦＤ（４）とする）が１組のデータ群として構成されて不揮発性メモリ３８に一時的に保存される。さらに、不揮発性メモリ３８は、所定の単位時間Δｔごとに新しい入力情報が書込まれると、１組のデータ群に含まれるデータ内容を随時更新する。たとえば、ある時刻において、ＦＦＤ（０）〜ＦＦＤ（４）を１組とするデータ群は、次の所定の単位時間Δｔの経過後には、ＦＦＤ（１）〜ＦＦＤ（５）を１組とするデータ群に更新される。

ここで、ＣＰＵ３４は、図２に示すように、時刻ｔ＝Ｔにおいて、上述したエンジン始動異常判定部２２からセット（オン）されたエンジン始動異常フラグを受けると、運転者のキー操作によりにスタータ１２がオフされたことに応じて、１組のデータ群を２回更新した後に不揮発性メモリ３８への書込みを停止する。その結果、最終的な１組のデータ群は、エンジン始動不良によりスタータ１２がオフされた時点（ｔ＝Ｔ）以前の３セットのフリーズフレームデータＦＦＤ（ｉ−２），ＦＦＤ（ｉ−１），ＦＦＤ（ｉ）と、スタータ１２がオフされた時点以後の２セットＦＦＤ（ｉ＋１），ＦＦＤ（ｉ＋２）との合計５セットのフリーズフレームデータＦＦＤで構成される。したがって、エンジンの始動不良が検出されると、この１組のデータ群が、エンジン始動不良の検出時点の前後における車両の状態を指示するデータとして不揮発性メモリ３８に保存されることになる。

なお、車両１０００が上述したプッシュ式スタートシステムを採用しているときには、ＣＰＵ２４は、所定の設定期間が経過してスタータ１２が自動的にオフされたことに応じて、１組のデータ群を２回更新した後に不揮発性メモリ３８への書込みを停止する。

また、図２では、データ群を２回更新する構成としたが、フリーズフレームデータＦＦＤとして保存したいデータの内容に応じて、更新する回数を増減させても良い。すなわち、更新する回数に応じて、始動異常検出時以前の車両の状態、始動異常検出以降の車両の状態および始動異常検出時前後の車両の状態のいずれかを保存することが可能となる。

また、ＣＰＵ２４は、時刻ｔ＝Ｔにおいて、エンジン始動異常判定部２２からオンされたエンジンストールフラグを受けると、エンジン始動異常フラグの場合と同様に、１組のデータ群を２回更新した後に不揮発性メモリ３８への書込みを停止する。これにより、不揮発性メモリ３８には、エンジンストール発生時前後の車両の状態を指示するフリーズフレームデータＦＦＤ（ｉ−２）〜ＦＦＤ（ｉ＋２）が保存される。

再び図１を参照して、不揮発性メモリ３８は、車両１０００に設けたコネクタ１１０を介して、車両１０００外部の診断ツール１００に接続可能である。不揮発性メモリ３８は、修理業者が車両１０００の故障診断を行なう際に、診断ツール１００に接続され、内部に保存される１組のデータ群（フリーズフレームデータＦＦＤ（ｉ−２）〜ＦＦＤ（ｉ＋２））が読出される。そして、修理業者は、読出した１組のデータ群のデータ内容に基づいて、故障原因の解析を行なう。

ここで、エンジン始動不良やエンジンストールを含むエンジンの始動異常は、一般に、車載部品の故障が要因となって起こると考えられるが、以下に示すように、イモビライザ５０の通信エラーによっても発生する場合がある。

詳細には、イモビライザ５０は、図１で述べたように、送受信機を介して電子キー２００のトランスポンダ２１０との間で通信を行なって電子キー２００のＩＤを取得し、その取得したＩＤを照合する。また、イモビライザ５０は、エンジンＥＣＵ１０と通信を行ない、電子キー２００のＩＤ照合結果に基づいて生成した始動許可信号または始動禁止信号をエンジンＥＣＵ１０へ送信する。

しかしながら、イモビライザ５０と電子キー２００との間に通信エラーが生じたときには、ＩＤ照合が正常に行なえず、誤ったＩＤ照合結果に基づいた信号がエンジンＥＣＵ１０へ送信される可能性が生じる。また、イモビライザ５０とエンジンＥＣＵ１０との間に通信エラーが生じたときも同様に、本来のＩＤ照合結果とは相反する信号がエンジンＥＣＵ１０へ送信され得る。これにより、イモビライザ５０およびエンジンＥＣＵ１０は、通信エラーによって誤動作するおそれが生じる。

例えば、イモビライザ５０は、ＩＤ照合が不能であるとき、または電子キー２００のＩＤが未登録であると判定されたときには、始動禁止信号を生成してエンジンＥＣＵ１０へ出力する。そのため、正当な電子キー２００がイグニッションスイッチに差し込まれている状態であっても、エンジンＥＣＵ１０は、エンジンへの燃料供給やイグニッション用電力の供給を停止することになる。結果として、電子キー２００が正当であるにも関わらず、エンジンが始動できない、もしくはエンジンストールの発生といった始動異常が起きてしまう。

しかしながら、現行の車載式故障診断装置においては、検出される故障が特定の部品の故障に限られているため、イモビライザ５０の通信エラーによって始動異常が発生したときに、運転者が車両を修理業者に持ち込んでも、故障コードが残っておらず、修理業者は状況把握のために、不具合の再検証をしなければならない。

また、始動異常は、特殊な条件下でのみ発生するところ、再現性の低い故障の場合には、再検証に多大な工数を要し、故障原因の解析が非常に困難とされる。そのため、修理業者は、故障の疑いがある部品については全て新品に交換するという対応を採らざるを得ず、時間的でもコスト的にも故障解析を非効率的なものとしていた。

そこで、この発明によるエンジン始動異常診断装置は、フリーズフレームデータＦＦＤに、始動異常検出時における車両の状態に加えて、車両システムが起動してからイモビライザ５０が動作した履歴を保存する構成とする。

詳細には、フリーズフレームデータＦＦＤに、始動異常が検出されたときの車両の状態を指示する情報に加えて、車両システムが起動した時点から始動異常が検出された時点までに、イモビライザ５０がエンジンＥＣＵ１０に送信した始動許可信号または始動禁止信号の送信履歴の少なくとも一部を保存することとする。

図３は、図２におけるフリーズフレームデータＦＦＤの詳細を説明するための図である。

図３を参照して、１セットあたりのフリーズフレームデータＦＦＤ（ｉ）は、複数のデータで構成される。なお、複数のデータは、上述したように、図１に示すイモビライザ５０、エンジン回転数センサ６０および各種センサ７０から入力インターフェース部３２を介してそれぞれ入力され、ＣＰＵ３４によって不揮発性メモリ３８に所定の単位時間Δｔごとに書込まれたものである。

フリーズフレームデータＦＦＤ（ｉ）は、始動異常の解析に必要なデータとして、以下のｎ個のデータ（データ１〜データｎ、ただしｎは２以上の自然数）を含む。

詳細には、データ１は、エンジン回転数ＭＲＮＥに該当する。エンジン回転数ＭＲＮＥは、図１に示すエンジン回転数センサ６０により検出される。

次に、データ２，３はそれぞれ、冷却水温および車速に該当する。また、データｎ−１は、スロットル開度に該当する。すなわち、データ１〜データｎ−１は、車両の状態を指示するデータに該当する。これらのデータは、エンジン失火や水温異常などのその他の異常事象が発生したときの車両の状態を指示することから、故障の解析に有効なデータである。

最後に、データｎは、イモビライザ５０の動作履歴に該当する。動作履歴には、イモビライザ５０からエンジンＥＣＵ１０へ送信された始動許可信号および始動禁止信号の送信履歴が含まれる。

この発明によれば、フリーズフレームデータＦＦＤを図３のような構成とすることにより、故障解析において、始動異常がエンジン関連部品の不具合によるものか、あるいはイモビライザ５０の通信エラーによるものかを識別することができる。すなわち、始動異常検出時のフリーズフレームデータＦＦＤに、イモビライザ５０から始動禁止信号が送信された履歴が含まれていれば、修理業者は、故障原因がイモビライザ５０の通信エラーであると特定することができる。この場合、修理業者は、イモビライザ５０の通信系に限定して修理すれば良い。一方、フリーズフレームデータＦＦＤに、始動禁止信号の送信履歴が含まれていなければ、故障原因がエンジン関連部品にあると特定することができる。結果として、故障解析を著しく容易なものとし、修理の効率化を図ることができる。

図４は、この発明によるエンジン始動異常診断装置が行なうエンジン始動異常の検出動作とデータ保存動作とを説明するためのフローチャートである。

図４を参照して、最初に、正当な電子キー２００が差し込まれた状態でイグニッションスイッチがオンされ、車両システムが起動すると（ステップＳ０１）、エンジン始動異常判定部２２は、スタータ１２がオンされているか否かを判断する（ステップＳ０２）。そして、エンジン始動異常判定部２２は、スタータ１２がオンされていると判断すると、エンジン回転数センサ６０からのエンジン回転数ＭＲＮＥと所定の回転数との一致比較動作を行ない、その比較結果に基づいてエンジンが完爆状態であるか否かを判定する（ステップＳ０３）。

ステップＳ０３において、エンジン回転数ＭＲＮＥが所定の回転数を上回れば、エンジン始動異常判定部２２は、エンジン始動が正常であると判定する。一方、エンジン始動異常判定部２２は、エンジン回転数ＭＲＮＥが所定の回転数以下であれば、タイマ２４を起動させる（ステップＳ０４）。

タイマ２４は、エンジン始動異常判定部２２からの指示に応じて起動し、スタータ１２がオン状態であって、かつエンジン回転数ＭＲＮＥが所定の回転数よりも低い期間を計時する。そして、その計時情報をエンジン始動異常判定部２２へ出力する。

次に、エンジン始動異常判定部２２は、計時された期間（＝スタータ１２がオン状態であって、かつエンジン回転数ＭＲＮＥが所定の回転数よりも低い期間）が予め定めた所定の期間よりも長いか否かを判定する（ステップＳ０５）。

このとき、エンジン始動異常判定部２２は、計時された期間が所定の期間よりも長ければ、運転者がスタータ１２を所定の期間オンし続けたにも関わらず、エンジンが完爆状態に至らなかったと判断して、エンジン始動が不良であると判定する。そして、エンジン始動異常判定部２２は、エンジンの始動不良を判定すると、エンジン始動異常フラグをオンして表示手段へ出力するとともに、フリーズフレームデータ保存部３０へ出力する（ステップＳ０６）。

フリーズフレームデータ保存部３０では、車両システムの起動時から所定の単位時間Δｔごとに、不揮発性メモリ３８に保存される１群のフリーズフレームデータＦＦＤが随時更新され続けている。そして、ＣＰＵ３４は、エンジン始動異常判定部２２からオンされたエンジン始動異常フラグを受けると、スタータ１２がオフされたことに応じて、１組のデータ群を２回更新した後に不揮発性メモリ３８への書込みを停止する（ステップＳ０８）。

その結果、不揮発性メモリ３８には、エンジン始動不良時の車両の状態を指示するデータとして、エンジン始動不良によってスタータ１２がオフされた時点前後のフリーズフレームデータＦＦＤ（ｉ−２）〜ＦＦＤ（ｉ＋２）が保存される。なお、フリーズフレームデータＦＦＤには、各センサ６０，７０により検出される車両の状態に加えて、車両システム起動時以降のイモビライザ５０の動作履歴も含まれる。

一方、ステップＳ０５において、エンジン始動異常判定部２２は、計時された期間が所定の期間以下であれば、運転者がスタータ１２をオンし続けた期間が、エンジンを完爆させるのに必要な期間を満たしていないと判断して、すなわち、運転者のキー操作に原因があると判断して、エンジン始動が正常であると判定する。

続いて、エンジンが完爆状態となってエンジンが正常に始動されると、エンジン始動異常判定部２２は、イグニッションスイッチのオン状態が継続され（ステップＳ０１）、かつ、エンジンが始動したことに応じてスタータ１２がオフされたことに応じて（ステップＳ０２）、一旦所定の回転数を超えたエンジン回転数ＭＲＮＥが、再び所定の回転数以下に低下したか否かを判定する（ステップＳ０９）。

このとき、エンジン回転数ＭＲＮＥが所定の回転数以下に低下したと判定されると、エンジン始動異常判定部２２は、運転者の自発的な操作によらないエンジンストールが発生したと判断して、エンジンストールフラグをオンする（ステップＳ１０）。そして、エンジン始動異常判定部２２は、オンされたエンジンストールフラグを表示手段へ出力するとともに、フリーズフレームデータ保存部３０へ出力する。

フリーズフレームデータ保存部３０において、ＣＰＵ３４は、エンジン始動異常判定部２２からオンされたエンジンストールフラグを受けると、１組のデータ群を２回更新した後に不揮発性メモリ３８への書込みを停止する（ステップＳ１１）。

その結果、不揮発性メモリ３８には、エンジンストール発生時の車両の状態を指示するデータとして、エンジンストール発生時点前後のフリーズフレームデータＦＦＤ（ｉ−２）〜ＦＦＤ（ｉ＋２）が保存される。なお、フリーズフレームデータＦＦＤには、車両の状態に加えて、イモビライザ５０の動作履歴が含まれる。

そして、ステップＳ０８，Ｓ１１においてそれぞれ不揮発性メモリ３８に保存されたフリーズフレームデータＦＦＤは、診断ツール１００を介して修理業者によって読み出され、故障解析に利用される。

以上のように、この発明の実施の形態によれば、始動異常の発生時における車両の状態とイモビライザの動作履歴とに基づいて、エンジン始動異常の故障解析が可能となるため、解析に要する工数が大幅に削減され、修理を迅速かつ低コストに行なうことができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、エンジン始動異常診断装置およびそれを搭載した車両に適用可能である。

この発明の実施の形態によるエンジン始動異常診断装置の概略ブロック図である。 図１の不揮発性メモリに保存されるフリーズフレームデータを説明するためのタイミングチャートである。 図２におけるフリーズフレームデータの詳細を説明するための図である。 この発明によるエンジン始動異常診断装置が行なうエンジン始動異常の検出動作とデータ保存動作とを説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０ エンジンＥＣＵ、１２ スタータ、２０ エンジン始動異常検出部、２２ エンジン始動異常判定部、２４ タイマ、３０ フリーズフレームデータ保存部、３２ 入力インターフェース部、３４ ＣＰＵ、３６ クロック回路、３８ 不揮発性メモリ、４０ バス、５０ イモビライザ、６０ エンジン回転数センサ、７０ 各種センサ、１００ 診断ツール、１１０ コネクタ、１０００ 車両。

Claims (8)

1. 車両の駆動力を発生する内燃機関の始動異常を診断するための始動異常診断装置であって、
   外部から入力された認証データの照合結果に基づいて、前記車両の走行機能をロックまたはアンロックする車両用ロック装置と、
   始動要求を受けると、前記車両用ロック装置において前記認証データが正当と判断されたことに応じて前記内燃機関の始動を許可する一方、前記認証データが不当と判断されたことに応じて前記内燃機関の始動を禁止する始動制御装置と、
   前記内燃機関の始動異常を検出する始動異常検出部と、
   前記始動異常による故障の解析に必要なデータを保存するデータ保存部とを備え、
   前記データは、前記始動要求がなされた時点から前記始動異常が検出された時点までの前記車両用ロック装置の動作履歴を示すデータを含む、内燃機関の始動異常診断装置。
2. 前記データは、前記始動異常が検出された時点の以前および以降の少なくとも一方における前記車両の状態を示すデータをさらに含む、請求項１に記載の内燃機関の始動異常診断装置。
3. 前記データ保存部に保存された前記データを前記車両の外部に読み出すためのデータ読出部をさらに備える、請求項２に記載の内燃機関の始動異常診断装置。
4. 前記車両用ロック装置は、前記認証データの照合結果に基づいて、前記内燃機関の始動許可信号または始動禁止信号を生成して前記始動制御装置へ出力し、
   前記車両用ロック装置の動作履歴を示すデータは、前記車両用ロック装置が前記始動制御装置に対して、前記始動許可信号または前記始動禁止信号を出力した履歴を含む、請求項３に記載の内燃機関の始動異常診断装置。
5. 前記始動異常検出部は、スタータが所定の期間を越えてオンされ続けたにも関わらず、前記内燃機関の回転数が所定の回転数以下であるときに、前記始動異常を検出し、
   前記データ保存部は、前記スタータがオフされた時点までの前記車両用ロック装置の動作履歴の少なくとも一部を保存する、請求項４に記載の内燃機関の始動異常診断装置。
6. 前記始動異常検出部は、前記内燃機関の機関温度が低くなるに従って、前記所定の期間が長くなるように設定する、請求項５に記載の内燃機関の始動異常診断装置。
7. 前記始動異常検出部は、前記内燃機関の回転数が一旦所定の回転数を超えた後、前記所定の回転数以下に低下したときに、前記始動異常を検出し、
   前記データ保存部は、前記始動異常の検出時までの前記車両用ロック装置の動作履歴の少なくとも一部を保存する、請求項４に記載の内燃機関の始動異常診断装置。
8. 前記始動異常検出部は、前記始動異常が検出されたことを指示する異常検出信号を前記データ保存部へ出力し、
   前記データ保存部は、
   前記データを所定の単位時間ごとに取得して保存する記憶部と、
   前記異常検出信号を受けると、前記始動異常の検出時から少なくとも１つの前記所定の単位時間の経過後に、前記記憶部が前記データを取得するのを停止させる制御部とを含む、請求項４に記載の内燃機関の始動異常診断装置。

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