JP2024041447A - エンジン始動異常診断装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】エンジン始動時におけるロングクランキング異常の発生要因を容易に絞り込むことが可能なエンジン始動異常診断装置を提供する。【解決手段】複数気筒を有するエンジン１の始動時においてクランキング期間が所定時間以上であってもエンジン始動が完了しないロングクランキング異常の発生要因を判別するエンジン始動異常診断装置を、少なくとも一部の気筒が圧縮行程後期にあるときのクランクシャフト１０の回転速度を検出する回転速度検出部１１と、回転速度検出部が検出した回転速度が所定の閾値より小さい場合に、ロングクランキング異常の発生要因が電気系異常であると判別するとともに、回転速度が前記閾値より大きい場合に、ロングクランキング異常の発生要因が燃焼異常であると判別する異常診断部１００とを備える構成とする。【選択図】図４
Description
本発明は、エンジンの始動時におけるロングクランキング異常の発生要因を判別するエンジン始動異常診断装置に関する。
例えば、特許文献１には、低コストに内燃機関の始動性能を診断し、かつ始動性悪化の要因を推定するため、発電機とバッテリと始動装置を備えた内燃機関の診断装置において、クランク回転数，バッテリ電圧を処理するセンサ入力手段と、内燃機関の始動状態を制御する制御手段と、キースイッチ信号を処理するスイッチ信号手段と、センサ入力手段と制御手段とスイッチ信号手段の出力に基づいて電気系統診断を行うと共に、センサ入力手段からの出力信号と制御手段からの出力信号の相関に基づき内燃機関の始動性能又は始動性を診断することが記載されている。
特許文献２には、ディーゼルエンジンの始動時において回転もたつき異常が発生する時に、適当な対処を可能とするため、回転もたつき異常が発生した時に、回転もたつき異常の要因が燃焼悪化であるか不適当な燃焼時期であるのかを判定する判定段階を有する異常要因判定方法が記載されている。具体的には、現在の機関回転数ＮＥｎと、次回の燃焼気筒における燃焼開始直前のボトム値ＮＥｎ’との差ΔＮＥ２に基づいて、失火等の燃焼悪化と不適当な燃焼時期での燃焼とを判別することが記載されている。
特許文献３には、システムや部品の故障が特定できないエンジンストール、エンジンの始動不良を故障として識別するため、車載部品毎に異なった故障コードを出力し、かつ保存する機能を備えた車両用故障診断制御装置において、始動時において、始動回転数と、スタータオン後の経過時間とを計測し、計測値と予め設定された値とを比較して、設定条件を満たした時には、エンジンストールやエンジンの始動不良を含む始動時故障であるとして始動時データを保存することが記載されている。
特許文献２には、ディーゼルエンジンの始動時において回転もたつき異常が発生する時に、適当な対処を可能とするため、回転もたつき異常が発生した時に、回転もたつき異常の要因が燃焼悪化であるか不適当な燃焼時期であるのかを判定する判定段階を有する異常要因判定方法が記載されている。具体的には、現在の機関回転数ＮＥｎと、次回の燃焼気筒における燃焼開始直前のボトム値ＮＥｎ’との差ΔＮＥ２に基づいて、失火等の燃焼悪化と不適当な燃焼時期での燃焼とを判別することが記載されている。
特許文献３には、システムや部品の故障が特定できないエンジンストール、エンジンの始動不良を故障として識別するため、車載部品毎に異なった故障コードを出力し、かつ保存する機能を備えた車両用故障診断制御装置において、始動時において、始動回転数と、スタータオン後の経過時間とを計測し、計測値と予め設定された値とを比較して、設定条件を満たした時には、エンジンストールやエンジンの始動不良を含む始動時故障であるとして始動時データを保存することが記載されている。
エンジンの始動時に、通常時に対してスタータモータによるクランクシャフトの駆動（クランキング）が異常に長時間化するロングクランキング異常の発生要因は多岐にわたる。
このようなロングクランキング異常が発生した場合、サービス拠点でメカニックがトラブルシューティングを実施するときに、例えば予め準備されたチェックリストに沿って一つずつ要因を絞り込んでいくことになり、原因の特定及び修理に要する時間が長くかかる問題があった。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、エンジン始動時におけるロングクランキング異常の発生要因を容易に絞り込むことが可能なエンジン始動異常診断装置を提供することである。
このようなロングクランキング異常が発生した場合、サービス拠点でメカニックがトラブルシューティングを実施するときに、例えば予め準備されたチェックリストに沿って一つずつ要因を絞り込んでいくことになり、原因の特定及び修理に要する時間が長くかかる問題があった。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、エンジン始動時におけるロングクランキング異常の発生要因を容易に絞り込むことが可能なエンジン始動異常診断装置を提供することである。
上述した課題を解決するため、本発明のエンジン始動異常診断装置は、複数気筒を有するエンジンの始動時においてクランキング期間が所定時間以上であってもエンジン始動が完了しないロングクランキング異常の発生要因を判別するエンジン始動異常診断装置であって、少なくとも一部の気筒が圧縮行程後期にあるときのクランクシャフトの回転速度を検出する回転速度検出部と、前記回転速度検出部が検出した前記回転速度が所定の閾値より小さい場合に、前記ロングクランキング異常の発生要因が電気系異常であると判別するとともに、前記回転速度が前記閾値より大きい場合に、前記ロングクランキング異常の発生要因が燃焼異常であると判別する異常診断部とを備えることを特徴とする。
ロングクランキング異常が燃焼異常により発生している場合には、スタータモータにより通常の始動に必要なクランクシャフトの回転速度は得られているが、ここから回転速度が正常に上昇しない回転速度推移を示す。
一方、ロングクランキング異常が、例えばスタータモータ本体や、スタータモータに電力を供給する電源装置、配線の不良などの電気系異常により発生している場合には、スタータモータにより通常の始動に必要なクランクシャフトの回転速度が得られないことになる。
このような燃焼異常時と電気系異常時とのクランクシャフト回転速度の違いは、スタータモータがクランクシャフトを回転駆動するのに必要なトルクが最大となる一部の気筒の圧縮行程後期において顕著となる。
本発明によれば、上記事象を利用し、少なくとも一部の気筒が圧縮行程後期にあるときのクランクシャフトの回転速度を閾値と比較することにより、ロングクランキング異常の発生要因が燃焼異常と電気系異常のいずれであるか、容易かつ迅速に絞り込むことが可能となる。
なお、本明細書、特許請求の範囲等において、圧縮行程後期とは、圧縮行程におけるクランクシャフトの角度位置（クランク角）の範囲のうち一部を抽出した範囲であって、抽出されたクランク角の中央値が圧縮上死点前９０度よりも後となるものを意味するものとする。典型的には、圧縮上死点前９０度から圧縮上死点までの範囲を抽出して圧縮行程後期とすることができるが、その始期及び終期は、上記定義を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。
ロングクランキング異常が燃焼異常により発生している場合には、スタータモータにより通常の始動に必要なクランクシャフトの回転速度は得られているが、ここから回転速度が正常に上昇しない回転速度推移を示す。
一方、ロングクランキング異常が、例えばスタータモータ本体や、スタータモータに電力を供給する電源装置、配線の不良などの電気系異常により発生している場合には、スタータモータにより通常の始動に必要なクランクシャフトの回転速度が得られないことになる。
このような燃焼異常時と電気系異常時とのクランクシャフト回転速度の違いは、スタータモータがクランクシャフトを回転駆動するのに必要なトルクが最大となる一部の気筒の圧縮行程後期において顕著となる。
本発明によれば、上記事象を利用し、少なくとも一部の気筒が圧縮行程後期にあるときのクランクシャフトの回転速度を閾値と比較することにより、ロングクランキング異常の発生要因が燃焼異常と電気系異常のいずれであるか、容易かつ迅速に絞り込むことが可能となる。
なお、本明細書、特許請求の範囲等において、圧縮行程後期とは、圧縮行程におけるクランクシャフトの角度位置（クランク角）の範囲のうち一部を抽出した範囲であって、抽出されたクランク角の中央値が圧縮上死点前９０度よりも後となるものを意味するものとする。典型的には、圧縮上死点前９０度から圧縮上死点までの範囲を抽出して圧縮行程後期とすることができるが、その始期及び終期は、上記定義を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。
本発明において、前記エンジンは、等間隔点火である４気筒又は２気筒のエンジンである構成とすることができる。
これによれば、各気筒の筒内圧力、動弁駆動系のバルブスプリング反力などの作用により、クランキング時のスタータモータ駆動負荷がシビアとなる領域のクランクシャフトの回転速度を抽出することが容易であり、上述した効果を適切に得ることができる。
これによれば、各気筒の筒内圧力、動弁駆動系のバルブスプリング反力などの作用により、クランキング時のスタータモータ駆動負荷がシビアとなる領域のクランクシャフトの回転速度を抽出することが容易であり、上述した効果を適切に得ることができる。
本発明において、前記閾値は、スタータモータが正常であるときのクランキング時における少なくとも一部の気筒が圧縮行程後期にあるときのクランクシャフトの回転速度よりも低く設定される構成とすることができる。
これによれば、スタータモータによるクランキングが正常である場合にはクランクシャフトの回転速度が閾値を上回ることになるため、電気系異常と燃焼異常とを精度よく判別することができる。
これによれば、スタータモータによるクランキングが正常である場合にはクランクシャフトの回転速度が閾値を上回ることになるため、電気系異常と燃焼異常とを精度よく判別することができる。
以上説明したように、本発明によれば、エンジン始動時におけるロングクランキング異常の発生要因を容易に絞り込むことが可能なエンジン始動異常診断装置を提供することができる。
以下、本発明を適用したエンジン始動異常診断装置の実施形態について説明する。
実施形態のエンジン始動異常診断装置は、例えば、乗用車等の自動車に走行用動力源として搭載される４ストロークの内燃機関に設けられる。
図１は、実施形態のエンジン始動異常診断装置が設けられるエンジンの構成を模式的に示す図である。
実施形態のエンジン始動異常診断装置は、例えば、乗用車等の自動車に走行用動力源として搭載される４ストロークの内燃機関に設けられる。
図１は、実施形態のエンジン始動異常診断装置が設けられるエンジンの構成を模式的に示す図である。
エンジン１は、一例として、水平対向４気筒の直噴ガソリン自然吸気エンジンである。
エンジン１は、クランクシャフト１０、シリンダブロック２０（２０Ｒ，２０Ｌ）、シリンダヘッド３０（３０Ｒ，３０Ｌ）、インテークシステム４０、エキゾーストシステム５０、ＥＧＲ装置６０、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１００等を有して構成されている。
エンジン１は、クランクシャフト１０、シリンダブロック２０（２０Ｒ，２０Ｌ）、シリンダヘッド３０（３０Ｒ，３０Ｌ）、インテークシステム４０、エキゾーストシステム５０、ＥＧＲ装置６０、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１００等を有して構成されている。
クランクシャフト１０は、エンジン１の出力軸となる回転軸である。
クランクシャフト１０の一方の端部には、図示しない変速機等の動力伝達機構が接続されている。
クランクシャフト１０には、回転軸から偏心して配置されたクランクピンが形成されている。
クランクピンには、図示しないコネクティングロッドを介してピストンが連結されている。
クランクシャフト１０の端部には、クランクシャフトの角度位置を検出する回転速度検出部であるクランク角センサ１１が設けられている。
クランク角センサ１１の出力は、エンジン制御ユニット１００に伝達される。
エンジン制御ユニット１００は、クランク角センサ１１の出力に基づいて、エンジン回転数（クランクシャフト回転速度）を、クランクシャフト１０の回転角度位置における複数の領域毎に独立して算出する。
クランクシャフト１０の一方の端部には、図示しない変速機等の動力伝達機構が接続されている。
クランクシャフト１０には、回転軸から偏心して配置されたクランクピンが形成されている。
クランクピンには、図示しないコネクティングロッドを介してピストンが連結されている。
クランクシャフト１０の端部には、クランクシャフトの角度位置を検出する回転速度検出部であるクランク角センサ１１が設けられている。
クランク角センサ１１の出力は、エンジン制御ユニット１００に伝達される。
エンジン制御ユニット１００は、クランク角センサ１１の出力に基づいて、エンジン回転数（クランクシャフト回転速度）を、クランクシャフト１０の回転角度位置における複数の領域毎に独立して算出する。
シリンダブロック２０は、クランクシャフト１０を、車体に縦置き搭載する場合における左右方向から挟みこむように、右側シリンダブロック２０Ｒ、左側シリンダブロック２０Ｌからなる二分割として構成されている。
シリンダブロック２０の中央部には、クランクケース部が設けられている。
クランクケース部は、クランクシャフト１０を収容する空間部である。
クランクケース部には、クランクシャフト１０のジャーナル部を回転可能に支持するメインベアリングが設けられている。
クランクケース部を挟んで左右に配置される右側シリンダブロック２０Ｒ、左側シリンダブロック２０Ｌの内部には、ピストンが挿入され内部で往復するシリンダが例えば２気筒ずつ（４気筒の場合）形成されている。
シリンダブロック２０の中央部には、クランクケース部が設けられている。
クランクケース部は、クランクシャフト１０を収容する空間部である。
クランクケース部には、クランクシャフト１０のジャーナル部を回転可能に支持するメインベアリングが設けられている。
クランクケース部を挟んで左右に配置される右側シリンダブロック２０Ｒ、左側シリンダブロック２０Ｌの内部には、ピストンが挿入され内部で往復するシリンダが例えば２気筒ずつ（４気筒の場合）形成されている。
シリンダブロック２０には、ノックセンサ２１が設けられている。
ノックセンサ２１は、シリンダブロック２０の振動に応じた出力電圧を発生する圧電素子を有する。
エンジン制御ユニット１００は、ノッキング発生時に特有のノックセンサ２１の出力波形に基づいて、ノッキングの有無を検出可能となっている。
ノックセンサ２１は、シリンダブロック２０の振動に応じた出力電圧を発生する圧電素子を有する。
エンジン制御ユニット１００は、ノッキング発生時に特有のノックセンサ２１の出力波形に基づいて、ノッキングの有無を検出可能となっている。
シリンダヘッド３０（右側シリンダヘッド３０Ｒ、左側シリンダヘッド３０Ｌ）は、シリンダブロック２０のクランクシャフト１０とは反対側の端部（左右端部）にそれぞれ設けられている。
シリンダヘッド３０は、燃焼室３１、点火プラグ３２、吸気ポート３３、排気ポート３４、吸気バルブ３５、排気バルブ３６、吸気カムシャフト３７、排気カムシャフト３８、インジェクタ３９等を備えて構成されている。
燃焼室３１は、シリンダヘッド３０のピストン冠面と対向する箇所を、例えばペントルーフ状に凹ませて形成されている。
点火プラグ３２は、エンジン制御ユニット１００からの点火信号に応じてスパークを発生し、混合気に点火するものである。
点火プラグ３２は、燃焼室３１の中央に設けられている。
シリンダヘッド３０は、燃焼室３１、点火プラグ３２、吸気ポート３３、排気ポート３４、吸気バルブ３５、排気バルブ３６、吸気カムシャフト３７、排気カムシャフト３８、インジェクタ３９等を備えて構成されている。
燃焼室３１は、シリンダヘッド３０のピストン冠面と対向する箇所を、例えばペントルーフ状に凹ませて形成されている。
点火プラグ３２は、エンジン制御ユニット１００からの点火信号に応じてスパークを発生し、混合気に点火するものである。
点火プラグ３２は、燃焼室３１の中央に設けられている。
吸気ポート３３は、燃焼用空気（新気）を燃焼室３１に導入する流路である。
排気ポート３４は、燃焼室３１から既燃ガス（排ガス）を排出する流路である。
吸気バルブ３５、排気バルブ３６は、吸気ポート３３、排気ポート３４を所定のバルブタイミングで開閉するものである。
吸気バルブ３５、排気バルブ３６は、各気筒に例えば２本ずつ設けられる。
吸気バルブ３５、排気バルブ３６は、クランクシャフト１０の１／２の回転数で同期して回転する吸気カムシャフト３７、排気カムシャフト３８によって開閉される。
吸気カムシャフト３７、排気カムシャフト３８のカムスプロケット部には、各カムシャフトの位相を進角・遅角させて各バルブの開弁時期、閉弁時期を変化させる図示しないバルブタイミング可変機構が設けられている。
インジェクタ３９は、エンジン制御ユニット１００が発する開弁信号に応じて、燃焼室３１内に燃料を噴射して混合気を形成するものである。
インジェクタ３９は、燃料を噴射するノズル部が、燃焼室３１の内面における吸気ポート３３側の領域からシリンダ内に露出するよう設けられている。
排気ポート３４は、燃焼室３１から既燃ガス（排ガス）を排出する流路である。
吸気バルブ３５、排気バルブ３６は、吸気ポート３３、排気ポート３４を所定のバルブタイミングで開閉するものである。
吸気バルブ３５、排気バルブ３６は、各気筒に例えば２本ずつ設けられる。
吸気バルブ３５、排気バルブ３６は、クランクシャフト１０の１／２の回転数で同期して回転する吸気カムシャフト３７、排気カムシャフト３８によって開閉される。
吸気カムシャフト３７、排気カムシャフト３８のカムスプロケット部には、各カムシャフトの位相を進角・遅角させて各バルブの開弁時期、閉弁時期を変化させる図示しないバルブタイミング可変機構が設けられている。
インジェクタ３９は、エンジン制御ユニット１００が発する開弁信号に応じて、燃焼室３１内に燃料を噴射して混合気を形成するものである。
インジェクタ３９は、燃料を噴射するノズル部が、燃焼室３１の内面における吸気ポート３３側の領域からシリンダ内に露出するよう設けられている。
インテークシステム４０は、空気を導入して吸気ポート３３に導入するものである。
インテークシステム４０は、インテークダクト４１、チャンバ４２、エアクリーナ４３、エアフローメータ４４、スロットルバルブ４５、インテークマニホールド４６、吸気圧センサ４７等を備えて構成されている。
インテークシステム４０は、インテークダクト４１、チャンバ４２、エアクリーナ４３、エアフローメータ４４、スロットルバルブ４５、インテークマニホールド４６、吸気圧センサ４７等を備えて構成されている。
インテークダクト４１は、外気を導入して吸気ポート３３に導入する流路である。
チャンバ４２は、インテークダクト４１の入口部近傍に連通して設けられた空間部である。
エアクリーナ４３は、空気を濾過してダスト等を取り除くものである。
エアクリーナ４３は、インテークダクト４１におけるチャンバ４２との連通箇所の下流側に設けられている。
エアフローメータ４４は、インテークダクト４１内を通過する空気流量を計測するものである。
エアフローメータ４４は、エアクリーナ４３の出口近傍に設けられている。
エアフローメータ４４の出力は、エンジン制御ユニット１００に伝達される。
チャンバ４２は、インテークダクト４１の入口部近傍に連通して設けられた空間部である。
エアクリーナ４３は、空気を濾過してダスト等を取り除くものである。
エアクリーナ４３は、インテークダクト４１におけるチャンバ４２との連通箇所の下流側に設けられている。
エアフローメータ４４は、インテークダクト４１内を通過する空気流量を計測するものである。
エアフローメータ４４は、エアクリーナ４３の出口近傍に設けられている。
エアフローメータ４４の出力は、エンジン制御ユニット１００に伝達される。
スロットルバルブ４５は、空気の流量を調節してエンジン１の出力を制御するバタフライバルブである。
スロットルバルブ４５は、インテークダクト４１におけるインテークマニホールド４６との接続部近傍に設けられている。
スロットルバルブ４５は、エンジン制御ユニット１００がドライバ要求トルク等に応じて設定する目標スロットル開度に応じて、図示しない電動式のスロットルアクチュエータによって開閉駆動される。
また、スロットルバルブ４５には、その開度を検出するスロットルセンサが設けられ、その出力はエンジン制御ユニット１００に伝達される。
インテークマニホールド４６は、空気を各気筒の吸気ポート３３に分配する分岐管である。
インテークマニホールド４６は、スロットルバルブ４５の下流側に設けられている。
吸気圧センサ４７は、インテークマニホールド４６内の空気の圧力（吸気圧力）を検出するものである。
吸気圧センサ４７の出力は、エンジン制御ユニット１００に伝達される。
スロットルバルブ４５は、インテークダクト４１におけるインテークマニホールド４６との接続部近傍に設けられている。
スロットルバルブ４５は、エンジン制御ユニット１００がドライバ要求トルク等に応じて設定する目標スロットル開度に応じて、図示しない電動式のスロットルアクチュエータによって開閉駆動される。
また、スロットルバルブ４５には、その開度を検出するスロットルセンサが設けられ、その出力はエンジン制御ユニット１００に伝達される。
インテークマニホールド４６は、空気を各気筒の吸気ポート３３に分配する分岐管である。
インテークマニホールド４６は、スロットルバルブ４５の下流側に設けられている。
吸気圧センサ４７は、インテークマニホールド４６内の空気の圧力（吸気圧力）を検出するものである。
吸気圧センサ４７の出力は、エンジン制御ユニット１００に伝達される。
エキゾーストシステム５０は、排気ポート３４から排出された排ガスを外部に排出するものである。
エキゾーストシステム５０は、エキゾーストマニホールド５１、エキゾーストパイプ５２、フロント触媒５３、リア触媒５４、サイレンサ５５、空燃比センサ５６、リアＯ２センサ５７等を有して構成されている。
エキゾーストシステム５０は、エキゾーストマニホールド５１、エキゾーストパイプ５２、フロント触媒５３、リア触媒５４、サイレンサ５５、空燃比センサ５６、リアＯ２センサ５７等を有して構成されている。
エキゾーストマニホールド５１は、各気筒の排気ポート３４から出た排ガスを集合させる集合管である。
エキゾーストパイプ５２は、エキゾーストマニホールド５１から出た排ガスを外部に排出する管路である。
フロント触媒５３、リア触媒５４は、エキゾーストパイプ５２の中間部分に設けられ、排ガス中のＨＣ、ＮＯＸ、ＣＯ等を浄化する三元触媒をそれぞれ備えている。
フロント触媒５３は、エキゾーストマニホールド５１の出口に隣接して設けられ、リア触媒５４は、フロント触媒の出口側に設けられている。
サイレンサ５５は、排ガスの音響エネルギを低減するものである。
サイレンサ５５は、エキゾーストパイプ５２の出口近傍に設けられている。
エキゾーストパイプ５２は、エキゾーストマニホールド５１から出た排ガスを外部に排出する管路である。
フロント触媒５３、リア触媒５４は、エキゾーストパイプ５２の中間部分に設けられ、排ガス中のＨＣ、ＮＯＸ、ＣＯ等を浄化する三元触媒をそれぞれ備えている。
フロント触媒５３は、エキゾーストマニホールド５１の出口に隣接して設けられ、リア触媒５４は、フロント触媒の出口側に設けられている。
サイレンサ５５は、排ガスの音響エネルギを低減するものである。
サイレンサ５５は、エキゾーストパイプ５２の出口近傍に設けられている。
空燃比センサ５６は、エキゾーストマニホールド５１の出口と、フロント触媒５３の入口との間に設けられている。
リアＯ２センサ５７は、フロント触媒５３の出口と、リア触媒５４の入口との間に設けられている。
空燃比センサ５６、リアＯ２センサ５７は、ともに排ガス中の酸素濃度に応じた出力電圧を発生することによって、排ガス中の酸素量を検出するものである。
空燃比センサ５６は、リアＯ２センサ５７に対してより広範囲の空燃比における酸素濃度を検出可能なリニア出力センサとなっている。
空燃比センサ５６、リアＯ２センサ５７の出力は、ともにエンジン制御ユニット１００に伝達される。
リアＯ２センサ５７は、フロント触媒５３の出口と、リア触媒５４の入口との間に設けられている。
空燃比センサ５６、リアＯ２センサ５７は、ともに排ガス中の酸素濃度に応じた出力電圧を発生することによって、排ガス中の酸素量を検出するものである。
空燃比センサ５６は、リアＯ２センサ５７に対してより広範囲の空燃比における酸素濃度を検出可能なリニア出力センサとなっている。
空燃比センサ５６、リアＯ２センサ５７の出力は、ともにエンジン制御ユニット１００に伝達される。
ＥＧＲ装置６０は、エキゾーストマニホールド５１から排ガスの一部をＥＧＲガスとして抽出し、インテークマニホールド４６内に導入する排ガス再循環（ＥＧＲ）を行うものである。
ＥＧＲ装置６０は、ＥＧＲ流路６１、ＥＧＲクーラ６２、ＥＧＲバルブ６３等を備えている。
ＥＧＲ装置６０は、ＥＧＲ流路６１、ＥＧＲクーラ６２、ＥＧＲバルブ６３等を備えている。
ＥＧＲ流路６１は、エキゾーストマニホールド５１から、インテークマニホールド４６に排ガス（ＥＧＲガス）を導入する管路である。
ＥＧＲクーラ６２は、ＥＧＲ流路６１を流れるＥＧＲガスを、エンジン１の冷却水との熱交換によって冷却するものである。
ＥＧＲクーラ６２は、ＥＧＲ流路６１の途中に設けられている。
ＥＧＲバルブ６３は、ＥＧＲ流路６１内を通過するＥＧＲガスの流量を調節する調量弁である。
ＥＧＲバルブ６３は、ＥＧＲ流路６１におけるＥＧＲクーラ６２の下流側に設けられている。
ＥＧＲバルブ６３は、ソレノイド等の電動アクチュエータによって駆動され開閉する弁体を有し、エンジン制御ユニット１００によって、所定の目標ＥＧＲ率（ＥＧＲガス流量／吸気流量）に基づいて設定された開度マップを用いて開度を制御される。
ＥＧＲクーラ６２は、ＥＧＲ流路６１を流れるＥＧＲガスを、エンジン１の冷却水との熱交換によって冷却するものである。
ＥＧＲクーラ６２は、ＥＧＲ流路６１の途中に設けられている。
ＥＧＲバルブ６３は、ＥＧＲ流路６１内を通過するＥＧＲガスの流量を調節する調量弁である。
ＥＧＲバルブ６３は、ＥＧＲ流路６１におけるＥＧＲクーラ６２の下流側に設けられている。
ＥＧＲバルブ６３は、ソレノイド等の電動アクチュエータによって駆動され開閉する弁体を有し、エンジン制御ユニット１００によって、所定の目標ＥＧＲ率（ＥＧＲガス流量／吸気流量）に基づいて設定された開度マップを用いて開度を制御される。
エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１００は、エンジン１、及び、その補機類を、統括的に制御するものである。
エンジン制御ユニット１００は、ＣＰＵ等の情報処理手段、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶手段、入出力インターフェイス、及び、これらを接続するバス等を備えて構成されている。
また、エンジン制御ユニット１００には、ドライバによる図示しないアクセルペダルの踏み込み量を検出する図示しないアクセルペダルセンサが設けられている。
エンジン制御ユニット１００は、アクセルペダルセンサの出力等に基づいて、ドライバ要求トルクを設定する機能を備えている。
エンジン制御ユニット１００は、エンジン１が実際に発生するトルクが、設定されたドライバ要求トルクに近づくよう、スロットルバルブ開度、過給圧、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、バルブタイミング等を制御する。
エンジン制御ユニット１００は、ＣＰＵ等の情報処理手段、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶手段、入出力インターフェイス、及び、これらを接続するバス等を備えて構成されている。
また、エンジン制御ユニット１００には、ドライバによる図示しないアクセルペダルの踏み込み量を検出する図示しないアクセルペダルセンサが設けられている。
エンジン制御ユニット１００は、アクセルペダルセンサの出力等に基づいて、ドライバ要求トルクを設定する機能を備えている。
エンジン制御ユニット１００は、エンジン１が実際に発生するトルクが、設定されたドライバ要求トルクに近づくよう、スロットルバルブ開度、過給圧、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、バルブタイミング等を制御する。
また、エンジン制御ユニット１００は、スタータリレー１１０を介してスタータモータ１２０のオンオフを切り替えること等で、エンジン１の始動を制御する。
スタータモータ１２０は、エンジン１の始動時に、クランクシャフト１０を回転駆動する電動モータである。
スタータリレー１１０は、図示しないバッテリ等の電源からスタータモータ１２０への給電状態を切り替える継電器である。
スタータリレー１１０は、エンジン制御ユニット１００からの指令に応じて、スタータモータへの給電オンオフを切り替える。
エンジン制御ユニット１００は、エンジン１の始動が要求された場合に、スタータモータ１２０によってクランクシャフト１０を回転駆動させるとともに、点火及び燃料噴射を開始させる。
その後、クランク角センサ１１が検出するクランクシャフト１０の回転速度が、所定の始動完了判定値（完爆判定値）を超過した場合に、エンジン１の始動が完了したものとしてスタータモータの駆動を停止させる。
スタータモータ１２０は、エンジン１の始動時に、クランクシャフト１０を回転駆動する電動モータである。
スタータリレー１１０は、図示しないバッテリ等の電源からスタータモータ１２０への給電状態を切り替える継電器である。
スタータリレー１１０は、エンジン制御ユニット１００からの指令に応じて、スタータモータへの給電オンオフを切り替える。
エンジン制御ユニット１００は、エンジン１の始動が要求された場合に、スタータモータ１２０によってクランクシャフト１０を回転駆動させるとともに、点火及び燃料噴射を開始させる。
その後、クランク角センサ１１が検出するクランクシャフト１０の回転速度が、所定の始動完了判定値（完爆判定値）を超過した場合に、エンジン１の始動が完了したものとしてスタータモータの駆動を停止させる。
さらに、エンジン制御ユニット１００は、スタータモータ１２０を所定時間以上駆動したにも関わらず、エンジン１の始動が完了しないロングクランキング異常の発生時に、その発生要因が燃焼異常であるか電気系異常であるかを判別する異常診断部としての機能を有する。
電気系異常は、始動に必要なトルクがスタータモータ１２０により発生できない状態である。
燃焼異常は、スタータモータ１２０によるクランキングは正常であるが、燃焼によりエンジン回転数を向上させる始動に必要な燃焼状態を維持できない状態である。
以下、詳しく説明する。
電気系異常は、始動に必要なトルクがスタータモータ１２０により発生できない状態である。
燃焼異常は、スタータモータ１２０によるクランキングは正常であるが、燃焼によりエンジン回転数を向上させる始動に必要な燃焼状態を維持できない状態である。
以下、詳しく説明する。
実施形態において、エンジン１は、クランクシャフト１０の前端部側から配列された第１乃至第４気筒を有するとともに、第１気筒－第３気筒－第２気筒－第４気筒の順序でクランク角（ＣＡ）１８０度毎に等間隔点火（等間隔燃焼）を行う。
図２は、４ストロークエンジンの行程の推移を示す図である。
図２において、左側は、排気行程終了時の上死点（排気上死点）から、吸入行程、圧縮行程を経て、圧縮行程終了時の上死点（圧縮上死点）となるまでの推移を示す。
また、右側は、圧縮上死点から燃焼行程、排気行程を経て、排気上死点となるまでの推移を示す。
図２は、４ストロークエンジンの行程の推移を示す図である。
図２において、左側は、排気行程終了時の上死点（排気上死点）から、吸入行程、圧縮行程を経て、圧縮行程終了時の上死点（圧縮上死点）となるまでの推移を示す。
また、右側は、圧縮上死点から燃焼行程、排気行程を経て、排気上死点となるまでの推移を示す。
実施形態のエンジン１においては、クランク角１８０度毎の等間隔点火であることから、吸入行程、圧縮行程、燃焼行程、排気行程が、各気筒において同時並行して行われることになる。
例えば、第１気筒の圧縮行程は、第２気筒の排気行程、第３気筒の吸入行程、第４気筒の燃焼行程と同時に行われる。
ここで、任意の一気筒に着目した場合、吸入行程においては、クランクシャフト１０の回転に応じて吸入負圧が増加し、クランキングに必要なトルクは増加する傾向となる。
圧縮行程においては、筒内の圧縮反力増加に伴い、クランクシャフト１０の回転に応じて、クランキングに必要なトルクは増加する傾向となる。
例えば、第１気筒の圧縮行程は、第２気筒の排気行程、第３気筒の吸入行程、第４気筒の燃焼行程と同時に行われる。
ここで、任意の一気筒に着目した場合、吸入行程においては、クランクシャフト１０の回転に応じて吸入負圧が増加し、クランキングに必要なトルクは増加する傾向となる。
圧縮行程においては、筒内の圧縮反力増加に伴い、クランクシャフト１０の回転に応じて、クランキングに必要なトルクは増加する傾向となる。
また、図２の右図に示す燃焼行程（実際にはエンジン始動前であり燃焼は行われていない可能性が高いことに注意）には、圧縮圧力が低下することにより、クランキングに必要なトルクは低下する傾向となる。
排気行程においては、筒内ガスの排気を排出する際の排気圧力が増加することにより、クランキングに必要なトルクは増加する傾向となる。
排気行程においては、筒内ガスの排気を排出する際の排気圧力が増加することにより、クランキングに必要なトルクは増加する傾向となる。
さらに、圧縮行程における状態推移についてより詳細に説明する。
図３は、４ストロークエンジンの圧縮行程における状態推移を示す図である。
圧縮行程は、圧縮上死点前１８０度ＣＡから圧縮上死点までの期間である。
圧縮行程の前半（例えば、圧縮上死点前１８０度ＣＡから、圧縮上死点前９０度ＣＡまで）においては、圧縮反力が比較的低く、かつ、他の気筒のバルブスプリングの反力がクランクシャフト１０に回転駆動力を与える方向に作用する。
図３は、４ストロークエンジンの圧縮行程における状態推移を示す図である。
圧縮行程は、圧縮上死点前１８０度ＣＡから圧縮上死点までの期間である。
圧縮行程の前半（例えば、圧縮上死点前１８０度ＣＡから、圧縮上死点前９０度ＣＡまで）においては、圧縮反力が比較的低く、かつ、他の気筒のバルブスプリングの反力がクランクシャフト１０に回転駆動力を与える方向に作用する。
これに対し、圧縮行程の後半（例えば、圧縮上死点前９０度ＣＡから、圧縮上死点まで）においては、圧縮反力が前半に対して比較的高くなり、かつ、他の気筒のバルブスプリングの反力がクランクシャフト１０の回転に抵抗を与える方向に作用する。
その結果、クランクシャフト１０をクランキングするために必要なスタータモータ１２０のトルクは、任意の一気筒が圧縮行程の後半にある場合が最大となる。
このため、例えばスタータモータ１２０本体や、スタータリレー１１０を含む配線、バッテリ等の電源に異常がある場合（電気系異常がある場合）には、スタータモータ１２０のトルク低下により、圧縮行程の後半（後期）において、正常な場合に対して特にクランクシャフト１０の回転速度が顕著に低下することとなる。
その結果、クランクシャフト１０をクランキングするために必要なスタータモータ１２０のトルクは、任意の一気筒が圧縮行程の後半にある場合が最大となる。
このため、例えばスタータモータ１２０本体や、スタータリレー１１０を含む配線、バッテリ等の電源に異常がある場合（電気系異常がある場合）には、スタータモータ１２０のトルク低下により、圧縮行程の後半（後期）において、正常な場合に対して特にクランクシャフト１０の回転速度が顕著に低下することとなる。
次に、実施形態のエンジン始動異常診断装置の動作について説明する。
図４は、実施形態のエンジン始動異常診断装置のエンジン始動時の動作を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。
図４は、実施形態のエンジン始動異常診断装置のエンジン始動時の動作を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。
＜ステップＳ０１：エンジン始動要求有無判断＞
エンジン制御ユニット１００は、エンジン１が停止状態にあるときに、例えば図示しないイグニッションスイッチによるドライバのエンジン始動操作や、アイドルストップ制御におけるエンジン再始動要求などのエンジン始動要求の有無を判別する。
エンジン始動要求が有る場合はステップＳ０２に進み、その他の場合は一連の処理を終了する。
エンジン制御ユニット１００は、エンジン１が停止状態にあるときに、例えば図示しないイグニッションスイッチによるドライバのエンジン始動操作や、アイドルストップ制御におけるエンジン再始動要求などのエンジン始動要求の有無を判別する。
エンジン始動要求が有る場合はステップＳ０２に進み、その他の場合は一連の処理を終了する。
＜ステップＳ０２：エンジン始動開始＞
エンジン制御ユニット１００は、スタータリレー１１０を用いてスタータモータ１２０への給電を開始し、スタータモータ１２０を起動する。
これにより、スタータモータ１２０によりクランクシャフト１０が回転駆動されるクランキングが開始される。
また、エンジン制御ユニット１００は、スロットルバルブ４５を所定の始動時開位置まで開くとともに、点火プラグ３２による点火、及び、インジェクタ３９による燃料噴射を開始させる。
その後、ステップＳ０３に進む。
エンジン制御ユニット１００は、スタータリレー１１０を用いてスタータモータ１２０への給電を開始し、スタータモータ１２０を起動する。
これにより、スタータモータ１２０によりクランクシャフト１０が回転駆動されるクランキングが開始される。
また、エンジン制御ユニット１００は、スロットルバルブ４５を所定の始動時開位置まで開くとともに、点火プラグ３２による点火、及び、インジェクタ３９による燃料噴射を開始させる。
その後、ステップＳ０３に進む。
＜ステップＳ０３：クランキング時間計測開始＞
エンジン制御ユニット１００は、ステップＳ０２においてスタータモータ１２０の駆動を開始してからの経過時間（以下クランキング時間と称する）の計測（タイマ値カウントアップ）を開始する。
その後、ステップＳ０４に進む。
エンジン制御ユニット１００は、ステップＳ０２においてスタータモータ１２０の駆動を開始してからの経過時間（以下クランキング時間と称する）の計測（タイマ値カウントアップ）を開始する。
その後、ステップＳ０４に進む。
＜ステップＳ０４：圧縮後半回転速度モニタ開始＞
エンジン制御ユニット１００は、クランク角センサ１１の出力に基づいて、任意の一気筒（例えば第１気筒）が圧縮行程後半（圧縮上死点前９０度ＣＡから圧縮上死点まで）にあるときのクランクシャフト１０の平均回転速度（以下、圧縮後半回転速度と称する）を演算し、そのモニタリングを開始する。
その後、ステップＳ０５に進む。
エンジン制御ユニット１００は、クランク角センサ１１の出力に基づいて、任意の一気筒（例えば第１気筒）が圧縮行程後半（圧縮上死点前９０度ＣＡから圧縮上死点まで）にあるときのクランクシャフト１０の平均回転速度（以下、圧縮後半回転速度と称する）を演算し、そのモニタリングを開始する。
その後、ステップＳ０５に進む。
＜ステップＳ０５：エンジン回転数を完爆判定値と比較＞
エンジン制御ユニット１００は、クランク角センサ１１の出力に基づいて演算されるクランクシャフト１０の回転速度（以下、エンジン回転数と称する）を、予め設定された完爆判定値と比較する。
完爆判定値は、エンジン１の始動が正常に行われた場合に到達するエンジン回転数を考慮して設定された閾値である。
エンジン回転数が完爆判定値以上となった場合はステップＳ０６に進み、その他の場合はステップＳ０７に進む。
エンジン制御ユニット１００は、クランク角センサ１１の出力に基づいて演算されるクランクシャフト１０の回転速度（以下、エンジン回転数と称する）を、予め設定された完爆判定値と比較する。
完爆判定値は、エンジン１の始動が正常に行われた場合に到達するエンジン回転数を考慮して設定された閾値である。
エンジン回転数が完爆判定値以上となった場合はステップＳ０６に進み、その他の場合はステップＳ０７に進む。
＜ステップＳ０６：完爆判定成立＞
エンジン制御ユニット１００は、エンジン１の始動が正常に完了したものとして、完爆判定を成立する。
完爆判定の成立に応じて、スタータモータ１２０は停止される。
その後、一連の処理を終了する。
エンジン制御ユニット１００は、エンジン１の始動が正常に完了したものとして、完爆判定を成立する。
完爆判定の成立に応じて、スタータモータ１２０は停止される。
その後、一連の処理を終了する。
＜ステップＳ０７：クランキング時間を異常判定値と比較＞
エンジン制御ユニット１００は、ステップＳ０３において計測を開始したクランキング時間を、予め設定された異常判定値と比較する。
異常判定値は、通常のエンジン始動に必要なクランキング時間よりも所定値以上長くなるように設定され、例えば３秒以上に設定することができる。
クランキング時間が異常判定値以上である場合は、長時間のクランキングが行われたにも関わらずエンジン１が正常に始動しないロングクランキング異常が発生したものとしてステップＳ０８に進み、その他の場合はステップＳ０５に戻り、以降の処理を繰り返す。
エンジン制御ユニット１００は、ステップＳ０３において計測を開始したクランキング時間を、予め設定された異常判定値と比較する。
異常判定値は、通常のエンジン始動に必要なクランキング時間よりも所定値以上長くなるように設定され、例えば３秒以上に設定することができる。
クランキング時間が異常判定値以上である場合は、長時間のクランキングが行われたにも関わらずエンジン１が正常に始動しないロングクランキング異常が発生したものとしてステップＳ０８に進み、その他の場合はステップＳ０５に戻り、以降の処理を繰り返す。
＜ステップＳ０８：圧縮後半回転速度を要因判定閾値と比較＞
エンジン制御ユニット１００は、ステップＳ０４においてモニタリングを開始した圧縮後半回転速度を、予め設定された要因判定閾値と比較する。
要因判定閾値は、ロングクランキング異常の発生要因を、燃焼異常と、電気系異常とに判別するための閾値である。
要因判定閾値は、例えば、スタータモータ１２０が正常に作動している場合の始動前におけるクランクシャフト１０の圧縮後半回転速度よりも所定量低くなるように設定される。
圧縮後半回転速度が要因判定閾値未満である場合はステップＳ１０に進み、圧縮後半回転速度が要因判定閾値以上である場合はステップＳ０９に進む。
エンジン制御ユニット１００は、ステップＳ０４においてモニタリングを開始した圧縮後半回転速度を、予め設定された要因判定閾値と比較する。
要因判定閾値は、ロングクランキング異常の発生要因を、燃焼異常と、電気系異常とに判別するための閾値である。
要因判定閾値は、例えば、スタータモータ１２０が正常に作動している場合の始動前におけるクランクシャフト１０の圧縮後半回転速度よりも所定量低くなるように設定される。
圧縮後半回転速度が要因判定閾値未満である場合はステップＳ１０に進み、圧縮後半回転速度が要因判定閾値以上である場合はステップＳ０９に進む。
＜ステップＳ０９：燃焼異常判定成立＞
エンジン制御ユニット１００は、ロングクランキング異常の発生要因が、例えば混合気形成の不良や点火の不良、失火などの異常である燃焼異常であると判別し、燃焼異常判定を成立させる。
その後、一連の処理を終了する。
エンジン制御ユニット１００は、ロングクランキング異常の発生要因が、例えば混合気形成の不良や点火の不良、失火などの異常である燃焼異常であると判別し、燃焼異常判定を成立させる。
その後、一連の処理を終了する。
＜ステップＳ１０：電気系異常判定成立＞
エンジン制御ユニット１００は、ロングクランキング異常の発生要因が、例えばスタータモータ１２０本体や、スタータモータ１２０に電力を供給する電源、回路等の故障である電気系異常であると判別し、電気系異常判定を成立させる。
その後、一連の処理を終了する。
エンジン制御ユニット１００は、ロングクランキング異常の発生要因が、例えばスタータモータ１２０本体や、スタータモータ１２０に電力を供給する電源、回路等の故障である電気系異常であると判別し、電気系異常判定を成立させる。
その後、一連の処理を終了する。
図５は、燃焼異常に起因するロングクランキング異常時におけるエンジン回転数の推移の一例を示す図である。
横軸は時間を示し、縦軸はエンジン回転数を示している。（図６において同じ）
図５に示す例では、スタータモータ１２０の作動により、エンジン回転数は例えば約３００ｒｐｍ程度で安定しているが、ここから始動に必要なエンジン回転数まで向上させるだけの燃焼状態が得られず、結果的にロングクランキング異常が発生していることがわかる。
横軸は時間を示し、縦軸はエンジン回転数を示している。（図６において同じ）
図５に示す例では、スタータモータ１２０の作動により、エンジン回転数は例えば約３００ｒｐｍ程度で安定しているが、ここから始動に必要なエンジン回転数まで向上させるだけの燃焼状態が得られず、結果的にロングクランキング異常が発生していることがわかる。
図６は、電気系異常に起因するロングクランキング異常時におけるエンジン回転数の推移の一例を示す図である。
図６に示す例では、スタータモータ１２０のトルク不足により、エンジン回転数の向上とストールとが周期的に繰り返される断続的なエンジン回転挙動となる。
また、このようなロングクランキング異常発生中のエンジン回転数自体も、燃焼異常の場合に対して低く（一例として１５０ｒｐｍ以下）となる。
電気系異常時には、断続的なエンジン回転挙動となるため、いわゆる一般的なエンジン回転数（瞬時値）を所定の閾値と比較しても、燃焼異常と電気系異常とを判別することは難しい。
また、エンジン回転数の平均値を算出して閾値と比較したとしても、燃焼異常時のように定常的に回転している状態と、電気系異常により断続的に回転している状態との判別ができない。
図６に示す例では、スタータモータ１２０のトルク不足により、エンジン回転数の向上とストールとが周期的に繰り返される断続的なエンジン回転挙動となる。
また、このようなロングクランキング異常発生中のエンジン回転数自体も、燃焼異常の場合に対して低く（一例として１５０ｒｐｍ以下）となる。
電気系異常時には、断続的なエンジン回転挙動となるため、いわゆる一般的なエンジン回転数（瞬時値）を所定の閾値と比較しても、燃焼異常と電気系異常とを判別することは難しい。
また、エンジン回転数の平均値を算出して閾値と比較したとしても、燃焼異常時のように定常的に回転している状態と、電気系異常により断続的に回転している状態との判別ができない。
これに対し、本実施形態においては、要因の絞り込みに適したエンジン回転状態である圧縮行程後半のクランクシャフト１０の回転速度を切り出して、この圧縮後半回転速度を閾値と比較することにより、ロングクランキング異常の発生要因を、燃焼異常と電気系異常とに適切に判別することができる。
以上説明した実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）少なくとも一部の気筒が圧縮行程後期にあるときのクランクシャフト１０の回転速度を、要因判定閾値と比較することにより、ロングクランキング異常の発生要因が燃焼異常と電気系異常のいずれであるか、容易かつ迅速に絞り込むことが可能となる。
（２）エンジン１が等間隔点火である水平対向４気筒のエンジンであることから、各気筒の筒内圧力、動弁駆動系のバルブスプリング反力などの作用により、クランキング時のスタータモータ駆動負荷がシビアとなる領域のクランクシャフトの回転速度（圧縮後半回転速度）を抽出することが容易であり、上述した効果を適切に得ることができる。
（３）要因判定閾値は、スタータモータ１２０が正常であるときのクランキング時における圧縮後半回転速度よりも低く設定されることから、スタータモータ１２０によるクランキングが正常である場合には圧縮後半回転速度が要因判定閾値を上回ることになるため、電気系異常と燃焼異常とを精度よく判別することができる。
（１）少なくとも一部の気筒が圧縮行程後期にあるときのクランクシャフト１０の回転速度を、要因判定閾値と比較することにより、ロングクランキング異常の発生要因が燃焼異常と電気系異常のいずれであるか、容易かつ迅速に絞り込むことが可能となる。
（２）エンジン１が等間隔点火である水平対向４気筒のエンジンであることから、各気筒の筒内圧力、動弁駆動系のバルブスプリング反力などの作用により、クランキング時のスタータモータ駆動負荷がシビアとなる領域のクランクシャフトの回転速度（圧縮後半回転速度）を抽出することが容易であり、上述した効果を適切に得ることができる。
（３）要因判定閾値は、スタータモータ１２０が正常であるときのクランキング時における圧縮後半回転速度よりも低く設定されることから、スタータモータ１２０によるクランキングが正常である場合には圧縮後半回転速度が要因判定閾値を上回ることになるため、電気系異常と燃焼異常とを精度よく判別することができる。
（変形例）
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）エンジン始動異常診断装置、及び、エンジンの構成は、上述した実施形態の構成に限らず、適宜変更することができる。
これらを構成する各要素の具体的態様は、適宜変更することができる。
例えば、実施形態において共通のユニット等により実現している機能を複数のユニット等へ分割した構成としてもよい。
また、センサ類の構成や配置も特に限定されない。
（２）実施形態において、エンジンは一例として等間隔点火の水平対向４気筒直噴ガソリンエンジンであったが、燃料噴射方式や過給機の有無などは特に限定されず、適宜変更することができる。
また、本発明は、ガソリンエンジンに限らず、例えば、ガソリン以外の燃料を用いるオットーサイクル機関や、アトキンソンサイクル機関、ディーゼルサイクル機関などの他の燃焼サイクルを有するエンジンにも適用することができる。
（３）実施形態におけるシリンダレイアウト、気筒数は一例であって、これに限らず適宜変更することができる。
特に、クランク角１８０度毎あるいは３６０度毎に等間隔点火を行う複数気筒のエンジン（典型的には、水平対向４気筒のほか、直列４気筒、直列２気筒、水平対向２気筒など）であれば、実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
（４）実施形態では、圧縮行程後期として、例えば、圧縮上死点前９０度ＣＡから圧縮上死点までのクランクシャフト１０の回転速度を抽出しているが、これに代えて、圧縮行程におけるクランクシャフトの角度位置（クランク角）の範囲のうち一部を抽出した範囲であって、抽出されたクランク角の中央値が圧縮上死点前９０度よりも後となるよう圧縮行程後期を定義してもよい。
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）エンジン始動異常診断装置、及び、エンジンの構成は、上述した実施形態の構成に限らず、適宜変更することができる。
これらを構成する各要素の具体的態様は、適宜変更することができる。
例えば、実施形態において共通のユニット等により実現している機能を複数のユニット等へ分割した構成としてもよい。
また、センサ類の構成や配置も特に限定されない。
（２）実施形態において、エンジンは一例として等間隔点火の水平対向４気筒直噴ガソリンエンジンであったが、燃料噴射方式や過給機の有無などは特に限定されず、適宜変更することができる。
また、本発明は、ガソリンエンジンに限らず、例えば、ガソリン以外の燃料を用いるオットーサイクル機関や、アトキンソンサイクル機関、ディーゼルサイクル機関などの他の燃焼サイクルを有するエンジンにも適用することができる。
（３）実施形態におけるシリンダレイアウト、気筒数は一例であって、これに限らず適宜変更することができる。
特に、クランク角１８０度毎あるいは３６０度毎に等間隔点火を行う複数気筒のエンジン（典型的には、水平対向４気筒のほか、直列４気筒、直列２気筒、水平対向２気筒など）であれば、実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
（４）実施形態では、圧縮行程後期として、例えば、圧縮上死点前９０度ＣＡから圧縮上死点までのクランクシャフト１０の回転速度を抽出しているが、これに代えて、圧縮行程におけるクランクシャフトの角度位置（クランク角）の範囲のうち一部を抽出した範囲であって、抽出されたクランク角の中央値が圧縮上死点前９０度よりも後となるよう圧縮行程後期を定義してもよい。
１ エンジン
１０ クランクシャフト １１ クランク角センサ
２０ シリンダブロック
２０Ｒ 右側シリンダブロック ２０Ｌ 左側シリンダブロック
２１ ノックセンサ
３０ シリンダヘッド
３０Ｒ 右側シリンダヘッド ３０Ｌ 左側シリンダヘッド
３１ 燃焼室
３２ 点火プラグ ３３ 吸気ポート
３４ 排気ポート ３５ 吸気バルブ
３６ 排気バルブ ３７ 吸気カムシャフト
３８ 排気カムシャフト ３９ インジェクタ
４０ インテークシステム ４１ インテークダクト
４２ チャンバ ４３ エアクリーナ
４４ エアフローメータ ４５ スロットルバルブ
４６ インテークマニホールド ４７ 吸気圧センサ
５０ エキゾーストシステム ５１ エキゾーストマニホールド
５２ エキゾーストパイプ ５３ フロント触媒
５４ リア触媒 ５５ サイレンサ
５６ 空燃比センサ ５７ リアＯ２センサ
６０ ＥＧＲ装置 ６１ ＥＧＲ流路
６２ ＥＧＲクーラ ６３ ＥＧＲバルブ
１００ エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）
１１０ スタータリレー １２０ スタータモータ
１０ クランクシャフト １１ クランク角センサ
２０ シリンダブロック
２０Ｒ 右側シリンダブロック ２０Ｌ 左側シリンダブロック
２１ ノックセンサ
３０ シリンダヘッド
３０Ｒ 右側シリンダヘッド ３０Ｌ 左側シリンダヘッド
３１ 燃焼室
３２ 点火プラグ ３３ 吸気ポート
３４ 排気ポート ３５ 吸気バルブ
３６ 排気バルブ ３７ 吸気カムシャフト
３８ 排気カムシャフト ３９ インジェクタ
４０ インテークシステム ４１ インテークダクト
４２ チャンバ ４３ エアクリーナ
４４ エアフローメータ ４５ スロットルバルブ
４６ インテークマニホールド ４７ 吸気圧センサ
５０ エキゾーストシステム ５１ エキゾーストマニホールド
５２ エキゾーストパイプ ５３ フロント触媒
５４ リア触媒 ５５ サイレンサ
５６ 空燃比センサ ５７ リアＯ２センサ
６０ ＥＧＲ装置 ６１ ＥＧＲ流路
６２ ＥＧＲクーラ ６３ ＥＧＲバルブ
１００ エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）
１１０ スタータリレー １２０ スタータモータ
Claims (3)
- 複数気筒を有するエンジンの始動時においてクランキング期間が所定時間以上であってもエンジン始動が完了しないロングクランキング異常の発生要因を判別するエンジン始動異常診断装置であって、
少なくとも一部の気筒が圧縮行程後期にあるときのクランクシャフトの回転速度を検出する回転速度検出部と、
前記回転速度検出部が検出した前記回転速度が所定の閾値より小さい場合に、前記ロングクランキング異常の発生要因が電気系異常であると判別するとともに、前記回転速度が前記閾値より大きい場合に、前記ロングクランキング異常の発生要因が燃焼異常であると判別する異常診断部と
を備えることを特徴とするエンジン始動異常診断装置。 - 前記エンジンは、等間隔点火である４気筒又は２気筒のエンジンであること
を特徴とする請求項１に記載のエンジン始動異常診断装置。 - 前記閾値は、スタータモータが正常であるときのクランキング時における少なくとも一部の気筒が圧縮行程後期にあるときのクランクシャフトの回転速度よりも低く設定されること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジン始動異常診断装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022146274A JP2024041447A (ja) | 2022-09-14 | 2022-09-14 | エンジン始動異常診断装置 |
| US18/451,305 US20240084773A1 (en) | 2022-09-14 | 2023-08-17 | Engine start abnormality diagnosis apparatus |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022146274A JP2024041447A (ja) | 2022-09-14 | 2022-09-14 | エンジン始動異常診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2024041447A true JP2024041447A (ja) | 2024-03-27 |
Family
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022146274A Pending JP2024041447A (ja) | 2022-09-14 | 2022-09-14 | エンジン始動異常診断装置 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2024041447A (ja) |
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| US10315505B2 (en) * | 2015-06-11 | 2019-06-11 | Honda Motor Co., Ltd. | Internal-combustion engine starting device, vehicle, and internal-combustion engine starting method |
| US10094354B2 (en) * | 2015-06-29 | 2018-10-09 | Cummins, Inc. | Diagnostic system, method, and apparatus for a starting system |
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2022
- 2022-09-14 JP JP2022146274A patent/JP2024041447A/ja active Pending
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| US20240084773A1 (en) | 2024-03-14 |
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