クランク角検出システムの異常診断装置
【課題】エンジンを強制的に逆回転させる手段を用いなくても、逆回転検出機能付きのクランク角センサの逆回転側の異常を検出できるようにする。
【解決手段】クランク角センサは、クランク軸の回転方向を判定して正回転と逆回転とで異なるパルス幅のクランク角信号を出力する。第１のクランク角カウンタは、クランク角センサから出力されるクランク角信号を回転方向に応じて加算／減算を切り替えてカウントし、第２のクランク角カウンタは、始動時に気筒判別が完了した後にクランク角センサからクランク角信号が所定数出力される毎にカウントアップする。第２のクランク角カウンタのカウント値に対応する第１のクランク角カウンタの正常なカウント値を判定用カウント値として算出し、第１のクランク角カウンタのカウント値を判定用カウント値と比較して、両者が不一致であればクランク角センサの逆回転側異常と判定する。
【解決手段】クランク角センサは、クランク軸の回転方向を判定して正回転と逆回転とで異なるパルス幅のクランク角信号を出力する。第１のクランク角カウンタは、クランク角センサから出力されるクランク角信号を回転方向に応じて加算／減算を切り替えてカウントし、第２のクランク角カウンタは、始動時に気筒判別が完了した後にクランク角センサからクランク角信号が所定数出力される毎にカウントアップする。第２のクランク角カウンタのカウント値に対応する第１のクランク角カウンタの正常なカウント値を判定用カウント値として算出し、第１のクランク角カウンタのカウント値を判定用カウント値と比較して、両者が不一致であればクランク角センサの逆回転側異常と判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のクランク軸の逆回転を検出可能なクランク角センサを備えたクランク角検出システムの異常診断装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関の運転中は、カム角センサの出力信号を基準にしてクランク角センサの出力パルスのカウント値に基づいて気筒を判別し且つクランク角を検出して点火制御や燃料噴射制御を行うようにしているが、内燃機関の始動時は、スタータにより内燃機関をクランキングして特定気筒の判別が完了するまで（つまり特定気筒の所定クランク角の信号［欠歯部］を検出するまで）、最初に点火・噴射する気筒が不明である。
【０００３】
そこで、従来より、内燃機関の回転停止時のクランク角（回転停止位置）をメモリに記憶しておき、次の内燃機関の始動時における準備期間中に、メモリに記憶された内燃機関の回転停止時のクランク角を基準にパルス列と燃焼サイクルとの関連付けを行い、これにより得られたクランク角に基づき点火制御や燃料噴射制御を開始することで、始動性や始動時のエミッションを向上させるようにしたものがある。
【０００４】
しかし、内燃機関の回転が停止する間際に、回転トルクが低下してピストンが圧縮上死点を乗り越えられずに逆回転することがあるため、逆回転を検出できない従来の一般的なクランク角センサでは、回転停止時のクランク角を正確に検出することができない。
【０００５】
そこで、例えば、特許文献１（特開２００５−２３３６２２号公報）に記載されているように、逆回転検出機能付きのクランク角センサが開発されている。この逆回転検出機能付きのクランク角センサは、クランク軸に固定されたシグナルロータの外周部に沿って２つのセンサ部を所定クランク角間隔で配置し、シグナルロータの回転に同期して２つのセンサ部から位相の異なるパルス信号を周期的に処理回路に出力し、これら２つのパルス信号の関係に基づいてクランク軸の回転方向を判定して、正回転／逆回転に応じて異なるパルス幅のクランク角信号を出力し、正回転のクランク角信号をカウントアップ（インクリメント）し、そのカウント値から逆回転のクランク角信号をカウントダウン（デクリメント）することで、正回転／逆回転のクランク角信号のカウント値に基づいてクランク角を検出できるようになっている。
【０００６】
このような逆回転検出機能付きのクランク角センサでも、異常診断機能を持たせる必要がある。そこで、特許文献２（特開２００９−２４５４８号公報）では、(1) スタータによって内燃機関のクランク軸を正回転させているときにクランク角センサから逆回転のクランク角信号が出力された場合、或は、(2) モータジェネレータによって内燃機関のクランク軸を強制的に逆回転させているときにクランク角センサから正回転のクランク角信号が出力された場合に、クランク角センサの異常と判定するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２３３６２２号公報
【特許文献２】特開２００９−２４５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記特許文献２の異常診断方法では、内燃機関の逆回転中におけるクランク角センサの出力の異常（逆回転側の異常）を検出する際に、モータジェネレータによって内燃機関を強制的に逆回転させる必要があるため、内燃機関を強制的に逆回転させる手段（モータジェネレータ等）を持たない車両では、クランク角センサの逆回転側の異常を検出できない。
【０００９】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、内燃機関を強制的に逆回転させる手段を用いなくても、逆回転検出機能付きのクランク角センサの逆回転側の異常を検出できるクランク角検出システムの異常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】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、内燃機関のクランク軸の回転方向を判定して正回転と逆回転とで異なるクランク角信号を出力するクランク角センサと、前記クランク角センサから出力されるクランク角信号を回転方向に応じて加算／減算を切り替えてカウントする第１のクランク角カウンタと、内燃機関の始動時に前記クランク軸が基準位置まで回転して気筒判別が完了した後に前記クランク角センサからクランク角信号が所定数出力される毎にカウントアップする第２のクランク角カウンタと、前記第２のクランク角カウンタのカウント値に対応する前記第１のクランク角カウンタの正常なカウント値を判定用カウント値として算出する判定用カウント値算出手段と、前記第１のクランク角カウンタのカウント値と前記判定用カウント値とを比較してその比較結果に基づいて前記クランク角センサの逆回転側の異常の有無を判定する逆回転側異常診断手段とを備えた構成としたものである。
【００１１】
この構成では、クランク角センサから出力されるクランク角信号を回転方向に応じて加算／減算を切り替えてカウントする第１のクランク角カウンタのカウント値は、クランク角センサの逆回転側の異常が発生すると、正常時と異なる挙動を示す。また、内燃機関の始動時に気筒判別が完了する位置は、設計で決められた既知のクランク角であるため、気筒判別完了後にクランク角センサからクランク角信号が所定数出力される毎にカウントアップする第２のクランク角カウンタのカウント値は、第１のクランク角カウンタのカウント値が異常な値であっても、正しいカウント値となる。これらの関係から、本発明では、第２のクランク角カウンタのカウント値に対応する第１のクランク角カウンタの正常なカウント値を判定用カウント値として算出し、第１のクランク角カウンタのカウント値と前記判定用カウント値とを比較してその比較結果に基づいてクランク角センサの逆回転側の異常の有無を判定するものであり、これにより、内燃機関を強制的に逆回転させる手段を用いなくても、逆回転検出機能付きのクランク角センサの逆回転側の異常を検出することが可能となる。
【００１２】
この場合、請求項２のように、逆回転側異常診断手段は、第２のクランク角カウンタのカウント値がカウントアップされる毎にクランク角センサの逆回転側の異常の有無を判定し、逆回転側の異常と判定される回数が所定値に達したときに逆回転側の異常の判定を確定させるようにしても良い。このようにすれば、逆回転側の異常判定の信頼性を向上できる。
【００１３】
また、請求項３のように、逆回転側の異常の判定確定時に運転者に警告する警告手段を設けても良い。これにより、クランク角センサの逆回転側の異常発生時に、その異常を早期に運転者に知らせてクランク角センサを早期に修理するように促すことができる。
【００１４】
また、請求項４のように、逆回転側の異常の判定確定時に、正しいクランク角が検出された後に燃料噴射と点火を許可するようにすると良い。このようにすれば、クランク角を誤検出した状態で燃料噴射と点火を不適正なタイミングで実行することを未然に防止でき、噴射した燃料が不完全燃焼又は未燃状態で排出されてエミッションが増加することを未然に防止できる。
【００１５】
また、請求項５のように、逆回転側の異常の判定確定時に、内燃機関を自動停止するアイドルストップ制御を禁止するようにしても良い。この理由は、クランク角センサの逆回転側の異常が発生すると、アイドルストップ制御による内燃機関の停止位置を正確に検出できず、再始動時に誤ったクランク角の情報を基に点火制御や燃料噴射制御が開始されるため、再始動性が悪化してエミッションが増加する原因にもなるためである。
【００１６】
また、請求項６のように、逆回転側の異常の判定確定時に、第１のクランク角カウンタのカウント値のずれを第２のクランク角カウンタのカウント値に基づいて補正するようにしても良い。前述したように、気筒判別完了後にクランク角センサからクランク角信号が所定数出力される毎にカウントアップする第２のクランク角カウンタのカウント値は、第１のクランク角カウンタのカウント値が異常な値であっても、正しいカウント値となるため、逆回転側の異常の判定確定時に第１のクランク角カウンタのカウント値のずれを第２のクランク角カウンタのカウント値に基づいて補正すれば、第１のクランク角カウンタのカウント値を正しい値に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の一実施例におけるエンジン制御システム全体の概略構成図である。
【図２】図２はクランク角検出システムの構成を概略的に示す図である。
【図３】図３（ａ）と（ｂ）は正回転時と逆回転時の第１センサ出力、第２センサ出力、クランク角信号のパルス幅の関係を説明するタイムチャートである。
【図４】図４は第１センサ出力と第２センサ出力の関係に基づいてクランク軸の回転方向を判定する際に用いる回転方向判定マップを説明する図である。
【図５】図５はクランク角センサの正常時の信号波形、逆回転側異常時の信号波形、６℃Ａ毎クランク角カウンタ信号、３０℃Ａ毎クランク角カウンタ信号の関係を説明するタイムチャートである。
【図６】図６は逆回転側異常診断に用いる各カウンタと各フラグの関係を説明するタイムチャートである。
【図７】図７は逆回転側異常診断プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。
内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、モータ１５によって開度調節されるスロットルバルブ１６と、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ１７とが設けられている。
【００１９】
更に、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、各気筒の吸気マニホールド２０の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。
【００２０】
一方、エンジン１１の排気管２３には、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ２４（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられ、この排出ガスセンサ２４の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒２５が設けられている。
【００２１】
また、エンジン１１には、吸気バルブ２８のバルブタイミング（開閉タイミング）を変化させる吸気側可変バルブタイミング装置２９と、排気バルブ３０のバルブタイミングを変化させる排気側可変バルブタイミング装置３１とが設けられている。エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２６や、ノッキング振動を検出するノックセンサ２７が取り付けられている。
【００２２】
エンジン１１のカム軸に取り付けられたシグナルロータ（図示せず）の外周に対向してカム角センサ３２が設置されている。このカム角センサ３２は、シグナルロータ（カム軸）の回転に同期して所定のカム角でカム角信号（図５参照）を出力するように構成されている。
【００２３】
また、図２に示すように、エンジン１１のクランク軸３３に固定されたシグナルロータ３４の外周部には、複数の突起３５が所定クランク角ピッチ（例えば６℃Ａピッチ）で形成されている。このシグナルロータ３４の外周部に対向するようにクランク角センサ３６がエンジン１１側に固定されている。このクランク角センサ３６は、シグナルロータ３４の外周部に沿って所定クランク角間隔で配置した第１センサ３７（センサ部）と第２センサ３８（センサ部）を有する逆回転検出機能付きのクランク角センサである。シグナルロータ３４には、特定のクランク角（基準位置）で１〜数個の突起３５が欠けた欠歯部３９が設けられ、この欠歯部３９でクランク角センサ３６から出力されるクランク角信号の間隔が長くなることで、欠歯部３９が検出される（図５参照）。
【００２４】
各センサ３７，３８は、例えば、電磁誘導方式、ホールセンサ方式のセンサであり、図３に示すように、シグナルロータ３４の回転に伴い、その突起３５が各センサ３７，３８と対向する毎に、各センサ３７，３８の出力がＨｉ→Ｌｏに反転し、突起３５間の谷間が各センサ３７，３８と対向する毎に、各センサ３７，３８の出力がＬｏ→Ｈｉに反転する（ここで、「Ｈｉ」は「ハイレベル」、「Ｌｏ」は「ローレベル」を意味する）。尚、各センサ３７，３８のＨｉ／Ｌｏの関係は、上記とは反対であっても良い。
【００２５】
各センサ３７，３８から両者の配置間隔に相当する位相差のあるパルス信号が周期的に処理回路４０に出力され、これら２つのパルス信号の関係に基づいて図４の回転方向判定マップに従ってクランク軸３３の回転方向（正回転／逆回転）が判定されて、当該回転方向（正回転／逆回転）に応じて異なるパルス幅α，βのクランク角信号がエンジン制御回路４１に出力される。
【００２６】
ここで、本実施例の回転方向（正回転／逆回転）の判定方法を図３、図４を用いて説明する。第１センサ３７の出力がＨｉ→Ｌｏに反転するタイミング（立ち下がりエッジ）と、Ｌｏ→Ｈｉに反転するタイミング（立ち上がりエッジ）で、それぞれ、第２センサ３８の出力がＨｉかＬｏかを判定し、図４の回転方向判定マップに従って正回転／逆回転を判定する。正回転時には、第１センサ３７の出力がＨｉ→Ｌｏに反転するタイミング（立ち下がりエッジ）で、クランク角センサ３６から小さいパルス幅αのクランク角信号（ローレベル信号）を出力し、逆回転時には、第１センサ３７の出力がＬｏ→Ｈｉに反転するタイミング（立ち下がりエッジ）で、クランク角センサ３６から大きいパルス幅βのクランク角信号（ローレベル信号）を出力する。尚、Ｈｉ／Ｌｏの関係は、上記とは反対であっても良い。また、第１センサ３７と第２センサ３８の関係も、上記とは反対であっても良い。
【００２７】
エンジン制御回路４１は、マイクロコンピュータを主体として構成され、クランク角センサ３６から所定クランク角毎（例えば６℃Ａ毎）に出力されるクランク角信号をカウントする第１のクランク角カウンタとしての機能を備え、この第１のクランク角カウンタのカウント値に基づいてクランク角を検出する。この場合、第１のクランク角カウンタは、クランク角信号が入力される毎に、クランク角信号のパルス幅を所定の閾値（但しα＜閾値＜β）と比較して小さいパルス幅αか大きいパルス幅βかを判定し、その判定結果に応じて加算／減算（アップカウント／ダウンカウント）を切り替えてクランク角信号をカウントする（正回転時にはアップカウントし、逆回転時にはダウンカウントする）。これにより、逆回転時には、第１のクランク角カウンタのカウント値が逆回転量に応じてダウンカウントされるため、逆回転が発生しても、第１のクランク角カウンタのカウント値から実際のクランク角を正確に検出することができる。
【００２８】
更に、エンジン制御回路４１は、エンジン始動時にクランク軸３３が基準位置（欠歯部３９）まで回転して気筒判別が完了した後にクランク角センサ３６からクランク角信号が所定数出力される毎にカウントアップする第２のクランク角カウンタとしての機能も備えている。本実施例では、図５に示すように、欠歯部３９を検出した後に第１のクランク角カウンタからクランク角信号が５個出力された時点で、気筒判別タイミングとなって第２のクランク角カウンタのカウント値が所定値（例えば１０）にセットされ、第１のクランク角カウンタからクランク角信号が５個出力される毎（３０℃Ａ毎）に第２のクランク角カウンタのカウント値が１ずつカウントアップされる。
【００２９】
エンジン制御回路４１は、アイドルストップ制御（自動停止・始動制御）を実行する機能も備えている。このアイドルストップ制御では、エンジン運転中に運転者が車両を停止させて自動停止条件（例えばアクセル全閉、ブレーキ操作中、アイドル運転中等の条件）が成立したときに、エンジン１１の燃焼（燃料噴射及び／又は点火）を停止させてエンジン１１を自動的に停止させると共に、回転停止時のクランク角（第１のクランク角カウンタのカウント値）をメモリ４４に記憶する。そして、自動停止中に運転者が車両発進のための準備操作（ブレーキ解除、シフトレバー操作等）や発進操作（アクセル踏み込み等）を行って自動再始動条件が成立したときに、スタータ（図示せず）をオンしてエンジン１１をクランキングすると共に燃料噴射及び点火を開始してエンジン１１を自動的に再始動させる。この再始動時には、メモリ４４に記憶された回転停止時のクランク角（第１のクランク角カウンタのカウント値）の情報を基に点火制御や燃料噴射制御を開始することで、再始動性や再始動時のエミッションを向上させるようにしている。
【００３０】
ところで、図５に示すように、エンジン１１の逆回転中にクランク角センサ３６の信号がＨｉ又はＬｏに固着した逆回転側異常が発生すると、エンジン１１が逆回転しても、第１のクランク角カウンタのカウント値はダウンカウントされず、変化しない。このため、クランク角センサ３６の逆回転側異常が発生すると、エンジン１１の回転停止時に第１のクランク角カウンタのカウント値が正しい値からずれてしまい、エンジン１１の回転停止位置を誤検出して、始動性が悪化してエミッションが増加する原因にもなる。
【００３１】
そこで、本実施例では、気筒判別完了後にクランク角センサ３６からクランク角信号が所定数（例えば５個）出力される毎（例えば３０℃Ａ毎）にカウントアップする第２のクランク角カウンタを使用して、次のようにしてクランク角センサ３６の逆回転側異常の有無を判定する。まず、第２のクランク角カウンタのカウント値に対応する第１のクランク角カウンタの正常なカウント値を判定用カウント値として算出し、第１のクランク角カウンタのカウント値と前記判定用カウント値とを比較して、両者が一致しない場合にクランク角センサ３６の逆回転側異常と判定する。
【００３２】
この場合、エンジン始動時に気筒判別が完了する位置は、設計で決められた既知のクランク角であるため、気筒判別完了後にクランク角センサ３６からクランク角信号が所定数（例えば５個）出力される毎（例えば３０℃Ａ毎）にカウントアップする第２のクランク角カウンタのカウント値は、第１のクランク角カウンタのカウント値が異常な値であっても、正しいカウント値となる。これらの関係から、本実施例では、第２のクランク角カウンタのカウント値に対応する第１のクランク角カウンタの正常なカウント値を判定用カウント値として算出し、第１のクランク角カウンタのカウント値と前記判定用カウント値とを比較してその比較結果に基づいてクランク角センサ３６の逆回転側異常の有無を判定するものであり、これにより、エンジン１１を強制的に逆回転させる手段を用いなくても、クランク角センサ３６の逆回転側異常を検出することが可能となる。
【００３３】
以上説明した本実施例のクランク角センサ３６の逆回転側異常診断処理は、エンジン制御回路４１によって図７の逆回転側異常診断プログラムに従って次のようにして実行される。図７の逆回転側異常診断プログラムは、エンジン制御回路４１の電源オン期間中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう逆回転側異常診断手段としての役割を果たす。
【００３４】
本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、エンジン１１の燃焼（燃料噴射や点火）が停止したか否かを判定する。エンジン１１の逆回転が発生する領域は、エンジン１１の燃焼が停止してエンジン回転が停止する間際の極低回転領域のみであるため、エンジン１１の燃焼中（運転中）は、逆回転が発生しない。そこで、ステップ１０１で、エンジン１１の燃焼中（運転中）と判定されれば、逆回転側異常が発生しないと判断して、以降の処理を行わずに本プログラムを終了する。
【００３５】
上記ステップ１０１で、エンジン１１の燃焼が停止したと判定されれば、ステップ１０２に進み、イグニッションスイッチ４２がオフ（ＯＦＦ）されているか否かを判定し、イグニッションスイッチ４２がオフされていれば、以降の処理を行わずに本プログラムを終了する。つまり、運転者がイグニッションスイッチ４２をオフ操作してエンジン１１を手動停止する場合は、ステップ１０３以降の逆回転側異常診断処理を行わないが、アイドルストップ制御によりエンジン１１が自動停止される場合は、上記ステップ１０２で「Ｙｅｓ」と判定されて、ステップ１０３以降の逆回転側異常診断処理を次のようにして実行する。
【００３６】
まず、ステップ１０３で、エンジン１１の再始動を開始して気筒判別タイミング（図５参照）になったか否かを判定し、まだ気筒判別タイミングになっていなければ、ステップ１０２に戻って、イグニッションスイッチ４２がオフされたか否かを判定し、イグニッションスイッチ４２がオフされていれば、エンジン１１が手動停止されたと判断して本プログラムを終了する。
【００３７】
これに対し、上記ステップ１０３で、エンジン１１の再始動を開始して気筒判別タイミングになったと判定されれば、ステップ１０４に進み、逆回転側異常診断許可フラグ（図６参照）を「１」にセットして逆回転側異常診断を許可する。この後、ステップ１０５に進み、第２のクランク角カウンタのカウント値と第１のクランク角カウンタの正常なカウント値との対応関係をテーブル化した判定用カウント値テーブルを参照して、第２のクランク角カウンタのカウント値に対応する第１のクランク角カウンタの正常なカウント値を判定用カウント値として算出する。このステップ１０５の処理が特許請求の範囲でいう判定用カウント値算出手段としての役割を果たす。
【００３８】
この後、ステップ１０６に進み、第１のクランク角カウンタのカウント値を上記ステップ１０５で算出した判定用カウント値と比較して両者が一致するか否かを判定する。この判定は、気筒判別タイミングで行った後は、後述するステップ１１２の処理により３０℃Ａ毎（クランク角センサ３６からクランク角信号が５個出力される毎）に行われる。
【００３９】
上記ステップ１０６で、第１のクランク角カウンタのカウント値が判定用カウント値と一致すると判定されれば、逆回転側正常と判断して、ステップ１０７に進み、判定回数カウンタのカウント値をインクリメントすると共に、次のステップ１０８で、逆回転側正常判定カウンタをインクリメントする（図６参照）。
【００４０】
これに対し、上記ステップ１０６で、第１のクランク角カウンタのカウント値が判定用カウント値と一致しないと判定されれば、逆回転側異常と判断して、ステップ１０９に進み、判定回数カウンタのカウント値をインクリメントすると共に、次のステップ１１０で、逆回転側異常判定カウンタをインクリメントする（図６参照）。
【００４１】
その後、ステップ１１１に進み、判定回数カウンタのカウント値が所定回数以上になったか否かを判定し、判定回数カウンタのカウント値が所定回数未満であれば、ステップ１１２に進み、３０℃Ａ回転したか否か（クランク角センサ３６からクランク角信号が５個出力されたか否か）を判定し、３０℃Ａ回転するまで待機する。そして、３０℃Ａ回転した時点で、上述したステップ１０５〜１１１を繰り返す。これにより、３０℃Ａ毎に、判定用カウント値を算出して、第１のクランク角カウンタのカウント値が判定用カウント値と一致するか否かを判定し、判定回数カウンタのカウント値をインクリメントすると共に、逆回転側正常判定カウンタ又は逆回転側異常判定カウンタをインクリメントする処理を繰り返す。
【００４２】
これにより、ステップ１１１で、判定回数カウンタのカウント値が所定回数以上になったと判定された時点で、ステップ１１３に進み、逆回転側異常判定カウンタのカウント値が所定回数以上であるか否かを判定し、逆回転側異常判定カウンタのカウント値が所定回数以上であれば、ステップ１１４に進み、逆回転側異常確定フラグを「１」にセットして逆回転側異常の判定を確定する。この後、ステップ１１５に進み、警告ランプ４３（警告手段）を点灯又は点滅させたり、或は、運転席のインストルメントパネルの表示部に警告表示したり、警告音を発生したりして、運転者に警告すると共に、次のステップ１１６で、アイドルストップ制御を禁止する。
【００４３】
尚、逆回転側異常の判定確定時には、正しいクランク角が検出された後に燃料噴射と点火を許可するようにすると良い。このようにすれば、クランク角を誤検出した状態で燃料噴射と点火を不適正なタイミングで実行することを未然に防止でき、噴射した燃料が不完全燃焼又は未燃状態で排出されてエミッションが増加することを未然に防止できる。
【００４４】
また、逆回転側異常の判定確定時に、第１のクランク角カウンタのカウント値のずれを第２のクランク角カウンタのカウント値に基づいて補正するようにしても良い。具体的には、逆回転側異常の判定確定時に、第１のクランク角カウンタのカウント値を、ステップ１０５で算出した判定用カウント値に補正するようにしても良い。前述したように、気筒判別完了後にクランク角センサ３６からクランク角信号が所定数出力される毎にカウントアップする第２のクランク角カウンタのカウント値は、第１のクランク角カウンタのカウント値が異常な値であっても、正しいカウント値となるため、逆回転側異常の判定確定時に第１のクランク角カウンタのカウント値のずれを第２のクランク角カウンタのカウント値に基づいて補正すれば、第１のクランク角カウンタのカウント値を正しい値に補正することができる。
【００４５】
前述したステップ１１３で、逆回転側異常判定カウンタのカウント値が所定回数未満であると判定されれば、ステップ１１７に進み、逆回転側正常判定カウンタのカウント値が所定回数以上であるか否かを判定し、逆回転側正常判定カウンタのカウント値が所定回数以上であれば、ステップ１１８に進み、逆回転側正常確定フラグを「１」にセットして逆回転側正常の判定を確定する。
【００４６】
エンジン始動時に気筒判別が完了する位置は、設計で決められた既知のクランク角であるため、気筒判別完了後にクランク角センサ３６からクランク角信号が所定数出力される毎にカウントアップする第２のクランク角カウンタのカウント値は、第１のクランク角カウンタのカウント値が異常な値であっても、正しいカウント値となる。
【００４７】
このような関係から、本実施例では、第２のクランク角カウンタのカウント値に対応する第１のクランク角カウンタの正常なカウント値を判定用カウント値として算出し、第１のクランク角カウンタのカウント値と前記判定用カウント値とを比較してその比較結果に基づいてクランク角センサ３６の逆回転側異常の有無を判定するものであり、これにより、エンジン１１を強制的に逆回転させる手段を用いなくても、逆回転検出機能付きのクランク角センサ３６の逆回転側異常を検出することが可能となる。
【００４８】
尚、本実施例では、アイドルストップ制御による再始動時にクランク角センサ３６の逆回転側異常の有無を判定するようにしたが、運転者が手動操作でエンジン１１を始動する場合にも、クランク角センサ３６の逆回転側異常の有無を判定するようにしても良い。この場合は、エンジン制御回路４１の電源オフ中でも記憶データを保持するバックアップＲＡＭ等の書き替え可能な不揮発性メモリに、エンジン停止時の第１のクランク角カウンタのカウント値を記憶するようにすれば良い。
【００４９】
その他、本発明は、クランク角センサ３６の構成を変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
【符号の説明】
【００５０】
１１…エンジン（内燃機関）、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、３２…カム角センサ、３３…クランク軸、３４…シグナルロータ、３５…突起、３６…クランク角センサ、３７…第１センサ、３８…第２センサ、３９…欠歯部、４１…エンジン制御回路（逆回転側異常診断手段，判定用カウント値算出手段）、４２…イグニッションスイッチ、４３…警告ランプ（警告手段）、４４…メモリ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のクランク軸の逆回転を検出可能なクランク角センサを備えたクランク角検出システムの異常診断装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関の運転中は、カム角センサの出力信号を基準にしてクランク角センサの出力パルスのカウント値に基づいて気筒を判別し且つクランク角を検出して点火制御や燃料噴射制御を行うようにしているが、内燃機関の始動時は、スタータにより内燃機関をクランキングして特定気筒の判別が完了するまで（つまり特定気筒の所定クランク角の信号［欠歯部］を検出するまで）、最初に点火・噴射する気筒が不明である。
【０００３】
そこで、従来より、内燃機関の回転停止時のクランク角（回転停止位置）をメモリに記憶しておき、次の内燃機関の始動時における準備期間中に、メモリに記憶された内燃機関の回転停止時のクランク角を基準にパルス列と燃焼サイクルとの関連付けを行い、これにより得られたクランク角に基づき点火制御や燃料噴射制御を開始することで、始動性や始動時のエミッションを向上させるようにしたものがある。
【０００４】
しかし、内燃機関の回転が停止する間際に、回転トルクが低下してピストンが圧縮上死点を乗り越えられずに逆回転することがあるため、逆回転を検出できない従来の一般的なクランク角センサでは、回転停止時のクランク角を正確に検出することができない。
【０００５】
そこで、例えば、特許文献１（特開２００５−２３３６２２号公報）に記載されているように、逆回転検出機能付きのクランク角センサが開発されている。この逆回転検出機能付きのクランク角センサは、クランク軸に固定されたシグナルロータの外周部に沿って２つのセンサ部を所定クランク角間隔で配置し、シグナルロータの回転に同期して２つのセンサ部から位相の異なるパルス信号を周期的に処理回路に出力し、これら２つのパルス信号の関係に基づいてクランク軸の回転方向を判定して、正回転／逆回転に応じて異なるパルス幅のクランク角信号を出力し、正回転のクランク角信号をカウントアップ（インクリメント）し、そのカウント値から逆回転のクランク角信号をカウントダウン（デクリメント）することで、正回転／逆回転のクランク角信号のカウント値に基づいてクランク角を検出できるようになっている。
【０００６】
このような逆回転検出機能付きのクランク角センサでも、異常診断機能を持たせる必要がある。そこで、特許文献２（特開２００９−２４５４８号公報）では、(1) スタータによって内燃機関のクランク軸を正回転させているときにクランク角センサから逆回転のクランク角信号が出力された場合、或は、(2) モータジェネレータによって内燃機関のクランク軸を強制的に逆回転させているときにクランク角センサから正回転のクランク角信号が出力された場合に、クランク角センサの異常と判定するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２３３６２２号公報
【特許文献２】特開２００９−２４５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記特許文献２の異常診断方法では、内燃機関の逆回転中におけるクランク角センサの出力の異常（逆回転側の異常）を検出する際に、モータジェネレータによって内燃機関を強制的に逆回転させる必要があるため、内燃機関を強制的に逆回転させる手段（モータジェネレータ等）を持たない車両では、クランク角センサの逆回転側の異常を検出できない。
【０００９】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、内燃機関を強制的に逆回転させる手段を用いなくても、逆回転検出機能付きのクランク角センサの逆回転側の異常を検出できるクランク角検出システムの異常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】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、内燃機関のクランク軸の回転方向を判定して正回転と逆回転とで異なるクランク角信号を出力するクランク角センサと、前記クランク角センサから出力されるクランク角信号を回転方向に応じて加算／減算を切り替えてカウントする第１のクランク角カウンタと、内燃機関の始動時に前記クランク軸が基準位置まで回転して気筒判別が完了した後に前記クランク角センサからクランク角信号が所定数出力される毎にカウントアップする第２のクランク角カウンタと、前記第２のクランク角カウンタのカウント値に対応する前記第１のクランク角カウンタの正常なカウント値を判定用カウント値として算出する判定用カウント値算出手段と、前記第１のクランク角カウンタのカウント値と前記判定用カウント値とを比較してその比較結果に基づいて前記クランク角センサの逆回転側の異常の有無を判定する逆回転側異常診断手段とを備えた構成としたものである。
【００１１】
この構成では、クランク角センサから出力されるクランク角信号を回転方向に応じて加算／減算を切り替えてカウントする第１のクランク角カウンタのカウント値は、クランク角センサの逆回転側の異常が発生すると、正常時と異なる挙動を示す。また、内燃機関の始動時に気筒判別が完了する位置は、設計で決められた既知のクランク角であるため、気筒判別完了後にクランク角センサからクランク角信号が所定数出力される毎にカウントアップする第２のクランク角カウンタのカウント値は、第１のクランク角カウンタのカウント値が異常な値であっても、正しいカウント値となる。これらの関係から、本発明では、第２のクランク角カウンタのカウント値に対応する第１のクランク角カウンタの正常なカウント値を判定用カウント値として算出し、第１のクランク角カウンタのカウント値と前記判定用カウント値とを比較してその比較結果に基づいてクランク角センサの逆回転側の異常の有無を判定するものであり、これにより、内燃機関を強制的に逆回転させる手段を用いなくても、逆回転検出機能付きのクランク角センサの逆回転側の異常を検出することが可能となる。
【００１２】
この場合、請求項２のように、逆回転側異常診断手段は、第２のクランク角カウンタのカウント値がカウントアップされる毎にクランク角センサの逆回転側の異常の有無を判定し、逆回転側の異常と判定される回数が所定値に達したときに逆回転側の異常の判定を確定させるようにしても良い。このようにすれば、逆回転側の異常判定の信頼性を向上できる。
【００１３】
また、請求項３のように、逆回転側の異常の判定確定時に運転者に警告する警告手段を設けても良い。これにより、クランク角センサの逆回転側の異常発生時に、その異常を早期に運転者に知らせてクランク角センサを早期に修理するように促すことができる。
【００１４】
また、請求項４のように、逆回転側の異常の判定確定時に、正しいクランク角が検出された後に燃料噴射と点火を許可するようにすると良い。このようにすれば、クランク角を誤検出した状態で燃料噴射と点火を不適正なタイミングで実行することを未然に防止でき、噴射した燃料が不完全燃焼又は未燃状態で排出されてエミッションが増加することを未然に防止できる。
【００１５】
また、請求項５のように、逆回転側の異常の判定確定時に、内燃機関を自動停止するアイドルストップ制御を禁止するようにしても良い。この理由は、クランク角センサの逆回転側の異常が発生すると、アイドルストップ制御による内燃機関の停止位置を正確に検出できず、再始動時に誤ったクランク角の情報を基に点火制御や燃料噴射制御が開始されるため、再始動性が悪化してエミッションが増加する原因にもなるためである。
【００１６】
また、請求項６のように、逆回転側の異常の判定確定時に、第１のクランク角カウンタのカウント値のずれを第２のクランク角カウンタのカウント値に基づいて補正するようにしても良い。前述したように、気筒判別完了後にクランク角センサからクランク角信号が所定数出力される毎にカウントアップする第２のクランク角カウンタのカウント値は、第１のクランク角カウンタのカウント値が異常な値であっても、正しいカウント値となるため、逆回転側の異常の判定確定時に第１のクランク角カウンタのカウント値のずれを第２のクランク角カウンタのカウント値に基づいて補正すれば、第１のクランク角カウンタのカウント値を正しい値に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の一実施例におけるエンジン制御システム全体の概略構成図である。
【図２】図２はクランク角検出システムの構成を概略的に示す図である。
【図３】図３（ａ）と（ｂ）は正回転時と逆回転時の第１センサ出力、第２センサ出力、クランク角信号のパルス幅の関係を説明するタイムチャートである。
【図４】図４は第１センサ出力と第２センサ出力の関係に基づいてクランク軸の回転方向を判定する際に用いる回転方向判定マップを説明する図である。
【図５】図５はクランク角センサの正常時の信号波形、逆回転側異常時の信号波形、６℃Ａ毎クランク角カウンタ信号、３０℃Ａ毎クランク角カウンタ信号の関係を説明するタイムチャートである。
【図６】図６は逆回転側異常診断に用いる各カウンタと各フラグの関係を説明するタイムチャートである。
【図７】図７は逆回転側異常診断プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。
内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、モータ１５によって開度調節されるスロットルバルブ１６と、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ１７とが設けられている。
【００１９】
更に、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、各気筒の吸気マニホールド２０の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。
【００２０】
一方、エンジン１１の排気管２３には、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ２４（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられ、この排出ガスセンサ２４の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒２５が設けられている。
【００２１】
また、エンジン１１には、吸気バルブ２８のバルブタイミング（開閉タイミング）を変化させる吸気側可変バルブタイミング装置２９と、排気バルブ３０のバルブタイミングを変化させる排気側可変バルブタイミング装置３１とが設けられている。エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２６や、ノッキング振動を検出するノックセンサ２７が取り付けられている。
【００２２】
エンジン１１のカム軸に取り付けられたシグナルロータ（図示せず）の外周に対向してカム角センサ３２が設置されている。このカム角センサ３２は、シグナルロータ（カム軸）の回転に同期して所定のカム角でカム角信号（図５参照）を出力するように構成されている。
【００２３】
また、図２に示すように、エンジン１１のクランク軸３３に固定されたシグナルロータ３４の外周部には、複数の突起３５が所定クランク角ピッチ（例えば６℃Ａピッチ）で形成されている。このシグナルロータ３４の外周部に対向するようにクランク角センサ３６がエンジン１１側に固定されている。このクランク角センサ３６は、シグナルロータ３４の外周部に沿って所定クランク角間隔で配置した第１センサ３７（センサ部）と第２センサ３８（センサ部）を有する逆回転検出機能付きのクランク角センサである。シグナルロータ３４には、特定のクランク角（基準位置）で１〜数個の突起３５が欠けた欠歯部３９が設けられ、この欠歯部３９でクランク角センサ３６から出力されるクランク角信号の間隔が長くなることで、欠歯部３９が検出される（図５参照）。
【００２４】
各センサ３７，３８は、例えば、電磁誘導方式、ホールセンサ方式のセンサであり、図３に示すように、シグナルロータ３４の回転に伴い、その突起３５が各センサ３７，３８と対向する毎に、各センサ３７，３８の出力がＨｉ→Ｌｏに反転し、突起３５間の谷間が各センサ３７，３８と対向する毎に、各センサ３７，３８の出力がＬｏ→Ｈｉに反転する（ここで、「Ｈｉ」は「ハイレベル」、「Ｌｏ」は「ローレベル」を意味する）。尚、各センサ３７，３８のＨｉ／Ｌｏの関係は、上記とは反対であっても良い。
【００２５】
各センサ３７，３８から両者の配置間隔に相当する位相差のあるパルス信号が周期的に処理回路４０に出力され、これら２つのパルス信号の関係に基づいて図４の回転方向判定マップに従ってクランク軸３３の回転方向（正回転／逆回転）が判定されて、当該回転方向（正回転／逆回転）に応じて異なるパルス幅α，βのクランク角信号がエンジン制御回路４１に出力される。
【００２６】
ここで、本実施例の回転方向（正回転／逆回転）の判定方法を図３、図４を用いて説明する。第１センサ３７の出力がＨｉ→Ｌｏに反転するタイミング（立ち下がりエッジ）と、Ｌｏ→Ｈｉに反転するタイミング（立ち上がりエッジ）で、それぞれ、第２センサ３８の出力がＨｉかＬｏかを判定し、図４の回転方向判定マップに従って正回転／逆回転を判定する。正回転時には、第１センサ３７の出力がＨｉ→Ｌｏに反転するタイミング（立ち下がりエッジ）で、クランク角センサ３６から小さいパルス幅αのクランク角信号（ローレベル信号）を出力し、逆回転時には、第１センサ３７の出力がＬｏ→Ｈｉに反転するタイミング（立ち下がりエッジ）で、クランク角センサ３６から大きいパルス幅βのクランク角信号（ローレベル信号）を出力する。尚、Ｈｉ／Ｌｏの関係は、上記とは反対であっても良い。また、第１センサ３７と第２センサ３８の関係も、上記とは反対であっても良い。
【００２７】
エンジン制御回路４１は、マイクロコンピュータを主体として構成され、クランク角センサ３６から所定クランク角毎（例えば６℃Ａ毎）に出力されるクランク角信号をカウントする第１のクランク角カウンタとしての機能を備え、この第１のクランク角カウンタのカウント値に基づいてクランク角を検出する。この場合、第１のクランク角カウンタは、クランク角信号が入力される毎に、クランク角信号のパルス幅を所定の閾値（但しα＜閾値＜β）と比較して小さいパルス幅αか大きいパルス幅βかを判定し、その判定結果に応じて加算／減算（アップカウント／ダウンカウント）を切り替えてクランク角信号をカウントする（正回転時にはアップカウントし、逆回転時にはダウンカウントする）。これにより、逆回転時には、第１のクランク角カウンタのカウント値が逆回転量に応じてダウンカウントされるため、逆回転が発生しても、第１のクランク角カウンタのカウント値から実際のクランク角を正確に検出することができる。
【００２８】
更に、エンジン制御回路４１は、エンジン始動時にクランク軸３３が基準位置（欠歯部３９）まで回転して気筒判別が完了した後にクランク角センサ３６からクランク角信号が所定数出力される毎にカウントアップする第２のクランク角カウンタとしての機能も備えている。本実施例では、図５に示すように、欠歯部３９を検出した後に第１のクランク角カウンタからクランク角信号が５個出力された時点で、気筒判別タイミングとなって第２のクランク角カウンタのカウント値が所定値（例えば１０）にセットされ、第１のクランク角カウンタからクランク角信号が５個出力される毎（３０℃Ａ毎）に第２のクランク角カウンタのカウント値が１ずつカウントアップされる。
【００２９】
エンジン制御回路４１は、アイドルストップ制御（自動停止・始動制御）を実行する機能も備えている。このアイドルストップ制御では、エンジン運転中に運転者が車両を停止させて自動停止条件（例えばアクセル全閉、ブレーキ操作中、アイドル運転中等の条件）が成立したときに、エンジン１１の燃焼（燃料噴射及び／又は点火）を停止させてエンジン１１を自動的に停止させると共に、回転停止時のクランク角（第１のクランク角カウンタのカウント値）をメモリ４４に記憶する。そして、自動停止中に運転者が車両発進のための準備操作（ブレーキ解除、シフトレバー操作等）や発進操作（アクセル踏み込み等）を行って自動再始動条件が成立したときに、スタータ（図示せず）をオンしてエンジン１１をクランキングすると共に燃料噴射及び点火を開始してエンジン１１を自動的に再始動させる。この再始動時には、メモリ４４に記憶された回転停止時のクランク角（第１のクランク角カウンタのカウント値）の情報を基に点火制御や燃料噴射制御を開始することで、再始動性や再始動時のエミッションを向上させるようにしている。
【００３０】
ところで、図５に示すように、エンジン１１の逆回転中にクランク角センサ３６の信号がＨｉ又はＬｏに固着した逆回転側異常が発生すると、エンジン１１が逆回転しても、第１のクランク角カウンタのカウント値はダウンカウントされず、変化しない。このため、クランク角センサ３６の逆回転側異常が発生すると、エンジン１１の回転停止時に第１のクランク角カウンタのカウント値が正しい値からずれてしまい、エンジン１１の回転停止位置を誤検出して、始動性が悪化してエミッションが増加する原因にもなる。
【００３１】
そこで、本実施例では、気筒判別完了後にクランク角センサ３６からクランク角信号が所定数（例えば５個）出力される毎（例えば３０℃Ａ毎）にカウントアップする第２のクランク角カウンタを使用して、次のようにしてクランク角センサ３６の逆回転側異常の有無を判定する。まず、第２のクランク角カウンタのカウント値に対応する第１のクランク角カウンタの正常なカウント値を判定用カウント値として算出し、第１のクランク角カウンタのカウント値と前記判定用カウント値とを比較して、両者が一致しない場合にクランク角センサ３６の逆回転側異常と判定する。
【００３２】
この場合、エンジン始動時に気筒判別が完了する位置は、設計で決められた既知のクランク角であるため、気筒判別完了後にクランク角センサ３６からクランク角信号が所定数（例えば５個）出力される毎（例えば３０℃Ａ毎）にカウントアップする第２のクランク角カウンタのカウント値は、第１のクランク角カウンタのカウント値が異常な値であっても、正しいカウント値となる。これらの関係から、本実施例では、第２のクランク角カウンタのカウント値に対応する第１のクランク角カウンタの正常なカウント値を判定用カウント値として算出し、第１のクランク角カウンタのカウント値と前記判定用カウント値とを比較してその比較結果に基づいてクランク角センサ３６の逆回転側異常の有無を判定するものであり、これにより、エンジン１１を強制的に逆回転させる手段を用いなくても、クランク角センサ３６の逆回転側異常を検出することが可能となる。
【００３３】
以上説明した本実施例のクランク角センサ３６の逆回転側異常診断処理は、エンジン制御回路４１によって図７の逆回転側異常診断プログラムに従って次のようにして実行される。図７の逆回転側異常診断プログラムは、エンジン制御回路４１の電源オン期間中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう逆回転側異常診断手段としての役割を果たす。
【００３４】
本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、エンジン１１の燃焼（燃料噴射や点火）が停止したか否かを判定する。エンジン１１の逆回転が発生する領域は、エンジン１１の燃焼が停止してエンジン回転が停止する間際の極低回転領域のみであるため、エンジン１１の燃焼中（運転中）は、逆回転が発生しない。そこで、ステップ１０１で、エンジン１１の燃焼中（運転中）と判定されれば、逆回転側異常が発生しないと判断して、以降の処理を行わずに本プログラムを終了する。
【００３５】
上記ステップ１０１で、エンジン１１の燃焼が停止したと判定されれば、ステップ１０２に進み、イグニッションスイッチ４２がオフ（ＯＦＦ）されているか否かを判定し、イグニッションスイッチ４２がオフされていれば、以降の処理を行わずに本プログラムを終了する。つまり、運転者がイグニッションスイッチ４２をオフ操作してエンジン１１を手動停止する場合は、ステップ１０３以降の逆回転側異常診断処理を行わないが、アイドルストップ制御によりエンジン１１が自動停止される場合は、上記ステップ１０２で「Ｙｅｓ」と判定されて、ステップ１０３以降の逆回転側異常診断処理を次のようにして実行する。
【００３６】
まず、ステップ１０３で、エンジン１１の再始動を開始して気筒判別タイミング（図５参照）になったか否かを判定し、まだ気筒判別タイミングになっていなければ、ステップ１０２に戻って、イグニッションスイッチ４２がオフされたか否かを判定し、イグニッションスイッチ４２がオフされていれば、エンジン１１が手動停止されたと判断して本プログラムを終了する。
【００３７】
これに対し、上記ステップ１０３で、エンジン１１の再始動を開始して気筒判別タイミングになったと判定されれば、ステップ１０４に進み、逆回転側異常診断許可フラグ（図６参照）を「１」にセットして逆回転側異常診断を許可する。この後、ステップ１０５に進み、第２のクランク角カウンタのカウント値と第１のクランク角カウンタの正常なカウント値との対応関係をテーブル化した判定用カウント値テーブルを参照して、第２のクランク角カウンタのカウント値に対応する第１のクランク角カウンタの正常なカウント値を判定用カウント値として算出する。このステップ１０５の処理が特許請求の範囲でいう判定用カウント値算出手段としての役割を果たす。
【００３８】
この後、ステップ１０６に進み、第１のクランク角カウンタのカウント値を上記ステップ１０５で算出した判定用カウント値と比較して両者が一致するか否かを判定する。この判定は、気筒判別タイミングで行った後は、後述するステップ１１２の処理により３０℃Ａ毎（クランク角センサ３６からクランク角信号が５個出力される毎）に行われる。
【００３９】
上記ステップ１０６で、第１のクランク角カウンタのカウント値が判定用カウント値と一致すると判定されれば、逆回転側正常と判断して、ステップ１０７に進み、判定回数カウンタのカウント値をインクリメントすると共に、次のステップ１０８で、逆回転側正常判定カウンタをインクリメントする（図６参照）。
【００４０】
これに対し、上記ステップ１０６で、第１のクランク角カウンタのカウント値が判定用カウント値と一致しないと判定されれば、逆回転側異常と判断して、ステップ１０９に進み、判定回数カウンタのカウント値をインクリメントすると共に、次のステップ１１０で、逆回転側異常判定カウンタをインクリメントする（図６参照）。
【００４１】
その後、ステップ１１１に進み、判定回数カウンタのカウント値が所定回数以上になったか否かを判定し、判定回数カウンタのカウント値が所定回数未満であれば、ステップ１１２に進み、３０℃Ａ回転したか否か（クランク角センサ３６からクランク角信号が５個出力されたか否か）を判定し、３０℃Ａ回転するまで待機する。そして、３０℃Ａ回転した時点で、上述したステップ１０５〜１１１を繰り返す。これにより、３０℃Ａ毎に、判定用カウント値を算出して、第１のクランク角カウンタのカウント値が判定用カウント値と一致するか否かを判定し、判定回数カウンタのカウント値をインクリメントすると共に、逆回転側正常判定カウンタ又は逆回転側異常判定カウンタをインクリメントする処理を繰り返す。
【００４２】
これにより、ステップ１１１で、判定回数カウンタのカウント値が所定回数以上になったと判定された時点で、ステップ１１３に進み、逆回転側異常判定カウンタのカウント値が所定回数以上であるか否かを判定し、逆回転側異常判定カウンタのカウント値が所定回数以上であれば、ステップ１１４に進み、逆回転側異常確定フラグを「１」にセットして逆回転側異常の判定を確定する。この後、ステップ１１５に進み、警告ランプ４３（警告手段）を点灯又は点滅させたり、或は、運転席のインストルメントパネルの表示部に警告表示したり、警告音を発生したりして、運転者に警告すると共に、次のステップ１１６で、アイドルストップ制御を禁止する。
【００４３】
尚、逆回転側異常の判定確定時には、正しいクランク角が検出された後に燃料噴射と点火を許可するようにすると良い。このようにすれば、クランク角を誤検出した状態で燃料噴射と点火を不適正なタイミングで実行することを未然に防止でき、噴射した燃料が不完全燃焼又は未燃状態で排出されてエミッションが増加することを未然に防止できる。
【００４４】
また、逆回転側異常の判定確定時に、第１のクランク角カウンタのカウント値のずれを第２のクランク角カウンタのカウント値に基づいて補正するようにしても良い。具体的には、逆回転側異常の判定確定時に、第１のクランク角カウンタのカウント値を、ステップ１０５で算出した判定用カウント値に補正するようにしても良い。前述したように、気筒判別完了後にクランク角センサ３６からクランク角信号が所定数出力される毎にカウントアップする第２のクランク角カウンタのカウント値は、第１のクランク角カウンタのカウント値が異常な値であっても、正しいカウント値となるため、逆回転側異常の判定確定時に第１のクランク角カウンタのカウント値のずれを第２のクランク角カウンタのカウント値に基づいて補正すれば、第１のクランク角カウンタのカウント値を正しい値に補正することができる。
【００４５】
前述したステップ１１３で、逆回転側異常判定カウンタのカウント値が所定回数未満であると判定されれば、ステップ１１７に進み、逆回転側正常判定カウンタのカウント値が所定回数以上であるか否かを判定し、逆回転側正常判定カウンタのカウント値が所定回数以上であれば、ステップ１１８に進み、逆回転側正常確定フラグを「１」にセットして逆回転側正常の判定を確定する。
【００４６】
エンジン始動時に気筒判別が完了する位置は、設計で決められた既知のクランク角であるため、気筒判別完了後にクランク角センサ３６からクランク角信号が所定数出力される毎にカウントアップする第２のクランク角カウンタのカウント値は、第１のクランク角カウンタのカウント値が異常な値であっても、正しいカウント値となる。
【００４７】
このような関係から、本実施例では、第２のクランク角カウンタのカウント値に対応する第１のクランク角カウンタの正常なカウント値を判定用カウント値として算出し、第１のクランク角カウンタのカウント値と前記判定用カウント値とを比較してその比較結果に基づいてクランク角センサ３６の逆回転側異常の有無を判定するものであり、これにより、エンジン１１を強制的に逆回転させる手段を用いなくても、逆回転検出機能付きのクランク角センサ３６の逆回転側異常を検出することが可能となる。
【００４８】
尚、本実施例では、アイドルストップ制御による再始動時にクランク角センサ３６の逆回転側異常の有無を判定するようにしたが、運転者が手動操作でエンジン１１を始動する場合にも、クランク角センサ３６の逆回転側異常の有無を判定するようにしても良い。この場合は、エンジン制御回路４１の電源オフ中でも記憶データを保持するバックアップＲＡＭ等の書き替え可能な不揮発性メモリに、エンジン停止時の第１のクランク角カウンタのカウント値を記憶するようにすれば良い。
【００４９】
その他、本発明は、クランク角センサ３６の構成を変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
【符号の説明】
【００５０】
１１…エンジン（内燃機関）、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、３２…カム角センサ、３３…クランク軸、３４…シグナルロータ、３５…突起、３６…クランク角センサ、３７…第１センサ、３８…第２センサ、３９…欠歯部、４１…エンジン制御回路（逆回転側異常診断手段，判定用カウント値算出手段）、４２…イグニッションスイッチ、４３…警告ランプ（警告手段）、４４…メモリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランク軸の回転方向を判定して正回転と逆回転とで異なるクランク角信号を出力するクランク角センサと、
前記クランク角センサから出力されるクランク角信号を回転方向に応じて加算／減算を切り替えてカウントする第１のクランク角カウンタと、
内燃機関の始動時に前記クランク軸が基準位置まで回転して気筒判別が完了した後に前記クランク角センサからクランク角信号が所定数出力される毎にカウントアップする第２のクランク角カウンタと、
前記第２のクランク角カウンタのカウント値に対応する前記第１のクランク角カウンタの正常なカウント値を判定用カウント値として算出する判定用カウント値算出手段と、
前記第１のクランク角カウンタのカウント値と前記判定用カウント値とを比較してその比較結果に基づいて前記クランク角センサの逆回転側の異常の有無を判定する逆回転側異常診断手段と
を備えていることを特徴とするクランク角検出システムの異常診断装置。
【請求項２】
前記逆回転側異常診断手段は、前記第２のクランク角カウンタのカウント値がカウントアップされる毎に前記クランク角センサの逆回転側の異常の有無を判定し、逆回転側の異常と判定される回数が所定値に達したときに逆回転側の異常の判定を確定させることを特徴とする請求項１に記載のクランク角検出システムの異常診断装置。
【請求項３】
前記逆回転側の異常の判定確定時に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２に記載のクランク角検出システムの異常診断装置。
【請求項４】
前記逆回転側異常診断手段は、前記逆回転側の異常の判定確定時には正しいクランク角が検出された後に燃料噴射と点火を許可することを特徴とする請求項２又は３に記載のクランク角検出システムの異常診断装置。
【請求項５】
前記逆回転側異常診断手段は、前記逆回転側の異常の判定確定時には内燃機関を自動停止するアイドルストップ制御を禁止することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のクランク角検出システムの異常診断装置。
【請求項６】
前記逆回転側異常診断手段は、前記逆回転側の異常の判定確定時に前記第１のクランク角カウンタのカウント値のずれを前記第２のクランク角カウンタのカウント値に基づいて補正することを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載のクランク角検出システムの異常診断装置。
【請求項１】
内燃機関のクランク軸の回転方向を判定して正回転と逆回転とで異なるクランク角信号を出力するクランク角センサと、
前記クランク角センサから出力されるクランク角信号を回転方向に応じて加算／減算を切り替えてカウントする第１のクランク角カウンタと、
内燃機関の始動時に前記クランク軸が基準位置まで回転して気筒判別が完了した後に前記クランク角センサからクランク角信号が所定数出力される毎にカウントアップする第２のクランク角カウンタと、
前記第２のクランク角カウンタのカウント値に対応する前記第１のクランク角カウンタの正常なカウント値を判定用カウント値として算出する判定用カウント値算出手段と、
前記第１のクランク角カウンタのカウント値と前記判定用カウント値とを比較してその比較結果に基づいて前記クランク角センサの逆回転側の異常の有無を判定する逆回転側異常診断手段と
を備えていることを特徴とするクランク角検出システムの異常診断装置。
【請求項２】
前記逆回転側異常診断手段は、前記第２のクランク角カウンタのカウント値がカウントアップされる毎に前記クランク角センサの逆回転側の異常の有無を判定し、逆回転側の異常と判定される回数が所定値に達したときに逆回転側の異常の判定を確定させることを特徴とする請求項１に記載のクランク角検出システムの異常診断装置。
【請求項３】
前記逆回転側の異常の判定確定時に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２に記載のクランク角検出システムの異常診断装置。
【請求項４】
前記逆回転側異常診断手段は、前記逆回転側の異常の判定確定時には正しいクランク角が検出された後に燃料噴射と点火を許可することを特徴とする請求項２又は３に記載のクランク角検出システムの異常診断装置。
【請求項５】
前記逆回転側異常診断手段は、前記逆回転側の異常の判定確定時には内燃機関を自動停止するアイドルストップ制御を禁止することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のクランク角検出システムの異常診断装置。
【請求項６】
前記逆回転側異常診断手段は、前記逆回転側の異常の判定確定時に前記第１のクランク角カウンタのカウント値のずれを前記第２のクランク角カウンタのカウント値に基づいて補正することを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載のクランク角検出システムの異常診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−７７６４６（Ｐ２０１２−７７６４６Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２１９４６（Ｐ２０１０−２２１９４６）
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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