JP2010106661A - 内燃機関の異常診断装置、及びクランク軸の逆転有無判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クランク軸が逆回転したことを検出する逆転検出手段に対し異常有無を診断する内燃機関の異常診断装置を提供することで、不正確なクランク軸停止角度に基づき内燃機関の作動を制御してしまうことを回避する。
【解決手段】クランク軸が逆回転したことを検出する逆転検出手段と、その検出結果及びクランク角信号に基づきクランク軸が回転停止した時のクランク軸停止角度を算出する停止角度算出手段とを備える。そして、クランク軸の回転停止に伴い大気圧に近づくよう上昇する吸気圧について、エアフローセンサによる吸気量計測値に基づき推定した推定吸気圧と、吸気圧センサにより計測して得られた吸気圧計測値（実吸気圧）との偏差Ｐαに基づき、クランク軸の逆回転が生じたか否かを判定する逆転判定手段を備える。そして、逆転検出手段による検出結果と逆転判定手段による判定結果とを比較して、逆転検出手段の異常有無を診断する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、クランク軸の逆回転が生じたか否かを判定する逆転有無判定装置、及びその判定結果を用いた内燃機関の異常診断装置に関する。

一般に、クランク軸の回転に伴い出力される所定角度間隔毎のパルス列よりなるクランク角信号に基づき、燃焼サイクルと関連付けられたクランク軸の回転角度（クランク角）が算出される。具体的には、前記パルスのカウント数に基づきクランク角を算出する。そして、算出したクランク角に基づいてエンジン（内燃機関）の点火時期や燃料噴射時期を制御している。しかし、エンジン始動時には前記パルス列と燃焼サイクルとの関連付けに準備期間を要し、その準備期間中には点火時期及び噴射時期を最適な時期にすることができない。

そこで特許文献１では、エンジン停止時のクランク角（クランク軸の停止角度）をメモリに記憶しておき、次回のエンジン始動時における準備期間中には、上記メモリに記憶された停止角度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時期や燃料噴射時期の制御を開始することで、エンジンの始動性向上や、始動時の排気エミッション向上を図るようにしている。
特開昭６０−２４０８７５号公報

ここで、クランク軸が回転停止する間際のクランク角が圧縮行程に該当する角度である場合には、燃焼室の圧縮圧によってクランク軸が回転停止する直前に逆回転する場合がある。このような逆転が生じた場合、上記従来のクランク角の算出手法では、逆転時のパルスを正転分のパルスとしてカウントしてしまうため、実際のクランク角よりも進角したクランク角を停止角度として算出してしまい、正確な停止角度を算出することができない。

この問題に対し本発明者は、クランク軸が逆回転したことを検出する逆転検出手段を設け、正転検出時にカウントしたパルスの積算値から、逆転検出時にカウントしたパルスを減算することで、正確な停止角度を算出する手法を検討した。

本発明者が検討した逆転検出手段の一例を、図１及び図３を用いて以下に説明する。クランク軸１３と一体的に回転するシグナルロータ１４の歯部１４ａに対向して配置されたクランク角センサＫ（図１参照）に、２つのクランク角検出部ＫＳ１，ＫＳ２を設ける。これら第１クランク角検出部ＫＳ１及び第２クランク角検出部ＫＳ２は、シグナルロータ１４の回転方向に並べて配置されている（図３（ａ）参照）。そして、第１クランク角検出部ＫＳ１から出力される第１クランク角信号及び第２クランク角検出部ＫＳ２から出力される第２クランク角信号に基づき、クランク軸１３が停止する際に逆回転が生じたか否かを検出する。

より具体的に説明すると、第１クランク角信号及び第２クランク角信号は、パルスの立ち上がりタイミング（又は立ち下りタイミング）がそれぞれ異なる信号となっている（図３（ｂ）参照）。そして、クランク軸１３が正回転している場合において、第１クランク角信号のパルス立ち上がり時点ｅ１で第２クランク角信号のパルスはオフ状態となるよう（或いは、立下り時点ｅ２でパルスオン状態となるよう）、両クランク角検出部ＫＳ１，ＫＳ２は配置されている。すると、逆回転している場合においては、第１クランク角信号のパルス立ち上がり時点ｅ１での第２クランク角信号のパルスはオン状態となる。或いは、立下り時点ｅ２でパルスオフ状態となる（図３（ｃ）参照）。したがって、第１クランク角信号のパルス立ち上り時点ｅ１又は立ち下り時点ｅ２での第２クランク角信号のパルス状態に基づき、逆転有無を判定することができる。

しかしながら、クランク角検出部ＫＳ１，ＫＳ２の機差や経年劣化等により第１及び第２クランク角信号の出力特性にずれが生じた場合や、クランク角センサＫの取り付け向きが悪く、シグナルロータ１４に対するクランク角検出部ＫＳ１，ＫＳ２の位置関係がずれている場合、第１クランク角信号及び第２クランク角信号のいずれか一方の信号が出力されていない場合等、逆転検出手段として機能するクランク角検出部ＫＳ１，ＫＳ２に何らかの異常が生じる場合がある。この場合にはクランク軸の停止角度を正確に算出することができなくなり、ひいては、エンジンの始動性悪化及び始動時の排気エミッション悪化を招いてしまう。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その第１の目的は、クランク軸が逆回転したことを検出する逆転検出手段に対し異常有無を診断する内燃機関の異常診断装置を提供することで、不正確なクランク軸停止角度に基づき内燃機関の作動を制御してしまうことを回避することにある。

また、本発明の第２の目的は、エンジン停止時におけるクランク軸の逆回転有無を正確に判定できる、逆転有無判定装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

請求項１記載の発明は、内燃機関のクランク軸の回転に伴い、所定角度間隔毎のパルス列よりなるクランク角信号を出力するクランク角信号出力手段と、前記クランク軸が逆回転したことを検出する逆転検出手段と、前記逆転検出手段による検出結果及び前記クランク角信号に基づき、前記クランク軸が回転停止した時のクランク軸停止角度を算出する停止角度算出手段と、前記クランク軸の回転停止に伴い大気圧に近づくよう上昇する前記内燃機関の吸気圧について、その上昇時における吸気圧の計測値を取得する停止時実吸気圧取得手段と、前記上昇時における吸気圧の計測値とは別の他の計測値（例えばエアフローメータによる吸気量計測値）を取得し、当該他の計測値に基づき前記上昇時における吸気圧を推定する停止時吸気圧推定手段と、前記停止時実吸気圧取得手段により取得した計測値と、前記停止時吸気圧推定手段により推定した推定値との違いに基づき、前記クランク軸の逆回転が生じたか否かを判定する逆転判定手段と、前記逆転検出手段による検出結果と前記逆転判定手段による判定結果とを比較して、前記逆転検出手段の異常有無を診断する異常診断手段と、を備えることを特徴とする異常診断装置である。

本発明者は、クランク軸の逆転発生時における吸気圧の変化に着目して上記「逆転判定手段」を想起した。すなわち、内燃機関（エンジン）を停止させてクランク軸が完全に回転停止すると、その後の吸気圧は大気圧に近づくよう上昇することとなる。そして、クランク軸が停止する時に逆回転が生じた場合には、その逆回転により燃焼室の空気が押し戻され、その押し戻しにより吸気圧が高くなる。したがって、逆転が生じた場合のエンジン停止後の吸気圧は、逆回転が生じなかった場合に比べて高い値を維持しつつ上昇するはずである。

そのため、クランク軸の逆転が生じた場合には、前記上昇時に計測された実吸気圧は、図４中の符号Ｔ１０に示すように逆転により高くなり、その後、その高くなった値を維持しつつ上昇する（図４中の実線参照）。これに対し、停止時吸気圧推定手段により上昇時の吸気圧を推定すると、その推定吸気圧には先述した逆転による押し戻しが考慮されないため、逆転が生じた場合であっても、エンジン停止後における推定吸気圧は、逆転が生じない場合と同じ値のまま上昇する（図４中の一点鎖線参照）。つまり、クランク軸の逆転が生じた場合には、クランク軸の回転停止に伴い大気圧に近づくよう上昇する吸気圧について、吸気圧の計測値と推定値とでは異なる値となる。

この点を鑑みた上記請求項１記載の発明によれば、クランク軸の回転停止に伴い上昇する吸気圧についての計測値と推定値との違いに基づき逆回転が生じたか否かを判定する逆転判定手段を備えるので、逆転検出手段（例えば、先述した第１及び第２クランク角検出部ＫＳ１，ＫＳ２を有するクランク角センサＫ）で異常が発生している場合であっても、逆回転が生じたか否かを正確に判定することができる。よって、逆転検出手段による検出結果と逆転判定手段による判定結果とが異なる結果となっている場合には、逆転検出手段に異常が発生していると診断することができ、また、両結果が同じである場合には逆転検出手段に異常は発生していないと診断することができる。

以上により、本発明によれば逆転検出手段の異常有無を診断することができるので、異常が発生している状態の逆転検出手段の検出結果に基づき算出したクランク軸停止角度を内燃機関の制御（特にエンジン始動時の点火時期及び燃料噴射時期の制御）に用いることを回避できる。或いは、異常が発生している状態の逆転検出手段の検出結果に基づきクランク軸停止角度を算出することを回避できる。よって、不正確なクランク軸停止角度に基づき内燃機関の作動を制御してしまうことを回避できる。

請求項２記載の発明では、前記クランク軸が回転速度を変動させながら減速して停止するにあたり、前記変動を抑制するよう前記内燃機関の作動を制御する変動抑制制御手段を備え、前記変動抑制の制御を実行している時には、前記逆転判定手段による判定を禁止又は判定結果の利用を禁止し、前記変動抑制の制御を実行していない時に、前記逆転判定手段による判定を許可又は判定結果の利用を許可することを特徴とする。

ここで、エンジン停止に伴い低下するクランク軸の回転速度は、少なからず変動しながら低下していく（図７参照）。そこで、上記請求項２記載の発明では、変動を抑制するよう内燃機関の作動を制御する変動抑制制御手段を備えている。これによれば、エンジン停止間際のクランク軸の回転変動を抑制することができる。例えば、図７の一点鎖線に示す変動状態を、実線に示す変動状態に抑制することができる。

一方、停止角度算出手段によりクランク軸の停止角度を算出することで、エンジンの始動性向上や始動時の排気エミッション向上といった効果を得ることができる旨は、先述した通りである。すなわち、次回のエンジン始動時における準備期間中には、算出した停止角度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時期や燃料噴射時期の制御を開始でき、ひいては上記効果を得ることができるようになる。

そして、変動抑制制御を実行してクランク軸回転速度の変動を抑制すれば、停止角度算出手段による停止角度の算出精度は向上するので、エンジン始動性向上及び始動時排気エミッション向上といった上記効果を促進させることができる。但し、上記変動が小さいほど、クランク軸の逆転発生時に実吸気圧が高くなるその上昇量は少なくなる。すると、逆転発生時におけるエンジン停止後の吸気圧の計測値と推定値との違いが顕著に現れにくくなる。その結果、逆転判定手段による判定精度が低下し、ひいては異常診断手段による診断精度の低下が懸念される。

これらの点を鑑み、上記請求項２記載の発明では、変動抑制制御の実行時には逆転判定手段による判定を禁止又は判定結果の利用を禁止するので、異常診断手段による診断精度低下といった上記懸念を解消できる。しかも、変動抑制制御を実行することにより、停止角度の算出精度を向上させてエンジン始動性向上及び始動時排気エミッション向上といった上記効果を促進できる。一方、変動抑制制御の非実行時には、逆転判定手段による判定を許可又は判定結果の利用を許可するので、異常診断手段による診断精度の向上を図ることができる。

請求項３記載の発明では、前記内燃機関をアイドルストップさせることに伴い前記クランク軸が回転停止する場合には前記変動抑制の制御を実行し、前記内燃機関の運転者がイグニッションスイッチをオフ操作（ＩＧオフ）したことに伴い前記クランク軸が回転停止する場合には前記変動抑制の制御を禁止することを特徴とする。

アイドルストップ後にエンジンを自動で始動させる時には、ＩＧオンによりエンジン始動させる時に比べてエンジン始動性向上の要求が高い。例えば、交差点で右折待ちをしている状態からエンジンを自動で始動させる場合等においては、エンジン始動性向上が特に要求される。そこで上記請求項３記載の発明では、このようにエンジン始動性向上の要求が高いアイドルストップ後のエンジン始動時に、変動抑制制御の実行によりエンジン始動性向上の効果を促進させることができる。一方、エンジン始動性向上の要求が低いＩＧオンによるエンジン始動時には、前回のＩＧオフ時に変動抑制制御を禁止することで、エンジン始動性向上の促進よりも優先して異常診断手段の診断精度向上の効果を促進させることができる。

ちなみに、前記「変動抑制制御手段」の具体例としては、請求項４記載の如く、吸気流量が所定量以下となるようスロットルバルブの開度を所定開度以下（例えば全閉位置）に制御することが挙げられる。

なお、請求項１記載の「停止時吸気圧推定手段」の具体例として、吸気圧と相関のある物理量を検出する相関センサ（吸気圧センサとは別のセンサ）の計測値に基づきエンジン停止後に上昇する吸気圧を推定することや、吸気圧センサによるエンジン停止前の計測値に基づきエンジン停止後に上昇する吸気圧を推定すること等が挙げられる。さらに、上記相関センサの具体例としては、請求項５記載の発明が挙げられる。すなわち、内燃機関の吸気流量を計測するエアフローセンサを備え、前記吸気圧推定手段は、前記エアフローセンサにより計測された吸気流量に基づき前記上昇時における吸気圧を推定することを特徴とする。吸気流量は吸気圧と相関が高いため、エアフローセンサにより計測された吸気流量を用いれば、吸気圧の推定に好適である。

請求項６記載の発明では、前記エアフローセンサは、吸気通路に配置されたヒータ及び検温素子を膜状に形成して構成された検出チップを有する、チップ式エアフローセンサであることを特徴とする。

このチップ式エアフローセンサによれば、ヒータ及び検温素子をボビン状に形成してなるボビン式エアフローセンサに比べ、吸気流量が極低流量であっても計測できるので、エンジン停止後の吸気流量をも計測することが可能となる。よって、チップ式エアフローセンサを適用した上記請求項６記載の発明によれば、エンジン停止後の吸気圧を精度良く推定することができるので、推定吸気圧の推定精度を向上でき、ひいては逆転判定手段による判定の精度を向上できる。

請求項７記載の発明は、内燃機関のクランク軸の回転停止に伴い大気圧に近づくよう上昇する前記内燃機関の吸気圧について、その上昇時における吸気圧の計測値を取得する停止時実吸気圧取得手段と、前記上昇時における吸気圧の計測値とは別の他の計測値（例えばエアフローメータによる吸気量計測値）を取得し、当該他の計測値に基づき前記上昇時における吸気圧を推定する停止時吸気圧推定手段と、前記停止時実吸気圧取得手段により取得した計測値と、前記停止時吸気圧推定手段により推定した推定値との違いに基づき、前記クランク軸の逆回転が生じたか否かを判定する逆転判定手段と、を備えることを特徴とするクランク軸の逆転有無判定装置である。

これによれば、上記請求項１記載の発明と同様にして、クランク軸の回転停止に伴い上昇する吸気圧についての計測値と推定値との違いに基づき逆回転が生じたか否かを判定する逆転判定手段を備えるので、請求項１記載の逆転検出手段（例えば、先述した第１及び第２クランク角検出部ＫＳ１，ＫＳ２を有するクランク角センサＫ）に比べて、逆回転が生じたか否かを正確に判定できる。

但し、上記請求項７による逆転有無判定装置では、逆回転が生じたか否かを正確に判定することはできるものの、クランク軸が逆回転を開始した時点を正確に検出することは、請求項１記載の逆転検出手段に比べれば困難である。よって、請求項７による逆転有無判定装置の判定結果とクランク角信号に基づけばクランク軸停止角度を算出することができるものの、請求項１記載の停止角度算出手段に比べればその算出精度は劣る。換言すれば、請求項１記載の発明によれば、停止角度算出手段によりクランク軸停止角度を高精度で算出でき、かつ、クランク角検出部で異常が発生している場合においては異常診断手段によりその異常発生の旨を診断することができる。

以下、本発明にかかる内燃機関の異常診断装置を車載内燃機関の異常診断装置に適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態にかかるエンジンシステムの概要を示す。

このシステムの制御対象とするエンジン１０（内燃機関）としては、自動車用の多気筒（例えば８気筒）内燃機関を想定している。ただし、この図１においては、説明の便宜上、１つのシリンダのみを図示している。図１に示されるエンジン１０は、４ストロークの火花点火式レシプロエンジンである。すなわちエンジン１０では、例えば図中のシリンダをシリンダ＃１とする８つのシリンダ＃１〜＃８について、それぞれ吸入・圧縮・燃焼・排気の４行程による１燃焼サイクルが、気筒間で行程をずらしつつ「７２０°ＣＡ」周期で実行されている。

図示されるように、エンジン１０は、吸気ポート噴射式内燃機関であり、シリンダブロック１１によりシリンダ（気筒）が形成されて構成されている。シリンダブロック１１内にはピストン１２が収容され、そのピストン１２の往復動により、エンジン１０の出力軸（クランク軸１３）が回転するようになっている。なお、クランク軸１３は、スタータモータ１５によって初期回転が付与可能とされている。

クランク軸１３には、シグナルロータ１４が設けられており、シグナルロータ１４の外周には、突起状の被検出部（歯部１４ａ）が複数設けられている。そして、クランク軸１３近傍にはクランク角センサＫが設けられており、このクランク角センサＫは、歯部１４ａとの距離が最小となる周期に同期してクランク角信号を出力する第１クランク角検出部ＫＳ１と、第１クランク角検出部ＫＳ１と同じ構造の第２クランク角検出部ＫＳ２と、を有している（図３（ａ）参照）。これらの両クランク角検出部ＫＳ１，ＫＳ２は、シグナルロータ１４の回転方向に並べて配置されている。そして、両クランク角検出部ＫＳ１，ＫＳ２から出力されるクランク角信号に基づき、クランク軸１３が停止する際に逆回転が生じたか否かを検出する（詳細は後述）。

シリンダブロック１１の上端面にはシリンダヘッド１６が固定されており、シリンダブロック１１、シリンダヘッド１６及びピストン１２の上面によって燃焼室１０ａが区画形成されている。そして、シリンダヘッド１６には、燃焼室１０ａに開口する吸気ポート（吸気口）と排気ポート（排気口）とが形成されており、これら吸気ポート及び排気ポートは、それぞれクランク軸１３に連動するカム軸に取り付けられたカム（図示略）によって駆動される吸気バルブ１７と排気バルブ１８とにより開閉されるようになっている。また、吸気ポートには、エンジン１０の各シリンダに外気（新気）を吸入するための吸気通路１０ｂが接続され、排気ポートには、エンジン１０の各シリンダからの燃焼ガス（排気）を排出するための排気通路１０ｃが接続されている。

エンジン１０の吸気系を構成する吸気通路１０ｂには、吸気通路１０ｂ最上流部のエアクリーナ（図示略）を通じて吸入される新気量（吸気流量）を計測するために、エアフローセンサ１９が設けられている。本実施形態のエアフローセンサ１９には、ボビン式及びチップ式のうちチップ式が採用されている。このチップ式エアフローセンサ１９は、吸気通路１０ｂを流れる吸気の一部を内部に取り込んで通過させるサブ通路を形成するケース１９ａと、前記ケース１９ａ内に配置され、サブ通路を通過する吸気流量を検出する検出チップ１９ｂと、を備えて構成されている。

図２は、検出チップ１９ｂの構造を示す図であり、図示されるように検出チップ１９ｂは、絶縁基板１９１上に、発熱抵抗体１９２（ヒータ）及び感温抵抗体１９３，１９４（検温素子）を膜状に形成して構成されている。例えば、絶縁基板１９１にはシリコン、ポリイミド、セラミック等の耐熱性を有する絶縁材が用いられ、当該絶縁基板１９１上に白金等を蒸着することで発熱抵抗体１９２及び感温抵抗体１９３，１９４を膜状に形成する。これらの発熱抵抗体１９２及び感温抵抗体１９３，１９４は同一平面状に、空気流れ方向（図２の上下方向）に並べて配置されており、発熱抵抗体１９２の上流側及び下流側のそれぞれに感温抵抗体１９３，１９４を配置している。

発熱抵抗体１９２は、通電されて所定の温度で発熱する発熱部１９２ａを有する。また、感温抵抗体１９３，１９４は、温度に応じて抵抗値が変化する流速検出部１９３ａ、１９４ａを有する。各抵抗体１９２，１９３，１９４の両端は、リード線１９５を介して、ケース１９ａ内に収容された図示しない制御回路に接続されている。

発熱抵抗体１９２は、制御回路からの通電を受けて所定温度（例えば、２００℃程）で保持される。上流側の感温抵抗体１９３は、空気流に冷却されるのに対し、下流側の感温抵抗体１９４は、発熱抵抗体７で加熱された空気流によって加熱される。そして、制御回路は、上下流の感温発熱体１９３，１９１でそれぞれ検出される温度差に基づいて、空気の流れ方向を検出するとともに、吸気流量（単位時間当たりの流速）を算出する。

更に、エアフローセンサ１９の下流側には、ＤＣモータ等のアクチュエータ２１によって電子的に開度調節される電子制御式の吸気絞り弁（スロットルバルブ２０）と、このスロットルバルブ２０の開度（スロットルバルブ開度）や動き（開度変動）を検出するためのスロットルセンサ（図示略）とが設けられている。また、スロットルバルブ２０の下流側には、吸気脈動や吸気干渉を防ぐ等の目的で吸気通路１０ｂの通路面積が拡大（拡径）されたサージタンク２２が設けられている。

サージタンク２２には、サージタンク２２内の圧力（吸気圧）を計測する吸気圧センサ２３が設けられている。なお、１燃焼サイクル当たりに吸入される吸気量は、エアフローセンサ１９の出力信号に基づき算出してもよいし、クランク角信号から算出されるクランク軸１３の回転速度（エンジン回転速度）及びスロットルバルブ開度に基づき算出してもよい。

吸気通路１０ｂは、サージタンク２２の下流側で、エンジン１０の各気筒の燃焼室１０ａに空気を導入するように分岐している。そして、この吸気通路１０ｂの分岐路には、各気筒の吸気ポート近傍にて燃料を噴射供給する電磁駆動式（又はピエゾ駆動式等）の燃料噴射弁２４が、気筒毎に取り付けられている。エンジン１０では、これら気筒毎に設けられた各燃料噴射弁２４により、吸気通路１０ｂ、特に各気筒の吸気ポートに対して、燃料（ガソリン）が噴射供給（ポート噴射）されるようになっている。そして、燃料噴射弁２４により噴射された燃料（厳密には吸入空気との混合気）に対して点火を行うことでその燃料を燃焼させるようにしている。そのために、エンジン１０の各シリンダのシリンダヘッド１６には、それぞれ点火プラグ２５が取り付けられている。そして、点火プラグ２５に高電圧が印加されると、点火プラグ２５の対向電極間に火花放電が発生し、これにより、燃焼室１０ａ内に導入された混合気が着火し、吸気と燃料との反応に基づき燃料が燃焼する。

上記吸気バルブ１７及び排気バルブ１８を開閉駆動する各カム軸の近傍には、カム軸の回転角度を検出するカム角センサ２６が設けられている。

上記エンジンシステムには、上記センサのほかにも、車両で行われる各種の制御に使用するために多くのセンサが設けられている。例えばアクセル操作部（アクセルペダル）には、その状態（操作量）に応じた電気信号を出力するアクセルセンサが、ユーザによるアクセル操作量を検出するために設けられている。

電子制御装置（ＥＣＵ３０）は、周知のマイクロコンピュータ（図示略）や、メモリ３１（常時記憶保持装置）等を備えている。ここで、メモリ３１は、ＥＣＵ３０の主電源の状態にかかわらず給電状態が維持されるバックアップＲＡＭや、給電の有無にかかわらず記憶データを保持するＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリ等、要は、ＥＣＵ３０の主電源の状態にかかわらずデータを保持する記憶装置である。ＥＣＵ３０は、上記各種センサの検出信号に基づいてエンジン１０の運転状態やユーザの要求を把握し、それに応じて上記スロットルバルブ２０や燃料噴射弁２４、点火プラグ２５等の作動を制御することにより、エンジン１０の運転状態を制御する。

例えば、エンジン回転速度及びアクセルペダルの操作量に基づき要求トルクを算出し、要求トルクに基づき算出した吸気量となるようスロットルバルブ２０の開度を制御する。また、エアフローセンサ１９等の出力信号に基づき算出した吸気量及びエンジン回転速度等に基づき燃料噴射量、噴射時期及び点火時期の目標値を算出し、これらの目標値となるよう燃料噴射弁２４及び点火プラグ２５の作動を制御する。

図３（ｂ）に示すように、クランク角信号は、クランク軸１３の回転に伴い所定角度間隔毎のパルス列よりなる。但し、シグナルロータ１４には等間隔で複数配置された歯部１４ａの一部を欠かした欠歯部１４ｂが形成されており、クランク角信号のうち欠歯部１４ｂに相当する部分（パルスが生じていない部分）を検出することで、ＥＣＵ３０はクランク軸１３の回転位置（クランク角）を算出する。具体的には、クランク角信号のうち欠歯部１４ｂに相当する部分を検出してから所定時間が経過するまでに、後述するカム角信号が検出されるか否かに基づきクランク角を算出する。また、パルスの間隔を計測することで、エンジン回転速度を算出する。

また、ＥＣＵ３０は、カム角センサ２６の出力に基づき、カム軸が１回転（つまりクランク軸１３が２回転）する毎のパルス列よりなるカム角信号を生成し、カム角信号及びクランク角信号に基づき、１燃焼サイクルと関連付けられたクランク角を算出する。例えば、ピストン１２が圧縮行程上死点に位置する時のクランク角を基準（０ＣＡ）とした場合に、１燃焼サイクルが終了するまでのクランク角０〜７２０ＣＡに対し所定クランク角度間隔で現時点でのクランク角を取得することができる。

さらにＥＣＵ３０は、２つのクランク角検出部ＫＳ１，ＫＳ２の出力に基づき２種類のクランク角信号を取得しており、これらの第１及び第２クランク角信号は、パルスの立ち上がりタイミング（又は立ち下りタイミング）がそれぞれ異なる信号となっている。そして、図３の例では、クランク軸１３が正回転している場合において、図３（ｂ）に示すように、第１クランク角信号のパルス立ち上がり時点ｅ１で第２クランク角信号のパルスはオフ状態となるよう（或いは、立下り時点ｅ２でパルスオン状態となるよう）、第１及び第２クランク角検出部ＫＳ１，ＫＳ２は配置されている。すると、逆回転している場合においては、図３（ｃ）に示すように、第１クランク角信号のパルス立ち上がり時点ｅ１での第２クランク角信号のパルスはオン状態となる（或いは、立下り時点ｅ２でパルスオフ状態となる）。したがって、第１クランク角信号のパルス立ち上り時点ｅ１又は立ち下り時点ｅ２での第２クランク角信号のパルス状態に基づき、逆転有無をＥＣＵ３０は判定する。つまり、第１及び第２クランク角検出部ＫＳ１，ＫＳ２と、上記判定を実行している時のＥＣＵ３０とが、「逆転検出手段（以下、逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２と記載）」に相当する。

ＥＣＵ３０は、クランク角信号のパルスを積算カウントすることで現時点でのクランク角を算出する。例えば、パルス間隔が６ＣＡである場合において、基準０ＣＡの時点からのカウント数が現時点で５つであれば、現時点でのクランク角は３０ＣＡということになる。また、前記積算カウントするにあたり、正回転時のパルスの数については積算カウントの値に加算し、逆回転している旨が検出されている時のパルスについては積算カウントの値から減算する。例えば、基準０ＣＡの時点からの正回転時のカウント数が３つ、逆回転時のカウント数が２つであれば、現時点でのクランク角は６ＣＡということになる。

エンジン１０を停止させる場合には、運転者がイグニッションスイッチをオフ操作（ＩＧオフ）して停止させる手動停止の場合と、車両停止時にブレーキペダルを踏んでいる等の各種条件を満たした場合にアイドルストップを実行するよう、ＩＧオフ操作によらずにエンジン１０を自動で停止させる自動停止の場合とがある。

ＥＣＵ３０（停止角度算出手段）は、アイドルストップによる自動停止を実行する時に、クランク軸１３が回転停止した時のクランク角（停止角度）を算出し、その算出結果をメモリ３１に記憶させておく。一方、ＩＧオフによる手動停止を実行する時には、停止角度の算出及び記憶は行わない。

そして、手動停止後にＩＧオンにより次回エンジン１０を始動させる時には、クランク角信号のうち欠歯部１４ｂに相当する波形部分を検出してから所定時間が経過するまでに、カム角信号のパルスが検出されるか否かに基づき、クランク角を確定させる。つまり、燃焼サイクルと関連付けられたクランク角を算出する。そして、燃料噴射時期及び点火時期の目標値となるよう、算出したクランク角に基づき点火プラグ２５及び燃料噴射弁２４の作動を制御する。したがって、エンジン１０を始動させるにあたり、スタータモータ１５の始動を開始した後、欠歯部１４ｂに相当する波形部分を検出してから所定時間が経過するまでの期間、つまりクランク軸１３が数回回転するまでの期間は、クランク角を取得できないため、燃料噴射時期及び点火時期を目標値となるようには制御することができない。

これに対し、アイドルストップ後にエンジン１０を再始動させる時には、メモリ３１に記憶された停止角度に基づき、スタータモータ１５の始動開始時点でのクランク角を取得できるので、前記所定時間の経過を待つことなく、燃料噴射時期及び点火時期を目標値となるように制御することができる。

ところで、第１及び第２クランク角検出信号ＫＳ１，ＫＳ２に基づき逆転を検出するにあたり、以下に例示される場合には誤検出するおそれがある。すなわち、クランク角センサＫの取り付け向きが悪く、シグナルロータ１４に対するクランク角検出部ＫＳ１，ＫＳ２の位置関係がずれている場合や、クランク角検出部ＫＳ１，ＫＳ２の出力値の機差が許容以上に大きくなっている場合、クランク角検出部ＫＳ１，ＫＳ２の経年劣化が生じている場合、第１クランク角信号及び第２クランク角信号のいずれか一方の信号が出力されていない場合等である。そして、逆転検出を誤検出した場合には、停止角度の算出値が実際の停止角度からずれることとなる。すると、アイドルストップ後のエンジン再始動時における燃料噴射時期及び点火時期を目標値となるように制御することができなくなり、ひいては、エンジン１０の始動性悪化及び始動時の排気エミッション悪化を招くことが懸念される。

この懸念に対し、本実施形態では、第１及び第２クランク角検出部ＫＳ１，ＫＳ２等から構成される逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２が、誤検出する異常状態になっているか否かを診断する異常診断装置を備えており、以下、本実施形態の要部である異常診断装置について説明する。

クランク軸１３が完全に回転停止した後の吸気圧は、大気圧に近づくよう上昇することとなる。そして、クランク軸１３が停止する時に逆回転が生じた場合には、その逆回転により燃焼室１０ａの空気が押し戻され、その押し戻しの分だけ吸気圧が高くなる。したがって、逆転が生じた場合のエンジン停止後の実際の吸気圧は、逆回転が生じなかった場合に比べて高い値を維持しつつ上昇するはずである。そのため、逆転が生じた場合には、吸気圧センサ２３により前記上昇時に計測された実吸気圧は、図４中の符号Ｔ１０に示すように前記押戻しにより高くなり、その後、その高くなった値を維持しつつ上昇する（図４中の実線参照）。なお、図４中の符号ｔ１は、アイドルストップのためのエンジン自動停止を実行開始した時点、つまり燃料の噴射停止を実行開始した時点を示す。符号ｔ２は、クランク軸１３が逆回転を開始した時点を示す。符号ｔ３は、クランク軸１３の回転が完全に停止した時点、つまり、クランク角信号が、パルスオン／オフの切り換わりのない信号となった時点を示す。

これに対し、エアフローセンサ１９により前記上昇時に所定周期で計測された吸気流量に基づき、モデルを用いて算出して吸気圧を推定すると、その推定吸気圧には先述した逆転による押し戻しが考慮されないため、逆転が生じた場合であっても、エンジン停止後における推定吸気圧は、逆転が生じない場合と同じ値のまま上昇する（図４中の一点鎖線参照）。つまり、逆転が生じた場合には、クランク軸１３の回転停止に伴い大気圧に近づくよう上昇する吸気圧について、吸気圧の計測値（実吸気圧）と推定値（推定吸気圧）とでは異なる値となる。

この点に着目し、本実施形態の異常診断装置は、エンジン停止後の上昇時における実吸気圧と推定吸気圧とが異なる値となっている場合に逆回転が生じていると判定する逆転判定手段（詳細は後述）を備える。そして、逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２による検出結果が逆転判定手段による判定結果と異なる場合に、逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２が誤検出する異常状態になっていると異常診断装置は診断する。

図５は、ＥＣＵ３０のマイコンが実行する異常診断の処理手順を説明するフローチャートであり、当該処理はエンジン１０を停止させる時に実行される。なお、このような異常診断処理を実行している時のＥＣＵ３０は、「異常診断装置」に相当する。

先ず、図５に示すステップＳ１０において、エンジン停止の指令が、車両運転者のＩＧオフ操作にかかる手動停止による指令であるか、アイドルストップにかかる自動停止による指令であるかを判定する。アイドルストップの自動停止であると判定された場合（Ｓ１０：ＮＯ）には、続くステップＳ２０（変動抑制制御手段）において、クランク軸１３が回転速度を変動させながら減速して停止する際の前記変動（図７参照）を抑制するようエンジン１０の作動を制御する、変動抑制制御（詳細は後述）を実行する。そして、先述した逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２に対して異常状態であるか否かの診断を実施することを禁止（Ｓ３０）しつつ、図５の処理を終了する。

一方、ＩＧオフ操作による手動停止であると判定された場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）には、変動抑制制御を禁止（Ｓ４０）しつつ、続くステップＳ５０〜Ｓ９５において、先述した逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２に対して異常状態であるか否かの診断を実施する。すなわち、先ずステップＳ５０（逆転判定手段）において、エンジン停止後の上昇時における実吸気圧と推定吸気圧との比較に基づき逆回転が生じているか否かを判定する。

図６は、ステップＳ５０における逆転判定処理のサブルーチンを示すフローチャートであり、先ずステップＳ５１において、エアフローセンサ１９の出力値を所定のサンプリング周期で取得し、取得した出力値に基づき、スロットルバルブ２０を通過した空気量（スロットル通過空気量）をサンプリング周期毎に計測する。続くステップＳ５２では、クランク角信号（エンジン回転速度ｎｅ）に基づき、ピストン１２の下降に伴い燃焼室１０ａへ吸入された空気量（シリンダ吸入空気量）を推定する。続くステップＳ５３（停止時吸気圧推定手段）では、質量保存則に基づく下記［数１］式に、ステップＳ５１で計測したスロットル通過空気量及びステップＳ５２で推定したシリンダ吸入空気量を代入することで、サージタンク２２内の圧力を推定吸気圧として算出する。

上記［数１］式で表されるτは、次式［数２］〜［数４］で表されるものであり、サージタンク２２内の空気がピストン１２の下降に伴い燃焼室１０ａへ吸入されることに起因して生じる、単位時間当たりのサージタンク２２の低下圧力量を表している。

なお、上記［数１］〜［数４］中の記号は以下の如く定義される。
ｍth：スロットル通過空気量、
Ｒ：気体定数、
Ｔim：インテークマニホールド（主にサージタンク２２）内の吸気温度、
Ｔcyl：燃焼室１０ａ内の吸気温度、
ｐ：インテークマニホールド内の吸気圧（推定吸気圧）、
Ｔs：サンプリング周期、
Ｖim：インテークマニホールドの体積、
Ｖcyl：ピストン１２が上死点から下死点まで移動する際の移動体積、
η：体積効率、
ne：エンジン回転速度。

要するに、上記［数１］式の右辺第１項（ｎｅをパラメータとする項）では、エンジン回転速度ｎｅに基づきシリンダ吸入空気量を算出し、このシリンダ吸入空気量に基づき推定吸気圧Ｐ０を算出している。また、［数１］式の右辺第２項（ｍthをパラメータとする項）では、エアフローセンサ１９で計測されたスロットル通過空気量ｍthに基づき圧力変化量ΔＰを算出している。つまり［数１］式では、ｎｅに基づき算出した推定吸気圧Ｐ０に、スロットル通過空気量ｍthに基づき算出した圧力変化量ΔＰを加算することで、推定吸気圧Ｐを算出している。したがって、クランク軸１３が回転している時には、エンジン回転速度ｎｅ及びスロットル通過空気量ｍthに基づき推定吸気圧Ｐは算出され、クランク軸１３の回転が停止している時には、前記第１項の値はゼロとなり、スロットル通過空気量ｍthに基づき推定吸気圧Ｐは算出されることとなる。

上記ステップＳ５３に続くステップＳ５４（停止時実吸気圧取得手段）では、吸気圧センサ２３の出力値を所定のサンプリング周期で取得し、取得した出力値に基づき、サージタンク２２内の圧力（実吸気圧）をサンプリング周期毎に計測する。続くステップＳ５５では、ステップＳ５３で算出した推定吸気圧と、ステップＳ５４で計測した実吸気圧との偏差Ｐα（図４参照）に基づき、クランク軸１３が停止する時に逆回転が生じた否かを判定する。具体的には、前記偏差Ｐαが予め設定された所定値以上であれば逆転有りと判定し、所定値より小さければ逆転無しと判定する。

なお、推定吸気圧の算出及び実吸気圧の取得は燃料噴射停止時点ｔ１から繰り返し実行される。但し、ステップＳ５５の判定に用いる推定吸気圧及び実吸気圧の値は、クランク角信号がパルスオン／オフの切り換わりのない信号となった時点ｔ３から所定時間が経過した時点（図４中の符号ｔ５に示す時点）での値であることが望ましく、この所定時間経過時点ｔ５は、クランク軸１３の回転が完全に停止したｔ３時点の後、実吸気圧の上昇率（傾き）が小さくなるｔ４時点よりも後になるように設定することが望ましい。

所定時間経過時点ｔ５が上昇率低下ｔ４時点よりも前である場合には、逆転発生時における実吸気圧と推定吸気圧との偏差Ｐαが顕著に現れにくくなるのに対し、所定時間経過時点ｔ５が上昇率低下時点ｔ４よりも後になるよう設定した本実施形態によれば、前記偏差Ｐαが顕著に現れることとなるので、ステップＳ５０における逆転判定の判定精度を向上できる。但し、所定時間経過時点ｔ５が遅すぎると推定吸気圧の推定誤差が大きくなり、ひいては逆転判定の精度低下が懸念されるので、できるだけ上昇率低下時点ｔ４に近いタイミングで所定時間経過時点ｔ５を設定することで、推定誤差の抑制を図ることが望ましい。

次に、図５のステップＳ２０にて記述した変動抑制制御の内容について、図７を用いて説明する。エンジン停止に伴い低下するクランク軸１３の回転速度は、図７に示すように少なからず変動しながら低下していく。変動抑制制御では、吸気流量が所定量以下となるようスロットルバルブ開度を所定開度以下（例えばアイドル運転時の開度又はそれより小さい開度）にすることで、上記クランク軸１３の回転変動状態を、図７の一点鎖線に示す状態から実線に示す状態となるよう抑制する制御である。

次に、図６のステップＳ６０〜Ｓ７５では、ステップＳ５０による逆転判定結果と、逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２による逆転検出結果とが異なる結果であるか否かを判定する。そして、両結果が異なる場合にはステップＳ８０において、逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２に異常が発生していると診断する。一方、両結果が同じである場合にはステップＳ９０，Ｓ９５において、逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２は正常であると診断する。

より具体的に説明すると、先ずステップＳ６０において、ステップＳ５０での判定が逆転有りであるか否かを判定する。逆転有りと判定されている場合（Ｓ６０：ＹＥＳ）には、続くステップＳ７０において、逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２で逆転有りと検出されているか否かを判定し、逆転有りと検出されている場合（Ｓ７０：ＹＥＳ）には両結果が同じであるため、続くステップＳ９０において逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２は正常であると診断する。一方、逆転有りが検出されていない場合（Ｓ７０：ＮＯ）には両結果が一致しないため、続くステップＳ８０において逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２に異常が発生していると診断する。

また、ステップＳ６０において逆転無しと判定されている場合（Ｓ６０：ＮＯ）には、続くステップＳ７５において、逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２で逆転有りと検出されているか否かを判定し、逆転有りと検出されている場合（Ｓ７５：ＹＥＳ）には両結果が一致しないため、続くステップＳ８０において逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２に異常が発生していると診断する。一方、逆転有りが検出されていない場合（Ｓ７５：ＮＯ）には両結果が同じであるため、続くステップＳ９５において逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２は正常であると診断する。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）クランク軸１３の回転停止に伴い上昇する吸気圧についての計測値（実吸気圧）と推定値（推定吸気圧）との偏差Ｐαに基づき逆回転が生じたか否かを判定する逆転判定手段（Ｓ５０）を備えるので、例えば、逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２が誤検出する異常状態の場合であっても、逆回転が生じたか否かを正確に判定することができる。よって、逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２による検出結果と逆転判定手段（Ｓ５０）による判定結果とが異なる結果となっている場合には、逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２に異常が発生していると診断することができ、また、両結果が同じである場合には逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２に異常は発生していないと診断することができる。

したがって、異常が発生している状態の逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２の検出結果に基づき算出したクランク軸停止角度をエンジン始動時の点火時期及び燃料噴射時期の制御に用いることを回避できる。或いは、異常が発生している状態の逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２の検出結果に基づきクランク軸停止角度を算出することを回避できる。よって、不正確なクランク軸停止角度に基づきエンジンの始動時制御をしてしまうことを回避できる。

（２）アイドルストップにかかるエンジン自動停止時には、クランク軸１３の回転変動を抑制する変動抑制制御を実施するので、停止角度の算出精度を向上できる。よって、エンジン始動性向上及び始動時排気エミッション向上を促進させるよう点火時期及び燃料噴射時期を精度良く制御できる。

（３）図７に示す前記回転変動が小さいほど、クランク軸１３の逆転発生時に実吸気圧が高くなるその上昇量は少なくなる。すると、逆転発生時における実吸気圧と推定吸気圧との偏差Ｐαが顕著に現れにくくなる。その結果、逆転判定手段（Ｓ５０）による判定精度が低下し、ひいては異常診断手段（Ｓ６０〜Ｓ９５）による診断精度の低下が懸念される。この点を鑑みた本実施形態では、変動抑制制御の実行時（Ｓ２０）つまりアイドルストップにかかるエンジン停止時には、逆転判定手段（Ｓ５０）による判定を禁止又は判定結果の利用を禁止する（Ｓ３０）ので、逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２に対する診断精度低下といった上記懸念を解消できる。一方、変動抑制制御の非実行時（Ｓ４０）つまりＩＧオフ操作にかかるエンジン手動停止時（Ｓ１０：ＹＥＳ）には、逆転判定手段（Ｓ５０）による判定を許可又は判定結果の利用を許可するので、逆転に伴い生じる前記偏差Ｐαが顕著に現れる状況下で逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２の異常が診断される。よって、その診断精度の向上を図ることができる。

（４）本実施形態では、エアフローセンサ１９にチップ式を採用しており、当該チップ式では、ヒータ及び検温素子をボビン状に形成してなるボビン式に比べ、吸気流量が極低流量であっても計測できる。よって、エンジン停止後の吸気流量をも計測することが可能となる。よって、チップ式エアフローセンサを適用した本実施形態によれば、図６のステップＳ５３においてエンジン停止後の吸気圧を推定するにあたり、精度良く推定することができるので、逆転判定手段（Ｓ５０）による判定の精度を向上できる。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。また、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・上記実施形態では、逆転判定手段（Ｓ５０）を逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２の診断に用いているが、逆転判定手段（Ｓ５０）の用途は前記診断に限られるものではなく、例えば、第２クランク角検出部ＫＳ２を廃止して逆転判定手段（Ｓ５０）を逆転検出機能（逆転有無判定装置）として用いるようにしてもよい。

但し、このような逆転有無判定装置では、逆回転が生じたか否かを正確に判定することはできるものの、クランク軸１３が逆回転を開始した時点（図４中のｔ２時点）を正確に検出することは、逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２に比べれば困難である。よって、上記逆転有無判定装置の判定結果と第１クランク角信号に基づけばクランク軸停止角度を算出することができるものの、逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２に比べればその算出精度は劣る。換言すれば、図１に示す実施形態によれば、逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２によりクランク軸停止角度を高精度で算出でき、かつ、逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２で異常が発生している場合においては逆転判定手段（Ｓ５０）によりその異常発生の旨を診断することができる。

・上記実施形態では、図６のステップＳ５３にてエンジン停止後（つまり燃料噴射停止ｔ１後）に上昇する吸気圧を推定するにあたり、エアフローセンサ１９により計測された吸気量に基づき推定しているが、ＩＧオフ操作後の経過時間に基づきエンジン停止後に上昇する吸気圧を推定するようにしてもよい。或いは、ＩＧオフ操作に伴いエンジン回転速度が下降を開始した時点での実吸気圧を取得し、取得した実吸気圧と大気圧との差圧に基づきエンジン停止後に上昇する吸気圧を推定するようにしてもよい。

・上記実施形態では、クランク角センサＫにクランク角検出部を２つ搭載することで逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２を構成しているが、本発明の逆転検出機能はこれに限られるものではなく、例えば、１つのクランク角検出部ＫＳ１及びカム角センサ２６から逆転検出機能を構成してもよい。この場合、クランク角信号のパルス立ち上がりタイミングとカム角信号のパルス立ち上がりタイミングとのずれ量に基づき逆転有無を検出する具体例や、クランク角信号のパルス立ち上がり時点ｅ１（或いは、立下り時点ｅ２）におけるカム角信号のパルス状態に基づき逆転有無を検出する具体例等が挙げられる。

・図１に示す上記実施形態では、吸気ポート噴射式内燃機関に本発明を適用させているが、燃焼室１０ａへ直接燃料を噴射する直噴式内燃機関に適用させてもよい。ところで、本発明により診断される逆転検出手段（逆転検出機能ＫＳ１，ＫＳ２）は、先述したように、エンジン始動時の準備期間短縮を図りエンジンの始動性向上を図るためのものである。そのため、エンジンの始動性が特に要求されるアイドルストップ車両に対しては、本発明の異常診断装置が有用となる。そして、アイドルストップ車両は吸気ポート噴射式よりもエンジン始動性に優れた直噴式の方が適しているため、直噴式内燃機関のアイドルストップ車両に対して、本発明の異常診断装置が特に有用となる。

参考までに、直噴式の方がエンジン始動性に優れる理由を以下に説明する。ポート式の場合には、エンジン始動時の準備期間が終了した後、最初に現れる吸気行程において吸気ポートに噴射された燃料を燃焼室１０ａ内に吸引し、その後、圧縮行程を経て燃焼行程でのエンジン出力に噴射した燃料が反映される。これに対し直噴式の場合には、エンジン始動時の準備期間が終了した後、最初に現れる圧縮行程において燃料を噴射し、その後の燃焼行程でのエンジン出力に噴射した燃料が反映されるので、燃料を噴射してからエンジン出力がアップするまでの時間を短くできる。よって、燃料を噴射してから燃焼するまでの時間が短い直噴式の方がエンジン始動性に優れる。

本発明の一実施形態にかかる異常診断装置が適用された、エンジンシステムの概要を示す図。 図１に示すエアフローセンサの構造を説明する図。 （ａ）は逆転検出機能のハード構成を示す図、（ｂ）は正転時におけるクランク角信号の状態を示す図、（ｃ）は逆転時におけるクランク角信号の状態を示す図。 逆転発生時に生じる実吸気圧と推定吸気圧との偏差Ｐαを示す図。 図１のＥＣＵが実行する異常診断の処理手順を示すフローチャート。 図５中の逆転判定処理のサブルーチンを示すフローチャート。 エンジン停止に伴いエンジン回転速度が変動しながら低下していく状態を示す図。

符号の説明

１３…クランク軸、１９…エアフローセンサ、１９ｂ…検出チップ、１９２…発熱抵抗体（ヒータ）、１９３，１９４…感温抵抗体（検温素子）、３０…ＥＣＵ（停止角度算出手段，逆転検出手段）、ＫＳ１…第１クランク角検出部（クランク角信号出力手段，逆転検出手段）、ＫＳ２…第２クランク角検出部（クランク角信号出力手段，逆転検出手段）、Ｓ２０…変動抑制制御手段、Ｓ５０…逆転判定手段、Ｓ５３…停止時吸気圧推定手段、Ｓ５４…停止時実吸気圧取得手段、Ｓ６０〜Ｓ９５…異常診断手段。

Claims (7)

1. 内燃機関のクランク軸の回転に伴い、所定角度間隔毎のパルス列よりなるクランク角信号を出力するクランク角信号出力手段と、
   前記クランク軸が逆回転したことを検出する逆転検出手段と、
   前記逆転検出手段による検出結果及び前記クランク角信号に基づき、前記クランク軸が回転停止した時のクランク軸停止角度を算出する停止角度算出手段と、
   前記クランク軸の回転停止に伴い大気圧に近づくよう上昇する前記内燃機関の吸気圧について、その上昇時における吸気圧の計測値を取得する停止時実吸気圧取得手段と、
   前記上昇時における吸気圧の計測値とは別の他の計測値を取得し、当該他の計測値に基づき前記上昇時における吸気圧を推定する停止時吸気圧推定手段と、
   前記停止時実吸気圧取得手段により取得した計測値と、前記停止時吸気圧推定手段により推定した推定値との違いに基づき、前記クランク軸の逆回転が生じたか否かを判定する逆転判定手段と、
   前記逆転検出手段による検出結果と前記逆転判定手段による判定結果とを比較して、前記逆転検出手段の異常有無を診断する異常診断手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の異常診断装置。
2. 前記クランク軸が回転速度を変動させながら減速して停止するにあたり、前記変動を抑制するよう前記内燃機関の作動を制御する変動抑制制御手段を備え、
   前記変動抑制の制御を実行している時には、前記逆転判定手段による判定を禁止又は判定結果の利用を禁止し、前記変動抑制の制御を実行していない時に、前記逆転判定手段による判定を許可又は判定結果の利用を許可することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の異常診断装置。
3. 前記内燃機関をアイドルストップさせることに伴い前記クランク軸が回転停止する場合には前記変動抑制の制御を実行し、前記内燃機関の運転者がイグニッションスイッチをオフ操作したことに伴い前記クランク軸が回転停止する場合には前記変動抑制の制御を禁止することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の異常診断装置。
4. 前記変動抑制制御手段は、吸気流量が所定量以下となるようスロットルバルブの開度を所定開度以下に制御することを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関の異常診断装置。
5. 内燃機関の吸気流量を計測するエアフローセンサを備え、
   前記停止時吸気圧推定手段は、前記エアフローセンサにより計測された吸気流量に基づき前記上昇時における吸気圧を推定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の内燃機関の異常診断装置。
6. 前記エアフローセンサは、吸気通路に配置されたヒータ及び検温素子を膜状に形成して構成された検出チップを有する、チップ式エアフローセンサであることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の異常診断装置。
7. 内燃機関のクランク軸の回転停止に伴い大気圧に近づくよう上昇する前記内燃機関の吸気圧について、その上昇時における吸気圧の計測値を取得する停止時実吸気圧取得手段と、
   前記上昇時における吸気圧の計測値とは別の他の計測値を取得し、当該他の計測値に基づき前記上昇時における吸気圧を推定する停止時吸気圧推定手段と、
   前記停止時実吸気圧取得手段により取得した計測値と、前記停止時吸気圧推定手段により推定した推定値との違いに基づき、前記クランク軸の逆回転が生じたか否かを判定する逆転判定手段と、
   を備えることを特徴とするクランク軸の逆転有無判定装置。

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