JP5035267B2 - クランク角検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関のクランク軸の位置（クランク角）を検出するクランク角検出装置に関すものであり、内燃機関のアイドリング運転を自動停止させる機構（いわゆる、アイドルストップ機構）を備える車両に適用して有効である。

アイドルストップ機構とは、信号待ち等の車両が短期的に停止しているときに、内燃機関を自動的に停止させるとともに、走行開始指令がされたとき（例えば、アクセルペダルが踏み込まれた場合やブレーキが解除された場合）に、内燃機関を自動的に再始動することにより無駄な燃料の消費を抑制する機構である。そして、アイドルストップ機構において、運転者に違和感を与えることなく車両を走行させるには、内燃機関の再始動に要する時間をできるだけ短くすることが望ましい。

ところで、例えば、４サイクルのレシプロ型ディーゼルエンジンでは、クランク軸の位置（ピストンの位置）に基づいて燃料をシリンダ（燃焼室）内に噴射供給しているので、通常の始動時においては、クランク軸を２回転（７２０度）以上回転させてクランク軸の基準位置を検出（気筒判別）した後、その検出された基準位置を基準として、燃料噴射タイミング制御が開始される。

しかし、上記した通常の始動制御では、気筒判別が完了した後、エンジンを始動させるための燃料噴射制御が開始されるので、この始動制御をそのままアイドルストップ機構に採用すると、再始動に要する時間を短縮することが難しい。

そこで、発明者は、シリンダへの燃料供給を停止した後、現実にクランク軸の回転が停止した時のクランク軸の停止位置（停止クランク角）を記憶し、再始動時には、その記憶していた停止位置に基づいて燃料を噴射するタイミングを制御することにより、気筒判別を実行することなく、燃料噴射制御を開始することにより、再始動時に要する時間の短縮を図ったアイドルストップ機構を試作・検討した。

しかし、内燃機関は、作動流体である空気等の気体を圧縮する必要があるため、シリンダへの燃料供給を停止した後、現実にクランク軸の回転が停止するまでの間に、圧縮反力により、クランク軸が従前の回転方向と逆向きに回転する現象（逆転現象）が生じ場合がある。

そして、逆転現象が生じると、クランク軸の停止位置を正確に把握することができなくなり、正確なタイミングで燃料噴射制御を実行することができなくなるので、逆転現象も含めて正確にクランク軸の位置を把握する必要がある。

ところで、逆転現象が発生したか否かを判定する手段として、例えば特許文献１に記載の発明では、角度検出用クランク角センサによって検出されるパルスの間隔（「立ち上がりパルスから立ち下りパルスまでの間隔」と「立ち下がりパルスから立ち上がりパルスまでの間隔」）の変化に基づいて逆転現象を検出している。

特開２００８−１４２８７号公報

しかし、内燃機関では、前述したように、空気等の気体を圧縮する必要があるため、圧縮反力により、逆転現象には至らないものの、クランク軸の回転速度が急激に小さくなる又は一時的に停止する等して、検出されるパルス間隔が従前に比べて長くなる可能性が非常に高い。

このため、特許文献１に記載の発明のごとく、パルスの間隔に基づいて逆転現象の有無を検出すると、逆転現象が生じていないのにも拘わらず、逆転現象が発生したものと誤検出してしまう可能性が高く、逆転現象も含めて正確にクランク軸の位置を把握することができない。

また、特許文献１に記載の発明の発明では、パルス間隔と閾値とを比較することにより逆転現象の有無を検出しているが、この閾値は、内燃機関毎の個体差により大きく影響するとともに、経年変化（摩耗や変形等）によっても大きく変動する。したがって、閾値として、予め決定された固定値を用いると、逆転現象の有無を正確に判断することが難しい。

本発明は、上記点に鑑み、逆転現象も含めて正確にクランク軸の位置を把握することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、内燃機関のクランク軸の回転と同期してパルス信号を出力する第１パルス発生手段（１０）と、第１パルス発生手段（１０）から出力されたパルス信号の計数値に基づいて、クランク軸の位置を算出するクランク角算出手段（Ｓ３５）と、第１パルス発生手段（１０）から出力されたパルス信号のパルス間隔に基づく値（以下、この値をパルス間隔値という。）と閾値とを比較することにより、クランク軸（３）の回転方向を検出する第１回転方向検出手段（１３）と、クランク軸（３）の基準位置を検出するためのパルス信号をクランク軸（３）の回転と同期して回転するカムシャフト（４）と同期して出力する第２パルス発生手段（１６）と、第１パルス発生手段（１０）から出力されるパルス信号の出力タイミング、及び第２パルス発生手段（１６）から出力されるパルス信号の出力タイミングに基づいて、クランク軸（３）の回転方向を検出する第２回転方向検出手段（１３）と、第１回転方向検出手段（１３）により検出された回転方向（以下、第１検出回転方向という。）と第２回転方向検出手段（１３）により検出された回転方向（以下、第２検出回転方向という。）とが相違しているか否かを判定する判定手段（Ｓ６３）と、判定手段（Ｓ６３）により第１検出回転方向と第２検出回転方向とが相違していると判定された場合に、第２検出回転方向を正しい回転方向として、閾値を補正する第１補正手段（Ｓ４１）とを備えることを特徴とする。

そして、請求項１に記載の発明では、第２回転方向検出手段（１３）は、第１パルス発生手段（１０）から出力されるパルス信号の出力タイミング、及び第２パルス発生手段（１６）から出力されるパルス信号の出力タイミングに基づいてクランク軸（３）の回転方向を検出するので、パルス間隔値と閾値とを比較することによりクランク軸（３）の回転方向を検出する第１回転方向検出手段（１３）に比べて、正確に逆転現象を検出することができる。

このとき、第１検出回転方向と第２検出回転方向とが相違していると判定された場合には、第２検出回転方向を正しい回転方向として閾値を補正するので、内燃機関毎の個体差や経年変化（摩耗や変形等）により閾値が不適切な値となった場合であっても、閾値が適切な値に補正（修正）されることとなる。

そして、クランク角算出手段（Ｓ３５）は、第１回転方向検出手段（１３）により検出された回転方向を考慮してクランク軸の位置を算出するので、請求項１に記載の発明では、逆転現象も含めて正確にクランク軸の位置を把握することができる。

ところで、請求項１に記載の発明は、閾値が補正されると同時に補正後の内容が反映される場合、及び次回から補正後の内容が反映される場合を含むものである。

これに対して、請求項２に記載の発明では、判定手段（Ｓ６３）により第１検出回転方向と第２検出回転方向とが相違していると判定された場合に、第２検出回転方向を正しい回転方向として、クランク角算出手段（Ｓ３５）が算出したクランク軸の位置を補正する第２補正手段（Ｓ４３）を備えることを特徴としているので、請求項２に記載の発明では、閾値が補正されると同時に補正後の内容が反映されることとなり、より正確にクランク軸の位置を把握することができる。

また、請求項３に記載の発明では、判定手段（Ｓ６３）は、クランク軸（３）の基準位置が検出されるタイミングで第１検出回転方向と第２検出回転方向とが相違しているか否かを判定することを特徴とする。

これにより、請求項３に記載の発明では、判定手段（Ｓ６３）による判定が周期的に実行されることとなるので、経年変化により閾値が不適切な値となるような場合であっても、長期間に亘って安定的に閾値を適切な値に維持（保持）することができる。

また、請求項４に記載の発明では、第１回転方向検出手段（１３）は、その検出結果として、クランク軸が従前と同一方向に回転しているとする第１検出結果、クランク軸が従前と逆向きに回転しているとする第２検出結果、及びいずれの方向に回転しているか検出不能とする第３検出結果のいずれかを検出し、さらに、判定手段（Ｓ６３）は、第３検出結果が検出された場合も判定を実行することを特徴とする。

これにより、請求項４に記載の発明では、経年変化により閾値が不適切な値となり、いずれの方向に回転しているか検出不能となった場合であっても、長期間に亘って安定的に閾値を適切な値に維持することができる。

また、請求項５に記載の発明では、第３検出結果が検出されたときであって第２回転方向検出手段（１３）によりクランク軸が従前と同一方向に回転していると検出された場合には、第１補正手段（Ｓ４１）は、その第３検出結果の検出に用いられたパルス間隔値を用いて閾値を補正することを特徴とするので、閾値を適正な値に修正することができる。

同様に、請求項６に記載の発明では、第１回転方向検出手段（１３）によりクランク軸が従前と逆向きに回転しているとする第１検出結果が検出されたときであって、第２回転方向検出手段（１３）によりクランク軸が従前と同一方向に回転していると検出された場合には、第１補正手段（Ｓ４１）は、その第１検出結果の検出に用いられたパルス間隔値を用いて閾値を補正することを特徴とするので、閾値を適正な値に修正することができる。

因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手段等に限定されるものではない。

（ａ）は内燃機関の模式図であり、（ｂ）はクランク角検出装置の模式図である。 クランクシャフトの位置を示すカウント値等と時間との関係を示すグラフである。 第１パルス発生装置１０から出力されるパルス信号の一例を示す図である。 逆転検出手法１等の作動を示すフローチャートである。 パルス間隔Ｄｉｃ及びパルス間隔Ｄｉｐと逆転検出手法１による検出結果との関係を示す図である。 ＮＥパルスやＧパルス等のタイミングを示すチャートである。 エンジン停止時制御を示すフローチャートである。 クランク位置処理制御を示すフローチャートである。 閾値補正制御を示すフローチャートである。 （ａ）〜（ｄ）は閾値を補正したときのパルス間隔Ｄｉｃ及びパルス間隔Ｄｉｐと逆転検出手法１による検出結果との関係を示す図である。 クランクシャフトの位置を示すカウント値等と時間との関係を示すグラフである。 ＥＣＵ認識絶対角・正転逆転補正状態遷移図表である。 再始動時制御を示すフローチャートである。

本実施形態は、本発明に係るクランク角検出装置を４気筒のディーゼル式内燃機関用のアイドルストップ機構に適用したものであり、以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。

１．内燃機関の概要（図１参照）
内燃機関１は、ピストン２の往復運動を回転運動に変換するクランクシャフト３、燃焼室２Ａに設けられた吸気弁（図示せず。）及び排気弁（図示せず。）を開閉するカム４Ａが設けられたカムシャフト４、クランクシャフト３の回転をカムシャフト４に伝達するタイミングベルト５、及び燃焼室２Ａ内に燃焼を噴射供給するインジェクタ（図示せず。）等から構成されている。

なお、カムシャフト４は、タイミングベルト５及びプーリ５Ａ、５Ｂにより減速されて、クランクシャフト３の角速度の１／２角速度でクランクシャフト３の回転と同期して回転する。

そして、本実施形態に係る内燃機関１は、吸気行程→圧縮行程→爆発行程→排気行程の順で各行程を繰り返す４サイクル方式であり、かつ、各気筒（燃焼室２Ａ）は、クランクシャフト３の回転角（以下、この回転角をクランク角又はＣＡと記す。）に換算して１８０度間隔で等間隔爆発する。

２．クランク角の検出について
２．１．クランク角の検出の概要（図１（ｂ）参照）
クランク角検出用パルス発生装置（以下、第１パルス発生装置と略す。）１０は、クランクシャフト３と同一の角速度でクランクシャフト３の回転と同期して回転する歯車状の第１回転体１１、及び第１回転体１１の外周部に形成された多数個の歯部１１Ａを検出して矩形波状のパルス信号を出力するピックアップ１２等から構成されている。

そして、本実施形態に係るピックアップ１２は、例えばピックアップ１２に最も歯部１１Ａが近接したときにＯＮ信号を出力し、歯部１１Ａがピックアップ１２から離間したときにＯＦＦ信号を出力することにより矩形波状のパルス信号（図３参照）を出力し、このパルス信号は、電子制御装置（以下、ＥＣＵと記す。）１３に入力される。

因みに、ＥＣＵ１３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータにて構成されたものであり、ＥＣＵ１３は、ＲＯＭ等の不揮発性記憶手段に記憶されたプログラムに従って後述する制御フロー等を実行する。

また、第１回転体１１の外周には、ほぼ全域に渡って等間隔で歯部１１Ａが設けられているが、一部、歯部１１Ａが設けられていない欠歯部１１Ｂが設定されている。因みに、本実施形態では、第１回転体１１の外周を６０等分して、５６個の歯部１１Ａと４歯分の欠歯部１１Ｂとを設けている。

このため、等間隔で歯部１１Ａが設けられた領域においては、ＯＮ信号又はＯＦＦ信号が所定の回転角（以下、この角を基準ステップ角という。）毎に出力されるのに対して、欠歯部１１Ｂでは、ＯＦＦ信号が出力される時間が基準ステップ角の４倍分相当の時間となる。したがって、本実施形態では、上記の比較的長いＯＦＦ信号が検出された後、ＯＮ信号が検出された時に、第１回転体１１（クランクシャフト３）が１回転したこととなる。

また、第１回転体１１（クランクシャフト３）が１回転する間に出力されるＯＮ信号又はＯＦＦ信号の個数は既知であるので、パルス信号が、ＯＦＦ信号からＯＮ信号に変化した時又はＯＮ信号からＯＦＦ信号に変化した時を計数（カウント）するとともに、その計数（カウント）を実行したタイミングで、第１回転体１１の回転方向を考慮して基準ステップ角を積算していくことにより、クランクシャフト３が回転し始めた時からクランクシャフト３の総回転角度を検出することができる（図２の実線で示すグラフ参照）。

ここで、「回転方向を考慮して基準ステップ角を積算する」とは、計数した時に第１回転体１１（クランクシャフト３）正転していると判断されている場合には、現在の総回転角度に基準ステップ角を加算し、一方、逆転していると判断されている場合には、現在の総回転角度から基準ステップ角を減算することをいう。つまり、正転時は符号を「プラス（＋）」として加算し、一方、逆転時には符号を「マイナス（−）」として加算することをいう。

２．２．第１パルス発生装置の出力結果を用いた正転及び逆転の判断
＜正転及び逆転の判断制御の概要＞
第１パルス発生装置１０からは、前述したように、ピックアップ１２に最も歯部１１Ａが近接したときにＯＮ信号が出力され、歯部１１Ａがピックアップ１２から離間したときにＯＦＦ信号が出力されるので、その出力信号は、図３に示すように、矩形波状のパルス信号となる。

そこで、本実施形態では、ＯＦＦ信号からＯＮ信号に変化した時にカウントするとともに、そのカウントした時刻（以下、この時刻をカウント時刻という。）に基づいて現在のパルス間隔Ｄｉｃと前回のパルス間隔Ｄｉｐに基づく値（以下、この値をパルス間隔値という。）と閾値とを比較することにより、第１回転体１１（クランクシャフト３）正転しているか逆転しているかを判断している。

ここで、現在のパルス間隔Ｄｉｃとは、現在のカウント時刻Ｔｃと１つ前のカウント時刻Ｔｐ１との時刻差であり、前回のパルス間隔Ｄｉｐとは、１つ前のカウント時刻Ｔｐ１と２つ前のカウント時刻Ｔｐ２の時刻差である。

また、パルス間隔値として、本実施形態では、パルス間隔比及びパルス間隔差の２種類を採用しており、パルス間隔比は、（現在のパルス間隔Ｄｉｃ）／（前回のパルス間隔Ｄｉｐ）で定義され、パルス間隔値差は、（現在のパルス間隔Ｄｉｃ）−（前回のパルス間隔Ｄｉｐ）で定義される。

そして、パルス間隔比用の閾値は、逆転判定用閾値Ｋｒｐ及び同方向判定用閾値Ｋｓｐの２種類があり、同様に、パルス間隔差用も、逆転判定用閾値Ｋｒｄ及び同方向判定用閾値ｋｓｄの２種類がある。

＜正転及び逆転の判断制御作動の詳細（図４及び図５参照）＞
図４に示す正転及び逆転の判断制御（以下、この制御を第１回転方向検出制御という。）は、後述する停止時制御（図７参照）において実行され、この第１回転方向検出制御を実行するためのプログラムは、ＥＣＵ１３のＲＯＭ等に記憶されており、停止時制御の実行時に読み込まれ、ＥＣＵ１３（ＣＰＵ）にて実行される。

そして、第１回転方向検出制御が起動されると、先ず、クランクシャフト３（第１回転体１１）の回転方向を示すフラグ（以下、このフラグを第１回転フラグＦｌｒと記す。）の値が「２」であるか否かが判定される（Ｓ１）。

ここで、第１回転フラグＦｌｒの値が「１」とは、クランクシャフト３が正転の向きに回転していることを意味し、第１回転フラグＦｌｒが「０」とは、クランクシャフト３が逆転の向きに回転していることを意味し、第１回転フラグＦｌｒの値が「２」とは、パルス間隔値と閾値との比較（第１回転方向検出制御）ではクランクシャフト３の回転方向を判別（検出）することができなかったことを意味している。

そして、Ｓ１にて第１回転フラグＦｌｒの値が２であると判定された場合には（Ｓ１：ＹＥＳ）、本制御が終了し、一方、第１回転フラグＦｌｒの値が２ではないと判定された場合には（Ｓ１：ＮＯ）、現在の「現在のパルス間隔Ｄｉｃ」の値が「前回のパルス間隔Ｄｉｐ」の値として代入されるとともに、「現在のカウント時刻Ｔｃ」と「１つ前のカウント時刻Ｔｐ１」との時刻差から新たに「現在のパルス間隔Ｄｉｃ」が算出される（Ｓ３）。

次に、パルス間隔比（Ｄｉｃ／Ｄｉｐ）の値が逆転判定用閾値Ｋｒｐより大きいか否かが判定され（Ｓ５）、パルス間隔比が逆転判定用閾値Ｋｒｐより大きいと判定された場合には（Ｓ５：ＹＥＳ）、パルス間隔値差（Ｄｉｃ−Ｄｉｐ）の値が逆転判定用閾値Ｋｒｄより大きいか否かが判定される（Ｓ７）。

このとき、パルス間隔値差（Ｄｉｃ−Ｄｉｐ）の値が逆転判定用閾値Ｋｒｄより大きいと判定された場合には（Ｓ７：ＹＥＳ）、前回の第１回転方向検出制御の起動時に判断された回転方向と反対向きにクランクシャフト３が回転しているものと判断される。

このため、現在の第１回転フラグＦｌｒの値が１であるか否か判定され（Ｓ９）、現在の第１回転フラグＦｌｒの値が１であると判定された場合には（Ｓ９：ＹＥＳ）、これと反対向きにクランクシャフト３が回転していることを示す「０」が第１回転フラグＦｌｒに代入された後（Ｓ１１）、現在のパルス間隔Ｄｉｃ及び前回のパルス間隔ＤｉｐがＲＯＭ又はＲＡＭに記憶され（Ｓ１３）、本制御が終了する。

なお、Ｓ１３にて記憶された現在のパルス間隔Ｄｉｃ及び前回のパルス間隔Ｄｉｐは、後述する閾値の補正に用いるための値であるので、これらの値は、現在のパルス間隔Ｄｉｃ及び前回のパルス間隔Ｄｉｐを記憶（代入）するための記憶領域と異なる記憶領域（以下、この情報記憶領域を補正用記憶領域という。）に記憶される。

一方、現在の第１回転フラグＦｌｒの値が１でないと判定された場合には（Ｓ９：ＮＯ）、現在の第１回転フラグＦｌｒの値は０であるので、これと反対向きにクランクシャフト３が回転していることを示す「１」が第１回転フラグＦｌｒに代入された後（Ｓ１５）、本制御が終了する。

また、Ｓ７にてパルス間隔値差の値が逆転判定用閾値Ｋｒｄ以下であると判定された場合には（Ｓ７：ＮＯ）、クランクシャフト３がいずれの方向に回転しているか検出不能であると判断され、第１回転フラグＦｌｒの値として「２」が代入された後（Ｓ１７）、現在のパルス間隔Ｄｉｃ及び前回のパルス間隔Ｄｉｐが補正用記憶領域に記憶され（Ｓ１９）、本制御が終了する。

また、Ｓ５にてパルス間隔比が逆転判定用閾値Ｋｒｐ以下であると判定された場合には（Ｓ５：ＮＯ）、パルス間隔比が同方向判定用閾値Ｋｓｐより小さいか否かが判定され（Ｓ２１）、パルス間隔比が同方向判定用閾値Ｋｓｐより小さいと判定された場合には（Ｓ２１：ＹＥＳ）、パルス間隔差が同方向判定用閾値ｋｓｄより小さいか否かが判定される（Ｓ２３）。

そして、パルス間隔差が同方向判定用閾値ｋｓｄより小さいと判定された場合には（Ｓ２３：ＹＥＳ）、前回の第１回転方向検出制御の起動時に判断された回転方向と同一の向きにクランクシャフト３が回転しているものと判断され、第１回転フラグＦｌｒが変更されることなく、本制御が終了する。

一方、パルス間隔比が同方向判定用閾値Ｋｓｐ以上であると判定された場合（Ｓ２１：ＮＯ）、又はパルス間隔差が同方向判定用閾値ｋｓｄ以上であると判定された場合には（Ｓ２３：ＮＯ）、クランクシャフト３がいずれの方向に回転しているか検出不能であると判断され、第１回転フラグＦｌｒの値として「２」が代入された後（Ｓ２５）、現在のパルス間隔Ｄｉｃ及び前回のパルス間隔Ｄｉｐが補正用記憶領域に記憶され（Ｓ２７）、本制御が終了する。

なお、Ｓ５〜Ｓ２７までの説明からも明らかなように、第１回転方向検出制御では、図５に示すように、パルス間隔値（パルス間隔比及びパルス間隔差）と閾値との比較により得られる検出結果は、クランクシャフト３が従前と同一方向に回転しているとする第１検出結果（図５の領域Ａ）、クランクシャフト３が従前と逆向きに回転しているとする第２検出結果（図５の領域Ｂ）、及びいずれの方向に回転しているか検出不能とする第３検出結果（図５の領域Ｃ）のいずれかの３種類である。

つまり、第１回転方向検出制御では、前回のパルス間隔Ｄｉｐを横軸の座標値とし、現在のパルス間隔Ｄｉｃを縦軸の座標値とした場合に、その座標が領域Ａ〜Ｃのうちいずれの領域に属するかを判断するための制御を示すものである。

３．気筒判別について（図１（ｂ）参照）
ディーゼル式の内燃機関１において、燃料を燃焼室２Ａに噴射するタイミングは、圧縮行程時においてピストン２が上死点（燃焼室２Ａの体積が最も小さくなるタイミング）を基準に決定されるが、４サイクル方式の内燃機関では、吸気行程→圧縮行程→爆発行程→排気行程の順で各行程がクランク角に換算して１８０度単位で繰り返されるので、クランク角のみでは、各気筒のピストン２が圧縮行程時であるのか排気行程時であるのかが判別できない。

そこで、本実施形態では、カムシャフト４と同一の角速度でカムシャフト４の回転と同期して回転する歯車状の第２回転体１４、及びピックアップ１２と同様に第２回転体１４の外周部に形成された複数の歯部１４Ａを検出して矩形波状のパルス信号を出力するピックアップ１５等から気筒判別用パルス発生装置（以下、第２パルス発生装置と略す。）１６を構成するともに、第２パルス発生装置１６から出力されるパルス信号をＥＣＵ１３にて解析することより、いずれの気筒が圧縮行程時であるのか判別している。

すなわち、第２回転体１４には、気筒数（ピストン２の個数）と同数の歯部１４Ａが気筒間の爆発間隔と合致するように設けられているとともに、基準となる気筒（例えば、１番気筒）又は基準となるクランク角に対応する歯部１４Ａの近傍には、他の歯部１４Ｂ（以下、この歯部１４Ｂを余分歯１４Ｂという。）が設けられている。

ここで、「気筒間の爆発間隔と合致するように歯部１４Ａが設けられている」とは、例えば、等間隔爆発の４気筒エンジンの場合には、４つの歯部１４Ａが等間隔（９０度間隔）で設けられていることをいう。

また、余分歯１４Ｂは、歯部１４Ａにより出力されるＯＮ信号と区別可能となるように設定されている。具体的には、本実施形態では、４つの歯部１４Ａが９０度間隔で設けられているので、余分歯１４Ｂは、基準となる歯部１４Ａに対して４５度より小さい角度だけ正転側又は逆転側（本実施形態では、逆転側）にずれて設けられている。このため、ＥＣＵ１３は、比較的に短い間隔でＯＮ信号を連続して検出した時に、クランク角が基準となる位置になったものと判断する。

そして、ＥＣＵ１３は、第１パルス発生装置１０から出力されるパルス信号（以下、このパルス信号をＮＥパルスという。）の出力タイミング、及び第２パルス発生装置１６から出力されるパルス信号の出力タイミングに基づいてクランクシャフト３の回転方向を検出し、クランクシャフト３の回転方向を示すフラグＦｇｒ（以下、このフラグを第２回転フラグＦｇｒと記す。）を設定している。

すなわち、本実施形態に係る内燃機関１の各気筒（ピストン２）は、図６のＴＤＣ（上死点）タイミングチャートで示されるように、等間隔（１８０度間隔）で圧縮行程の上死点となり、ＮＥパルスは、図６のＮＥパルスタイミングチャートで示されるように、歯部１１Ａが等間隔で設けられた領域においては、ＯＮ信号又はＯＦＦ信号が基準ステップ角毎に出力されるのに対して、欠歯部１１Ｂでは、ＯＦＦ信号が出力される時間（以下、この時間を欠歯部時間という。）が基準ステップ角の４倍分相当の時間となる。

また、本実施形態では、余分歯１４Ｂは、図１（ｂ）に示すように、基準となる歯部１４Ａに対して逆転側にずれて設けられているので、図６のＧパルスタイミングチャートで示されるように、余分歯１４Ｂにより出力されるＯＮ信号（以下、このＯＮ信号を余分歯パルスという。）の後に、歯部１４Ａにより出力されるＯＮ信号（以下、このＯＮ信号をＧパルスという。）が検出された場合には、第２回転体１４（クランクシャフト３）は正転していることとなる。

このため、クランクシャフト３が正転している場合には、図６に示すように、余分歯パルスｇ４が検出された後、最初にＧパルスｇ０が検出された時（Ｔｏ）には欠歯時間が検出され、次のＧパルスｇ１が検出された時（Ｔ１）には欠歯時間が検出されず通常のＮＥパルスが検出される。

さらに、次のＧパルスｇ２が検出された時（Ｔ２）には欠歯時間が検出され、次のＧパルスｇ３が検出された時（Ｔ３）には欠歯時間が検出されず通常のＮＥパルスが検出され、次の余分歯パルスｇ４が検出された時（Ｔ４）には欠歯時間が検出されず通常のＮＥパルスが検出される。

このとき、第１回転体１１及び第２回転体１４は、クランクシャフト３に同期して回転し、かつ、それらの回転タイミングは機械的構造により決定されるので、クランクシャフト３が正転している場合には、Ｇパルスｇ３が検出された時から余分歯パルスｇ４が検出された時までに検出されるＮＥパルスの個数（以下、この個数をＮＥＦＧＴＧと記す。）は一定（固定値）となる。

因みに、ＮＥＦＧＴＧは機械的構造により決定されるので、原則として固定値であるが、現実には、各部品の寸法バラツキや組立寸法バラツキ等により、内燃機関１毎の個体差があるため、現実のＮＥＦＧＴＧは、一定の範囲の個数（本実施形態では、２６〜２９個）となる。

そこで、本実施形態では、ＥＣＵ１３は、余分歯パルスｇ４が検出された後、最初に検出されたＧパルスｇ０を基準として、Ｇパルスが検出されたタイミング及びその順序と、ＮＥパルス（欠歯時間も含む。）及びＮＥＦＧＴＧとの関係が上記した関係（図６に示すタイミング）を満たすか否かを判定し、満たすと判定した場合には、第２回転フラグＦｇｒに、クランクシャフト３が正転していることを示す「１」を代入し、逆に、上記関係を満たさないと判定した場合には、第２回転フラグＦｇｒにクランクシャフト３が逆転していることを示す「０」を代入する。

４．アイドルストップ機構
４．１．アイドルストップ機構の概要
本実施形態に係るアイドルストップ機構は、無駄な燃料の消費を抑制すべく、信号待ち等の車両が短期的に停止しているときに、内燃機関１を自動的に停止させるとともに、走行開始指令がされたとき（例えば、アクセルペダルが踏み込まれた場合やブレーキが解除された場合）に、内燃機関１を自動的に再始動する。

そして、アイドルストップ機構では、燃焼室２Ａへの燃料供給を停止した後、現実にクランクシャフト３の回転が停止した時のクランクシャフト３の停止位置を記憶し、再始動時には、その記憶していた停止位置に基づいて燃料を噴射するタイミングを制御することにより、気筒判別を実行することなく、燃料噴射制御を開始する。

このため、アイドルストップ機構の制御として、「燃料供給を停止した後、現実にクランクシャフト３の回転が停止した時のクランクシャフト３の停止位置を検出するための制御（以下、この制御をエンジン停止時制御という。）」、及び「再始動時制御」を必要とする。以下、エンジン停止時制御及び再始動時制御の詳細を説明する。

４．２．エンジン停止時制御
４．２．１．エンジン停止時制御の概要
Ｇパルスが検出されたタイミング及びその順序とＮＥパルス（欠歯時間も含む。）及びＮＥＦＧＴＧを用いたクランクシャフト３の回転方向判断（以下、この判断手法を逆転検出手法２という。）は、複数種類のパルス信号の検出タイミング等に基づいてクランクシャフト３の回転方向を判断するので、パルス間隔値と閾値とを比較することによりクランクシャフト３の回転方向を判断する手法（以下、この判断手法を逆転検出手法１という。）に比べて正確に回転方向を判断することができる。

そこで、本実施形態では、逆転検出手法１により検出された回転方向を考慮して基準ステップ角を積算することよってクランク角（クランクシャフト３の位置）を検出するとともに、Ｇパルスが検出された時に逆転検出手法２を実行することにより、第１回転フラグＦｌｒと第２回転フラグＦｇｒとを比較する。

そして、第１回転フラグＦｌｒと第２回転フラグＦｇｒとが相違している場合には、逆転判定用閾値Ｋｒｐ、同方向判定用閾値Ｋｓｐ、逆転判定用閾値Ｋｒｄ及び同方向判定用閾値ｋｓｄのうち少なくとも１つを補正した後、Ｇパルスの検出タイミングに基づいてクランク角を補正する。

４．２．２．エンジン停止時制御の詳細
＜メイン制御（図７参照）＞
図７に示すエンジン停止時制御のメイン制御は、燃焼室２Ａへの燃料供給を停止する停止指令がインジェクタ等の燃料噴射装置に発せられた時に起動され、再始動時制御が起動された時に停止する。なお、メイン制御を実施するためのプログラムは、ＲＯＭ等の不揮発性記憶手段に記憶されており、起動時にＲＯＭからＲＡＭに読み込まれてＣＰＵ（ＥＣＵ１３）にて実行される。

そして、メイン制御が起動されると、先ず、Ｇパルスが検出されたか否かが判定され（Ｓ３１）、Ｇパルスが検出された判定されたと場合には（Ｓ３１：ＹＥＳ）、逆転検出手法１（図４に示す制御）が実行された後（Ｓ３３）、クランク位置（クランク角）を認識するための処理（クランク位置処理制御）が実行される（Ｓ３５）。なお、この処理の詳細は後述する。

次に、再び、Ｇパルスが検出されたか否かが判定され（Ｓ３７）、Ｇパルスが検出されなかったと判定されたと場合には（Ｓ３７：ＮＯ）、再びＳ３１が実行され、一方、Ｇパルスが検出された判定されたと場合には（Ｓ３７：ＹＥＳ）、逆転検出手法２にてクランクシャフト３の回転方向が検出された後（Ｓ３９）、閾値を補正するための処理（閾値補正制御）及びクランク角を補正するための処理（ＥＣＵ認識角度補正制御）が実行され（Ｓ４１、Ｓ４３）、その後、再びＳ３１が実行される。なお、閾値補正制御及びＥＣＵ認識角度補正制御の詳細は、後述する。

＜クランク位置処理制御（図８参照）＞
クランク位置処理制御を実行するためのプログラムは、ＲＯＭ等の不揮発性記憶手段に記憶されており、起動時にＲＯＭからＲＡＭに読み込まれてＣＰＵ（ＥＣＵ１３）にて実行される。

そして、クランク位置処理制御が起動されると、図８に示すように、先ず、第１回転フラグＦｌｒの値が０でないか否かが判定され（Ｓ５１）、第１回転フラグＦｌｒの値が０でない、つまり第１回転フラグＦｌｒの値が１又は２であると判定された場合には（Ｓ５１：ＹＥＳ）、クランク角を示す指標（ＣｒａｎｋＰｏｓ）を増加させるように積算され（Ｓ５３）、一方、第１回転フラグＦｌｒの値が０であると判定された場合には（Ｓ５１：ＮＯ）、クランク角を示す指標（ＣｒａｎｋＰｏｓ）を減算するように積算される（Ｓ５５）。

これにより、「２．１．クランク角の検出の概要」で述べたように、クランクシャフト３が回転し始めた時からクランクシャフト３の総回転角度が検出される（図２の実線で示すグラフ参照）。

なお、クランク角を示す指標（ＣｒａｎｋＰｏｓ）とは、ＮＥパルスの計数値（カウント値）であり、この計数値がｎ個だけ増加すると、基準ステップ角×ｎだけクランク角が増大し、計数値がｎ個だけ減少すると、基準ステップ角×ｎだけクランク角が減少することを意味するが、積算された計数値は、この計数値を記憶するための記憶領域の制限上、必ずしも現実のクランク角と１対１に対応するものではない。

つまり、クランク角を示す指標（ＣｒａｎｋＰｏｓ）は、ＮＥパルスの計数を開始した時を基準とするクランクシャフト３の総回転角度に比例した計数値であるが、積算された計数値と現実のクランク角と１対１に対応しないので、ＥＣＵ１３は、ＮＥパルスの計数を開始した時又は特定の時（以下、これらの時を総称して基準時という。）における現実のクランク角（ＥＣＵ認識絶対角）、及び第１回転フラグＦｌｒを考慮して基準時とから積算したＮＥパルスの計数値に基づいて現実のクランク角を認識する。

＜閾値補正制御＞
閾値補正制御を実行するためのプログラムは、ＲＯＭ等の不揮発性記憶手段に記憶されており、起動時にＲＯＭからＲＡＭに読み込まれてＣＰＵ（ＥＣＵ１３）にて実行される。

そして、閾値補正制御が起動されると、図９に示すように、先ず、第１回転フラグＦｌｒの値が２であるか否かが判定され（Ｓ６１）、第１回転フラグＦｌｒの値が２でない、つまり第１回転フラグＦｌｒの値が１又は０であると判定された場合には（Ｓ６１：ＮＯ）、第１回転フラグＦｌｒの値と第２回転フラグＦｇｒの値とが相違しているか否かが判定される（Ｓ６３）。

このとき、第１回転フラグＦｌｒの値と第２回転フラグＦｇｒの値とが相違していない、つまり第１回転フラグＦｌｒの値と第２回転フラグＦｇｒの値とが一致していると判定された場合には（Ｓ６３：ＮＯ）、閾値が補正されることなく、本制御が終了し、一方、第１回転フラグＦｌｒの値と第２回転フラグＦｇｒの値とが相違していると判定された場合には（Ｓ６３：ＹＥＳ）、第２回転フラグＦｇｒの値が１であるか否かが判定される（Ｓ６５）。

そして、第２回転フラグＦｇｒの値が１であると判定された場合には（Ｓ６５：ＹＥＳ）、逆転検出手法１にてクランクシャフト３が逆転していると判断されたが逆転検出手法２では正転していると判断された場合となり、前述したように、逆転検出手法２の判断結果は逆転検出手法１の判断結果より正確であるので、逆転判定用閾値Ｋｒｐ、同方向判定用閾値Ｋｓｐ、逆転判定用閾値Ｋｒｄ及び同方向判定用閾値ｋｓｄの値が大きくなるように、これらの閾値が補正される（Ｓ６７）。なお、補正方法の詳細は後述する。

また、第２回転フラグＦｇｒの値が１でないと判定された場合には（Ｓ６５：ＮＯ）、逆転検出手法１にてクランクシャフト３が正転していると判断されたが逆転検出手法２では逆転していると判断された場合であり、この場合も逆転検出手法２の判断結果が優先され、逆転判定用閾値Ｋｒｐ、同方向判定用閾値Ｋｓｐ、逆転判定用閾値Ｋｒｄ及び同方向判定用閾値ｋｓｄの値が小さくなるように、これらの閾値が補正される（Ｓ６９）。なお、補正方法の詳細は後述する。

また、Ｓ６１にて第１回転フラグＦｌｒの値が２であると判定された場合には（Ｓ６１：ＹＥＳ）、第２回転フラグＦｇｒの値が０であるか否かが判定され（Ｓ７１）、第２回転フラグＦｇｒの値が０であると判定された場合には（Ｓ７１：ＹＥＳ）、逆転判定用閾値Ｋｒｐ、Ｋｒｄの値が小さくなるように、これらの閾値が補正される（Ｓ７３）。なお、補正方法の詳細は後述する。

一方、第２回転フラグＦｇｒの値が０でない、つまり第２回転フラグＦｇｒが１であるあると判定された場合には（Ｓ７１：ＮＯ）、同方向判定用閾値Ｋｓｐ、ｋｓｄの値が大きくなるように、これらの閾値が補正される（Ｓ７５）。なお、補正方法の詳細は後述する。

＜Ｓ６７について＞
Ｓ６７は、逆転検出手法１にてクランクシャフト３が逆転していると判断された場合であって、逆転検出手法２では正転していると判断されたときの閾値の補正であり、具体的には、Ｓ１３（図４参照）にて記憶した現在のパルス間隔Ｄｉｃ及び前回のパルス間隔Ｄｉｐを用いて以下の数式に従って各閾値が補正される。

Ｋｒｐ２＝Ｋｒｐ１＋（Ｋｒｐ１−Ｄｉｃ／Ｄｉｐ）×ｋ１…数式１
但し、Ｋｒｐ２：補正後のＫｒｐ
Ｋｒｐ１：現在（補正前）のＫｒｐ
ｋ１：補正係数（０＜ｋ１≦１ 本実施形態では１未満）
Ｋｓｐ２＝Ｋｓｐ１＋（Ｋｓｐ１−Ｄｉｃ／Ｄｉｐ）×ｋ２…数式２
但し、Ｋｓｐ２：補正後のＫｓｐ
Ｋｓｐ１：現在（補正前）のＫｓｐ
ｋ２：補正係数（０＜ｋ２≦１ 本実施形態では１未満）
Ｋｒｄ２＝Ｋｒｄ１＋｛Ｋｒｄ１−（Ｄｉｃ−Ｄｉｐ）｝×ｋ３…数式３
但し、Ｋｒｄ２：補正後のＫｒｄ
Ｋｒｄ１：現在（補正前）のＫｒｄ
ｋ３：補正係数（０＜ｋ３≦１ 本実施形態では１未満）
Ｋｓｄ２＝Ｋｓｄ１＋｛Ｋｓｄ１−（Ｄｉｃ−Ｄｉｐ）｝×ｋ４…数式４
但し、Ｋｓｄ２：補正後のＫｓｄ
Ｋｓｄ１：現在（補正前）のＫｓｄ
ｋ４：補正係数（０＜ｋ４≦１ 本実施形態では１未満）
なお、補正係数ｋ１〜ｋ４は、全て同一の値、又は各々異なる値のいずれでもよく、補正係数ｋ１〜ｋ４の値を小さい値とすると、補正後の各閾値は、除々に特定の値に収束し、逆に、補正係数ｋ１〜ｋ４の値を大きい値とすると、補正後の各閾値は速やかに特定の値に収束する。

そして、各閾値の補正が行われると、第１検出結果（図１０（ａ）の領域Ａ）、第２検出結果（図１０（ａ）の領域Ｂ）、及び第３検出結果（図１０（ａ）の領域Ｃ）は、図１０（ａ）の破線で仕切られるように変化する。

＜Ｓ６９について＞
Ｓ６９は、逆転検出手法１にてクランクシャフト３が正転していると判断された場合であって、逆転検出手法２では逆転していると判断されたときの閾値の補正であり、具体的には、以下の数式に従って各閾値が補正される。

Ｋｒｐ２＝Ｋｒｐ１−ｋ５…数式５
Ｋｓｐ２＝Ｋｓｐ１−ｋ６…数式６
Ｋｒｄ２＝Ｋｒｄ１−ｋ７…数式７
Ｋｓｄ２＝Ｋｓｄ１−ｋ８…数式８
但し、補正係数ｋ５〜ｋ７は０より大きい定数であり、これらは全て同一の値、又は各々異なる値のいずれでもよい、
なお、上記数式５〜８に代えて、以下の数式を用いて補正してもよい。

Ｋｒｐ２＝Ｋｒｐ１×ｋ９…数式９
Ｋｓｐ２＝Ｋｓｐ１×ｋ１０…数式１０
Ｋｒｄ２＝Ｋｒｄ１×ｋ１１…数式１１
Ｋｓｄ２＝Ｋｓｄ１×ｋ１２…数式１２
但し、補正係数ｋ９〜ｋ１２は０より大きく、かつ、１より小さい定数であり、これらは全て同一の値、又は各々異なる値のいずれでもよい。

そして、各閾値の補正が行われると、第１検出結果（図１０（ｂ）の領域Ａ）、第２検出結果（図１０（ｂ）の領域Ｂ）、及び第３検出結果（図１０（ｂ）の領域Ｃ）は、図１０（ｂ）の破線で仕切られるように変化する。

＜Ｓ７３について＞
Ｓ７３は、逆転検出手法１にて検出不能であると判断された場合であって、逆転検出手法２では逆転していると判断されたときの閾値の補正であり、具体的には、以下の数式に従って各閾値が補正される。

Ｋｒｐ２＝Ｋｒｐ１−ｋ１３…数式１３
Ｋｒｄ２＝Ｋｒｄ１−ｋ１４…数式１４
但し、補正係数ｋ１３、ｋ１４は０より大きい定数であり、これらは全て同一の値、又は各々異なる値のいずれでもよい、
なお、上記数式１３、１４に代えて、以下の数式を用いて補正してもよい。

Ｋｒｐ２＝Ｋｒｐ１×ｋ１５…数式１５
Ｋｒｄ２＝Ｋｒｄ１×ｋ１６…数式１６
但し、補正係数ｋ１５、ｋ１６は０より大きく、かつ、１より小さい定数であり、これらは全て同一の値、又は各々異なる値のいずれでもよい。

そして、各閾値の補正が行われると、第２検出結果（図１０（ｃ）の領域Ｂ）及び第３検出結果（図１０（ｃ）の領域Ｃ）は、図１０（ｃ）の破線で仕切られるように変化する。

＜Ｓ７５について＞
Ｓ７５は、逆転検出手法１にて検出不能であると判断された場合であって、逆転検出手法２では正転していると判断されたときの閾値の補正であり、具体的には、Ｓ１９（図４参照）又はＳ２７（図４参照）にて記憶した現在のパルス間隔Ｄｉｃ及び前回のパルス間隔Ｄｉｐを用いて以下の数式に従って各閾値が補正される。

Ｋｓｐ２＝Ｋｓｐ１＋（Ｋｓｐ１−Ｄｉｃ／Ｄｉｐ）×ｋ１７…数式１７
但し、ｋ１７：補正係数（０＜ｋ１７≦１ 本実施形態では１未満）
Ｋｓｄ２＝Ｋｓｄ１＋｛Ｋｓｄ１−（Ｄｉｃ−Ｄｉｐ）｝×ｋ１８…数式１８
但し、ｋ１８：補正係数（０＜ｋ１８≦１ 本実施形態では１未満）
なお、補正係数ｋ１７、ｋ１８は、全て同一の値、又は各々異なる値のいずれでもよく、補正係数ｋ１７、ｋ１８の値を小さい値とすると、補正後の各閾値は、除々に特定の値に収束し、逆に、補正係数ｋ１７、ｋ１８の値を大きい値とすると、補正後の各閾値は速やかに特定の値に収束する。

そして、各閾値の補正が行われると、第１検出結果（図１０（ｄ）の領域Ａ）及び第３検出結果（図１０（ｄ）の領域Ｃ）は、図１０（ｄ）の破線で仕切られるように変化する。

なお、本実施形態では、「逆転検出手法１にてクランクシャフト３が正転していると判断された場合であって、逆転検出手法２では逆転していると判断されたとき」及び「逆転検出手法１にて検出不能であると判断された場合であって、逆転検出手法２では逆転していると判断されたとき」、つまり逆転検出手法２により逆転していると判断されたときは、記憶されているパルス間隔Ｄｉｃ及びパルス間隔Ｄｉｐを用いることなく、現在の閾値に所定の定数分だけ減算する、又は一定の比率で小さくするといった手法で閾値を補正している。

これは、逆転検出手法２による回転方向の判断は、Ｇパルスが検出されたとき、つまりクランク角換算で１８０度回転したときであるので、現実に、どのタイミングで逆転したかは不明であり、この不明な状態のパルス間隔Ｄｉｃ及びパルス間隔Ｄｉｐを用いて閾値を補正しても十分な精度の補正結果を得ることが難しいと考えられるからである。

ところで、上記のように、十分な精度の補正結果を得ることが難しい場合であっても、本実施形態では、以下のＥＣＵ認識角度補正制御が実行されるため、得られるクランク角は十分に正確な値となる。

＜ＥＣＵ認識角度補正制御＞
前述したように、積算された計数値は現実のクランク角と１対１に対応するものではないので、ＥＣＵ１３は、クランク位置処理制御により積算された計数値（図２の実線で示すグラフ）に基づいて現実のクランク角を認識（把握）する必要があり、このＥＣＵ１３が現実のクランク角を認識するための制御をＥＣＵ認識角度補正制御という。

ところで、Ｇパルスは、クランクシャフト３と機械的に同期して回転する第２回転体１４の回転角に応じて検出されるので、Ｇパルスを検出した時の各クランク角は、各Ｇパルスｇ０〜ｇ３（図６参照）に対して一義的に決定される。

したがって、検出したＧパルスが、Ｇパルスｇ０〜ｇ３のうちいずれのＧパルスであるかが特定されれば、そのＧパルスが検出された時の現実のクランク角が特定できるので、この特定されたクランク角（以下、このクランク角をＥＣＵ認識絶対角という。）を基準時における現実のクランク角として、Ｇパルスが検出された時以降のクランク角を示す指標（ＣｒａｎｋＰｏｓ）を第２回転フラグＦｇｒの値に従って再度積算すれば、クランク角を（十分に）正確な値に補正することができる。

また、逆転検出手法１の検出結果と逆転検出手法２の検出結果とが相違する場合には、逆転検出手法１の検出結果（第１回転フラグＦｌｒの値）に基づいて積算されたクランク角（クランク角を示す指標）が現実とクランク角と相違しているとみなすことができるので、ＥＣＵ認識角度補正制御では、逆転検出手法１の検出結果と逆転検出手法２の検出結果とが相違する場合には、ＥＣＵ認識絶対角に基づいてクランク角が補正される（図１１のＡ部参照）。

ところで、本制御（ＥＣＵ認識角度補正制御）は、Ｇパルスが検出されたときに実行されるので（図７のＳ３７〜Ｓ４３参照）、仮に、本制御の実行時において第１回転フラグＦｌｒと第１回転フラグＦｌｒとが一致している場合であっても、Ｇパルスが検出されていないときに、第１回転フラグＦｌｒと第１回転フラグＦｌｒとが相違している可能性がある（図１１のＢ１部参照）。

そして、このような場合には、本制御の実行時において第１回転フラグＦｌｒと第１回転フラグＦｌｒとが一致している場合であっても、Ｇパルスが検出された時における現実のクランク角を正確にＥＣＵ１３が認識できないおそれがある（図１１のＢ２部参照）。

そこで、本実施形態では、第１回転フラグＦｌｒと第１回転フラグＦｌｒとが一致しているか否かを問わず、Ｇパルスが検出された時における現実のクランク角をＥＣＵ認識絶対角とする補正を行うことにより、基準時における現実のクランク角を正確な値としている。

これにより、基準時以前に第１回転フラグＦｌｒと第１回転フラグＦｌｒとが相違していた場合であっても、基準時以降は、正確なクランク角に対してＮＥパルスの計数値が積算されていくので、正確なクランク角を認識することが可能となる。

つまり、本実施形態では、Ｇパルスが検出された場合には、第１回転フラグＦｌｒと第１回転フラグＦｌｒとが一致しているか否かを問わず、Ｇパルスが検出された時における現実のクランク角をＥＣＵ認識絶対角とする補正が実行されるとともに、第１回転フラグＦｌｒと第１回転フラグＦｌｒとが相違しているときには、ＥＣＵ認識絶対角に基づいてＮＥパルスの計数値が再積算されてクランク角が補正される。

因みに、図１１のクランク位置カウント値を示す階段状のグラフは、前述したように、第１回転フラグＦｌｒを考慮して基準時とから積算したＮＥパルスの計数値（基準時からの回転角度）を示しており、現実のクランク角を示すものではない。

このため、図１１に示すグラフでは、Ｇパルスが検出される前に、第１回転フラグＦｌｒと第１回転フラグＦｌｒとが相違している状態（図１１のＢ１部）が発生している場合であっても、Ｇパルスが検出された時（基準時）以降のみ（図１１のＡ部）が補正されることとなる。

＜ＥＣＵ認識絶対角の決定＞
前述したように、検出したＧパルスが、Ｇパルスｇ０〜ｇ３のうちいずれのＧパルスであるかが特定されれば、そのＧパルスが検出された時の現実のクランク角が特定できるが、本実施形態では、Ｇパルスｇ０〜ｇ３毎に異なるパルス信号ではないので、Ｇパルスそれ自体からいずれのＧパルスであるかを特定することはできない。

そこで、本実施形態では、図１２に示す図表に基づいて、Ｇパルスを特定してＥＣＵ認識絶対角を決定している。以下、図１２に基づいてＥＣＵ認識絶対角方法について説明する。

なお、図１２にて「ｓｔａｔｅ」とは、Ｇパルス及び余分歯パルスの検出タイミングに基づいて決定されるものであり、具体的には、図６に示すように、第２回転フラグＦｇｒの値が「１」の場合におけるｓｔａｔｅ０〜ｓｔａｔｅ４、及び第２回転フラグＦｇｒの値が「０」の場合におけるｓｔａｔｅ０〜ｓｔａｔｅ４である。

因みに、第２回転フラグＦｇｒの値が「１」の場合におけるｓｔａｔｅ０〜ｓｔａｔｅ４と第２回転フラグＦｇｒの値が「０」の場合におけるｓｔａｔｅ０〜ｓｔａｔｅ４とは、各ｓｔａｔｅの開始タイミングと終了タイミングとが、Ｇパルス又は欠歯時間だけ正転方向又は逆転方向にずれているのみである。

そして、ｓｔａｔｅ０はＧパルスｇ０とＧパルスｇ１との間を示し、ｓｔａｔｅ１はＧパルスｇ１とＧパルスｇ２との間を示し、ｓｔａｔｅ２はＧパルスｇ２とＧパルスｇ３との間を示し、ｓｔａｔｅ３はＧパルスｇ３と余分歯パルスｇ４との間を示し、ｓｔａｔｅ４はＧパルスｇ３とＧパルスｇ０との間を示している。

以上において、例えば現在（更新前）のｓｔａｔｅがｓｔａｔｅ０であって、第２回転フラグＦｇｒの値が１の場合に、Ｇパルスが検出され、かつ、そのＧパルスが検出されるまでに欠歯時間が検出されたかったとき（図１２のＡ）には、図６から明らかなように、その検出されたＧパルスは、Ｇパルスｇ１となる。

このため、ＥＣＵ１３は、図１２のＡに示すように、Ｇパルスが検出された時（基準時）における現実のクランク角を１０８度として認識するとともに、現在、クランクシャフト３は正転したことによりｓｔａｔｅがｓｔａｔｅ０からｓｔｅｔｅ１に移行したものとして、ｓｔａｔｅをｓｔａｔｅ１に更新し、第２回転フラグＦｇｒの値を１に更新する。

また、例えば現在（更新前）のｓｔａｔｅがｓｔａｔｅ０であって、第２回転フラグＦｇｒの値が１の場合に、Ｇパルスが検出され、かつ、そのＧパルスが検出されるまでに欠歯時間が検出されたとき（図１２のＢ）には、図６から明らかなように、その検出されたＧパルスは、Ｇパルスｇ０となる。

このため、ＥＣＵ１３は、図１２のＢに示すように、Ｇパルスが検出された時（基準時）における現実のクランク角を６３０度として認識するとともに、現在、クランクシャフト３は逆転し、かつ、ｓｔａｔｅがｓｔａｔｅ０から第２回転フラグＦｇｒの値が「０」のときのｓｔｅｔｅ１に移行したものとして、ｓｔａｔｅをｓｔａｔｅ０に更新し、第２回転フラグＦｇｒの値を０に更新する。

なお、ｓｔａｔｅ０とｓｔａｔｅ４との間でのｓｔａｔｅの移行時、及びｓｔａｔｅ３とｓｔａｔｅ４との間でのｓｔａｔｅの移行時には、余分歯パルスｇ４が検出されるので（図６参照）、これらの移行時では、図１２に示すように、上記した２例とは異なる判断基準にてＥＣＵ認識絶対角を決定している。

すなわち、例えば例えば現在（更新前）のｓｔａｔｅがｓｔａｔｅ３であって、第２回転フラグＦｇｒの値が１の場合に、Ｇパルスが検出され、かつ、そのＧパルスが検出されるまでに欠歯時間が検出されたとき（図１２のＣ）には、ｓｔａｔｅ及びＥＣＵ認識絶対角は更新されず、現在のｓｔａｔｅ及びＥＣＵ認識絶対角が維持される。

また、例えば現在（更新前）のｓｔａｔｅがｓｔａｔｅ３であり、第２回転フラグＦｇｒの値が１の場合に、Ｇパルスが検出され、かつ、そのＧパルスが検出されるまでに欠歯時間が検出されなかったときであって（図１２のＤ）、ＮＥＦＧＴＧの値が２１以下のときには、ＥＣＵ１３は、ｓｔａｔｅをｓｔａｔｅ３に保持し、第２回転フラグＦｇｒの値を０に更新し、ＥＣＵ認識絶対角を４６２度として認識する。

一方、例えば現在（更新前）のｓｔａｔｅがｓｔａｔｅ３であり、第２回転フラグＦｇｒの値が１の場合に、Ｇパルスが検出され、かつ、そのＧパルスが検出されるまでに欠歯時間が検出されなかったときであって（図１２のＤ）、ＮＥＦＧＴＧの値が２１より大きいときは、ＥＣＵ１３は、ｓｔａｔｅをｓｔａｔｅ４に更新し、第２回転フラグＦｇｒ及びＥＣＵ認識絶対角は更新せず、現状の値を保持する。

４．３．再始動時制御
「アイドルストップ機構の概要」で説明したように、本実施形態に係るアイドルストップ機構では、再始動時には、その記憶していた停止位置に基づいて燃料を噴射するタイミングを制御することにより、気筒判別を実行することなく、燃料噴射制御を開始することを特徴としている。そこで、再始動時制御は、図１３に示すフローチャートに従って実行される。

なお、再始動時制御を実施するためのプログラムは、ＲＯＭ等の不揮発性記憶手段に記憶されており、再始動指令がＥＣＵ１３よりされた時にＲＯＭからＲＡＭに読み込まれてＣＰＵ（ＥＣＵ１３）にて実行される。

すなわち、再始動時制御が起動されると、図１３に示すように、先ず、第１回転フラグＦｌｒの値が「２」ではないか否かが判定され（Ｓ８１）、第１回転フラグＦｌｒの値が「２」ではない、つまり第１回転フラグＦｌｒの値が「１」又は「０」であると判定された場合には（Ｓ８１：ＹＥＳ）、記憶されているピストン２の停止位置（クランク角）に基づいて燃料噴射制御が開始される（Ｓ８３）。

一方、第１回転フラグＦｌｒの値が「２」であると判定された場合には（Ｓ８１：ＮＯ）、記憶されているクランク角は不正確であると考えられるので、気筒判別が実行された後、燃料噴射制御が開始される（Ｓ８５）。

５．本実施形態に係るアイドルストップ機構（クランク角検出装置）の特徴
本実施形態では、逆転検出手法２は、第１パルス発生装置１０から出力されるパルス信号の出力タイミング、及び第２パルス発生装置１６から出力されるパルス信号の出力タイミングに基づいてクランクシャフト３の回転方向を検出するので、パルス間隔値と閾値とを比較することによりクランクシャフト３の回転方向を検出する逆転検出手法１に比べて、正確に逆転現象を検出することができる。

このとき、第１回転フラグＦｌｒと第２回転フラグＦｇｒとが相違していると判定された場合には、逆転検出手法２により検出された回転方向を正しい回転方向として閾値を補正するので、内燃機関毎の個体差や経年変化（摩耗や変形等）により閾値が不適切な値となった場合であっても、閾値が適切な値に補正（修正）されることとなる。

そして、クランク位置処理制御（Ｓ３５）では、逆転検出手法１により検出された回転方向（第１回転フラグＦｌｒ）を考慮してクランクシャフト３の位置を算出するので、本実施形態では、逆転現象も含めて正確にクランクシャフト３の位置を把握することができる。

また、本実施形態では、第１回転フラグＦｌｒと第２回転フラグＦｇｒとが相違していると判定された場合に、逆転検出手法２により検出された回転方向を正しい回転方向として、クランク位置処理制御（Ｓ３５）が算出したクランクシャフト３の位置を補正するので（Ｓ４３）、本実施形態では、閾値が補正されると同時に補正後の内容が反映されることとなり、より正確にクランクシャフト３の位置を把握することができる。

また、本実施形態では、クランクシャフト３の基準位置が検出されるタイミング、つまりＧパルスが検出されたタイミングで第１回転フラグＦｌｒと第２回転フラグＦｇｒとが相違しているか否かが判定されるので、閾値の補正及びＥＣＵ認識絶対角の補正が周期的に実行されることとなる。したがって、経年変化により閾値が不適切な値となるような場合であっても、長期間に亘って安定的に閾値を適切な値に維持（保持）することができる。

また、本実施形態では、いずれの方向に回転しているか検出不能とする第３検出結果が検出された場合も閾値の補正が実行されるので、経年変化により閾値が不適切な値となり、いずれの方向に回転しているか検出不能となった場合であっても、長期間に亘って安定的に閾値を適切な値に維持することができる。

また、本実施形態では、逆転検出手法１により検出不能と判断されたときであって逆転検出手法２によりクランクシャフト３が従前と同一方向に回転していると検出された場合には、その逆転検出手法１の判断に用いられたパルス間隔値を用いて閾値を補正するので、閾値を確実に適正な値に修正することができる。

同様に、本実施形態では、逆転検出手法１によりクランクシャフト３が従前と逆向きに回転していると判断されたときであって、逆転検出手法２によりクランクシャフト３が従前と同一方向に回転していると判断された場合には、逆転検出手法１の判断に用いられたパルス間隔値を用いて閾値を補正するので、閾値を確実に適正な値に修正することができる。

（その他の実施形態）
第１パルス発生装置１０や第２パルス発生装置１６、第１パルス発生装置１０を用いたクランクシャフト３の回転方向の検出方法（逆転検出手法１）、並びに第１パルス発生装置１０及び第２パルス発生装置１６を用いたクランクシャフト３の回転方向の検出方法（逆転検出手法２）は、上述の実施形態に示された手法に限定されるものではない。

また、上述の実施形態では、ディーゼル式内燃機関に本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、ガソリンエンジン（オットーサイクルを用いた内燃機関）等にも適用できる。

また、上述の実施形態では、閾値が補正されると同時にクランク角（ＥＣＵ認識絶対角）も補正されたが、本発明はこれに限定されるものではない。

また、上述の実施形態では、パルス間隔値として、（パルス間隔Ｄｉｃ／パルス間隔Ｄｉｐ）、及び（パルス間隔Ｄｉｃ−パルス間隔Ｄｉｐ）の２種類を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、いずれか一方の値又はこれらと異なる定義によるパルス間隔値を用いてもよい。なお、１種類のパルス間隔値を用いた場合には、閾値は２種類以下となる。

また、上述の実施形態では、逆転検出手法１の検出結果として、検出不能とする第３検出結果が設定されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、第３検出結果を廃止し、第１検出結果又は第２検出結果のいずれかの判断をするように構成してもよい。

また、上述の実施形態では、逆転検出手法２により逆転が判断されたときには、従前の閾値に対して固定値を加減乗除する方法にて補正したが、本発明はこれに限定されるものではない。

また、上述の実施形態に係るクランク位置処理制御では、第１回転フラグＦｌｒの値が２であると判定された場合であってもクランク角を示す指標（ＣｒａｎｋＰｏｓ）を増加させるように積算したが、本発明はこれに限定されるものではない。

また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。

１…内燃機関、２…ピストン、３…クランクシャフト、４…カムシャフト、
５…タイミングベルト、１０…第１パルス発生装置、１１…第１回転体、
１１Ａ…歯部、１１Ｂ…欠歯部、１２…ピックアップ、１３…ＥＣＵ、
１４…第２回転体、１４Ａ…歯部、１４Ｂ…余分歯、
１５…ピックアップ、１６…第２パルス発生装置。

Claims (6)

1. 内燃機関のクランク軸の回転と同期してパルス信号を出力する第１パルス発生手段と、
   前記第１パルス発生手段から出力されたパルス信号の計数値に基づいて、前記クランク軸の位置を算出するクランク角算出手段と、
   前記第１パルス発生手段から出力されたパルス信号のパルス間隔に基づく値（以下、この値をパルス間隔値という。）と閾値とを比較することにより、前記クランク軸の回転方向を検出する第１回転方向検出手段と、
   前記クランク軸の基準位置を検出するためのパルス信号を前記クランク軸と同期して回転するカムシャフトと同期して出力する第２パルス発生手段と、
   前記第１パルス発生手段から出力されるパルス信号の出力タイミング、及び前記第２パルス発生手段から出力されるパルス信号の出力タイミングに基づいて、前記クランク軸の回転方向を検出する第２回転方向検出手段と、
   前記第１回転方向検出手段により検出された回転方向（以下、第１検出回転方向という。）と前記第２回転方向検出手段により検出された回転方向（以下、第２検出回転方向という。）とが相違しているか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記第１検出回転方向と前記第２検出回転方向とが相違していると判定された場合に、前記第２検出回転方向を正しい回転方向として、前記閾値を補正する第１補正手段と
   を備えることを特徴とするクランク角検出装置。
2. 前記判定手段により前記第１検出回転方向と前記第２検出回転方向とが相違していると判定された場合に、前記第２検出回転方向を正しい回転方向として、前記クランク角算出手段が算出した前記クランク軸の位置を補正する第２補正手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のクランク角検出装置。
3. 前記判定手段は、前記クランク軸の基準位置が検出されるタイミングで前記第１検出回転方向と前記第２検出回転方向とが相違しているか否かを判定することを特徴とする請求項１又は２に記載のクランク角検出装置。
4. 前記第１回転方向検出手段は、その検出結果として、前記クランク軸が従前と同一方向に回転しているとする第１検出結果、前記クランク軸が従前と逆向きに回転しているとする第２検出結果、及びいずれの方向に回転しているか検出不能とする第３検出結果のいずれかを検出し、
   さらに、前記判定手段は、前記第３検出結果が検出された場合も判定を実行することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のクランク角検出装置。
5. 前記第３検出結果が検出されたときであって前記第２回転方向検出手段により前記クランク軸が従前と同一方向に回転していると検出された場合には、前記第１補正手段は、その第３検出結果の検出に用いられた前記パルス間隔値を用いて前記閾値を補正することを特徴とする請求項４に記載のクランク角検出装置。
6. 前記第１回転方向検出手段により前記クランク軸が従前と逆向きに回転しているとする第１検出結果が検出されたときであって、前記第２回転方向検出手段により前記クランク軸が従前と同一方向に回転していると検出された場合には、前記第１補正手段は、その第１検出結果の検出に用いられた前記パルス間隔値を用いて前記閾値を補正することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のクランク角検出装置。