JPH11316120A - クランク角センサの診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】クランク角センサの異常診断を簡易な構成で行
う。 【解決手段】カムセンサ（クランク角センサ) から所定
クランク角毎に気筒番号と同数出力される基準信号の出
力間周期Ｔ（ｎ) を逐次計測し、最新値Ｔ（ｎ) の前回
値Ｔ（ｎ−１) に対する周期比が大きいとき（［Ａ］の
場合) 、又は最新値Ｔ（ｎ) の前々回Ｔ（ｎ−２) に対
する周期比が大きいとき（［Ｂ］の場合) を信号カウン
ト開始時期として基準信号のカウントを開始し、次の信
号カウント開始時期が検出されるまでのカウント値に基
づいて該基準信号が正常に出力されているか否かを異常
診断する。これにより、信号カウント開始時期検出用の
センサを必要とせず、コストや製造面の手間を大幅に削
減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンのクラン
ク角センサの異常を診断する装置に関し、詳しくは瞬断
（コネクタ等の瞬間的な断線状態) ，ノイズ，歯抜け
（特定のパルスが出力不能な状態) 等の異常を診断する
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、各気筒毎の制御基準となる位
置（例えば４気筒では180 °ＣＡ）毎にパルス信号（基
準信号）を出力するカムセンサと、所定クランク角度毎
にパルス信号（所定角度信号）を出力するクランク角セ
ンサとを設け、前記カムセンサから基準信号が出力され
た直後の所定角度信号（又は直後の所定角度信号から所
定数だけ後の所定角度信号）を制御基準位置として、点
火時期や燃料噴射タイミングを制御することが行われて
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来は、図
９に示すように、前記カムセンサから気筒毎に異なる数
の基準信号ＣＡＭを出力し、この基準信号ＣＡＭの出力
回数をカウントすることで気筒判別を行っているが、信
号のカウント開始時期を検出するために、もう１つクラ
ンク軸と同期して回転する軸上に、前記気筒毎の基準信
号ＣＡＭの出力直前に第２の基準信号ＲＥＦを出力する
センサを設けている。

【０００４】一方、クランク角センサに異常があると、
エンジン制御に異常を来すため、近年では、クランク角
センサの異常診断が義務づけられており、例えば、前記
カムセンサの瞬断，ノイズ，歯抜け等の異常を診断する
場合、前記気筒判別の場合と同様に基準信号ＣＡＭの出
力回数をカウントし、このカウント値を設定値と比較す
ることにより異常の有無を診断している。

【０００５】しかしながら、このような従来方式では、
信号カウント開始時期を検出するためのセンサが別に必
要となり、その分、コストや製造面での手間が大きかっ
た。本発明は、このような従来の課題に着目してなされ
たもので、信号カウント開始時期の検出を別のセンサを
設けることなく、診断対象となる信号に基づいて検出で
きるようにしたクランク角センサの診断装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明は、図１に示すように、所定クランク角期間毎
に、設定された数のエンジン回転に同期した検出信号を
出力し、前後する前側の所定クランク角期間の最後の検
出信号と後側の所定クランク角期間の先頭の検出信号と
の間隔が、同一の所定クランク角期間内での連続する検
出信号相互の間隔より長く設定されているクランク角セ
ンサの異常を診断する装置において、前記検出信号の出
力間周期を計測する周期計測手段と、前記周期計測手段
で計測される周期の最新値と過去の値との比率に基づい
て、前記検出信号のカウント開始時期を検出するカウン
ト開始時期検出手段と、前記カウント開始時期検出手段
によりカウント開始時期が検出される毎に、次のカウン
ト開始時期までの前記検出信号の出力回数をカウントす
るカウント手段と、前記カウント手段によりカウントさ
れた検出信号の出力回数に基づいて、クランク角センサ
の異常の有無を診断する異常診断手段と、を含んで構成
したことを特徴とする。

【０００７】かかる構成によると、ある所定クランク角
期間の最後の検出信号が出力されてから次の所定クラン
ク角期間の先頭の検出信号が出力されるときに計測され
る周期は、前記ある所定クランク角期間での最後の検出
信号とその１つ前の検出信号との出力間周期より長い。
したがって、例えば、カウント開始時期検出手段は、周
期計測手段によって計測された周期の最新値の前回値に
対する周期比が、同一の所定クランク角期間での連続す
る検出信号に基づいて得られた周期比（等間隔の場合は
１) より大きくなったときを、検出信号のカウント開始
時期として検出する。

【０００８】カウント手段は、前記検出されたカウント
開始時期から検出信号のカウント信号を開始し、次のカ
ウント開始時期が検出されるまでカウントアップしてい
く。したがって、クランク角センサが正常である場合
は、例えば、ある所定クランク角期間で検出信号が３個
出力されるとすると、先頭の検出信号の検出後にカウン
トが開始されて、残り２つの検出信号をカウント後、次
の所定クランク角期間の先頭の検出信号をカウントして
カウント終了となり、そのときのカウント値は３となっ
て、前記ある所定クランク期間での検出信号の出力数と
一致する。一方、クランク角センサに異常があって、例
えば前記３つの検出信号の中の１つが出力されなかった
場合は、カウント値は２となり、正常時の出力数と不一
致となる。

【０００９】異常検出手段は、前記カウント手段のカウ
ント値に基づいて、例えば上記のような関係からクラン
ク角センサの異常の有無を診断する。また、請求項２に
係る発明は、前記検出信号は、気筒間の行程位相差に相
当するクランク角期間毎に、各気筒の行程を判別可能な
数だけ出力される基準信号を含むことを特徴とする。

【００１０】かかる構成によると、例えば、気筒間の行
程位相差に相当するクランク角期間毎に、気筒番号と同
数の基準信号を出力するように設定しておけば、各気筒
の行程を判別可能である。また、請求項３に係る発明
は、前記カウント開始時期検出手段は、前記基準信号出
力機能の異常診断に際し、該基準信号の出力間周期の前
回値に対する最新値の比率又は前々回値に対する最新値
の比率が所定値以上であるときを、該基準信号のカウン
ト開始時期として検出することを特徴とする。

【００１１】かかる構成によると、例えば、前記のよう
に気筒間の行程位相差に相当するクランク角期間毎に、
気筒番号と同数の基準信号を出力するように設定した場
合、該基準信号の出力間周期の前回値に対する最新値の
比率が大きいときをカウント開始時期として検出できる
ことは、既述したとおりである。但し、周期の最新値が
気筒番号１に対応する１個の基準信号を出力してから最
新の気筒に対応する先頭の基準信号を出力するまでの周
期である場合は、前回値は気筒番号１の気筒より前の気
筒に対応する最後の基準信号を出力してから気筒番号１
の気筒の基準信号を出力するまでの周期となり、最新値
の前回値に対する周期比は１に近い値となるのでカウン
ト開始時期を検出できない。そこで、前々回の周期、つ
まり、気筒番号１の気筒より前の気筒に対応する最後か
ら１つ前の基準信号出力時から最後の基準信号出力時ま
での周期に対して、最新値の周期比を求めれば、１より
大きい値が得られ、カウント開始時期として検出するこ
とができる。

【００１２】また、請求項４に係る発明は、前記異常診
断手段は、前記基準信号出力機能の異常診断に際し、前
記カウント手段でカウントされた基準信号出力回数の最
新値と前回値との組合せに基づいて異常の有無を診断す
ることを特徴とする。かかる構成によると、正常時の基
準信号出力回数の最新値と前回値との組合せは、複数通
り（例えば直列４気筒エンジンで点火順が＃１→＃３→
＃４→＃２の場合、１→３，３→４，４→２，２→１)
あり、異常診断手段は、検出された組合せを、正常時の
いずれかの組合せのパターンと一致しているか否かによ
って異常の有無を診断する。

【００１３】また、請求項５に係る発明は、前記異常診
断手段は、前記基準信号出力機能の異常診断に際し、前
記カウント手段でカウントされた基準信号出力回数の最
新値と、正常時用に設定された前回値との組合せに基づ
いて異常の有無を診断することを特徴とする。かかる構
成によると、異常診断手段は、正常時の基準信号出力回
数の最新値と正常時用に設定された前回値との組合せ
が、前記正常時のいずれかの組合せのパターンと一致し
ているか否かによって異常の有無を診断する。

【００１４】また、請求項６に係る発明は、前記検出信
号は、気筒間の行程位相差に相当するクランク角期間毎
に、所定クランク角周期で出力される所定角度信号を含
むことを特徴とする。かかる構成によると、単位時間当
たりの所定角度信号の出力回数の計測によってエンジン
回転速度の検出が可能であり、また、前記基準信号との
組合せで任意のクランク角位置を検出可能である。

【００１５】また、請求項７に係る発明は、前記カウン
ト開始時期検出手段は、前記所定角度信号出力機能の異
常診断に際し、該所定角度信号の出力間周期の前回値に
対する最新値の比率が所定値以上であるときを、該所定
角度信号のカウント開始時期として検出することを特徴
とする。

【００１６】かかる構成によると、所定角度信号につい
ても基準信号の場合と同様に前回値に対する最新値の比
率が所定値以上であるときを、該所定角度信号のカウン
ト開始時期として検出できる。なお、所定クランク角期
間毎の所定角度信号の出力回数は同数かつ複数に設定し
てあるため、前々回値に対する最新値の比率を用いる必
要はない。

【００１７】また、請求項８に係る発明は、前記異常診
断手段は、前記所定角度信号出力機能の異常診断に際
し、前記カウント手段でカウントされた所定角度信号出
力回数の最新値を、前回値と比較して異常の有無を診断
することを特徴とする。かかる構成によると、所定クラ
ンク角期間毎の所定角度信号の出力回数は同数に設定し
てあり、かつ、通常１つのセンサで２以上の所定クラン
ク角期間を持つように設定されているので、所定角度信
号出力回数の最新値が前回値と一致するときは正常、不
一致であるときは異常と診断できる。

【００１８】また、請求項９に係る発明は、クランク角
センサは、カム軸の回転に同期して気筒間の行程位相差
に相当するクランク角期間毎に、各気筒の行程を判別可
能な数だけ基準信号を出力する第１クランク角センサ
と、クランク軸の回転に同期して気筒間の行程位相差に
相当するクランク角期間毎に、所定クランク角周期で所
定角度信号を出力する第２クランク角センサと、から構
成されることを特徴とする。

【００１９】かかる構成によると、第１クランク角セン
サは、４サイクルエンジンの場合、エンジン回転の１／
２の回転速度で回転するカム軸の回転に同期して気筒判
別可能な基準信号を出力し、第２クランク角センサは、
エンジン回転に正確に同期するクランク軸の回転に同期
して所定角度信号を出力する。

【００２０】

【発明の効果】請求項１に係る発明によると、診断のた
めの信号カウントの開始時期を、信号出力間の周期の比
によって検出できるため、別途開始時期検出用の信号を
出力するセンサを設ける必要がなく、コストや製造面で
の手間を大幅に削減することができる。

【００２１】請求項２に係る発明によると、気筒判別用
の基準信号を出力するクランク角センサの異常診断に適
用することができ、また、１つの気筒判別ロジックを異
常診断用と通常制御用とに汎用可能であり、メモリとプ
ログラム開発時間が節約される。請求項３に係る発明に
よると、基準信号の出力数を気筒判別可能な最小限の数
に設定したものにおいて、周期比のみで信号カウント開
始時期を検出できる。

【００２２】請求項４に係る発明によると、異常診断を
前後して判別された気筒の組合せパターンに基づいて行
う構成としたため、判定用の複数の組合せパターンを用
意しておけばよく、気筒判別毎に判定用のパターンを切
り換えて設定する必要がない。請求項５に係る発明によ
ると、異常診断を前後する気筒の組合せパターンに基づ
いて行うものにおいて、前回値を正常な設定値を用いた
組合せで診断することにより、１つの気筒の信号出力異
常に対して連続した異常診断が行われることを回避でき
る。

【００２３】請求項６に係る発明によると、エンジン回
転速度や制御時期検出用の所定角度信号を出力するクラ
ンク角センサの異常診断に適用することができる。請求
項７に係る発明によると、前記所定角度信号のカウント
開始時期を周期比のみで簡易かつ確実に検出することが
できる。

【００２４】請求項８に係る発明によると、前記所定角
度信号出力の異常の有無を、簡易かつ精度良く診断する
ことができる。請求項９に係る発明によると、カム軸近
傍に装着されて前記各気筒の基準位置に対応する検出信
号を出力する第１クランク角センサと、クランク軸近傍
に装着されて前記一定角度毎の信号を出力する第２クラ
ンク角センサとを別個に備えたクランク角センサの異常
診断に適用できる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図１は、実施の形態におけるエンジンを示す図で
あり、この図に示すエンジン１は、後述するように、筒
内噴射式の火花点火ガソリンエンジンである。但し、エ
ンジン１を、筒内噴射式のガソリンエンジンに限定する
ものではなく、ポート噴射を行わせるエンジンであって
も良い。

【００２６】エンジン１には、エアクリーナ２を通過し
た空気が、スロットル弁３で計量され、吸気弁４を介し
てシリンダ内に吸引される。電磁式の燃料噴射弁５は燃
焼室内に直接燃料（ガソリン）を噴射する構成であり、
該燃料噴射弁５から噴射された燃料によってシリンダ内
に混合気が形成される。

【００２７】前記混合気は、点火栓６による火花点火に
よって着火燃焼し、燃焼排気は、排気弁７を介してシリ
ンダ内から排出され、触媒８で浄化された後に大気中に
放出される。マイクロコンピュータを内蔵したコントロ
ールユニット10は、前記燃料噴射弁５による燃料噴射及
び点火栓６による点火（図示しない点火コイルへの通
電）を制御するものであり、前記コントロールユニット
10には各種のセンサからの信号が入力される。

【００２８】前記各種センサとして、エンジン１の吸入
空気流量Ｑを検出するエアフローメータ11、排気中の酸
素濃度に感応して燃焼混合気の空燃比を検出する酸素セ
ンサ12，前記スロットル弁３の開度ＴＶＯを検出するス
ロットルセンサ13、冷却水温度Ｔｗを検出する水温セン
サ14が設けられる。また、クランク軸に軸支されたシグ
ナルプレートからクランク軸の回転に同期した検出信号
を取り出すセンサであって、クランク角10°毎（一定角
度毎）にポジション信号ＰＯＳ（検出信号）を出力する
第２クランク角センサとしてのクランク角センサ12が設
けられている。

【００２９】前記クランク角センサ12は、ＴＤＣを基準
としてクランク角10°毎にポジション信号ＰＯＳ10を出
力するものであるが、図３に示すように、ＢＴＤＣ60°
に対応する１パルスだけ前記ポジション信号ＰＯＳ10が
出力されずに信号抜けになるように構成されている。ま
た、カム軸に軸支したシグナルプレートからカム軸の回
転に同期した検出信号を取り出すセンサであって、各気
筒の行程位相差に相当する角度毎に気筒番号と同数のパ
ルス信号ＣＡＭ（検出信号）を発生する第１クランク角
センサとしてのカムセンサ18が設けられている。

【００３０】本実施の形態におけるエンジン１を、直列
４気筒エンジンとした場合には、各気筒の行程位相差が
180 °CAとなり、点火順を＃１→＃３→＃４→＃２の順
とすると、前記カムセンサ18からのパルス信号は、図３
に示すように、180 °CA毎に、１パルス→３パルス→４
パルス→２パルスの出力を繰り返すことになり、パルス
信号の出力パターンの１周期である720 °CAで10パルス
が出力される。ここで、前記180 °CA毎（基準位置毎）
に出力されるパルス群の先頭パルスの出力位置が、前記
ポジション信号ＰＯＳ10の抜けが生じるＢＴＤＣ60°に
略一致するように設定してある。

【００３１】コントロールユニット10は、後述する異常
診断でのパターン認識と同様にして前記基準信号ＣＡＭ
に基づいて気筒判別を行うと同時に、該気筒判別位置又
はそこから更にポジション信号ＰＯＳの所定数個後ろの
位置を最終的な制御基準位置ＲＥＦとして、点火制御，
燃料噴射タイミングの制御に用いる。また、コントロー
ルユニット10は、前記カムセンサ15及びクランク角セン
サ16の異常診断を行う。

【００３２】以下に、カムセンサ18の異常診断のルーチ
ンを、図４のフローチャートに従って説明する。ステッ
プ（図ではＳと記す。以下同様) １では、カムセンサ18
からの信号出力及びこれらセンサに電圧を供給する電源
電圧ＶB を入力する。ステップ２では、エンジン回転中
であるか否かを判定する。

【００３３】エンジン回転中と判定されたときはステッ
プ３へ進み、クランキング中であるか否かを判定する。
ステップ３でクランキング中でないと判定されたとき、
つまり、エンジンの完爆後と判定されたときは、ステッ
プ４へ進み、前記電源電圧ＶB が、前記カムセンサ18が
正常時に前記パルス信号ＣＡＭを検出可能なレベルで出
力しうる保障下限電圧（例えば６Ｖ) 以上あるか否かを
判定する。

【００３４】そして、電源電圧ＶB が保障下限電圧以上
と判定されたときは、異常診断条件が成立したと判断し
て、ステップ６以降へ進んで診断を行う。また、エンジ
ン回転中でない場合、クランキング中である場合、電源
電圧ＶB が保障下限電圧未満である場合は、正常な診断
が行えないと判断してステップ５で当該異常診断をキャ
ンセルする。

【００３５】まず、ステップ６では、前記カムセンサ18
から基準信号ＣＡＭを入力したか否かを判定し、入力し
た場合にはステップ７へ進む。ステップ７では、前回基
準信号ＣＡＭステップ６で基準信号ＣＡＭを入力してか
ら今回基準信号ＣＡＭを入力するまでの周期Ｔ（ｎ) を
計測する。この周期計測は時間の計測である。

【００３６】ステップ８では、前記ステップ７で計測さ
れた周期Ｔ（ｎ) の前回同様に計測された周期Ｔ（ｎ−
１) に対する周期比［Ｔ（ｎ) ／Ｔ（ｎ−１) ］を算出
する。ステップ９では、前記周期比［Ｔ（ｎ) ／Ｔ（ｎ
−１) ］が所定値以上であるか否かを判定する。ここ
で、前記所定値は１より大きい所定の値に設定してあ
る。そして、前記周期比が所定値以上と判定された場合
は、新たな気筒に対応する基準信号ＣＡＭが入力された
と判断してステップ12へ進む。即ち、図５（Ａ) に示す
ように、前回の気筒に対応した複数個の基準信号ＣＡＭ
の中の最後の信号と１つ前の信号との周期Ｔ（ｎ−１)
に対して、該最後の信号から今回の気筒に対応した先頭
の基準信号ＣＡＭまでの周期Ｔ（ｎ) が十分に長い場合
である。

【００３７】また、前記周期比［Ｔ（ｎ) ／Ｔ（ｎ−
１) ］が所定値未満と判定された場合はステップ10へ進
み、前記ステップ７で計測された周期Ｔ（ｎ) の前々回
同様に計測された周期Ｔ（ｎ−２) に対する周期比［Ｔ
（ｎ) ／Ｔ（ｎ−２) ］を算出する。ステップ11では、
前記周期比［Ｔ（ｎ) ／Ｔ（ｎ−２) ］が所定値以上で
あるか否かを判定する。そして、該周期比が所定値以上
と判定された場合は、新たな気筒に対応する基準信号Ｃ
ＡＭが入力されたと判断してステップ12へ進む。即ち、
図５（Ｂ) に示すように、前回の気筒に対応した基準信
号ＣＡＭが１つである場合は、前記周期比［Ｔ（ｎ) ／
Ｔ（ｎ−１) ］では新たな気筒に対応した基準信号ＣＡ
Ｍの入力を判断できないので、前々回の短い周期Ｔ（ｎ
−２) との比で判別する。

【００３８】ステップ10で前記周期比［Ｔ（ｎ) ／Ｔ
（ｎ−２) ］が所定値未満と判定されたときはステップ
11へ進み、基準信号ＣＡＭの入力数（出力回数) をイン
クリメントする。一方、ステップ12に進むと、現在カウ
ンタにカウントされている基準信号ＣＡＭの入力数（出
力回数) を、最新に判別された気筒の信号パターンＰＴ
Ｎ（ｎ)としてセットする。

【００３９】ステップ13では、前回ステップ12で同様に
して記憶された１つ前の気筒の信号パターンＰＴＮ（ｎ
−１) と、前記最新に判別された気筒の信号パターンＰ
ＴＮ（ｎ) との組合せが、予め記憶された複数の組合せ
のパターン（＃１→＃３→＃４→＃２の場合、１→３，
３→４，４→２，２→１) の中のいずれかと一致してい
るか否かを判定する。

【００４０】そして、いずれかのパターンと一致してい
る場合は、気筒に対応した正しい数の基準信号ＣＡＭが
出力されていると判断し、ステップ14でカムセンサ18は
正常であると診断する。また、いずれのパターンとも一
致しない場合は、今回又は前回判別した気筒に対応した
正しい数の基準信号ＣＡＭが出力されていないためであ
り、ステップ15でカムセンサ18に瞬断，ノイズ，歯抜け
等の異常が発生したと診断する。

【００４１】ステップ16では、カウンタにカウントされ
ている基準信号ＣＡＭの入力数をクリアし、その後ステ
ップ12へ進んで新たに基準信号ＣＡＭの入力数をインク
リメントする。このようにすれば、各気筒に対応する基
準信号ＣＡＭの中の先頭の信号（１つの場合も含む) を
検出した時点が、当該気筒に対応する基準信号ＣＡＭの
カウント開始時期となり、ここからカウントして次の気
筒に対応する基準信号ＣＡＭの中の先頭の信号をカウン
トしたときに、前記当該気筒に対応する信号のカウント
が終了する。例えば、図５（Ａ) の場合で説明すると、
気筒番号＃３に対応する３つの基準信号ＣＡＭの中の先
頭の信号を検出した後、残り２つの基準信号ＣＡＭをカ
ウントした後、次の気筒＃４に対応する４つの基準の信
号ＣＡＭの中の先頭の信号のカウントで終了となり、正
常であればカウント値は３となり、この時点で気筒番号
＃３の気筒が判別される。このようにして判別された前
回の気筒と今回の気筒との組合せのパターンを正常時の
パターンと比較することにより、異常の有無を正確に診
断することができる。

【００４２】そして、診断のための信号カウントの開始
時期を、信号出力間の周期の比によって検出することに
より、別途開始時期検出用の信号を出力するセンサを設
ける必要がなく、コストや製造面での手間を大幅に削減
することができる。なお、一定の間隔で出力されないよ
うな信号に対しても、周期比と比較する閾値を判別可能
な値に設定しておけば、別途開始時期検出用の信号を出
力するセンサを設けることなく、同様に異常診断を行う
ことができる。

【００４３】また、既述した異常診断のための気筒判別
は、通常制御用の気筒判別にも流用でき、１つの気筒判
別ロジックを異常診断用と通常制御用とに汎用可能であ
り、メモリとプログラム開発時間が節約される。前記実
施の形態では、異常診断を前後して判別された気筒の組
合せパターンに基づいて行う構成としたため、判定用の
複数の組合せパターンを用意しておけばよく、気筒判別
毎に判定用のパターンを切り換えて設定する必要はない
が、ある気筒に対応する基準信号ＣＡＭのカウント値に
異常があると診断されると、該異常なカウント値は、次
の診断時にも前回判別された気筒のカウント値として用
いられるため、同一の異常に対して再度異常と診断され
てしまう（図６参照) 。

【００４４】そこで、例えば、前回の信号カウント値
は、テーブルに記憶した正常時の信号カウント値を読み
出し、今回の信号カウント値と組み合わせて診断を行う
実施の形態としてもよく、同一の異常に対して１回だけ
異常診断されるようにすることができる（図７参照) 。
また点火順序例えば＃１→＃３→＃４→＃２というパタ
ーンに従って今回値を切換設定し、そのまま今回のカウ
ント値と比較して異常診断する構成としてもよい。

【００４５】次に、クランク角センサ12の異常診断ルー
チンを、図８のフローチャートに基づいて説明する。ポ
ジション信号ＰＯＳは、前記信号抜けの位置を基準とし
て気筒行程位相差毎の出力回数は同一に設定してあるの
で、その点がカムセンサ12の異常診断の場合と異なって
くる。即ち、ステップ20〜ステップ28は、カムセンサ18
の異常診断と同様であるが、ステップ28で、前回ポジシ
ョン信号ＰＯＳを検出してから今回ポジション信号ＰＯ
Ｓを検出するまでの周期ｔ（ｎ) の前回値ｔ（ｎ−１)
に対する周期比ｔ（ｎ) ／ｔ（ｎ−１) が所定値以上の
場合、つまり、信号抜け部分の次の先頭のポジション信
号ＰＯＳを検出したときを、ポジション信号ＰＯＳのカ
ウント開始時期と判断してステップ30へ進み、それ以外
のときはステップ29へ進んでポジション信号ＰＯＳの入
力数（出力回数) をインクリメントする。

【００４６】また、ステップ30で読み込んだポジション
信号ＰＯＳのカウント値ＣＰＯＳ（ｎ) をステップ31で
設定値と比較し、一致している場合はステップ32でクラ
ンク角センサ12が正常と診断し、一致しない場合はステ
ップ33でクランク角センサ12に瞬断，ノイズ，歯抜け等
の異常が発生したと診断し、ステップ34でカウント値Ｃ
ＰＯＳ（ｎ) をクリアした後、ステップ29へ進んでポジ
ション信号ＰＯＳの入力数を新たにインクリメントす
る。

【００４７】このように、クランク角センサ12の異常診
断においても、別途開始時期検出用の信号を出力するセ
ンサを設けることなく、ポジション信号ＰＯＳの出力間
周期の周期比に基づいて信号カウント開始時期を検出し
て診断を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成・機能を示すブロック図。

【図２】実施の形態におけるエンジンのシステム構成を
示す図。

【図３】実施の形態におけるカムセンサ及びクランク角
センサからの信号出力状態を示すタイムチャート。

【図４】実施の形態におけるカムセンサの異常診断ルー
チンを示すフローチャート。

【図５】実施の形態における信号カウント開始時期の検
出を説明するためのタイムチャート。

【図６】実施の形態におけるカムセンサの異常診断の第
１の方法を示すテーブル。

【図７】実施の形態におけるカムセンサの異常診断の第
２の方法を示すテーブル。

【図８】実施の形態におけるクランク角センサの異常診
断ルーチンを示すフローチャート。

【図９】従来のクランク角センサの気筒判別方式を説明
するためのタイムチャート。

【符号の説明】

１ エンジン ５ 燃料噴射弁 ６ 点火栓 10 コントロールユニット 12 クランク角センサ 18 カムセンサ

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【手続補正書】

【提出日】平成１１年１月２２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】前記各種センサとして、エンジン１の吸入
空気流量Ｑを検出するエアフローメータ11、排気中の酸
素濃度に感応して燃焼混合気の空燃比を検出する酸素セ
ンサ15，前記スロットル弁３の開度ＴＶＯを検出するス
ロットルセンサ13、冷却水温度Ｔｗを検出する水温セン
サ14が設けられる。また、クランク軸に軸支されたシグ
ナルプレートからクランク軸の回転に同期した検出信号
を取り出すセンサであって、クランク角10°毎（一定角
度毎）にポジション信号ＰＯＳ（検出信号）を出力する
第２クランク角センサとしてのクランク角センサ12が設
けられている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３１】コントロールユニット10は、後述する異常
診断でのパターン認識と同様にして前記基準信号ＣＡＭ
に基づいて気筒判別を行うと同時に、該気筒判別位置又
はそこから更にポジション信号ＰＯＳの所定数個後ろの
位置を最終的な制御基準位置ＲＥＦとして、点火制御，
燃料噴射タイミングの制御に用いる。また、コントロー
ルユニット10は、前記カムセンサ18及びクランク角セン
サ12の異常診断を行う。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３６】ステップ８では、前記ステップ７で計測さ
れた周期Ｔ（ｎ) の前回同様に計測された周期Ｔ（ｎ−
１) に対する周期比［Ｔ（ｎ) ／Ｔ（ｎ−１) ］を算出
する。ステップ９では、前記周期比［Ｔ（ｎ) ／Ｔ（ｎ
−１) ］が所定値以上であるか否かを判定する。ここ
で、前記所定値は１より大きい所定の値に設定してあ
る。そして、前記周期比が所定値以上と判定された場合
は、新たな気筒に対応する基準信号ＣＡＭが入力された
と判断してステップ13へ進む。即ち、図５（Ａ) に示す
ように、前回の気筒に対応した複数個の基準信号ＣＡＭ
の中の最後の信号と１つ前の信号との周期Ｔ（ｎ−１)
に対して、該最後の信号から今回の気筒に対応した先頭
の基準信号ＣＡＭまでの周期Ｔ（ｎ) が十分に長い場合
である。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３７】また、前記周期比［Ｔ（ｎ) ／Ｔ（ｎ−
１) ］が所定値未満と判定された場合はステップ10へ進
み、前記ステップ７で計測された周期Ｔ（ｎ) の前々回
同様に計測された周期Ｔ（ｎ−２) に対する周期比［Ｔ
（ｎ) ／Ｔ（ｎ−２) ］を算出する。ステップ11では、
前記周期比［Ｔ（ｎ) ／Ｔ（ｎ−２) ］が所定値以上で
あるか否かを判定する。そして、該周期比が所定値以上
と判定された場合は、新たな気筒に対応する基準信号Ｃ
ＡＭが入力されたと判断してステップ13へ進む。即ち、
図５（Ｂ) に示すように、前回の気筒に対応した基準信
号ＣＡＭが１つである場合は、前記周期比［Ｔ（ｎ) ／
Ｔ（ｎ−１) ］では新たな気筒に対応した基準信号ＣＡ
Ｍの入力を判断できないので、前々回の短い周期Ｔ（ｎ
−２) との比で判別する。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３８】ステップ11で前記周期比［Ｔ（ｎ) ／Ｔ
（ｎ−２) ］が所定値未満と判定されたときはステップ
12へ進み、基準信号ＣＡＭの入力数（出力回数) をイン
クリメントする。一方、ステップ13に進むと、現在カウ
ンタにカウントされている基準信号ＣＡＭの入力数（出
力回数) を、最新に判別された気筒の信号パターンＰＴ
Ｎ（ｎ)としてセットする。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３９】ステップ14では、前回ステップ12で同様に
して記憶された１つ前の気筒の信号パターンＰＴＮ（ｎ
−１) と、前記最新に判別された気筒の信号パターンＰ
ＴＮ（ｎ) との組合せが、予め記憶された複数の組合せ
のパターン（＃１→＃３→＃４→＃２の場合、１→３，
３→４，４→２，２→１) の中のいずれかと一致してい
るか否かを判定する。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４０】そして、いずれかのパターンと一致してい
る場合は、気筒に対応した正しい数の基準信号ＣＡＭが
出力されていると判断し、ステップ16でカムセンサ18は
正常であると診断する。また、いずれのパターンとも一
致しない場合は、今回又は前回判別した気筒に対応した
正しい数の基準信号ＣＡＭが出力されていないためであ
り、ステップ15でカムセンサ18に瞬断，ノイズ，歯抜け
等の異常が発生したと診断する。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４１】ステップ17では、カウンタにカウントされ
ている基準信号ＣＡＭの入力数をクリアし、その後ステ
ップ12へ進んで新たに基準信号ＣＡＭの入力数をインク
リメントする。このようにすれば、各気筒に対応する基
準信号ＣＡＭの中の先頭の信号（１つの場合も含む) を
検出した時点が、当該気筒に対応する基準信号ＣＡＭの
カウント開始時期となり、ここからカウントして次の気
筒に対応する基準信号ＣＡＭの中の先頭の信号をカウン
トしたときに、前記当該気筒に対応する信号のカウント
が終了する。例えば、図５（Ａ) の場合で説明すると、
気筒番号＃３に対応する３つの基準信号ＣＡＭの中の先
頭の信号を検出した後、残り２つの基準信号ＣＡＭをカ
ウントした後、次の気筒＃４に対応する４つの基準の信
号ＣＡＭの中の先頭の信号のカウントで終了となり、正
常であればカウント値は３となり、この時点で気筒番号
＃３の気筒が判別される。このようにして判別された前
回の気筒と今回の気筒との組合せのパターンを正常時の
パターンと比較することにより、異常の有無を正確に診
断することができる。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４６】また、ステップ30で読み込んだポジション
信号ＰＯＳのカウント値ＣＰＯＳ（ｎ) をステップ31で
設定値と比較し、一致している場合はステップ33でクラ
ンク角センサ12が正常と診断し、一致しない場合はステ
ップ32でクランク角センサ12に瞬断，ノイズ，歯抜け等
の異常が発生したと診断し、ステップ34でカウント値Ｃ
ＰＯＳ（ｎ) をクリアした後、ステップ29へ進んでポジ
ション信号ＰＯＳの入力数を新たにインクリメントす
る。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正１１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【手続補正１２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定クランク角期間毎に、設定された数の
   エンジン回転に同期した検出信号を出力し、前後する前
   側の所定クランク角期間の最後の検出信号と後側の所定
   クランク角期間の先頭の検出信号との間隔が、同一の所
   定クランク角期間内での連続する検出信号相互の間隔よ
   り長く設定されているクランク角センサの異常を診断す
   る装置において、 前記検出信号の出力間周期を計測する周期計測手段と、 前記周期計測手段で計測される周期の最新値と過去の値
   との比率に基づいて、前記検出信号のカウント開始時期
   を検出するカウント開始時期検出手段と、 前記カウント開始時期検出手段によりカウント開始時期
   が検出される毎に、次のカウント開始時期までの前記検
   出信号の出力回数をカウントするカウント手段と、 前記カウント手段によりカウントされた検出信号の出力
   回数に基づいて、クランク角センサの異常の有無を診断
   する異常診断手段と、 を含んで構成したことを特徴とするクランク角センサの
   診断装置。
2. 【請求項２】前記検出信号は、気筒間の行程位相差に相
   当するクランク角期間毎に、各気筒の行程を判別可能な
   数だけ出力される基準信号を含むことを特徴とする請求
   項１に記載のクランク角センサの診断装置。
3. 【請求項３】前記カウント開始時期検出手段は、前記基
   準信号出力機能の異常診断に際し、該基準信号の出力間
   周期の前回値に対する最新値の比率又は前々回値に対す
   る最新値の比率が所定値以上であるときを、該基準信号
   のカウント開始時期として検出することを特徴とする請
   求項２に記載のクランク角センサの診断装置。
4. 【請求項４】前記異常診断手段は、前記基準信号出力機
   能の異常診断に際し、前記カウント手段でカウントされ
   た基準信号出力回数の最新値と前回値との組合せに基づ
   いて異常の有無を診断することを特徴とする請求項３に
   記載のクランク角センサの診断装置。
5. 【請求項５】前記異常診断手段は、前記基準信号出力機
   能の異常診断に際し、前記カウント手段でカウントされ
   た基準信号出力回数の最新値と、正常時用に設定された
   前回値との組合せに基づいて異常の有無を診断すること
   を特徴とする請求項３に記載のクランク角センサの診断
   装置。
6. 【請求項６】前記検出信号は、気筒間の行程位相差に相
   当するクランク角期間毎に、所定クランク角周期で出力
   される所定角度信号を含むことを特徴とする請求項１〜
   請求項５のいずれか１つに記載のクランク角センサの診
   断装置。
7. 【請求項７】前記カウント開始時期検出手段は、前記所
   定角度信号出力機能の異常診断に際し、該所定角度信号
   の出力間周期の前回値に対する最新値の比率が所定値以
   上であるときを、該所定角度信号のカウント開始時期と
   して検出することを特徴とする請求項６に記載のクラン
   ク角センサの診断装置。
8. 【請求項８】前記異常診断手段は、前記所定角度信号出
   力機能の異常診断に際し、前記カウント手段でカウント
   された所定角度信号出力回数の最新値を、前回値と比較
   して異常の有無を診断することを特徴とする請求項６又
   は請求項７に記載のクランク角センサの診断装置。
9. 【請求項９】クランク角センサは、カム軸の回転に同期
   して気筒間の行程位相差に相当するクランク角期間毎
   に、各気筒の行程を判別可能な数だけ基準信号を出力す
   る第１クランク角センサと、クランク軸の回転に同期し
   て気筒間の行程位相差に相当するクランク角期間毎に、
   所定クランク角周期で所定角度信号を出力する第２クラ
   ンク角センサと、から構成されることを特徴とする請求
   項１〜請求項８のいずれか１つに記載のクランク角セン
   サの診断装置。