エンジン始動できず、クランク角センサー交換
目的 ： 修理・故障・メンテナンス
作業 ： ショップ作業
難易度 ： ★★
中級
作業時間 ： 3時間以内
年末に少し遠くまでランチドライブに行ったとき、食事の後にエンジンがまったくかからなくなってしまいました。元気いっぱいにクランキングはするのに、初爆もなくまったくかかる気配がない状況でした。
いつもの修理工場に連絡は付いたのですが、年末年始のために入庫することができず、一旦自宅に車を運んでもらうことにしました。年が明けた1/10になって、ようやく修理工場に入庫できました。診断機で調べてもらったところ、クランク角センサーのエラーが残っていたため、交換してもらいました。
以下、詳細です。
私のF355は中期のPRのため、制御系は古いMotoronic 2.7です。Motoronic 2.7によるエンジンマネジメントは、左右バンク独立にECUが2つあるという特異な構成です。例えば、エアフローメーターも左右独立に2つ付いていて、バンク毎に独立に制御されています。
フラットプレーンV8は、バンク毎に着目すると各気筒のクランク角も点火順•タイミングも直4エンジンのような構造です。その特徴を使ったちょっと変わった構成なのです。そのため、どこかに異常が起きたとしても、左右のどちらかで初爆くらいはしそうなものなのです。が、それもありませんでしたので、左右バンクに共通して使われている何かに異常が起きたということが強く疑われました。
症状的には、燃料が来ていないか、両バンク共に火が飛んでいないかだと思われます。異常が起きたときに主治医と電話で話ができまして、燃料ポンプのリレーをチェックしたりしましたが、それには異常はありませんでした。燃料ポンプ本体のチェックはできないので、それ以上の追及は諦めました。
その後の年末年始の休みに少し自分で調べてみると、クランク角センサーの異常でエンジンがかからなくなることが、F355で（というかそれくらいの古い車で）しばしばあるとのことです。F355では、進角制御を含む点火タイミングを求めるための角度センサー（位相センサー）が、クランクシャフトに2つ付けられています。それらから正しく信号が得られなくなると、タイミングがわからない必然として、点火できなくなります。同時に燃料もカットされるのかどうかまでは知りませんが、おそらく燃料もカットされます。
そして、クランク角センサーは2つあるのですが、左右バンクそれぞれ用に使われているわけではなく、2つのセンサーを両方使って位相角を求めているようです。それを左右ECU間で信号を伝達して、きっちりタイミングを合わせているようです。そのため、2つのセンサーのどちらかに異常があるだけで、位相角が求められなくなり、両バンクともに動かなくなります。
また、クランク角センサーは、経年劣化してくると熱を受けたときにだけ信号がドロップし（熱膨張で力を受けて断線っぽくなる）、冷めてくると復活することがあるらしいのです。ということで、正月休みに試しにエンジンを掛けてみました。すると、何事もなかったかのようにエンジンがかかりました。
これで、完全に不可逆な壊れ方をしているわけではなく、熱害を受けて一時的に異常となり、冷めると復活するような劣化が起きていることが確定です。クランク角センサーが原因とまでは断定できませんが、疑いは濃厚になりました。
その後に実際に修理工場で診断機で調べてもらったところ、クランク角センサーのエラーが残っていました。ということで、クランク角センサーを2つ交換してもらって、修理は完了です。
なお、燃料ポンプも合わせて軽くチェックしてもらいましたが、おかしくなってくると発生するらしい異音もないそうなので、今回はそのまま何もしないことにしました。
ランチを食べ終えて、さあ帰ろうかとエンジンをかけようとするも、まったくかかりませんでした。保険付帯のロードサービスをお願いして、自宅まで運んでもらいました。
自宅に到着して降ろすところです。できるだけ距離を短くするために、私道にローダーのお尻を入れてもらって降ろしました。
それで、降ろすまでは良かったんですが、ここからがたいへんでした。私ではなくローダーのお兄さんが。ガレージ前は少しだけ勾配があって、わずかながらも入口に段差(1.5cm)もあります。おまけにハンドルを切ったときの抵抗も盛大にあります。息が切れてしまいながら、輪止めを使って休みを入れながら、何とか押してもらってガレージに納めることができました。
これは、クランク角プーリーが取り付けられている部位です。ベルトプーリーに歯のある板が取り付けられていて、その山と谷を金属近接センサーで検出するようになっています。電磁誘導を使って、金属の遠近を非接触に判定するセンサーです。
写真中央に一つと、わかりにくいですが右奥にもう一つ付けられています。
中央のセンサーをアップにしたところです。山谷を作り出す歯の一部に、欠けがあることがはっきりわかります。
F355では、より前の世代の高性能車向けにBoschが使っていた方式と同様に、
・欠けのない全周を一定に区切る歯、
・一周に1ヶ所だけにある突起
とをそれぞれセンサーで検出する方式を採用していると思っていたんですが、どうやら少し違うようです。
これが右奥のセンサーをアップにしたところなのですが、中央のセンサーと同じように、一部に欠けのある同じ歯列を見ていることがわかります。
明らかに同じ被検物を計っていますが、それぞれが独立に位相角を求めているわけではなく、やはり協調利用してセンサー2つで一つの位相角を求めているそうです。工場にあるサービスマニュアルにも、2つのセンサーは協調動作していると書いてあるとのことです。
センサーが読み取る歯としては、現在に続く欠歯ギヤと同様なものを使っているにも関わらず、それよりも前のセンサーを2つ使う方式を併用する過渡的な方式になっているのでしょう。おそらく基本的には、一方で連続した角度変化を求め、他方で欠歯部で原点を求めているのではないかと思われます。CPU能力的な問題もあるのかもしれませんが、かなり冗長な方式なのではないかと思われます。
なお、F355も後期(XR)になってからは、メジャーバージョンが3世代も違うMotoronic 5.2になりまして、クランク角センサーは一つになりました。
関連情報URL : 【パーツレビュー】フェラーリ(純正) クランク角センサー
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コメント (2)
こんばんは。
今更ですが…
クランク角センサーのエラーですが、ダイアグで見るとエンジンが止まっているとエラーコードが出て、掛かっているとエラーコードが出ない癖があるようです。私のも、最近見た別の個体も。
なのでエラー履歴？は半分信じて半分疑って位の付き合い方が良いように思います。
あと、クランクセンサー失陥時のバックUPにフェーズセンサー（ストロークセンサー）も一役買っているらしいです。
試してみたら、回るけどボロボロ言って気持ちいい回り方ではなかったです。とりあえず回って走れる程度かな
エンジンが止まっているだけでエラーコードが出るんですか!‥‥それは何とも‥‥それじゃあ役に立たないですね‥‥。異常時には異常だからこそエンジンがかからない場合が多いでしょうし。
私はてっきり不揮発なログとしてエラーが記録されるものだと思っていたんですが、リアルタイムでのそのときの状態判定をしているに過ぎないんですね。主治医はちゃんと診てくれたんだろうか‥‥355もたくさん整備した経験がある方だとは思うのですが‥‥
その後にエンジンがかからなくなったりはしていないというのと、「温感時に初爆すら起きず不動→冷えると始動可能」という症状が、熱害によるセンサー内部の一時的断線（パルス欠落）の典型パターンに一致するので、クランク角センサーが問題だったということに間違ないのではないかとは思います。
フェーズセンサーによるバックアップって知りませんでした。調べるに、走行中にクランク角センサー異常が起きたような場合に、一定の退避走行を可能にするために、粗いタイミングで（精度不足で細かな進角制御ができない）とりあえずエンジンが回る最低限の固定タイミングで点火タイミングを出すようですね。
勉強になります。
結果、治って良かったと思います。
思うに、原始的なシステムなので回っていないときはパルス計測できない＝エラー判定と考えると納得できる気がします。私が仕事で扱っていたI社トラックでは、パルス電圧がHiまたはLoのどちらで止まっていても基準電圧範囲ならエラーにならないものだったです。
M2.7は止まっているとどうしてもクランクセンサーエラーだけは残りますが回っている状態でダイアグ正常コード4444が出ればOKと判断していました。
加工・制作が得意そうなのでダイアグSWを作ると自身で判断する材料が増えるのではと思います。
ダイアグはリアルタイム判定ですが専用チェッカーだと過去歴も見えるかも知れません。I社トラックでは現在故障と過去故障を見ることができました。
こんな奥深いマニア話ができるお友達が増えるとイイですね。
自己診断をマニュアル起動する手動スイッチを付けると言うことですね。確かに確認できることが増えそうです。いつ押すのか問題はありそうですけども。
改めて少し調べてみましたが、2.7にもバッテリーバックアップされたRAMにエラーコードを記憶する機能は、一応あるようですね。でもかなり限定されたもののようで、今回のクランク角センサーを含めて、できないことが多い（エラーは残らない）ようですね。