JP2013060938A - Engine control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カム軸が開閉する弁の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置を用いたエンジンに適用され、クランク角信号とカム角信号とに基づいて気筒判別を行い、クランク角信号に基づいて1燃焼サイクルにおけるエンジン回転位置をカウントするエンジン制御装置に関する。 The present invention is applied to an engine using a valve timing adjustment device that adjusts the opening / closing timing of a valve that opens and closes a camshaft, performs cylinder discrimination based on a crank angle signal and a cam angle signal, and based on the crank angle signal The present invention relates to an engine control device that counts engine rotation positions in one combustion cycle.
従来、エンジンのクランク軸の回転に伴い所定の角度間隔で発生する信号列中に所定の角度位置を表わす基準位置信号を有するクランク角信号と、エンジンのカム軸の回転に伴って所定の角度位置で発生するカム角信号とに基づいて気筒判別を行い、吸入行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程からなる1燃焼サイクルにおけるエンジン回転位置をクランク角信号に基づいてカウントするエンジン制御装置が知られている。 Conventionally, a crank angle signal having a reference position signal representing a predetermined angular position in a signal train generated at predetermined angular intervals as the crankshaft of the engine rotates, and a predetermined angular position as the camshaft of the engine rotates. There is known an engine control device that performs cylinder discrimination based on the cam angle signal generated at the engine and counts the engine rotation position in one combustion cycle consisting of an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke based on the crank angle signal. ing.
このようなエンジン制御装置において、クランク角信号を検出するクランク角センサの異常等によりクランク角信号に異常が発生すると、カム角信号の発生間隔に基づいて所定の角度間隔で疑似クランク角信号を生成し、疑似クランク角信号に基づいてエンジン回転位置を判定することが公知である(例えば、特許文献1、2参照。)。
In such an engine control device, when an abnormality occurs in the crank angle signal due to an abnormality in the crank angle sensor that detects the crank angle signal, a pseudo crank angle signal is generated at a predetermined angle interval based on the generation interval of the cam angle signal. It is known to determine the engine rotation position based on the pseudo crank angle signal (see, for example,
特許文献1、2では、クランク軸に対するカム軸の回転位相が固定であるから、カム角信号が発生する角度位置は変化しない。したがって、クランク角信号が異常になっても、カム角信号の発生間隔に基づいて生成した疑似クランク角信号とカム角信号の発生角度位置とに基づいてエンジン回転位置を判定できる。これにより、該当する気筒で燃料を燃焼させることが可能である。
In
しかしながら、クランク軸に対するカム軸の回転位相を制御することによりカム軸が開閉する弁の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置を用いるエンジンの場合、カム角信号の発生角度位置は、クランク軸に対するカム軸の回転位相の基準位置である最遅角位置から進角側に可変に制御されている。 However, in the case of an engine that uses a valve timing adjusting device that adjusts the opening / closing timing of a valve that opens and closes the camshaft by controlling the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft, the cam angle signal generation angle position is It is variably controlled from the most retarded position, which is the reference position of the rotational phase of the shaft, to the advance side.
したがって、クランク角信号の異常時にカム角信号の発生間隔から疑似クランク角信号を生成し、カム角信号の発生位置を基準にして疑似クランク角信号をカウントしてエンジン回転位置を判定すると、カム軸が進角している場合にエンジン回転位置がずれるという問題がある。 Therefore, when the crank angle signal is abnormal, a pseudo crank angle signal is generated from the cam angle signal generation interval, and the pseudo crank angle signal is counted based on the cam angle signal generation position to determine the engine rotation position. There is a problem that the engine rotational position shifts when the angle is advanced.
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、バルブタイミング調整装置を用いたエンジンに適用され、クランク角信号の異常時にカム角信号に基づいてエンジン回転位置を判定するエンジン制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is applied to an engine using a valve timing adjusting device, and determines an engine rotation position based on a cam angle signal when a crank angle signal is abnormal. The purpose is to provide.
請求項1から6に記載の発明によると、バルブタイミング調整装置を用いたエンジンに適用され、クランク軸の回転に伴い所定の角度間隔で発生する信号列中に所定の角度位置を表わす基準位置信号を有するクランク角信号と、カム軸の回転に伴って所定の角度位置で発生するカム角信号とに基づいて気筒判別を行い、クランク角信号に基づいて1燃焼サイクルにおけるエンジン回転位置をカウントするエンジン制御装置において、遅角制御手段は、クランク角信号が異常であると異常判定手段が判定すると、バルブタイミング調整装置を制御しクランク軸に対してカム軸を最遅角位置に回転させる。 According to the first to sixth aspects of the present invention, the reference position signal is applied to an engine using the valve timing adjusting device and represents a predetermined angular position in a signal train generated at predetermined angular intervals as the crankshaft rotates. An engine that performs cylinder discrimination based on a crank angle signal having a crank angle signal and a cam angle signal generated at a predetermined angular position as the cam shaft rotates, and counts the engine rotational position in one combustion cycle based on the crank angle signal In the control device, when the abnormality determination means determines that the crank angle signal is abnormal, the retard angle control means controls the valve timing adjusting device to rotate the camshaft to the most retarded angle position with respect to the crankshaft.
尚、1燃焼サイクルは、吸入行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程からなり、クランク軸の2回転、カム軸の1回転の角度に相当する。そして、エンジン回転位置は、1燃焼サイクルの回転角度におけるエンジンの回転位置を表わしており、エンジン回転位置に基づいて各気筒の行程の位置を判定できる。 One combustion cycle includes an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke, and corresponds to an angle of two rotations of the crankshaft and one rotation of the camshaft. The engine rotation position represents the rotation position of the engine at the rotation angle of one combustion cycle, and the stroke position of each cylinder can be determined based on the engine rotation position.
このように、クランク角信号が異常になり、クランク角信号とカム角信号とに基づいてクランク軸に対するカム軸の回転位相を制御できない場合に、クランク軸に対してカム軸を基準位置である最遅角位置に回転させることにより、クランク軸に対するカム軸の回転位相を特定できる。 In this way, when the crank angle signal becomes abnormal and the rotational phase of the cam shaft relative to the crank shaft cannot be controlled based on the crank angle signal and the cam angle signal, the cam shaft is at the reference position relative to the crank shaft. By rotating to the retard position, the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft can be specified.
そして、信号生成手段は、クランク角信号が異常であると異常判定手段が判定する直前におけるカム軸の最遅角位置からの進角量と、カム軸が進角位置から最遅角位置に向けて回転するときの遅角変化量とに基づいて所定の疑似角度間隔で疑似クランク角信号を生成する。 Then, the signal generator means the amount of advance from the most retarded position of the cam shaft immediately before the abnormality judging means determines that the crank angle signal is abnormal, and the cam shaft is directed from the advanced position to the most retarded position. The pseudo crank angle signal is generated at predetermined pseudo angle intervals based on the amount of change in the retard angle during rotation.
このように、クランク角信号が異常であると判定される直前のカム軸の進角量と遅角変化量とに基づいてカム軸が最遅角位置に達するタイミングを判定できるとともにカム角信号の間隔を算出できるので、カム角信号の間隔において所定の疑似角度間隔の疑似クランク角信号を生成する回数を決定できる。 As described above, the timing at which the cam shaft reaches the most retarded position can be determined based on the cam shaft advance angle amount and the retard angle change amount immediately before it is determined that the crank angle signal is abnormal, and the cam angle signal Since the interval can be calculated, it is possible to determine the number of times to generate the pseudo crank angle signal having a predetermined pseudo angle interval in the cam angle signal interval.
そして、回転位置設定手段は、クランク角信号が異常であると異常判定手段が判定する直前の気筒判別情報と進角量とに基づいて疑似クランク角信号のカウント値を設定し、疑似クランク信号に基づいてエンジン回転位置をカウントする。 Then, the rotational position setting means sets the count value of the pseudo crank angle signal based on the cylinder discrimination information and the advance amount immediately before the abnormality determination means determines that the crank angle signal is abnormal, and sets the pseudo crank signal as the pseudo crank signal. Based on this, the engine rotation position is counted.
このように、クランク角信号が異常になる直前の気筒判別情報および進角量に基づいて、エンジン回転位置を表わす疑似クランク角信号のカウント値を設定し、疑似クランク角信号に基づいてエンジン回転位置をカウントするので、カム軸が最遅角位置に回転するまでの間において、クランク軸に対するカム軸の回転位相を考慮してエンジン回転位置を判定できる。 Thus, the count value of the pseudo crank angle signal representing the engine rotational position is set based on the cylinder discrimination information and the advance amount immediately before the crank angle signal becomes abnormal, and the engine rotational position is determined based on the pseudo crank angle signal. Therefore, the engine rotational position can be determined in consideration of the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft until the camshaft rotates to the most retarded position.
これにより、クランク角信号が異常になっても、疑似クランク角信号に基づいて1燃焼サイクルにおけるエンジン回転位置を判定できる。その結果、カム軸が最遅角位置に達するまでの間に、該当する気筒で1燃焼サイクルにおける適切なタイミングで速やかに燃料を噴射して燃焼させることができる。したがって、クランク角信号が異常の場合にもエンジンの運転を継続し車両を走行させることができる。 Thus, even if the crank angle signal becomes abnormal, the engine rotation position in one combustion cycle can be determined based on the pseudo crank angle signal. As a result, before the camshaft reaches the most retarded position, the corresponding cylinder can promptly inject and burn fuel at an appropriate timing in one combustion cycle. Therefore, even when the crank angle signal is abnormal, the engine can be continued to run the vehicle.
請求項2に記載の発明によると、遅角制御手段は、クランク角信号が異常であると異常判定手段が判定すると、バルブタイミング調整装置を制御してカム軸を最遅角位置に保持させる。 According to the second aspect of the present invention, when the abnormality determining means determines that the crank angle signal is abnormal, the retard angle controlling means controls the valve timing adjusting device to hold the camshaft at the most retarded angle position.
クランク軸に対するカム軸の回転位相を最遅角位置に保持することにより、クランク軸に対するカム軸の回転位相を最遅角位置に固定させることができる。これにより、バルブタイミング調整装置が吸気弁のバルブタイミングを調整する場合には、吸気弁と排気弁との開弁期間のオーバーラップを防止し、エンジンの運転を継続できる。 By maintaining the rotational phase of the cam shaft relative to the crankshaft at the most retarded position, the rotational phase of the cam shaft relative to the crankshaft can be fixed at the most retarded position. Thus, when the valve timing adjusting device adjusts the valve timing of the intake valve, it is possible to prevent the valve opening period of the intake valve and the exhaust valve from overlapping and to continue the operation of the engine.
請求項3に記載の発明によると、信号生成手段は、クランク角信号が異常であると異常判定手段が判定する直前におけるカム軸の進角量に基づいて疑似クランク角信号の初回の生成タイミングを決定する。 According to the third aspect of the present invention, the signal generating means determines the initial generation timing of the pseudo crank angle signal based on the advance amount of the cam shaft immediately before the abnormality determining means determines that the crank angle signal is abnormal. decide.
これにより、例えば、カム軸の最遅角位置からの進角量に疑似クランク角信号を生成する疑似角度間隔に満たない端数が生じている場合、この端数分待ち合わせて疑似クランク角信号の生成を開始すれば、疑似クランク角信号の生成タイミングを最遅角位置に一致させることができる。その結果、クランク軸に対するカム軸の回転位相の基準となる最遅角位置を基準としてエンジン回転位置をカウントできる。 Thereby, for example, when a fraction less than the pseudo-angle interval for generating the pseudo crank angle signal is generated in the advance amount from the most retarded position of the cam shaft, the pseudo crank angle signal is generated by waiting for this fraction. If started, the generation timing of the pseudo crank angle signal can be matched with the most retarded position. As a result, the engine rotational position can be counted based on the most retarded angle position, which is the reference for the rotational phase of the camshaft relative to the crankshaft.
請求項4に記載の発明によると、信号生成手段は、カム角信号の角度間隔を時間換算して疑似クランク角信号を生成する時間間隔を算出する。
これにより、カム角信号の時間間隔に基づき、カム角信号の角度間隔に対する比率に応じて、所定の疑似角度間隔になるように疑似クランク角信号を生成する時間間隔を算出できる。
According to the fourth aspect of the present invention, the signal generating means calculates the time interval for generating the pseudo crank angle signal by converting the angle interval of the cam angle signal into a time.
Thus, based on the time interval of the cam angle signal, the time interval for generating the pseudo crank angle signal so as to be a predetermined pseudo angle interval can be calculated according to the ratio of the cam angle signal to the angle interval.
請求項5に記載の発明によると、信号生成手段は、カム角信号を検出する毎に、カム軸の進角量と遅角変化量とに基づいて今回と次回とのカム角信号の角度間隔を算出し、算出したカム角信号の角度間隔に基づいて疑似クランク角信号を生成する。 According to the fifth aspect of the present invention, each time the cam angle signal is detected, the signal generation means detects the angular interval of the cam angle signal between the current time and the next time based on the advance amount and the retard angle change amount of the cam shaft. And a pseudo crank angle signal is generated based on the calculated angular interval of the cam angle signal.
これにより、カム軸が最遅角位置に回転している途中のカム角信号の角度間隔が変化するときにおいて、今回と次回とのカム角信号の角度間隔に基づいて疑似クランク角信号を生成できる。 As a result, when the angular interval of the cam angle signal during the rotation of the cam shaft to the most retarded angle position changes, a pseudo crank angle signal can be generated based on the angular interval of the cam angle signal between the current time and the next time. .
請求項6に記載の発明によると、回転位置設定手段は、カム角信号を検出する毎に、カム角信号を検出するときの気筒判別情報と進角量とに基づいて、疑似クランク角信号のカウント値を設定する。 According to the sixth aspect of the invention, the rotational position setting means detects the pseudo crank angle signal based on the cylinder discrimination information and the advance amount when the cam angle signal is detected every time the cam angle signal is detected. Set the count value.
これにより、カム軸が最遅角位置に向けて回転している途中でカム角信号を検出しクランク軸に対してカム軸が進角していても、そのときの気筒判別情報と進角量とに基づいて、エンジン回転位置を再設定できる。 As a result, even if the cam angle signal is detected while the camshaft is rotating toward the most retarded position and the camshaft is advanced relative to the crankshaft, the cylinder discrimination information and the advancement amount at that time are detected. Based on the above, the engine rotation position can be reset.
尚、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、またはそれらの組合せにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。 The functions of the plurality of means provided in the present invention are realized by hardware resources whose functions are specified by the configuration itself, hardware resources whose functions are specified by a program, or a combination thereof. The functions of the plurality of means are not limited to those realized by hardware resources that are physically independent of each other.
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。図1に、車両に搭載される本実施形態の電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)10を示す。
ECU10は、例えば、3気筒のガソリンエンジン用のインジェクタの噴射制御、点火プラグの点火制御を行うエンジンECUであり、CPU12、ROM14、RAM16、SRAM(スタンバイRAM)18、EEPROM20、入力回路30および出力回路32等から構成されている。さらにECU10は、カム軸50(図2参照)が開閉する弁として吸気弁の開閉タイミングを可変に調整するバルブタイミング調整装置(以下、「VVT装置」とも言う。)40(図2参照)を制御する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an electronic control unit (ECU) 10 of this embodiment mounted on a vehicle.
The ECU 10 is, for example, an engine ECU that performs injection control of an injector for a three-cylinder gasoline engine and ignition control of a spark plug, and includes a
ECU10は、ROM14に記憶されている制御プログラムをCPU12が実行することにより、各種センサが検出するアクセル開度、スロットル開度、車速、クランク角、カム角、イグニションスイッチ等の各種信号を入力回路30を介して入力する。そして、これらセンサの検出信号に基づいて、図示しないインジェクタの噴射制御、点火プラグの点火制御、VVT装置40の位相制御等の制御信号を出力回路32を介して出力する。
The
図2に示すように、VVT装置40は、クランク軸のトルクをカム軸50に伝達するトルク伝達系に設置され、クランク軸に対するカム軸50の回転位相を進角側または遅角側に制御する。ECU10は、OCV(Oil Control Valve)60に供給する電流値をデュ
ーティ制御することにより、油路100を介してVVT装置40の遅角側および進角側の各油圧室と油供給側または油排出側との連通状態を制御し、クランク軸に対するカム軸50の回転位相を制御する。
As shown in FIG. 2, the
ECU10は、クランク軸に対するカム軸50の回転位相を制御することにより、カム軸50に設けられたカム52が吸気弁を開閉する開閉タイミングを調整する。
ECU10の制御プログラムが作業用に使用し、イグニションスイッチがオフされると電力供給が遮断されて記憶データが消失するRAM16と異なり、イグニションスイッチのオン、オフに関わらず、SRAM18にはバッテリから電力が供給される。したがって、SRAM18は、バッテリの交換等により電力供給が遮断されない限り、記憶しているデータを保存する記憶部である。
The
Unlike the
EEPROM20は、書き換え可能な不揮発性の記憶部である。バッテリから電力供給が遮断されても、EEPROM20に記憶されているデータは保存される。
ECU10は、イグニションスイッチをオフして車両の運転を停止しても記憶する必要のあるデータを、SRAM18またはEEPROM20に記憶する。
The
The
(気筒判別)
ECU10は、クランク軸の回転に伴って所定の角度間隔で発生する信号列中に所定の角度位置を表わす基準位置信号を有するクランク角信号と、カム軸50の回転に伴って所定の角度位置で発生するカム角信号とに基づいて、気筒判別を行い、吸入行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程からなる1燃焼サイクルにおけるエンジン回転位置をクランク角信号に基づいて判定する。
(Cylinder discrimination)
The
クランク角信号は、クランク軸に固定されたクランクロータの外周に所定の角度間隔(例えば10°)で形成された歯を、クランク軸の回転に伴って図示しないクランク角センサが検出することにより発生する。 The crank angle signal is generated when a crank angle sensor (not shown) detects teeth formed at a predetermined angular interval (for example, 10 °) on the outer periphery of a crank rotor fixed to the crankshaft as the crankshaft rotates. To do.
尚、クランクロータの外周に形成される歯の間隔は10°に限るものではなく、10°より小さくてもよいし、大きくてもよい。クランクロータの歯列の途中には、1個の歯を挟んで2個の歯が2箇所で連続して欠損した欠歯の連欠け200(図3参照)と、2個の歯が1箇所で欠損した欠歯の単欠け202(図3参照)とが、所定の角度位置として180°反対側に形成されている。連欠け200、単欠け202を検出するときのクランク角信号は、気筒判別および1燃焼サイクルにおけるエンジン回転位置の設定を行うときの基準位置信号になる。
The interval between teeth formed on the outer periphery of the crank rotor is not limited to 10 °, and may be smaller or larger than 10 °. In the middle of the tooth row of the crank rotor, a missing tooth continuous missing piece 200 (see FIG. 3) in which two teeth are continuously missing at two places across one tooth and one tooth at two places. A single missing portion 202 (see FIG. 3) missing in
ECU10は、クランク角信号に基づいて1回転中におけるクランク軸の角度位置を検出するとともに、単位時間当たりのクランク角信号のパルス数を算出することにより、エンジン回転数を検出する。
The
カム軸50は、クランク軸に対して1/2の比率で回転するので、クランク軸が2回転(720°CA)する間に1回転する。カム角信号は、カム軸50に固定されたカムの外周に3気筒エンジンに対応して、所定の角度位置として240°CA(カムロータの角度としては120°)間隔で形成されたカム歯210(図3参照)を、カム軸50の回転に伴って図示しないカム角センサが検出することにより発生する。図3に、実線で示すカム歯210の位置は、クランク軸に対してカム軸50が最遅角位置にあることを表わし、点線で示すカム歯210の位置は、VVT装置40によりクランク軸に対してカム軸50が進角していることを表わしている。
Since the
クランク軸に対してカム軸50の回転位相が最遅角位置に調整されている場合、本実施形態では図3に示すように、カム歯210の30°CA後に各気筒の圧縮TDC(圧縮上死点)に達する構成になっている。VVT装置40によりクランク軸に対するカム軸50の回転位相が調整されると、カム歯210の位置は点線で示すように最遅角位置から進角する。したがって、カム歯210を検出してから(30°CA+進角量)後に圧縮TDCに達する。
When the rotational phase of the
ECU10は、クランク角信号の連欠け200および単欠け202と、カム歯210との組合せにより、カム歯210を検出した次の圧縮TDCが3気筒のうちのどの気筒に相当するかを判定する。連欠け200を検出する角度範囲内でカム歯210を検出すると、次の圧縮TDCは第2気筒であり、単欠け202を検出してからカム歯210を検出すると、次の圧縮TDCは第3気筒であり、連欠け200を検出する角度範囲内でカム歯210を検出しないと、カム歯210を検出したときの次の圧縮TDCは第1気筒である。
The
ECU10は、クランク角信号の連欠け200および単欠け202と、カム歯210との組合せにより気筒を判別すると、図3に示すように、カム歯210を検出する毎に、次の圧縮TDCに該当する気筒を表わす気筒位置情報を気筒判別情報に基づいて更新する。
When the
(エンジン回転位置)
エンジンの始動時には、カム軸の回転位相は最遅角位置に固定されている。したがって、エンジン始動時にカム角信号を検出すると、30°CA後にいずれかの気筒の圧縮TDCに達する。そこで、ECU10は、エンジン始動時に、クランク角信号の連欠け200および単欠け202と、カム歯210との組合せにより気筒を判別すると、カム角信号の検出時において、30°CA後に該当する気筒の圧縮TDCに対応するカウント値になるように基準気筒カウンタのカウント値を設定する。
(Engine rotation position)
At the start of the engine, the rotational phase of the camshaft is fixed at the most retarded position. Therefore, when the cam angle signal is detected at the time of engine start, the compression TDC of any cylinder is reached after 30 ° CA. Therefore, when the
ECU10は、第1気筒の圧縮TDCにおいて0、第2気筒の圧縮TDCにおいて8、第3気筒の圧縮TDCにおいて16になるように、カム角信号の検出時において基準気筒カウンタのカウント値を設定する。つまり、基準気筒カウンタのカウント値は、1燃焼サイクルにおける各気筒の行程位置、つまりエンジン回転位置を表わしている。
The
ECU10は、エンジン始動時に気筒判別を実行して基準気筒カウンタのカウント値を設定すると、10°CA毎に検出されるクランク角信号に基づき、エンジン回転位置をカウントする基準気筒カウンタを30°CA毎に+1カウントアップする。基準気筒カウンタの値が24になるときには、角度の合計が720°CAとなるので、カウント値を0に戻す。
When the
ECU10は、基準気筒カウンタのカウント値に基づいて、インジェクタによる燃料の噴射タイミング、点火プラグによる点火タイミングを、エンジン運転状態に適したタイミングに設定する。
Based on the count value of the reference cylinder counter, the
(回転位置設定処理)
次に、ROM14等に記憶されている制御プログラムをCPU12が実行することにより、ECU10が実行する回転位置設定処理について説明する。
(Rotation position setting process)
Next, the rotational position setting process executed by the
クランク角センサの故障等によりクランク角信号に異常が発生し、図4に示すようにクランク角信号が出力されない場合、クランク軸に対するカム軸50の回転位相が最遅角位置に固定されていれば、240°CAで発生するカム角信号の間隔に基づいて、基準気筒カウンタのカウント間隔と同様に30°CA毎に擬似クランク角信号を生成し、カム歯210の検出タイミングを基準にして基準気筒カウンタのカウント値を設定して、疑似クランク角信号に基づいて基準気筒カウンタをカウントすることはできる。
If an abnormality occurs in the crank angle signal due to a failure of the crank angle sensor and the crank angle signal is not output as shown in FIG. 4, the rotation phase of the
しかし、本実施形態では、VVT装置40によりクランク軸に対するカム軸50の回転位相が可変に調整されているので、カム歯210の検出タイミングを基準にして基準気筒カウンタのカウント値を設定すると、カム軸50の最遅角位置からの進角量分、エンジン回転位置がずれてしまう。このように、進角量分ずれたエンジン回転位置を使用すると、該当気筒において適切なタイミングで燃料を噴射して燃焼させることができない。
However, in this embodiment, since the rotational phase of the
そこで、本実施形態では、クランク軸に対するカム軸50の回転位相をVVT装置40で調整する構成においてクランク角信号に異常が発生した場合でも、図5および図6に示す回転位置設定処理のフローチャートにより、該当気筒において適切なタイミングで燃料を噴射して燃焼させることを実現している。
Therefore, in the present embodiment, even when an abnormality occurs in the crank angle signal in the configuration in which the rotation phase of the
図5は、カム歯210によるカム角信号を検出する毎に実行される処理であり、図6は、クランク角信号の異常時に生成される疑似クランク角信号を検出する毎に実行される処理である。
FIG. 5 is a process executed every time a cam angle signal is detected by the
(カム角信号検出時)
カム角信号を検出すると、図5のS400において、ECU10は、クランク角信号が異常であるか否かを判定する。クランク角信号は、例えば、クランク角信号のレベルが「ロウ」または「ハイ」に固定されている場合、異常と判定される。
(When cam angle signal is detected)
When the cam angle signal is detected, in S400 of FIG. 5, the
クランク角信号が正常の場合(S400:No)、ECU10はクランク角信号とカム角信号とに基づいて次に圧縮TDCを迎える気筒を判別し、この気筒判別情報に基づいて気筒位置情報を更新する(S402)。
When the crank angle signal is normal (S400: No), the
クランク角信号が異常の場合(S400:Yes)、ECU10は、今回カム角信号を検出したときのカム軸50の最遅角位置からの今回推定進角量が0であるか否かを判定する(S404)。ECU10は、クランク角信号が異常であると初回に判定されたときには、クランク角信号が異常であると判定される直前のクランク角信号とカム角信号との位相差に基づいて、クランク軸に対するカム軸50の今回推定進角量を算出する。図4に示すタイムチャートでは、クランク角信号が異常であると初回に判定されたときの今回推定進角量は50°CAになっている。
When the crank angle signal is abnormal (S400: Yes), the
今回推定進角量が0ではない場合(S404:No)、ECU10は、OCV60に供給する電流値をデューティ制御し、カム軸50が最値遅角位置に向けて回転するようにVVT装置40を遅角制御する(S406)。つまり、今回推定進角量が0になりカム軸50が最値遅角位置に達するまで、ECU10はS406の遅角制御を実行する。
When the estimated advance angle amount is not 0 this time (S404: No), the
カム軸50が最遅角位置に達すると、ECU10はカム軸50を最遅角位置に保持する。これにより、排気弁と吸気弁との開弁期間がオーバーラップすることを防止するので、クランク角信号が異常であっても、エンジンの運転を継続し、車両を退避走行させることができる。
When the
次に、カム角信号を検出してから最初に生成する疑似クランク角信号の生成タイミングを設定するために、次式(1)で初回疑似クランク角信号角度(TCAM)を算出し(S408)、S412に処理を移行する。 Next, in order to set the generation timing of the pseudo crank angle signal that is generated first after detecting the cam angle signal, the initial pseudo crank angle signal angle (TCAM) is calculated by the following equation (1) (S408), The process proceeds to S412.
TCAM=(今回推定進角量/30°CA)の余り ・・・(1)
本実施形態では、前述したように疑似クランク角信号の信号間隔を基準気筒カウンタのカウント間隔と同じ30°CAに設定しているので、TCAMは今回推定進角量に対して、30°CAの端数である余りになる。図4に示す例では、今回推定進角量は前述したように50°CAであるから、式(1)から算出されるTCAMは20°CAである。
The remainder of TCAM = (current estimated advance angle / 30 ° CA) (1)
In the present embodiment, as described above, the signal interval of the pseudo crank angle signal is set to 30 ° CA, which is the same as the count interval of the reference cylinder counter, so that TCAM is 30 ° CA with respect to the current estimated advance amount. The remainder is a fraction. In the example shown in FIG. 4, since the estimated advance angle amount is 50 ° CA as described above, the TCAM calculated from the equation (1) is 20 ° CA.
今回推定進角量が0の場合(S404:Yes)、つまりカム軸50が最遅角位置にある場合、ECU10はTCAMに0を設定し(S410)、S412に処理を移行する。
S408またはS410でTCAMが設定されると、ECU10は、タイマ等で測定して時間換算することにより求めた前回と今回とのカム角信号間隔(T)の時間間隔に基づき、30°CA間隔で生成する疑似クランク角信号の時間間隔をカム角信号間隔(T)に対する30°CAの角度比率から算出する。ECU10は、カム角信号間隔(T)を時間換算するために、前回と今回とのカム角信号間隔(T)の時間間隔をタイマ等で常時計測している。
If the estimated advance amount is 0 (S404: Yes), that is, if the
When TCAM is set in S408 or S410, the
さらに、疑似クランク角信号の時間間隔に基づいてTCAMを時間換算し、換算結果を疑似クランク角信号出力用タイマに設定する(S412)。クランク角信号が異常になる直前のカム軸の進角量が保持されていれば、クランク角信号が異常であると初回に判定されたときの前回と今回とのカム角信号間隔(T)は240°CAである。 Further, the TCAM is converted into a time based on the time interval of the pseudo crank angle signal, and the conversion result is set in the pseudo crank angle signal output timer (S412). If the advance amount of the camshaft immediately before the crank angle signal becomes abnormal is held, the cam angle signal interval (T) between the previous time and the current time when the crank angle signal is determined to be abnormal for the first time is 240 ° CA.
疑似クランク角信号出力用タイマに設定されたTCAMの時間が経過すると、カム角信号検出後の初回の疑似クランク角信号が出力される。そして、後述する図6の処理において、初回の疑似クランク角信号に続いて30°CA間隔で疑似クランク角信号が生成され、基準気筒カウンタがカウントされる。 When the TCAM time set in the pseudo crank angle signal output timer elapses, the first pseudo crank angle signal after the cam angle signal is detected is output. Then, in the process of FIG. 6 described later, a pseudo crank angle signal is generated at an interval of 30 ° CA following the first pseudo crank angle signal, and the reference cylinder counter is counted.
このように、今回推定進角量に対して30°CAの端数を考慮して疑似クランク角信号を生成することにより、疑似クランク角信号の生成タイミングが最遅角位置と一致する。これにより、後述する図6の処理において、エンジン回転位置を表わす基準気筒カウンタを最遅角位置を基準にしてカウントできる。 Thus, by generating a pseudo crank angle signal in consideration of a fraction of 30 ° CA with respect to the currently estimated advance amount, the generation timing of the pseudo crank angle signal coincides with the most retarded position. Thereby, in the process of FIG. 6 to be described later, the reference cylinder counter representing the engine rotation position can be counted based on the most retarded position.
そして、ECU10は、現在の気筒位置情報が3以外の1または2であれば(S414:No)、気筒位置情報を+1カウントアップし(S416)、現在の気筒位置情報が3であれば(S414:Yes)、気筒位置情報を1に設定し(S418)、S420に処理を移行する。
If the current cylinder position information is 1 or 2 other than 3 (S414: No), the
カム角信号を今回検出してからカム角信号を次回検出するまでにS406の遅角制御によりカム軸50が遅角側に回転する遅角変化量は、前回と今回とのカム角信号間隔(T)と今回推定進角量とにより決定される。
The delay change amount by which the
そこで、ECU10は、前回と今回とのカム角信号間隔(T)と今回推定進角量とに基づき、次回カム角信号を検出するまでにS406の遅角制御によりカム軸50が遅角側に回転する遅角変化量をマップ等から算出する(S420)。カム軸50が最遅角位置にある場合、遅角変化量は0である。
Therefore, the
図4の例では、次回にカム角信号を検出するときにカム軸50は最遅角位置まで達しているので、遅角変化量は今回推定進角量と同じ50°CAである。
そして、今回のカム角信号を検出してからTCAM経過後に最初に疑似クランク角信号を出力してから、カム軸50を遅角制御している状態で次回カム角信号を検出するまでの間隔である推定カム角信号間隔を次式(2)で算出する(S422)。
In the example of FIG. 4, since the
The interval between the time when the cam angle signal is detected and the pseudo crank angle signal is output for the first time after TCAM elapses until the next cam angle signal is detected while the
推定カム角信号間隔=240°CA+遅角変化量−TCAM ・・・(2)
式(2)で算出する推定カム角信号間隔は、今回カム角信号を検出してから次回カム角信号を検出するまでの間に、S408またはS410で算出したTCAMを除いて疑似クランク角信号を生成する角度間隔を表わしている。
Estimated cam angle signal interval = 240 ° CA + retard angle change amount-TCAM (2)
The estimated cam angle signal interval calculated by the equation (2) is the pseudo crank angle signal excluding the TCAM calculated in S408 or S410 between the detection of the current cam angle signal and the detection of the next cam angle signal. It represents the angular interval to be generated.
図4の例では、遅角変化量は50°CA、TCAMは20°CAであるから、推定カム角信号間隔は270°CAである。また、カム軸50が最遅角位置にある場合、推定カム角信号間隔は240°CAである。
In the example of FIG. 4, the retardation change amount is 50 ° CA and TCAM is 20 ° CA, so the estimated cam angle signal interval is 270 ° CA. When the
ECU10は、今回推定進角量からS420で算出した遅角変化量を減算し、次回にカム角信号を検出して本ルーチンを実行するときに使用する今回推定進角量とする(S424)。図4の例では、次回にカム角信号を検出するときにカム軸50は最遅角位置まで達しているので、S424で算出する今回推定進角量は0°CAである。
The
(疑似クランク角信号検出時)
疑似クランク角信号を検出すると、図6のS430においてECU10は、今回の処理がカム角信号検出後に最初に実行する初回処理であるか否かを判定する。つまり、カム角信号検出後に最初に疑似クランク角信号を検出したか否かを判定する。
(When detecting pseudo crank angle signal)
When the pseudo crank angle signal is detected, the
カム角信号検出後の初回処理ではない場合(S430:No)、ECU10は、基準気筒カウンタを+1カウントアップし(S432)、基準気筒カウンタのカウント値が23を超えると(S434:Yes)、基準気筒カウンタを0に設定し(S436)、S446に処理を移行する。
If it is not the first process after the cam angle signal is detected (S430: No), the
カム角信号検出後の初回処理の場合(S430:Yes)、ECU10は、気筒位置情報に応じて、次式(3)〜(5)により基準気筒カウンタのカウント値を設定する(S440、S442、S444))。尚、式(3)〜(5)において[]はガウス記号であり、記号内の数値を超えない最大の整数を表わす。
In the case of the initial process after the cam angle signal is detected (S430: Yes), the
気筒位置情報=1の場合
基準気筒カウンタ=24−([今回進角量/30°CA]+1) ・・・(3)
気筒位置情報=2の場合
基準気筒カウンタ=8−([今回進角量/30°CA]+1) ・・・(4)
気筒位置情報=3の場合
基準気筒カウンタ=16−([今回進角量/30°CA]+1) ・・・(5)
S440、S442、S444で基準気筒カウンタを設定すると、ECU10は、推定カム角信号間隔が30°CA以上であるか否かを判定する(S446)。推定カム角信号間隔が30°CA未満の場合(S446:No)、ECU10は本処理を終了する。
When cylinder position information = 1 Reference cylinder counter = 24 − ([current advance amount / 30 ° CA] +1) (3)
When cylinder position information = 2 Reference cylinder counter = 8 − ([current advance amount / 30 ° CA] +1) (4)
When cylinder position information = 3 Reference cylinder counter = 16 − ([current advance amount / 30 ° CA] +1) (5)
When the reference cylinder counter is set in S440, S442, and S444, the
推定カム角信号間隔が30°CA以上の場合(S446:Yes)、ECU10は推定カム角信号間隔から30°CAを減算する(S448)。そして、ECU10は、タイマ等で測定して前回と今回とのカム角信号間隔(T)を時間換算することにより、カム角信号間隔(T)に対する30°CAの角度比率に相当する時間を疑似クランク角信号出力用タイマに設定し(S450)、本処理を終了する。
When the estimated cam angle signal interval is 30 ° CA or more (S446: Yes), the
このように、クランク角信号が異常であっても、前回と今回とのカム角信号間隔を時間換算し、カム角信号間隔に対する角度比率に基づいて疑似クランク角信号出力用タイマに30°CAに相当する時間を設定することにより、30°CA毎に疑似クランク角信号を生成できる。 Thus, even if the crank angle signal is abnormal, the cam angle signal interval between the previous time and the current time is converted to time, and the pseudo crank angle signal output timer is set to 30 ° CA based on the angle ratio to the cam angle signal interval. By setting the corresponding time, a pseudo crank angle signal can be generated every 30 ° CA.
図6の処理は疑似クランク角信号を検出する毎に実行され、その都度、ECU10は推定カム角信号間隔から30°CAを減算するので、図5のS422で算出した推定カム角信号間隔の間、30°CA間隔で疑似クランク角信号が生成される。
The process of FIG. 6 is executed every time the pseudo crank angle signal is detected, and each time the
以上説明した上記実施形態では、クランク角信号が異常になる直前の気筒判別情報および今回推定進角量に基づいてエンジン回転位置を表わす基準気筒カウンタのカウント値を設定する。さらに、今回推定進角量に対して疑似クランク角信号の信号間隔である30°CAの端数と次回のカム角信号検出時までのカム軸50の遅角変化量とに基づいて推定カム角信号間隔を算出し、推定カム角信号間隔に基づいて疑似クランク角信号の生成回数を決定している。
In the embodiment described above, the count value of the reference cylinder counter representing the engine rotation position is set based on the cylinder discrimination information immediately before the crank angle signal becomes abnormal and the current estimated advance amount. Further, the estimated cam angle signal is based on the fraction of 30 ° CA, which is the signal interval of the pseudo crank angle signal, with respect to the current estimated advance angle amount and the amount of change in the retard angle of the
これにより、VVT装置40を使用するエンジンにおいてクランク角信号が異常になっても、クランク軸に対するカム軸50の回転位相を考慮し、基準気筒カウンタのカウント値に基づいて1燃焼サイクルにおけるエンジン回転位置を判定できる。その結果、カム軸が最遅角位置に達するまでの間に、該当する気筒で1燃焼サイクルにおける適切なタイミングで速やかに燃料を噴射して燃焼させることができる。したがって、クランク角信号が異常の場合にもエンジンの運転を継続し車両を走行させることができる。
As a result, even if the crank angle signal becomes abnormal in the engine using the
図5の処理において、S400の処理が本発明の異常判定手段が実行する機能に相当し、S406の処理が本発明の遅角制御手段が実行する機能に相当し、S412の処理が本発明の信号生成手段が実行する機能に相当する。 In the process of FIG. 5, the process of S400 corresponds to the function executed by the abnormality determination means of the present invention, the process of S406 corresponds to the function executed by the retard angle control means of the present invention, and the process of S412 corresponds to the function of the present invention. This corresponds to the function executed by the signal generation means.
また、図6の処理において、S430〜S444の処理が本発明の回転位置設定手段が実行する機能に相当し、S446〜S450の処理が本発明の信号生成手段が実行する機能に相当する。 In the processing of FIG. 6, the processing of S430 to S444 corresponds to the function executed by the rotational position setting means of the present invention, and the processing of S446 to S450 corresponds to the function of the signal generation means of the present invention.
また、ECU10は、本発明のエンジン制御装置に相当し、本発明の異常判定手段、遅角制御手段、信号生成手段および回転位置設定手段が実行する機能を実現する。
[他の実施形態]
上記実施形態では、カム角信号を検出して最初に疑似クランク角信号を生成する場合、今回推定進角量に対して、疑似クランク角信号の信号間隔である30°CAの端数であるTCAMだけ待ち合わせて疑似クランク角信号を生成している。
The
[Other Embodiments]
In the above embodiment, when the cam angle signal is detected and the pseudo crank angle signal is first generated, only the TCAM that is a fraction of 30 ° CA that is the signal interval of the pseudo crank angle signal with respect to the currently estimated advance angle amount. A pseudo crank angle signal is generated after waiting.
これに対し、今回推定進角量に30°CAの端数が含まれていても、その端数分待ち合わせずに疑似クランク角信号を生成してもよい。今回推定進角量の端数分、疑似クランク角信号に基づいて判定するエンジン回転位置はずれるが、そのずれは30°CA未満の範囲である。したがって、エンジン回転位置の精度は低下するが、車両を退避走行させることは可能である。 On the other hand, even if the current estimated amount of advancement includes a fraction of 30 ° CA, the pseudo crank angle signal may be generated without waiting for the fraction. The engine rotational position determined based on the pseudo crank angle signal is deviated by a fraction of the estimated advance angle amount this time, but the deviation is in a range of less than 30 ° CA. Therefore, the accuracy of the engine rotation position is lowered, but the vehicle can be retreated.
本発明は、ガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジン等の内燃機関を駆動源とする車両に適用できる。また、エンジンの気筒数は3気筒に限るものではない。
また、上記実施形態では、異常判定手段、遅角制御手段、信号生成手段および回転位置設定手段の機能を、制御プログラムにより機能が特定されるECU10により実現している。これに対し、上記複数の手段の機能の少なくとも一部を、回路構成自体で機能が特定されるハードウェアで実現してもよい。
The present invention can be applied not only to a gasoline engine but also to a vehicle using an internal combustion engine such as a diesel engine as a drive source. Further, the number of cylinders of the engine is not limited to three cylinders.
In the above embodiment, the functions of the abnormality determination unit, the retard angle control unit, the signal generation unit, and the rotational position setting unit are realized by the
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。 As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof.
10:ECU(エンジン制御装置、異常判定手段、遅角制御手段、信号生成手段、回転位置設定手段)、50:カム軸 10: ECU (engine control device, abnormality determination means, retard angle control means, signal generation means, rotational position setting means), 50: camshaft
Claims (6)
前記クランク角信号の異常を判定する異常判定手段と、
前記クランク角信号が異常であると前記異常判定手段が判定すると、前記バルブタイミング調整装置を制御し前記クランク軸に対して前記カム軸を最遅角位置に回転させる遅角制御手段と、
前記クランク角信号が異常であると前記異常判定手段が判定する直前の前記カム軸の前記最遅角位置からの進角量と、前記カム軸が進角位置から前記最遅角位置に向けて回転するときの遅角変化量とに基づいて所定の疑似角度間隔で疑似クランク角信号を生成する信号生成手段と、
前記クランク角信号が異常であると前記異常判定手段が判定する直前の気筒判別情報および前記進角量に基づいて前記疑似クランク角信号のカウント値を設定し、前記疑似クランク角信号に基づいて前記エンジン回転位置をカウントする回転位置設定手段と、
を備えることを特徴とするエンジン制御装置。 This is applied to an engine using a valve timing adjusting device that adjusts the opening / closing timing of a valve that opens and closes the camshaft by controlling the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft, and at predetermined angular intervals as the crankshaft rotates. Cylinder discrimination is performed based on a crank angle signal having a reference position signal representing a predetermined angular position in a generated signal sequence and a cam angle signal generated at a predetermined angular position as the cam shaft rotates. In an engine control device that counts the engine rotation position in one combustion cycle based on a crank angle signal,
Abnormality determining means for determining abnormality of the crank angle signal;
When the abnormality determination means determines that the crank angle signal is abnormal, the angle control means controls the valve timing adjusting device to rotate the camshaft to the most retarded position with respect to the crankshaft;
The advance amount of the cam shaft from the most retarded position immediately before the abnormality determining means determines that the crank angle signal is abnormal, and the cam shaft from the advanced position toward the most retarded position. A signal generating means for generating a pseudo crank angle signal at a predetermined pseudo angle interval based on the amount of change in retardation when rotating;
A count value of the pseudo crank angle signal is set based on the cylinder discrimination information and the advance amount immediately before the abnormality determining means determines that the crank angle signal is abnormal, and the count value of the pseudo crank angle signal is set based on the pseudo crank angle signal. Rotational position setting means for counting the engine rotational position;
An engine control device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011205947A JP2013060938A (en) | 2011-08-23 | 2011-09-21 | Engine control device |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011181646 | 2011-08-23 | ||
JP2011181646 | 2011-08-23 | ||
JP2011205947A JP2013060938A (en) | 2011-08-23 | 2011-09-21 | Engine control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=48185797
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2011205947A Withdrawn JP2013060938A (en) | 2011-08-23 | 2011-09-21 | Engine control device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2013060938A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015048728A (en) * | 2013-08-30 | 2015-03-16 | ダイハツ工業株式会社 | Control device of internal combustion engine |
JP2015098854A (en) * | 2013-11-20 | 2015-05-28 | 株式会社デンソー | Engine control device |
-
2011
- 2011-09-21 JP JP2011205947A patent/JP2013060938A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015048728A (en) * | 2013-08-30 | 2015-03-16 | ダイハツ工業株式会社 | Control device of internal combustion engine |
JP2015098854A (en) * | 2013-11-20 | 2015-05-28 | 株式会社デンソー | Engine control device |
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