JP2002097992A

JP2002097992A - エンジンの気筒判別装置

Info

Publication number: JP2002097992A
Application number: JP2000287495A
Authority: JP
Inventors: Hideji Miyama; 秀司三山
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2000-09-21
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2002-04-05
Anticipated expiration: 2020-09-21
Also published as: JP4443016B2

Abstract

(57)【要約】【課題】クランク角に対応した信号及び気筒判別信号
の何れにノイズ混入や信号瞬断が発生した場合において
も、より確実性の高い気筒を燃料噴射や点火の対象とし
てエンジンの不具合を未然に防止する。【解決手段】気筒判別部５１でクランク角センサ信号
間のカム角センサ信号の個数に応じて気筒判別を行な
い、気筒推定部５２で各気筒の燃焼行程順に基づいて今
回の気筒判別結果から次の気筒を推定する。また、グル
ープ判別部５４でクランク角センサ信号の信号間隔の変
化から気筒グループを判別し、グループ推定部５５で各
気筒の燃焼行程順に基づいて今回のグループ判別結果か
ら次の気筒グループを推定する。そして、気筒判別異常
判定部５３で、気筒判別結果の異常を判定すると共にグ
ループ判別異常判定部５６でグループ判別結果の異常を
判定し、気筒確定部５７で、気筒判別結果の異常の有無
及びグループ判別結果の異常の有無に応じて制御気筒を
確定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、信号へのノイズ混
入や信号瞬断に対しても、より確実性の高い気筒を制御
対象気筒とするエンジンの気筒判別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、多気筒エンジンにおいては、気
筒に対応して点火時期や燃料噴射の制御タイミングを決
定しており、クランク軸に対して設置したセンサからの
クランク角に対応する信号と、カム軸に対して設置した
センサからの気筒判別信号との２系統の信号を処理して
気筒を判別している。この気筒判別に際しては、誤判別
による誤った気筒への燃料噴射や点火を防止する対策が
重要であり、このため、従来から種々の提案がなされて
いる。

【０００３】例えば、特開平１１−３４３９１９号公報
には、各気筒の行程位相差毎の気筒判別信号に基づく前
回の気筒判別結果から今回の気筒判別結果を予測し、予
測した気筒判別結果と気筒判別信号に基づく気筒判別結
果とを比較し、両者が異なるときには、予測した結果を
今回の気筒判別結果とすることで、気筒判別信号にノイ
ズが重畳しても誤った気筒への燃料噴射や点火を回避す
る技術が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
先行技術では、気筒判別信号にノイズが混入した場合に
は、正しい気筒判別を維持できるものの、各気筒の行程
位相差毎に出力される基準信号（クランク角に対応した
信号）にノイズが混入したり、瞬断による基準信号の信
号抜けが発生したような場合には、気筒の推定に誤りを
生じる可能性があり、誤った気筒に対して燃料噴射や点
火を行なう虞がある。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、クランク角に対応した信号及び気筒判別信号の何れ
にノイズ混入や信号瞬断が発生した場合においても、よ
り確実性の高い気筒を燃料噴射や点火の対象としてエン
ジンの不具合を未然に防止することのできるエンジンの
気筒判別装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、エンジンのクランク角に対
応した信号と、該信号間で気筒グループを識別するため
の追加信号とを発生する第１の信号発生手段と、上記第
１の信号発生手段で発生する信号間で、気筒に対応した
気筒判別信号を発生する第２の信号発生手段と、上記第
１の信号発生手段の信号間における上記気筒判別信号の
状態に基づいて気筒を判別する気筒判別手段と、上記エ
ンジンの燃焼行程順に基づいて、上記気筒判別手段で判
別した気筒の次の気筒を推定する気筒推定手段と、上記
第１の信号発生手段で発生する信号の信号間隔の変化に
基づいて上記気筒グループを判別するグループ判別手段
と、上記エンジンの燃焼行程順に基づいて、上記グルー
プ判別手段で判別した気筒グループの次の気筒グループ
を推定するグループ推定手段と、上記気筒推定手段で推
定した前回の気筒推定結果と、上記気筒判別手段で判別
した今回の気筒判別結果とから気筒判別結果の異常を判
定する気筒判別異常判定手段と、上記グループ推定手段
で推定した前回の気筒グループ推定結果と、上記グルー
プ判別手段で判別した今回の気筒グループ判別結果とか
ら気筒グループ判別結果の異常を判定するグループ判別
異常判定手段と、上記気筒判別異常判定手段の判定結果
と上記グループ判別異常判定手段の判定結果とに基づい
て制御対象とする気筒を確定する気筒確定手段とを備え
たことを特徴とする。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記気筒確定手段は、上記グループ判別異
常判定手段の判定結果が正常である場合、上記気筒判別
異常判定手段の判定結果に応じて、上記気筒判別手段で
判別した今回の気筒と上記気筒推定手段で前回推定した
今回の気筒とから制御対象とする気筒を選択的に確定す
ることを特徴とする。

【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１又は請求
項２記載の発明において、上記気筒確定手段は、上記気
筒判別異常判定手段の判定結果と上記グループ判別異常
判定手段の判定結果とが共に異常の場合、或いは上記グ
ループ判別異常判定手段の判定結果が異常の場合、上記
気筒判別手段の判別結果及び上記グループ判別手段の判
別結果を初期化することを特徴とする。

【０００９】請求項４記載の発明は、請求項１，２，３
のいずれか一に記載の発明において、上記気筒確定手段
は、上記気筒判別異常判定手段による判定結果が異常の
場合、異常判定結果が連続して設定回数に達するまでは
上記気筒推定手段で前回推定した今回の気筒を制御対象
とする気筒として確定し、異常判定結果が連続して設定
回数以上となった場合、上記気筒判別手段で判別した今
回の気筒を制御対象とする気筒として確定、或いは上記
気筒判別手段の判別結果及び上記グループ判別手段の判
別結果を初期化することを特徴とする。

【００１０】すなわち、請求項１記載の発明は、エンジ
ンのクランク角に対応した信号と該信号間で気筒グルー
プを識別するための追加信号とからなる信号列の信号間
における気筒判別信号の状態に基づいて気筒を判別し、
判別した気筒の次の気筒をエンジンの燃焼行程順に基づ
いて推定する。また、エンジンのクランク角に対応した
信号と該信号間で気筒グループを識別するための追加信
号とからなる信号列における信号間隔の変化に基づいて
気筒グループを判別し、判別した気筒グループの次の気
筒グループをエンジンの燃焼行程順に基づいて推定す
る。そして、前回の気筒推定結果と今回の気筒判別結果
とから気筒判別結果の異常を判定すると共に、前回の気
筒グループの推定結果と今回の気筒グループの判別結果
とから気筒グループの判別結果の異常を判定し、これら
の判定結果に基づいて制御対象とする気筒を確定する。

【００１１】その際、請求項２記載の発明は、気筒グル
ープの判別結果が正常である場合、気筒判別結果の異常
の有無に応じ、今回判別した気筒と前回推定した今回の
気筒とから制御対象とする気筒を選択的に確定する。

【００１２】請求項３記載の発明は、気筒判別結果とグ
ループ判別結果とが共に異常の場合、或いはグループ判
別結果が異常の場合、気筒判別結果及びグループ判別結
果を初期化する。

【００１３】請求項４記載の発明は、気筒判別結果が異
常の場合、異常が連続して設定回数に達するまでは前回
推定した今回の気筒を制御対象とする気筒として確定
し、異常が連続して設定回数以上となった場合、今回の
気筒を制御対象とする気筒として確定、或いは気筒判別
結果及びグループ判別結果を初期化する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１〜図９は本発明の実施の第１
形態に係わり、図１はエンジン制御系の全体図、図２は
クランクロータとクランク角センサの正面図、図３はカ
ムロータとカム角センサの正面図、図４はクランク角セ
ンサ信号とカム角センサ信号との関係を示すタイムチャ
ート、図５は気筒判別に係わる機能ブロック図、図６は
気筒判別・推定ルーチンのフローチャート、図７はカム
角センサ信号数計測ルーチンのフローチャート、図８は
グループ判別・推定ルーチンのフローチャート、図９は
気筒確定ルーチンのフローチャートである。

【００１５】図１において、符号１はエンジン（図１に
おいては、直列４気筒型自然吸気式エンジン）であり、
このエンジン１のシリンダヘッド２に形成された各吸気
ポート２ａにインテークマニホルド３が連通されてい
る。インテークマニホルド３には、各気筒の吸気通路が
集合するエアチャンバ４を介して吸気管５が連通され、
吸気管５の吸入空気取入れ口側に、エアクリーナ６が取
付けられている。

【００１６】また、吸気管５にはスロットルボディ７が
取付けられ、このスロットルボディ７の吸気通路にスロ
ットル弁８が介装されている。スロットルボディ７に
は、スロットル弁８の上流側と下流側とを連通するバイ
パス通路が形成されており、このバイパス通路に、冷却
水温が低いとき開弁し、エンジン冷態始動時及び暖機運
転中に必要な量の空気をスロットル弁８をバイパスさせ
て燃焼室に供給してファーストアイドル制御を行なうた
めのサーモエアバルブ９が介装されている。

【００１７】また、インテークマニホルド３の各気筒の
各吸気ポート２ａ直上流側にインジェクタ１０が臨まさ
れ、デリバリパイプ１１に連通されている。デリバリパ
イプ１１には、プレッシャレギュレータ１２が取付けら
れており、図示しない燃料ポンプによって燃料供給ライ
ン１３からデリバリパイプ１１内に圧送される燃料がプ
レッシャレギュレータ１２で調圧されて燃料リターンラ
イン１４から燃料タンク１５に戻され、デリバリパイプ
１１内の燃料圧力すなわちインジェクタ１０への燃料供
給圧力が設定圧力に調圧される。

【００１８】燃料タンク１５は、燃料タンク１５内で発
生した蒸発燃料を吸気系にパージするため、その上部か
らパージ通路１６が延出され、万一の車両横転による燃
料漏れを防止するためのロールオーババルブ１７及び２
ウェイバルブ１８を経て活性炭等からなる吸着部を備え
たキャニスタ１９に連通されている。パージ通路１６の
キャニスタ１９下流側は、チェックバルブ２０を介して
スロットルボディ７の吸気通路（スロットル弁８が全閉
状態でスロットル弁８の直下流位置）に連通されてい
る。

【００１９】また、エンジン１のクランク室に連通する
ブローバイガス通路２１がシリンダヘッド２から延出さ
れ、エアクリーナ６の直上流側に連通されている。シリ
ンダヘッド２には、各気筒毎に、その放電電極部を燃焼
室に露呈する点火プラグ２２が配設されている。本形態
のエンジン１では、同一の気筒グループに属する２つの
気筒に対して１つの点火コイルを設置する同時点火方式
を採用しており、＃１，＃４気筒を＃１グループ、＃
２，＃３気筒を＃２グループとして、各グループ毎にイ
グナイタを内蔵する点火コイル２３が備えられ、点火プ
ラグ２２に接続されている。更に、シリンダヘッド２の
各排気ポート２ｂに連通するエグゾーストマニホルド２
４の合流部に、触媒コンバータ２５が介装され、図示し
ない排気管に連通されている。

【００２０】一方、符号５０は、マイクロコンピュータ
等からなる電子制御装置（ＥＣＵ）である。ＥＣＵ５０
は、内部のメモリに記憶されている制御プログラムに従
って、センサ類で検出した運転状態に基づいてインジェ
クタ１０や点火コイル２３に内蔵されるイグナイタ等の
アクチュエータ類に対する制御量を演算し、燃料噴射制
御、点火時期制御等のエンジン制御を行う。

【００２１】ＥＣＵ５０に接続されるセンサ類として
は、エアチャンバ４に、スロットル弁８下流の吸気管圧
力を絶対圧で検出する吸気管圧力センサ３０がフィルタ
３１を介して取付けられ、シリンダヘッド２に設けられ
た冷却水通路２ｃに冷却水温センサ３２が臨まされてい
る。また、触媒コンバータ２５の直上流側には、Ｏ2セ
ンサ３３が配設されている。

【００２２】また、エンジン１のクランク軸１ａに軸着
するクランクロータ３４の外周に、ホール素子等の磁気
センサからなるクランク角センサ３５が対設されてい
る。更に、クランク軸１ａに対して１／２回転するカム
軸１ｂに軸着するカムロータ３６の外周に、ホール素子
等の磁気センサからなるカム角センサ３７が対設されて
いる。尚、クランクロータ３４及びクランク角センサ３
５によって本発明の第１の信号発生手段が構成され、カ
ムロータ３６及びカム角センサ３７によって本発明の第
２の信号発生手段が構成される。

【００２３】クランクロータ３４は、図２に示すよう
に、その外周に２個の凹部３４ａと１個の凹部３４ｂが
形成されている。本形態では、凹部３４ａが各気筒（＃
１，＃４気筒と＃２，＃３気筒）のＢＴＤＣ（圧縮上死
点前）６５°〜ＢＴＤＣ１５°に対応して配設され、凹
部３４ｂが＃１グループ（＃１，＃４気筒）のＡＴＤＣ
（圧縮上死点後）０°〜ＡＴＤＣ２０°に対応して配設
されている。尚、以下、クランク角の表示として、ＢＴ
ＤＣをＢ、ＡＴＤＣをＡで表すと共に角度の単位記号”
°”を省略して略記（例えば、ＢＴＤＣ６５°はＢ６
５、ＡＴＤＣ２０°はＡ２０）する。

【００２４】図３に示すように、カムロータ３６の外周
には、４個の凹部３６ａ、２個の凹部３６ｂ、３個の凹
部３６ｃ、１個の凹部３６ｄが形成されている。本形態
では、４個の凹部３６ａが＃１気筒のＢ２０５〜Ｂ１９
０、Ｂ１７５〜Ｂ１６０、Ｂ１４５〜Ｂ１３０、Ｂ１１
５〜Ｂ１００に対応して配設され、２個の凹部３６ｂが
＃２気筒のＢ１４５〜Ｂ１３０、Ｂ１１５〜Ｂ１００に
対応して配設されている。更に、３個の凹部３６ｃが＃
４気筒のＢ１７５〜Ｂ１６０、Ｂ１４５〜Ｂ１３０、Ｂ
１１５〜Ｂ１００に対応して配設され、１個の凹部３６
ｄが＃３気筒のＢ１１５〜Ｂ１００に対応して配設され
ている。

【００２５】そして、エンジン運転に伴いクランク軸１
ａ及びカム軸１ｂが回転してクランクロータ３４及びカ
ムロータ３６が回転すると、クランクロータ３４の各凹
部３４ａ、３４ｂがクランク角センサ３５で検出され、
カムロータ３６の各凹部３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６
ｄがカム角センサ３７で検出される。本形態では、クラ
ンク角センサ３５でクランクロータ３４の凹部３４ａ、
３４ｂを検出したとき、ハイレベルのパルス信号ＣＲが
出力され、カム角センサ３７でカムロータ３６の凹部３
６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄを検出したとき、ハイレ
ベルのパルス信号ＣＡＭが出力される。

【００２６】すなわち、図４のタイムチャートに示すよ
うに、クランク角センサ３５からは、各気筒のＢ６５〜
Ｂ１５に対応するパルス幅の信号、＃１，＃４気筒のＡ
０〜Ａ２０に対応するパルス幅の信号が出力される。こ
のＡ０〜Ａ２０に対応するパルス幅の信号は、気筒グル
ープを判別するための追加的な信号である。また、カム
角センサ３７からは、＃１気筒のＢ２０５〜Ｂ１９０に
対応するパルス幅、Ｂ１７５〜Ｂ１６０に対応するパル
ス幅、Ｂ１４５〜Ｂ１３０に対応するパルス幅、Ｂ１１
５〜Ｂ１００に対応するパルス幅の４個の信号、＃２気
筒のＢ１４５〜Ｂ１３０に対応するパルス幅、Ｂ１１５
〜Ｂ１００に対応するパルス幅の２個の信号、＃４気筒
のＢ１７５〜Ｂ１６０に対応するパルス幅、Ｂ１４５〜
Ｂ１３０に対応するパルス幅、Ｂ１１５〜Ｂ１００に対
応するパルス幅の３個の信号、＃３気筒のＢ１１５〜Ｂ
１００に対応するパルス幅の１個の信号が出力される。

【００２７】ＥＣＵ５０においては、クランク角センサ
３５から出力されるパルス信号の入力間隔時間に基づい
てエンジン回転数を算出すると共に、クランク角センサ
３５からのパルス信号、及びカム角センサ３７からのパ
ルス信号に基づいて燃料噴射対象気筒や点火対象気筒を
気筒判別し、また、クランク角センサ３５から出力され
るグループ判別用のパルス信号を識別して気筒グループ
を判別する。同時に、気筒判別結果から次の気筒を推定
すると共にグループ判別結果から次の気筒グループを推
定し、気筒判別結果、グループ判別結果、気筒推定結
果、グループ推定結果に基づいて異常の有無を調べ、点
火或いは燃料噴射の制御対象とする気筒（制御気筒）を
確定する。

【００２８】ＥＣＵ５０の気筒判別に係わる機能は、図
５に示すように、気筒判別部（気筒判別手段）５１、気
筒推定部（気筒推定手段）５２、気筒判別異常判定部
（気筒判別異常判定手段）５３、グループ判別部（グル
ープ判別手段）５４、グループ推定部（グループ推定手
段）５５、グループ判別異常判定部（グループ判別異常
判定手段）５６、気筒確定部（気筒確定手段）５７によ
って代表される。

【００２９】気筒判別部５１は、クランク角センサ３５
からのパルス信号の前回の立ち上がりエッジから今回の
立ち上がりエッジまでに入力されるカム角センサ３７か
らのパルス信号の個数をチェックし、その個数に応じて
気筒判別（クランク角を含む）を行なう。すなわち、図
４のタイムチャートに示すように、クランク角センサ３
５からのパルス信号ＣＲの前回の立ち上がりエッジから
今回の立ち上がりエッジまでに入力されるカム角センサ
３７からのパルス信号ＣＡＭの個数を調べることによ
り、今回入力されたクランク角センサ３５のパルス信号
ＣＲの立ち上がりエッジが何れの気筒のＢ６５に対応す
る立ち上がりエッジであるかを識別することができ、以
下に示すように気筒判別結果を得る。ＣＡＭ判別気筒及びクランク角１個＃３気筒のＢ６５２個＃２気筒のＢ６５３個＃４気筒のＢ６５４個＃１気筒のＢ６５

【００３０】気筒推定部５２は、各気筒の燃焼行程順に
基づいて、今回の気筒判別結果から次の気筒を推定す
る。本形態においては、各気筒の燃焼行程順は、以下の
示す順であり、従って、今回判別した気筒が＃１気筒で
ある場合には次の気筒は＃３気筒、今回判別した気筒が
＃３気筒である場合には次の気筒は＃４気筒、今回判別
した気筒が＃４気筒である場合には次の気筒は＃２気
筒、今回判別した気筒が＃２気筒である場合には次の気
筒は＃１気筒であると推定する。

【００３１】また、気筒判別異常判定部５３は、前回の
気筒推定結果と今回の気筒判別結果とを比較し、異常の
有無を判定する。すなわち、前回の気筒推定結果と今回
の気筒判別結果とが一致している場合、気筒判別は正常
であると判定し、両者が一致しない場合には、ノイズの
混入によってカム角センサ３７の入力信号数を誤計数す
る等して前回或いは今回の気筒判別に誤判別を生じ、気
筒判別結果が異常であると判定する。

【００３２】グループ判別部５４は、クランク角センサ
３５から出力されるパルス信号間隔の変化から追加的な
グループ判別用のパルス信号を識別し、気筒グループ
（クランク角を含む）を判別する。図４のタイムチャー
トに示すように、グループ判別用のパルス信号は、＃１
グループ（＃１，＃４気筒）のＡ０〜Ａ２０に対応して
出力されるため、パルス信号間隔として、前前回の入力
信号の立ち下がりエッジから前回の入力信号の立ち下が
りエッジまでの間隔と、前回の入力信号の立ち下がりエ
ッジから今回の入力信号の立ち下がりエッジまでの間隔
とを比較することにより、通常のＢ６５〜Ｂ１５のパル
ス信号と、グループ判別用のＡ０〜Ａ２０のパルス信号
とを識別することができる。すなわち、クランク角セン
サ３５の信号の立ち下がりエッジは、＃１グループ（＃
１，＃４気筒）のＢ１５，Ａ２０、＃２グループ（＃
２，＃３気筒）のＢ１５の３種類であり、エッジ間隔が
急激に広がった場合には＃２グループのＢ１５に対応す
る立ち下がりエッジ、エッジ間隔が急激に小さくなった
場合には＃１グループのＡ２０に対応する立ち下がりエ
ッジ、それ以外では＃１グループのＢ１５に対応する立
ち下がりエッジであると識別する。

【００３３】グループ推定部５５は、気筒推定部５２と
同様、各気筒の燃焼行程順に基づいて、今回のグループ
判別結果から次の気筒グループを推定する。すなわち、
図４のタイムチャートから明らかなように、クランク角
センサ３５の信号の立ち下がりエッジに着目すると、気
筒グループ順は、以下の順であり、今回判別した気筒グ
ループが＃１グループのＡ２０である場合には次の気筒
グループは＃２グループのＢ１５、今回判別した気筒グ
ループが＃２グループのＢ１５である場合には次の気筒
グループは＃１グループのＢ１５、今回判別した気筒グ
ループが＃１グループのＢ１５である場合には次の気筒
グループは同じグループ（＃１グループ）のＡ２０であ
ると推定する。

【００３４】グループ判別異常判定部５６は、前回のグ
ループ推定結果と今回のグループ判別結果とを比較し、
異常の有無を判定する。すなわち、前回のグループ推定
結果と今回のグループ判別結果とが一致している場合、
グループ判別は正常であると判定し、両者が一致しない
場合には、クランク角センサ３５からの信号にノイズ等
が混入して前回或いは今回のグループ判別に誤判別を生
じ、グループ判別結果が異常であると判定する。

【００３５】気筒確定部５７は、気筒判別異常判定部５
３からの気筒判別における異常の有無、グループ判別異
常判定部５６からのグループ判別における異常の有無に
応じ、気筒判別部５１による気筒判別結果、気筒推定部
５２による気筒推定結果、グループ判別部５４によるグ
ループ判別結果、グループ推定部５５によるグループ推
定結果に基づいて制御気筒を確定する。本形態において
は、同一の気筒グループに属する２つの気筒に対して１
つの点火コイルを設置する同時点火方式を採用している
ため、気筒グループの判別が正しく行なわれていれば、
誤った気筒に対して点火を行なうことはなく、万一、誤
った気筒に対して燃料噴射を行なってもトルクショック
や応答性の悪化を招くものの、エンジン１に重大な不具
合を招くことはない。

【００３６】従って、気筒判別結果及びグループ判別結
果が正常である場合には、気筒判別部５１で判別された
気筒を制御気筒とするが、グループ判別結果のみが正常
で気筒判別結果が異常である場合には、気筒推定部５２
で推定した気筒に対して燃料噴射を行なうと共に、グル
ープ判別部５４で判別した気筒グループに対して点火を
行なう。また、気筒判別結果が設定回数（例えば、３
回）連続して異常の場合、或いは、グループ判別結果が
異常の場合には、一旦、気筒判別及びグループ判別の判
定を取り消して点火及び燃料噴射を休止すると共に、気
筒判別部５１、グループ判別部５４に指示し、次からの
クランク角センサ３５及びカム角センサ３７からの信号
に基づいて新たに気筒判別及びグループ判別をやり直さ
せる。

【００３７】以下、ＥＣＵ５０によって実行される気筒
確定に係る処理について、図６〜図９に示すフローチャ
ートを用いて説明する。

【００３８】図６は、システムイニシャライズ後、クラ
ンク角センサ３５から出力されるパルス信号ＣＲの立ち
上がりエッジで割込み実行される気筒判別・推定ルーチ
ンであり、先ず、ステップＳ００１でカウント値ＣＡＭ
ＣＮＴが１であるか否かを調べる。このカウント値ＣＡ
ＭＣＮＴは、カム角センサ３７からの信号ＣＡＭの入力
数を計数するものであり、カム角センサ３７からの信号
入力毎に割込み実行される図７のカム角センサ信号数計
測ルーチンによってカウントアップされる。すなわち、
カム角センサ３７からの信号入力毎に、カム角センサ信
号数計測ルーチンのステップＳ０１５でカウント値ＣＡ
ＭＣＮＴをカウントアップして（ＣＡＭＣＮＴ←ＣＡＭ
ＣＮＴ＋１）ルーチンを抜ける処理が繰り返される。

【００３９】尚、カウント値ＣＡＭＣＮＴは、後述する
ように、気筒判別・推定ルーチンにおいて、１回の気筒
判別・気筒推定が終了する毎に０にクリアされる。すな
わち、カウント値ＣＡＭＣＮＴは、クランク角センサ３
５から出力されるパルス信号ＣＲの立ち上がりエッジ間
でカウントされ、１回の気筒判別・推定毎にクリアされ
る。

【００４０】そして、気筒判別ルーチンのステップＳ０
０１において、カウント値ＣＡＭＣＮＴの値がＣＡＭＣ
ＮＴ＝１の場合には、ステップＳ００５へ進み、今回の
入力信号の立ち上がりエッジは、＃３気筒のＢ６５に対
応する立ち上がりエッジであると判定する。次に、ステ
ップＳ００６へ進み、今回の気筒判別結果（＃３気筒）
に基づいて次の気筒を＃４気筒と推定する。次回気筒の
推定は、以下に示すように、今回判別した気筒に対する
次の気筒を、燃焼行程順に基づいて予めテーブルに格納
しておき、このテーブルを参照して次の気筒を推定す
る。そして、ステップＳ０１３へ進んで、次回の判定の
ためにカウント値ＣＡＭＣＮＴを０に初期化し（ＣＡＭ
ＣＮＴ←０）、ルーチンを抜ける。

【００４１】また、ステップＳ００１において、ＣＡＭ
ＣＮＴ≠１の場合には、ステップＳ００１からステップ
Ｓ００２へ進み、カウント値ＣＡＭＣＮＴが２か否かを
調べる。その結果、ＣＡＭＣＮＴ≠２の場合にはステッ
プＳ００３へ進み、ＣＡＭＣＮＴ＝２の場合、ステップ
Ｓ００７へ進んで、今回の入力信号の立ち上がりエッジ
は＃２気筒のＢ６５に対応する立ち上がりエッジである
と判別し、ステップＳ００８で、今回の気筒判別結果で
ある＃２気筒に基づいてテーブルを参照して、次の気筒
を＃１気筒と推定する。そして、前述のステップＳ０１
３でカウント値ＣＡＭＣＮＴを初期化してルーチンを抜
ける。

【００４２】一方、ＣＡＭＣＮＴ≠２でステップ００３
へ進んだ場合には、ステップＳ００３でカウント値ＣＡ
ＭＣＮＴが３か否かを調べる。そして、ＣＡＭＣＮＴ＝
３の場合、ステップＳ００９へ進んで、今回の入力信号
の立ち上がりエッジは＃４気筒のＢ６５に対応する立ち
上がりエッジであると判別し、ステップＳ０１０で、今
回の気筒判別結果である＃４気筒に基づいてテーブルを
参照して次の気筒を＃２気筒と推定する。そして、前述
のステップＳ０１３でカウント値ＣＡＭＣＮＴを初期化
してルーチンを抜ける。

【００４３】また、ステップＳ００３においてＣＡＭＣ
ＮＴ≠３の場合には、ステップＳ００４へ進み、カウン
ト値ＣＡＭＣＮＴが４か否かを調べる。そして、ＣＡＭ
ＣＮＴ≠４の場合、そのままステップＳ０１３へ進んで
カウント値ＣＡＭＣＮＴを初期化してルーチンを抜け、
ＣＡＭＣＮＴ＝４の場合、ステップＳ０１１で、今回の
入力信号の立ち上がりエッジは＃１気筒のＢ６５に対応
する立ち上がりエッジであると判別し、ステップＳ０１
２で、今回の気筒判別結果である＃１気筒に基づいてテ
ーブルを参照して次の気筒を＃３気筒と推定する。そし
て、前述のステップＳ０１３でカウント値ＣＡＭＣＮＴ
を初期化してルーチンを抜ける。

【００４４】次に、クランク角センサ３５から出力され
るパルス信号ＣＲの立ち下がりエッジで図８のグループ
判別・推定ルーチンが割込み実行される。このルーチン
では、先ず、ステップＳ１０１で、前前回のクランク角
センサ３５の信号の立ち下がりエッジから前回のクラン
ク角センサ３５の信号の立ち下がりエッジまでの間隔Ｔ
ｏｌｄと、前回のクランク角センサ３５の信号の立ち下
がりエッジから今回のクランク角センサ３５の信号の立
ち下がりエッジまでの間隔Ｔｎｅｗとの比率Ｔｏｌｄ／
Ｔｎｅｗを定数Ｋ１と比較する。

【００４５】定数Ｋ１は、クランク角センサ３５から出
力されるパルス信号列におけるグループ判別用の信号か
ら通常の信号への移行を識別するための判定閾値であ
る。すなわち、＃１グループ（＃１，＃４気筒）のＢ１
５に対応する信号の立ち下がりエッジからＡ２０に対応
する信号の立ち下がりエッジまでの間隔Ｐ１と、＃１グ
ループ（＃１，＃４気筒）のＡ２０に対応する信号の立
ち下がりエッジから＃２グループ（＃２，＃３気筒）の
Ｂ１５に対応する信号の立ち下がりエッジまでの間隔Ｐ
２との比率Ｐ１／Ｐ２を、クランクロータ３４の寸法バ
ラツキや取付け誤差、クランク角センサ３５の特性バラ
ツキ等を考慮して予めシミュレーション或いは実験等に
よって求め、判定のための若干の余裕を設けて定数Ｋ１
としてＥＣＵ５０のメモリにストアしておく。

【００４６】その結果、Ｔｏｌｄ／Ｔｎｅｗ＜Ｋ１の場
合、すなわちクランク角センサ３５の信号間隔が急激に
広がった場合には、ステップＳ１０１からステップＳ１
０２へ進んで、今回のクランク角センサ３５の信号入力
は、＃２グループ（＃２，＃３気筒）のＢ１５の立ち下
がりエッジであると判定する。そして、ステップＳ１０
３へ進み、今回の気筒グループの判別結果である＃２グ
ループのＢ１５に基づいてテーブルを参照し、次の気筒
グループに対応するクランク角センサ３５の信号の立ち
下がりエッジは、＃１グループ（＃１，＃４気筒）のＢ
１５であると推定してルーチンを抜ける。テーブルに
は、以下に示すように、今回判別した気筒グループに対
する次の気筒グループが燃焼行程順に基づいて予め格納
されており、このテーブルを参照して次回気筒グループ
を推定する。

【００４７】一方、ステップＳ１０１において、Ｔｏｌ
ｄ／Ｔｎｅｗ≧Ｋ１の場合には、ステップＳ１０１から
１０４へ進み、比率Ｔｏｌｄ／Ｔｎｅｗを予め設定され
た定数Ｋ２と比較する。定数Ｋ２は、定数Ｋ１に対し、
クランク角センサ３５から出力されるパルス信号列にお
ける通常の信号からグループ判別用の信号への移行を識
別するための判定閾値である。すなわち、＃２グループ
（＃２，＃３気筒）のＢ１５に対応する信号の立ち下が
りエッジから＃１グループ（＃１，＃４気筒）のＢ１５
に対応する信号の立ち下がりエッジまでの間隔Ｐ３と、
＃１グループ（＃１，＃４気筒）のＢ１５に対応する信
号の立ち下がりエッジからＡ２０に対応する信号の立ち
下がりエッジまでの間隔Ｐ１との比率Ｐ３／Ｐ１を、ク
ランクロータ３４の寸法バラツキや取付け誤差、クラン
ク角センサ３５の特性バラツキ等を考慮して予めシミュ
レーション或いは実験等によって求め、判定のための若
干の余裕を設けて定数Ｋ２としてＥＣＵ５０のメモリに
ストアしておく。

【００４８】そして、Ｔｏｌｄ／Ｔｎｅｗ＞Ｋ２の場
合、すなわち、クランク角センサ３５の信号エッジ間隔
が急激に小さくなった場合には、ステップＳ１０４から
ステップＳ１０５へ進み、今回のクランク角センサ３５
の信号入力は、＃１グループのＡ２０の立ち下がりエッ
ジであると判定する。そして、ステップＳ１０６で、今
回の気筒グループの判別結果である＃１グループのＡ２
０に基づいてテーブルを参照し、次の気筒グループに対
応するクランク角センサ３５の信号の立ち下がりエッジ
は＃２グループのＢ１５であると推定してルーチンを抜
ける。

【００４９】また、ステップＳ１０４において、Ｔｏｌ
ｄ／Ｔｎｅｗ≦Ｋ２の場合、すなわち、Ｋ１≦Ｔｏｌｄ
／Ｔｎｅｗ≦Ｋ２の場合には、ステップＳ１０７へ進
み、今回のクランク角センサ３５の信号入力は、＃１グ
ループのＢ１５の立ち下がりエッジであると判定する。
そして、ステップＳ１０８で、今回の気筒グループの判
別結果である＃１グループのＢ１５に基づいてテーブル
を参照し、次の気筒グループに対応するクランク角セン
サ３５の信号の立ち下がりエッジは、＃１グループのＡ
２０であると推定してルーチンを抜ける。

【００５０】以上の気筒判別及び推定結果、気筒グルー
プ判別及び推定結果は、所定の制御タイミング毎に実行
される図９の気筒確定ルーチンで参照される。このルー
チンでは、先ず、ステップＳ２０１で、最新の気筒グル
ープの判別結果と、この気筒グループを先のタイミング
で推定した推定結果とを比較し、両者が一致するか否か
を調べる。

【００５１】その結果、気筒グループの判別結果と推定
結果とが一致せず、グループ判別結果が異常であると判
断される場合には、ステップＳ２０２へ進んで、気筒判
別及びグループ判別の判別結果を初期化して一旦判定を
取り消し、ルーチンを抜ける。これにより、点火、燃料
噴射を休止すると共に、次のクランク角センサ３５及び
カム角センサ３７からの入力に基づいて新たに気筒判別
及びグループ判別をやり直す。

【００５２】また、気筒グループの判別結果と推定結果
とが一致する場合には、ステップＳ２０１からステップ
Ｓ２０３へ進み、最新の気筒判別結果と、この気筒を先
のタイミングで推定した推定結果とを比較し、両者が一
致するか否かを調べる。そして、気筒の判別結果と推定
結果とが一致して正常に気筒判別が行われている場合に
は、ステップＳ２０７で、気筒判別結果が連続して異常
と判断される毎にカウントアップされるカウント値ＣＹ
ＬＣＨＫＣＮＴを０にクリアし（ＣＬＹＣＨＫＣＮＴ←
０）、ステップＳ２０８で、判別気筒を制御気筒として
確定し、ルーチンを抜ける。

【００５３】一方、ステップＳ２０３において、気筒の
判別結果と推定結果とが一致せず、気筒判別結果が異常
であると判断される場合には、ステップＳ２０４でカウ
ント値ＣＹＬＣＨＫＣＮＴが３以上か否か、すなわち３
回以上連続して気筒判別結果が異常となっているか否か
を調べる。そして、ＣＹＬＣＨＫＣＮＴ≧３の場合、ス
テップＳ２０４から前述のステップＳ２０２へ進んで気
筒判別及びグループ判別の判別結果を初期化してルーチ
ンを抜ける。

【００５４】また、ＣＬＹＣＨＫＣＮＴ＜３の場合、ス
テップＳ２０４からステップＳ２０５へ進んでカウント
値ＣＬＹＣＨＫＣＮＴをカウントアップし（ＣＬＹＣＨ
ＫＣＮＴ←ＣＬＹＣＨＫＣＮＴ＋１）、ステップＳ２０
６で、推定した気筒を制御気筒として確定し、ルーチン
を抜ける。

【００５５】尚、気筒判別結果が３回以上連続して異常
となった場合において、気筒判別結果の方が気筒推定結
果よりも確実性が高いと判断される場合には、図９に破
線で示すように、ステップＳ２０４からステップＳ２０
７へ進み、気筒判別が正常の場合と同様、ステップＳ２
０８で判別気筒を制御気筒として確定する。

【００５６】すなわち、気筒判別とグループ判別とを互
いに独立して行ない、それぞれの判別結果の異常の有無
を調べることで、クランク角センサ３５の信号やカム角
センサ３７の信号にノイズが混入したり、信号の瞬断が
発生した場合においても、気筒判別結果及びグループ判
別結果の正当性を総合的に判断することができ、より確
実性の高い気筒を制御気筒とすることができる。

【００５７】また、同時点火方式を採用する本形態のエ
ンジン１に対しては、影響の大きいグループ判別結果を
常にチェックし、グループ判別結果が異常と判断される
ときには、気筒判別及びグループ判別をやり直すので、
確実にエンジン１の不具合発生を防止することができ
る。

【００５８】図１０は本発明の実施の第２形態に係わ
り、気筒確定ルーチンのフローチャートである。

【００５９】第２形態は、前述の第１形態に対し、気筒
毎に点火コイルを設置して気筒毎に点火を行なう方式
や、ディストリビュータによって点火配電を行なう方式
に対応するものである。すなわち、気筒毎に点火コイル
を設置して気筒毎に点火を行なう方式のエンジンでは、
気筒グループの判別情報のみでは正しい気筒に点火を行
なうことができず、また、ディストリビュータによって
点火配電を行なう方式のエンジンでは点火気筒を確定す
る必要がなく、誤った気筒に対して点火を行なう虞がな
い。

【００６０】このため、第２形態では、気筒確定部５７
の機能を若干変更し、気筒判別結果が正常であれば、グ
ループ判別結果を調べることなく判別気筒を制御気筒と
して確定する。すなわち、図１０に示す気筒確定ルーチ
ンにおいて、先ず、ステップＳ３０１で気筒判別結果が
異常か否かを調べ、気筒判別結果が正常である場合に
は、ステップＳ３０２で判別気筒を制御気筒として確定
してルーチンを抜ける。

【００６１】一方、ステップＳ３０１において、気筒判
別結果が異常である場合には、ステップＳ３０３へ進ん
で、更にグループ判別結果が異常か否かを調べる。そし
て、グループ判別結果が異常である場合、すなわち気筒
判別結果とグループ判別結果の双方が異常である場合に
は、ステップＳ３０３からステップＳ３０５へ進んで気
筒判別結果及びグループ判別の判別結果を全て初期化し
てルーチンを抜ける。これにより、点火、燃料噴射を休
止すると共に、次のクランク角センサ３５及びカム角セ
ンサ３７からの入力に基づいて新たに気筒判別及びグル
ープ判別をやり直す。

【００６２】また、ステップＳ３０３において、グルー
プ判別結果が正常である場合、すなわち気筒判別結果は
異常であるもののグループ判別結果は正常である場合に
は、カム角センサ３７の信号へのノイズ混入或いはカム
角センサ３７の信号の瞬断が発生して気筒判別が異常に
なったと考えられるため、ステップＳ３０４へ進み、前
回の気筒判別結果から推定された推定された推定気筒を
制御気筒として確定し、ルーチンを抜ける。

【００６３】第２形態においては、前述の第１形態に対
し、不必要な気筒判別のやり直しを抑制することがで
き、判別のやり直しの期間、燃料噴射や点火が停止する
ことによるトルクショックの発生を必要最小限に抑える
ことができる。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ク
ランク角に対応した信号及び気筒判別信号の何れにノイ
ズ混入や信号瞬断が発生した場合においても、より確実
性の高い気筒を燃料噴射や点火の対象気筒としてエンジ
ンの不具合を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係わり、エンジン制
御系の全体図

【図２】同上、クランクロータとクランク角センサの正
面図

【図３】同上、カムロータとカム角センサの正面図

【図４】同上、クランク角センサ信号とカム角センサ信
号との関係を示すタイムチャート

【図５】同上、気筒判別に係わる機能ブロック図

【図６】同上、気筒判別・推定ルーチンのフローチャー
ト

【図７】同上、カム角センサ信号数計測ルーチンのフロ
ーチャート

【図８】同上、グループ判別・推定ルーチンのフローチ
ャート

【図９】同上、気筒確定ルーチンのフローチャート

【図１０】本発明の実施の第２形態に係わり、気筒確定
ルーチンのフローチャート

【符号の説明】

１エンジン３４クランクロータ（第１の信号発生手段）３５クランク角センサ（第１の信号発生手段）３６カムロータ（第２の信号発生手段）３７カム角センサ（第２の信号発生手段）５０電子制御装置（気筒判別手段、気筒推定手段、グ
ループ判別手段、グループ推定手段、気筒判別異常判定
手段、グループ判別異常判定手段、気筒確定手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンのクランク角に対応した信号
と、該信号間で気筒グループを識別するための追加信号
とを発生する第１の信号発生手段と、上記第１の信号発生手段で発生する信号間で、気筒に対
応した気筒判別信号を発生する第２の信号発生手段と、上記第１信号発生手段の信号間における上記気筒判別信
号の状態に基づいて気筒を判別する気筒判別手段と、上記エンジンの燃焼行程順に基づいて、上記気筒判別手
段で判別した気筒の次の気筒を推定する気筒推定手段
と、上記第１の信号発生手段で発生する信号の信号間隔の変
化に基づいて上記気筒グループを判別するグループ判別
手段と、上記エンジンの燃焼行程順に基づいて、上記グループ判
別手段で判別した気筒グループの次の気筒グループを推
定するグループ推定手段と、上記気筒推定手段で推定した前回の気筒推定結果と、上
記気筒判別手段で判別した今回の気筒判別結果とから気
筒判別結果の異常を判定する気筒判別異常判定手段と、上記グループ推定手段で推定した前回の気筒グループ推
定結果と、上記グループ判別手段で判別した今回の気筒
グループ判別結果とから気筒グループ判別結果の異常を
判定するグループ判別異常判定手段と、上記気筒判別異常判定手段の判定結果と上記グループ判
別異常判定手段の判定結果とに基づいて制御対象とする
気筒を確定する気筒確定手段とを備えたことを特徴とす
るエンジンの気筒判別装置。
【請求項２】上記気筒確定手段は、上記グループ判別異常判定手段の判定結果が正常である
場合、上記気筒判別異常判定手段の判定結果に応じて、
上記気筒判別手段で判別した今回の気筒と上記気筒推定
手段で前回推定した今回の気筒とから制御対象とする気
筒を選択的に確定することを特徴とする請求項１記載の
エンジンの気筒判別装置。
【請求項３】上記気筒確定手段は、上記気筒判別異常判定手段の判定結果と上記グループ判
別異常判定手段の判定結果とが共に異常の場合、或いは
上記グループ判別異常判定手段の判定結果が異常の場
合、上記気筒判別手段の判別結果及び上記グループ判別
手段の判別結果を初期化することを特徴とする請求項１
又は請求項２記載のエンジンの気筒判別装置。
【請求項４】上記気筒確定手段は、上記気筒判別異常判定手段による判定結果が異常の場
合、異常判定結果が連続して設定回数に達するまでは上
記気筒推定手段で前回推定した今回の気筒を制御対象と
する気筒として確定し、異常判定結果が連続して設定回
数以上となった場合、上記気筒判別手段で判別した今回
の気筒を制御対象とする気筒として確定、或いは上記気
筒判別手段の判別結果及び上記グループ判別手段の判別
結果を初期化することを特徴とする請求項１，２，３の
いずれか一に記載のエンジンの気筒判別装置。