JP2003003902A - エンジンの気筒判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】カムセンサのみの信号に基づく気筒判別時に、
ノイズ混入による誤判別を防止する。 【解決手段】クランク角センサが故障してカムセンサの
みの信号に基づく気筒判別のバックアップ制御時で、非
始動時に気筒判別されたタイミングで気筒判別間周期の
前回算出値と今回算出値との周期比をしきい値と比較し
（Ｓ７１〜Ｓ７６）、しきい値より小さいときにノイズ
が混入して気筒が誤判別されたとして、該判別結果をキ
ャンセルする（Ｓ７７）。

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気筒判別
装置に関し、異常時等に対応した気筒判別装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の気筒判別装置としては、クランク
角センサからの基準クランク角信号の出力間でカムセン
サから気筒数に対応する数の気筒判別信号を出力させ
て、気筒判別を行わせるものが知られている（特開平５
−１０６５００号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、例えば６気筒
エンジンでは、気筒判別信号を出力させるためのシグナ
ルプレートに、基準クランク角信号の出力間に最大で６
つの被検出部を設ける必要があるため、特に突起部を磁
気式センサで検出させる構成では、シグナルプレートを
小型化できないという問題があった。

【０００４】そこで、本願出願人は、複数本のカムシャ
フトに対応して複数のカムセンサを設け、クランク角セ
ンサから基準クランク角位置を検出するための信号が出
力される間に、複数のカムセンサから出力される信号の
数の組み合わせにより、シグナルプレートに設ける被検
出部の数が少なくても気筒判別が行えるようにした気筒
判別装置を提案した。

【０００５】また、上記気筒判別装置において、クラン
ク角センサが故障した場合でも気筒判別を行えるよう
に、各カムセンサの気筒判別信号が前回出力されてから
今回出力されるまでの間における別のカムセンサからの
気筒判別信号の数を計測し、該出力数の相違によって特
定気筒を判別し、該判別結果と気筒判別信号に基づいて
前記特定気筒以外の気筒を判別するバックアップ制御に
ついても提案した。

【０００６】しかしながら、上記バックアップ制御時に
ノイズの混入によって正しい気筒判別が行えなくなる可
能性があることが判明した。本発明は、上記の実情に鑑
みなされたもので、カムセンサからの信号のみに基づい
て気筒判別を行なう場合に、ノイズ混入による誤判別を
検出できるようにしたエンジンの気筒判別装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【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、クランク角の不等間隔毎に気筒判別信号を出
力するカムセンサを、複数備え、前記各カムセンサの気
筒判別信号が前回出力されてから今回出力されるまでの
間における別のカムセンサからの気筒判別信号の数を計
測し、該出力数の相違によって特定気筒を判別し、該判
別結果と気筒判別信号に基づいて前記特定気筒以外の気
筒を判別する一方、前記方式により気筒が判別される毎
に、前回気筒が判別されてから今回気筒が判別される間
の周期を算出し、該周期の前回算出値と今回算出値との
比に基づいてノイズによる気筒判別信号の誤検出を判定
し、該誤検出と判定されたときに、該気筒判別信号に基
づく気筒判別結果をキャンセルすることを特徴とする。

【０００８】請求項１に係る発明によると、カムセンサ
の気筒判別信号の出力間における別のカムセンサからの
気筒判別信号の出力数を、所定の出力間でそれ以外の出
力間とは相違させておくことにより、該出力数の相違に
よって特定気筒をそれ以外の気筒とは区別して判別する
ことができる。

【０００９】しかし、ノイズ混入時には、該ノイズを気
筒判別信号と誤検出して誤った気筒判別を行ってしまう
ことがある。ノイズを気筒判別信号と誤検出した場合に
は、正常時より早いタイミングで気筒が判別されるの
で、気筒が判別される毎の周期を計測し、該周期の前回
算出値と今回算出値との比がノイズ混入時には正常時に
対してずれた値となる。

【００１０】そこで、前記の比に基づいてノイズによる
気筒判別信号の誤検出を判定し、該誤検出と判定された
ときに、該気筒判別信号に基づく気筒判別結果をキャン
セルすることで、気筒の誤判別に基づく点火時期制御不
良等を回避して安定した制御を確保することができる。
また、請求項２に係る発明は、クランクシャフトの回転
に同期して、気筒間の行程位相差毎の基準クランク角位
置を検出可能なクランク角信号を出力するクランク角セ
ンサを有し、該クランク角センサの異常診断を行いつ
つ、正常時は、前記検出された基準クランク角位置と前
記カムセンサからの気筒判別信号に基づいて気筒判別を
行い、異常時に、前記カムセンサからの気筒判別信号の
みによる気筒判別を行なうことを特徴とする。

【００１１】請求項２に係る発明によると、クランク角
センサの正常時は、該クランク角センサから出力される
クランク角信号に基づいて高精度に基準クランク角位置
を検出しつつ、該基準クランク角位置とカムセンサから
の気筒判別信号に基づいて気筒判別が行なわ、一方、ク
ランク角センサの異常時は、前記複数のカムセンサから
の気筒判別信号のみに基づいて気筒判別が行なわれ、必
要なエンジン制御が補償される。

【００１２】また、請求項３に係る発明は、前記特定気
筒以外の気筒の判別は、特定気筒が判別された直後から
の被判別気筒に対応するカムセンサからの気筒判別信号
の出力数により判別することを特徴とする。請求項３に
係る発明によると、特定気筒の判別を確定する気筒判別
信号の後から、所定のカムセンサから出力される気筒判
別信号の出力数を特定気筒以外の各気筒に対応させてお
くことにより、該出力数に基づいて、特定気筒以外の各
気筒を判別することができる。

【００１３】また、請求項４に係る発明は、前記周期の
前回算出値と今回算出値との比（今回算出値／前回算出
値）が、しきい値より小さいときに、ノイズによる気筒
判別信号の誤検出と判定することを特徴とする。請求項
４に係る発明によると、ノイズを気筒判別信号と誤検出
した場合には、正常時より早いタイミングで気筒が判別
されるので、今回算出値／前回算出値が正常時より小さ
な値となる。そこで、今回算出値／前回算出値がしきい
値と比較し、しきい値より小さいときに、ノイズによる
気筒判別信号の誤検出と判定することで、正確に判定す
ることができる。

【００１４】また、請求項５に係る発明は、始動時に
は、前記ノイズによる気筒判別信号の誤検出の判定を禁
止することを特徴とする。請求項５に係る発明による
と、始動時は回転変動が大きく、前記ノイズ混入検出用
の比に基づく判定では、正常でもノイズ混入と誤判定す
る可能性が大きいので、、始動時にはノイズによる気筒
判別信号の誤検出の判定を禁止することにより、判定の
信頼性が高められる。

【００１５】また、請求項６に係る発明は、Ｖ型エンジ
ンにおいて、前記カムセンサを各バンク毎に対応してそ
れぞれに１つずつ設けることを特徴とする。請求項６に
係る発明によると、Ｖ型エンジンの一方バンクのカムシ
ャフトに設けたカムセンサが基準クランク角位置間で出
力する気筒判別信号の数と、他方バンクのカムシャフト
に設けたカムセンサが基準クランク角位置間で出力する
気筒判別信号の数との組み合せに基づいて気筒判別が行
われる。

【００１６】このようにすれば、２つのカムセンサを異
なるカムシャフトに振り分けて設置させることで、１つ
のカムシャフトに２つのカムセンサを設ける場合に比
べ、カムシャフトの長さ方向の大型化を回避できるとい
う効果がある。また、請求項７に係る発明は、吸気側の
カムシャフトと排気側のカムシャフトとを備えるエンジ
ンにおいて、前記カムセンサを各カムシャフトに対応し
てそれぞれに１つずつ設けることを特徴とする。

【００１７】請求項７に係る発明によると、吸気側のカ
ムシャフトに設けたカムセンサが基準クランク角位置間
で出力する気筒判別信号の数と、排気側のカムシャフト
に設けたカムセンサが基準クランク角位置間で出力する
気筒判別信号の数との組み合せに基づいて気筒判別が行
われる。

【００１８】このようにすれば、請求項６に係る発明と
同様、２つのカムセンサを異なるカムシャフトに振り分
けて設置させることで、１つのカムシャフトに２つのカ
ムセンサを設ける場合に比べ、カムシャフトの長さ方向
の大型化を回避できるという効果がある。

【００１９】

【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内燃機関のシステム構
成図である。以下に本発明の実施の形態を説明する。図
１は６気筒Ｖ型エンジンであり、各バンク毎に吸気側カ
ムシャフト２ａ，２ｂ及び排気側カムシャフト３ａ，３
ｂを備える。

【００２０】そして、各バンクの吸気側カムシャフト２
ａ，２ｂそれぞれにシグナルプレート４，５がそれぞれ
軸支され、各シグナルプレート４，５に形成される突起
部（図示省略）をそれぞれに検出して気筒判別信号Phas
e1，Phase2を出力する磁気式の第１カムセンサ６，第２
カムセンサ７が設けられる。但し、各バンクの排気側カ
ムシャフト３ａ，３ｂそれぞれに第１カムセンサ６、第
２カムセンサ７を設けてもよいし、一方のバンクの吸気
側カムシャフト２ａ及び排気側カムシャフト３ａに第１
カムセンサ６，第２カムセンサ７を設置する構成であっ
ても良い。

【００２１】また、クランクプーリに取り付けられたシ
グナルプレート８に形成される突起部（図示省略）を検
出して単位角度毎のポジション信号ＰＯＳを出力する磁
気式のクランク角センサ９が設けられる。前記第１カム
センサ６，第２カムセンサ７及びクランク角センサ９の
検出信号はコントロールユニット１０に入力され、気筒
判別機能を有するコントロールユニット１０は前記検出
信号に基づき気筒判別を行い、該気筒判別結果に基づい
てエンジンにおける燃料噴射や点火を制御する。また、
クランクシャフトに対する吸気側、排気側カムシャフト
の回転位相を変化させることで作動角一定のままバルブ
タイミングを変化させる吸気バルブタイミング制御装置
及び排気バルブタイミング制御装置を備え、前記検出信
号に基づき吸気側カムシャフトの前記回転位相を検出
し、前記回転位相をフィードバック制御する。なお、排
気側カムシャフトの回転位相は、図外の別のセンサによ
る検出信号に基づき検出される。

【００２２】前記吸気バルブタイミング制御装置及び排
気バルブタイミング制御装置は、クランクシャフトに対
するカムシャフトの位相を変化させることで、作動角一
定のまま吸気弁または排気弁のバルブタイミングを変化
させるものである。前記バルブタイミング制御装置とし
て、本実施形態ではベーン式の装置を使用する。以下、
該ベーン式の吸気バルブタイミング制御装置の構成およ
び作動を、図２に基づいて説明する。排気バルブタイミ
ング制御装置についても構造的には同様であるが、比作
動時の初期位置に対する進遅角の制御方向が反対とな
る。

【００２３】図２において、吸気バルブタイミング制御
装置４０は、クランクシャフト（図示省略）によりタイ
ミングチェーンを介して回転駆動されるカムスプロケッ
ト５１（タイミングスプロケット）と、カムシャフト４
１の端部に固定されてカムスプロケット５１内に回転自
在に収容された回転部材５３と、該回転部材５３をカム
スプロケット５１に対して相対的に回転させる油圧回路
５４と、カムスプロケット５１と回転部材５３との相対
回転位置を所定位置で選択的にロックするロック機構６
０とを備えている。

【００２４】前記カムスプロケット５１は、外周にタイ
ミングチェーン（又はタイミングベルト）が噛合する歯
部を有する回転部（図示省略）と、該回転部の前方に配
置されて前記回転部材５３を回転自在に収容するハウジ
ング５６と、該ハウジング５６の前後開口を閉塞するフ
ロントカバー，リアカバー（図示省略）とから構成され
る。

【００２５】前記ハウジング５６は、前後両端が開口形
成された円筒状を呈し、内周面には、横断面台形状を呈
し、それぞれハウジング５６の軸方向に沿って設けられ
る４つの隔壁部６３が９０°間隔で突設されている。前
記回転部材５３は、カムシャフト４１の前端部に固定さ
れており、円環状の基部７７の外周面に９０°間隔で４
つのベーン７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄが設けられ
ている。

【００２６】前記第１〜第４ベーン７８ａ〜７８ｄは、
それぞれ断面が略逆台形状を呈し、各隔壁部６３間の凹
部に配置され、前記凹部を回転方向の前後に隔成し、ベ
ーン７８ａ〜７８ｄの両側と各隔壁部６３の両側面との
間に、進角側油圧室８２と遅角側油圧室８３を構成す
る。前記ロック機構６０は、ロックピン８４が、回転部
材５３の最大遅角側の回動位置（基準作動状態）におい
て係合孔（図示省略）に係入するようになっている。

【００２７】前記油圧回路５４は、進角側油圧室８２に
対して油圧を給排する第１油圧通路９１と、遅角側油圧
室８３に対して油圧を給排する第２油圧通路９２との２
系統の油圧通路を有し、この両油圧通路９１，９２に
は、供給通路９３とドレン通路９４ａ，９４ｂとがそれ
ぞれ通路切り換え用の電磁切換弁９５を介して接続され
ている。前記供給通路９３には、オイルパン９６内の油
を圧送する機関駆動のオイルポンプ９７が設けられてい
る一方、ドレン通路９４ａ，９４ｂの下流端がオイルパ
ン９６に連通している。

【００２８】前記第１油圧通路９１は、回転部材５３の
基部７７内に略放射状に形成されて各進角側油圧室８２
に連通する４本の分岐路９１ｄに接続され、第２油圧通
路９２は、各遅角側油圧室８３に開口する４つの油孔９
２ｄに接続される。前記電磁切換弁９５は、内部のスプ
ール弁体が各油圧通路９１，９２と供給通路９３及びド
レン通路９４ａ，９４ｂとを相対的に切り換え制御する
ようになっている。

【００２９】コントロールユニット２０は、前記電磁切
換弁９５を駆動する電磁アクチュエータ９９に対する通
電量を、ディザ信号が重畳されたデューティ制御信号に
基づいて制御する。例えば、電磁アクチュエータ９９に
デューティ比０％の制御信号（ＯＦＦ信号）を出力する
と、オイルポンプ４７から圧送された作動油は、第２油
圧通路９２を通って遅角側油圧室８３に供給されると共
に、進角側油圧室８２内の作動油が、第１油圧通路９１
を通って第１ドレン通路９４ａからオイルパン９６内に
排出される。

【００３０】従って、遅角側油圧室８３の内圧が高、進
角側油圧室８２の内圧が低となって、回転部材５３は、
ベーン７８ａ〜７８ｂを介して最大遅角側に回転し、こ
の結果、吸気弁の開時期が遅くなり、排気弁とのオーバ
ーラップが小さくなる。一方、電磁アクチュエータ９９
にデューティ比１００％の制御信号（ＯＮ信号）を出力
すると、作動油は、第１油圧通路９１を通って進角側油
圧室８２内に供給されると共に、遅角側油圧室８３内の
作動油が第２油圧通路９２及び第２ドレン通路９４ｂを
通ってオイルパン９６に排出され、遅角側油圧室８３が
低圧になる。

【００３１】このため、回転部材５３は、ベーン７８ａ
〜７８ｄを介して進角側へ最大に回転し、これによっ
て、吸気弁の開時期が早くなり（進角され）、排気弁と
のオーバーラップが大きくなる。前記コントロールユニ
ット２０は、カムスプロケット５１とカムシャフトとの
回転位相（進角量）の検出値と、運転状態に応じて設定
した目標値（目標進角量）とを一致させるためのフィー
ドバック補正分ＰＩＤＤＴＹを比例・積分・微分（ＰＩ
Ｄ）動作によって設定し、所定のベースデューティ比Ｂ
ＡＳＥＤＴＹ（中立制御値）とフィードバック補正分Ｐ
ＩＤＤＴＹとの加算結果を最終的なデューティ比ＶＴＣ
ＤＴＹとし、該デューティ比ＶＴＣＤＴＹの制御信号を
電磁アクチュエータ９９に出力する。

【００３２】つまり、前記回転位相を遅角方向へ変化さ
せる必要がある場合には、前記フィードバック補正分Ｐ
ＩＤＤＴＹによりデューティ比が減少され、オイルポン
プ９７から圧送された作動油が遅角側油圧室８３に供給
されると共に、進角側油圧室８２内の作動油がオイルパ
ン９６内に排出されるようになり、逆に、前記回転位相
を進角方向へ変化させる必要がある場合には、前記フィ
ードバック補正分ＰＩＤＤＴＹによりデューティ比が増
大され、作動油が進角側油圧室８２内に供給されると共
に、遅角側油圧室８３内の作動油がオイルパン９６に排
出されるようになる。そして、前記回転位相を現状の状
態に保持する場合には、前記フィードバック補正分ＰＩ
ＤＤＴＹの絶対値が減ることで、ベースデューティ比付
近のデューティ比に戻るよう制御される。

【００３３】但し、吸気バルブタイミング制御装置４０
（または排気バルブタイミング制御装置）は、上記構成
のベーン式装置に限定するものではなく、他の構成でバ
ルブタイミングを可変とする装置であっても良いし、ま
た、バルブタイミングと共に、又は、バルブタイミング
を変化させることなくバルブリフト及び／又は作動角を
可変とする装置であっても良い。

【００３４】図３は、上記６気筒Ｖ型エンジンにおける
第１カムセンサ６，第２カムセンサ７及びクランク角セ
ンサ９の出力特性を示すものであり、ポジション信号Ｐ
ＯＳは、気筒間の行程位相差に相当する１２０°ＣＡ毎
に歯抜けを生じるように構成され、該歯抜け位置を検出
することで基準クランク角位置が検出される。一方、気
筒判別信号Phase1は、＃１−＃２の基準クランク角位置
間で０、＃２−＃３の基準クランク角位置間で１つ、＃
３−＃４の基準クランク角位置間で０、＃４−＃５の基
準クランク角位置間で１つ、＃５−＃６の基準クランク
角位置間で２つ、＃６−＃１の基準クランク角位置間で
２つ、出力されるようになっている。

【００３５】また、気筒判別信号Phase2は、＃１−＃２
の基準クランク角位置間で１つ、＃２−＃３の基準クラ
ンク角位置間で２つ、＃３−＃４の基準クランク角位置
間で２つ、＃４−＃５の基準クランク角位置間で０、＃
５−＃６の基準クランク角位置間で１つ、＃６−＃１の
基準クランク角位置間で０、出力されるようになってい
る。

【００３６】従って、気筒判別信号Phase1，Phase2の出
力数の組み合わせは、図４に示すように６パターンとな
り、いずれの組み合わせであるかを判別することで、６
気筒それぞれについて気筒判別が可能である。次に、基
準クランク角位置間の気筒判別信号Phase1，Phase2の出
力数の組み合わせによる気筒判別制御をフローチャート
に従って詳細に説明する。

【００３７】図５のフローチャートは、気筒判別信号Ph
ase1の出力毎に割り込み実行されるようになっており、
ステップＳ１では、気筒判別信号Phase1の出力数をカウ
ントするためのカウンタPHCNT1を１アップさせる。次の
ステップＳ２では、カウンタPHCNT1が１であるか否かを
判別することで、基準クランク角位置後の先頭の気筒判
別信号Phase1であるか否かを判別する。

【００３８】そして、カウンタPHCNT1が１である場合に
は、ステップＳ３へ進み、直前の基準クランク角位置か
ら先頭の気筒判別信号Phase1までの角度から吸気側カム
シャフトの回転位相（吸気バルブタイミング）を検出す
る。図６のフローチャートは、気筒判別信号Phase2の出
力毎に割り込み実行されるようになっており、図５のフ
ローチャートと同様に、ステップＳ１１で気筒判別信号
Phase2の出力数をカウントするためのカウンタPHCNT2を
１アップさせると（計数手段）、次のステップＳ１２で
は、カウンタPHCNT2が１であるか否かを判別し、カウン
タPHCNT2が１である場合には、ステップＳ１３へ進み、
直前の基準クランク角位置から先頭の気筒判別信号Phas
e2までの角度から吸気側カムシャフトの回転位相（吸気
バルブタイミング）を検出する。

【００３９】図７のフローチャートは、ポジション信号
ＰＯＳの出力毎に割り込み実行されるようになってお
り、ステップＳ２１では、ポジション信号ＰＯＳの出力
周期ＴＰＯＳの前回値ＴＰＯＳｚにセットし、次のステ
ップＳ２２では、最新周期ＴＰＯＳを求める。ステップ
Ｓ２３では、周期比ratio＝ＴＰＯＳ／ＴＰＯＳｚを演
算し、ステップＳ２４では、前記周期比ratioが判定レ
ベルを超えているか否かを判別することで歯抜け部分で
あるか否かを判別する。

【００４０】周期比ratioが判定レベル以下であればそ
のまま本ルーチンを終了させるが、周期比ratioが判定
レベルを超えていると判断されたときには、ステップＳ
２５で基準クランク角位置の判定を行う。ステップＳ２
６では、前記気筒判別信号Phase1，Phase2の出力数のカ
ウンタPHCNT1,PHCNT2に基づき、図４に示したようなテ
ーブルを参照することで、気筒判別（今回の基準クラン
ク角位置に対応する気筒の判別）を行わせる。

【００４１】ステップＳ２７では、前記カウンタPHCNT
1,PHCNT2をクリアし、次の基準クランク角位置間での気
筒判別信号Phase1，Phase2の出力数がカウントされるよ
うにする。次に、クランク角センサに故障を生じた場合
の本発明にかかるバックアップ制御について説明する。

【００４２】図８は、クランク角センサの故障診断及び
故障時のバックアップ制御開始までのルーチンを示すフ
ローチャートである。ステップＳ３１では、気筒判別信
号Phase1，Phase2の入力があるのにポジション信号ＰＯ
Ｓが入力されていない状態が所定期間継続しているか否
かによって、クランク角センサ９の故障（断線）の有無
を判定する。

【００４３】上記状態が継続していると判定されたとき
は、ステップＳ３２においてクランク角センサが故障し
ていると診断し、燃料カット、点火中止などのフェール
セーフ制御を開始すると共に、吸排気バルブタイミング
制御装置により吸気側カムシャフト２ａ，２ｂをクラン
クシャフトに対して最も遅角するクランク角位置まで相
対回転させるとともに排気側カムシャフト３ａ，３ｂを
クランクシャフトに対して最も進角するクランク角位置
まで相対回転する制御を開始する。

【００４４】前記故障診断後、ステップＳ３３で更に所
定のＮＧ判定ディレイ時間の経過を待って、ステップＳ
３４でＮＧ診断結果を記憶する。具体的には、ミルラン
プの点灯などを行なう。ステップＳ３５で、更に本発明
に係るバックアップ制御の開始前に所定のバックアップ
開始ディレイ時間の経過を待って、ステップＳ３６で該
バックアップ制御を開始する。即ち、吸気側カムシャフ
トが進角され、あるいは排気側カムシャフトが遅角され
た位置でバックアップ制御を開始してしまうと、アイド
ル運転でノッキングを生じるなどの問題が懸念されるの
で前記吸排気バルブタイミング制御が完全に終了するの
を待ってから、バックアップ制御を開始する。

【００４５】以下、上記バックアップ制御について説明
する。前記気筒判別信号Phase1，Phase2の出力特性は、
第１カムセンサ６から＃２−＃３の基準クランク角位置
間で出力される気筒判別信号Phase1と、＃４−＃５の基
準クランク角位置間で出力される気筒判別信号Phase1と
の間の最長の区間において、第２カムセンサ７からの気
筒判別信号Phase2が３つ以上出力され（カムシャフト間
の回転位相制御時における過渡的な位相ずれにより３つ
又は４つ出力される）、それ以外の気筒判別信号Phase1
出力間では、気筒判別信号Phase2が３つ未満出力される
ように設定されている。同様に、第２カムセンサ７から
＃５−＃６の基準クランク角位置間で出力される気筒判
別信号Phase2と、＃１−＃２の基準クランク角位置間で
出力される気筒判別信号Phase2との間の最長の区間にお
いて、第１カムセンサ６からの気筒判別信号Phase1が３
つ以上出力され、それ以外の気筒判別信号Phase2出力間
では、気筒判別信号Phase1が３つ未満出力されるように
設定されている（図３参照）。

【００４６】上記特性に基づいて、バックアップ制御が
図９のタイムチャートに示すように実行される。第１カ
ムセンサ６からの気筒判別信号Phase1の出力毎にカウン
トアップし、第２カムセンサ７からの気筒判別信号Phas
e2の出力によってクリアされるカウンタＢＣＡＭＣＮＴ
１を設ける一方、第２カムセンサ７からの気筒判別信号
Phase2の出力毎にカウントアップし、第１カムセンサ６
からの気筒判別信号Phase1の出力によってクリアされる
カウンタＢＣＡＭＣＮＴ２を設ける。つまり、カウンタ
ＢＣＡＭＣＮＴ１は、気筒判別信号Phase2の出力間にお
ける気筒判別信号Phase1の出力数をカウントし、カウン
タＢＣＡＭＣＮＴ２は、気筒判別信号Phase1の出力間に
おける気筒判別信号Phase2の出力数をカウントする機能
を有する。そして、カウンタＢＣＡＭＣＮＴ２のカウン
ト値が３以上となったときは、その区間の終了時点、即
ち＃４−＃５の基準クランク角位置間で出力される気筒
判別信号Phase1が出力された時点を、＃５気筒の基準ク
ランク角位置として検出する。同様に、カウンタＢＣＡ
ＭＣＮＴ１のカウント値が３以上となったときは、その
区間の終了時点、即ち＃１−＃２の基準クランク角位置
間で出力される気筒判別信号Phase2が出力された時点
を、＃２気筒の基準クランク角位置として検出する(図
１０（Ａ）参照)。

【００４７】また、上記２つの特定気筒（＃５及び＃２
気筒）のうち、いずれかが判別された後、これら特定気
筒以外の気筒については、以下のように判別する。即
ち、気筒判別信号Phase1の出力毎にカウントアップし、
＃５気筒が検出されるタイミングでクリアされるカウン
タＢＲＥＦＣＡＭ１と、気筒判別信号Phase2の出力毎に
カウントアップし、＃２気筒が検出されるタイミングで
クリアされるカウンタＢＲＥＦＣＡＭ２とを設け、これ
らカウンタＢＲＥＦＣＡＭ１又はカウンタＢＲＥＦＣＡ
Ｍ２のカウント値によって気筒判別を行う。具体的に
は、＃５気筒の検出後にカウンタＢＲＥＦＣＡＭ１のカ
ウント値が１になったときに＃６気筒、３になったとき
に＃１気筒と順次判別し、さらに＃２気筒の検出後にカ
ウンタＢＲＥＦＣＡＭ２のカウント値が１になったとき
に＃３気筒、３になったときに＃４気筒と順次判別する
（図１０（Ｂ）参照）。

【００４８】次に、上記バックアップ制御を、フローチ
ャートに従って詳細に説明する。図１１のフローチャー
トは、バックアップ制御開始後、気筒判別信号Phase1の
出力毎に割込み実行されるようになっており、ステップ
Ｓ４１では、カウンタＢＣＡＭＣＮＴ１及びカウンタＢ
ＲＥＦＣＡＭ１を、それぞれカウントアップする。

【００４９】ステップＳ４２では、カウンタＢＣＡＭＣ
ＮＴ２のカウント値が３以上か否かを判定する。前記カ
ウント値が３未満の時は、ステップＳ４３で初回判定フ
ラグＣＹＬＢＵが０（バックアップ制御開始時の初期値
＝０）か否かを判定する。フラグＣＹＬＢＵが０のとき
は、いずれかの特定気筒の最初の判別が完了しておら
ず、したがって、それ以外の気筒の判別も行なえないの
で、ステップＳ４４でカウンタＢＣＡＭＣＮＴ２をリセ
ットした後、このフローを終了する。

【００５０】また、ステップＳ４２でカウンタＢＣＡＭ
ＣＮＴ２のカウント値が３以上と判定されたときは、ス
テップＳ４５で＃５気筒であるとの気筒判別を行う。な
お、この判別時点が、＃５気筒における基準クランク角
位置となり、これに基づいて点火時期制御、燃料噴射制
御などが行なわれる（以下同様）。次いでステップＳ４
６で、前記初回判定フラグＣＹＬＢＵを１にセットし、
前記カウンタＢＲＥＦＣＡＭ１をリセットした後、前記
ステップＳ４４でカウンタＢＣＡＭＣＮＴ２をリセット
して、このフローを終了する。

【００５１】また、このようにして＃５気筒の判別が行
なわれて（又は後述する＃２気筒の判別が先に行なわれ
て）初回判定フラグＣＹＬＢＵが１にセットされた後
は、ステップＳ４７でカウンタＢＣＡＭＣＮＴ１のカウ
ント値が１であるか否かを判定し、１のときは、ステッ
プＳ４８で＃６気筒であるとの気筒判別を行なう。ま
た、カウンタＢＣＡＭＣＮＴ１のカウント値が１でない
場合は、ステップＳ４９で該カウント値が３であるか否
かを判定し、３のときは、ステップ５０で＃１気筒であ
るとの気筒判別を行なう。そして、これらの気筒判別
後、前記ステップＳ４４を経てこのフローを終了する。

【００５２】また、カウンタＢＣＡＭＣＮＴ１のカウン
ト値が１、３以外と判定されたときは、前記ステップＳ
４４を経てこのフローを終了する。一方、図１２のフロ
ーチャートは、バックアップ制御開始後、気筒判別信号
Phase2の出力毎に割込み実行されるようになっており、
図１１と同様にして、まず、カウンタＢＣＡＭＣＮＴ２
のカウント値が３以上のときに＃２気筒を判別し、次い
でカウンタＢＣＡＭＣＮＴ２のカウント値が１、３であ
るときに、順次＃３気筒、＃４気筒を判別する。

【００５３】ところで、前記バックアップ制御において
ノイズが混入すると、ノイズを気筒判別信号と誤検出し
て、気筒を誤判別してしまう可能性がある。例えば、図
１５に示すように、タイミングａで発生したノイズを気
筒判別信号Phase1と誤検出すると、まず、このタイミン
グを基準クランク角位置として判別する。そして、前回
の正しい気筒判別信号Phase1が出力されてから前記ノイ
ズが気筒判別信号Phase1として誤検出されるまでに、気
筒判別信号Phase2が３回入力したと判断して＃５気筒と
誤判別し、その時点で＃４気筒が強制的に点火されると
共に、直ぐに＃５気筒の点火回路への通電開始され、所
定時間後通電が遮断されて＃５気筒が点火される（図示
タイミングｂ）。また、その後、正しい気筒判別信号Ph
ase1が出力されたときに、＃６気筒と誤判別し（正しく
は＃５気筒）、同様にして直後に＃６気筒の点火回路へ
の通電開始され（図示タイミングｃ）、所定時間後通電
が遮断されて＃６気筒が点火される（図示タイミング
ｄ）。このように、基準クランク角位置ＲＥＦが１２０
°ずれて検出されてしまうため、＃５気筒、＃６気筒は
通電開始、点火タイミングが１２０°も過進角されてし
まい、運転性が損なわれてしまい、エンストを生じる可
能性がある。なお、各気筒の点火回路への通電開始タイ
ミング（ＣＹＬＤＷＬ）及び通電終了による点火タイミ
ング（ＣＹＬＡＤＶ）は、それぞれ気筒判別された基準
クランク角位置ＲＥＦから所定期間後に設定される。

【００５４】そこで、このような事態の発生を回避する
ため、本発明に係る制御として、前記バックアップ制御
と平行して、ノイズ混入による気筒判別信号の誤検出に
よる気筒の誤判別を防止するフェールセーフ制御を行
う。図１３は、上記フェールセーフ制御のフローチャー
トを示す。このフローは、気筒判別信号Phase1または気
筒判別信号Phase2による割り込み発生毎に実行される。
したがって、前記バックアップ制御時にノイズが混入し
て気筒判別信号Phase1または気筒判別信号Phase2として
誤検出されるときは、本フローも実行されることとな
る。

【００５５】ステップＳ７１では、前記バックアップ制
御中であるか否かを、フラグｆＣＳＢＵＰＯＳの値（バ
ックアップ制御中のとき１）によって判別する。フラグ
ｆＣＳＢＵＰＯＳ＝１でバックアップ制御中と判定され
たときは、ステップＳ７２へ進んで、始動時（クランキ
ング時）か否かを判別する。これは、始動時は、後述す
る比ＴＲＥＦＣＰが小さくなってノイズ混入を誤検出す
る可能性が高いためである。

【００５６】始動時でないと判別されたときはステップ
Ｓ７３へ進み、今回の気筒判別信号Phase1または気筒判
別信号Phase2に基づいて気筒が判別されたか（所定気筒
の基準クランク角位置が検出されたか）否かを判定す
る。気筒判別されたと判定されたときは、ステップＳ７
４へ進み、カウンタによって計測された前回気筒判別さ
れてから今回気筒判別されるまでの周期を読み込み、今
回算出値ＴＲＥＦＮとしてセットする。また、前回同様
にして計測された周期を前回算出値ＴＲＥＦＯとして置
き換え、かつ、前記カウンタをリセットして新たにカウ
ントを開始させる。

【００５７】ステップＳ７５では、前記周期の今回算出
値ＴＲＥＦＮと前回算出値ＴＲＥＦＯとの比ＴＲＥＦＣ
Ｐ（＝ＴＲＥＦＮ／ＴＲＥＦＯ）を算出する。ステップ
Ｓ７６では、前記比ＴＲＥＦＣＰがしきい値ＴＲＥＦＣ
ＰＳＬより小さいか否かを判定する。ここで、前記しき
い値ＴＲＥＦＣＰＳＬは、通常運転時（始動時を除く）
で前記比ＴＲＥＦＣＰが最も小さくなるときの値より小
さくする。具体的にはニュートラル位置での空吹かし時
の値（０．８程度）より小さくしてノイズ混入と誤判定
することを防止する。また、ノイズ混入により前記バッ
クアップ制御で点火時期が進角された場合でも、該進角
量が問題とならない場合は、点火させた方が好ましい。
具体的には、周期比がＴＲＥＦＮ／ＴＲＥＦＯ＝８０／
１２０＝０．６７程度に対応する進角量程度までは点火
させてもあまり問題無いが、これより小さくなると問題
となる。したがって、少し余裕を持たせて例えば０．７
程度に設定する（図１４参照）。

【００５８】そして、ステップＳ７６で比ＴＲＥＦＣＰ
がしきい値ＴＲＥＦＣＰＳＬより小さいと判定されたと
きは、ステップＳ７７へ進んでＣＹＬＣＳ＝０として前
記バックアップ制御による気筒判別結果をキャンセルす
る。このとき、気筒判別結果に基づく点火制御等は行わ
れない。また、ステップＳ７６で比ＴＲＥＦＣＰがしき
い値ＴＲＥＦＣＰＳＬ以上と判定されたときは、ステッ
プＳ７８へ進み、前記バックアップ制御による気筒判別
結果を確定する。

【００５９】なお、ノイズ混入を検出して気筒判別結果
をキャンセルして該気筒判別結果に対応する点火制御を
停止しても、その後ノイズの混入がなければ、直ぐに正
常なバックアップ制御に復帰して正常な気筒判別結果に
基づく点火制御等を復帰できる。図１６は、前記同様の
第１カムセンサ６，第２カムセンサ７を、直列６気筒エ
ンジン１の吸気側カムシャフト２と排気側カムシャフト
３に設けた第２の実施の形態を示す。気筒判別制御につ
いては、第１の実施の形態と同様にして実行される。

【００６０】このようにすれば、２つのカムセンサを異
なるカムシャフトに振り分けて設置させることで、カム
シャフトの長さ方向の大型化を回避しつつ、クランク角
センサの異常時には、前記２つのカムセンサからの信号
のみに基づいて気筒判別を行ってフェールセーフ制御を
行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態におけるＶ型６気筒エンジン
のシステム構成を示す図。

【図２】実施形態におけるベーン式バルブタイミング制
御装置を示す断面図。

【図３】上記Ｖ型６気筒エンジンにおける検出信号の出
力特性を示すタイムチャート。

【図４】図３の出力特性における気筒判別パターンを示
す図。

【図５】基準クランク角位置間での気筒判別信号Phase1
のカウント処理を示すフローチャート。

【図６】基準クランク角位置間での気筒判別信号Phase2
のカウント処理を示すフローチャート。

【図７】気筒判別信号Phase1，Phase2のカウント値に基
づく気筒判別処理を示すフローチャート。

【図８】クランク角センサの故障診断とバックアップ制
御開始までのフローチャート。

【図９】上記バックアップ制御の様子を示すタイムチャ
ート。

【図１０】上記バックアップ制御時の気筒判別パターン
を示す図。

【図１１】上記バックアップ制御の気筒判別信号Phase1
の割込みによるカウント処理を示すフローチャート。

【図１２】上記バックアップ制御の気筒判別信号Phase2
の割込みによるカウント処理を示すフローチャート。

【図１３】上記バックアップ制御と平行して実行される
本発明に係る制御を示すフローチャート。

【図１４】同上制御の周期比のしきい値を説明するため
の図。

【図１５】上記制御を実行しない場合のノイズ混入時の
様子を示すタイムチャート。

【図１６】第２の実施の形態における直列６気筒エンジ
ンのシステム構成を示す図。

【符号の説明】

１…エンジン ２ａ，２ｂ…吸気側カムシャフト ３…排気側カムシャフト ６…第１カムセンサ ７…第２カムセンサ ９…クランク角センサ １０…コントロールユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 35/00 ３６２ Ｆ０２Ｄ 35/00 ３６２Ｄ // Ｆ０１Ｌ 1/46 Ｆ０１Ｌ 1/46 Ｂ Ｆターム(参考） 3G016 AA08 AA10 AA19 BA28 CA48 DA27 GA06 3G018 AA07 AB02 AB17 BA33 CA20 DA66 DA70 EA20 FA01 GA02 GA14 GA39 GA40 3G084 BA00 BA23 CA01 DA26 DA29 DA30 EA03 EB12 EB22 FA38 FA39

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クランク角の不等間隔毎に気筒判別信号を
   出力するカムセンサを、複数備え、前記各カムセンサの
   気筒判別信号が前回出力されてから今回出力されるまで
   の間における別のカムセンサからの気筒判別信号の数を
   計測し、該出力数の相違によって特定気筒を判別し、該
   判別結果と気筒判別信号に基づいて前記特定気筒以外の
   気筒を判別する一方、 前記方式により気筒が判別される毎に、前回気筒が判別
   されてから今回気筒が判別される間の周期を算出し、該
   周期の前回算出値と今回算出値との比に基づいてノイズ
   による気筒判別信号の誤検出を判定し、該誤検出と判定
   されたときに、該気筒判別信号に基づく気筒判別結果を
   キャンセルすることを特徴とするエンジンの気筒判別装
   置。
2. 【請求項２】クランクシャフトの回転に同期して、気筒
   間の行程位相差毎の基準クランク角位置を検出可能なク
   ランク角信号を出力するクランク角センサを有し、該ク
   ランク角センサの異常診断を行いつつ、正常時は、前記
   検出された基準クランク角位置と前記カムセンサからの
   気筒判別信号に基づいて気筒判別を行い、異常時に、前
   記カムセンサからの気筒判別信号のみによる気筒判別を
   行なうことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの気
   筒判別装置。
3. 【請求項３】前記特定気筒以外の気筒の判別は、特定気
   筒が判別された直後からの被判別気筒に対応するカムセ
   ンサからの気筒判別信号の出力数により判別することを
   特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジンの
   気筒判別装置。
4. 【請求項４】前記周期の前回算出値と今回算出値との比
   （今回算出値／前回算出値）が、しきい値より小さいと
   きに、ノイズによる気筒判別信号の誤検出と判定するこ
   とを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記
   載のエンジンの気筒判別装置。
5. 【請求項５】始動時には、前記ノイズによる気筒判別信
   号の誤検出の判定を禁止することを特徴とする請求項４
   に記載のエンジンの気筒判別装置。
6. 【請求項６】Ｖ型エンジンにおいて、前記カムセンサを
   各バンク毎に対応してそれぞれに１つずつ設けることを
   特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の
   エンジンの気筒判別装置。
7. 【請求項７】吸気側のカムシャフトと排気側のカムシャ
   フトとを備えるエンジンにおいて、前記カムセンサを各
   カムシャフトに対応してそれぞれに１つずつ設けること
   を特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載
   のエンジンの気筒判別装置。