JP2005180356A - クランク角センサの補正装置および補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ドライバビリティの低下を抑えつつ、クランク角センサの検出値を良好に補正するための補正量を算出して内燃機関のクランク角の高精度な測定を可能とする。
【解決手段】 内燃機関１は、クランク角を検出するクランク角センサ１４と、筒内圧力を検出する筒内圧センサ１５と、所定条件下で各燃焼室３における混合気の点火時期を遅角させることができるＥＣＵ２０とを備えており、ＥＣＵ２０は、各燃焼室３における混合気の点火時期を遅角させた際に、筒内圧センサ１５の検出値に基づいて圧縮上死点に対応したクランク角の近似値を求めると共に、求めた近似値と圧縮上死点に対応したクランク角センサ１４の検出値とに基づいてクランク角センサ１４の補正量を算出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関のクランク角を検出するクランク角センサの検出値を補正するためのクランク角センサの補正装置および補正方法に関する。

一般に、各種内燃機関では、クランク角センサを用いて出力軸（クランクシャフト）のクランク角が検出され、当該クランク角は、内燃機関の回転数を求めたり、点火時期等を設定したりするために用いられる。かかるクランク角の検出に用いられるセンサは、クランクシャフトに固定されるロータプレート（シグナルプレート）等を含む磁気センサまたは光電式センサ等であり、一般にディストリビュータに内蔵される。この場合、クランク角センサによるクランク角の検出精度は、ディストリビュータやロータプレート（シグナルプレート）の加工精度や取付精度に大きく依存する。また、クランク角センサの出力信号には、点火プラグやインジェクタ等からの電磁ノイズや、内燃機関自体の振動ノイズが重畳し易い。このため、実際には、クランク角センサの検出値と実際のクランク角（真値）とがズレてしまうことが多い。

クランク角の検出精度を向上させる技術としては、従来から、燃焼室（筒内）に対する燃料の供給を停止させた状態で検出される筒内圧力のピークに対応したクランク角を用いてクランク角センサの検出値を補正するものが知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。かかる手法のもとでは、燃料の供給を停止させた状態で検出される筒内圧力のピークに対応したクランク角が圧縮上死点に相当するものとみなされる。そして、当該クランク角と、圧縮上死点に対応したクランク角センサの検出値との偏差（補正量）が求められ、この偏差を用いて、クランク角センサの検出値が補正される。

特開平３−４７４７１号公報 特開平８−２８３３８号公報

しかしながら、内燃機関の運転中に燃焼室に対する燃料の供給を停止させることができるタイミングは限られており、上述の従来の手法のもとでは、そのようなタイミングにならない限り、クランク角センサの検出値が補正されないことになる。また、上述の従来の手法を採用するために任意のタイミングで燃料供給を停止させたのでは、内燃機関の発生トルクが変動してドライバビリティの低下を招いてしまうことになる。

そこで、本発明は、ドライバビリティの低下を抑えつつ、クランク角センサの検出値を良好に補正するための補正量を算出して内燃機関のクランク角の高精度な測定を可能とするクランク角センサの補正装置および補正方法の提供を目的とする。

本発明のクランク角センサの補正装置は、燃料および空気の混合気を筒内で燃焼させて動力を発生する内燃機関に適用され、この内燃機関のクランク角を検出するクランク角センサの検出値を補正するための補正装置であって、内燃機関の筒内圧力を検出する筒内圧検出手段と、所定条件下で筒内における混合気の燃焼開始時期を遅角させることができる燃焼制御手段と、燃焼制御手段によって筒内における混合気の燃焼開始時期が遅角させられている際に、筒内圧検出手段の検出値に基づいて圧縮上死点に対応したクランク角の近似値を求めると共に、求めた近似値と圧縮上死点に対応したクランク角センサの検出値とに基づいてクランク角センサの補正量を算出する演算手段とを備えることを特徴とする。

このクランク角センサの補正装置は、筒内における混合気の燃焼開始時期が遅角させられるタイミングを利用してクランク角センサの検出値を補正するための補正量を算出するものである。すなわち、この補正装置の燃焼制御手段は、所定条件下で筒内における混合気の燃焼開始時期を遅角させ、これにより、圧縮上死点における筒内圧力のピークと、筒内における燃焼により現れる筒内圧力のピークとが明確に分離されることになる。そして、この補正装置の演算手段は、このように分離された圧縮上死点に対応したクランク角の近似値（真値により近い値）を、筒内圧検出手段の（複数の）検出値に基づいて所定の近似処理（例えばガウス近似処理等）により求めた上で、求めた近似値と圧縮上死点に対応したクランク角センサの検出値とに基づいてクランク角センサの補正量を算出する。

このような本発明によるクランク角センサの補正装置によれば、筒内における混合気の燃焼開始時期を遅角させることができるタイミングは比較的多いことから、内燃機関のトルク変動によるドライバビリティの低下を抑えつつ、クランク角センサの検出値を良好に補正するための補正量を確実に得ることができるので、内燃機関のクランク角を精度よく測定することが可能となる。

この場合、内燃機関は、筒内の混合気に火花点火する点火手段を更に備え、燃焼制御手段は、所定条件下で点火手段による点火時期を遅角させると好ましい。

また、内燃機関は、インジェクタを備えたディーゼルエンジンであり、燃焼制御手段は、所定条件下で筒内における圧縮着火時期が遅角させられるようにインジェクタを制御すると好ましい。

更に、燃焼制御手段により筒内における混合気の燃焼開始時期が遅角させられなかった際にインクリメントされるカウンタを更に備え、このカウンタのカウント値が所定の閾値を上回った際に、燃焼制御手段は、筒内における混合気の燃焼開始時期を遅角させ、演算手段は、筒内圧検出手段の検出値に基づいて圧縮上死点に対応したクランク角の近似値を求めると共に、求めた近似値と圧縮上死点に対応したクランク角センサの検出値とに基づいてクランク角センサの補正量を算出すると好ましい。

このような構成のもとでは、ある程度の期間、筒内における混合気の燃焼開始時期が遅角させられていない場合、燃焼制御手段によって筒内における混合気の燃焼開始時期が強制的に遅角させられ、演算手段によってクランク角センサの検出値を補正するための補正量が算出される。これにより、クランク角センサの検出値を補正するための補正量を常に適正な値に設定すると共に、クランク角センサの補正量を得ることに伴うドライバビリティの低下を必要最小限に抑えることが可能となる。

本発明による他のクランク角センサの補正装置は、燃料および空気の混合気を筒内で燃焼させて動力を発生する内燃機関に適用され、この内燃機関のクランク角を検出するクランク角センサの検出値を補正するための補正装置であって、内燃機関の筒内圧力を検出する筒内圧検出手段と、筒内における失火状態を判定する失火判定手段と、失火判定手段によって筒内が失火状態にあると判断された際に、筒内圧検出手段の検出値に基づいて圧縮上死点に対応したクランク角の近似値を求めると共に、求めた近似値と圧縮上死点に対応したクランク角センサの検出値とに基づいてクランク角センサの補正量を算出する演算手段とを備えることを特徴とする。

このクランク角センサの補正装置は、筒内が失火状態にあると判断された際にクランク角センサの検出値を補正するための補正量を算出するものである。すなわち、内燃機関が作動しており、かつ、失火判定手段によって筒内が失火状態にあると判断された際にも、圧縮上死点における筒内圧力のピークは、筒内における燃焼により現れる筒内圧力のピークから明確に分離されることになる。そして、この補正装置の演算手段は、失火判定手段により筒内が失火状態にあると判断された際に、明確に分離された圧縮上死点に対応したクランク角の近似値（真値により近い値）を、筒内圧検出手段の（複数の）検出値に基づいて所定の近似処理（例えばガウス近似処理等）により求めた上で、求めた近似値と圧縮上死点に対応したクランク角センサの検出値とに基づいてクランク角センサの補正量を算出する。

このように、筒内における失火が発生したタイミングを有効に利用しても、クランク角センサの検出値を良好に補正するための補正量を得ることが可能となり、それにより、内燃機関のクランク角を精度よく測定することが可能となる。もちろん、当該補正量の算出に関連して内燃機関のトルク変動によるドライバビリティの低下を生じさせてしまうことはない。

本発明によるクランク角センサの補正方法は、燃料および空気の混合気を筒内で燃焼させて動力を発生する内燃機関に適用され、この内燃機関のクランク角を検出するクランク角センサの検出値を補正するための補正方法であって、所定条件下で筒内における混合気の燃焼開始時期を遅角させるステップと、燃焼開始時期を遅角させた際に、筒内圧検出手段の検出値に基づいて圧縮上死点に対応したクランク角の近似値を求めると共に、求めた近似値と圧縮上死点に対応したクランク角センサの検出値とに基づいてクランク角センサの補正量を算出するステップとを含むものである。

本発明による他のクランク角センサの補正方法は、燃料および空気の混合気を筒内で燃焼させて動力を発生する内燃機関に適用され、この内燃機関のクランク角を検出するクランク角センサの検出値を補正するための補正方法であって、筒内における失火状態を判定するステップと、筒内が失火状態にあると判断された際に、筒内圧検出手段の検出値に基づいて圧縮上死点に対応したクランク角の近似値を求めると共に、求めた近似値と圧縮上死点に対応したクランク角センサの検出値とに基づいてクランク角センサの補正量を算出するステップとを含むものである。

本発明によれば、ドライバビリティの低下を抑えつつ、クランク角センサの検出値を良好に補正するための補正量を算出して内燃機関のクランク角の高精度な測定を可能とするクランク角センサの補正装置および補正方法の実現が可能となる。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明によるクランク角センサの補正装置を備えた内燃機関を示す概略構成図である。同図に示される内燃機関１は、シリンダブロック２に形成された燃焼室３の内部で燃料および空気の混合気を燃焼させ、燃焼室３内でピストン４を往復移動させることにより動力を発生するものである。なお、図１には１気筒のみが示されるが、内燃機関１は多気筒エンジンとして構成されると好ましく、本実施形態の内燃機関１は、例えば４気筒エンジンとして構成される。

各燃焼室３の吸気ポートは、吸気管（吸気マニホールド）５にそれぞれ接続され、各燃焼室３の排気ポートは、排気管（排気マニホールド）６にそれぞれ接続されている。また、内燃機関１のシリンダヘッドには、吸気ポートを開閉する吸気弁Ｖｉと、排気ポートを開閉する排気弁Ｖｅとが燃焼室３ごとに配設されている。各吸気弁Ｖｉおよび各排気弁Ｖｅは、例えば、可変バルブタイミング機能を有する動弁機構（図示省略）によって開閉させられる。更に、内燃機関１は、気筒数に応じた数の点火プラグ７を有し、点火プラグ７は、対応する燃焼室３内に臨むようにシリンダヘッドに配設されている。

吸気管５（吸気マニホールド）は、図１に示されるように、サージタンク８に接続されている。サージタンク８には、給気ラインＬ１が接続されており、給気ラインＬ１は、エアクリーナ９を介して図示されない空気取入口に接続されている。そして、給気ラインＬ１の中途（サージタンク８とエアクリーナ９との間）には、スロットルバルブ（本実施形態では、電子スロットルバルブ）１０が組み込まれている。一方、排気管６には、図１に示されるように、三元触媒を含む前段触媒装置１１ａおよびＮＯｘ吸蔵還元触媒を含む後段触媒装置１１ｂが接続されている。

更に、内燃機関１は複数のインジェクタ１２を有し、インジェクタ１２は、対応する燃焼室３内に臨むようにシリンダヘッドに配設されている。また、内燃機関１の各ピストン４は、いわゆる深皿頂面型に構成されており、その上面には、凹部４ａが形成されている。そして、内燃機関１では、各燃焼室３内に空気を吸入させた状態で、各インジェクタ１２から各燃焼室３内のピストン４の凹部４ａに向けてガソリン等の燃料が直接噴射される。これにより、内燃機関１では、点火プラグ７の近傍に燃料と空気との混合気の層が周囲の空気層と分離された状態で形成（成層化）されるので、極めて希薄な混合気を用いて安定した成層燃焼を実行することが可能となる。なお、本実施形態の内燃機関１は、いわゆる直噴エンジンとして説明されるが、これに限られるものではなく、本発明が吸気管（吸気ポート）噴射式の内燃機関に適用され得ることはいうまでもない。

上述の各点火プラグ７、スロットルバルブ１０、各インジェクタ１２および動弁機構等は、内燃機関１の制御装置として機能するＥＣＵ２０に電気的に接続されている。ＥＣＵ２０は、何れも図示されないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポートおよび記憶装置等を含むものである。ＥＣＵ２０には、各種センサが電気的に接続されており、ＥＣＵ２０は、記憶装置に記憶されている各種マップ等を用いると共に各種センサの検出値等に基づいて、所望の出力が得られるように、点火プラグ７、スロットルバルブ１０、インジェクタ１２、動弁機構等を制御する。

図１に示されるように、ＥＣＵ２０に接続されるセンサ類には、クランク角センサ（クランク角センサ）１４が含まれる。クランク角センサ１４は、クランクシャフトに固定されるロータプレート（シグナルプレート）等を含む磁気センサまたは光電式センサ等であり、クランクシャフトの回転角度を示すパルス信号をＥＣＵ２０に与える。また、内燃機関１は、半導体素子、圧電素子あるいは光ファイバセンサ等を含む筒内圧センサ（筒内圧検出手段）１５を気筒数に応じた数だけ有している。各筒内圧センサ１５は、対応する燃焼室３内に受圧面が臨むようにシリンダヘッドに配設されており、ＥＣＵ２０に電気的に接続されている。各筒内圧センサ１５は、燃焼室３内でその受圧面に加わる圧力（筒内圧力）に応じた電圧信号（検出値を示す信号）をＥＣＵ２０に与える。

クランク角センサ１４や各筒内圧センサ１５の検出値は、微小時間おきにＥＣＵ２０に順次与えられ、ＥＣＵ２０の所定の記憶領域（バッファ）に所定量ずつ格納保持される。そして、クランク角センサ１４や各筒内圧センサ１５から信号を受け取ったＥＣＵ２０は、各センサの検出値を内燃機関１の制御に用いる。ここで、クランク角センサ１４によるクランク角の検出精度は、ロータプレート（シグナルプレート）等の加工精度や取付精度に大きく依存し、クランク角センサの出力信号には、点火プラグ７やインジェクタ１２等からの電磁ノイズや、内燃機関１自体の振動ノイズが重畳し易い。このため、実際には、クランク角センサ１４の検出値と実際のクランク角（真値）とがズレてしまうことが多い。この点に鑑みて、本発明では、各筒内圧センサ１５およびＥＣＵ２０等により、クランク角センサ１４の検出値を補正するための補正量を算出して内燃機関１のクランク角の高精度な測定を可能とするクランク角センサ１４の補正装置が構成される。

次に、図２を参照しながら、上述の内燃機関１におけるクランク角センサ１４の検出値を補正するための補正量を算出する手順について説明する。

図２に示されるように、クランク角センサ１４の検出値を補正するための補正量を算出するに際して、ＥＣＵ２０は、まず、詳細については後述される学習カウンタ（図示省略）のカウント値Ｊを読み込み（Ｓ１０）、学習カウンタのカウント値Ｊが予め定められている閾値を下回っているか否か判定する（Ｓ１２）。Ｓ１２にてカウント値Ｊが上記閾値を下回っていると判断した場合、ＥＣＵ２０は、目標トルクや周囲環境条件等の機関運転条件を読み込み（Ｓ１４）、読み込んだ機関運転条件に基づいて、各点火プラグ７による点火時期を遅角させることができるか否か判定する（Ｓ１６）。

ＥＵＣ２０は、Ｓ１６の判定処理の実行時が、内燃機関１の冷間始動時、クランキング時、アイドル時および減速指示時（減速運転時）等に該当している場合、各点火プラグ７による点火時期を遅角させることができる条件（点火遅角条件）が成立していると判断する。そして、このような場合、ＥＣＵ２０は、各点火プラグ７による点火時期を遅角させるべく、所定の遅角量を設定する（Ｓ１８）。

ここで、図３に示されるように、点火プラグ７による点火時期が遅角された燃焼室３において検出される筒内圧力（筒内圧センサ１５の検出信号の波形）には、クランク角センサ１４の検出値θが所定値付近（本実施形態の場合、０°付近）にある際、圧縮上死点における筒内圧力のピークが現れ、その後に、当該燃焼室３における燃焼による筒内圧力のピークが現れることになる。すなわち、点火プラグ７による点火時期を遅角させることにより、圧縮上死点における筒内圧力のピークと、燃焼室３における燃焼により現れる筒内圧力のピークとが明確に分離されることになる。なお、図３において、実線は、通常時から点火時期を３０°だけ遅角させた場合の筒内圧力を、一点鎖線は、通常時から点火時期を１５°だけ遅角させた場合の筒内圧力を、二点鎖線は、点火時期を通常時のものとした場合の筒内圧力を示す。

Ｓ１８にて点火時期の遅角量を設定すると、ＥＣＵ２０は、各点火プラグ７による点火時期を遅角させると共に、所定の記憶領域から、Ｓ１８の処理時の前後に検出・保持されたθ＝−１０°，０°，１０°の時の筒内圧力を読み出す（Ｓ２０）。ここでは、θ＝−１０°の時のクランク角（クランク角センサ１４の検出値θ）および筒内圧を（ｘ_−１０，ｙ_−１０）と表し、θ＝０°の時のクランク角および筒内圧を（ｘ_０，ｙ_０）と表し、θ＝１０°の時のクランク角および筒内圧を（ｘ_１０，ｙ_１０）と表す（ただし、ｘ_−１０＝−１０°、ｘ_０＝０°、ｘ_１０＝１０°である）。

Ｓ２０の処理が完了すると、ＥＣＵ２０は、燃焼室３（筒内圧センサ１５）ごとに、Ｓ２０にて取得した（ｘ_−１０，ｙ_−１０），（ｘ_０，ｙ_０），（ｘ_１０，ｙ_１０）を用いてガウス近似処理を実行し、圧縮上死点に対応したクランク角の近似値（真値により近い値）を求める（Ｓ２２）。すなわち、本発明において、クランク角が−１０°から１０°の範囲で、筒内圧力は、その特性を良好に反映した次の（１）式（ガウス関数）により表されると仮定される。この場合、（１）式のｙすなわち筒内圧力が最大となるのは、ｘ＝ｍのときであるから、ｙを最大にするｍは、圧縮上死点に対応したクランク角（の近似値）に相当する。また、（ｘ_−１０，ｙ_−１０），（ｘ_０，ｙ_０）および（ｘ_１０，ｙ_１０）を（１）式にそれぞれ代入して両辺の対数をとると、次の（２）式が得られ、（２）式を解くことにより、圧縮上死点に対応したクランク角の近似値（ｍ）を求めことができる。なお、（２）式において、ｄは時定数を、Ｋはゲインを示す。

Ｓ２２の処理により、燃焼室３（筒内圧センサ１５）ごとに、圧縮上死点に対応したクランク角の近似値（ｍ）を求めると、ＥＣＵ２０は、求めた近似値（ｍ）と、圧縮上死点に対応したクランク角センサ１４の検出値（本実施形態では、０°）との偏差をとることにより、クランク角センサ１４の検出値に対する補正量（例えば全燃焼室３についての平均値）を算出し、当該補正量を所定の記憶領域に記憶させる（Ｓ２４）。そして、ＥＣＵ２０は、クランク角の測定に際し、当該補正量を用いてクランク角センサ１４の検出値θを補正する。

このように、内燃機関１では、各燃焼室３における混合気の点火時期が遅角させられるタイミングを利用してクランク角センサ１４の検出値を補正するための補正量が算出される。そして、内燃機関１において各燃焼室３における混合気の点火時期を遅角させることができるタイミングは比較的多いことから、クランク角センサ１４の検出値を補正するための補正量が適正な値に設定（更新）される。従って、内燃機関１では、クランク角を精度よく測定することが可能となり、クランク角センサ１４の補正量を得ることに伴う内燃機関１のトルク変動によるドライバビリティの低下が確実に抑制されることになる。

Ｓ２４の処理を実行した後、ＥＣＵ２０は、所定時間ごとに、Ｓ１０以降の処理を繰り返し実行する。また、上述のＳ１６において、各点火プラグ７による点火時期を遅角させることができる条件が成立していないと判断した場合、ＥＣＵ２０は、上述の図示されない学習カウンタを１だけインクリメントした上で（Ｓ２６）、Ｓ１０以降の処理を再度実行する。そして、Ｓ１２では、上述のように、学習カウンタのカウント値Ｊが所定の閾値を下回っているか否か判定されることになる。

Ｓ１２にて学習カウンタのカウント値Ｊが所定の閾値を下回っていないと判断した場合、ＥＣＵ２０は、Ｓ１４およびＳ１６の処理をスキップして、各点火プラグ７による点火時期を遅角させるべく所定の遅角量を設定し（Ｓ１８）、更にＳ２０からＳ２４の処理を実行する。すなわち、各燃焼室３における混合気の点火時期が遅角させられなかった際にインクリメントされる学習カウンタのカウント値Ｊが所定の閾値を上回っている場合には、ＥＣＵ２０によって、各燃焼室３における混合気の点火時期が遅角させられると共に各筒内圧センサ１５の検出値に基づいて圧縮上死点に対応したクランク角の近似値（ｍ）が求められ、当該近似値（ｍ）を用いてクランク角センサ１４の検出量が算出されることになる。

このように、内燃機関１では、ある程度の期間、各燃焼室３における混合気の点火時期が遅角させられていない場合、ＥＣＵ２０によって各燃焼室３における混合気の点火時期が強制的に遅角させられると共に、クランク角センサ１４の検出値の補正量が算出される。この結果、内燃機関１では、クランク角センサ１４の検出値を補正するための補正量を常に適正な値に設定（更新）すると共に、クランク角センサ１４の補正量を得る際のドライバビリティの低下を必要最小限に抑えることが可能となる。

なお、Ｓ１６において、内燃機関１が冷間始動されていると判断される場合、未燃燃料が燃焼室３を吹き抜けるようにすることで触媒装置１１ａおよび１１ｂの暖機を促進させることができるので、Ｓ１８では、所定時間、各燃焼室３における点火プラグ７による点火を休止させてもよい。すなわち、本発明における「燃焼開始時期の遅角」に代えて、所定条件下で筒内に燃料を供給すると共に火花点火を休止させてもよく、また、所定条件下で筒内に燃料を供給すると共に排気弁を強制的に開弁させてもよく、更に、所定条件下で筒内に燃料を供給すると共にグロープラグへの通電を停止させてもよい。

また、Ｓ１８において筒内圧力を取得するクランク角（θ）は、−１０°，０°，１０°に限られるものではなく、圧縮上死点に対応した値が含まれるであろう角度範囲から選択される任意の複数点とすることができる。更に、Ｓ２２にて実行される近似処理は、ガウス関数を用いたガウス近似処理に限られるものではなく、Ｓ２２では、例えば２次または４次関数、ｓｉｎ関数等を用いた他の近似処理が実行されてもよい。

そして、上述の内燃機関１は、燃焼室３の混合気に火花点火する点火プラグ７を備えたガソリンエンジンではなく、ディーゼルエンジンとして構成されてもよい。この場合、ＥＣＵ２０は、Ｓ１６にて点火時期遅角条件が成立していると判断した場合、Ｓ１８にて、各燃焼室３における圧縮着火時期が遅角させられるようにインジェクタを制御することはいうまでもない。

図４は、上述の内燃機関１においてクランク角センサ１４の検出値を補正するための補正量を算出する他の手順を説明するためのフローチャートである。

図４からわかるように、内燃機関１では、所定数の燃焼室３が失火状態にあると判断された際にも、クランク角センサ１４の検出値を補正するための補正量が算出される。すなわち、内燃機関１のＥＣＵ２０は、例えば所定時間ごとに失火判定処理を実行しており、失火判定処理を実行すべきタイミングになると、各筒内圧センサ１５からの信号に基づいて、燃焼室３ごとにその時点の筒内圧力を求める（Ｓ３０）。そして、ＥＣＵ２０は、各燃焼室３における筒内圧力が所定の閾値を下回っているか否か判定し（Ｓ３２）、例えば所定数の燃焼室３に関して筒内圧力が当該閾値を下回っていると判断した場合、内燃機関１において失火が発生しているとみなし、所定の警告表示を行う（Ｓ３４）。

ここで、内燃機関１が作動しており、かつ、Ｓ３２にて所定数の燃焼室３が失火状態にあると判断される際にも、圧縮上死点における筒内圧力のピークは、筒内における燃焼により現れる筒内圧力のピークから明確に分離されることになる。このため、内燃機関１では、Ｓ３２にて所定数の燃焼室３が失火状態にあると判断された場合、ＥＣＵ２０によって、クランク角センサ１４の補正量の算出が実行される。

ＥＣＵ２０は、Ｓ３４の処理の後またはそれとほぼ同時に、所定の記憶領域から、Ｓ３０における筒内圧力の検出タイミングの前後に検出・保持されたθ＝−１０°，０°，１０°の時の筒内圧力を読み出す（Ｓ３６）。ＥＣＵ２０は、燃焼室３（筒内圧センサ１５）ごとに、読み出した（ｘ_−１０，ｙ_−１０），（ｘ_０，ｙ_０），（ｘ_１０，ｙ_１０）を用いて上述のようなガウス近似処理を実行し、圧縮上死点に対応したクランク角の近似値を求める（Ｓ３８）。

更に、ＥＣＵ２０は、求めた近似値と、圧縮上死点に対応したクランク角センサ１４の検出値（本実施形態では、０°）との偏差をとることにより、クランク角センサ１４の検出値に対する補正量（例えば全燃焼室３についての平均値）を算出する。そして、ＥＣＵ２０は、当該補正量を用いてクランク角センサ１４の検出値θを補正すると共に、当該補正量を所定の記憶領域に記憶させる（Ｓ４０）。なお、Ｓ３２にて所定数の燃焼室３が失火状態にあると判断されなかった場合、クランク角センサ１４の検出値の補正量の算出（更新）は実行されない。

このように、内燃機関１では、何れかの燃焼室３において失火が発生したタイミングをも有効に利用して、クランク角センサ１４の検出値の補正量が設定（更新）されるので、内燃機関１のクランク角を精度よく測定することが可能となる。もちろん、図４の処理におけるクランク角の補正量の算出に関連して内燃機関１のトルク変動によるドライバビリティの低下を生じさせてしまうことはない。なお、図４における失火判定処理は、上述のようなものに限られるものではなく、失火判定処理は、どのようなものであっても差し支えない。

本発明によるクランク角センサの補正装置を備えた内燃機関の概略構成図である。 図１の内燃機関においてクランク角センサの検出値を補正するための補正量を算出する手順を説明するためのフローチャートである。 点火時期を遅角させた場合の筒内圧力の変化を例示するグラフである。 図１の内燃機関においてクランク角センサの検出値を補正するための補正量を算出する他の手順を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 内燃機関
２ シリンダブロック
３ 燃焼室
４ ピストン
５ 吸気管
６ 排気管
７ 点火プラグ
８ サージタンク
９ エアクリーナ
１０ スロットルバルブ
１１ａ，１１ｂ 触媒装置
１２ インジェクタ
１４ クランク角センサ
１５ 筒内圧センサ
Ｖｅ 排気弁
Ｖｉ 吸気弁

Claims (7)

1. 燃料および空気の混合気を筒内で燃焼させて動力を発生する内燃機関に適用され、この内燃機関のクランク角を検出するクランク角センサの検出値を補正するための補正装置であって、
   前記内燃機関の筒内圧力を検出する筒内圧検出手段と、
   所定条件下で前記筒内における混合気の燃焼開始時期を遅角させることができる燃焼制御手段と、
   前記燃焼制御手段によって前記筒内における混合気の燃焼開始時期が遅角させられている際に、前記筒内圧検出手段の検出値に基づいて圧縮上死点に対応したクランク角の近似値を求めると共に、求めた近似値と前記圧縮上死点に対応した前記クランク角センサの検出値とに基づいて前記クランク角センサの補正量を算出する演算手段とを備えることを特徴とするクランク角センサの補正装置。
2. 前記内燃機関は、前記筒内の混合気に火花点火する点火手段を更に備え、前記燃焼制御手段は、所定条件下で前記点火手段による点火時期を遅角させる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補正装置。
3. 前記内燃機関は、インジェクタを備えたディーゼルエンジンであり、前記燃焼制御手段は、所定条件下で前記筒内における圧縮着火時期が遅角させられるように前記インジェクタを制御する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補正装置。
4. 前記燃焼制御手段により前記筒内における混合気の燃焼開始時期が遅角させられなかった際にインクリメントされるカウンタを更に備え、このカウンタのカウント値が所定の閾値を上回った際に、前記燃焼制御手段は、前記筒内における混合気の燃焼開始時期を遅角させ、前記演算手段は、前記筒内圧検出手段の検出値に基づいて圧縮上死点に対応したクランク角の近似値を求めると共に、求めた近似値と前記圧縮上死点に対応した前記クランク角センサの検出値とに基づいて前記クランク角センサの補正量を算出することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のクランク角センサの補正装置。
5. 燃料および空気の混合気を筒内で燃焼させて動力を発生する内燃機関に適用され、この内燃機関のクランク角を検出するクランク角センサの検出値を補正するための補正装置であって、
   前記内燃機関の筒内圧力を検出する筒内圧検出手段と、
   前記筒内における失火状態を判定する失火判定手段と、
   前記失火判定手段によって前記筒内が失火状態にあると判断された際に、前記筒内圧検出手段の検出値に基づいて圧縮上死点に対応したクランク角の近似値を求めると共に、求めた近似値と前記圧縮上死点に対応した前記クランク角センサの検出値とに基づいて前記クランク角センサの補正量を算出する演算手段とを備えることを特徴とするクランク角センサの補正装置。
6. 燃料および空気の混合気を筒内で燃焼させて動力を発生する内燃機関に適用され、この内燃機関のクランク角を検出するクランク角センサの検出値を補正するための補正方法であって、
   所定条件下で前記筒内における混合気の燃焼開始時期を遅角させるステップと、
   前記燃焼開始時期を遅角させた際に、筒内圧検出手段の検出値に基づいて圧縮上死点に対応したクランク角の近似値を求めると共に、求めた近似値と前記圧縮上死点に対応した前記クランク角センサの検出値とに基づいて前記クランク角センサの補正量を算出するステップとを含むクランク角センサの補正方法。
7. 燃料および空気の混合気を筒内で燃焼させて動力を発生する内燃機関に適用され、この内燃機関のクランク角を検出するクランク角センサの検出値を補正するための補正方法であって、
   前記筒内における失火状態を判定するステップと、
   前記筒内が失火状態にあると判断された際に、筒内圧検出手段の検出値に基づいて圧縮上死点に対応したクランク角の近似値を求めると共に、求めた近似値と前記圧縮上死点に対応した前記クランク角センサの検出値とに基づいて前記クランク角センサの補正量を算出するステップとを含むクランク角センサの補正方法。
   

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