JP2011163206A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】始動迅速性を向上できると共に、無駄な燃料の噴射を抑制でき、かつ、始動性を確保できる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】気筒識別部１０３は、第１クランク角がクランク角センサ２１により検出された場合に特定の気筒群を識別し、第２クランク角がクランク角センサ２１により検出された場合に他の気筒群を識別する。識別結果判定部１０６は、記憶部１０５に記憶されたマップに基づいて気筒識別部１０３による識別結果の適否を判定する。燃料噴射制御部１０１は、気筒識別部１０３により特定の気筒群が識別された場合に、特定の気筒群に燃料を噴射する始動時燃料噴射を行うが、識別結果判定部１０６により識別結果が否定判定された場合には、噴射禁止部１０８により始動時燃料噴射を禁止される。
【選択図】図１

Description

本発明は、多気筒の内燃機関の制御装置に関する。

多気筒の内燃機関の制御装置として、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く気筒の識別が正規か否かを判定し、気筒識別結果が正規であれば、各気筒の燃料噴射制御を実施し、気筒識別結果が正規でなければ、各気筒に対する燃料供給を停止するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平３−１３４２４８号公報

ところで、内燃機関の始動迅速化を目的として、気筒識別前に全気筒で一斉に燃料を噴射し、気筒識別後に各気筒毎に順次燃料を噴射する（所謂シーケンシャル噴射）方法が考えられるが、当該方法は、気筒識別前後で２重に燃料を噴射するという無駄な燃料の噴射を伴う。また、内燃機関の始動迅速化に加えて無駄な燃料の噴射の抑制を目的として、気筒識別前の噴射を一部の特定の気筒群に限定し、気筒識別後に噴射量を補正したシーケンシャル噴射を実施する方法が考えられる。

ここで、クランク角センサとして、互いに欠け歯数が異なり、それぞれ各気筒群の基準位置に対応して配置された複数の欠け歯部を検出するものを採用した場合に、外乱等によりパルス信号の発生周期が変動すると、欠け歯部を誤検出する可能性がある。この場合、気筒識別前に燃料を噴射する気筒群を誤ることになり、無駄な燃料が噴射されたり、始動性を確保できなかったりすることが考えられる。

本発明は、上記事情に鑑み、始動迅速性を向上できると共に、無駄な燃料の噴射を抑制でき、かつ、始動性を確保できる内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。

上記課題を達成するため、内燃機関の制御装置は、多気筒の内燃機関のクランク軸の第１クランク角、及び、この第１クランク角とは異なる第２クランク角を検出する検出手段と、前記検出手段により前記第１クランク角が検出された場合に前記多気筒のうちの特定の気筒群を識別し、前記検出手段により前記第２クランク角が検出された場合に前記多気筒のうちの他の気筒群を識別する識別手段と、所定の判定基準に基づき前記識別手段の識別結果の適否を判定する判定手段と、前記内燃機関の始動時の全気筒を通じての初回の点火前に、前記特定の気筒群に燃料を噴射する始動時燃料噴射を行う燃料噴射制御手段と、前記判定手段により前記識別結果が前記所定の判定基準に適さないと判定された場合、前記燃料噴射制御手段による前記始動時燃料噴射を禁止する禁止手段と、を備える。

上記内燃機関の制御装置において、前記所定の判定基準は、前記検出手段による前記第１クランク角及び前記第２クランク角の検出タイミングに基づいて定められてもよい。
上記内燃機関の制御装置において、前記検出タイミングに基づき前記内燃機関の回転数を算出する回転数算出手段を備え、前記所定の判定基準は、基準となる検出タイミングに基づき算出される基準回転数Ｎ１と、前記基準となる検出タイミングの直前の検出タイミングに基づき算出される前回回転数Ｎ２と、前記直前の検出タイミングのさらに直前の検出タイミングに基づき算出される前々回回転数Ｎ３と、に基づいて定められてもよい。

上記内燃機関の制御装置において、前記所定の判定基準は、前記基準回転数Ｎ１と前記前回回転数Ｎ２との比Ｋ１と、前記前回回転数Ｎ２と前記前々回回転数Ｎ３との比Ｋ２との関係に基づいて定められてもよい。
上記内燃機関の制御装置において、前記燃料噴射制御手段は、前記始動時燃料噴射を行う際の噴射量を、当該始動時燃料噴射の後に気筒毎に順次燃料噴射を行う際の噴射量よりも多くしてもよい。

上記内燃機関の制御装置において、前記燃料噴射制御手段は、前記始動時燃料噴射に次いで、前記他の気筒群の各気筒に順次燃料を噴射させてもよい。

上記内燃機関の制御装置によれば、始動迅速性を向上できると共に、無駄な燃料の噴射を抑制でき、かつ、始動性を確保できる。

内燃機関の燃料噴射制御装置を適用したエンジンを示す概略図である。 クランク角センサを拡大して示す図である。 始動時の燃料噴射制御を説明するためのタイミングチャートである。 始動時の燃料噴射制御の比較例を説明するためのタイミングチャートである。 欠け歯の検出結果の適否を判定するためのマップを示す図である。 １欠け歯部が検出されるタイミングでのクランク角信号を示すチャートである。 始動時の燃料噴射制御を説明するためのフローチャートである。 始動時の燃料噴射制御を説明するためのタイミングチャートである。 始動時の燃料噴射制御の比較例を説明するためのタイミングチャートである。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、一実施形態に係るエンジン（内燃機関）１の概略構成図である。この図では、１個の気筒２のみを示すが、エンジン１は、４個の気筒（シリンダ）２が直列に配置された４気筒ガソリンエンジンである。この図に示すように、エンジン１は、気筒２が形成されたシリンダブロック３と、シリンダブロック３の上端面に載置されたシリンダヘッド４と、気筒２内に往復動可能に嵌合状態で配されたピストン５と、ピストン５の下方のクランクケース内に配されたクランク軸７と、クランク軸７とピストンとを連結するコネクティングロット８とを備えている。ピストン５の上面とシリンダヘッド４の下面との間には燃焼室６が区画されている。

シリンダヘッド４には、各気筒２毎に、点火プラグ９が気筒２の軸心に沿うようにして配されている。この点火プラグ９の先端の電極は燃焼室６に臨むように配されている一方、点火プラグ９の基端部は点火回路１０に接続されている。この点火回路１０には、イグナイタ及びイグニッションコイルが含まれており、後述のＥＣＵ１００からの制御信号を受けて各気筒２毎に所定のタイミングで点火プラグ９に通電する。また、各気筒２の周縁部には燃料噴射弁１２が配されている。この燃料噴射弁１２の先端の噴射口は後述の吸気ポート１３を臨むように配されている一方、燃料噴射弁１２の基端部は燃料供給系に接続されている。各燃料噴射弁１２は、後述のＥＣＵ１００からの制御信号を受けて所定のタイミングで燃料を吸気ポート１３に噴射する。

また、シリンダヘッド４には、各気筒２毎に、吸気ポート１３及び排気ポート１４がそれぞれ形成されている。吸気ポート１３及び排気ポート１４は、一端が各気筒２の燃焼室６に臨んで開口するように形成され、各ポートの開口部には、それぞれ吸気弁及び排気弁が配されている。吸気弁及び排気弁は、カム軸により開閉される。また、カム軸は、吸気側及び排気側に１本ずつ配されており、共通のタイミングベルトによってクランク軸７に連結されている。

ここで、クランク軸７が２回転、カム軸が１回転する間に、４個の気筒２が、吸気、圧縮、燃焼（膨張）、及び排気の４行程からなる燃焼サイクルを１回、完了する。詳述すると、♯１〜♯４気筒が、♯１気筒、♯３気筒、♯４気筒、♯２気筒の順に互いに１８０°ＣＡの位相差をもって燃焼サイクルを行う。なお、ここで、「ＣＡ」とは、クランク軸に対する相対的な角度を示す指標である。各気筒２では、吸気行程において、クランク軸７が半回転し、この間にピストン５が下降し、そして、吸気弁により開放された吸気ポート１３から燃焼室６に吸気される。次に、各気筒２では、圧縮行程において、吸気弁及び排気弁により吸気ポート１３及び排気ポート１４が閉じられ、クランク軸７が半回転し、この間にピストン５が上昇する。また、各気筒２では、排気行程又は圧縮行程において、燃料噴射弁１２が吸気ポート１３へ燃料を噴射し、圧縮行程において、点火プラグ９が混合気に点火する。これにより、各気筒２では、膨張行程において、ピストン５が、膨張する燃焼ガスの圧力により押下げられ、排気行程において、既燃ガスが、排気弁により開放された排気ポート１４から排気経路に排出され、触媒により浄化されて大気中に放出される。

♯１〜♯４気筒は、♯１気筒、♯４気筒の第１グループの気筒群と♯２気筒、♯３気筒の第２グループの気筒群に分けられている。♯１気筒と♯４気筒は、それぞれの吸気行程が３６０°ＣＡずれている。また、同様に、♯２気筒と♯３気筒も、それぞれの吸気行程が３６０°ＣＡずれている。
上述のエンジン１の制御は、エンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵという）１００により実施される。ＥＣＵ１００は、エンジン１に設けられた各種センサから入力される信号に基づいて、点火回路１０や燃料噴射弁１２を制御する。詳述すると、ＥＣＵ１００は、燃料噴射制御部１０１、点火制御部１０２、気筒識別部１０３、検出部１０４、記憶部１０５、識別結果判定部１０６、回転数算出部１０７、及び、噴射禁止部１０８等を備えており、クランク角センサ２１から出力されるクランク角信号、カム角センサ２５から出力されるカム角信号に基づいて、♯１〜♯４気筒の識別を行い、その結果に応じて、各気筒２毎にそれぞれ適切なタイミングで燃料噴射弁１２や点火回路１０を作動させる。

燃料噴射制御部１０１は、燃料噴射タイミングと、燃料噴射量とを設定して燃料噴射信号として燃料噴射弁１２へ出力する。ここで、燃料噴射制御部１０１は、後述するように、行程に同期し、各気筒毎に順次燃料を噴射するシーケンシャル噴射、及び、行程に同期しない燃料噴射（以下、非同期噴射という）を実行する。
点火制御部１０２は、各気筒２に対して適切な点火タイミングを設定し、各気筒２の点火回路１０に点火信号を出力する。

気筒識別部１０３は、クランク角センサ２１から出力されるクランク角信号、カム角センサ２５から出力されるカム角信号に基づいて、第１グループ、第２グループの気筒群の識別と各気筒群内の気筒の識別とを行い、識別結果を燃料噴射制御部１０１及び点火制御部１０２へ出力する。
検出部１０４は、クランク角センサ２１から出力されるクランク角信号に基づいて、後述の１欠け歯部２２Ｂ及び２欠け歯部２２Ｃ、即ち、第１クランク角及び第２クランク角を検出する。また、記憶部１０５は、気筒識別部１０３の識別結果を判定するための判定情報としてのマップ（図５参照）を記憶している。

また、識別結果判定部１０６は、クランク角センサ２１から出力されるパルス信号と記憶部１０５に記憶されたマップとに基づいて、気筒識別部１０３の識別結果の適否を判定する。また、回転数算出部１０７は、検出部１０４により１欠け歯部２２Ｂと２欠け歯部２２Ｃとが検出されるタイミングに基づきエンジン１の回転数Ｎｅを算出する。また、噴射禁止部１０８は、識別結果判定部１０６により気筒識別部１０３の識別結果が判定基準を満たさないと判定された場合に、燃料噴射制御部１０１による非同期噴射（始動時燃料噴射）を禁止する。

クランク角センサ２１は、クランク軸７の端部に取付けられたロータ２２と、ロータ２２の外周部近傍に配された電磁式のピックアップコイル２３とを備えている。ロータ２２の外周部には所定角度おきに歯部２２Ａが形成されており、ピックアップコイル２３は、ロータ２２が回転して歯部２２Ａが通過する度にパルス信号（以下、単位クランク角信号という）を出力する。

また、カム角センサ２５は、カム軸の端部に取付けられたロータ２６と、ロータ２６の外周部近傍に配された電磁式のピックアップコイル２７とを備えている。ロータ２６は、１８０degの範囲が残りの１８０degの範囲に比して径が大きく形成されており、即ち、ロータ２６は、１８０degの範囲で連続する突起部２６Ａが形成されている。ピックアップコイル２７は、カム軸が半回転する毎に、ハイ・ローが切り替わるパルス信号を出力する。

図２は、クランク角センサ２１を拡大して示す図である。この図に示すように、ロータ２２の外周部の歯部２２Ａは、θ°ＣＡのピッチで等間隔に設けられているが、歯部２２Ａを１個欠落させている部分（以下、１欠け歯部という）２２Ｂと、歯部２２Ａを２個欠落させている部分（以下、２欠け歯部という）２２Ｃとが、それぞれ１箇所ずつ設けられている。１欠け歯部２２Ｂと２欠け歯部２２Ｃとは、１８０°ＣＡ間隔で設けられている。

このため、クランク角センサ２１では、クランク軸７がθ°ＣＡ回転する毎に単位クランク角信号が出力され、クランク軸７が１８０°ＣＡ回転する毎に１個あるいは２個欠落する。即ち、クランク角センサ２１では、クランク軸７が１８０°ＣＡ回転する毎に、１欠け歯部２２Ｂ、又は２欠け歯部２２Ｃでの単位クランク角信号が単位クランク角信号の発生周期が長くなるようになっている。

ここで、１欠け歯部２２Ｂにより単位クランク角信号の欠落が発生する位置（第１クランク角）は、第１気筒（♯１）又は第４気筒（♯４）の排気上死点前の所定クランク角に設定されている。また、２欠け歯部２２Ｃにより単位クランク角信号の欠落が発生する位置（第２クランク角）は、第２気筒（♯２）又は第３気筒（♯３）の排気上死点前の所定クランク角に設定されている。

また、カム角センサ２５によりハイレベルのカム角信号が出力される位置は、第１気筒（♯１）、第３気筒（♯３）の排気上死点前に設定されている。また、カム角センサ２５によるカム角信号は、第１気筒（♯１）、第３気筒（♯３）の排気上死点前の所定クランク角において、ハイレベルとなる。
また、カム角センサ２５によりローレベルのカム角信号が出力される位置は、第４気筒（♯４）、第２気筒（♯２）の排気上死点前に設定されている。また、カム角センサ２５によるカム角信号は、第４気筒（♯４）、第２気筒（♯２）の排気上死点前の所定クランク角において、ローレベルとなる。

このため、気筒識別部１０３は、クランク角センサ２１により１欠け歯部２２Ｂが検出された場合には、第１グループの気筒群、即ち♯１気筒と♯４気筒との何れかが排気上死点前の所定クランク角であると判断し、クランク角センサ２１により２欠け歯部２２Ｃが検出された場合には、第２グループの気筒群、即ち♯２気筒と♯３気筒との何れかが排気上死点前の所定クランク角であると判断する。

また、気筒識別部１０３は、カム角センサ２５により突起部２６Ａが検出された場合には、♯１気筒と♯３気筒との何れかが排気上死点であると判断し、カム角センサ２５により突起部２６Ａが検出されない場合には、♯４気筒と♯２気筒との何れかが排気上死点であると判断する。
従って、気筒識別部１０３は、クランク角センサ２１により１欠け歯部２２Ｂが検出され、カム角センサ２５により突起部２６Ａが検出された場合には、♯１気筒が排気上死点前の所定クランク角であると判断する。一方、気筒識別部１０３は、クランク角センサ２１により１欠け歯部２２Ｂが検出され、カム角センサ２５により突起部２６Ａが検出されない場合には、♯４気筒が排気上死点前の所定クランク角であると判断する。

また、気筒識別部１０３は、クランク角センサ２１により２欠け歯部２２Ｃが検出され、カム角センサ２５により突起部２６Ａが検出された場合には、♯３気筒が排気上死点前の所定クランク角であると判断する。一方、気筒識別部１０３は、クランク角センサ２１により２欠け歯部２２Ｃが検出され、カム角センサ２５により突起部２６Ａが検出されない場合には、♯２気筒が排気上死点前の所定クランク角であると判断する。

即ち、気筒識別部１０３は、各気筒が排気行程を実施しているか否かを基準として、各気筒を識別する。
図３は、燃料噴射制御部１０１による始動時の燃料噴射制御を説明するためのタイミングチャートである。このタイミングチャートでは、クランク角センサ２１により２欠け歯部２２Ｃが正常に検出された場合における燃料噴射タイミング、燃料噴射量を模式的に示している。

クランク角センサ２１により２欠け歯部２２Ｃが正常に検出された場合、即ち、気筒識別部１０３が、第２グループの気筒群、即ち♯３気筒、♯２気筒のいずれかが排気上死点前の所定クランク角であると識別した場合には、まず、燃料噴射制御部１０１は、第２グループの気筒群の♯３気筒、♯２気筒の燃料噴射弁１２を作動させ、燃料を噴射させる。即ち、燃料噴射制御部１０１は、カム角信号に基づく気筒の識別前に、第２グループの気筒群（♯３気筒、♯２気筒）の燃料噴射弁１２に非同期噴射を実行させる。

次に、カム角センサ２５により突起部２６Ａが検出されない場合、即ち、気筒識別部１０３が、♯２気筒が排気上死点前の所定クランク角であると識別した場合には、燃料噴射制御部１０１は、♯１気筒、♯３気筒、♯４気筒、♯２気筒の順序でシーケンシャル噴射を実行する。
ここで、当該シーケンシャル噴射（以下、噴射パターンＡのシーケンシャル制御と言う場合がある）では、各気筒の排気行程で燃料が噴射されるが、気筒識別部１０３による気筒識別が完了してからの１サイクル目（クランク軸７が２回転する間）では、♯１気筒、♯４気筒、♯２気筒では、排気行程において燃料噴射弁１２により燃料が噴射されるものの、♯３気筒では、排気行程における燃料噴射弁１２による燃料噴射が禁止される。また、気筒識別部１０３による気筒識別が完了してからの１サイクル目では、♯２気筒での排気行程における燃料噴射弁１２による燃料噴射量が他の気筒よりも少なくされる。

次に、気筒識別部１０３による気筒識別が完了してからの２サイクル目では、１サイクル目と同様、♯１気筒、♯３気筒、♯４気筒、♯２気筒の順序で、１サイクル目よりも少ない量の燃料が噴射される。当該燃料噴射量は、１サイクル目の♯２気筒での燃料噴射量と同量とされている。
ここで、燃料噴射制御部１０１は、燃料噴射弁１２の燃料噴射量を駆動パルスの幅を変化させることにより調整する。詳細には、燃料噴射制御部１０１は、非同期噴射の際の駆動パルスの幅に係数αを乗じることにより、シーケンシャル噴射の際の燃料噴射量を設定する。例えば、図示するように、１サイクル目のシーケンシャル噴射では、♯１気筒と♯４気筒における燃料噴射量は、係数α＝１を用いて設定され、♯２気筒における燃料噴射量は、係数α＝β（β＜１）を用いて設定され、そして、♯３気筒における燃料噴射量は、係数α＝０を用いて設定される。また、２サイクル目以降かつ始動判定以前のシーケンシャル噴射では、全ての気筒における燃料噴射量は、係数α＝β（β＜１）を用いて設定される。

なお、本始動時燃料制御では、初爆から連爆に移行したと想定される所定回転数が設定されており、回転数が当該所定回転数を上回った場合に、始動が完了したと判定されて制御が終了される。
図４は、始動時の燃料噴射制御の比較例を説明するためのタイミングチャートである。このタイミングチャートに示すように、当該比較例では、始動の迅速化を目的として、まず、始動時に、全気筒同時に燃料噴射弁１２に燃料を噴射させ、気筒識別後、♯１気筒、♯３気筒、♯４気筒、♯２気筒の順序で、排気行程において燃料噴射弁１２に同量の燃料を噴射させる。

ここで、♯４気筒は、吸気行程噴射となり、低温始動時のように要求燃料量が多い場合に該要求燃料量を燃焼室に供給することができないことから、♯４気筒における第１点火は実施しない。このため、♯４気筒では、非同期噴射で噴射された燃料は、燃焼に寄与することなく掃気される。また、♯１気筒、♯３気筒では、吸気行程前に２重に燃料が噴射される。即ち、♯１気筒、♯３気筒では、始動時に要求される量以上の燃料が噴射され、一部が燃焼に寄与しない無駄な燃料となる。従って、当該比較例の始動時燃料噴射制御によれば、始動時に燃料が浪費される。

これに対し、本実施形態に係る始動時燃料噴射制御によれば、始動時の非同期噴射を第２グループの気筒群（♯３気筒、♯２気筒）の２気筒のみとしたことにより、♯４気筒において、燃焼に寄与することなく掃気される燃料が生じない。また、♯１気筒、♯３気筒において、過量の燃料が噴射されることを抑制できる。さらに、♯３気筒において、１サイクル目の排気行程における燃料噴射が禁止されることにより、過量の燃料の噴射を抑制できる。

また、♯２気筒、♯３気筒では、非同期噴射で噴射された燃料により始動時の１サイクル目で燃焼を起こさせることができる。さらに、非同期噴射及びシーケンシャル噴射では、２サイクル目以降の燃料噴射量より多量の燃料が噴射されるので、始動迅速性をより一層向上させることができる。
従って、本実施形態に係る始動時燃料噴射制御によれば、始動を迅速化すると共に、始動時の燃料の消費を抑制することができる。

ところで、エンジン１の始動時には、スタータモータとクランク軸７とを連結するギヤのバックラッシュやその他の外乱により、クランク角センサ２１の単位クランク角信号の発生周期が変動することが考えられる。この場合、特に、クランク角センサ２１の単位クランク角信号の周期が延びることが考えられるため、１欠け歯部２２Ｂがピックアップコイル２３の近傍を通過したにも関わらず、クランク角センサ２１から出力されるクランク角信号は２欠け歯分欠落しているということが起こり得る。

当該状況において、気筒識別部１０３が、欠け歯の誤検出防止手段を備えていない場合には、第２グループの気筒群の何れかの気筒が排気上死点前の所定クランク角であるにも関わらず、第１グループの気筒群の何れかの気筒が排気上死点前の所定クランク角であると誤判定する。そこで、本実施形態では、記憶部１０５が、欠け歯の検出結果の適否、ひいては気筒の識別結果の適否を判定するためのマップを記憶しており、識別結果判定部１０６が、当該マップに基づいて、欠け歯の検出結果の適否を判定し、判定結果を噴射禁止部１０８へ出力する。そして、噴射禁止部１０８は、欠け歯の検出結果の適否に基づいて、燃料噴射制御部１０１による始動時非同期噴射（気筒群噴射）を実行するか禁止するかを設定する。また、燃料噴射制御部１０１は、噴射禁止部１０８により始動時非同期噴射が実行されるか否かに応じて、シーケンシャル制御での燃料噴射条件（燃料噴射量、燃料噴射の有無）を設定する。

図５は、欠け歯の検出結果の適否を判定するためのマップを示す図であり、図６は、１欠け歯部２２Ｂが検出されるタイミングでのクランク角信号を示すチャートである。ここで、ｋ１、ｋ２は、それぞれ下記（１）（２）式を満たす値である。
ｋ１＝Ｔ２／Ｔ１・・・（１）
ｋ２＝Ｔ２／Ｔ３・・・（２）

図６に示すように、Ｔ１〜Ｔ３は、連続して出力される単位クランク角信号の発生周期であり、このチャートでは、Ｔ２は、１欠け歯部２２Ｂがピックアップコイル２３の検出領域を通過した時の単位クランク角信号の発生周期に該当し、Ｔ１は、１欠け歯部２２Ｂがピックアップコイル２３の検出領域を通過した直後の単位クランク角信号の発生周期であり、Ｔ３は、１欠け歯部２２Ｂがピックアップコイル２３の検出領域を通過する直前の単位クランク角信号の発生周期である。

また、ｋ１、ｋ２は、それぞれ下記（３）（４）式を満たす値でもある。
ｋ１＝Ｎ１／Ｎ２・・・（３）
ｋ２＝Ｎ３／Ｎ２・・・（４）

Ｎ１〜Ｎ３は、回転数算出部１０７により第１クランク角、第２クランク角の検出タイミングに基づいて算出されるエンジン１の回転数である。このチャートにおいて、Ｔ１は、１欠け歯部Ｂがピックアップコイル２３の検出領域を通過した直後、即ち、基準となる検出タイミングに基づき算出される基準回転数に該当し、Ｔ２は、前記基準となる検出タイミングの直前の検出タイミングに基づき算出される前回回転数に該当し、Ｔ３は、前記直前の検出タイミングのさらに直前の検出タイミングに基づき算出される前々回回転数に該当する。

ここで、図５に示すように、クランク角センサ２１により正常にクランク角信号が出力されている場合、１欠け歯部２２Ｂがピックアップコイル２３の検出領域を通過する前後では、欠け歯判定値（ｋ１、ｋ２）は、ｋ１＝ｋ２＝ａの周囲に分布する。
また、クランク角センサ２１により正常にクランク角信号が出力されている場合、２欠け歯部２２Ｃがピックアップコイル２３の検出領域を通過する前後では、欠け歯判定値（ｋ１、ｋ２）は、ｋ１＝ｋ２＝ｂの周囲に分布する。

ここで、マップは、地点Ｐ１を通る直線Ｌ１、及び、地点Ｐ２を通る直線Ｌ２により３つのゾーンＡ、Ｂ、Ｃに区画されている。１欠け歯部２２Ｂがクランク角センサ２１により正常に検出された場合には、欠け歯判定値（ｋ１、ｋ２）は、ゾーンＡの領域に含まれ、２欠け歯部２２Ｃがクランク角センサ２１により正常に検出された場合には、欠け歯判定値（ｋ１、ｋ２）は、ゾーンＣの領域に入る。これに対し、クランク角センサ２１により１欠け歯部２２Ｂを２欠け歯部２２Ｃと誤検出するような場合、あるいは、クランク角センサ２１により２欠け歯部２２Ｃを１欠け歯部２２Ｂと誤検出するような場合は、欠け歯判定値（ｋ１、ｋ２）が、ゾーンＢの領域に入る。

そこで、識別結果判定部１０６は、欠け歯判定値（ｋ１、ｋ２）が、マップのゾーンＢの領域に入るか否かを判定し、判定結果を噴射禁止部１０８へ出力する。噴射禁止部１０８は、識別結果判定部１０６の判定結果に基づいて、燃料噴射制御部１０１による始動時非同期噴射を実行するか禁止するか、シーケンシャル制御での燃料噴射条件（燃料噴射量、燃料噴射の有無）を設定する。

図７は、始動時の燃料噴射制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートに示すように、本処理ルーチンでは、まず、ステップ１００において、識別結果判定部１０６が、欠け歯判定値（ｋ１、ｋ２）がマップのゾーンＢの領域内であるか否かを判定する。判定が肯定された場合にはステップ１０２へ移行する一方、判定が否定された場合にはステップ１０１へ移行する。

ステップ１０１では、燃料噴射制御部１０１が、始動時の非同期噴射を実行させる。例えば、図３のタイミングチャートに示すように、２欠け歯部２２Ｃがクランク角センサ２１により検出された場合に、第２グループの気筒群（♯３気筒、♯２気筒）の燃料噴射弁１２を噴射させる。
次に、ステップ１０３では、燃料噴射制御部１０１が、気筒識別部１０３から気筒の識別情報が入力されたか否か、即ち、気筒識別部１０３による気筒の識別が完了したか否かを判定する。判定が肯定されるまで本ステップ１０３が繰り返され、判定が肯定されるとステップ１０５へ移行する。

ステップ１０５では、燃料噴射制御部１０１が、図３に示す噴射パターンＡのシーケンシャル噴射を実行する。そして、処理ルーチンを終了する。
一方、ステップ１０２では、噴射禁止部１０８が、燃料噴射制御部１０１による始動時の非同期噴射を禁止する。次に、ステップ１０４では、燃料噴射制御部１０１が、気筒識別部１０３から気筒の識別情報が入力されたか否か、即ち、気筒識別部１０３による気筒の識別が完了したか否かを判定する。判定が肯定されるまで本ステップ１０４が繰り返され、判定が肯定されるとステップ１０６へ移行する。

ステップ１０６では、燃料噴射制御部１０１が、図８に示すシーケンシャル噴射（以下、噴射パターンＢのシーケンシャル制御という場合がある）を実行する。そして、処理ルーチンを終了する。
図８は、ステップ１０２、１０６において実行される燃料噴射制御を示すタイミングチャートである。このタイミングチャートに示すように、噴射パターンＢのシーケンシャル噴射では、クランク角センサ２１により２欠け歯部２２Ｃが１欠け歯部２２Ｂと誤検出された場合における燃料噴射タイミング、燃料噴射量を模式的に示している。

クランク角センサ２１により２欠け歯部２２Ｃが１欠け歯部２２Ｂと誤検出された場合、即ち、第２グループの気筒群の何れかの気筒が排気上死点前の所定クランク角であるところ、気筒識別部１０３が、第１グループの気筒群の何れかの気筒が排気上死点前の所定クランク角であると識別した場合には、まず、噴射禁止部１０８は、燃料噴射制御部１０１による燃料噴射を禁止する（ステップ１０２）。

次に、気筒識別部１０３が、第１グループの気筒群の何れかの気筒が排気上死点前の所定クランク角であると識別し、カム角センサ２５により突起部２６Ａが検出された場合、即ち、気筒識別部１０３が、♯１気筒が排気上死点前の所定クランク角であると識別した場合には、♯１気筒、♯３気筒、♯４気筒、♯２気筒の順序で噴射パターンＢのシーケンシャル噴射を実行する（ステップ１０４）。

ここで、気筒識別部１０３による気筒識別が完了してからの１サイクル目（クランク軸７が２回転する間）では、全気筒の排気行程において燃料噴射弁１２により燃料が噴射される。この際の燃料噴射量は、係数α＝１を用いて設定される。
次に、気筒識別部１０３による気筒識別が完了してからの２サイクル目以降では、♯１気筒、♯３気筒、♯４気筒、♯２気筒の順序で、１サイクル目よりも少ない量の燃料が噴射される。この際の燃料噴射量は、係数α＝β（β＜１）を用いて設定される。

図９は、始動時の燃料噴射制御の比較例を説明するためのタイミングチャートである。このタイミングチャートでは、クランク角センサ２１が２欠け歯部２２Ｃを１欠け歯部２２Ｂと誤検出したにも関らず、ステップ１０１〜１０３の燃料噴射制御を実行した状態を示している。
当該燃料噴射制御を実行した場合には、♯４気筒では、非同期噴射のタイミングが吸気行程後半まで遅れ、また、気筒識別後の第１点火が実施されないことから、非同期噴射で噴射された燃料は、燃焼に寄与することなく掃気される。また、♯１気筒では、吸気行程前に２重に燃料が噴射されるため、♯１気筒では、始動時に要求される以上の燃料が噴射され、一部が燃焼に寄与しない無駄な燃料となる。

ところで、各気筒において最初に噴射された燃料は、インテークポートの壁面に多くが付着する。このため、インテークポートの壁面に付着する燃料の量を考慮して、行程数補正係数α＝１が設定されている。ここで、２サイクル目で噴射される燃料の量（行程数補正係数α＝βを乗じた量）は、インテークポートの壁面に付着する燃料の量が考慮されていない。このため、行程数補正係数α＝１を乗じた量の燃料が噴射されていない♯３気筒、♯２気筒では、燃焼室に行程数補正係数α＝１を乗じた量の燃料が供給されるサイクル数に達して始めて燃焼に至る。

従って、当該比較例の始動時燃料噴射制御によれば、始動時における無駄な燃料の噴射が行われると共に、始動性を確保できない。
これに対して、本実施形態に係る燃料噴射制御では、クランク角センサ２１が１欠け歯部２２Ｂを２欠け歯部２２Ｃと誤検出した場合には、ステップ１０２〜１０６の燃料噴射制御を実行する。これにより、本実施形態に係る燃料噴射制御によれば、非同期噴射とシーケンシャル噴射における１サイクル目とでの２重の燃料の噴射を防止することができると共に、気筒識別後の１サイクル目の排気行程において噴射された燃料により初爆を起こさせることができる。従って、本実施形態に係る燃料噴射制御によれば、クランク角センサ２１の欠け歯の誤検出があった場合でも、始動時における無駄な燃料の噴射を抑制できると共に、始動性を確保することができる。

また、本実施形態に係る燃料噴射制御では、燃料噴射制御部１０１は、始動時非同期噴射を実施した後にシーケンシャル噴射制御を実施する場合、始動時非同期噴射を実施した気筒群（図３に示す第２グループの気筒群）に含まれる気筒（図３に示す♯２気筒）における初回の燃料噴射量を減少させている。これによって、始動を迅速化させたうえで、始動時における燃料の消費をより一層抑制できる。

また、燃料噴射制御部１０１は、始動時非同期噴射を実施した後にシーケンシャル噴射制御を実施する場合、始動時非同期噴射を実施した気筒群（図３に示す第２グループの気筒群）に含まれる気筒の中で排気上死点前と識別されなかった気筒（図３に示す♯３気筒）における初回の燃料噴射量を０に補正する。これによって、始動を迅速化させたうえで、始動時における燃料の消費をより一層抑制できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、本実施形態では、直列４気筒エンジンを例に採って本発明を説明したが、複数の気筒群を備えるエンジンであれば本発明を適用できる。ここで、例えば、Ｖ型６気筒エンジンの場合には、欠け歯数の異なる欠け歯部を３個設ければよく、３個の欠け歯部のうちの１個の欠け歯部が特許請求の範囲に記載の第１クランク角に位置し、残りの２個の欠け歯部が特許請求の範囲に記載の第２クランク角に位置するものとなる。

また、本実施形態では、欠け歯の検出結果を判定するための判定情報としてマップを用いたが、テーブルや演算式等を用いてもよい。さらに、本実施形態では、磁性を有する歯部を回転体の外周部に連続的に形成し、電磁式のピックアップコイルとするクランク角センサを用いたが、インクリメンタル型もしくはアブソリュート型のロータリエンコーダ等の他の形式のクランク角センサも適用可能である。

１ エンジン（内燃機関）
２ 気筒
３ シリンダブロック
４ シリンダヘッド
５ ピストン
６ 燃焼室
７ クランク軸
８ コネクティングロット
９ 点火プラグ
１０ 点火回路
１２ 燃料噴射弁
１３ 吸気ポート
１４ 排気ポート
２１ クランク角センサ（検出手段）
２２ ロータ
２２Ａ 歯部
２２Ｂ １欠け歯部
２２Ｃ ２欠け歯部
２３ ピックアップコイル
２５ カム角センサ
２６ ロータ
２６Ａ 突起部
２７ ピックアップコイル
１００ ＥＣＵ
１０１ 燃料噴射制御部（燃料噴射制御手段）
１０２ 点火制御部
１０３ 気筒識別部（識別手段）
１０４ 検出部（検出手段）
１０５ 記憶部
１０６ 識別結果判定部（判定手段）
１０７ 回転数算出部（回転数算出手段）
１０８ 噴射禁止部（禁止手段）

Claims (6)

1. 多気筒の内燃機関のクランク軸の第１クランク角、及び、この第１クランク角とは異なる第２クランク角を検出する検出手段と、
   前記検出手段により前記第１クランク角が検出された場合に前記多気筒のうちの特定の気筒群を識別し、前記検出手段により前記第２クランク角が検出された場合に前記多気筒のうちの他の気筒群を識別する識別手段と、
   所定の判定基準に基づき前記識別手段の識別結果の適否を判定する判定手段と、
   前記内燃機関の始動時の全気筒を通じての初回の点火前に、前記特定の気筒群に燃料を噴射する始動時燃料噴射を行う燃料噴射制御手段と、
   前記判定手段により前記識別結果が前記所定の判定基準に適さないと判定された場合、前記燃料噴射制御手段による前記始動時燃料噴射を禁止する禁止手段と、
   を備える内燃機関の制御装置。
2. 前記所定の判定基準は、前記検出手段による前記第１クランク角及び前記第２クランク角の検出タイミングに基づいて定められる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記検出タイミングに基づき前記内燃機関の回転数を算出する回転数算出手段を備え、
   前記所定の判定基準は、
   基準となる検出タイミングに基づき算出される基準回転数Ｎ１と、
   前記基準となる検出タイミングの直前の検出タイミングに基づき算出される前回回転数Ｎ２と、
   前記直前の検出タイミングのさらに直前の検出タイミングに基づき算出される前々回回転数Ｎ３と、
   に基づいて定められる請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記所定の判定基準は、前記基準回転数Ｎ１と前記前回回転数Ｎ２との比Ｋ１と、前記前回回転数Ｎ２と前記前々回回転数Ｎ３との比Ｋ２との関係に基づいて定められる請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記燃料噴射制御手段は、前記始動時燃料噴射を行う際の噴射量を、当該始動時燃料噴射の後に気筒毎に順次燃料噴射を行う際の噴射量よりも多くする請求項１から請求項４までの何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記燃料噴射制御手段は、前記始動時燃料噴射に次いで、前記他の気筒群の各気筒に順次燃料を噴射させる請求項１から請求項５までの何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。

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