JP2011247154A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載された内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine mounted on a vehicle.
一般に、車両に搭載される内燃機関の制御装置は、内燃機関を構成するエンジンの出力軸としてのクランクシャフトの回転角を検出するクランク角センサによって生成されるクランク角信号に基づいて点火プラグの点火タイミングやインジェクタの燃料噴射タイミング等の制御タイミングを気筒ごとに計るための気筒判別を行うようになっている。 In general, a control device for an internal combustion engine mounted on a vehicle uses an ignition plug ignition based on a crank angle signal generated by a crank angle sensor that detects a rotation angle of a crankshaft as an output shaft of an engine constituting the internal combustion engine. Cylinder discrimination is performed to measure the control timing such as the timing and the fuel injection timing of the injector for each cylinder.
このような気筒判別を行う内燃機関の制御装置として、クランク角センサの故障等によりクランク角信号が正常に得られていない場合に、エンジンに設けられた吸気カムシャフトおよび排気カムシャフトの回転角をそれぞれ検出する吸気カム角センサおよび排気カム角センサによって生成される吸気カム角信号および排気カム角信号に基づいて、ECU(Electronic Control Unit)が気筒判別を実行するフェールセーフ状態となるものが知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
As a control device for an internal combustion engine for performing such cylinder discrimination, when the crank angle signal is not normally obtained due to a failure of the crank angle sensor or the like, the rotation angles of the intake camshaft and the exhaust camshaft provided in the engine are determined. Based on the intake cam angle signal and the exhaust cam angle signal respectively detected by the intake cam angle sensor and the exhaust cam angle sensor that are detected respectively, those that are in a fail-safe state in which an ECU (Electronic Control Unit) performs cylinder discrimination are known. (For example, see
このため、特許文献1に開示された内燃機関の制御装置においては、吸気カム角センサおよび排気カム角センサによってそれぞれ生成された吸気カム角信号および排気カム角信号をそれぞれ気筒判別信号とし、制御装置が、一方の気筒判別信号の出力間に、他方の気筒判別信号の出力数が所定数以上ある気筒を特定気筒として判別し、この判別結果と気筒判別信号とに基づいて特定気筒以外の気筒を判別するようになっている。
Therefore, in the control device for an internal combustion engine disclosed in
これにより、特許文献1に開示された内燃機関の制御装置は、吸気カム角センサおよび排気カム角センサによってそれぞれ生成された吸気カム角信号および排気カム角信号のみで気筒判別を実行している。
As a result, the control apparatus for an internal combustion engine disclosed in
また、特許文献2に開示された内燃機関の制御装置は、吸気カム角センサおよび排気カム角センサによってそれぞれ生成された吸気カム角信号および排気カム角信号をそれぞれ気筒判別信号とし、制御装置が、この気筒判別信号を順次入力しつつ気筒判別信号入力間の周期を計測し、最新に計測された周期と前回に計測された周期との比と、最新に気筒判別信号を出力したセンサが吸気カム角センサであるか排気カム角センサであるかに基づいて特定気筒を判別し、この判別結果と気筒判別信号とに基づいて特定気筒以外の気筒を判別するようになっている。
Further, the control device for an internal combustion engine disclosed in
これにより、特許文献2に開示された内燃機関の制御装置は、吸気カム角センサおよび排気カム角センサによってそれぞれ生成された吸気カム角信号および排気カム角信号のみで気筒判別を実行している。
As a result, the control apparatus for an internal combustion engine disclosed in
しかしながら、このような従来の内燃機関の制御装置にあっては、吸気カム角信号や排気カム角信号等のカム角信号に基づいて気筒判別を実行する場合には、クランク角信号よりも検出角度の間隔が長いカム角信号に基づいて、気筒判別を実行する必要があるため、エンジン回転速度が低いエンジン始動中に気筒判別の精度が悪くなる。 However, in such a conventional control device for an internal combustion engine, when performing cylinder discrimination based on a cam angle signal such as an intake cam angle signal or an exhaust cam angle signal, the detected angle is greater than the crank angle signal. Since it is necessary to perform cylinder discrimination based on a cam angle signal having a long interval, the accuracy of cylinder discrimination is deteriorated during engine start with a low engine speed.
したがって、従来の内燃機関の制御装置にあっては、エンジンが始動するまでに時間がかかってしまうことから、気筒判別を実行するために全ての気筒判別信号をECUに取得させるため、ECUに負荷がかかってしまうといった課題があった。 Therefore, in the conventional control device for an internal combustion engine, since it takes time until the engine is started, in order to cause the ECU to acquire all the cylinder discrimination signals in order to execute the cylinder discrimination, the load on the ECU There was a problem that it would take.
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、カム角センサから出力されるカム角信号のみに基づいて気筒判別を行う場合であっても、気筒判別を実行するECUにかかる負荷を従来のものより低減しつつ、内燃機関の始動中には、精度のよい気筒判別を行うことができ、内燃機関の始動にかかる時間を短縮することができる内燃機関の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 such a problem, and it relates to an ECU that executes cylinder discrimination even when cylinder discrimination is performed based only on a cam angle signal output from a cam angle sensor. Provided is a control device for an internal combustion engine that can perform cylinder discrimination with high accuracy while starting the internal combustion engine while reducing the load compared to the conventional one, and can reduce the time required for starting the internal combustion engine. For the purpose.
本発明の内燃機関の制御装置は、上記目的を達成するため、(1)クランクシャフトの回転角を検出してクランク角信号を生成するクランク角センサと、カムシャフトの回転角を検出してカム角信号を生成するカム角センサとが設けられ、前記クランク角センサから前記クランク角信号が正常に得られない場合に、前記カム角信号に基づいて内燃機関を制御する内燃機関の制御装置において、前記カム角信号のエッジを取得するエッジ取得手段と、前記エッジ取得手段によって取得されたエッジに基づいて前記クランクシャフトの回転角を擬似的に計数する擬似計数手段と、前記擬似計数手段の計数値に基づいて気筒判別を行う気筒判別手段と、を備え、前記エッジ取得手段は、前記カム角信号のエッジのなかで、前記内燃機関の始動後には、前記内燃機関の始動中より少ないエッジを取得するように構成されている。 In order to achieve the above object, the control device for an internal combustion engine according to the present invention includes: (1) a crank angle sensor that detects a rotation angle of a crankshaft and generates a crank angle signal; and a cam angle that detects a rotation angle of a camshaft. A control device for an internal combustion engine that controls an internal combustion engine based on the cam angle signal when the crank angle signal is normally obtained from the crank angle sensor. Edge acquisition means for acquiring an edge of the cam angle signal, pseudo-counting means for pseudo-counting the rotation angle of the crankshaft based on the edge acquired by the edge acquisition means, and a count value of the pseudo-counting means A cylinder discriminating unit for discriminating a cylinder based on the cam angle signal. It is configured to acquire the less edge than during starting of the internal combustion engine.
この構成により、内燃機関の始動中には、内燃機関が始動した後より多いカム角信号のエッジを取得することにより気筒判別を行うため、精度のよい気筒判別を行うことができ、内燃機関の始動にかかる時間を短縮することができる。一方、内燃機関が始動した後には、内燃機関の始動中より少ないカム角信号のエッジを取得することにより気筒判別を行うため、気筒判別手段を構成するECUにかかる負荷を低減することができる。 With this configuration, during the start of the internal combustion engine, cylinder discrimination is performed by acquiring more cam angle signal edges after the internal combustion engine is started, so that accurate cylinder discrimination can be performed. The time required for starting can be shortened. On the other hand, after the internal combustion engine is started, cylinder discrimination is performed by acquiring fewer cam angle signal edges than during startup of the internal combustion engine, so that the load on the ECU constituting the cylinder discrimination means can be reduced.
従って、本発明の内燃機関の制御装置は、カム角センサから出力されるカム角信号のみに基づいて気筒判別を行う場合であっても、気筒判別を実行するECUにかかる負荷を従来のものより低減しつつ、内燃機関の始動中には、精度のよい気筒判別を行うことができ、内燃機関の始動にかかる時間を短縮することができる。 Therefore, the control device for an internal combustion engine according to the present invention has a higher load on the ECU that performs cylinder discrimination than the conventional one even when cylinder discrimination is performed based only on the cam angle signal output from the cam angle sensor. While being reduced, it is possible to perform cylinder discrimination with high accuracy while the internal combustion engine is being started, and it is possible to shorten the time required for starting the internal combustion engine.
また、上記(1)に記載の内燃機関の制御装置において、(2)前記エッジ取得手段は、前記内燃機関の始動中には、前記カム角信号の全てのエッジを取得するようにしてもよい。 In the internal combustion engine control apparatus according to (1), (2) the edge acquisition unit may acquire all edges of the cam angle signal while the internal combustion engine is started. .
この構成により、内燃機関の始動中には、カム角信号の全てのエッジを取得することにより、気筒判別の精度を向上させることができる。 With this configuration, the accuracy of cylinder discrimination can be improved by acquiring all the edges of the cam angle signal during the start of the internal combustion engine.
また、上記(2)に記載の内燃機関の制御装置において、(3)前記エッジ取得手段は、前記内燃機関の始動後には、前記カム角信号の全てのエッジのなかで、一定間隔のクランク角にそれぞれ対応する前記カム角信号の有効エッジを取得するようにしてもよい。 Further, in the control device for an internal combustion engine according to the above (2), (3) the edge acquisition means, after starting the internal combustion engine, has crank angles at regular intervals among all the edges of the cam angle signal. The effective edge of the cam angle signal corresponding to each may be acquired.
この構成により、内燃機関の始動後には、クランクシャフトの回転角を擬似的に計数するために必要とする有効エッジのみを取得することにより、気筒判別を実行するECUにかかる負荷を従来のものより軽減することができる。 With this configuration, after starting the internal combustion engine, by acquiring only effective edges necessary for pseudo-counting the rotation angle of the crankshaft, the load on the ECU that performs cylinder discrimination is increased compared to the conventional one. Can be reduced.
また、上記(1)に記載の内燃機関の制御装置において、(4)前記カム角センサは、吸気カムシャフトの回転角を検出して吸気カム角信号を生成する吸気カム角センサと、排気カムシャフトの回転角を検出して排気カム角信号を生成する排気カム角センサとを含み、前記エッジ取得手段は、前記内燃機関の始動中には、前記吸気カム角信号と前記排気カム角信号との全てのエッジを取得するようにしてもよい。 Further, in the control device for an internal combustion engine according to (1), (4) the cam angle sensor includes an intake cam angle sensor that detects a rotation angle of an intake cam shaft and generates an intake cam angle signal; An exhaust cam angle sensor that detects an angle of rotation of the shaft and generates an exhaust cam angle signal, and the edge acquisition means includes the intake cam angle signal and the exhaust cam angle signal during startup of the internal combustion engine. All of the edges may be acquired.
この構成により、内燃機関の始動中には、吸気カム角信号と前記排気カム角信号との全てのエッジを取得することにより、気筒判別の精度を向上させることができる。 With this configuration, the accuracy of cylinder discrimination can be improved by acquiring all the edges of the intake cam angle signal and the exhaust cam angle signal during the start of the internal combustion engine.
また、上記(1)に記載の内燃機関の制御装置において、(5)前記カム角センサは、吸気カムシャフトの回転角を検出して吸気カム角信号を生成する吸気カム角センサを含み、前記エッジ取得手段は、前記内燃機関の始動中には、前記吸気カム角信号の全てのエッジを取得するようにしてもよい。 In the control device for an internal combustion engine according to (1), (5) the cam angle sensor includes an intake cam angle sensor that detects an intake cam shaft rotation angle and generates an intake cam angle signal. The edge acquisition means may acquire all the edges of the intake cam angle signal during startup of the internal combustion engine.
この構成により、内燃機関の始動中には、吸気カム角信号の全てのエッジを取得することにより、気筒判別の精度を向上させることができる。 With this configuration, it is possible to improve the accuracy of cylinder discrimination by acquiring all the edges of the intake cam angle signal during startup of the internal combustion engine.
また、上記(1)に記載の内燃機関の制御装置において、(6)前記カム角センサは、排気カムシャフトの回転角を検出して排気カム角信号を生成する排気カム角センサを含み、前記エッジ取得手段は、前記内燃機関の始動中には、前記排気カム角信号の全てのエッジを取得するようにしてもよい。 Further, in the control device for an internal combustion engine according to (1), (6) the cam angle sensor includes an exhaust cam angle sensor that detects a rotation angle of an exhaust cam shaft and generates an exhaust cam angle signal, The edge acquisition means may acquire all edges of the exhaust cam angle signal during startup of the internal combustion engine.
この構成により、内燃機関の始動中には、排気カム角信号の全てのエッジを取得することにより、気筒判別の精度を向上させることができる。 With this configuration, it is possible to improve the accuracy of cylinder discrimination by acquiring all the edges of the exhaust cam angle signal during startup of the internal combustion engine.
また、上記(4)または(5)に記載の内燃機関の制御装置において、(7)前記エッジ取得手段は、前記内燃機関の始動後には、前記吸気カム角信号の全てのエッジのなかで、一定間隔のクランク角にそれぞれ対応する前記吸気カム角信号の有効エッジを取得するようにしてもよい。 Further, in the control device for an internal combustion engine according to the above (4) or (5), (7) the edge acquisition means, among all the edges of the intake cam angle signal after the start of the internal combustion engine, You may make it acquire the effective edge of the said intake cam angle signal corresponding to the crank angle of a fixed space | interval, respectively.
この構成により、内燃機関の始動後には、クランクシャフトの回転角を擬似的に計数するために必要とする吸気カム角信号の有効エッジのみを取得することにより、気筒判別を実行するECUにかかる負荷を従来のものより軽減することができる。 With this configuration, after starting the internal combustion engine, only the effective edge of the intake cam angle signal necessary for pseudo-counting the rotation angle of the crankshaft is obtained, so that the load applied to the ECU that performs cylinder discrimination Can be reduced from the conventional one.
また、上記(4)または(6)に記載の内燃機関の制御装置において、(8)前記エッジ取得手段は、前記内燃機関の始動後には、前記排気カム角信号の全てのエッジのなかで、一定間隔のクランク角にそれぞれ対応する前記排気カム角信号の有効エッジを取得するようにしてもよい。 Further, in the control device for an internal combustion engine according to the above (4) or (6), (8) the edge acquisition means, among all the edges of the exhaust cam angle signal after the start of the internal combustion engine, You may make it acquire the effective edge of the said exhaust cam angle signal corresponding to the crank angle of a fixed space | interval, respectively.
この構成により、内燃機関の始動後には、クランクシャフトの回転角を擬似的に計数するために必要とする排気カム角信号の有効エッジのみを取得することにより、気筒判別を実行するECUにかかる負荷を従来のものより軽減することができる。 With this configuration, after starting the internal combustion engine, only the effective edge of the exhaust cam angle signal necessary for pseudo-counting the rotation angle of the crankshaft is obtained, so that the load applied to the ECU that performs cylinder discrimination Can be reduced from the conventional one.
本発明によれば、カム角センサから出力されるカム角信号のみに基づいて気筒判別を行う場合であっても、気筒判別を実行するECUにかかる負荷を従来のものより低減しつつ、内燃機関の始動中には、精度のよい気筒判別を行うことができ、内燃機関の始動にかかる時間を短縮することができる内燃機関の制御装置を提供することができる。 According to the present invention, even when the cylinder discrimination is performed based only on the cam angle signal output from the cam angle sensor, the load applied to the ECU for executing the cylinder discrimination is reduced from the conventional one while reducing the load on the ECU. Thus, it is possible to provide a control apparatus for an internal combustion engine that can perform cylinder discrimination with high accuracy and can reduce the time required for starting the internal combustion engine.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に示すように、本実施の形態における車両10は、動力源としてエンジン20と、エンジン20において発生した動力を伝達するとともに車両10の走行状態等に応じて変速比を変化させるトランスミッション30と、トランスミッション30から伝達された動力をドライブシャフト51L、51Rに分配するディファレンシャル機構40と、ドライブシャフト51L、51Rから伝達された動力により回転させられ、車両10を駆動させる駆動輪52L、52Rと、車両10の各部を統括的に制御するECU(Electronic Control Unit)100と、を備えている。
As shown in FIG. 1, a
図2に示すように、エンジン20は、内燃機関によって構成されており、シリンダブロック210と、シリンダブロック210の上部に固定されたシリンダヘッド220と、オイルを収納するオイルパン230とを備え、シリンダブロック210と、シリンダヘッド220とによって各気筒が形成されている。
As shown in FIG. 2, the
なお、本実施の形態おいて、エンジン20は、直列4気筒のガソリンエンジンによって構成されているものとして説明するが、本発明においては、直列6気筒エンジン、V型6気筒エンジン、V型12気筒エンジンまたは水平対向6気筒エンジンなどの種々の型式のエンジンによって構成されていてもよい。ここで、図2に示すエンジン20は、直列に配置された4つの気筒のうちの1つの気筒21が図示されている。
In the present embodiment, the
各気筒21には、ピストン211が往復動可能に収納され、シリンダブロック210、シリンダヘッド220およびピストン211によって、各気筒21の燃焼室201が形成されている。
A
本実施の形態おいて、エンジン20は、ピストン211が2往復する間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の4行程を行う、4サイクルのガソリンエンジンによって構成されているものとして説明する。
In the present embodiment, the
また、エンジン20は、クランクシャフト213を備え、クランクシャフト213は、各気筒21に収納されたピストン211とコネクティングロッド212を介して連結されている。コネクティングロッド212は、ピストン211の往復動をクランクシャフト213の回転運動に変換するようになっている。
The
従って、エンジン20は、燃焼室201で燃料と空気との混合気を燃焼させることによりピストン211を往復動させ、コネクティングロッド212を介してクランクシャフト213を回転させることにより、トランスミッション30に動力を伝達するようになっている。なお、エンジン20に用いられる燃料は、ガソリンもしくは軽油等の炭化水素系の燃料またはエタノール等のアルコールとガソリンとを混合したアルコール燃料であってもよい。
Accordingly, the
エンジン20には、車外から流入した空気を清浄するエアクリーナ312と、清浄された空気を燃焼室201に導入するためにシリンダヘッド220に連結されている吸気管311と、燃焼室201に導入される空気の流量を調整するためのスロットルバルブ313と、スロットルバルブ313の開度を検出するスロットルセンサ135と、燃焼室201のなかで混合気の燃焼によって発生した排気ガスを車外に排出するためにシリンダヘッド220に連結されている排気管321と、排気ガス中の有害物質を酸化還元浄化するために排気管321に設けられた触媒コンバータ322と、が設けられている。
The
エアクリーナ312は、例えば、内部に収容した紙または合成繊維の不織布のフィルターにより、吸入空気中の異物を除去するようになっている。
The
スロットルバルブ313は、薄い円板状の弁体によって構成され、この弁体の中央にシャフトを備えている。スロットルバルブ313には、ECU100の制御に応じてシャフトを回動させることによって弁体を回動させ、吸気管311における空気の流量を変更するスロットルバルブアクチュエータ314が設けられている。
The
触媒コンバータ322は、一般に、排気ガスに含まれる未燃炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)および窒素酸化物(NOx)といった有害物質を効率的に除去することができる三元触媒を備えている。この三元触媒は、好ましくはNOx含有率の高い排気ガスからでも、NOxを効率的に除去する機能を有するものが用いられる。
The
シリンダヘッド220には、吸気管311と燃焼室201とを連通させる吸気ポート221と、燃焼室201と排気管321とを連通させる排気ポート222とが形成されている。
The
また、シリンダヘッド220には、吸気管311から燃焼室201への燃焼用空気の導入を制御するための吸気バルブ223と、燃焼室201から排気管321への排気ガスの排出を制御するための排気バルブ224と、燃焼室201内に燃料を噴射するためのインジェクタ225と、燃焼室201内の混合気に点火するための点火プラグ226と、が取り付けられている。
The
インジェクタ225は、ECU100によって制御されるソレノイドコイルおよびニードルバルブを有している。インジェクタ225には、所定の圧力で燃料が供給されている。インジェクタ225は、ECU100によってソレノイドコイルが通電されると、ニードルバルブを開いて、燃焼室201に燃料を噴射するようになっている。
The
点火プラグ226は、プラチナやイリジウム合金製の電極を有する公知の点火プラグによって構成されている。点火プラグ226は、ECU100によって電極が通電されることにより放電し、燃焼室201内の混合気に点火するようになっている。
The
図3に示すように、エンジン20には、シリンダヘッド220の上部に、吸気カムシャフト241および排気カムシャフト242が、回転可能に設けられている。
As shown in FIG. 3, the
吸気カムシャフト241には、吸気バルブ223の上端に当接する吸気カム243が設けられている。吸気カムシャフト241が回転すると、吸気カム243が吸気バルブ223を開閉駆動し、吸気ポート221と燃焼室201との間が開閉されるようになっている。
The
排気カムシャフト242には、排気バルブ224の上端に当接する排気カム244が設けられている。排気カムシャフト242が回転すると、排気カム244が排気バルブ224を開閉駆動し、燃焼室201と排気ポート222との間が開閉されるようになっている。
The
吸気カムシャフト241の一端部には、吸気カムスプロケット245と、吸気カムシャフト241を吸気カムスプロケット245に対して回転させる吸気側回転位相コントローラ247と、が設けられている。
An
吸気側回転位相コントローラ247は、ECU100に制御されることにより、吸気カムシャフト241を吸気カムスプロケット245に対して回転させ、進角制御および遅角制御を行うことができるようになっている。
The intake side
排気カムシャフト242の一端部には、排気カムスプロケット246と、排気カムシャフト242を排気カムスプロケット246に対して回転させる排気側回転位相コントローラ248と、が設けられている。
An
排気側回転位相コントローラ248は、ECU100に制御されることにより、排気カムシャフト242を排気カムスプロケット246に対して回転させ、進角制御および遅角制御を行うことができるようになっている。
The exhaust-side
クランクシャフト213の一端部には、クランクスプロケット249が設けられている。吸気カムスプロケット245、排気カムスプロケット246およびクランクスプロケット249には、タイミングベルト250が巻き掛けられている。タイミングベルト250は、クランクスプロケット249の回転を吸気カムスプロケット245および排気カムスプロケット246に伝達するようになっている。
A
従って、タイミングベルト250によって、クランクシャフト213の回転が、吸気カムシャフト241および排気カムシャフト242に伝達されることにより、吸気カムシャフト241および排気カムシャフト242に駆動される吸気バルブ223および排気バルブ224が、クランクシャフト213に同期して吸気ポート221および排気ポート222を開閉する。
Accordingly, the rotation of the
また、エンジン20には、タイミングベルト250の経路を規制するテンショナ251が設けられている。テンショナ251は、吸気カムスプロケット245、排気カムスプロケット246およびクランクスプロケット249からタイミングベルト250が外れることを防止するために、タイミングベルト250に適度なテンションを与えるようになっている。
The
クランクシャフト213には、クランクシャフト213とともに回転するクランクロータ254が設けられている。車両10は、クランクロータ254の回転角を検出するためのクランク角センサ131を備えている。
The
図4に示すように、クランクロータ254は、外周に10°ごとに信号歯が設けられ、上死点検出用に2歯欠歯した部分が1箇所あり、全周で34歯の信号歯が設けられている。
As shown in FIG. 4, the
クランク角センサ131は、磁気抵抗素子(MRE:Magnetic Resistance Element)を有するMREセンサによって構成されている。クランクシャフト213が回転すると、クランクロータ254に設けられた歯の山と谷により、クランク角センサ131にかかる磁界の方向、すなわち、磁気ベクトルが変化し、内部抵抗値が変化する。
The
クランク角センサ131は、図5に示すように、この抵抗値変化を電圧に変換した上で出力される波形と、閾値とを比較することによりHigh状態とLow状態とをとる矩形波に整形したクランク角信号を生成し、生成したクランク角信号をECU100に出力するようになっている。
As shown in FIG. 5, the
また、クランク角センサ131は、クランクロータ254により、クランクシャフト213の回転角を10°ごとに検出させることができるとともに、クランクロータ254の欠歯した箇所により、クランクシャフト213の回転位置を検出させることができるようになっている。
Further, the
図3において、クランクシャフト213の他端には、クランクシャフト213とともに回転するフライホイール258が設けられている。車両10は、エンジン20の始動時にフライホイール258を回転させるためのスタータ259を備えている。
In FIG. 3, a
フライホイール258は、リングギアによって構成されている。スタータ259は、バッテリを電源として駆動するモータと、モータによって回転されるピニオンギアとを有している。
The
スタータ259は、ECU100に制御されることにより、エンジン20の始動時にフライホイール258にピニオンギアを歯合させてモータを駆動させることにより、クランクシャフト213を回転させる一方で、エンジン20が始動した後には、フライホイール258からピニオンギアを離隔し、モータを停止するようになっている。
The
吸気カムシャフト241および排気カムシャフト242は、クランクシャフト213が2周する間に1周するようになっている。従って、クランクシャフト213の回転角を基準にし、吸気カムシャフト241および排気カムシャフト242の回転角をクランクシャフト213の回転角を示す「CA」を用いて以下に説明する。
The
吸気カムシャフト241には、吸気カムシャフト241とともに回転する吸気カムロータ255が設けられている。また、排気カムシャフト242には、排気カムシャフト242とともに回転する排気カムロータ256が設けられている。車両10は、吸気カムロータ255および排気カムロータ256の回転角をそれぞれ検出するための吸気カム角センサ139および排気カム角センサ140を備えている。なお、本発明において、吸気カム角センサ139と排気カム角センサ140とを総称してカム角センサともいう。
The
図6に示すように、吸気カムロータ255は、外周に山と谷が形成されている。本実施の形態における吸気カムロータ255は、順に60°CAの谷、180°CAの山、180°CAの谷、60°CAの山、120°CAの谷、120°CAの山が形成されている。
As shown in FIG. 6, the
吸気カム角センサ139は、クランク角センサ131と同様に構成され、図7に示すように、吸気カムシャフト241が回転すると、吸気カムロータ255に形成された山と谷に対応する矩形波を吸気カムシャフト241のカム角信号(以下、「G2In信号」という)として生成し、生成したG2In信号をECU100に出力するようになっている。
The intake
排気カムロータ256は、吸気カム角センサ139と同様に構成され、吸気カムロータ255と比較して60°CAずれた状態で、排気カムシャフト242に設けられている。
The
排気カム角センサ140は、吸気カム角センサ139と同様に構成され、排気カムシャフト242が回転すると、排気カムロータ256に形成された山と谷に対応する矩形波を排気カムシャフト242のカム角信号(以下、「G2Ex信号」という)として生成し、生成したG2Ex信号をECU100に出力するようになっている。
The exhaust
図8に示すように、ECU100の入力側には、クランク角センサ131、吸気カム角センサ139、排気カム角センサ140およびスロットルセンサ135に加え、スタータ259を駆動するためのスタートスイッチ134と、その他各種センサとが接続されている。
As shown in FIG. 8, on the input side of the
一方、ECU100の出力側には、インジェクタ225、点火プラグ226、スタータ259およびスロットルバルブアクチュエータ314等の制御対象とするデバイスが接続されている。
On the other hand, devices to be controlled such as an
ECU100は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)および入出力インターフェース回路を備えたマイクロコンピュータによって構成されている。このCPUがRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って動作することにより、ECU100は、車両10の各部を統括的に制御するようになっている。
The
ここで、本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置を構成するECU100の構成について説明する。
Here, the configuration of
ECU100は、クランク角センサ131からクランク角信号が正常に得られない場合に、カム角信号、すなわち、G2In信号やG2Ex信号に基づいてエンジン20を制御するようになっている。
When the crank angle signal is not normally obtained from the
本実施の形態において、ECU100は、その処理負荷を軽減するために、カム角信号の立ち上りエッジを一定のサンプリング周期Tsで検出し、立ち下りエッジを割り込みで検出するようになっている。ここで、サンプリング周期Tsは、ECU100の処理速度に応じて定められるが、本実施の形態においては、1msとする。具体的には、ECU100は、G2In信号の立ち上りエッジを1ms周期で検出し、G2In信号の立ち下りエッジを割り込みで検出するようになっている。
In the present embodiment, the
ECU100は、正常状態と、フェールセーフ状態との何れか一方の状態をとるようになっている。ECU100は、クランク角センサ131から出力されるクランク角信号が正常に得られているか否かを判断するダイアグアプリケーションを常に実行するようになっている。
The
例えば、ダイアグアプリケーションは、G2In信号やG2Ex信号の各エッジ間に検出されるクランク角信号のエッジが予め定められた数より少ないとき、クランク角信号の信号レベルが予め定められた範囲から外れたときなどに、クランク角信号が正常に得られていないと判断するようになっている。 For example, in the diagnosis application, when the number of edges of the crank angle signal detected between the edges of the G2In signal and the G2Ex signal is less than a predetermined number, or when the signal level of the crank angle signal deviates from a predetermined range. For example, it is determined that the crank angle signal is not normally obtained.
ECU100は、ダイアグアプリケーションによってクランク角信号が正常に得られていると判断された場合には、正常状態をとり、ダイアグアプリケーションによってクランク角信号が正常に得られていないと判断された場合には、フェールセーフ状態をとるようになっている。
When it is determined that the crank angle signal is normally obtained by the diagnosis application, the
ここで、フェールセーフ状態において、ECU100が吸気側回転位相コントローラ247および排気側回転位相コントローラ248を制御すると、吸気カムシャフト241および排気カムシャフト242と、クランクシャフト213との関係が変化してしまうため、カム角信号に基づいて気筒判別を行うと、気筒判別の精度が悪化してしまう。
Here, if the
このため、正常状態からフェールセーフ状態となるときに、ECU100は、吸気カムシャフト241が基準位置、すなわち、吸気側回転位相が最遅角となるように、吸気側回転位相コントローラ247を制御するとともに、排気カムシャフト242が基準位置、すなわち、排気側回転位相が最進角となるように、排気側回転位相コントローラ248を制御するようになっている。
Therefore, when changing from the normal state to the fail-safe state, the
この場合には、ECU100は、吸気側回転位相コントローラ247および排気側回転位相コントローラ248の制御が完了するまでは、気筒判別を停止するようにすることが好ましい。なお、気筒判別が停止すると、インジェクタ225および点火プラグ226がECU100によって制御されなくなり、インジェクタ225による燃料噴射、および、点火プラグ226による点火が停止されるため、エンジン20内の燃焼が停止する。
In this case, it is preferable that the
ここで、ECU100の構成について正常状態と、フェールセーフ状態とに分けて説明する。
Here, the configuration of the
(正常状態)
正常状態において、ECU100は、図9に示すように、クランク角センサ131によって出力されたクランクシャフト213の10°ごとのクランク角信号の3歯分、すなわち、クランクシャフト213が30°回転したときに1カウントするクランクカウンタを生成するようになっている。
(Normal state)
In the normal state, as shown in FIG. 9, the
このクランクカウンタは、特定の気筒、例えば、タイミングベルト250に最も近い側の気筒(#1)におけるピストン211の上死点から次の上死点までを、ccrnk0〜ccrnk23としてカウントするようになっている。ECU100は、クランクカウンタのカウント周期に基づいてエンジン回転速度Neを算出するようになっている。
This crank counter counts from top dead center of the
また、ECU100は、クランクカウンタのカウント値に基づいて、点火プラグ226の点火タイミングやインジェクタ225の燃料噴射タイミング等の制御タイミングを気筒ごとに計るための気筒判別を行うようになっている。このようにECU100は、正常状態において、気筒判別を行う気筒判別手段を構成する。
Further, the
また、ECU100は、カムシャフト241、242の回転角を検出するカム角センサ139、140から出力されるカム角信号の立ち上りエッジおよび立ち下りエッジのなかで、一定間隔のクランク角に対応するエッジを有効エッジとして取得するようになっている。
In addition, the
以下の説明において、ECU100は、吸気カムシャフト241の回転角を検出する吸気カム角センサ139から出力されるG2In信号の立ち上りエッジおよび立ち下りエッジのなかで、一定間隔のクランク角に対応するエッジを有効エッジとして取得するものとする。
In the following description, the
ECU100は、吸気カム角センサ139から出力されたG2In信号の180°CA毎の有効エッジE1〜E4を取得するようになっている。なお、正常状態におけるG2In信号の有効エッジE1〜E4は、クランクカウンタのカウント値ccrnk2、8、14、20にそれぞれ同期するものとする。このようにECU100は、正常状態において、カム角信号のエッジを取得するエッジ取得手段を構成する。
The
また、ECU100は、フェールセーフ状態となったときに備えて、取得した有効エッジをカウントするカムカウンタを生成するようになっている。本実施の形態において、ECU100は、G2In信号の有効エッジをカウントするカムカウンタ(以下、「G2Inカウンタ」という)を生成するようになっている。すなわち、正常状態において、G2Inカウンタは、クランクカウンタのカウント値ccrnk2、8、14、20にそれぞれ同期して、カウント値ccam0、1、2、3を繰り返し計数することになる。
In addition, the
(フェールセーフ状態)
ECU100は、前述したように、正常状態においては、クランクカウンタのカウント値に基づいてエンジン回転速度Neを算出していたが、フェールセーフ状態においては、G2In信号の有効エッジに基づいてエンジン回転速度Neを算出するようになっている。
(Fail safe state)
As described above, the
ECU100は、カム角信号のエッジのなかで、エンジン20の始動後には、エンジン20の始動中より少ないエッジを取得するようになっている。このように、ECU100は、フェールセーフ状態においても、エッジ取得手段を構成する。
The
本実施の形態において、ECU100は、エンジン20の始動中には、カム角信号の全てのエッジを取得し、エンジン20の始動後には、吸気カム角センサ139から出力されたG2In信号の180°CA毎の有効エッジE1〜E4を取得するようになっている。
In the present embodiment, the
ここで、エンジン20の始動中とは、スタートスイッチ134がオン状態で、ECU100がスタータ259を制御し、スタータ259がフライホイール258を回転させてからエンジン20の回転数Neが予め定められた回転数Nth、例えば、250rpmになるまでの期間のことをいう。また、エンジン20の始動後とは、スタータ259のピニオンギアがフライホイール258から離隔し、エンジン20の回転数Neが予め定められた回転数Nth以上にあるときのことをいう。
Here, when the
ECU100は、エンジン20の始動中には、G2In信号およびG2Ex信号の全てのエッジを取得し、G2In信号の立ち下りエッジのなかで、クランクカウンタのカウント値ccrnk2に対応する有効エッジE1を特定するようになっている。
The
ここで、ECU100は、G2In信号のHighレベル期間とLowレベル期間との比率R1、および、G2In信号の立ち下りエッジとG2Ex信号の立ち上りエッジとのエッジ間隔dTに基づいて、G2In信号の立ち下りエッジのなかで、有効エッジE1を特定するようになっている。
Here, the
なお、ECU100は、比率R1のみ、または、エッジ間隔dTのみに基づいて、G2In信号の立ち下りエッジのなかで、有効エッジE1を特定することができるが、本実施の形態においては、有効エッジE1を確実に特定するため、比率R1とエッジ間隔dTとの双方に基づいて、有効エッジE1を特定するようになっている。
The
まず、図10ないし図12に示すように、比率R1は、G2In信号の直前のHighレベル期間TI(n)に対するその前のLowレベル期間TI(n−1)の比率TI(n−1)/TI(n)を表す。ECU100は、この比率R1が最大となるG2In信号の立ち下りエッジを有効エッジE1の候補として特定するようになっている。
First, as shown in FIGS. 10 to 12, the ratio R1 is a ratio TI (n−1) / the ratio of the previous Low level period TI (n−1) to the High level period TI (n) immediately before the G2In signal. Represents TI (n). The
すなわち、エンジン20の回転に変動がないと仮定すると、G2In信号の立ち下りエッジD1に対しては、図10に示すように、G2In信号の直前のHighレベル期間TI(n)が略60°CAに比例し、その前のLowレベル期間TI(n−1)が略120°CAに比例するため、比率R1は、略2となる。
That is, assuming that there is no fluctuation in the rotation of the
同様に、G2In信号の立ち下りエッジD3に対しては、図11に示すように、G2In信号の直前のHighレベル期間TI(n)が略180°CAに比例し、その前のLowレベル期間TI(n−1)が略180°CAに比例するため、比率R1は、略1となる。 Similarly, for the falling edge D3 of the G2In signal, as shown in FIG. 11, the High level period TI (n) immediately before the G2In signal is proportional to approximately 180 ° CA, and the preceding Low level period TI. Since (n−1) is proportional to approximately 180 ° CA, the ratio R1 is approximately 1.
また、G2In信号の立ち下りエッジD4に対しては、図12に示すように、G2In信号の直前のHighレベル期間TI(n)が略120°CAに比例し、その前のLowレベル期間TI(n−1)が略60°CAに比例するため、比率R1は、略0.5となる。 For the falling edge D4 of the G2In signal, as shown in FIG. 12, the High level period TI (n) immediately before the G2In signal is proportional to approximately 120 ° CA, and the preceding Low level period TI ( Since n-1) is proportional to approximately 60 ° CA, the ratio R1 is approximately 0.5.
このように、G2In信号の立ち下りエッジD1に対する比率R1が最大となるため、ECU100は、G2In信号の立ち下りエッジD1を有効エッジE1の候補として特定することができる。
In this way, since the ratio R1 of the G2In signal to the falling edge D1 is maximized, the
なお、ECU100は、比率R1が最大となるG2In信号の立ち下りエッジを有効エッジE1の候補として特定するのに代えて、比率R1が予め定められた比率Rth1を超えるG2In信号の立ち下りエッジを有効エッジE1の候補として特定するようにしてもよい。この場合、比率Rth1は、例えば、1.7程度に定められる。
In addition, instead of specifying the falling edge of the G2In signal that maximizes the ratio R1 as a candidate for the effective edge E1, the
一方、図13ないし図14に示すように、エッジ間隔dTは、G2In信号の直前のHighレベル期間TI(n)とG2Ex信号の直前のHighレベル期間TE(n)とが重なる重複期間を表す。 On the other hand, as shown in FIGS. 13 to 14, the edge interval dT represents an overlapping period in which the High level period TI (n) immediately before the G2In signal and the High level period TE (n) immediately before the G2Ex signal overlap.
ECU100は、エッジ間隔dTに対するG2In信号の直前のHighレベル期間TI(n)の比率R2=TI(n)/dTと、重複期間dTに対するG2Ex信号の直前のHighレベル期間TE(n)の比率R3=TE(n)/dTとを算出し、算出した比率R2および比率R3が共に最大になるG2In信号の立ち下りエッジを有効エッジE1の候補として特定するようになっている。
The
すなわち、エンジン20の回転に変動がないと仮定すると、G2In信号の立ち下りエッジD1に対しては、図13に示すように、重複期間dTが略0°CAに比例し、G2In信号の直前のHighレベル期間TI(n)が略60°CAに比例し、G2Ex信号の直前のHighレベル期間TE(n)が略60°CAに比例するため、比率R2および比率R3は、ともに無限大となる。
That is, assuming that there is no fluctuation in the rotation of the
また、G2In信号の立ち下りエッジD3に対しては、図14に示すように、重複期間dTが略120°CAに比例し、G2In信号の直前のHighレベル期間TI(n)が略180°CAに比例し、G2Ex信号の直前のHighレベル期間TE(n)が略180°CAに比例するため、比率R2および比率R3は、ともに略1.5となる。 For the falling edge D3 of the G2In signal, as shown in FIG. 14, the overlap period dT is proportional to approximately 120 ° CA, and the High level period TI (n) immediately before the G2In signal is approximately 180 ° CA. Since the High level period TE (n) immediately before the G2Ex signal is proportional to approximately 180 ° CA, the ratio R2 and the ratio R3 are both approximately 1.5.
また、G2In信号の立ち下りエッジD4に対しては、図15に示すように、重複期間dTが略60°CAに比例し、G2In信号の直前のHighレベル期間TI(n)が略120°CAに比例し、G2Ex信号の直前のHighレベル期間TE(n)が略120°CAに比例するため、比率R2および比率R3は、ともに略2となる。 For the falling edge D4 of the G2In signal, as shown in FIG. 15, the overlap period dT is proportional to approximately 60 ° CA, and the High level period TI (n) immediately before the G2In signal is approximately 120 ° CA. Since the High level period TE (n) immediately before the G2Ex signal is proportional to approximately 120 ° CA, both the ratio R2 and the ratio R3 are approximately 2.
このように、G2In信号の立ち下りエッジD1に対する比率R2、R3がともに最大となるため、ECU100は、G2In信号の立ち下りエッジD1を有効エッジE1の候補として特定することができる。
Thus, since the ratios R2 and R3 with respect to the falling edge D1 of the G2In signal are both maximum, the
なお、ECU100は、比率R2、R3がともに最大となるG2In信号の立ち下りエッジを有効エッジE1の候補として特定するのに代えて、比率R2、R3がともに予め定められた比率Rth2を超えるG2In信号の立ち下りエッジを有効エッジE1の候補として特定するようにしてもよい。この場合、比率Rth2は、例えば、4.8程度に定められる。
In addition, instead of specifying the falling edge of the G2In signal in which the ratios R2 and R3 are both the maximum as the candidate for the effective edge E1, the
ECU100は、比率R1に基づいて有効エッジE1の候補として特定したG2In信号の立ち下りエッジと、エッジ間隔dTに基づいて有効エッジE1の候補として特定したG2In信号の立ち下りエッジと、が一致した場合に、このG2In信号の立ち下りエッジを有効エッジE1として特定するようになっている。 When the falling edge of the G2In signal specified as a candidate for the effective edge E1 based on the ratio R1 matches the falling edge of the G2In signal specified as a candidate for the effective edge E1 based on the edge interval dT In addition, the falling edge of the G2In signal is specified as the effective edge E1.
図9において、ECU100は、有効エッジを取得したときに、次の有効エッジの取得タイミングを予測するようになっている。具体的には、ECU100は、有効エッジE2を取得したときに、有効エッジE2を取得したタイミングから有効エッジE1〜E2間の時間を加算したタイミングを次の有効エッジE3の取得タイミングとして予測するようになっている。
In FIG. 9, the
同様に、ECU100は、有効エッジE3を取得したときに、有効エッジE3を取得したタイミングから有効エッジE2〜E3間の時間を加算したタイミングを次の有効エッジE4の取得タイミングとして予測するようになっている。
Similarly, when acquiring the effective edge E3, the
また、ECU100は、有効エッジE4を取得したときに、有効エッジE4を取得したタイミングから有効エッジE3〜E4間の時間を加算したタイミングを次の有効エッジE1の取得タイミングとして予測するようになっている。
Further, when the
また、ECU100は、有効エッジE1を取得したときに、有効エッジE1を取得したタイミングから有効エッジE4〜E1間の時間を加算したタイミングを次の有効エッジE2の取得タイミングとして予測するようになっている。
Further, when the
ECU100は、取得した有効エッジの取得タイミングと次の有効エッジの予測した取得タイミングとの間を逓倍することにより、クランクシャフト213の回転角を擬似的に計数するようになっている。具体的には、ECU100は、フェールセーフ用のクランクカウンタ(以下、単に「F/S用クランクカウンタ」という)を生成するようになっている。このように、ECU100は、フェールセーフ状態において、擬似計数手段を構成する。
The
ここで、エンジン20の始動中に生成されるF/S用クランクカウンタの初期値は、G2In信号の立ち下りエッジのなかで、クランクカウンタのカウント値ccrnk2に対応する有効エッジとして特定された有効エッジE1が取得されたときにccrnk2に設定される。
Here, the initial value of the crank counter for F / S generated during the start of the
なお、ECU100は、エンジン20の始動中には、有効エッジE1を特定した後、G2In信号およびG2Ex信号の全エッジがF/S用クランクカウンタの対応するカウント値にそれぞれ同期するようF/S用クランクカウンタのカウント値を調整するようにしてもよい。
Note that the
一方、エンジン始動後に生成されるF/S用クランクカウンタの初期値は、G2Inカウンタのカウント値に基づいて決定される。すなわち、ダイアグアプリケーションによってクランク角信号が正常に得られていないと判断され、吸気側回転位相コントローラ247および排気側回転位相コントローラ248に対するECU100による制御が完了した後に、G2Inカウンタのカウント値がccam0となったとき、F/S用クランクカウンタの初期値は、ccrnk2に設定され、G2Inカウンタのカウント値がccam1となったとき、F/S用クランクカウンタの初期値は、ccrnk8に設定され、G2Inカウンタのカウント値がccam2となったとき、F/S用クランクカウンタの初期値は、ccrnk14に設定され、G2Inカウンタのカウント値がccam3となったとき、F/S用クランクカウンタの初期値は、ccrnk20に設定される。
On the other hand, the initial value of the F / S crank counter generated after the engine is started is determined based on the count value of the G2In counter. That is, after determining that the crank angle signal is not normally obtained by the diagnosis application and completing control by the
本実施の形態において、ECU100は、G2In信号の有効エッジを取得したときに、取得した有効エッジの取得タイミングと次の有効エッジの予測した取得タイミングとの間を6逓倍することによって、F/S用クランクカウンタを30°CAごとに1カウントさせ、G2In信号の各有効エッジでF/S用クランクカウンタのカウント値ccrnk2、8、14、20がそれぞれ同期するようにカウント値(計数値)を調整するようになっている。
In the present embodiment, when the
また、ECU100は、正常状態においては、クランクカウンタのカウント値に基づいて気筒判別を行っていたが、フェールセーフ状態においては、F/S用クランクカウンタのカウント値に基づいて気筒判別を行うようになっている。このようにECU100は、フェールセーフ状態においても、気筒判別手段を構成する。
In addition, the
次に、本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置を構成するECU100の動作について説明する。
Next, the operation of
図16は、ECU100によるフェールセーフ状態における気筒判別動作を説明するためのフローチャートである。
FIG. 16 is a flowchart for explaining the cylinder discrimination operation in the fail-safe state by the
まず、ECU100は、エンジン20が始動中であるか否かを判断する(ステップS1)。ここで、エンジン20が始動中であると判断した場合には、ECU100は、G2In信号およびG2Ex信号の全てのエッジに基づいて、F/S用クランクカウンタのカウント値を調節する(ステップS2)。
First, the
一方、エンジン20が始動中でない、すなわち、エンジン20が始動後である判断した場合には、ECU100は、G2In信号の有効エッジに基づいて、F/S用クランクカウンタのカウント値を調節する(ステップS3)。
On the other hand, when it is determined that the
そして、ECU100は、調節されたF/S用クランクカウンタのカウント値に基づいて、気筒判別を行う(ステップS4)。
Then, the
以上のように、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、エンジン20の始動中には、エンジン20が始動した後より多いカム角信号のエッジを取得することにより気筒判別を行うため、精度のよい気筒判別を行うことができ、エンジン20の始動にかかる時間を短縮することができる。
As described above, the control apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment performs cylinder discrimination by acquiring more cam angle signal edges during the start of the
一方、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、エンジン20が始動した後には、エンジン20の始動中より少ないカム角信号のエッジを取得することにより気筒判別を行うため、ECU100にかかる負荷を低減することができる。
On the other hand, since the control device for the internal combustion engine according to the present embodiment performs cylinder discrimination after acquiring the cam angle signal edge less than when the
従って、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、カム角センサから出力されるカム角信号のみに基づいて気筒判別を行う場合であっても、気筒判別を実行するECU100にかかる負荷を従来のものより低減しつつ、エンジン20の始動中には、精度のよい気筒判別を行うことができ、エンジン20の始動にかかる時間を短縮することができる。
Therefore, the control device for an internal combustion engine according to the present embodiment conventionally applies a load on
また、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、エンジン20の始動中には、カム角信号の全てのエッジを取得することにより、気筒判別の精度を向上させ、エンジン20の始動後には、クランクシャフト213の回転角を擬似的に計数するために必要とする有効エッジのみを取得することにより、気筒判別を実行するECU100にかかる負荷を従来のものより軽減することができる。
Further, the control device for the internal combustion engine according to the present embodiment improves the accuracy of cylinder discrimination by acquiring all the edges of the cam angle signal during the start of the
また、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、エンジン20の始動中には、720°CAの間にカム角信号のG2In信号の3つの立ち上りエッジと、G2Ex信号の3つの立ち上りエッジとを取得するが、エンジン20の始動後には、720°CAの間にカム角信号のG2In信号の1つの立ち上りエッジを取得するため、特に、ECU100がカム角信号の立ち上りエッジを一定のサンプリング周期Tsで検出し、立ち下りエッジを割り込みで検出する場合には、ECU100にかかる負荷を大幅に軽減することができる。
Further, the internal combustion engine control apparatus according to the present embodiment includes three rising edges of the G2In signal of the cam angle signal and three rising edges of the G2Ex signal during 720 ° CA during the start of the
なお、本実施の形態において、クランク角センサ131がMREセンサによって構成されている例について説明したが、本発明において、クランク角センサ131は、公知の電磁ピックアップコイル(MPU:Magnet Pick Up coil)を有するMPUセンサと、交流電流を矩形波に整形する波形整形回路とによって構成されていてもよい。
In the present embodiment, an example in which the
また、本実施の形態において、吸気カムロータ255は、図6に示したように、順に60°CAの谷、180°CAの山、180°CAの谷、60°CAの山、120°CAの谷、120°CAの山が形成されているものとして説明したが、本発明において、吸気カムロータ255は、長さがそれぞれ異なる複数の山と長さがそれぞれ異なる複数の谷とが外周に形成され、720°CAを等分する有効エッジが得られる形状であれば図6に示した形状でなくともよい。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the
また、本実施の形態において、ECU100は、G2In信号のHighレベル期間とLowレベル期間との比率R1と、G2In信号の立ち下りエッジとG2Ex信号の立ち上りエッジとのエッジ間隔dTとに基づいて、G2In信号の立ち下りエッジのなかで、有効エッジE1を特定するものとして説明したが、本発明において、ECU100は、比率R1のみに基づいて有効エッジE1の候補として特定したG2In信号の立ち下りエッジを有効エッジE1として特定するようしてもよい。この場合、ECU100は、エンジン20の始動中には、G2In信号の全てのエッジを取得すればよい。
Further, in the present embodiment, the
また、本発明において、ECU100は、G2In信号の立ち下りエッジとG2Ex信号の立ち上りエッジとのエッジ間隔dTのみに基づいて有効エッジE1の候補として特定したG2In信号の立ち下りエッジを有効エッジE1として特定するようにしてもよい。
In the present invention, the
また、本発明において、吸気カムシャフト241に対する吸気カムロータ255の設置角度と、排気カムシャフト242に対する排気カムロータ256の設置角度とを変更することにより、例えば、図17に示すように、ECU100は、G2In信号とG2Ex信号とを置き換えてエンジン20を制御することができる。
Further, in the present invention, by changing the installation angle of the
すなわち、ECU100は、G2In信号の有効エッジに基づいてF/S用クランクカウンタのカウント値を調整するのに代えて、G2Ex信号の有効エッジに基づいてF/S用クランクカウンタのカウント値を調整するようにしてもよい。
That is, the
この場合、正常状態において、ECU100は、G2Ex信号の立ち上りエッジおよび立ち下りエッジのなかで、一定間隔のクランク角に対応するエッジを有効エッジとして取得するように構成される。また、フェールセーフ状態において、ECU100は、エンジン20の始動後には、排気カム角センサ140から出力されたG2Ex信号の180°CA毎の有効エッジE1〜E4を取得するように構成される。
In this case, in a normal state, the
また、フェールセーフ状態において、ECU100は、エンジン20の始動中には、G2Ex信号およびG2In信号の全てのエッジを取得し、G2Ex信号の立ち下りエッジのなかで、クランクカウンタのカウント値ccrnk2に対応する有効エッジE1を特定するように構成される。
In the fail-safe state, the
ここで、ECU100は、G2Ex信号のHighレベル期間とLowレベル期間との比率、および、G2Ex信号の立ち下りエッジとG2In信号の立ち上りエッジとのエッジ間隔に基づいて、G2Ex信号の立ち下りエッジのなかで、有効エッジE1を特定するように構成される。
Here, the
なお、ECU100は、G2Ex信号のHighレベル期間とLowレベル期間との比率に基づいて有効エッジE1の候補として特定したG2Ex信号の立ち下りエッジを有効エッジE1として特定するようにしてもよい。この場合、ECU100は、エンジン20の始動中には、G2Ex信号の全てのエッジを取得すればよい。
Note that the
また、本発明において、ECU100は、G2Ex信号の立ち下りエッジとG2In信号の立ち上りエッジとのエッジ間隔に基づいて有効エッジE1の候補として特定したG2Ex信号の立ち下りエッジを有効エッジE1として特定するようにしてもよい。
Further, in the present invention, the
このように、吸気カムロータ255および排気カムロータ256の形状と、吸気カムシャフト241に対する吸気カムロータ255の設置角度と、排気カムシャフト242に対する排気カムロータ256の設置角度とを変更することにより、ECU100は、フェールセーフ状態におけるエンジン20の始動中には、クランクカウンタの特定のカウント値に対応するカム角信号のエッジを特定することができれば、G2In信号およびG2Ex信号の全ての立ち上りエッジを取得するようにしてもよく、G2In信号およびG2Ex信号の全ての立ち下りエッジを取得するようにしてもよい。
Thus, by changing the shape of the
以上説明したように、本発明に係る内燃機関の制御装置は、カム角センサから出力されるカム角信号のみに基づいて気筒判別を行う場合であっても、気筒判別を実行するECUにかかる負荷を従来のものより低減しつつ、内燃機関の始動中には、精度のよい気筒判別を行うことができ、内燃機関の始動にかかる時間を短縮することができるという効果を有するものであり、内燃機関の制御装置全般に有用である。 As described above, the control device for an internal combustion engine according to the present invention loads the ECU on which cylinder discrimination is performed even when cylinder discrimination is performed based only on the cam angle signal output from the cam angle sensor. While the internal combustion engine is being started, the cylinder can be discriminated with high accuracy and the time required for starting the internal combustion engine can be shortened. Useful for general engine control devices.
10 車両
20 エンジン
21 気筒
100 ECU(エッジ取得手段、擬似計数手段、気筒判別手段)
131 クランク角センサ
139 吸気カム角センサ
140 排気カム角センサ
201 燃焼室
211 ピストン
213 クランクシャフト
221 吸気ポート
222 排気ポート
223 吸気バルブ
224 排気バルブ
225 インジェクタ
226 点火プラグ
230 オイルパン
241 吸気カムシャフト
242 排気カムシャフト
243 吸気カム
244 排気カム
254 クランクロータ
255 吸気カムロータ
256 排気カムロータ
258 フライホイール
311 吸気管
321 排気管
10
131
Claims (8)
前記カム角信号のエッジを取得するエッジ取得手段と、
前記エッジ取得手段によって取得されたエッジに基づいて前記クランクシャフトの回転角を擬似的に計数する擬似計数手段と、
前記擬似計数手段の計数値に基づいて気筒判別を行う気筒判別手段と、を備え、
前記エッジ取得手段は、前記カム角信号のエッジのなかで、前記内燃機関の始動後には、前記内燃機関の始動中より少ないエッジを取得することを特徴とする内燃機関の制御装置。 A crank angle sensor that detects a rotation angle of the crankshaft and generates a crank angle signal, and a cam angle sensor that detects a rotation angle of the camshaft and generates a cam angle signal are provided from the crank angle sensor. In the control device for an internal combustion engine that controls the internal combustion engine based on the cam angle signal when the angle signal cannot be obtained normally,
Edge acquisition means for acquiring an edge of the cam angle signal;
Pseudo-counting means for pseudo-counting the rotation angle of the crankshaft based on the edge acquired by the edge acquiring means;
Cylinder discrimination means for performing cylinder discrimination based on the count value of the pseudo-counting means,
The control device for an internal combustion engine, wherein the edge acquisition means acquires less edges among the edges of the cam angle signal after the internal combustion engine is started than during startup of the internal combustion engine.
前記エッジ取得手段は、前記内燃機関の始動中には、前記吸気カム角信号と前記排気カム角信号との全てのエッジを取得することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 The cam angle sensor detects the rotation angle of the intake camshaft and generates an intake cam angle signal, and the exhaust cam angle sensor detects the rotation angle of the exhaust camshaft and generates an exhaust cam angle signal. Including
2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the edge acquisition means acquires all edges of the intake cam angle signal and the exhaust cam angle signal while the internal combustion engine is started. .
前記エッジ取得手段は、前記内燃機関の始動中には、前記吸気カム角信号の全てのエッジを取得することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 The cam angle sensor includes an intake cam angle sensor that detects a rotation angle of an intake cam shaft and generates an intake cam angle signal;
2. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the edge acquisition means acquires all edges of the intake cam angle signal during startup of the internal combustion engine.
前記エッジ取得手段は、前記内燃機関の始動中には、前記排気カム角信号の全てのエッジを取得することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 The cam angle sensor includes an exhaust cam angle sensor that generates an exhaust cam angle signal by detecting a rotation angle of the exhaust cam shaft,
2. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the edge acquisition means acquires all edges of the exhaust cam angle signal during startup of the internal combustion engine.
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