JP2014047747A - エンジン制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エンジン制御装置1は、エンジンのクランクシャフトの回転検出に応じて信号を出力する逆転検知クランク角センサ2と、逆転検知クランク角センサ2が出力する信号のパターンの異常を判定するクランク角信号パターン異常判定処理を実施するクランク角信号パターン異常判定部34と、エンジンの回転の反転を予測するとクランク角信号パターン異常判定処理をクランク角信号パターン異常判定部34が実施することを禁止するアイドルストップ状態判定部32と、を有する。
【選択図】図1
Description
一般的には、特許文献1に開示されているように、気筒位置の判別は、クランクシャフトの回転を検出するクランク角センサが出力するクランク角信号とカムシャフトの回転を検出するカム角センサが出力するカム角信号といった2系統の信号の組み合わせ結果に基づき行われる。ここで、例えば、気筒位置は、クランクシャフトの回転角度CA(クランクアングル)で表される。この場合、4サイクルエンジンのクランクシャフトは、1サイクルの燃焼行程が実施される際に2回転するため、その回転角度は、0°〜720°CAとなる。また、特許文献1では、クランク角信号を取得するためのシグナル部材(すなわち、クランクシャフトとともに回転する部材)からクランク角信号を検出するとともに当該シグナル部材に欠歯部を設けることで、当該欠歯部の検出に基づき当該クランク信号の異常を検出している。
しかし、特許文献2に開示されているように再始動の度に気筒位置の判別がリセットされていては、エンジンの始動時間の短縮は困難となる。
ここで、図19を用いて、エンジン制御装置が欠歯検出を誤判定する場合について説明する。
(第1の実施形態)
先ず、第1の実施形態ついて説明する。
第1の実施形態では、エンジン制御装置を挙げている。
図1には、エンジン制御装置1の構成例を示す。
図1に示すように、エンジン制御装置1は、第1シグナル部材10、第2シグナル部材20、逆転検知クランク角センサ2、カム角センサ3、ECU(Electronic Control Unit)30、インジェクタ(燃料噴射弁)4、及びイグナイタ(昇圧装置)5を有している。また、エンジン制御装置1の制御対象となるエンジンは、内燃機関である。本実施形態では、エンジンは、3気筒エンジンである。
次に、アイドルストップ状態判定部32が行うアイドルストップ状態判定処理について説明する。
図3に示すように、先ず、ステップS1では、アイドルストップ状態判定部32は、アイドルストップモードが不成立から成立になったか否かを判定する。ここで、アイドルストップ制御部31がアイドルストップ制御によってエンジンを停止させる制御を開始したときに(例えば、エンジンを停止する指令が出力されたときに)、アイドルストップモードが不成立から成立になる。そして、アイドルストップ状態判定部32は、アイドルストップモードが不成立から成立になったと判定すると、ステップS2に進む。また、アイドルストップ状態判定部32は、アイドルストップモードが不成立から成立になっていないと判定すると、すなわち、アイドルストップ制御によるエンジンを停止させる制御が開始されていないか、アイドルストップ制御によるエンジンを停止させる制御が既に開始されている場合、ステップS3に進む。
ステップS3では、アイドルストップ状態判定部32は、アイドルストップ中判定成立中であるか否かを判定する。すなわち、アイドルストップ状態判定部32は、前回以前の当該図3に示す処理時に前記ステップS2でアイドルストップ中判定を成立させたか否かを判定する。アイドルストップ状態判定部32は、アイドルストップモード中判定成立中であると判定すると、ステップS4に進む。また、アイドルストップ状態判定部32は、アイドルストップモード中判定成立中でないと判定すると、当該図3に示す処理を終了する。
次に、ステップS5では、アイドルストップ状態判定部32は、エンジンのスタータ信号(すなわち、スタータモータを駆動させるための信号)がオフからオンになったか否かを判定する。アイドルストップ状態判定部32は、エンジンのスタータ信号がオフからオンになったと判定すると、ステップS6に進む。また、アイドルストップ状態判定部32は、エンジンのスタータ信号がオフからオンになっていないと判定すると、ステップS7に進む。
図3に示す処理は以上のような内容になる。
図4は、クランク角信号パターン異常判定処理の一例を示すフローチャートである。クランク角信号パターン異常判定部34は、例えば、クランク信号入力毎に図4に示す処理を実施する。
次に、ステップS25では、クランク角信号パターン異常判定部34は、今回の処理時の前記ステップS23での欠歯検出(すなわち、正常動作時には第1欠歯部12及び第2欠歯部13の何れか一方の欠歯部の検出)と前回の処理時の前記ステップS23での欠歯検出(すなわち、正常動作時には第1欠歯部12及び第2欠歯部13の何れか他方の欠歯部の検出)との間に得られるクランク角信号のパルス波の数のカウント値を記憶部39に記憶する。ここで、今回の処理時のカウント値(すなわち、最新のカウント値)は、今回の欠歯間クランク角信号数CRICNT0に記憶される。また、前回の処理時のカウント値は、前回の欠歯間クランク角信号数CRICNT1に記憶される。
ここで、当該図4に示す処理において、クランク角信号パターン異常判定部34は、後述のステップS29又はステップS30の判定処理のために、時間的に連続した2つの欠歯間クランク角信号数CRICNT0、CRICNT1を得る必要がある。そのために、欠歯検出が少なくとも3回(すなわち、欠歯間の検出が少なくとも2回)行われている必要がある。このようなことから、クランク角信号パターン異常判定部34は、欠歯検出数CRLCNTが3以上であるか否かを判定している。
ステップS27では、クランク角信号パターン異常判定部34は、エンジンが未完爆である(すなわち、スタータモータによるクランキング状態である)か否かを判定する。クランク角信号パターン異常判定部34は、エンジンが未完爆であると判定すると、ステップS29に進む。また、クランク角信号パターン異常判定部34は、エンジンが完爆していると判定すると、ステップS28に進む。
図4に示す処理は以上のような内容になる。
図5は、カム角信号パターン異常判定処理の一例を示すフローチャートである。カム角信号パターン異常判定部35は、例えば、クランク信号入力毎に図5に示す処理を実施する。
次に、ステップS55では、カム角信号パターン異常判定部35は、今回の処理時の前記ステップS53での欠歯検出と前回の処理時の前記ステップS53での欠歯検出との間に得られるカム角信号(以下、欠歯間カム角信号という。)のパルス波の数のカウント値を記憶部39に記憶する。ここで、欠歯間カム角信号のパルス波の数のカウント値は、欠歯間カム角信号数CMCNTに記憶される。
ここで、当該図5に示す処理において、カム角信号パターン異常判定部35は、後述のステップS60の判定処理のために、時間的に連続して欠歯間カム角信号を少なくとも4個得る必要がある。そのために、欠歯検出が5回(すなわち、欠歯間の検出が少なくとも4回)行われている必要がある。このようなことから、カム角信号パターン異常判定部35は、欠歯検出数CRLCNTが5以上であるか否かを判定している。
ステップS57では、カム角信号パターン異常判定部35は、クランク角信号パターンが正常であるか否かを判定する。例えば、カム角信号パターン異常判定部35は、クランク角信号パターン異常判定部34が図4に示すクランク角信号パターン異常判定処理においてクランク角信号パターンが異常であるとの決定を行っていない場合、クランク角信号パターンが正常であると判定する。そして、カム角信号パターン異常判定部35は、クランク角信号パターンが正常であると判定すると、ステップS58に進む。また、カム角信号パターン異常判定部35は、クランク角信号パターンが異常であると判定すると、例えば、クランク角信号パターン異常判定部34が図4に示すクランク角信号パターン異常判定処理においてクランク角信号パターンが異常であるとの決定を行っている場合、前記ステップS52に進む。
図5に示す処理は以上のような内容になる。
図6は、気筒判別見直し処理の一例を示すフローチャートである。気筒判別見直し処理部36は、例えば、クランク信号入力毎に図6に示す処理を実施する。
図6に示すように、先ず、ステップS81では、気筒判別見直し処理部36は、アイドルストップ中判定成立中であるか否かを判定する。気筒判別見直し処理部36は、アイドルストップ中判定成立中であると判定すると、ステップS82に進む。また、気筒判別見直し処理部36は、アイドルストップ中判定成立中でないと判定すると、ステップS83に進む。
ステップS83では、気筒判別見直し処理部36は、クランク角信号を基に、欠歯を検出したか否かを判定する。気筒判別見直し処理部36は、欠歯を検出したと判定すると、ステップS84に進む。また、気筒判別見直し処理部36は、欠歯を検出していないと判定すると、当該図6に示す処理を終了する。
次に、ステップS85では、気筒判別見直し処理部36は、今回の処理時の前記ステップS83での欠歯検出と前回の処理時の前記ステップS83での欠歯検出との間に得られるクランク角信号のパルス波の数のカウント値を記憶部39に記憶する。ここで、今回の処理時のカウント値は、今回の欠歯間クランク角信号数CRICNT0に記憶される。また、前回の処理時のカウント値は、前回の欠歯間クランク角信号数CRICNT1に記憶される。
ステップS89では、気筒判別見直し処理部36は、気筒判別位置を#1BTDC75°CA(すなわち、第1気筒が圧縮上死点前75°クランクアングルの位置)に設定する。そして、気筒判別見直し処理部36は、ステップS96に進む。
ステップS91では、気筒判別見直し処理部36は、気筒判別位置を#3BTDC195°CA(すなわち、第3気筒が圧縮上死点前195°クランクアングルの位置)に設定する。そして、気筒判別見直し処理部36は、ステップS96に進む。
ステップS93では、気筒判別見直し処理部36は、気筒判別位置を#2BTDC195°CA(すなわち、第2気筒が圧縮上死点前195°クランクアングルの位置)に設定する。そして、気筒判別見直し処理部36は、ステップS96に進む。
ステップS95では、気筒判別見直し処理部36は、気筒判別位置を#2BTDC75°CA(すなわち、第2気筒が圧縮上死点前75°クランクアングルの位置)に設定する。そして、気筒判別見直し処理部36は、ステップS96に進む。
ステップS96では、気筒判別見直し処理部36は、クランク角位置と気筒判別位置との差分値が差分値判別用しきい値以上であるか否かを判定する。
次に、ステップS99では、気筒判別見直し処理部36は、リセット判定用カウント値CYLNGCNTがリセット判定用しきい値CYLNG以上であるか否かを判定する。気筒判別見直し処理部36は、リセット判定用カウント値CYLNGCNTがリセット判定用しきい値CYLNG以上であると判定すると、ステップS100に進む。また、気筒判別見直し処理部36は、リセット判定用カウント値CYLNGCNTがリセット判定用しきい値CYLNG未満であると判定すると、当該図6に示す処理を終了する。
図6に示す処理は以上のような内容になる。
次に、第1の実施形態に係るエンジン制御装置1の動作、及びその作用等について説明する。
(図3に示すアイドルストップ状態判定処理に基づく動作等)
エンジン制御装置1は、アイドルストップが可能な状態になったときにアイドルストップモードを成立させ、アイドルストップ制御によってエンジンを停止させる制御を開始する(例えば、エンジンを停止する指令を出力する)。また、エンジン制御装置1は、アイドルストップモードを成立させたときにアイドルストップ中判定を成立させる(前記ステップS1→前記ステップS2)。
エンジン制御装置1は、アイドルストップ中判定成立中でないときには、クランク角信号パターン異常判定処理を継続して実施する(前記ステップS21→前記ステップS23〜前記ステップS31)。
ここで、図8には、逆転検知クランク角センサ2が正常動作している場合(例えば、逆転検知クランク角センサ2が正回転している場合)の欠歯間クランク角信号数の一例を示す。図8に示すように、逆転検知クランク角センサ2が正常動作している場合、欠歯間クランク角信号数は、10→22→10→22→10→・・・といったように、10と22とで交互に変化する。
ここで、アイドルストップ制御によってエンジンが停止する際にクランクシャフト101の揺り戻しが発生すると、エンジン制御装置1は、クランク角信号に基づく欠歯検出の判定を誤ってしまう可能性がある。そして、エンジン制御装置1は、欠歯検出の判定を誤ってしまうと、エンジンが完全に停止する前にクランク角信号パターンが異常であるとの誤った決定を行ってしまう可能性がある。
エンジン制御装置1は、アイドルストップ中判定成立中でないときには、カム角信号パターン異常判定処理を継続して実施する(前記ステップS51→前記ステップS53〜前記ステップS61)。
このように、カム角信号パターン異常判定処理では、エンジン制御装置1は、欠歯間カム角信号のパターンを基にカム角信号パターンの異常を判定する。
ここで、アイドルストップ制御によってエンジンが停止する際にクランクシャフト101の揺り戻しが発生すると、エンジン制御装置1は、クランク角信号に基づく欠歯検出の判定を誤ってしまう可能性がある。そして、エンジン制御装置1は、欠歯検出の判定を誤ってしまうと、エンジンが完全に停止する前にカム角信号パターンが異常であるとの誤った決定を行ってしまう可能性がある。
エンジン制御装置1は、アイドルストップ中判定成立中でないときには、気筒判別見直し処理を継続して実施する(前記ステップS81、前記ステップS83〜前記ステップS100)。
エンジン制御装置1は、以上のような気筒判別見直し処理によって、今回の欠歯間クランク角信号数CRICNT0、前回の欠歯間クランク角信号数CRICNT1、及び欠歯間カム角信号数CMCNTに基づき気筒判別を常に見直している(すなわち、クランク角位置を見直している)。
エンジン制御装置1は、アイドルストップ可能状態となるとアイドルストップモードを成立させる(時刻t1)。そして、エンジン制御装置1は、アイドルストップモードが成立すると、スタータ信号がオンになることでエンジンが再始動するまでのアイドルストップ中判定成立中(時刻t1〜t5)、クランク角信号パターン異常判定処理、カム角信号パターン異常判定処理、及び気筒判別見直し処理を禁止する。具体的には、図4に示すクランク角信号パターン異常判定処理では、前記ステップS23以降の処理を禁止する。また、図5に示すカム角信号パターン異常判定処理では、前記ステップS53以降の処理を禁止する。また、図6に示す気筒判別見直し処理では、前記ステップS83以降の処理を禁止する。
第1の実施形態では、アイドルストップ状態判定処理は、図3に示す例に限定されない。図13には、アイドルストップ状態判定処理の他の一例のフローチャートを示す。
図13に示すように、アイドルストップ状態判定処理は、前記ステップS2の後にステップS121の処理が追加されている。また、アイドルストップ状態判定処理は、前記ステップS6の後にステップS122の処理が追加されている。
また、第1の実施形態では、クランク角信号パターン異常判定処理、カム角信号パターン異常判定処理、及び気筒判別見直し処理は、前述のような具体的な内容に限定されない。すなわち、クランク角信号パターン異常判定処理は、逆転検知クランク角センサ2が出力する信号のパターンの異常を判定できる処理であれば良い。また、カム角信号パターン異常判定処理は、カム角センサ3が出力する信号のパターンの異常を判定できる処理であれば良い。また、気筒判別見直し処理は、逆転検知クランク角センサ2が出力する信号に基づき行うエンジンの気筒の位置を判定する処理であれば良い。
次に、第2の実施形態について説明する。なお、前述の第1の実施形態と同様な構成については同一の符号を付して説明する。
(構成)
第2の実施形態では、エンジン制御装置1は、イグニッションがオフになった際に、クランク角信号パターン異常判定処理、カム角信号パターン異常判定処理、及び気筒判別見直し処理を禁止している。
図15には、このエンジン駆動状態判定部40が行うエンジン停止判定処理の一例のフローチャートを示す。エンジン駆動状態判定部40は、例えば、10msecの時間間隔で図15に示す処理を実施する。
ステップS143では、エンジン駆動状態判定部40は、イグニッションがオフ状態(すなわちイグニッションオフ中)であるか否かを判定する。エンジン駆動状態判定部40は、イグニッションがオフ状態であると判定すると、ステップS144に進む。また、エンジン駆動状態判定部40は、イグニッションがオフ状態でないと判定すると、ステップS147に進む。
次に、ステップS145では、エンジン駆動状態判定部40は、クランクシャフト101の回転が完全に停止したか否かを判定する。エンジン駆動状態判定部40は、クランクシャフト101の回転が完全に停止したと判定すると、ステップS146に進む。また、エンジン駆動状態判定部40は、クランクシャフト101の回転が完全に停止していないと判定すると、当該図15に示す処理を終了する。
図15示す処理は以上のような内容になる。
そして、第2の実施形態では、クランク角信号パターン異常判定部34は、前述のエンジン停止判定処理におけるエンジン停止中判定成立の有無に応じてクランク角信号パターン異常判定処理を行う(図4参照)。すなわち例えば、クランク角信号パターン異常判定部34は、エンジン停止中判定成立中であると判定すると、クランク信号パターンが異常であるとの決定をクリアしてクランク角信号パターン異常判定処理を禁止する(前記ステップS22)。一方、クランク角信号パターン異常判定部34は、エンジン停止中判定成立中でないと判定すると、欠歯を検出したか否かを判定する等のクランク角信号パターン異常判定処理を実施する(前記ステップS23〜)。
次に、第2の実施形態に係るエンジン制御装置1の動作、及びその作用等について説明する。
エンジン制御装置1は、イグニッションがオンからオフになったときに、エンジン停止中判定を成立させる(前記ステップS141→前記ステップS142)。そして、 エンジン制御装置1は、イグニッションがオフ中、クランク角位置を更新する(前記ステップS143→前記ステップS144)。その後、エンジン制御装置1は、クランクシャフト101の回転が完全に停止すると、その停止時のクランク角位置を記憶部39に記憶する(前記ステップS145→前記ステップS146)。
そして、第2の実施形態では、エンジン制御装置1は、エンジン停止中判定成立の有無(なお、第1の実施形態ではアイドルストップ中判定成立の有無)に応じてクランク角信号パターン異常判定処理、カム角信号パターン異常判定処理、及び気筒判別見直し処理を行う。
エンジン制御装置1は、イグニッションのオフになると燃料噴射の停止等を行う(時刻t1)。そして、エンジン制御装置1は、イグニッションがオンになるまでのエンジン停止中判定成立中(時刻t1〜t5)、クランク角信号パターン異常判定処理、カム角信号パターン異常判定処理、及び気筒判別見直し処理を禁止する。
第2の実施形態では、エンジン停止判定処理は、図14に示す例に限定されない。図17には、エンジン停止判定処理の他の一例のフローチャートを示す。
図17に示すように、エンジン停止判定処理は、前記ステップS142の後にステップS161の処理が追加されている。また、エンジン停止判定処理は、前記ステップS150の後にステップS162の処理が追加されている。
また、第1及び第2の実施形態では、アイドルストップ状態判定処理内でクランク角位置を更新している(図3に示すステップS5、図15に示すステップS144)。しかし、第1及び第2の実施形態は、アイドルストップ状態判定処理内でクランク角位置を更新することに限定されない。
これによって、ECU30は、アイドルストップ状態判定処理とは別の処理において、クランクシャフトが完全に停止するまでクランク角位置を更新して記憶する。そして、気筒判別見直し処理部36は、このように更新されるクランク角位置を用いて気筒判別見直し処理を行う。
Claims (9)
- エンジンのクランクシャフトの回転を検出してその検出結果を基にエンジンを制御するエンジン制御装置であって、
前記エンジンのクランクシャフトの回転検出に応じて信号を出力するクランク角検出部と、
前記クランク角検出部が出力する信号のパターンの異常を判定するクランク角信号異常判定処理を実施する第1処理実施部と、
前記エンジンの回転の反転を予測する反転予測部と、
前記反転予測部が反転を予測すると前記クランク角信号異常判定処理を前記第1処理実施部が実施することを禁止する実施禁止部と、
を有することを特徴とするエンジン制御装置。 - 前記反転予測部は、前記エンジンを停止させる要求があったときから前記エンジンの回転が停止するまでの期間を前記エンジンの回転が反転すると予測することを特徴とする請求項1に記載のエンジン制御装置。
- 前記エンジンの始動を検出するエンジン始動検出部と、
前記エンジン始動検出部が前記エンジンの始動を検出したときには前記実施禁止部による前記クランク角信号異常判定処理及び前記気筒位置判定処理の禁止を解除する第1禁止解除部と、
をさらに有することを特徴とする請求項2に記載のエンジン制御装置。 - 前記エンジンを停止させる要求は、アイドルストップを開始させる要求又はイグニッションがオフになったことによる要求であることを特徴とする請求項2又は3に記載のエンジン制御装置。
- 前記クランク角検出部が出力する信号に基づき行う前記エンジンの気筒の位置を判定する気筒位置判定処理を実施する第2処理実施部をさらに有し、
前記実施禁止部は、前記反転予測部が反転を予測すると前記気筒位置判定処理を前記第2処理実施部が実施することを禁止することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載のエンジン制御装置。 - 前記反転予測部は、前記エンジンを停止させる要求があったときから前記エンジンの回転が停止するまでの期間を前記エンジンの回転が反転すると予測するものであり、
前記エンジンの始動を検出するエンジン始動検出部と、
前記エンジン始動検出部が前記エンジンの始動を検出したときには前記実施禁止部による前記気筒位置判定処理の禁止を解除する第2禁止解除部と、
をさらに有することを特徴とする請求項5に記載のエンジン制御装置。 - 前記クランク角検出部は、前記クランクシャフトの正転方向及び逆転方向の回転を検出できるものであり、
前記反転予測部が反転を予測している期間も含み前記クランク角検出部が出力する信号を基にクランク角位置の更新を行うクランク角位置処理部をさらに有しており、
前記第2処理実施部は、前記第2禁止解除部の解除によって実施する前記気筒位置判定処理では、前記反転予測部が反転を予測しているときに前記クランク角位置処理部が更新したクランク角度位置を基に気筒の位置を判定することを特徴とする請求項6に記載のエンジン制御装置。 - 前記エンジンのカムシャフトの回転検出に応じて信号を出力するカム角検出部と、
前記カム角検出部が出力する信号のパターンの異常を判定するカム角信号異常判定処理を実施する第3処理実施部と、をさらに有し、
前記実施禁止部は、前記反転予測部が反転を予測すると前記カム角信号異常判定処理を前記第3処理実施部が実施することを禁止することを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載のエンジン制御装置。 - 前記反転予測部は、前記エンジンを停止させる要求があったときから前記エンジンの回転が停止するまでの期間を前記エンジンの回転が反転すると予測するものであり、
前記エンジンの始動を検出するエンジン始動検出部と、
前記エンジン始動検出部が前記エンジンの始動を検出したときには前記実施禁止部による前記カム角信号異常判定処理の禁止を解除する第3禁止解除部と、
をさらに有することを特徴とする請求項8に記載のエンジン制御装置。
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