JP2016056717A - 内燃機関の制御装置及びクランク角度の補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クランク角度の検出精度を向上させる。【解決手段】クランクシャフトが所定角度回転するたびに出力されるパルス信号ＰＯＳに応じて、基準位置からのクランク角度を求めるコントローラが、パルス信号ＰＯＳの発生間隔ＴＰＯＳｎを計測し（Ｓ２２１）、欠歯部の発生間隔を１０度間隔に分割し（Ｓ２２２）、回転変動を除去した発生間隔ＴＰＯＳ１０Ｋｎを算出する（Ｓ２２３，Ｓ２２４）。また、コントローラが、発生間隔ＴＰＯＳ１０Ｋｎから１回転時間Ｔ３６０Ｋを算出すると共に（Ｓ２２５）、１回転時間Ｔ３６０Ｋから１度回転時間Ｔ１Ｋを算出する（Ｓ２２６）。そして、コントローラが、発生間隔ＴＰＯＳ１０Ｋｎ及び１度回転時間Ｔ１Ｋから、パルス信号ＰＯＳの発生間隔に応じたクランクシャフトの回転角度を表す信号間隔角度ＨｏｓＤＥＧｎを算出し（Ｓ２２７）、これから基準位置を基点としたクランク角度を算出する。【選択図】図７

Description

本発明は、内燃機関の制御装置及びクランク角度の補正方法に関する。

電子制御式の内燃機関では、クランク角度センサにより検出されたクランク角度に基づいて、例えば、点火タイミング，燃料噴射タイミングなどが制御されている。クランク角度センサは、クランクシャフトへの取付精度などに起因する機械的なばらつきを有するため、特開昭６３−９６７９号公報（特許文献１）に記載されるように、上死点位置に基づいて基準位置を補正する技術が提案されている。

特開昭６３−９６７９号公報

しかしながら、クランク角度センサの機械的なばらつきは、クランクシャフトへの取付精度に起因するばらつきだけでなく、例えば、シグナルプレートの突起の間隔が不均一であることに起因するばらつきもある。シグナルプレートの突起の間隔にばらつきがあると、これを検知するピックアップセンサの信号から算出されるクランク角度にも誤差が含まれてしまい、内燃機関の制御精度が低下してしまうおそれがある。

そこで、本発明は、クランク角度の検出精度を向上させた、内燃機関の制御装置及びクランク角度の補正方法を提供することを目的とする。

このため、内燃機関の制御装置は、内燃機関の出力軸が所定角度回転するたびに信号を出力するセンサと、センサの出力に応じて出力軸の基準位置からの回転角度を求めるコントローラと、を有する。そして、コントローラが、センサの信号出力間隔に基づいて、出力軸の回転角度を補正する。

また、クランク角度の補正方法では、内燃機関のクランクシャフトが所定角度回転するたびに出力される信号に応じて、基準位置からのクランク角度を求めるコントローラが、信号の出力間隔に基づいてクランク角度を補正する。

本発明によれば、内燃機関の出力軸の回転角度（クランク角度）の検出精度を向上させることができる。

車両用内燃機関の一例を示すシステム図である。 クランク角度センサの一例を示す概要図である。 信号補正処理の一例を示すメインルーチンのフローチャートである。 上死点位置を補正するサブルーチンの一例を示すフローチャートである。 筒内圧が最大となるクランク角度を求める方法の説明図である。 信号間隔を補正するサブルーチンの一例を示すフローチャートである。 信号間隔角度を補正するサブルーチンの一例を示すフローチャートである。 パルス信号をモニタする方法の説明図である。 信号間隔角度を補正する方法の説明図である。 クランク角度を補正した状態の説明図である。

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１は、車両用内燃機関の一例を示す。

内燃機関１００は、シリンダブロック１１０と、シリンダブロック１１０のシリンダボア１１２に往復動可能に嵌挿されたピストン１２０と、吸気ポート１３０Ａ及び排気ポート１３０Ｂが形成されたシリンダヘッド１３０と、吸気ポート１３０Ａ及び排気ポート１３０Ｂの開口端を開閉する吸気バルブ１３２及び排気バルブ１３４と、を有している。

ピストン１２０は、クランクシャフト１４０に対して、ロアリンク１５０Ａ及びアッパリンク１５０Ｂを含むコンロッド（コネクティングロッド）１５０を介して連結されている。そして、ピストン１２０の冠面１２０Ａとシリンダヘッド１３０の下面との間に、燃焼室１６０が形成されている。燃焼室１６０を形成するシリンダヘッド１３０の略中央には、燃料と空気との混合気を着火する点火栓１７０が取り付けられている。ここで、クランクシャフト１４０が、出力軸の一例として挙げられる。

また、内燃機関１００は、吸気バルブ１３２の開期間のクランクシャフト１４０に対する位相を可変とする可変バルブタイミング（ＶＴＣ：Valve Timing Control）機構１８０と、燃焼室１６０の容積を変更することで、圧縮比を可変とする可変圧縮比（ＶＣＲ：Variable Compression Ratio）機構１９０と、を備えている。

ＶＴＣ機構１８０は、例えば、電動モータなどのアクチュエータによって、クランクシャフト１４０に対する吸気カムシャフト２００の位相を変更することで、吸気バルブ１３２の作動角を一定としたまま、作動角の中心位相を進角又は遅角させる。

ＶＣＲ機構１９０は、例えば、特開２００２−２７６４４６号公報に開示されるような複リンク機構によって、燃焼室１６０の容積を変更させることで、内燃機関１００の圧縮比を可変とする。以下、ＶＣＲ機構１９０の一例について説明する。

クランクシャフト１４０は、複数のジャーナル部１４０Ａとクランクピン部１４０Ｂとを有し、シリンダブロック１１０の主軸受（図示せず）に、ジャーナル部１４０Ａが回転自在に支持されている。クランクピン部１４０Ｂは、ジャーナル部１４０Ａから偏心しており、ここにロアリンク１５０Ａが回転自在に連結されている。アッパリンク１５０Ｂは、下端側が連結ピン１５２によりロアリンク１５０Ａの一端に回動可能に連結され、上端側がピストンピン１５４によりピストン１２０に回動可能に連結されている。コントロールリンク１９２は、上端側が連結ピン１９４によりロアリンク１５０Ａの他端に回動可能に連結され、下端側が制御シャフト１９６を介してシリンダブロック１１０の下部に回動可能に連結されている。詳しくは、制御シャフト１９６は、回転可能に機関本体（シリンダブロック１１０）に支持されていると共に、その回転中心から偏心している偏心カム部１９６Ａを有し、この偏心カム部１９６Ａにコントロールリンク１９２の下端側が回転可能に嵌合している。制御シャフト１９６は、電動モータを用いた圧縮比制御アクチュエータ１９８によって回動位置が制御される。

このような複リンク機構を用いたＶＣＲ機構１９０においては、制御シャフト１９６が圧縮比制御アクチュエータ１９８によって回動されると、偏心カム部１９６Ａの中心位置、つまり、機関本体（シリンダブロック１１０）に対する相対位置が変化する。これにより、コントロールリンク１９２の下端の搖動支持位置が変化すると、ピストン上死点（ＴＤＣ）におけるピストン１２０の位置が高くなったり低くなったりして、燃焼室１６０の容積が増減し、内燃機関１００の圧縮比が変更される。このとき、圧縮比制御アクチュエータ１９８の作動を停止させると、ピストン１２０の往復動によって、制御シャフト１９６の偏心カム部１９６Ａに対してコントロールリンク１９２が回転し、圧縮比が低圧縮比側へと推移する。

ＶＴＣ機構１８０及びＶＣＲ機構１９０は、マイクロコンピュータなどのプロセッサを内蔵した、ＶＴＣコントローラ２１０及びＶＣＲコントローラ２２０によって夫々電子制御される。ＶＴＣコントローラ２１０及びＶＣＲコントローラ２２０は、例えば、車載ネットワークの一例であるＣＡＮ（Controller Area Network）２３０を介して、内燃機関１００を電子制御する、マイクロコンピュータなどのプロセッサを内蔵したエンジンコントローラ２４０に接続されている。従って、ＶＴＣコントローラ２１０、ＶＣＲコントローラ２２０及びエンジンコントローラ２４０の間では、ＣＡＮ２３０を介して任意のデータを送受信できる。なお、車載ネットワークとしては、ＣＡＮ２３０に限らず、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）などの公知のネットワークを使用することができる。ここで、エンジンコントローラ２４０が、コントローラの一例として挙げられる。

エンジンコントローラ２４０には、内燃機関１００の運転状態の一例として、上死点を基準位置としたクランクシャフト１４０の所定回転角度ごとにパルス信号ＰＯＳを出力するクランク角度センサ２５０、内燃機関１００の負荷Ｑを検出する負荷センサ２６０、及び、燃焼室１６０の圧力（筒内圧）Ｐを検出する筒内圧センサ２７０の各出力信号が入力されている。ここで、内燃機関１００の負荷Ｑとしては、例えば、吸気負圧、吸気流量、過給圧力、アクセル開度、スロットル開度など、トルクと密接に関連する状態量を使用することができる。また、クランク角度センサ２５０及び筒内圧センサ２７０が、夫々、第１のセンサ及び第２のセンサの一例として挙げられる。

クランク角度センサ２５０は、図２に示すように、周囲に複数の突起２５２Ａが形成されたシグナルプレート２５２と、シグナルプレート２５２の突起２５２Ａを検出してパルス信号ＰＯＳを出力するピックアップセンサ２５４と、を有する。シグナルプレート２５２は、例えば、円板形状をなし、クランクシャフト１４０のジャーナル部１４０Ａと同心に取り付けられている。また、シグナルプレート２５２の周囲には、２歯欠損した３４歯の突起２５２Ａが１０度間隔で設けられている。一方、ピックアップセンサ２５４が出力するパルス信号ＰＯＳは、例えば、通常ローレベルであり、シグナルプレート２５２の突起２５２Ａを検知したときにハイレベルに変化する。ここで、シグナルプレート２５２の突起２５２Ａにおいて２歯欠損した部分は、例えば、基準位置となる上死点を特定するために使用することができる。なお、シグナルプレート２５２の突起２５２Ａは、クランク角度で１０度間隔に限らず、他の角度間隔で設けることもできる。

エンジンコントローラ２４０は、クランク角度センサ２５０から出力されるパルス信号ＰＯＳに基づいて、内燃機関１００の回転速度Ｎｅ及びクランク角度θを算出する。そして、エンジンコントローラ２４０は、例えば、回転速度及び負荷に適合した目標値が設定されたマップを参照し、内燃機関１００の回転速度Ｎｅ及び負荷Ｑに応じた、燃料噴射量、燃料噴射タイミング及び点火タイミングを夫々求める。その後、エンジンコントローラ２４０は、内燃機関１００のクランク角度θが燃料噴射タイミングになったら燃料噴射を開始すると共に、クランク角度θが点火タイミングになったら点火栓１７０を作動させて混合気を着火させる。このようにすることで、内燃機関１００は、その運転状態に応じた燃料噴射及び点火時期に制御される。

また、エンジンコントローラ２４０は、例えば、回転速度及び負荷に適合した目標値が設定されたマップを参照し、内燃機関１００の回転速度Ｎｅ及び負荷Ｑに応じた、ＶＴＣ機構１８０の目標角度及びＶＣＲ機構１９０の目標圧縮比を夫々求める。そして、エンジンコントローラ２４０は、ＣＡＮ２４０を介して、目標角度及び目標圧縮比をＶＴＣコントローラ２１０及びＶＣＲコントローラ２２０へと夫々送信する。

目標角度を受信したＶＴＣコントローラ２１０は、図示しないセンサにより検出された実際の角度が目標角度に収束するように、ＶＴＣ機構１８０のアクチュエータに出力する駆動電流を制御する。また、目標圧縮比を受信したＶＣＲコントローラ２２０は、図示しないセンサにより検出された実際の圧縮比が目標圧縮比に収束するように、ＶＣＲ機構１９０の圧縮比制御アクチュエータ１９８に出力する駆動電流を制御する。このようにすることで、ＶＴＣ機構１８０及びＶＣＲ機構１９０は、内燃機関１００の運転状態に応じた目標値に制御される。

ところで、クランク角度センサ２５０には、シグナルプレート２５２の突起２５２Ａの間隔にばらつきが存在すると共に、クランクシャフト１４０に対するシグナルプレート２５２の取付精度にばらつきが存在する。そこで、エンジンコントローラ２４０は、例えば、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）などの不揮発性メモリに格納された制御プラグラムを実行することで、次のようにして、クランク角度センサ２５０のパルス信号ＰＯＳから求められるクランク角度を補正する。

図３は、エンジンコントローラ２４０に電源が投入されたことを契機として、エンジンコントローラ２４０が所定時間ごとに繰り返し実行する、信号補正処理のメインルーチンの一例を示す。

ステップ１００（図では「Ｓ１００」と略記する。以下同様。）では、エンジンコントローラ２４０のプロセッサが、クランクシャフト１４０に対するシグナルプレート２５２の取付精度のばらつき（相対ばらつき）に対応すべく、上死点位置を補正するサブルーチンを実行する。

ステップ２００では、エンジンコントローラ２４０のプロセッサが、シグナルプレート２５２の突起２５２Ａの間隔のばらつきに対応すべく、信号間隔を補正するサブルーチンを実行する。

図４は、上死点位置を補正するサブルーチンの一例を示す。
ステップ１１０では、エンジンコントローラ２４０のプロセッサが、燃焼室１６０の圧力が最大となる、上死点を基準位置としたクランクシャフト１４０の回転角度（クランク角度）θPmaxを求める。具体的には、エンジンコントローラ２４０のプロセッサは、クランク角度センサ２５０及び筒内圧センサ２７０の各出力値をモニタし、図５に示すように、クランク角度が上死点前１０度になったときの筒内圧ＰtB10、クランク角度が上死点になったときの筒内圧ＰTDC及び最大筒内圧Ｐmaxを求める。そして、エンジンコントローラ２４０のプロセッサは、次式にＰtB10、ＰTDC及びＰmaxを代入し、燃焼室１６０の圧力が最大となるクランク角度θPmax［degATDC］を求める。
θPmax＝１０×（ＰtB10−Ｐmax）／（ＰtB10−ＰTDC）−１０

ステップ１２０では、エンジンコントローラ２４０のプロセッサが、上死点位置を補正する条件が成立しているか否かを判定する。ここで、上死点位置を補正する条件としては、応答遅れによる影響が少ない条件、具体的には、内燃機関１００がアイドリング回転速度以下の低回転運転中であり、かつ、燃焼による筒内圧の影響が少ない条件、具体的には、クランキング時又はエンジン停止時の燃料カット中を適用することができる。なお、燃料カット中に代えて、点火タイミングを大幅に遅角させた条件を適用することもできる。そして、エンジンコントローラ２４０のプロセッサは、上死点位置を補正する条件が成立していると判定すれば処理をステップ１３０へと進める一方（Ｙｅｓ）、上死点位置を補正する条件が成立していないと判定すれば処理を終了させる（Ｎｏ）。

ステップ１３０では、エンジンコントローラ２４０のプロセッサが、上死点位置として、燃焼室１６０の圧力が最大となるクランク角度θPmaxを設定する。

かかる上死点位置を補正する処理によれば、上死点前１０度の筒内圧ＰtB10、上死点の筒内圧ＰTDC及び最大筒内圧Ｐmaxに基づいて、燃焼室１６０の圧力が最大となるクランク角度θPmaxが求められる。そして、応答遅れによる影響が少ない条件及び燃焼による筒内圧の影響が少ない条件が共に成立したとき、燃焼室１６０の圧力が最大となるクランク角度θPmaxが上死点位置に設定される。要するに、燃焼室１６０の容積が最小となった上死点においては、応答遅れ及び燃焼の影響が少なければ筒圧力が最大となるため、このときのクランク角度θPmaxは上死点を示していると考えることができる。従って、クランクシャフト１４０に対するクランク角度センサ２５０のシグナルプレート２５２の取付精度にばらつきがあっても、クランク角度θPmaxを上死点に設定することで、パルス信号ＰＯＳの位相のずれを補正することができる。

そして、パルス信号ＰＯＳの位相のずれが補正されることから、例えば、燃焼圧力制御として、最大筒内圧となるクランク角度θPmax、ＩＭＥＰ（Indicated Mean Effective Pressure）、ＭＢＴ（Minimum Advance for Best Torque）、熱発生率の演算精度が向上する。このため、点火タイミングのフィードバック制御性、失火診断精度及び燃焼フィードバック制御性が向上し、内燃機関１００の燃費、出力及び安定性を向上させることができる。

図６は、信号間隔を補正するサブルーチンの一例を示す。
ステップ２１０では、エンジンコントローラ２４０のプロセッサが、信号間隔を補正する条件が成立しているか否かを判定する。ここで、信号間隔を補正する条件としては、サイクル変動の少ない条件、具体的には、内燃機関１００が所定回転速度（例えば、2000rpm）より高回転で運転中であり、かつ、内燃機関１００の回転速度変化が所定範囲（例えば、20rpm）に収まっている定常運転中を適用することができる。そして、エンジンコントローラ２４０のプロセッサは、信号間隔を補正する条件が成立していると判定すれば処理をステップ２２０へと進める一方（Ｙｅｓ）、信号間隔を補正する条件が成立していないと判定すれば処理をステップ２３０へと進める（Ｎｏ）。

ステップ２２０では、エンジンコントローラ２４０のプロセッサが、信号間隔角度を補正するサブルーチン（詳細は後述する）を実行する。なお、初期状態における信号間隔角度は、シグナルプレート２５２の突起２５２Ａの間隔にばらつきがないと仮定したとき、隣接する２つの突起２５２Ａにより発生する信号間隔角度、要するに、クランクシャフト１４０を基準とした角度とすることができる。

ステップ２３０では、エンジンコントローラ２４０のプロセッサが、初期状態の信号間隔角度又はステップ２２０で補正した信号間隔角度に基づいて、基準位置を基点としたクランク角度を算出する。即ち、エンジンコントローラ２４０のプロセッサは、基点からのクランクシャフト１４０の回転角度（経過角度）を算出する。

図７は、信号間隔角度を補正するサブルーチンの一例を示す。
ステップ２２１では、エンジンコントローラ２４０のプロセッサが、図８に示すように、クランク角度センサ２５０から出力されるパルス信号ＰＯＳをモニタし、クランクシャフト１４０が１回転する間のパルス信号ＰＯＳの発生間隔ＴＰＯＳｎ[ms]を計測する。パルス信号ＰＯＳの発生間隔ＴＰＯＳｎは、図８及び図９に示すように、パラメータの一例であるカウンタＣＲＡＣＮＴ及び変数ｎに関連付けられた状態で、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性メモリに一時的に保存される。ここで、カウンタＣＲＡＣＮＴは、クランク角度センサ２５０のシグナルプレート２５２の欠歯部を検知したときに０にリセットされ、パルス信号ＰＯＳを検知したときにインクリメントされるパラメータである。また、変数ｎは、信号間隔角度の補正を開始したときに０となり、パルス信号ＰＯＳを検知したときにインクリメントされ、ｎ＝３３となった後に０にリセットされるパラメータである。なお、ここで測定される発生間隔ＴＰＯＳｎは、１歯分だけ遅れている。

ステップ２２２では、エンジンコントローラ２４０のプロセッサが、シグナルプレート２５２の欠歯部の発生間隔ＴＰＯＳｎを１０度間隔に分割、要するに、発生間隔ＴＰＯＳｎを３分割した１０度間隔の発生間隔ＴＰＯＳ１０ｎ[ms]を算出し、図９に示すように、カウンタＣＲＡＣＮＴ及び変数ｎと関連付けた状態で揮発性メモリに保存する。即ち、クランク角度センサ２５０は、シグナルプレート２５２の欠歯部においてパルス信号ＰＯＳを出力しないため、欠歯部を挟んだ発生間隔ＴＰＯｎは、他の部分の発生間隔ＴＰＯＳｎの３倍となっている。このため、欠歯部の発生間隔ＴＰＯＳｎを１０度間隔に分割することで、他の部分の発生間隔ＴＰＯＳｎに合せることができる。

ステップ２２３では、エンジンコントローラ２４０のプロセッサが、例えば、カウンタＣＲＡＣＮＴが３３となったときの発生間隔ＴＰＯＳ１０ｎに基づいて、前回値に対する今回値の比（今回値／前回値）を求めることで、クランクシャフト１４０の長期的な回転変化率を算出する。

ステップ２２４では、エンジンコントローラ２４０のプロセッサが、発生間隔ＴＰＯＳ１０ｎから回転変動を除去した、１０度間隔の発生間隔ＴＰＯＳ１０Ｋｎ[ms]を算出する。具体的には、エンジンコントローラ２４０のプロセッサは、カウンタＣＲＡＣＮＴ又は変数ｎにより特定される各データについて、次式に発生間隔ＴＰＯＳ１０ｎ、回転変化率及び変数ｎを代入することで、１０度間隔の発生間隔ＴＰＯＳ１０Ｋｎを算出し、これを揮発性メモリに保存する。
ＴＰＯＳ１０Ｋｎ＝ＴＰＯＳ１０ｎ×（１＋（１−回転変動率）×ｎ／３６））

ステップ２２５では、エンジンコントローラ２４０のプロセッサが、揮発性メモリに保存された１０度間隔の発生間隔ＴＰＯＳ１０Ｋｎを参照し、クランクシャフト１４０が１回転するのに要する１回転時間Ｔ３６０Ｋ[ms]を算出する。ここで、１回転時間Ｔ３６０Ｋは、例えば、クランクシャフト１４０がある基点から１回転するまでの発生間隔ＴＰＯＳ１０Ｋｎを順次加算することで算出できる。この場合、欠歯部の発生間隔ＴＰＯＳ１０Ｋｎは、これを３倍すればよい。

ステップ２２６では、エンジンコントローラ２４０のプロセッサが、１回転時間Ｔ３６０Ｋを３６０で除算することで、クランクシャフト１４０が１度回転するのに要する１度回転時間Ｔ１Ｋ[ms]を算出する（Ｔ１Ｋ＝Ｔ３６０Ｋ／３６０）。

ステップ２２７では、エンジンコントローラ２４０のプロセッサが、カウンタＣＲＡＣＮＴ又は変数ｎにより特定される各データについて、次式に発生間隔ＴＰＯＳ１０Ｋｎ及び１度回転時間Ｔ１Ｋを代入することで、シグナルプレート２５２の突起２５２Ａの間隔ばらつきを補正した、信号間隔角度ＨｏｓＤＥＧｎ[deg]を算出する。
ＨｏｓＤＥＧｎ＝ＴＰＯＳ１０Ｋｎ／Ｔ１Ｋ

かかる信号間隔角度を補正する処理によれば、サイクル変動の影響が少ない条件が成立したとき、クランク角度センサ２５０から出力されるパルス信号ＰＯＳの発生間隔ＴＰＯＳｎが計測される。また、クランク角度センサ２５０のシグナルプレート２５２には、突起２５２Ａが存在しない欠歯部があるため、欠歯部を挟んだ２つの突起２５２Ａにより発生するパルス信号ＰＯＳの発生間隔ＴＰＯＳｎを３つに分割した、１０度間隔の発生間隔ＴＰＯＳ１０ｎが算出される。そして、クランクシャフト１４０の回転変化率が求められ、発生間隔ＴＰＯＳ１０ｎから回転変動を除去した１０度間隔の発生間隔ＴＰＯＳ１０Ｋｎが算出される。さらに、１０度間隔の発生間隔ＴＰＯＳ１０Ｋｎを順次加算して１回転時間Ｔ３６０Ｋが算出されると共に、１回転時間Ｔ３６０から１度回転時間Ｔ１Ｋが算出される。その後、１０度間隔の発生間隔ＴＰＯＳ１０Ｋｎ及び１度回転時間Ｔ１Ｋから、シグナルプレート２５２の突起２５２Ａの間隔ばらつきを補正した、信号間隔角度ＨｏｓＤＥＧｎが算出される。

信号間隔角度ＨｏｓＤＥＧｎは、突起２５２Ａの間隔ばらつきを補正したものであるから、この信号間隔角度ＨｏｓＤＥＧｎに基づいて、図１０に示すように、基準位置を基点としたクランクシャフト１４０の回転角度（経過角度）を算出すれば、その検出精度を向上させることができる。また、信号間隔角度ＨｏｓＤＥＧｎに基づいて、内燃機関１００の回転速度を算出すれば、その検出精度を向上させることができる。

このため、クランク角度及び回転速度の検出精度の向上を通して、内燃機関１００の制御精度を向上させることができる。また、点火タイミング、燃料噴射タイミング、ＶＴＣ機構１８０及びＶＣＲ機構１９０の制御性が向上し、内燃機関１００の燃費、出力及び安定性を向上させることもできる。

ここで、信号間隔角度を補正する方法について、その理解を容易ならしめることを目的として、図９に示す具体例を用いて説明する。なお、図９に示す具体例は、内燃機関１００が２０００rpmで回転し、クランクシャフト１４０の回転変動が−０．５％、即ち、１回転当たり１０rpmずつ低下することを前提とする。また、クランク角度センサ２５０において、シグナルプレート２５２の突起２５２Ａの間隔ばらつきは、変数ｎ＝１２のとき＋１度、変数ｎ＝１３のとき−１度、変数ｎ＝１５のとき＋１度、変数ｎ＝１６のとき−２度、変数ｎ＝１７のとき＋１度とする。

シグナルプレート２５２の欠歯部の発生間隔ＴＰＯＳｎは、２．５８８[ms]であるので、これを１０度間隔に分割、要するに、３分割した発生間隔ＴＰＯＳ１０ｎは、２．５８８／３＝０．８６３[ms]となる。また、クランクシャフト１４０の回転変化率は、その回転変動が−０．５％であるので、１．００５０となる。そして、各発生間隔ＴＰＯＳ１０ｎから回転変動を除去した１０度間隔の発生間隔ＴＰＯＳ１０Ｋｎは、例えば、変数ｎ＝１２（欠歯部）において、０．８６３×（１＋（１−１．００５０）×１２／３６））＝０．８６１[ms]と求められる。

また、１０度間隔の発生間隔ＴＰＯＳ１０Ｋｎを順次加算して１回転時間Ｔ３６０Ｋを算出すると、Ｔ３６０Ｋ＝３０．０００[ms]となり、これから算出される１度回転時間Ｔ１Ｋは、Ｔ１Ｋ＝３０．０００／３６０＝０．０８３３３[ms]となる。そして、シグナルプレート２５２の突起２５２Ａの間隔ばらつきを補正した信号間隔角度ＨｏｓＤＥＧｎは、例えば、変数ｎ＝１２（欠歯部）において、０．８６１／０．８３３＝１０．０[deg]と求められる。

前記実施形態において、シグナルプレート２５２の突起２５２Ａの間隔ばらつきを補正するとき、サイクル変動の影響が少ないという条件に代えて、例えば、フリクション、イナーシャ、カム反力及び筒内圧の少なくとも１つに基づいて、サイクル変動を補正することもできる。また、クランク角度センサ２５０は、そのシグナルプレート２５２に欠歯部がなくてもよく、この場合には、他のセンサにより上死点位置を識別すればよい。

ここで、前記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に説明する。
（Ａ）前記コントローラが、前記出力軸の回転変動を考慮して前記第１のセンサの信号出力間隔から回転変動を除去し、前記回転変動が除去された信号出力間隔から当該信号出力間隔に応じた前記出力軸の回転角度を求め、前記出力軸の回転角度を順次加算して前記基準位置からの回転角度を補正する、ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
このようにすれば、第１のセンサの信号出力間隔に基づいて、出力軸の回転角度を補正することができる。

（Ｂ）前記コントローラが、前記内燃機関がアイドリング回転速度以下で回転しているときに、前記基準位置を設定する、ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
このようにすれば、応答遅れの影響が少ない条件下で、基準位置を設定することができる。

（Ｃ）前記コントローラが、前記内燃機関がアイドリング中のとき、前記内燃機関の点火タイミングを大幅に遅角させた状態で、前記基準位置を設定する、ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
このようにすれば、応答遅れの影響が少ない条件下で、基準位置を設定することができる。

（Ｄ）前記第１のセンサが信号を出力しない欠歯部を有する場合、前記コントローラが、前記欠歯部の信号出力間隔を所定数に分割して、前記出力軸の回転角度を補正する、ことを特徴とする請求項１〜請求項３、（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
このようにすれば、欠歯部を有するセンサにも対応することができる。

（Ｅ）前記出力軸は、クランクシャフトである、ことを特徴とする請求項１〜請求項３、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
このようにすれば、内燃機関のクランク角度を補正することができる。

１００ 内燃機関
１４０ クランクシャフト（出力軸）
２４０ エンジンコントローラ（コントローラ）
２５０ クランク角度センサ（第１のセンサ）
２７０ 筒内圧センサ（第２のセンサ）

Claims (5)

1. 内燃機関の出力軸が所定角度回転するたびに信号を出力する第１のセンサと、
   前記第１のセンサの出力に応じて前記出力軸の基準位置からの回転角度を求めるコントローラと、
   を有し、
   前記コントローラが、前記第１のセンサの信号出力間隔に基づいて、前記出力軸の回転角度を補正する、
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記コントローラが、前記内燃機関が所定回転速度より高回転で運転中、かつ、前記内燃機関の回転速度変動が所定範囲内であるときに、前記出力軸の回転角度を補正する、
   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。
3. 前記内燃機関の筒内圧を検出する第２のセンサを更に有し、
   前記コントローラが、前記第２のセンサの出力値に基づいて、前記基準位置を設定する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記コントローラが、前記内燃機関への燃料供給を停止した状態で、前記第２のセンサの出力値が最大となる前記出力軸の回転角度を前記基準位置とする、
   ことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
5. 内燃機関のクランクシャフトが所定角度回転するたびに出力される信号に応じて、基準位置からのクランク角度を求めるコントローラが、前記信号の出力間隔に基づいて前記クランク角度を補正する、
   ことを特徴とするクランク角度の補正方法。