JP2017048684A - エンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より的確にクランクロータの欠歯を検出することのできるエンジン制御装置を提供する。【解決手段】エンジン制御装置１は、クランクロータと、ギア歯検出部と、ＥＣＵ１０とを備える。クランクロータは、エンジンのクランク軸と一体的に回転するとともに、クランク軸の回転方向に沿って等角度間隔で複数のギア歯が配置された連続歯、及びギア歯の一部が切り欠かれた欠歯を有する。ギア歯検出部は、クランクロータのギア歯を検出するとともに、検出されたギア歯に応じたパルス状のクランク角信号Ｓ１を出力する。ＥＣＵ１０は、クランク角信号Ｓ１のパルス間隔の前回検出値と今回検出値との比であるパルス間隔比を演算し、パルス間隔比と欠歯判定値との比較により欠歯を検出するとともに、欠歯の検出に基づいて気筒判別を行う。ＥＣＵ１０は、クランク軸の回転状態に応じて欠歯判定値を変更する。【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの気筒判別を行うエンジン制御装置に関する。

この種のエンジン制御装置としては、特許文献１に記載のエンジン制御装置がある。特許文献１に記載のエンジン制御装置は、クランク軸と一体的に回転するクランクロータと、カム軸と一体的に回転するカムロータとを備えている。クランクロータの外周には連続歯と欠歯とが形成されている。連続歯は、複数のギア歯が１５°度間隔で形成されている部分である。欠歯は、１５°間隔で形成されたギア歯の一部を欠落させた部分である。カムロータの外周には、複数のギア歯が１８０°間隔で形成されている。

また、特許文献１に記載のエンジン制御装置は、クランクロータの外周に対向して配置されるクランク角センサと、カムロータの外周に対向して配置されるカム角センサとを備えている。クランク角センサは、クランクロータの回転に伴いパルス状に変化するクランク角信号を出力する。カム角センサは、カムロータの回転に伴いパルス状に変化するカム角信号を出力する。

特許文献１に記載のエンジン制御装置は、クランク角センサから出力されるクランク角信号の前回のパルス間隔と今回のパルス間隔との比を演算する。特許文献１に記載のエンジン制御装置は、このパルス間隔比と所定の判定値との比較に基づいてクランクロータの欠歯を検出する。このエンジン制御装置は、クランクロータの欠歯を検出した際、その事前の所定期間内におけるカム角センサのパルス信号の有無に基づいて気筒判別を行う。

特開２００３−１８４６２９号公報

ところで、クランク軸の回転状態は加速状態及び減速状態を周期的に繰り返す。クランク軸の回転状態が加速状態である場合、クランク角信号のパルス間隔が相対的に小さくなる。このような状況では、連続歯に対応するパルス間隔比と、欠歯に対応するパルス間隔比との偏差が小さくなるため、パルス間隔比と判定値との比較により欠歯を検出することが難しくなる。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より的確にクランクロータの欠歯を検出することのできるエンジン制御装置を提供することにある。

上記課題を解決する多気筒エンジンの気筒判別を行うエンジン制御装置（１）は、クランクロータ（１１１）と、ギア歯検出部（１１２）と、制御部（１０）とを備える。クランクロータは、エンジンのクランク軸（１１０）と一体的に回転するとともに、クランク軸の回転方向に沿って等角度間隔で複数のギア歯が配置された連続歯（Ｒ１，Ｒ２）、及びギア歯の一部が切り欠かれた欠歯（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ２０，Ｋ２１）を有する。ギア歯検出部は、クランクロータのギア歯を検出するとともに、検出されたギア歯に応じたパルス状のクランク角信号を出力する。制御部は、クランク角信号のパルス間隔の前回検出値と今回検出値との比であるパルス間隔比を演算し、パルス間隔比と欠歯判定値との比較により欠歯を検出するとともに、欠歯の検出に基づいて気筒判別を行う。制御部は、クランク軸の回転状態に応じて欠歯判定値を変更する。

この構成によれば、クランク軸の回転状態が変化することによりクランク角信号のパルス間隔が変化すると、その変化に応じて欠歯判定値が変化する。これにより、制御部は、パルス間隔比と欠歯判定値との比較によりクランクロータの欠歯を検出する際に、より的確に欠歯を検出することができる。

なお、上記手段、及び特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

本発明によれば、より的確にクランクロータの欠歯を検出することができる。

実施形態のエンジン制御装置の概略構成を示すブロック図である。 実施形態のエンジン制御装置のクランク角センサの概略構成を模式的に示す図である。 実施形態のエンジン制御装置のカム角センサの概略構成を模式的に示す図である。 （Ａ）〜（Ｆ）は、カム角信号Ｓ２、クランク角信号Ｓ１、第１カウンタＣ１の値、第２カウンタＣ２の値、第３カウンタＣ３の値、及びクランク軸の回転速度の推移を示すタイミングチャートである。 実施形態のエンジン制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャートである。 実施形態のエンジン制御装置により実行される気筒判別処理の手順を示すフローチャートである。 実施形態のエンジン制御装置により実行される欠歯判定処理の手順を示すフローチャートである。 他の実施形態のエンジン制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャートである。

以下、エンジン制御装置の一実施形態について説明する。
図１に示されるように、本実施形態のエンジン制御装置１は、制御部としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０と、クランク角センサ１１と、カム角センサ１２とを備えている。エンジン制御装置１は、４サイクル３気筒エンジンの駆動を制御する。このエンジンでは、「第１気筒＃１→第２気筒＃２→第３気筒＃３→第１気筒＃１→・・・」の順で点火が行われる。クランク角センサ１１及びカム角センサ１２は、図２及び図３に示されるようにそれぞれ構成されている。

図２に示されるように、クランク角センサ１１は、クランクロータ１１１と、ギア歯検出部１１２とを有している。

クランクロータ１１１は、エンジンのクランク軸１１０に固定されている。よって、クランクロータ１１１は、クランク軸１１０と一体的に回転する。クランクロータ１１１は磁性体により形成されている。クランクロータ１１１の外周面には、複数のギア歯１１１ａが形成されている。クランクロータ１１１は、クランク軸１１０の回転方向Ａに沿って等角度間隔でギア歯１１１ａが配置された連続歯Ｒ１，Ｒ２と、ギア歯１１１ａの一部が切り欠かれた単欠歯Ｋ１及び連続欠歯Ｋ２とを有している。連続歯Ｒ１，Ｒ２では、例えば１０°ＣＡ（Crank Angle）間隔でギア歯１１１ａが形成されている。単欠歯Ｋ１は、等角度間隔で配置された２つのギア歯１１１ａが欠落している部分である。連続欠歯Ｋ２は、単欠歯Ｋ２０，Ｋ２１が１つのギア歯１１１ａを挟んで連続する部分である。クランクロータ１１１の外周面には、単欠歯Ｋ１、連続歯Ｒ１、連続欠歯Ｋ２、及び連続歯Ｒ２がこの順で形成されている。なお，以下では、単欠歯を単に「欠歯」とも称する。

ギア歯検出部１１２は、磁気検出素子とバイアス磁石とにより構成されている。磁気検出素子は、例えば磁気抵抗効果により磁界に応じて抵抗値を変化させる磁気抵抗素子である。バイアス磁石は、磁気検出素子にバイアス磁界を付与している。クランクロータ１１１が磁気抵抗素子の近傍にて回転する際、磁気検出素子に付与されるバイアス磁界が変化する。ギア歯検出部１１２は、バイアス磁界の変化に応じて磁気検出素子から出力される電気信号の波形を所定の閾値の基に二値化することによりクランク角信号Ｓ１を生成する。クランク角信号Ｓ１は、クランク軸１１０の回転に伴いパルス状に変化する信号である。クランク角信号Ｓ１は、例えば図４（Ｂ）に示されるように変化する。なお、図４（Ｂ）では、クランク角信号Ｓ１の立ち上がりエッジを縦の棒線で示し、クランク角信号Ｓ１の立ち下がりエッジに関しては省略している。図４（Ｂ）に示されるように、クランク角信号Ｓ１は、基本的には１０°ＣＡ間隔のパルス信号からなり、その途中に単欠歯Ｋ１及び連続欠歯Ｋ２に応じた波形を示す。具体的には、ギア歯検出部１１２により単欠歯Ｋ１が検出された場合、クランク角信号Ｓ１は２パルス分欠落した波形となる。また、ギア歯検出部１１２により連続欠歯Ｋ２が検出された場合、クランク角信号Ｓ１は、２パルス分欠落した部分が１つのパルスを挟んで連続する波形となる。

図３に示されるように、カム角センサ１２は、カムロータ１２１と、ギア歯検出部１２２とを有している。

カムロータ１２１は、エンジンのカム軸１２０に固定されている。よって、カムロータ１２１は、カム軸１２０と一体的に回転する。周知の通りカム軸１２０はクランク軸１１０の２回転（７２０°ＣＡ）に対して１回転する。カムロータ１２１の外周面には、ギア歯１２１ａが１２０°間隔（２４０°ＣＡ間隔）で形成されている。

ギア歯検出部１２２は、磁気検出素子とバイアス磁石とにより構成されている。ギア歯検出部１２２は、図２にて説明したギア歯検出部１１２と同様に動作する。したがって、ギア歯検出部１２２は、カム軸１２０の回転に伴いパルス状に変化する信号Ｓ２を出力する。ギア歯検出部１２２から出力されるカム角信号Ｓ２は、例えば図４（Ａ）に示されるように変化する。なお、図４（Ａ）では、カム角信号Ｓ２の立ち上がりエッジを縦の棒線で示し、カム角信号Ｓ２の立ち下がりエッジに関しては省略している。図４（Ａ）に示されるように、カム角信号Ｓ２は、２４０°ＣＡ間隔のパルス信号である。

図１に示されるように、クランク角センサ１１から出力されるクランク角信号Ｓ１、及びカム角センサ１２から出力されるカム角信号Ｓ２はＥＣＵ１０に取り込まれる。ＥＣＵ１０は、マイクロコンピュータを中心に構成されており、メモリ１００や第１〜第３カウンタＣ１〜Ｃ３等を有している。ＥＣＵ１０は、クランク角信号Ｓ１及びカム角信号Ｓ２に基づいてクランク軸１１０の回転位置及びカム軸１２０の回転位置を検出する。ＥＣＵ１０は、クランク角信号Ｓ１に基づいて、図４（Ｃ）〜（Ｅ）に示されるように第１カウンタＣ１の値、第２カウンタＣ２の値、及び第３カウンタＣ３の値をそれぞれ更新する。

具体的には、ＥＣＵ１０は、クランク角信号Ｓ１に基づいてクランク軸１１０の回転位置が３０°ＣＡだけ変化したことを検出する度に第１カウンタＣ１の値をインクリメントする。また、ＥＣＵ１０は、クランク軸１１０の回転位置が７２０°ＣＡだけ変化する度に第１カウンタＣ１の値を「０」に設定する。第１カウンタＣ１の値が「０」に設定される時期ｔ１は、第１気筒＃１の圧縮ＴＤＣよりも進角側に５°ＣＡだけずれた時期に設定されている。第１カウンタＣ１は、クランク軸１１０の回転位置が７２０°ＣＡ変化する間に「０」〜「２３」の範囲で変化する。

ＥＣＵ１０は、第１カウンタＣ１と同様に、クランク角信号Ｓ１に基づいてクランク軸１１０の回転位置が３０°ＣＡだけ変化したことを検出する度に第２カウンタＣ２の値をインクリメントする。ただし、ＥＣＵ１０は、クランク軸１１０の回転位置が２４０°ＣＡだけ変化する都度、第２カウンタＣ２の値を「０」に設定する。第２カウンタＣ２の値が「０」に設定される時期ｔ１、ｔ２，ｔ３は、各気筒＃１〜＃３の圧縮ＴＤＣよりも進角側に５°ＣＡだけずれた時期にそれぞれ設定されている。第２カウンタＣ２は、クランク軸１１０の回転位置が２４０°ＣＡ変化する間に「０」〜「７」の範囲で変化する。

ＥＣＵ１０は、クランク角信号Ｓ１に基づいてクランク軸１１０の回転位置が２４０°だけ変化したことを検出する度に第３カウンタＣ３の値をインクリメントする。また、ＥＣＵ１０は、クランク軸１１０の回転位置が７２０°ＣＡだけ変化する度に第３カウンタＣ３の値を「１」に設定する。第３カウンタＣ３の値が「１」に設定される時期ｔ１は、第１気筒＃１の圧縮ＴＤＣよりも進角側に５°ＣＡだけずれた時期に設定されている。第３カウンタＣ３は、クランク軸１１０の回転位置が２４０°ＣＡ変化する間に「１」〜「３」の範囲で変化する。

ＥＣＵ１０は、第１〜第３カウンタＣ１〜Ｃ３のそれぞれの値に基づいてエンジンの動作状態を判断するとともに、エンジンの動作状態に基づいて燃料噴射制御や点火時期制御等の各種エンジン制御を実行する。燃料噴射制御では、エンジンのインジェクタ２からの燃料の噴射量や、インジェクタ２の噴射時期等が制御される。点火時期制御では、エンジンの点火装置３の点火時期が制御される。例えばＥＣＵ１０は、第２カウンタＣ２の値に基づいて各気筒＃１〜＃３の圧縮ＴＤＣの時期を検出するとともに、検出された各気筒＃１〜＃３の圧縮ＴＤＣの時期を基準にインジェクタ２の燃料噴射時期や点火装置３の点火時期を設定する。

また、ＥＣＵ１０は、エンジン停止時にクランク角信号Ｓ１に基づいてクランク軸１１０の回転位置を検出するとともに、検出されたクランク軸１１０の回転位置をメモリ１００を記憶させる。そして、ＥＣＵ１０は、エンジンの停止後にエンジンが始動した際、クランク角信号及びカム角信号に基づいて気筒判別処理を行う。気筒判別処理は、次に燃焼行程を迎える気筒が気筒＃１〜＃３のいずれであるかを判別する処理である。

詳しくは、ＥＣＵ１０は、エンジン始動後にクランク角信号の立ち上がりエッジを検出する都度、立ち上がりエッジの今回の検出時期と前回の検出時期との間隔を計測することによりパルス間隔ＴＰを演算する。ＥＣＵ１０は、パルス間隔の今回値ＴＰ_nをその前回値ＴＰ_n-1で除算することによりパルス間隔比Ｒｎ（＝ＴＰ_n／ＴＰ_n-1）を演算する。

ここで、パルス間隔の今回値ＴＰ_n及び前回値ＴＰ_n-1が共に連続歯Ｒ１，Ｒ２に対応する値である場合、パルス間隔比Ｒｎの理想値は「１」となる。これに対し、パルス間隔の今回値ＴＰ_nが単欠歯Ｋ１，Ｋ２０，Ｋ２１に対応する値であって、且つ前回値ＴＰ_n-1が連続歯Ｒ１，Ｒ２に対応する値である場合には、パルス間隔比Ｒｎの理想値は「３」となる。

これを利用し、ＥＣＵ１０は、パルス間隔比Ｒｎと欠歯判定値Ｔｈ１との比較に基づき欠歯を検出する。欠歯判定値Ｔｈ１は、「１」から「３」の範囲の予め定められた値に設定されている。ＥＣＵ１０は、パルス間隔比Ｒｎが欠歯判定値Ｔｈ１よりも大きい場合には、ギア歯検出部１１２によりクランクロータ１１１の欠歯が検出されたと判定する。この際に判定される欠歯は、単欠歯Ｋ１及び単欠歯Ｋ２０のいずれかである。ＥＣＵ１０は、クランクロータ１１１の欠歯を検出した場合、その直後に演算されるパルス間隔比Ｒｎが連続欠歯判定値Ｔｈ２よりも小さいか否かを判断する。連続欠歯判定値Ｔｈ２は、「１／３」から「１」の範囲の予め定められた値に設定されている。ＥＣＵ１０は、パルス間隔比Ｒｎが連続欠歯判定値Ｔｈ２よりも小さい場合には、クランクロータ１１１の連続欠歯Ｋ２が検出されたと判定する。また、ＥＣＵ１０は、パルス間隔比Ｒｎが連続欠歯判定値Ｔｈ２以上である場合には、クランクロータ１１１の単欠歯Ｋ１が検出されたと判定する。

ＥＣＵ１０は、図４（Ｂ）に示されるように、時期ｔ１０あるいは時期ｔ１２でクランクロータ１１１の連続欠歯Ｋ２を検出すると、その時点からクランク角信号の立ち上がりエッジが３個検出された後の各時期α，γにおいて、すなわちクランク軸１１０の回転位置が３０°ＣＡだけ変化した後の時期α，γにおいて気筒判別を行う。気筒判別時期αは、第２気筒＃２のＢＴＤＣ５°ＣＡに対応している。気筒判別時期γは、第１気筒＃１のＢＴＤＣ１２５°ＣＡに対応している。

ＥＣＵ１０は、時期ｔ１１でクランクロータ１１１の単欠歯Ｋ１を検出すると、その時点からクランク角信号の立ち上がりエッジが１１個検出された後の時期βにおいて、すなわちクランク軸１１０の回転位置が１１０°ＣＡだけ変化した後の時期βにおいて気筒判別を行う。気筒判別時期βは、第３気筒＃３のＢＴＤＣ５°ＣＡに対応している。

ＥＣＵ１０は、気筒判別時期α〜γにおいて以下の（ａ１）〜（ａ３）に示されるように気筒判別を行う。

（ａ１）連続欠歯Ｋ２を検出した時点から気筒判別時期までの期間にカム角信号の立ち上がりエッジを検出しなかった場合には、次に燃焼行程を迎える気筒は第１気筒であると判定する。
（ａ２）連続欠歯Ｋ２を検出した時点から気筒判別時期までの期間にカム角信号の立ち上がりエッジを検出した場合には、次に燃焼行程を迎える気筒は第２気筒であると判定する。
（ａ３）単欠歯Ｋ１を検出した時点から気筒判別時期までの期間にカム角信号の立ち上がりエッジを検出した場合には、次に燃焼行程を迎える気筒は第３気筒＃３であると判定する。

ところで、パルス間隔比Ｒｎの理想値が「１」又は「３」であることに鑑みれば、欠歯判定値Ｔｈ１は「１」から「３」の範囲の固定値に設定すればよいはずである。しかしながら、クランク軸１１０の回転速度は、例えば図４（Ｆ）に示されるように変化するため、欠歯判定値Ｔｈ１が固定値であると、クランクロータ１１１の欠歯を検出できない可能性がある。

詳しくは、気筒判別時期γの直前にＥＣＵ１０により連続欠歯Ｋ２の単欠歯Ｋ２０が検出される状況では、クランク軸１１０の回転状態は加速状態である。このような状況では、クランク角信号のパルス間隔ＴＰが相対的に小さくなるため、単欠歯Ｋ２０が検出された際のパルス間隔比Ｒｎが理想値「３」よりも小さくなる。そのため、パルス間隔比Ｒｎに対して設定されている欠歯判定値Ｔｈ１が固定値であると、その設定値によってはクランクロータ１１１の単欠歯Ｋ２０を検出できないおそれがある。

そこで、本実施形態のＥＣＵ１０は、クランク軸１１０の回転状態に応じて欠歯判定値Ｔｈ１を変更する。詳しくは、ＥＣＵ１０は、メモリ１００に記憶されたエンジン停止時のクランク軸１１０の回転位置と、エンジン始動後のクランク角信号とに基づいて、クランキング中のクランク軸１１０の回転状態を検出している。クランク軸の回転状態としては、以下の（ｂ１）〜（ｂ３）に示される３つの状態が予め設定されている。

（ｂ１）最も早い気筒判別時期が時期γである第１回転状態。クランク軸１１０の回転状態が第１回転状態である場合、ＥＣＵ１０により連続欠歯Ｋ２の単欠歯Ｋ２０が検出されることになるが、その際にクランク軸１１０の回転状態が加速状態になる。
（ｂ２）最も早い気筒判別時期が時期αである第２回転状態。クランク軸１１０の回転状態が第２回転状態である場合、ＥＣＵ１０により連続欠歯Ｋ２の単欠歯Ｋ２０が検出されることになるが、その際にクランク軸１１０の回転状態が第１減速状態になる。
（ｂ３）最も早い気筒判別時期が時期βである第３回転状態。クランク軸１１０の回転状態が第３回転状態である場合、ＥＣＵ１０により単欠歯Ｋ１が検出されることになるが、その際にクランク軸１１０の回転状態が、第１減速状態よりも減速度の小さい第２減速状態になる。

ＥＣＵ１０は、クランク軸１１０の回転状態が第１〜第３回転状態のいずれであるかを判定するとともに、判定されたクランク軸１１０の回転状態に応じて欠歯判定値Ｔｈ１を
第１〜第３欠歯判定値Ｔｈ１１〜Ｔｈ１３のいずれかに設定する。第１回転状態であるときに用いられる第１欠歯判定値Ｔｈ１１、第２回転状態であるときに用いられる第２欠歯判定値Ｔｈ１２、及び第３回転状態であるときに用いられる第３欠歯判定値Ｔｈ１３は、「Ｔｈ１２≧Ｔｈ１３＞Ｔｈ１１」という関係を満たすように設定されている。

次に、エンジン始動時にＥＣＵ１０により実行される処理の具体的な手順について図５〜図７を参照して説明する。ＥＣＵ１０は、運転者により車両のスタータスイッチがオン操作された際に図４に示される処理を実行する。

図５に示されるように、ＥＣＵ１０は、まず、エンジン停止時のクランク軸１１０の回転位置をメモリ１００から読み込んだ後（ステップＳ１）、クランク角センサ１１からクランク角信号Ｓ１を取り込む（ステップＳ２）。ＥＣＵ１０は、ステップＳ２の処理に続いて、クランク軸１１０の回転状態（回転位置）を検出する（ステップＳ３）。具体的には、エンジン始動時に、ＥＣＵ１０は、エンジン停止時のクランク軸１１０の回転位置を基準に第１カウンタＣ１〜Ｃ３の初期値を設定する。ＥＣＵ１０は、エンジンのクランキング中、クランク角信号Ｓ１に基づいて第１〜第３カウンタＣ１〜Ｃ３のそれぞれの値を更新することによりクランク軸１１０の回転状態を検出する。

ＥＣＵ１０は、ステップＳ３の処理に続いて、エンジン始動時から所定時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ４）。所定時間は、エンジン始動後に気筒判別処理を実行できる程度にエンジンの運転状態が安定したと判定することができる時間となるように予め実験等により設定されている。ＥＣＵ１０は、エンジン始動時から所定時間が経過していない場合には（ステップＳ４：ＮＯ）、ステップＳ２〜４の処理を再度実行する。すなわち、ＥＣＵ１０は、クランク軸１１０の回転状態を継続的に監視する。

ＥＣＵ１０は、エンジン始動時から所定時間が経過した場合には（ステップＳ４：ＹＥＳ）、気筒判別処理を実行する（ステップＳ５）。具体的には、ＥＣＵ１０は、図６に示される処理を実行する。

図６に示されるように、ＥＣＵ１０は、まず、クランク角信号Ｓ１を取り込んだ後（ステップＳ５０）、クランク角信号Ｓ１の立ち上がりエッジを検出したか否かを判断する（ステップＳ５１）。ＥＣＵ１０は、クランク角信号Ｓ１の立ち上がりエッジを検出した場合には（ステップＳ５１：ＹＥＳ）、パルス間隔ＴＰを演算する（ステップＳ５２）。具体的には、ＥＣＵ１０は、立ち上がりエッジの今回の検出時期と前回の検出時期との時間間隔を計測することにより今回のパルス間隔ＴＰを演算する。ＥＣＵ１０は、ステップＳ５２の処理に続いて、取得した今回のパルス間隔ＴＰの情報をメモリ１００に記憶させる（ステップＳ５３）。これにより、メモリ１００には、現在から所定時間前までのパルス間隔ＴＰの時系列的なデータが記憶されることになる。ＥＣＵ１０は、ステップＳ５３の処理に続いて、欠歯判定処理を行う（ステップＳ５４）。具体的には、ＥＣＵ１０は、図７に示される処理を実行する。

図７に示されるように、ＥＣＵ１０は、まず、パルス間隔の今回値ＴＰ_nと前回値ＴＰ_n-1とをメモリ１００から読み込んだ後（ステップＳ５４０）、パルス間隔比Ｒｎを演算する（ステップＳ５４１）。具体的には、ＥＣＵ１０は、パルス間隔の今回値ＴＰ_nをその前回値ＴＰ_n-1で除算することによりパルス間隔比Ｒｎ（＝ＴＰ_n／ＴＰ_n-1）を演算する。ＥＣＵ１０は、ステップＳ５４１の処理に続いて、第１〜第３カウンタＣ１〜Ｃ３の値等に基づいてクランク軸１１０の回転状態が第２回転状態であるか否かを判断する（ステップＳ５４２）。ＥＣＵ１０は、クランク軸１１０の回転状態が第２回転状態であると判断した場合には（ステップＳ５４２：ＹＥＳ）、欠歯判定値Ｔｈ１を第２欠歯判定値Ｔｈ１２に設定する（ステップＳ５４３）。

ＥＣＵ１０は、クランク軸１１０の回転状態が第２回転状態でない場合には（ステップＳ５４２：ＮＯ）、第１〜第３カウンタＣ１〜Ｃ３の値等に基づいてクランク軸１１０の回転状態が第３回転状態であるか否かを判断する（ステップＳ５４４）。ＥＣＵ１０は、クランク軸１１０の回転状態が第３回転状態である場合には（ステップＳ５４４：ＹＥＳ），欠歯判定値Ｔｈ１を第３欠歯判定値Ｔｈ１３に設定する（ステップＳ５４５）。

ＥＣＵ１０は、クランク軸１１０の回転状態が第３回転状態でもない場合には（ステップＳ５４４：ＮＯ）、すなわちクランク軸１１０の回転状態が第１回転状態である場合には、欠歯判定値Ｔｈ１を第１欠歯判定値Ｔｈ１１に設定する（ステップＳ５４６）。

ＥＣＵ１０は、ステップＳ５４３，Ｓ５４５，Ｓ５４６のいずれかの処理で欠歯判定値Ｔｈ１を設定した後、パルス間隔比Ｒｎが欠歯判定値Ｔｈ１よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ５４７）。ＥＣＵ１０は、パルス間隔比Ｒｎが欠歯判定値Ｔｈ１よりも大きい場合には（ステップＳ５４７：ＹＥＳ）、欠歯Ｋ１，Ｋ２０が検出されたと判定する（ステップＳ５４８）。ＥＣＵ１０は、パルス間隔比Ｒｎが欠歯判定値Ｔｈ１以下の場合には（ステップＳ５４７：ＮＯ）、連続歯Ｒ１，Ｒ２が検出されたと判定する（ステップＳ５４９）。ＥＣＵ１０は、ステップＳ５４８及びステップＳ５４９のいずれかの処理を行った後、図６に示される処理に戻る。

図６に示されるように、ＥＣＵ１０は、ステップＳ５４の欠歯判定処理を実行した後、欠歯を検出したか否かを判断する（ステップＳ５５）。ＥＣＵ１０は、欠歯を検出していない場合には（ステップＳ５５：ＮＯ）、ステップＳ５０の処理に戻る。

ＥＣＵ１０は、欠歯を検出した場合には（ステップＳ５５：ＹＥＳ）、連続欠歯判定処理を実行する（ステップＳ５６）。連続欠歯判定処理は、パルス間隔比Ｒｎと連続欠歯判定値Ｔｈ２との比較に基づいて、検出された欠歯が単欠歯Ｋ１及び連続欠歯Ｋ２のいずれであるかを判定する処理である。

ＥＣＵ１０は、ステップＳ５３の処理に続いて、気筒判別時期α〜γのいずれかの時期であるか否かを判定する（ステップＳ５７）。具体的には、ＥＣＵ１０は、単欠歯Ｋ１及び連続欠歯Ｋ２のいずれが検出されたかという情報と、その検出時からのクランク角信号Ｓ１の立ち上がりエッジの検出回数とに基づいて気筒判別時期α〜γのいずれかの時期であるかを判定する。

ＥＣＵ１０は、気筒判別時期α〜γのいずれかの時期になった場合には（ステップＳ５７：ＹＥＳ）、気筒判別を行う（ステップＳ５８）。具体的には、ＥＣＵ１０は、上記（ａ１）〜（ａ３）に示されるように気筒判別を行う。ＥＣＵ１０は、気筒判別を完了した後、その気筒判別結果を基に燃料噴射制御や点火時期制御等の通常のエンジン制御に移行する。

以上説明した本実施形態のエンジン制御装置１によれば、以下の（１）〜（３）に示される作用及び効果を得ることができる。

（１）ＥＣＵ１０により欠歯が検出される際にクランク軸１１０の回転状態が加速状態となる状況では、すなわちパルス間隔比Ｒｎが相対的に小さくなる状況では、欠歯判定値Ｔｈ１が最小の第１欠歯判定値Ｔｈ１１に設定される。そのため、ＥＣＵ１０により欠歯Ｋ１，Ｋ２０が検出された際のパルス間隔比Ｒｎが理想値「３」よりも小さくなる場合でも、欠歯Ｋ１，Ｋ２０を検出することができる。よって、欠歯判定値Ｔｈ１が固定値の場合と比較すると、より的確にクランクロータ１１１の欠歯Ｋ１，Ｋ２０を検出することができる。

（２）ＥＣＵ１０により欠歯が検出される際にクランク軸１１０の回転状態が第２減速状態となる状況では、すなわちパルス間隔比Ｒｎが相対的に大きくなる状況では、欠歯判定値Ｔｈ１が最大の第２欠歯判定値Ｔｈ１２に設定される。これにより、連続歯Ｒ１，Ｒ２を欠歯Ｋ１，Ｋ２０と誤検出する状況を的確に回避することができる。

（３）ＥＣＵ１０は、エンジンの停止後にエンジンが始動された際、エンジンの停止時に検出されたクランク軸１１０の回転位置とクランク角信号Ｓ１とに基づいてクランク軸１１０の回転状態を検出する。これにより、エンジンのクランキング中におけるクランク軸１１０の回転状態を容易に検出することができる。

なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・ＥＣＵ１０によりクランク軸１１０の回転状態を検出する方法は適宜変更可能である。例えばＥＣＵ１０は、クランク軸１１０の回転状態に応じて車両のバッテリ電圧が変動することを利用してクランク軸１１０の回転状態を検出してもよい。具体的には、図１に破線で示されるように、車両のバッテリ電圧を検出する電圧センサ１３の出力信号をＥＣＵ１０に取り込む。ＥＣＵ１０は、図８に示されるように、エンジン停止時のクランク軸１１０の回転位置をメモリ１００から読み込んだ後（ステップＳ１）、電圧センサ１３によりバッテリ電圧を検出する（ステップＳ６）。ＥＣＵ１０は、エンジン停止時のクランク軸１１０の回転位置を基準にバッテリ電圧の変動に基づいてクランク軸の回転状態（回転位置）を検出する（ステップＳ７）。このようにバッテリ電圧を利用してクランク軸１１０の回転状態を検出するといった方法を用いる場合でも、クランク軸１１０の回転状態を容易に検出することができる。

・パルス間隔比Ｒｎの演算方法を適宜変更してもよい。また、パルス間隔比Ｒｎの演算方法の変更に合わせて、欠歯判定値Ｔｈ１の設定値を適宜変更してもよい。例えば、ＥＣＵ１０は、パルス間隔の前回値ＴＰ_n-1をその今回値ＴＰ_nで除算した値をパルス間隔比Ｒｎとして用いても良い。この場合、第１〜第３欠歯判定値Ｔｈ１１〜Ｔｈ１３を、例えば「Ｔｈ１２≦Ｔｈ１３＜Ｔｈ１１」なる関係を満たすように設定する。

・欠歯判定値Ｔｈ１の設定値の数は３つに限らない。例えば第２欠歯判定値Ｔｈ１２及び第３欠歯判定値Ｔｈ１３として同一の設定値を用いることにより、欠歯判定値Ｔｈ１の設定値の数を２つに変更してもよい。また、エンジンの気筒数が３気筒以外の数である場合には、その気筒数に合わせて欠歯判定値Ｔｈ１の設定値の数を増減させてもよい。

・クランクロータ１１１及びカムロータ１２１の形状は適宜変更可能である。例えば、連続歯Ｒ１，Ｒ２におけるギア歯１１１ａの角度間隔や、単欠歯Ｋ１及び連続欠歯Ｋ２における欠歯数等を変更してもよい。

・本発明は上記の具体例に限定されるものではない。すなわち、上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

Ｋ１，Ｋ２１：単欠歯（欠歯）
Ｒ１，Ｒ２：連続歯
１：エンジン制御装置
１０：ＥＣＵ（制御部）
１３：電圧センサ
１１０：クランク軸
１１１：クランクロータ
１１２：ギア歯検出部

Claims (5)

1. 多気筒エンジンの気筒判別を行うエンジン制御装置（１）であって、
   前記エンジンのクランク軸（１１０）と一体的に回転するとともに、前記クランク軸の回転方向に沿って等角度間隔で複数のギア歯が配置された連続歯（Ｒ１，Ｒ２）、及び前記ギア歯の一部が切り欠かれた欠歯（Ｋ１，Ｋ２０）を有するクランクロータ（１１１）と、
   前記クランクロータのギア歯を検出するとともに、検出されたギア歯に応じたパルス状のクランク角信号を出力するギア歯検出部（１１２）と、
   前記クランク角信号のパルス間隔の前回検出値と今回検出値との比であるパルス間隔比を演算し、前記パルス間隔比と欠歯判定値との比較により前記欠歯を検出するとともに、前記欠歯の検出に基づいて前記気筒判別を行う制御部（１０）と、を備え、
   前記制御部は、前記クランク軸の回転状態に応じて前記欠歯判定値を変更することを特徴とするエンジン制御装置。
2. 請求項１に記載のエンジン制御装置において、
   前記制御部は、
   前記エンジンの停止時に前記クランク軸の回転位置を検出するとともに、
   前記エンジンの停止後に前記エンジンが始動した際、前記エンジンの停止時に検出された前記クランク軸の回転位置と前記クランク角信号とに基づいて前記クランク軸の回転状態を検出することを特徴とするエンジン制御装置。
3. 請求項１に記載のエンジン制御装置において、
   車両のバッテリ電圧を検出する電圧センサ（１３）を更に備え、
   前記制御部は、
   前記エンジンの停止時に前記クランク軸の回転位置を検出するとともに、
   前記エンジンの停止後に前記エンジンが始動した際、前記エンジンの停止時に検出された前記クランク軸の回転位置と前記バッテリ電圧とに基づいて前記クランク軸の回転状態を検出することを特徴とするエンジン制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のエンジン制御装置において、
   前記制御部は、
   前記パルス間隔比の前記今回検出値を前記前回検出値により除算することにより前記パルス間隔比を演算し、
   前記欠歯の検出時の前記クランク軸の回転状態が加速状態であると判定される場合に前記欠歯判定値として第１欠歯判定値を用いるとともに、
   前記欠歯の検出時の前記クランク軸の回転状態が減速状態であると判定される場合に前記欠歯判定値として第２欠歯判定値を用いるものであり、
   前記第１欠歯判定値は、前記第２欠歯判定値よりも小さい値に設定されていることを特徴とするエンジン制御装置。
5. 請求項４に記載のエンジン制御装置において、
   前記制御部は、
   前記欠歯の検出時の前記クランク軸の回転状態が第１減速状態であると判定される場合に前記第２欠歯判定値を用いるとともに、
   前記欠歯の検出時の前記クランク軸の回転状態が前記第１減速状態よりも減速度の小さい第２減速状態であると判定される場合に第３欠歯判定値を用いるものであり、
   前記第２欠歯判定値は、前記第３欠歯判定値以上の値に設定されていることを特徴とするエンジン制御装置。

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