JP2017172544A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気弁の開閉時期が高速で変化しても、クランクシャフトと吸気カムシャフトとの回転角から正確に気筒判定を行える装置を構成する。【解決手段】クランクシャフトの回転に伴い第１センサからのパルス信号のカウント値が所定の基準値Ｎに達したタイミングを基準にして検知時間領域Ｆを設定し、吸気カムシャフトの回転に伴い第２センサからのパルス信号を検知時間領域Ｆにおいてカウントすることにより気筒を判定する気筒判定部を備えている。電動型の弁開閉時期制御機構で吸気カムシャフトの開閉時期を変位した場合には、検知時間領域Ｆを開閉時期の変位方向にシフトした後に気筒判定部による気筒判定を行う。【選択図】図８

Description

本発明は、吸気弁の開閉時期を制御する弁開閉時期制御機構を備えると共に、センサで検知されるクランクシャフトの回転角と、センサで検知される吸気カムシャフトの回転角とに基づいて気筒を判定し、判定した気筒に対する燃料の噴射タイミングと点火タイミングとを設定する内燃機関の制御装置に関する。

上記構成の内燃機関の制御装置に関連するものとして、特許文献１には、クランクシャフトの回転に伴いパルス信号を出力する回転速度センサと、吸気カムシャフトの回転に伴い気筒判別信号を出力する気筒判別センサとを備えた技術が示されている。

この特許文献１では、クランクシャフトに装着した歯車状のロータと、電磁ピックアップとを備えて回転速度センサを構成し、吸気カムシャフトに装着したロータと、電磁ピックアップとを備えて気筒判別センサを構成している。このような構成において、回転速度センサから出力されるパルス信号が設定値に達するまでに、気筒判別センサの信号の発生か否かの判定を行い、この判定の結果、その直後における特定の気筒の圧縮上死点と吸気上死点との何れであるかの判定を行うように処理形態が設定されている。

また、特許文献２は、特許文献１と同様の構成によりクランクシャフトの角度を検知するクランク角センサを備え、吸気カムシャフトには、気筒に対応した数のパルス信号を出力する第２カムセンサを備えた技術が示されている。

この特許文献２では、内燃機関を構成する＃１〜＃４気筒のうち、＃１気筒の上死点前で１つのパルス信号を出力し、＃３気筒の上死点前で３つのパルス信号を出力する等、気筒に対応した数のパルス信号を出力するように第２カムセンサが構成されている。この構成から第２カムセンサでのパルスをカウントの結果に基づいて気筒の判定を可能にするものである。

特開平７‐２２４６２０号公報 特開２００９‐３６１８９号公報

特許文献１と特許文献２との何れの技術においても、例えば、吸気上死点にある気筒を判定できるものであるが、特許文献１の技術では、吸気カムシャフトの回転に伴って複数のパルス信号が出力されるものの、パルス信号が同じ波形であるため、気筒を判定する場合には、吸気カムシャフトの回転に伴うパルスと、クランクシャフトの回転角との比較を必要とするものであった。

そこで、特許文献２に示されるように、クランクシャフトが所定の角度に達したタイミングにおいて第２カムセンサでパルス信号をカウントすることにより、＃１気筒あるいは＃３気筒を判定する処理として、次のような処理形態が考えられる。

つまり、＃１気筒に対応する１パルスの信号をカウントするために、クランクシャフトが所定の回転角（例えば、＃１気筒のピストンが上死点に達する角度）に達したタイミングを基準に、所定の角度領域となる検知時間領域を設定しておき、この検知時間領域内でのみカウントを許容するように処理形態を設定する。このように処理形態を設定することで、不要なパルスをカウントすることがなく、誤カウントを防止できる。

また、吸気弁の開閉時期を変更する弁開閉時期制御機構を備えた内燃機関では、吸気弁の開閉時期を変更する際には、この変更に連係して前述した検知時間領域を変位方向にシフトさせる必要がある。尚、検知時間領域を固定して吸気カムシャフトの回転に伴うパルス信号をカウントするように構成したものでは、不要なパルスをカウントすることや、必要なパルス信号をカウントできない不都合を招くことになる。

従って、弁開閉時期制御機構によって、例えば、吸気弁の開閉時期を進角方向に変更する場合には、変更に連係して検知時間領域を進角方向変更することになるが、弁開閉時期制御機構が高速で作動するものでは、カムシャフトが所定の角度に達したタイミングで検知時間領域が目標とする領域に達しておらず、誤検出を招くことが想像された。特に、弁開閉時期制御機構が電動アクチュエータの駆動力で吸気弁の開閉時期を変更するものでは、油圧によって開閉時期を変更する構成と比較して迅速な作動が行われるため、適切な対応が求められる。

また、誤検出を招く異なる理由として、電動アクチュエータの駆動力で作動する弁開閉時期制御機構のように高速で作動するものでは、例えば、吸気弁の開閉時期を進角方向に変更する場合には、検知時間領域が適正に設定されていても、第２カムセンサからのパルスのパルス幅や、パルス間隔が非常に小さくなり、このようなパルスの波形変化にカウント処理が追従できず、誤検出を招くことも想像された。

このような理由から、吸気弁の開閉時期が高速で変化しても、クランクシャフトと吸気カムシャフトとの回転角から正確に気筒判定を行える装置が求められる。

本発明の特徴は、回転軸芯を中心に内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、前記回転軸芯と同軸芯で前記駆動側回転体と相対回転自在に配置され前記内燃機関の吸気弁を開閉制御する吸気カムシャフトと一体回転する従動側回転体と、電動アクチュエータの駆動力により前記駆動側回転体及び前記従動側回転体の相対回転位相を変位させる位相調節部とを有する弁開閉時期制御機構を備え、
前記クランクシャフトの回転角と前記吸気カムシャフトの回転角とから所定の気筒の行程を判定する気筒判定部を備え、
前記気筒判定部の判定結果に基づいて設定される順序に従って複数の前記気筒に対する燃料の噴射と点火とを行う燃焼制御部を備えており、
前記気筒判定部が、前記クランクシャフトの回転に伴い第１センサで取得されるパルス信号のカウント値が所定値に達したタイミングを基準に前記吸気カムシャフトの回転に伴うパルス信号をカウントする検知時間領域を設定し、第２センサで取得されたパルス信号のカウント値に基づいて前記気筒判定を行うように判定形態が設定されると共に、前記内燃機関の始動時に前記弁開閉時期制御機構により前記相対回転位相を変位させる際には、前記検知時間領域を前記相対回転位相の変位方向にシフトした後に気筒判定を行う点にある。

これによると、内燃機関の始動時において、弁開閉時期制御機構の相対回転位相の変位により吸気弁の開閉時期を変更する場合には、相対回転位相の変位方向に検知時間領域をシフトする。このようにシフトした後に判定を行うことにより、吸気弁の開閉時期の変更に伴いクランクシャフトと吸気カムシャフトとの相対回転位相が高速で変化しても、第２センサのパルス信号のカウントを適正に行える領域に検知時間領域を設定することが可能となる。これにより、第１センサで検知するパルス信号のカウント値が所定値に達し、第２センサのパルス信号を適正にカウントできることになり、誤検出を排除して正確な気筒判定処理を可能にする。
このように気筒判定を正確に行うことにより、複数の気筒に対して適正な順序に従って燃料の噴射を行い、点火を行える。
従って、吸気弁の開閉時期が高速で変化しても、クランクシャフトと吸気カムシャフトとの回転角から正確に気筒判定を行い、各々の気筒に対する燃料の噴射と点火とを適正な順序で行い円滑な作動を可能にする制御装置が構成された。

本発明は、前記内燃機関の始動時に、前記弁開閉時期制御機構により前記相対回転位相を変位させる制御信号が設定された際には、この制御信号を出力する以前に、前記検知時間領域のシフトを行っても良い。

これによると、弁開閉時期制御機構で相対回転位相を変位させる場合には、相対回転位相が変化する以前に検知時間領域をシフトさせるため、クランクシャフトと吸気カムシャフトとの相対回転位相が変化した時点では、既に、検知時間領域がシフトした状態にあり、弁開閉時期制御機構が高速で作動するものでも確実に誤検出を排除できる。

本発明の特徴は、回転軸芯を中心に内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、前記回転軸芯と同軸芯で前記駆動側回転体と相対回転自在に配置され前記内燃機関の吸気弁を開閉制御する吸気カムシャフトと一体回転する従動側回転体と、電動アクチュエータの駆動力により前記駆動側回転体及び前記従動側回転体の相対回転位相を変位させる位相調節部とを有する弁開閉時期制御機構を備え、
前記クランクシャフトの回転角と前記吸気カムシャフトの回転角とから所定の気筒の行程を判定する気筒判定部を備え、
前記気筒判定部の判定結果に基づいて設定される順序に従って複数の前記気筒に対する燃料の噴射と点火とを行う燃焼制御部を備えており、
前記気筒判定部が、前記クランクシャフトの回転に伴い第１センサで取得されるパルス信号のカウント値が所定値に達したタイミングを基準に前記吸気カムシャフトの回転に伴うパルス信号をカウントする検知時間領域を設定し、第２センサで取得されたパルス信号のカウント値に基づいて前記気筒判定を行うように判定形態が設定されると共に、前記内燃機関の始動時に前記弁開閉時期制御機構により前記相対回転位相を変位させる際には、前記検知時間領域を前記相対回転位相の変位方向にシフトすると共に、前記弁開閉時期制御機構の作動が終了した後に気筒判定を行う点にある。

これによると、内燃機関の始動時において、弁開閉時期制御機構の相対回転位相の変位により吸気弁の開閉時期を変更する場合には、相対回転位相の変位方向に検知時間領域をシフトすると共に、相対回転位相の変位が終了した後に気筒判定部での判定を行うことになる。つまり、気筒判定部で判定を行う際に弁開閉時期制御機構が作動した場合には、第２センサで検知されるパルス信号のパルス幅や、パルス間隔が大きく変動し、誤判定を招く不都合も想定されるが、パルス信号のパルス幅や、パルス間隔が大きく変動する状況でのカウントを避けることが可能となる。これにより、第１センサで検知するパルス信号のカウント値が所定値に達し、第２センサで取得されるパルスをカウントする際には、既に適正にシフトされた検知時間領域においてカウントでき誤検出を排除して正確な気筒判定処理を可能にする。
このように気筒判定を正確に行うことにより、複数の気筒に対して適正な順序に従って燃料の噴射を行い、点火を行える。
従って、吸気弁の開閉時期が高速で変化しても、クランクシャフトと吸気カムシャフトとの回転角から正確に気筒判定を行い、各々の気筒に対する燃料の噴射と点火とを適正な順序で行い円滑な作動を可能にする制御装置が構成された。

エンジンの断面と制御ユニットとを示す図である。 弁開閉時期制御機構の断面図である。 図２のIII−III線断面図である。 制御ユニットを含むブロック回路図である。 第１センサの構成を示す図である。 第２センサの構成を示す図である。 エンジン始動制御のフローチャートである。 カウント値と検知領域との関係を示すタイミングチャートである。 別実施形態（ａ）のエンジン始動制御のフローチャートである。 別実施形態（ａ）のカウント値と検知領域との関係を示すタイミングチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図１，２，４に示すように、内燃機関としてのエンジンＥの吸気時期を設定する弁開閉時期制御機構Ａと、この弁開閉時期制御機構Ａを含む制御対象を制御する制御ユニットＣとを備えて内燃機関の制御装置が構成されている。

この内燃機関の制御装置は、スタータモータ４８の駆動によりクランキングを行い、このクランキング時に、気筒判定によって燃焼を供給すべき行程（吸気行程）にある気筒を判定（気筒判定）し、吸気行程にある気筒に燃料を供給し、この後に点火を行うことによりエンジンＥの始動を可能にする。

〔エンジン〕
エンジンＥは、４気筒で４サイクル型に構成されるものであり、シリンダヘッド１と、シリンダブロック２と、クランクケース３と、オイルパン４とを上下に重ね合わせて連結した構造を有している。シリンダブロック２に形成された複数のシリンダボアにピストン５が収容され、クランクケース３に回転自在に支持したクランクシャフト６とピストン５とがコネクティングロッド７で連結されている。

このエンジンＥでは一方の端部から他方に向けて＃１気筒、＃２気筒、＃３気筒、＃４気筒が配置され、＃１気筒と＃４気筒とが同時に上死点に達すると同時に、＃２気筒と＃３気筒とが下死点に達するように構成されている。

シリンダヘッド１において燃焼室と吸気経路とを結ぶ位置に開閉自在な吸気弁１０を備え、燃焼室と排気経路とを結ぶ位置に開閉自在な排気弁１１を備えている。これらの上部位置には吸気弁１０と排気弁１１とを個別に開閉作動するため吸気カムシャフト１２と、排気カムシャフト１３とを備えている。シリンダヘッド１の吸気経路側には燃料噴射ノズル１４を備え、燃焼室には点火プラグ１５を備えている。

シリンダヘッド１の側面には複数の吸気経路に接続されるインテークマニホールド１６と、複数の排気経路に接続するエキゾーストマニホールド１７とが連結されている。また、インテークマニホールド１６の内部にはスロットルバルブ１８を備えている。

このエンジンＥでは、クランクシャフト６に備えた駆動スプロケット６Ｓと、弁開閉時期制御機構Ａの吸気側スプロケット２１Ｓと、排気カムシャフト１３に備えた排気側スプロケット３１Ｓとに亘ってタイミングチェーン８を巻回している。これによりクランクシャフト６の回転と同期して吸気カムシャフト１２と排気カムシャフト１３とを開閉作動させ、弁開閉時期制御機構Ａにより吸気弁１０の開閉タイミング（吸排気時期）の変更が実現する。

〔弁開閉時期制御機構〕
弁開閉時期制御機構Ａは、図２，３に示すように、駆動ケース２１（駆動側回転体の一例）と、従動ロータ２２（従動側回転体の一例）と、電動アクチュエータとしての位相制御モータＭの駆動力により駆動ケース２１（駆動側回転体の一例）及び従動ロータ２２（従動側回転体の一例）の相対回転位相を設定する位相調節部Ｔとを備えている。

駆動ケース２１（駆動側回転体の一例）は、吸気カムシャフト１２の回転軸芯Ｘと同軸芯となる回転軸芯Ｘと同軸芯に配置され、外周に吸気側スプロケット２１Ｓが形成されている。この駆動ケース２１はフロントケース２１Ａとリヤケース２１Ｂとを複数のボルト２１Ｃで締結した構造を有している。従動ロータ２２（従動側回転体の一例）は、回転軸芯Ｘと同軸芯で駆動ケース２１と相対回転自在に配置され、吸気カムシャフト１２と一体回転するように連結ボルト２２Ａにより当該吸気カムシャフト１２に連結されている。

この弁開閉時期制御機構Ａでは、タイミングチェーン８からの駆動力により全体が駆動回転方向Ｓに回転する。また、位相制御モータＭの駆動力により駆動ケース２１に対する従動ロータ２２の相対回転位相が、駆動回転方向Ｓと同方向に変位する方向を進角方向Ｓａと称し、この逆方向への変位を遅角方向Ｓｂと称している。

位相調節部Ｔは、駆動ケース２１と一体回転し、複数の内歯部２５Ｔを有するリングギヤ２５と、これに咬合するための複数の外歯部２６Ｔを有するインナギヤ２６と、偏心カム体２７とを備えている。また、従動ロータ２２には軸状となる複数の連係部材２３が突設されている。

リングギヤ２５は、所定歯数の内歯部２５Ｔを有する内歯ギヤとして構成されている。インナギヤ２６は、リングギヤ２５の歯数より少ない歯数の外歯部２６Ｔを有する外歯ギヤとして構成され、中央に孔部が形成されている。このインナギヤ２６には、連係部材２３より大径の複数の連係孔部２６Ａが形成されている。連係部材２３が連係孔部２６Ａに挿通することにより軸継手として機能するが、この構成に代えてオルダム継手等を用いても良い。

偏心カム体２７は、回転軸芯Ｘと同軸芯に配置される円柱状のカム本体と、このカム本体に対して偏心する偏心軸芯Ｙを中心に円柱状に形成されるカム部２７Ａとが一体形成されている。この弁開閉時期制御機構Ａは、カム本体が駆動ケース２１に対して回転軸芯Ｘを中心に回転自在に支持されると共に、カム部２７Ａがインナギヤ２６の孔部に対して相対回転自在に嵌め込まれている。

位相制御モータＭは、エンジンＥに支持されると共に、出力軸Ｍａに対して直交姿勢で備えた係合ピン２８を、偏心カム体２７の係合溝２７Ｂに係合している。尚、位相制御モータＭには、ブラシレス直流モータが使用されるが、ステッピングモータ等の同期モータを用いても良い。

これにより、位相制御モータＭの駆動力で偏心カム体２７が回転した場合には、カム部２７Ａが回転軸芯Ｘを中心に回転し、この回転に伴いインナギヤ２６が回転軸芯Ｘを中心に公転を開始する。この公転時には、インナギヤ２６の外歯部２６Ｔとリングギヤ２５の内歯部２５Ｔとの咬合位置がリングギヤ２５の内周沿って変位するためインナギヤ２６は偏心軸芯Ｙを中心に僅かに自転する。

また、インナギヤ２６が１回転だけ公転した場合には、リングギヤ２５の内歯部２５Ｔの歯数と、インナギヤ２６の外歯部２６Ｔの歯数と差（歯数差）に相当する角度だけインナギヤ２６を、リングギヤ２５に対して回転（自転）させるため大きい減速を実現する。このインナギヤ２６の回転は回転軸芯Ｘを中心としないものであるが、連係孔部２６Ａに嵌め込まれた連係部材２３を介して従動ロータ２２に伝えられる。その結果、駆動ケース２１に対する従動ロータ２２の相対回転位相の変位が実現する。尚、位相調節部Ｔのギヤ構成は、図２，３に示す構成に限るものではない。

この弁開閉時期制御機構Ａでは、吸気カムシャフト１２の回転速度と等速度で同じ方向に位相制御モータＭの出力軸Ｍａを駆動回転することにより、相対回転位相が維持される。また、位相制御モータＭの回転速度の増大又は低減により相対回転位相を進角方向Ｓａ又は遅角方向Ｓｂに変位させるように制御形態が設定されている。位相制御モータＭの回転速度の増大と低減とに対する相対回転位相の変位方向（進角方向Ｓａと遅角方向Ｓｂとの何れか）は、位相調節部Ｔのギヤ構成によって決まる。

特に、位相制御モータＭの駆動力により相対回転位相を変位させるため、油圧により変位を実現するものと比較して高速での作動が可能であり、例えば、エンジンＥの１行程中に相対回転位相の変更を完了することも可能にしている。

〔制御構成〕
図１，４に示すように、制御ユニットＣは、エンジンＥの稼動状態を管理するＥＣＵとして機能するものであり、弁開閉時期制御機構Ａを制御する位相制御部５１と、気筒の行程を判定する気筒判定部５２と、各気筒での燃焼を制御する燃焼制御部５３とを備えている。これらは、ソフトウエアで構成されるものを想定しているが、ロジック等を有する回路で成るハードウエアで構成しても良く、ソフトウエアとハードウエアとの組み合わせによって構成しても良い。

また、制御ユニットＣは、エンジンＥを始動する始動スイッチ３５の信号と、第１センサ４１からのパルス信号と、第２センサ４２のパルス信号とが入力する。更に、制御ユニットＣは、弁開閉時期制御機構Ａの相対回転位相の変位を実現する位相制御モータＭと、燃料噴射ノズル１４を制御する燃料制御回路４６と、点火プラグ１５を制御するイグニッション回路４７と、スタータモータ４８とに制御信号を出力する。尚、始動スイッチ３５はＯＮ−ＯＦＦ信号を出力するように構成されている。

第１センサ４１は、図５に示すようにクランクシャフト６と一体的に回転する磁性体製の第１センサプレート４１Ａと、この第１センサプレート４１Ａの外周に設定間隔で形成された複数の凸部４１Ｔを電磁的に検知する第１ピックアップ部４１Ｂとを備えている。凸部４１Ｔは第１センサプレート４１Ａの全周に等間隔で形成されるものであるが、基準位置を決めるために少なくとも１つの凸部４１Ｔが取り除かれている。

この構成から、クランクシャフト６が回転した場合には、基準位置に対応する回転角を除いて第１ピックアップ部４１Ｂで連続したパルス信号を出力する。制御ユニットＣでは、パルス信号をカウントすることでクランクシャフト６の回転角を取得する。以下、制御ユニットＣにおいて第１センサ４１のパルス信号をカウントした値を「カウント値」と略称する。

第２センサ４２は、図６に示すように吸気カムシャフト１２と一体的に回転する磁性体製の第２センサプレート４２Ａと、この第２センサプレート４２Ａの外周の所定領域に形成された判定凸部４２Ｔを電磁的に検知する第２ピックアップ部４２Ｂとを備えて構成されている。また、判定凸部４２Ｔは、１つの判定凸部４２Ｔと、３つの判定凸部４２Ｔと、４つの判定凸部４２Ｔと、２つの判定凸部４２Ｔとを、４つの領域に振り分けて形成されている。

この構成から、吸気カムシャフト１２が回転した場合には、１つのパルス信号と、３つのパルス信号と、４つのパルス信号と、２つのパルス信号とが、この順序で検知される。この順序は４つの気筒の燃焼順序に対応するものであり、クランクシャフト６が所定の回転角に達したタイミングに、この第２センサ４２で検知されるパルス信号のパルス数から各気筒の行程を判定するために用いられる。以下、制御ユニットＣにおいて第２センサ４２のパルス信号をカウントした値を「気筒値」と略称する。

また、第２センサ４２は、弁開閉時期制御機構Ａによって吸気カムシャフト１２を進角方向Ｓａまたは遅角方向Ｓｂへ変位させた場合には、その変位量（相対回転位相）を検知するためにも用いられる。つまり、クランクシャフト６と吸気カムシャフト１２とは同期回転するため、第１センサ４１で検出されるパルス信号と、第２センサ４２で検出されるパルス信号とは一定の位相差で同期する関係にある。従って、相対回転位相を変位させた場合には、位相差（対応するパルス信号同士の間隔）が変動し、この変動量と変動方向から相対回転位相を検知するのである。

位相制御部５１は、エンジンＥの稼動状況に基づいて目標とする相対回転位相を設定し、位相制御モータＭの制御により弁開閉時期制御機構Ａの相対回転位相を設定する。この制御時には、前述したように位相制御モータＭを吸気カムシャフト１２と等速で回転させることにより相対回転位相を維持し、この速度より増速または減速することにより相対回転位相を進角方向または遅角方向への変位を実現する。

気筒判定部５２は、エンジンＥの始動時に、カウント値（第１センサ４１のパルス信号をカウントした値）と、取得値（第２センサ４２のパルス信号をカウントした値）とに基づいて所定の気筒の行程を判定する。

つまり、このエンジンＥでは一方の端部から他方に向けて＃１気筒、＃２気筒、＃３気筒、＃４気筒が配置され、＃１気筒と＃４気筒とが同時に上死点に達すると同時に、＃２気筒と＃３気筒とが下死点に達する。このような理由から、カウント値だけでは各気筒の行程を判定することができず、第２センサ４２の取得値を参照する処理が行われる。一例を挙げると、例えば、カウント値が＃１気筒と＃４気筒とが上死点に達した値に達した際に、第２センサ４２で吸気上死点にある気筒を示す数値（取得値は、１又は４となる）を取得できるように構成されている。

従って、気筒判定部５２では、クランキングが開始された場合には、第１センサ４１のカウント値を取得し、このカウント値が所定値に達した際に、第２センサ４２で取得される取得値から吸気行程にある気筒を判定するのである。この判定時の制御形態については後述する。

燃焼制御部５３は、燃料供給モジュール５３Ａと、点火モジュール５３Ｂとを備えている。燃料供給モジュール５３Ａは、気筒判定部５２での判定結果に基づいて設定した順序で複数の気筒に対して燃料噴射ノズル１４から燃料を噴射する。燃料の噴射は吸気行程で行われ、点火モジュール５３Ｂは、燃料噴射の後で圧縮行程が完了した気筒の点火プラグ１５に電力を供給して点火を行う。

〔制御形態の概要〕
このエンジンＥの制御装置では、エンジンＥの停止時には、弁開閉時期制御機構Ａの相対回転位相を中間位相（最進角と最遅角との間の位相）に保持することが基本であるが、例えば、アイドルストップ制御によりエンジンＥを停止する場合には、弁開閉時期制御機構Ａの相対回転位相を最遅角位相に設定することも行われている。

また、エンジンＥの始動時には、クランキングによりクランクシャフト６と吸気カムシャフト１２とが同期回転し、カウント値が所定の値に達したタイミングに対応する検知時間領域Ｆ（図８を参照）で取得される気筒値から気筒判定が行われる。

また、検知時間領域Ｆの位置を決める具体例として、＃１気筒と＃４気筒とが同時に上死点にあるタイミングでのカウント値（図８に示す基準値Ｎ）と、＃２気筒と＃３気筒とが同時に上死点にあるタイミングでのカウント値とが予め設定されている。

更に、クランキングによりカウント値が基準値Ｎに達した際に、現実に＃４気筒が吸気上死点にある場合には、検知時間領域Ｆで検知される気筒値が４（４パルス）となり、現実に＃１気筒が吸気上死点にある場合には、検知時間領域Ｆにおいて検知される気筒値が１（１パルス）となるよう第１センサ４１と第２センサ４２との関係が設定されている。エンジンＥの始動時には、弁開閉時期制御機構Ａの相対回転位相に対応して時間軸方向での検知時間領域Ｆの位置を決める制御が行われる。

このような構成を用いて気筒判定が行われた後には、全ての気筒の行程を把握できるため、燃料供給モジュール５３Ａは、吸気行程を開始する気筒の燃料噴射ノズル１４で燃料の噴射を行い、圧縮行程の後に点火モジュール５３Ｂが、その気筒の点火を行う。尚、このエンジンＥでは、＃１気筒、＃３気筒、＃４気筒、＃２気筒の順序で燃料供給と点火とが行われる。

〔エンジン始動制御〕
エンジン始動制御の概要を図７のフローチャートに示し、この制御に伴うパルス信号等を図８のタイミングチャートに示している。つまり、始動スイッチ３５の人為的なＯＮ操作によりクランキングが開始された場合には、弁開閉時期制御機構Ａの相対回転位相に対応する初期の位置に検知時間領域Ｆが設定される（＃１０１、＃１０２ステップ）。フローチャートには示していないが、エンジン始動制御の実行時には、カウント値が継続的に取得される。

つまり、クランキング開始時における弁開閉時期制御機構Ａの相対回転位相に対応するように、基準値Ｎを基準にしてオフセット時間Ｇを設定し、これを基準に初期の検知時間領域Ｆが設定される。この検知時間領域Ｆを、タイミングチャートの〔吸気カムシャフト（ａ）〕に示している。

次に、クランクシャフト６の回転速度の上昇に伴い、相対回転位相の進角方向Ｓａへの変位の要否が判断され、必要である場合にはオフセット時間Ｇを短縮することにより、検知時間領域Ｆを進角方向Ｓａ（同図で左側）にシフトさせた後に位相制御モータＭの駆動が開始される（＃１０３〜＃１０５ステップ）。

つまり、クランキング時の負荷を軽減するために弁開閉時期制御機構Ａの相対回転位相を最遅角位相に保持した状態でクランキングが開始されることもある。このようにクランキングが開始された場合には、相対回転位相を燃焼に適した中間位相（図８では目標位相）に変位させることが必要であり、クランクシャフト６の回転速度の上昇に伴い、相対回転位相を進角方向に変位させる制御が行われる。

このように相対回転位相が変位した場合に、これに対応させるために、検知時間領域Ｆのシフトが行われるのである。このシフト後の検知時間領域Ｆを、タイミングチャートの〔吸気カムシャフト（ｂ）〕に示している。特に、検知時間領域Ｆのシフトを行うタイミングを、第２センサ４２で信号のカウントを開始する以前に設定することにより、弁開閉時期制御機構Ａが高速で作動する場合にも、適正に気筒値を取得できる。

また、クランキングに伴い、カウント値が継続的に取得され（このカウント値は、回転角が所定値に達する毎にクリアされる）され、カウント値が基準値Ｎに達したタイミングを基準にして設定される検知時間領域Ｆにおいて第２センサ４２で気筒値が取得され、気筒の判定が行われ、判定結果に基づいて燃料の噴射と点火とが行われる（＃１０６〜＃１０９ステップ）。

尚、弁開閉時期制御機構Ａにより相対回転位相の変位が行われ後に、検知時間領域Ｆのシフトが、処理時間等の影響で遅れた場合には、検知時間領域Ｆが〔吸気カムシャフト（ａ）〕に示される位置にある状態で〔吸気カムシャフト（ｂ）〕に示されるタイミングのパルス信号をカウントすることもある。このような状況では、適正なカウントが行われないものであった。

このような理由から、弁開閉時期制御機構Ａで相対回転位相の変位を行う際には、この変位を開始する以前に検知時間領域Ｆのシフトし、この後に、第２センサ４２でカウントを行うことにより、適正にシフトされた検知時間領域Ｆにおいて気筒値を取得することが可能となる。

これにより、位相制御モータＭの駆動力で作動する弁開閉時期制御機構Ａのように、吸気カムシャフト１２の開閉時期を高速で変更し、クランクシャフト６と吸気カムシャフト１２との位相関係が短時間で変化するものであっても、位相関係が高速で変化した時点では、検知時間領域Ｆが既に変位しているため、適正に気筒判定を行えるのである。

このように気筒判定を行う結果、誤った気筒に対して燃料を供給することや、誤ったタイミングで点火を行うことがなく、円滑な起動を実現する。尚、図８では、弁開閉時期制御機構Ａで相対回転位相の変位が行われるタイミングと、カウント値が基準値Ｎに達するタイミングとを近似させているが、相対回転位相が変位するタイミングはこれに限るものではない。

尚、この実施形態では、＃１気筒と＃４気筒とが同時に上死点にあるタイミングでのカウント値だけを基準値Ｎとして取り上げて説明しているが、＃２気筒と＃３気筒とが同時に上死点にあるタイミングでのカウント値も基準値に設定されている（Ｎと異なる数値となる）。

〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い（実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している）。

（ａ）図１０に示すように、エンジンＥの始動時に、弁開閉時期制御機構Ａの相対回転位相が進角方向に大きく変位する作動が行われた場合には、この相対回転位相が変位する変位時間Ｕにおいては、気筒数の取得が可能なタイミングに達しても取得を行わずに、変位時間Ｕが経過した後に気筒数の取得を行うように制御形態を設定しても良い。

つまり、図９のフローチャートに示すように、始動スイッチ３５の人為的なＯＮ操作によりクランキングが開始された場合には、弁開閉時期制御機構Ａの相対回転位相に対応する初期の位置に検知時間領域Ｆが設定される（＃２０１、＃２０２ステップ）。フローチャートには示していないが、エンジン始動ルーチンの実行時には、カウント値が継続的に取得される。

つまり、エンジンＥの始動時における弁開閉時期制御機構Ａの相対回転位相に対応するように、基準値Ｎを基準にしてオフセット時間Ｇを設定し、これを基準に初期の検知時間領域Ｆが設定される。この検知時間領域Ｆを、タイミングチャートの〔吸気カムシャフト（ａ）〕に示している。

次に、クランクシャフト６の回転速度の上昇に伴い、相対回転位相の進角方向への移行の要否が判断され、必要である場合には、位相制御モータＭを駆動して進角方向への変位を行い、検知時間領域Ｆを進角方向にシフトさせる（＃２０３〜＃２０５ステップ）。

また、クランキング時の負荷を軽減するために弁開閉時期制御機構Ａの相対回転位相を最遅角位相（図１０では初期位相）に保持した状態でクランキングが開始されることもある。このようにクランキングが開始された場合には、相対回転位相を燃焼に適した中間位相（図１０では目標位相）に変位させることが必要であり、クランクシャフト６の回転速度の上昇に伴い、相対回転位相を進角方向に変位させる制御が行われる。

このように相対回転位相が変位した場合に、これに対応させるために、オフセット時間Ｇを短縮することにより、検知時間領域Ｆのシフトが行われるのである。このシフト後の検知時間領域Ｆを、タイミングチャートの〔吸気カムシャフト（ｂ）〕に示している。

この後に、位相制御モータＭが停止した後に、気筒値の取得が可能なタイミングに達した場合に、気筒値を取得し、気筒の判定が行われ、判定結果に基づいて燃料の噴射と点火とが行われる（＃２０６〜＃２１０ステップ）。

この制御では、図１０に示すように、弁開閉時期制御機構Ａで相対回転位相の変位が行われる変位時間Ｕと重複するタイミングでカウント値が第１基準値Ｎ１に達するため、このタイミングでは、気筒値の取得を行わない。次に、変位時間Ｕが経過した後（位相制御モータＭが停止した後）において、カウント値が第２基準値Ｎ２に達したタイミングで検知時間領域Ｆにおいて気筒値を取得することになるため、正確な気筒値を取得することになる。

ちなみに、変位時間Ｕと検知時間領域Ｆとの一部が重複する場合には、第２センサ４２からのパルス信号の一部が検知時間領域Ｆから外れる現象や、第２センサ４２からパルス信号のパルス幅や、パルス間隔が大きく変動する現象により、正確なカウントが行えず、気筒値の取得が不能になることもあった。

これに対し、別実施形態（ａ）のように制御形態を設定することにより、変位時間Ｕと検知時間領域Ｆとが重複する状況でも、この検知時間領域Ｆにおいて気筒値を取得することがなく、誤検出を回避できるのである。

尚、図１０には、＃１気筒と＃４気筒とが同時に上死点にあるタイミングでのカウント値として第１基準値Ｎ１を想定し、＃２気筒と＃３気筒とが同時に上死点にあるタイミングでのカウント値としての第２基準値Ｎ２を想定している。

（ｂ）第１センサ４１と第２センサとは、ピックアップセンサに代えて永久磁石と磁気センサとを組み合わせて構成しても良い。このように構成する場合、ＧＭＲセンサやホール素子等の使用が可能である。また、）第１センサ４１と第２センサとは、光源と光センサを組み合わせたものを使用しても良い。

（ｃ）第１センサ４１のパルス信号をカウントする際に、図８、図１０ではパルス信号のアップエッジを検知しているが、ダウンエッジを検知するように処理形態を設定しても良い。

（ｄ）エンジンＥは４気筒に限るものでなく、４気筒と異なる気筒数であっても良い。

（ｅ）例えば、４気筒のエンジンＥの点火順序は実施形態で説明した＃１気筒、＃３気筒、＃４気筒、＃２気筒の順序に限るものではなく、これと異なる順序であっても良い。これに準じて、４気筒以外の気筒数のエンジンＥでの点火順序も任意に設定しても良い。

（ｆ）クランクシャフト６の回転角を検知する第１センサ４１と、吸気カムシャフト１２の回転角に対応した情報を検知する第２センサ４２との他に、例えば、排気カムシャフト１３の回転角に対応した情報を検知する第３センサを備え、これらのセンサの検知結果に基づいて気筒判定を行うように気筒判定部５２を構成しても良い。

本発明は、電動型の弁開閉時期制御機構により吸気弁の開閉時期を設定する内燃機関に利用することができる。

６ クランクシャフト
１０ 吸気弁
１２ 吸気カムシャフト
２１ 駆動側回転体（駆動ケース）
２２ 従動側回転体（従動ロータ）
４１ 第１センサ
４２ 第２センサ
５２ 気筒判定部
５３ 燃焼制御部
Ａ 弁開閉時期制御機構
Ｅ 内燃機関（エンジン）
Ｆ 検知時間領域
Ｍ 電動アクチュエータ（位相制御モータ）
Ｘ 回転軸芯

Claims (3)

1. 回転軸芯を中心に内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、前記回転軸芯と同軸芯で前記駆動側回転体と相対回転自在に配置され前記内燃機関の吸気弁を開閉制御する吸気カムシャフトと一体回転する従動側回転体と、電動アクチュエータの駆動力により前記駆動側回転体及び前記従動側回転体の相対回転位相を変位させる位相調節部とを有する弁開閉時期制御機構を備え、
   前記クランクシャフトの回転角と前記吸気カムシャフトの回転角とから所定の気筒の行程を判定する気筒判定部を備え、
   前記気筒判定部の判定結果に基づいて設定される順序に従って複数の前記気筒に対する燃料の噴射と点火とを行う燃焼制御部を備えており、
   前記気筒判定部が、前記クランクシャフトの回転に伴い第１センサで取得されるパルス信号のカウント値が所定値に達したタイミングを基準に前記吸気カムシャフトの回転に伴うパルス信号をカウントする検知時間領域を設定し、第２センサで取得されたパルス信号のカウント値に基づいて前記気筒判定を行うように判定形態が設定されると共に、前記内燃機関の始動時に前記弁開閉時期制御機構により前記相対回転位相を変位させる際には、前記検知時間領域を前記相対回転位相の変位方向にシフトした後に気筒判定を行う内燃機関の制御装置。
2. 前記内燃機関の始動時に、前記弁開閉時期制御機構により前記相対回転位相を変位させる制御信号が設定された際には、この制御信号を出力する以前に、前記検知時間領域のシフトを行う請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 回転軸芯を中心に内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、前記回転軸芯と同軸芯で前記駆動側回転体と相対回転自在に配置され前記内燃機関の吸気弁を開閉制御する吸気カムシャフトと一体回転する従動側回転体と、電動アクチュエータの駆動力により前記駆動側回転体及び前記従動側回転体の相対回転位相を変位させる位相調節部とを有する弁開閉時期制御機構を備え、
   前記クランクシャフトの回転角と前記吸気カムシャフトの回転角とから所定の気筒の行程を判定する気筒判定部を備え、
   前記気筒判定部の判定結果に基づいて設定される順序に従って複数の前記気筒に対する燃料の噴射と点火とを行う燃焼制御部を備えており、
   前記気筒判定部が、前記クランクシャフトの回転に伴い第１センサで取得されるパルス信号のカウント値が所定値に達したタイミングを基準に前記吸気カムシャフトの回転に伴うパルス信号をカウントする検知時間領域を設定し、第２センサで取得されたパルス信号のカウント値に基づいて前記気筒判定を行うように判定形態が設定されると共に、前記内燃機関の始動時に前記弁開閉時期制御機構により前記相対回転位相を変位させる際には、前記検知時間領域を前記相対回転位相の変位方向にシフトすると共に、前記弁開閉時期制御機構の作動が終了した後に気筒判定を行う内燃機関の制御装置。

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