JP2021116738A - エンジンの気筒判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カム角センサから得られる信号が異常な場合に、残りの正常な回転角センサ（クランク角センサ）から得られる信号を用いて、誤りなく気筒判定を行う。【解決手段】本発明の一態様は、吸気カム角センサと排気カム角センサの両方の信号が異常である場合には、前回のエンジン停止時の気筒判定結果が、エンジンの行程の順番を基に設定された表側又は裏側のいずれに該当するかを判定する表裏判定を行い、また、クランク角センサの第１の検知器によって連続する異なる不等間隔部を検出後の各等間隔部で得られる信号数に基づいて特定される気筒が、いずれの気筒グループに該当するかを判定する気筒グループ判定を行い、表裏判定の結果と気筒グループ判定の結果とに基づいて、気筒判定を行う。【選択図】図１１

Description

本発明は、多気筒エンジンの気筒を判定するエンジンの気筒判定装置に関する。

エンジンは、その動作の１サイクルが、例えば２又は４の複数の行程で成り立っている。このため、２以上の気筒を備えた多気筒エンジンでは、点火時期や燃料噴射時期等の制御のために、いずれの気筒が特定の行程、例えば圧縮行程にあるかを識別する必要がある。特に気筒内に直接燃料を噴射するエンジン(以下「直噴式エンジン」と記す)は、ポート噴射式エンジンのように、複数の気筒において同時噴射及び同時点火することでエンジンを始動させることができないため、気筒の判定が必須である。

このような多気筒エンジンの気筒を判定する気筒判定装置は、通常、クランク角センサやカム角センサ等の回転角センサを備える。この回転角センサは、一般に、シグナルプレート（円形回転部材）と、この外周に近接配置される検知器とから構成される。例えば、クランク軸等の回転部に装着されるシグナルプレートの外周部に多数の突起等（被検知部）が所定の配列状態で設けられており、検知器は、被検知部を検知する度に信号としてのパルスを発生するように構成されている。

気筒判定装置は、この検知器から得られる信号に基づいて、所定気筒の所定のクランク角度位置を検出することにより気筒判定を行う。回転角センサを一つだけ用いて気筒判定を行う場合には、回転角センサから得られる信号が異常であると気筒判定不能となり、点火時期や燃料噴射時期等の制御が行えず、エンジンを始動できない。

かかる問題に対処すべく、例えば特許文献１に見られるように、カム角センサ故障時の気筒グループ判定、クランク角センサ故障時の気筒判定方法が提案されている。

特開２０１３−２４０６２号公報

しかしながら、従来の気筒判定装置は、カム角センサ故障時に、気筒のグループ判定はできるが、どの気筒がどの行程にあるかを特定することができない。直噴式エンジンにおいて、気筒判定できない場合には、エンジンが始動不能に至る可能性がある。

本発明は、上述した問題を考慮してなされたものであり、本発明の目的は、カム角センサから得られる信号が異常な場合に、残りの正常な回転角センサから得られる信号を用いて、気筒判定を行うことができる気筒判定装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の一態様におけるエンジンの気筒判定装置は、複数の気筒で構成されるエンジンの回転部と一体的に回転するシグナルプレート及び当該シグナルプレートの外周に近接配置された検知器からなる、一つ又は複数の回転角センサを備えたエンジンの気筒判定装置である。
上記エンジンの気筒判定装置は、回転角センサから得られる信号に基づいて特定の工程に該当する気筒を判定する気筒判定を行う制御部と、前回のエンジン停止時の気筒判定結果を記憶する記憶部と、少なくとも回転角センサとして、クランク軸用のクランク角センサと、吸気カム軸用の吸気カム角センサと、排気カム軸用の排気カム角センサと、を備える。
上記クランク角センサにおける第１のシグナルプレートの外周部には、複数個の第１の被検知部が等角度間隔で所定角度範囲にわたって配列された等間隔部と、第１の被検知部が上記等間隔部よりも大きな角度間隔で配列された少なくとも２個の不等間隔部とが設けられ、隣り合う不等間隔部では角度間隔が異なる。クランク角センサの第１の検知器は、第１の被検知部を検出することで各気筒の所定行程における同一クランク角度位置を表す信号を出力する。
そして、上記制御部は、吸気カム角センサと排気カム角センサの両方の信号が異常である場合には、前回のエンジン停止時の気筒判定結果が、エンジンの行程の順番を基に設定された表側又は裏側のいずれに該当するかを判定する表裏判定を行う。また、上記制御部は、クランク角センサの第１の検知器によって連続する異なる不等間隔部を検出後の各等間隔部で得られる信号数に基づいて特定される気筒が、いずれの気筒グループに該当するかを判定する気筒グループ判定を行う。そして、上記制御部は、上記表裏判定の結果と上記気筒グループ判定の結果とに基づいて、気筒判定を行う。

本発明の少なくとも一態様によれば、カム角センサから得られる信号が異常な場合に、残りの正常な回転角センサ（クランク角センサ）から得られる信号を用いて、誤りなく気筒判定を行うことができる。したがって、気筒判定の結果を用いて、点火時期制御や燃料噴射時期等の制御を適切に行うことが可能である。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の一実施形態に係る気筒判定装置が適用される車載用直列４気筒直噴式エンジンの概略構成図である。 本発明の一実施形態に係るコントロールユニットの内部構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るコントロールユニットの機能構成の例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るクランク軸用のシグナルプレート、吸気カム軸用のシグナルプレート、及び排気カム軸用のシグナルプレートの構造の具体例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るエンジンが二回転したときのクランク角信号、吸気カム角信号、及び排気カム角信号と、エンジンの各行程との関係の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る気筒判定するためのクランク角信号、吸気カム角信号、及び排気カム角信号の位置関係の一例を示す図を示す。 本発明の一実施形態において吸気カム角信号及び排気カム角信号を用いた気筒判別規則の例を示す図である。 本発明の一実施形態において排気カム角センサ異常の場合に、吸気カム角信号を用いた気筒判別規則の例を示す図である。 本発明の一実施形態において吸気カム角センサ異常の場合に、排気カム角信号を用いた気筒判別規則の例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る、吸気カム角センサと排気カム角センサが同時に異常の場合において、クランク角信号と、エンジン行程と、気筒グループとの関係の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るエンジン始動時の気筒判定処理の手順例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る、吸気カム角センサと排気カム角センサが同時に異常の場合におけるエンジン気筒表裏判定処理の手順例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る、吸気カム角センサと排気カム角センサが同時に異常の場合における気筒判定を再開する再チャレンジ判定処理の手順例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る吸気カム角センサ及び排気カム角センサが同時に異常の場合におけるエンジン始動時の気筒判別規則の例を示す図である。 吸気カム角センサ及び排気カム角センサが同時に異常の場合に、再チャレンジ判定を行わない場合の気筒判定の例（具体例１）を示す図である。 吸気カム角センサ及び排気カム角センサが同時に異常の場合に、再チャレンジ判定を伴う気筒判定の例（具体例２）を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態の例について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び添付図面において実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

＜一実施形態＞
まず、本発明の一実施形態に係る気筒判定装置が適用されるエンジンについて説明する。本実施形態では、気筒判定装置が判定の対象とするエンジンとして車載用直列４気筒直噴式エンジンを例に説明する。

［エンジン全体の構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る気筒判定装置が適用される車載用直列４気筒直噴式エンジンの概略構成図である。図１に示すエンジン３０は、動力を生み出す一連（１サイクル）の動作が４行程からなる４ストロークエンジンとして説明する。本実施形態では、４気筒のエンジンを例に説明するが、本発明は６気筒や８気筒などの複数の気筒を備えたエンジンに適用可能である。

図１において、エンジン３０は、４つの気筒（＃１〜＃４）が設けられたシリンダ２０と、各気筒に摺動自在に嵌挿されたピストン２１とを備えた内燃機関である。シリンダ２０とピストン２１によりエンジン３０内に燃焼室が形成される。また、エンジン３０は、点火プラグ１（不図示のイグニッションコイルに接続）、吸気弁２、排気弁３、及びインジェクター６を備える。吸気弁２は吸気カム４により吸気管と燃焼室の間を開閉する。排気弁３は排気カム５により燃焼室と排気管の間を開閉する。

吸気系（吸気管を含む吸気通路）には、エアクリーナ８、吸気管圧力を計測するエアフローセンサ７、吸入空気量を調整するスロットル弁１０を備えたスロットルボディ９、スロットル弁１０の開度を検出するスロットルセンサ１１等が適宜に配置されている。また、吸気系には、排気を利用して吸気を圧縮しエアクリーナ８へ供給するターボ過給機１５、ターボ過給機１５の上流と下流を結ぶエアバイパス弁１６が設けられている。排気系（排気管を含む排気通路）には、排気内の酸素濃度を検出する空燃比センサ１２、排気浄化用の触媒コンバータ１３、酸素の有無を検出する酸素センサ１４等が設けられている。

燃料供給経路では、燃料タンク１７内の燃料が燃料ポンプ１８により吸い出され、燃料配管を経てプレッシャーレギュレータで調圧されてシリンダ２０に設置しているインジェクター６に導かれる。そして、インジェクター６からシリンダ２０の気筒内に向けて燃料が噴射される。また、エンジン３０には、後で詳述するように、気筒判定に使用されるクランク角センサ２４、吸気カム角センサ２５、排気カム角センサ２６及びコントロールユニット１００（図２参照）が備えられている。

コントロールユニット１００には、エアフローセンサ７、スロットルセンサ１１、空燃比センサ１２、水温センサ２３、クランク角センサ２４、吸気カム角センサ２５及び排気カム角センサ２６等からの信号が入力される。コントロールユニット１００は、それらの信号に基づいて、インジェクター６による燃料噴射制御、点火プラグ１の点火時期の制御等を行う。コントロールユニット１００は、エンジン３０の気筒判定装置の一例である。

クランク角センサ２４は、コンロッドを介してピストン２１の運動が伝達されるクランク軸２２の回転角度を検出する。図４に示すように本実施形態では、クランク角センサ２４は、クランク軸２２と一体的に回転するクランク軸用のシグナルプレート２４ｐ（円形回転部材）、及びクランク軸用のシグナルプレート２４ｐの外周に近接配置されたクランク軸用の検知器２４ｄから構成されるホール式のセンサである。クランク角センサ２４の構造と検出信号との関係については図４及び図５にて後述する。

吸気カム角センサ２５は、吸気カム４に連結された吸気カム軸の回転角度を検出し、排気カム角センサ２６は、排気カム５に連結された排気カム軸の回転角度を検出する。図４に示すように本実施形態では、吸気カム角センサ２５及び排気カム角センサ２６は、それぞれ吸気カム軸及び排気カム軸と一体的に回転するカム軸用のシグナルプレート（２５ｐ，２６ｐ）、及び当該シグナルプレート（２５ｐ，２６ｐ）の外周に近接配置されたカム軸用の検知器（２５ｄ，２６ｄ）から構成される磁気式のセンサである。吸気カム角センサ２５及び排気カム角センサ２６の構造と検出信号との関係については図４及び図５にて後述する。

［コントロールユニットの内部構成］
図２は、コントロールユニット１００の内部構成例を示すブロック図である。
コントロールユニット１００は、入力回路１９１、Ａ／Ｄ変換部１９２、中央演算装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）１９３、ＲＯＭ（Read Only Memory）１９４、ＲＡＭ（Random Access Memory）１９５及び出力回路１９６を備えている。ＣＰＵ１９３が、ＲＯＭ１９４（記憶部の一例）に格納されたプログラムをＲＡＭ１９５に展開して実行することで後述する複数の機能を実現する。コントロールユニット１００は、例えばマイクロコンピューターにより構成されたＥＣＵ（Engine Control Unit）である。

入力回路１９１は、センサ類２００（スロットルセンサ１１、水温センサ２３、クランク角センサ２４、吸気カム角センサ２５、排気カム角センサ２６等）から出力された信号を入力信号１９０として取り込む。入力回路１９１は、入力信号１９０がアナログ信号（例えば、水温センサ２３、スロットルセンサ１１等からの信号）の場合に、入力信号１９０からノイズ成分の除去等を行い、ノイズ除去後の信号をＡ／Ｄ変換部１９２に出力する。

Ａ／Ｄ変換部１９２は、アナログ信号をデジタル信号に変換し、ＣＰＵ１９３に出力する。ＣＰＵ１９３は、Ａ／Ｄ変換部１９２から出力されたデジタル信号を取り込み、ＲＯＭ１９４等の記憶媒体に記憶された制御ロジック（プログラム）を実行することによって、多種多様な演算、診断及び制御等を実行する。なお、ＣＰＵ１９３の演算結果、及びＡ／Ｄ変換部１９２の変換結果は、ＲＡＭ１９５に一時的に記憶される。また、本実施形態では、ＲＯＭ１９４として、内容の書き換えが可能なＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）等の不揮発メモリを用いている。ＲＯＭ１９４に、エンジン３０が停止する前に最後に更新された気筒判定結果（前回エンジン停止位置３０５）、及び気筒判別規則３０６（図３参照）が記憶される。

ＣＰＵ１９３の演算結果は、出力回路１９６から制御信号１９７として出力され、燃料噴射弁等に備えられたアクチュエータ類２１０、及び点火コイル等の制御に用いられる。

入力信号１９０がデジタル信号の場合は、入力信号１９０が入力回路１９１から信号線１９８を介して直接ＣＰＵ１９３に送られ、ＣＰＵ１９３が必要な演算、診断及び制御等を実行する。例えば、クランク角センサ２４、吸気カム角センサ２５及び排気カム角センサ２６の信号は、入力回路１９１で信号の有無が識別され、Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗ信号として、信号線１９８により、ＣＰＵ１９３へ送られる。ＣＰＵ１９３では、信号線１９８の電圧レベルが、ＬｏｗからＨｉｇｈに変化したとき、つまり、図５及び図６のクランク角信号、吸気カム角信号、及び排気カム角信号の立下りのタイミングで割り込み処理が行われる構成となっている。以下、吸気カム角信号と排気カム角信号を特に区別しない場合には、「カム角信号」と称する。

［コントロールユニットの機能］
図３は、コントロールユニット１００の機能構成の例を示すブロック図である。
コントロールユニット１００は、クランク角信号処理部３０１、吸気カム角信号処理部３０２、排気カム角信号処理部３０３、気筒判定部３０４、前回エンジン停止位置３０５、気筒判別規則３０６、及び制御信号生成部３０７の各ブロックを備える。なお、クランク角信号処理部３０１、吸気カム角信号処理部３０２、及び排気カム角信号処理部３０３は、気筒判定部３０４に含めてもよい。

クランク角信号処理部３０１は、クランク角センサ２４から得られたクランク角信号を処理し、処理結果を気筒判定部３０４へ送る。例えば、クランク角信号処理部３０１は、所定期間のクランク角信号のパルス数を計測して計測値（信号数）を出力する。

吸気カム角信号処理部３０２は、吸気カム角センサ２５から得られた吸気カム角信号を処理し、処理結果を気筒判定部３０４へ送る。例えば、吸気カム角信号処理部３０２は、所定期間の吸気カム角信号のパルス数を計測して計測値（信号数）を出力する。

排気カム角信号処理部３０３は、排気カム角センサ２６から得られた排気カム角信号を処理し、処理結果を気筒判定部３０４へ送る。例えば、排気カム角信号処理部３０３は、所定期間の排気カム角信号のパルス数を計測して計測値（信号数）を出力する。

気筒判定部３０４は、エンジンスタータ信号を受信したことをトリガに、クランク角信号の処理結果、吸気カム角信号の処理結果、及び排気カム角信号の処理結果の中の一以上の組み合わせと、前回エンジン停止位置３０５と、気筒判別規則３０６とに基づいて、エンジン３０の気筒判定を行う。

前回エンジン停止位置３０５は、前回エンジン３０を停止した時に、どの気筒が特定の工程であったか（到来予定だったか）を示す情報であり、前回のエンジン停止時の気筒判定結果である。ここでは、特定の工程を「圧縮行程」とする。前回エンジン停止位置３０５は、ＲＯＭ１９４に格納される。

また、本実施形態では、気筒判別規則３０６として、図７〜図９に示す気筒判別規則、及び図１４に示す気筒判別規則１４０３が、予めＲＯＭ１９４に記憶される。また、ＲＯＭ１９４には、図１４に示す判定テーブル１４０１，１４０２が記憶される。

制御信号生成部３０７は、気筒判定部３０４の気筒判定結果に基づいて、燃料噴射制御信号、点火指令信号等の制御信号を生成して出力する。これにより、コントロールユニット１００が、インジェクター６の燃料噴射や点火プラグ１の点火時期等を制御する。

［クランク軸用のプレート、カム軸用のプレートの構造］
図４は、クランク軸２２用のシグナルプレート２４ｐ、吸気カム軸用のシグナルプレート２５ｐ、及び吸気カム軸用のシグナルプレート２６ｐの構造の具体例（直列４気筒の例）を示す図である。これらのシグナルプレートの外周部には、後述する図５に示すような信号（パルス）を発生させる多数の凸部からなる被検知部が配置されている。

（クランク角センサ）
クランク角センサ２４のシグナルプレート２４ｐ（第１のシグナルプレート）の外周部には、歯、突起、凹部、凸部又は孔の少なくともいずれかからなる多数の被検知部２４０（第１の被検知部）が設けられている。これらの被検知部２４０において、複数個の被検知部２４０が等角度間隔（ここでは１０°ＣＡ）で所定角度範囲にわたって配列された等間隔部と、被検知部２４０が等間隔部の角度間隔よりも大きな角度間隔（ここでは３０°ＣＡと４０°ＣＡ）で配列された少なくとも２個の不等間隔部２４１，２４２（歯欠け部）とが、それぞれエンジン３０の気筒数の１／２（４気筒の場合は２個）の数だけ交互に設けられている。隣り合う不等間隔部２４１，２４２では角度間隔が異なる。クランク角センサ２４の検知器２４ｄ（第１の検知器）は、被検知部２４０を検出することで各気筒の所定行程における同一クランク角度位置を表す信号情報（１０°ＣＡ間隔）を出力する。

それゆえ、クランク軸２２が二回転する間に、クランク軸用の検知器２４ｄの近傍（検知領域）を、不等間隔部（歯欠け部）が４回通過し、不等間隔部を表す信号が４回検出される。本明細書では、クランク軸２２が回転することを「エンジン３０が回転する」と記載することがある。

クランク軸用の検知器２４ｄは、シグナルプレート２４ｐの被検知部２４０がその真向かいを通過する毎に発生する磁界の変化をとらえ（被検知部２４０を検知）、内部処理回路で信号としてのパルスを生成し、これをコントロールユニット１００に供給する。そのため、クランク角センサ２４（検知器２４ｄ）からは、図５に示されるように、各気筒の所定行程における同一クランク角度位置を表す信号（１０°ＣＡ毎の基準信号）が得られる。

（吸気カム角センサ、排気カム角センサ）
吸気カム角センサ２５のシグナルプレート２５ｐ（第２のシグナルプレート）の外周部には、歯、突起、凹部、凸部又は孔の少なくともいずれかからなる複数個の被検知部２５０（第２の被検知部）が不等間隔で設けられている。同様に、排気カム角センサ２６のシグナルプレート２６ｐ（第３のシグナルプレート）の外周部には、歯、突起、凹部、凸部又は孔の少なくともいずれかからなる複数個の被検知部２６０（第３の被検知部）が不等間隔で設けられている。

カム軸用の検知器２５ｄ，２６ｄ（第２の検知器、第３の検知器）は、シグナルプレート２５ｐ，２６ｐの被検知部２５０，２６０がその真向かいを通過する毎に発生する磁界の変化をとらえ（被検知部２５０，２６０を検知）、内部処理回路で信号としてのパルスを生成し、これをコントロールユニット１００に供給する。そのため、吸気カム角センサ２５（検知器２５ｄ）及び排気カム角センサ２６（検知器２６ｄ）からは、図５に示されるように、各気筒の所定行程における異なるクランク角度位置を表す信号が得られる。

吸気カム軸用のシグナルプレート２５ｐの被検知部２５０は、シグナルプレート２５ｐの外周部を気筒数と同数（本例では４）の領域に分割した各分割領域の所定の角度位置に配列されている。また、排気カム軸用のシグナルプレート２６ｐの被検知部２６０は、シグナルプレート２６ｐの外周部を気筒数と同数の領域に分割した各分割領域の所定の角度位置に配列されている。吸気カム角センサ２５及び排気カム角センサ２６では、シグナルプレート２５ｐとシグナルプレート２６ｐの各分割領域で、被検知部２５０と被検知部２６０とから得られる信号数の組み合わせが、気筒毎に全て異なるように設定されている。

［気筒判定の例］
以下、図５から図７を参照しながら、クランク角センサ２４の信号、吸気カム角センサ２５、及び排気カム角センサ２６の信号が正常である場合の気筒判定について説明する。

図５は、エンジンが二回転したときのクランク角信号、吸気カム角信号、及び排気カム角信号と、クランク直列４気筒直噴式エンジンであるエンジン３０の各行程との関係の一例を示す。図５は、コントロールユニット１００により気筒判定を行う際の各部の動作状態、すなわち、１番気筒から４番気筒（＃１ｃｙｌ〜＃４ｃｙｌ）の行程、クランク角信号及びカム角信号の発生（到来）状態、並びにクランク角信号とカム角信号の発生（到来）位置関係からの気筒判定データのビットパターン生成状態の例を示している。

図６は、気筒判定するためのクランク角信号、吸気カム角信号、及び排気カム角信号の位置関係の一例（直列４気筒の例）を示す。
図７は、図６に示された関係により、吸気カム角信号及び排気カム角信号を用いた気筒判別規則の例（直列４気筒の例）を示す。

気筒判定は、クランク角センサ２４の信号情報から基準クランク角度（発生信号Ｓ１，Ｓ２に相当）を検出し、発生信号Ｓ１，Ｓ２から所定クランク角度内に検出されたカム角信号の情報に基づき行う。

まず、基準クランク角度である発生信号Ｓ１，Ｓ２の判別について説明する。クランク角信号は、クランク角度１０°毎の等間隔部と、信号間隔が３０°又は４０°の不等間隔部（歯欠け部、図４の不等間隔部２４１，２４２に相当）がある。この不等間隔部は、図５に示されているように、上死点前であるＢＴＤＣ３０°を起点として、クランク角信号のＢＴＤＣ６０°〜３０°とＢＴＤＣ７０°〜３０°の２通りがある。そして、このＢＴＤＣ３０°が基準クランク角度（発生信号Ｓ１，Ｓ２）に該当する。ＢＴＤＣは「Before Top Dead Center」の略語である。

基準クランク角度であるＢＴＤＣ３０°を判定する、換言すると、不等間隔部を判定するために、クランク角信号を検出する毎に、クランク角センサ２４の信号間隔の時間（時間間隔）を計測する。一回前のクランク角信号間の時間間隔ＣＲＴ２と、今回のクランク角信号間の時間間隔ＣＲＴ１とを比較する。そして、（ＣＲＴ２×係数（例えば２））＜ＣＲＴ１が成立した場合に、不等間隔と判定し、それ以外の場合には等間隔と判定することにより、ＢＴＤＣ３０°（発生信号Ｓ１，Ｓ２）を特定することができる。発生信号Ｓ１，Ｓ２は、不等間隔を検出したときのクランク角度、又は不等間隔の長さで判別可能である。

発生信号Ｓ１，Ｓ２を特定できたら、気筒判定タイミングを判定する。気筒判定タイミングは、図６に示したように、ＢＴＤＣ０°（ＴＤＣ）となるタイミング、換言すると、発生信号Ｓ１，Ｓ２からクランク角信号を３回検出したタイミングである。

コントロールユニット１００は、気筒判定タイミングを特定できたら、すぐに気筒判定を開始する。気筒判定は、図６と図７に示すように、ＢＴＤＣ０°に対し、吸気カム角信号及び排気カム角信号がそれぞれ何回入力したかのパターン識別により判定する。

図７では、吸気カム角信号検出回数、排気カム角信号検出回数、及びエンジン行程の関係が規定されている。吸気カム角信号検出回数が“１”、排気カム角信号検出回数が“２”のときは、１番気筒の圧縮行程が到来すると判別できる。同様に、吸気カム角信号検出回数が“２”、排気カム角信号検出回数が“２”のときは、３番気筒の圧縮行程、吸気カム角信号検出回数が“２”、排気カム角信号検出回数が“１”のときは、４番気筒の圧縮行程、吸気カム角信号検出回数が“１”、排気カム角信号検出回数が“１”のときは、２番気筒の圧縮行程である。上記以外は判定不可である。

図６を参照して説明すると、ＢＴＤＣ０°(気筒判定タイミング１)の時、吸気カム角信号を二回、排気カム角信号を一回検出したため、図７より４番気筒の圧縮行程が到来することが判定できる。また、コントロールユニット１００は、この時検出した吸気カム角信号の検出回数、及び排気カム角信号の検出回数をコントロールユニット１００のＲＯＭ１９４に記憶する。

［排気カム角センサが異常の場合］
次に、図６及び図８を参照しながら、クランク角センサ２４及び吸気カム角センサ２５は正常だが、排気カム角センサ２６が異常の場合における気筒判定について説明する。この場合、排気カム角信号が取得できないため、吸気カム角信号のみを利用し、気筒判定を行う。

図８は、排気カム角センサ２６が異常の場合に、吸気カム角信号を用いた気筒判別規則の例（直列４気筒の例）を示す。
図８に示すように、ＢＴＤＣ０°に対し、コントロールユニット１００のＲＯＭ１９４に記憶した前回ＢＴＤＣ０°時の吸気カム角信号の検出回数、及び今回ＢＴＤＣ０°時の吸気カム角信号の検出回数のパターン識別により気筒判定を行う。

図６を参照して説明すると、ＢＴＤＣ０°（気筒判定タイミング２）の時、吸気カム角信号を一回検出し、前回ＢＴＤＣ０°（気筒判定タイミング１）時に吸気カム角信号を二回検出したため、図８より２番気筒の圧縮行程が到来することが判定できる。

図８では、吸気カム角信号検出回数（前回）、吸気カム角信号検出回数（今回）、及びエンジン行程の関係が規定されている。前回の吸気カム角信号検出回数が“１”、今回の吸気カム角信号検出回数が“１”のときは、１番気筒の圧縮行程が到来すると判別できる。同様に、前回の吸気カム角信号検出回数が“１”、今回の吸気カム角信号検出回数が“２”のときは、３番気筒の圧縮行程、前回の吸気カム角信号検出回数が“２”、今回の吸気カム角信号検出回数が“２”のときは、４番気筒の圧縮行程、前回の吸気カム角信号検出回数が“２”、今回の吸気カム角信号検出回数が“１”のときは、２番気筒の圧縮行程である。上記以外は判定不可である。

［吸気カム角センサが異常の場合］
次に、図６及び図９を参照しながら、クランク角センサ２４及び排気カム角センサ２６は正常だが、吸気カム角センサ２５が異常の場合における気筒判定について説明する。この場合、吸気カム角信号が取得できないため、排気カム角信号のみを利用し、気筒判定を行う。

図９は、吸気カム角センサ２５が異常の場合に、排気カム角信号を用いた気筒判別規則（直列４気筒の例）の例を示す。
図９に示すように、ＢＴＤＣ０°に対し、コントロールユニット１００のＲＯＭ１９４に記憶した前回ＢＴＤＣ０°時の排気カム角信号の検出回数、及び今回ＢＴＤＣ０°時の排気カム角信号の検出回数のパターン識別により気筒判定を行う。

図６を参照して説明すると、ＢＴＤＣ０°（気筒判定タイミング２）の時、排気カム角信号を一回検出し、前回ＢＴＤＣ０°（気筒判定タイミング１）時に吸気カム角信号を一回検出したため、図９より２番気筒の圧縮行程が到来することが判定できる。

図９では、排気カム角信号検出回数（前回）、排気カム角信号検出回数（今回）、及びエンジン行程の関係が規定されている。前回の排気カム角信号検出回数が“１”、今回の排気カム角信号検出回数が“２”のときは、１番気筒の圧縮行程が到来すると判別できる。同様に、前回の排気カム角信号検出回数が“２”、今回の排気カム角信号検出回数が“２”のときは、３番気筒の圧縮行程、前回の排気カム角信号検出回数が“２”、今回の排気カム角信号検出回数が“１”のときは、４番気筒の圧縮行程、前回の排気カム角信号検出回数が“１”、今回の排気カム角信号検出回数が“１”のときは、２番気筒の圧縮行程である。上記以外は判定不可である。

［吸気カム角センサと排気カム角センサの両方が異常の場合］
次に、図１０を参照しながら、クランク角センサ２４は正常だが、吸気カム角センサ２５及び排気カム角センサ２６が同時に異常の場合における気筒判定について説明する。この場合、クランク角信号の情報だけで気筒を特定することは不可能だが、気筒群やグループ判別を行うことが可能である。

図１０は、吸気カム角センサ２５と排気カム角センサ２６が同時に異常の場合において、クランク角信号と、エンジン行程と、気筒グループとの関係の一例（直列４気筒の例）を示す。吸気カム角信号と排気カム角信号が記載されているが、実際には吸気カム角センサ２５及び排気カム角センサ２６から信号が出力されていないか、異常な信号が出力されている。

コントロールユニット１００は、クランク角信号、吸気カム角信号及び排気カム角信号の異常を判定するセンサ異常判定部（図示略）を備える。センサ異常判定部が、吸気カム角信号及び排気カム角信号を検知できない、又は各信号が異常であると判定した場合には、コントロールユニット１００は、クランク角信号のみを用いて気筒判定する。

既述の図４及び図５からわかるように、クランク軸２２用のシグナルプレート２４ｐ（被検知部２４０）は、１８０°毎に異なる不等間隔部、すなわち、ＢＴＤＣ６０°〜ＢＴＤＣ３０°までの３０°間隔と、ＢＴＤＣ７０°〜ＢＴＤＣ３０°までの４０°間隔の２箇所の不等間隔部２４１，２４２を有する。ここでは、４ストロークエンジンの二回転の角度である７２０°を気筒数４で除した数である１８０°毎に不等間隔部２４１,２４２が設けられるのである。

本実施形態では、このように設けた不等間隔部２４１，２４２を識別することにより、気筒群やグループ判別を行う。クランク角信号を検出する度に、クランク角センサ２４の信号間の時間（時間間隔）を計測し、一回前のクランク角信号間の時間間隔ＣＲＴ２と今回のクランク角信号間の時間間隔ＣＲＴ１とを比較する。そして、（ＣＲＴ２×係数（例えば２））＜ＣＲＴ１が成立した場合に、不等間隔と判定し、それ以外の場合には等間隔と判定する。そして、基準クランク角度であるＢＴＤＣ３０°の信号（発生信号Ｓ１，Ｓ２）までの等間隔の信号数をカウントする。

なお、不等間隔は３０°と４０°の２種類であるので、それぞれの検出数の違いで２種類の不等間隔を判別できる。図１０に示した各部の動作状態を示す例では、基準クランク角度（発生信号Ｓ１，Ｓ２）を検出時に、等間隔の信号数をリセットして、不等間隔を検出するまで順次カウントアップしている。そして、４０°の不等間隔を検出するまで信号数を計測する場合、カウンタの値（ＣＮＴＲ）は“１４”となる。

一方、３０°の不等間隔を検出するまで信号数を計測する場合には、カウンタの値は“１５”となる。カウンタが０にクリアした時点で、クリア直前のカウント数をＲＯＭ１９４に記憶し、新しいＣＮＴＲとする。こうして、ＣＮＴＲが“１４”から“１５”に変化した場合、１番気筒又は４番気筒の圧縮ＢＴＤＣ３０°とわかり（気筒Ｇｒ−Ａ）、ＣＮＴＲは１５から１４に変化した場合、３番気筒又は２番気筒の圧縮ＢＴＤＣ３０°とわかり（気筒Ｇｒ−Ｂ）、気筒のグループ判別ができる。

［エンジン始動時の気筒判定処理］
次に、図１１から図１４を参照しながら、クランク角センサ２４は正常だが、吸気カム角センサ２５及び排気カム角センサ２６が同時に異常の場合におけるエンジン始動時の気筒判定について説明する。

図１１は、コントロールユニット１００によるエンジン始動時の気筒判定処理の手順例を示すフローチャートである。ＣＰＵ１９３が、ＲＯＭ１９４に格納されたプログラムをＲＡＭ１９５に展開して実行することで本フローチャートの処理が実行される。以下の説明では、図３のクランク角信号処理部３０１、吸気カム角信号処理部３０２、及び排気カム角信号処理部３０３の動作の記載を省略する。

コントロールユニット１００のＣＰＵ１９３は、エンジンスタータ信号（イグニッションスイッチ信号）が入力されたことを検知すると、本フローチャートの処理を開始する。はじめに、コントロールユニット１００の気筒判定部３０４は、ＲＯＭ１９４から初期設定を読み込む（Ｓ１１１）。気筒判定部３０４は、初期設定として、図１２に示す再チャレンジ判定のデフォルト値（不許可）、前回のエンジン停止時の気筒判定結果（どの気筒が圧縮行程だったか）を取得する。

次いで、気筒判定部３０４は、ステップＳ１１３〜Ｓ１１６からなる気筒判定処理を開始する（Ｓ１１２）。まず、気筒判定部３０４は、ＲＯＭ１９４に記憶された前回の気筒判定結果（前回のエンジン停止位置情報）を基に、図１２に示すエンジン気筒表裏判定処理を行う（Ｓ１１３）。図１２では「シリンダ表裏判定処理」と記載している。このエンジン気筒表裏判定処理の詳細は後述する。

次いで、気筒判定部３０４は、図１３に示す再チャレンジ判定処理を行う（Ｓ１１４）。
本ステップの再チャレンジ判定処理は、上記ステップＳ１１３のシリンダ表裏判定処理と並行して行われると言える。この再チャレンジ判定処理の詳細は後述する。

次いで、気筒判定部３０４は、図１０を用いて説明した方法により気筒グループ判定を行う（Ｓ１１５）。

次いで、気筒判定部３０４は、シリンダ表裏判定の結果と気筒グループ判定の結果により、図１４に示す気筒判別規則を参照して気筒判定を実施する（Ｓ１１６）。この気筒判定の詳細は後述する。

次いで、制御信号生成部３０７は、気筒判定結果に基づいて制御信号を生成し、各気筒に対してインジェクター６の燃料噴射時期及び点火プラグ１の点火時期等を制御する（Ｓ１１７）。気筒判定部３０４は、ステップＳ１１２の気筒判定処理を、気筒判定処理の終了条件が成立するまで繰り返す。気筒判定処理の終了条件は、例えばエンジン３０の始動が成功した場合、再チャレンジの回数が所定回数を超えた場合などである。

次いで、気筒判定部３０４は、気筒判定処理の終了条件が成立すると気筒判定処理を終了し、ＲＯＭ１９４の気筒番号を更新する（Ｓ１１８）。ステップＳ１１８の処理が終了後、本フローチャートの処理を終了する。

［エンジン気筒表裏判定処理］
図１２は、本発明の一実施形態に係る、吸気カム角センサ２５と排気カム角センサ２６が同時に異常の場合におけるエンジン気筒表裏判定処理の手順例を示すフローチャート（直列４気筒の例）である。

気筒の表裏は、一例として各気筒についてエンジン３０の行程の順番を基にして設定する。本実施形態では、ある時点においてクランク軸２２の１回転目の工程を行う１番気筒と３番気筒を「表側」に設定し、同２回転目の工程を行う４番気筒と２番気筒を「裏側」と設定する。上述した気筒グループごとに、表側と裏側のそれぞれの気筒が含まれる。例えば図１０の各気筒グループにおいて、気筒Ｇｒ−Ａに表側の１番気筒と裏側の４番気筒、気筒Ｇｒ−Ｂに表側の３番気筒と裏側の２番気筒が含まれる。なお、表裏は相対的なものであるから、気筒番号と表裏の関係は入れ替わってもよい。

本システムにおいては、エンジン停止時の最終気筒判定結果をコントロールユニットのＲＯＭ１９４に記憶する。エンジン始動時、コントロールユニットのＲＯＭ１９４に記憶した前回エンジン停止時の最終気筒判定結果を用い、エンジン気筒の表裏判定を行う。本システムの点火順序は＃１→＃３→＃４→＃２の順番であるため、＃１及び＃３を表側と定義し、＃２及び＃４を裏側と定義する。図１２に、エンジン気筒表裏判定のフローチャートを示す。

図１２において、まず、気筒判定部３０４は、後述する図１３に示す再チャレンジ判定を行い、再チャレンジ許可かどうかを判定する（Ｓ１２１）。再チャレンジ判定とは、気筒判定失敗によりエンジン３０を起動できない場合に、後述する条件を満たすことで気筒判定を再開する処理である。初回の再チャレンジ判定では、気筒判定部３０４はＲＯＭ１９４から、デフォルト値“不許可”を読み出す。

次いで、気筒判定部３０４は、再チャレンジ判定の結果が不許可の場合には（Ｓ１２１のＮＯ）、気筒判定部３０４は、ＲＯＭ１９４に記憶した前回エンジン停止位置３０５（気筒番号）が＃１又は＃３かどうかを判定する（Ｓ１２２）。

そして、気筒判定部３０４は、前回エンジン停止位置３０５の気筒番号が＃１又は＃３であると判定した場合には（Ｓ１２２のＹＥＳ）、前回エンジン停止位置３０５の気筒番号は表側であると判定する（Ｓ１２３）。一方、気筒判定部３０４は、前回エンジン停止位置３０５の気筒番号が＃１又は＃３以外の場合には（Ｓ１２２のＮＯ）、前回エンジン停止位置３０５の気筒番号は裏側であると判定する（Ｓ１２４）。

また、再チャレンジ判定の結果が許可の場合には（Ｓ１２１のＹＥＳ）、気筒判定部３０４は、ＲＯＭ１９４に記憶した前回エンジン停止位置３０５（気筒番号）が＃１又は＃３かどうかを判定する（Ｓ１２５）。

そして、気筒判定部３０４は、前回エンジン停止位置３０５の気筒番号が＃１又は＃３であると判定した場合には（Ｓ１２５のＹＥＳ）、前回エンジン停止位置３０５の気筒番号は裏側であると判定する（Ｓ１２４）。一方、気筒判定部３０４は、前回エンジン停止位置３０５の気筒番号が＃１又は＃３以外の場合には（Ｓ１２５のＮＯ）、前回エンジン停止位置３０５の気筒番号は表側であると判定する（Ｓ１２３）。

エンジン停止時のピストン２１の揺り戻しなどにより、コントロールユニット１００のＲＯＭ１９４に記憶したエンジン停止時の各気筒のピストン２１の最終位置が必ず正しいとは限らない。ステップＳ１２１の再チャレンジ判定ステップにより、ＲＯＭ１９４に記憶したエンジン停止位置が誤っている状況に対して対応することができる。

［再チャレンジ判定処理］
図１３は、吸気カム角センサ２５と排気カム角センサ２６が同時に異常の場合における気筒判定を再開する再チャレンジ判定処理（図１２のＳ１２１）の手順例を示すフローチャート（直列４気筒の例）である。

図１３に示すように、気筒判定部３０４は、まずエンジンスタータ信号（図３）によりエンジンスタータが通電状態（オン状態）になってから所定時間が経過したかを判定する（Ｓ１３１）。所定時間は、試験結果やシミュレーション結果などに基づいて設定される値である。

次いで、気筒判定部３０４は、エンジンスタータの通電状態が所定時間を経過した場合（Ｓ１３１のＹＥＳ）、エンジン回転数が所定値以上になっているかを判定する（Ｓ１３２）。所定値は、試験結果やシミュレーション結果などに基づいて設定される値である。

次いで、気筒判定部３０４は、エンジン回転数が所定値以上にならなかった場合（Ｓ１３２のＹＥＳ）、気筒判定の再チャレンジを許可する（Ｓ１３３）。

また、気筒判定部３０４は、ステップＳ１３１又はステップＳ１３２においてＮＯ判定の場合、気筒判定の再チャレンジを禁止（不許可）とする（Ｓ１３４）。

再チャレンジの許可は、エンジンスタータを保護する観点から、定められた回数内で実施することが好適である。気筒判定部３０４は、この再チャレンジ判定処理を、気筒判定処理（図１１）の終了条件が成立するまで繰り返す。

［気筒判別規則（判定テーブル）］
次に、図１４を参照して気筒判別規則に基づく気筒判定について説明する。
図１４は、吸気カム角センサ２５及び排気カム角センサ２６が同時に異常の場合におけるエンジン始動時の気筒判別規則の例（直列４気筒の例）を示す。前述したカウンタ値（ＣＮＴＲ）による気筒グループ判定結果、及びエンジン停止時最終気筒判定記憶値（前回エンジン停止位置）によるシリンダ表裏判定結果を利用することで、気筒判定することができる。

図１４の上段は、再チャレンジ判定結果に基づくシリンダ表裏の判定テーブル１４０１の例を示し、図１４の中段は、クランク角信号のカウンタ値に基づく気筒グループの判定テーブル１４０２の例を示し、図１４の下段は、シリンダ表裏判定結果と気筒グループ判定結果に基づくエンジン行程の気筒判別規則１４０３の例を示す。

図１４に示すように、気筒判定部３０４がエンジン停止位置は表側（＃１，＃３）と判定した場合には、ＣＮＴＲの値が“１４”から“１５”に変化にしたとき（すなわち気筒Ｇｒ-Ａ）、１番気筒の圧縮行程が到来することが判定できる。また、気筒判定部３０４がエンジン停止位置は表側と判定した場合には、ＣＮＴＲの値が“１５”から“１４”に変化したとき（すなわち気筒Ｇｒ-Ｂ）、３番気筒の圧縮行程が到来することが判定できる。

一方、気筒判定部３０４がエンジン停止位置は裏側（＃２，＃４）と判定した場合には、ＣＮＴＲの値が“１４”から“１５”に変化したとき（すなわち気筒Ｇｒ-Ａ）、４番気筒の圧縮行程が到来することが判定できる。また、気筒判定部３０４がエンジン停止位置は裏側と判定した場合には、ＣＮＴＲの値が“１５”から“１４”に変化したとき（すなわち気筒Ｇｒ-Ｂ）、２番気筒の圧縮行程が到来することが判定できる。

なお、気筒判定部３０４は、気筒判定タイミングで、ＣＮＴＲの値として“１４”及び“１５”以外の値を計測した場合、気筒判定不可と判定する。この場合、エンジンスタータの通電状態になってから所定時間が経過するまで（図１３のＳ１３１においてＮＯ判定となるまで）、各気筒判定タイミングで気筒判定を繰り返す。

以上のとおり、本発明の一実施形態に係るエンジンの気筒判定装置（コントロールユニット１００）は、複数の気筒（＃１〜＃４）で構成されるエンジン（エンジン３０）の回転部と一体的に回転するシグナルプレート及び当該シグナルプレートの外周に近接配置された検知器からなる、一つ又は複数の回転角センサを備えたエンジンの気筒判定装置である。上記エンジンの気筒判定装置は、複数の気筒に対して気筒判定を行う制御部（クランク角信号処理部３０１、気筒判定部３０４）を備えるように構成される。
上記制御部は、吸気カム角センサ（吸気カム角センサ２５）と排気カム角センサ（排気カム角センサ２６）の両方の信号が異常である場合には、前回のエンジン停止時の気筒判定結果（前回エンジン停止位置３０５）が、エンジン（エンジン３０）の行程の順番を基に設定された表側又は裏側のいずれに該当するかを判定する表裏判定（判定テーブル１４０１）を行う。
また、上記制御部は、クランク角センサ（クランク角センサ２４）の第１の検知器（検知器２４ｄ）によって連続する異なる不等間隔部（不等間隔部２４１，２４２）を検出後の各等間隔部で得られる信号数に基づいて特定される気筒が、いずれの気筒グループ（Ｇｒ−Ａ、Ｇｒ−Ｂ）に該当するかを判定する気筒グループ判定（判定テーブル１４０２）を行う。
そして、上記制御部は、上記表裏判定の結果と上記気筒グループ判定の結果とに基づいて、気筒判定を行う（気筒判別規則１４０３）。

上記構成の本実施形態によれば、前回エンジン停止時の気筒判定結果（表裏判定の結果）と、今回検出した気筒の状態（気筒グループ判定の結果）を組み合わせることで、どの気筒が特定の工程（例えば圧縮状態）にあるかを誤りなく判定できる。

すなわち、本実施形態は、カム角センサ（吸気カム角センサ２５と排気カム角センサ２６）から得られる信号が異常な場合に、残りの正常な回転角センサ（クランク角センサ２４）から得られる信号を用いて、誤りなく気筒判定を行うことができる。したがって、本実施形態では、その気筒判定の結果を用いて、点火時期制御や燃料噴射時期等の制御を適切に行うことが可能である。

また、上述した一実施形態に係るエンジンの気筒判定装置（コントロールユニット１００）では、上記制御部（クランク角信号処理部３０１、気筒判定部３０４）は、上記気筒グループ判定において、予め複数の気筒（＃１〜＃４）が複数の気筒グループ（Ｇｒ−Ａ、Ｇｒ−Ｂ）に分類されており、一回前（気筒判定タイミング１）に不等間隔部（不等間隔部２４１）を検出した後の等間隔部で得られた信号数と、今回（気筒判定タイミング１）不等間隔部（不等間隔部２４２）を検出した後の等間隔部で得られた信号数とに基づいて、該当する気筒グループを判定（判定テーブル１４０２）するように構成されている。

また、上述した一実施形態に係るエンジンの気筒判定装置（コントロールユニット１００）では、上記制御部（クランク角信号処理部３０１、気筒判定部３０４）は、表裏判定を再度実施（気筒判定再チャレンジ）する条件が成立したかどうかを判定し、表裏判定を再度実施する条件が成立している場合（再チャレンジ許可）には、前回のエンジン停止時の気筒判定結果（前回エンジン停止位置３０５）に対する表裏判定の結果を表裏逆転させる（Ｓ１２５，Ｓ１２３〜Ｓ１２４）ように構成されている。

上記構成の本実施形態によれば、前回エンジン停止時の気筒判定結果に誤りがある場合でも、表裏判定を再度実施して表裏判定の結果を反転させることで、気筒判定結果が誤っている状況に対して対応可能である。

また、上述した一実施形態に係るエンジンの気筒判定装置（コントロールユニット１００）において、上記表裏判定を再度実施（気筒判定再チャレンジ）する条件は、エンジンスタータがオン状態になってから所定時間が経過したこと（Ｓ１３１のＹＥＳ）、且つ、エンジン回転数が所定値を超えないこと（Ｓ１３２のＹＥＳ）である。

上記構成の本実施形態によれば、エンジンスタータがオン状態になってから所定時間が経過した場合には、再チャレンジしないため、エンジンスタータに過度のストレスがかかる前に保護することができる。また、エンジン回転数を監視することで、エンジン始動開始と同時に気筒判定を中止することができる。

また、上述した一実施形態に係るエンジンの気筒判定装置（コントロールユニット１００）では、上記制御部（クランク角信号処理部３０１、気筒判定部３０４）は、吸気カム角センサ２５又は排気カム角センサ２６の信号が異常である場合には、シグナルプレート２５ｐ又は２６ｐの連続する分割領域（例えば４分割）で残りの正常なカム角センサ（クランク角センサ２４）の検知器２４ｄから得られる信号数に基づいて、気筒判定（図８又は図９の気筒判別規則）を行うように構成されている。

また、上述した一実施形態に係るエンジンの気筒判定装置（コントロールユニット１００）では、クランク角センサ２４の検知器２４ｄによって不等間隔部２４１,２４２を連続して検出した場合に、残りの正常なカム角センサ２５又は２６の検知器２５ｄ又は２６ｄから前回得られた信号数と、残りの正常なカム角センサ２６又は２５の検知器２６ｄ又は２５ｄから今回得られた信号数との組み合わせが、気筒毎（＃１〜＃４）に全て異なるように設定されている。

上記構成の本実施形態によれば、クランク角センサ２４の信号により気筒判定タイミングを検出し、１つのカム角センサの信号を用いて、気筒判定を行うことができる。

［気筒判定の具体例１］
次に、図１５を参照して気筒判定の具体例１について説明する。
図１５は、吸気カム角センサ及び排気カム角センサが同時に異常の場合に、再チャレンジ判定を行わない場合の気筒判定の例（直列４気筒の例）を示す。

図１５において、気筒判定部３０４は、ＲＯＭ１９４に記憶した前回エンジン停止時の気筒判定結果は３番気筒であるため、エンジン気筒は表側にあることが判定できる。この場合、ＣＮＴＲが“１４”から“１５”に変化した時（気筒Ｇｒ−Ａ）、気筒判定部３０４は、１番気筒の圧縮行程が到来すると判定し、燃料噴射処理及び点火タイミング処理を実施し、各気筒に対して順次燃料噴射及び点火を行う。

次の気筒判定タイミングでＣＮＴＲが“１５”から“１４”に変化した時（気筒Ｇｒ−Ｂ）、３番気筒の圧縮行程が到来すると判定し、燃料噴射処理及び点火タイミング処理を実施し、各気筒に対して順次燃料噴射及び点火を行う。

そして、エンジンスタータの通電状態が所定時間を経過するまでにエンジン回転数が設定値（上限値）を超えたため（Ｔ１５０１）、気筒判定部３０４は、エンジン始動成功と判定する。気筒判定部３０４は、エンジン始動成功と判定すると、再チャレンジ判定用のスタータ通電状態継続時間をクリア（０にリセット）する。エンジン３０が始動したら気筒判定処理を終了し、ＲＯＭ１９４に記憶する気筒番号を自動更新する。

［気筒判定の具体例２］
次に、図１６を参照して気筒判定の具体例２について説明する。
図１６は、吸気カム角センサ及び排気カム角センサが同時に異常の場合に、再チャレンジ判定を伴う気筒判定の例（直列４気筒の例）を示す。

図１６において、気筒判定部３０４は、ＲＯＭ１９４に記憶した前回エンジン停止時の気筒判定結果は４番気筒であり、エンジン気筒は裏側にあると判定した。気筒判定部３０４は、ＣＮＴＲが“１４”から“１５”に変化した時（気筒Ｇｒ−Ａ）、４番気筒の圧縮行程が到来すると判定し、燃料噴射処理及び点火タイミング処理を実施し、各気筒に対して順次燃料噴射及び点火を行う。また、次の気筒判定タイミングで、２番気筒の圧縮行程が到来すると判定し、各気筒へ順次燃料噴射及び点火を行う。

しかし、その後、エンジンスタータの通電状態が所定時間を経過してもエンジン回転数が設定値（上限値）を超えなかったため、気筒判定部３０４は、気筒判定の再チャレンジを行う（Ｔ１６０１）。気筒判定部３０４は、気筒判定の再チャレンジを許可すると判定すると、再チャレンジ判定用のスタータ通電状態継続時間をクリアする。このとき、気筒判定部３０４は、エンジン３０の表裏を切り替え、表側と判定する。

この場合、気筒判定タイミングでＣＮＴＲが“１４”（図示略）から“１５”に変化した時（気筒Ｇｒ−Ａ）、気筒判定部３０４は、１番気筒の圧縮行程が到来することが判定し、燃料噴射処理及び点火タイミング処理を実施し、各気筒へ順次燃料噴射及び点火を行う。また、次の気筒判定タイミングで、３番気筒の圧縮行程が到来すると判定し、各気筒に対して順次燃料噴射及び点火を行う。

そして、エンジンスタータの通電状態が所定時間を経過するまでにエンジン回転数が設定値（上限値）を超えたため（Ｔ１６０２）、気筒判定部３０４は、エンジン始動成功と判定する。気筒判定部３０４は、エンジン始動成功と判定すると、再チャレンジ判定用のスタータ通電状態継続時間をクリアする。エンジン３０が始動したら気筒判定処理を終了し、ＲＯＭ１９４に記憶する気筒番号を自動更新する。

以上により、吸気カム角センサ２５及び排気カム角センサ２６が同時に異常であっても、気筒グループ判定及びエンジン表裏判定により、エンジン３０の気筒判定が可能となり、エンジン正常時と同等の始動制御を行うことが可能となる。

さらに、本発明は上述した一実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、その他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。

例えば、上述した一実施形態は本発明を分かりやすく説明するために気筒判定装置（コントロールユニット１００）の構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成要素を備えるものに限定されない。また、上述した一実施形態の構成の一部について、他の構成要素の追加又は置換、削除をすることも可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。ハードウェアとして、書き換え可能な論理回路であるＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や特定用途向け集積回路であるＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などを用いてもよい。

１…点火プラグ、 ２…吸気弁、 ３…排気弁、 ４…吸気カム、 ５…排気カム、 ５ｐ…排気カム軸用シグナルプレート、 ６…インジェクター、 １０…クランク角度、 ２０…シリンダ、 ２１…ピストン、 ２２…クランク軸、 ２４…クランク角センサ、 ２４ｄ…検知器、 ２４ｐ…シグナルプレート、 ２５…吸気カム角センサ、 ２５ｄ…検知器、 ２６…排気カム角センサ、 ２６ｄ…検知器、 ３０…エンジン、 １００…コントロールユニット、 １９３…ＣＰＵ、 １９４…ＲＯＭ、 １９５…ＲＡＭ、 ２００…センサ類、 ２１０…アクチュエータ類、 ２４０…被検知部、 ２５０…被検知部、 ３０１…クランク角信号処理部、 ３０２…吸気カム角信号処理部、 ３０３…排気カム角信号処理部、 ３０４…気筒判定部、 ３０５…前回エンジン停止位置、 ３０６…気筒判別規則、 ３０７…制御信号生成部、 １４０１，１４０２…判定テーブル、 １４０３…気筒判別規則

Claims (6)

1. 複数の気筒で構成されるエンジンの回転部と一体的に回転するシグナルプレート及び前記シグナルプレートの外周に近接配置された検知器からなる、一つ又は複数の回転角センサを備えたエンジンの気筒判定装置であって、
   前記回転角センサから得られる信号に基づいて特定の工程に該当する気筒を判定する気筒判定を行う制御部と、
   前回のエンジン停止時の気筒判定結果を記憶する記憶部と、
   少なくとも前記回転角センサとして、クランク軸用のクランク角センサと、吸気カム軸用の吸気カム角センサと、排気カム軸用の排気カム角センサと、を備え、
   前記クランク角センサにおける第１のシグナルプレートの外周部には、複数個の第１の被検知部が等角度間隔で所定角度範囲にわたって配列された等間隔部と、少なくとも２個の前記第１の被検知部が前記等間隔部よりも大きな角度間隔で配列された不等間隔部とが設けられ、隣り合う前記不等間隔部では前記角度間隔が異なり、
   前記クランク角センサの第１の検知器は、前記第１の被検知部を検出することで各気筒の所定行程における同一クランク角度位置を表す信号を出力し、
   前記制御部は、前記吸気カム角センサと前記排気カム角センサの両方の信号が異常である場合には、前記前回のエンジン停止時の気筒判定結果が、前記エンジンの行程の順番を基に設定された表側又は裏側のいずれに該当するかを判定する表裏判定を行い、
   また、前記クランク角センサの前記第１の検知器によって連続する異なる前記不等間隔部を検出後の各等間隔部で得られる信号数に基づいて特定される気筒が、いずれの気筒グループに該当するかを判定する気筒グループ判定を行い、
   前記表裏判定の結果と前記気筒グループ判定の結果とに基づいて、前記気筒判定を行う
   エンジンの気筒判定装置。
2. 前記制御部は、前記気筒グループ判定において、予め前記複数の気筒が複数の気筒グループに分類されており、一回前に前記不等間隔部を検出した後の前記等間隔部で得られた信号数と、今回前記不等間隔部を検出した後の前記等間隔部で得られた信号数とに基づいて、該当する前記気筒グループを判定する
   請求項１に記載のエンジンの気筒判定装置。
3. 前記制御部は、前記表裏判定を再度実施する条件が成立したかどうかを判定し、前記表裏判定を再度実施する条件が成立している場合には、前記前回のエンジン停止時の気筒判定結果に対する前記表裏判定の結果を表裏逆転させる
   請求項２に記載のエンジンの気筒判定装置。
4. 前記表裏判定を再度実施する条件は、エンジンスタータがオン状態になってから所定時間が経過したこと、且つ、エンジン回転数が所定値を超えないことである
   請求項３に記載のエンジンの気筒判定装置。
5. 前記吸気カム角センサにおける第２のシグナルプレートの外周部には、複数個の第２の被検知部が不等間隔で配列されて、前記吸気カム角センサの第２の検知器は、前記第２の被検知部を検出することで各気筒の所定行程における異なるクランク角度位置を表す信号を出力し、
   前記排気カム角センサにおける第３のシグナルプレートの外周部には、複数個の第３の被検知部が不等間隔で配列されて、前記排気カム角センサの第３の検知器は、前記第３の被検知部を検出することで各気筒の所定行程における異なるクランク角度位置を表す信号を出力し、
   前記第２の被検知部及び前記第３の被検知部はそれぞれ、前記第２のシグナルプレート及び前記第３のシグナルプレートの各外周を気筒数と同数の領域に分割した各分割領域の所定の角度位置に配列されて、各分割領域で前記第２の被検知部と前記第３の被検知部とから得られる信号数の組み合わせが、気筒毎に全て異なるように設定され、
   前記制御部は、前記吸気カム角センサ又は前記排気カム角センサの信号が異常である場合には、前記シグナルプレートの連続する前記分割領域で残りの正常なカム角センサの前記検知器から得られる信号数に基づいて、前記気筒判定を行う
   請求項１に記載のエンジンの気筒判定装置。
6. 前記クランク角センサの前記第１の検知器によって前記不等間隔部を連続して検出した場合に、残りの正常な前記カム角センサの前記検知器から前回得られた信号数と、残りの正常な前記カム角センサの前記検知器から今回得られた信号数との組み合わせが、気筒毎に全て異なるように設定されている
   請求項５に記載のエンジンの気筒判定装置。
   

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