JP2023108088A - エンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン制御装置において、瞬断やノイズ重畳などによりカム角センサの出力信号に一時的にパルスが生成されても気筒判別精度の低下を抑制する。【解決手段】ＥＣＭ２７０は、クランクシャフト１３０の回転に伴ってパルス状のクランク信号を出力するクランク角センサ２４０の出力と、クランク信号から求められる表の基準位置と裏の基準位置とで異なるレベルのカム信号を出力するカム角センサ２６０の出力と、に基づいて気筒判別を行う。また、ＥＣＭ２７０は、クランク信号に同期してカム角センサ２６０からカム信号を読み込み、カム信号のレベルが変化したら気筒判別を開始する。【選択図】図１

Description

本発明は、クランク角センサのクランク信号、及びカム角センサのカム信号を使用して気筒を判別するエンジン制御装置に関する。

電子制御式のエンジンでは、カム信号が異常であると正確に気筒判別を行うことができないため、特開２００３－４９６９６号公報（特許文献１）に記載されるように、カム信号のエッジに同期してカム信号が正常であるか否かを判定する技術が提案されている。

特開２００３－４９６９６号公報

しかしながら、特許文献１で提案された技術では、瞬断やノイズ重畳などによりカム信号に一時的にパルス（エッジ）が生成されると、これに同期してカム信号が正常であるか否かが判定されてしまう。この場合、一時的に誤ったカム信号により誤判定がなされてしまい、その後に正常な制御が行われるまで、エンジンが正常に制御されない可能性があった。

そこで、本発明は、瞬断やノイズ重畳などによりカム角センサのカム信号に一時的にパルスが生成されても気筒判別精度の低下を抑制した、エンジン制御装置を提供することを目的とする。

このため、エンジン制御装置は、クランクシャフトの回転に伴ってパルス状のクランク信号を出力するクランク角センサの出力と、クランク信号から求められる表の基準位置と裏の基準位置とで異なるレベルのカム信号を出力するカム角センサの出力と、に基づいて気筒判別を行う。また、エンジン制御装置は、クランク信号に同期してカム角センサからカム信号を読み込み、カム信号のレベルが変化したら気筒判別を開始する。

本発明によれば、エンジン制御装置において、瞬断やノイズ重畳などによりカム角センサのカム信号に一時的にパルスが生成されても、気筒判別精度の低下を抑制することができる。

４サイクルエンジンの制御システムの一例を示す概略図である。 クランクプレートの一例を示す平面図である。 カムプレートの一例を示す平面図である。 クランク角度の演算方法、及び気筒判別方法の説明図である。 カム信号が異常となった場合に発生する問題点の説明図である。 気筒判別処理を含むエンジン制御処理の一例を示すフローチャートである。 気筒判別処理を含むエンジン制御処理の一例を示すフローチャートである。 気筒判別処理を含むエンジン制御処理の一例を示すフローチャートである。 カム信号にパルス信号が発生したときの有効フラグの説明図である。 アイドルリダクションシステムによりエンジンが停止して再始動するときの有効フラグの説明図である。 カム信号が正常である場合の各種パラメータの変化の説明図である。 カム信号がＬＯＷ固着した場合の各種パラメータの変化の説明図である。 カム信号がＨＩＧＨ固着した場合の各種パラメータの変化の説明図である。

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、シリーズ方式のハイブリッドシステムを備えた車両に適用された、４サイクルエンジンの制御システムの一例を示している。なお、本実施形態は、シリーズ方式のハイブリッドシステムに限らず、スプリット方式のハイブリッドシステム、アイドルリダクションシステムを備えた車両などにも適用することができる。

エンジン１００は、シリンダブロック１１０と、ピストン１２０と、クランクシャフト１３０と、コネクティングロッド１４０と、シリンダヘッド１５０と、を備えている。シリンダブロック１１０には、ピストン１２０が往復動可能に嵌挿されるシリンダボア１１０Ａが形成されている。シリンダブロック１１０の下部には、図示しないベアリングを介して、シリンダブロック１１０に対して相対回転可能にクランクシャフト１３０が配置されている。そして、ピストン１２０は、コネクティングロッド１４０を介して、クランクシャフト１３０に相対回転可能に連結されている。

シリンダヘッド１５０には、吸気を導入する吸気ポート１５０Ａと、排気を排出する排気ポート１５０Ｂと、が夫々形成されている。そして、シリンダヘッド１５０がシリンダブロック１１０の上面に締結されることで、シリンダブロック１１０のシリンダボア１１０Ａ、ピストン１２０の冠面、及びシリンダヘッド１５０の下面によって区画される領域が燃焼室１６０として機能する。燃焼室１６０を臨む吸気ポート１５０Ａの開口端には、吸気カムシャフト１７０によって開閉駆動される吸気バルブ１８０が配置されている。また、燃焼室１６０を臨む排気ポート１５０Ｂの開口端には、排気カムシャフト１９０によって開閉駆動される排気バルブ２００が配置されている。

燃焼室１６０を臨むシリンダヘッド１５０の所定箇所には、燃焼室１６０に燃料を噴射する電磁式の燃料噴射弁２１０と、燃料と吸気との混合気を着火する点火プラグ２２０と、が夫々取り付けられている。なお、燃料噴射弁２１０は、燃焼室１６０に燃料を直接噴射する構成に限らず、吸気ポート１５０Ａに燃料を噴射する構成、又はこれらの両方を備えた構成であってもよい。

クランクシャフト１３０の端部には、クランクプレート２３０が取り付けられている。クランクプレート２３０は、図２に示すように、円板形状のプレート部２３０Ａと、プレート部２３０Ａの外周端から半径外方に向かって任意の所定角度ごとに延びる複数の歯部２３０Ｂと、が一体化された被検知部材である。また、クランクプレート２３０には、歯部２３０Ｂの一部が切り取られることで、クランク角度３６０°ごとの基準位置を規定する歯欠け部２３０Ｃが形成されている。ここで、歯欠け部２３０Ｃは、２つの歯部２３０Ｂを切り取ることで形成されているが、任意数の歯部２３０Ｂを切り取って歯欠け部２３０Ｃを形成するようにしてもよい。４気筒のエンジン１００の場合、クランクプレート２３０は、例えば、所定角度を１０°とすると、３４個の歯部２３０Ｂと、２個の歯部２３０Ｂが切り取られた３０°に亘る歯欠け部２３０Ｃと、を有している。なお、クランクプレート２３０は、２つ以上の歯欠け部２３０Ｃを有していてもよいし、所定角度が１０°以外の角度であってもよい。

シリンダブロック１１０の下部であって、クランクプレート２３０の外周端に対面する所定箇所には、クランクプレート２３０の歯部２３０Ｂを検知してパルス信号を出力するクランク角センサ２４０が取り付けられている。従って、クランク角センサ２４０は、クランクシャフト１３０の回転に伴って、歯部２３０Ｂを検知した所定角度ごとの角度位置信号と、歯欠け部２３０Ｃを検知したクランク角度３６０°ごとの基準位置信号と、を含んだクランク信号を出力する。

吸気カムシャフト１７０の端部には、カムプレート２５０が取り付けられている。カムプレート２５０は、図３に示すように、円板形状のプレート部２５０Ａと、プレート部２５０Ａの外周端の一部から半径外方に向かって延びる円弧形状の被検知部２５０Ｂと、が一体化された被検知部材である。

また、シリンダヘッド１５０の上部であって、カムプレート２５０の外周端に対面する所定箇所には、カムプレート２５０の被検知部２５０Ｂを検知して矩形形状の信号を出力するカム角センサ２６０が取り付けられている。クランクシャフト１３０が２回転する間に、クランク角センサ２４０がクランクプレート２３０の歯欠け部２３０Ｃを検知した２箇所の歯欠け位置において、カム角センサ２６０が、例えば、１回転目の歯欠け位置でＬＯＷ信号を出力し、２回転目の歯欠け位置でＨＩＧＨ信号を出力するように、カムプレート２５０の被検知部２５０Ｂが取り付けられている。

従って、カム角センサ２６０は、カムプレート２５０の被検知部２５０Ｂを検知したか否かに応じて、異なるレベルのカム信号を出力する。このため、このようなカム信号を監視することで、吸気カムシャフト１７０の２倍の回転速度で回転するクランクシャフト１３０について、吸気カムシャフト１７０の０°～１８０°に対応する１回転目（０°～３６０°）の回転中であることを示す表の基準位置であるか、吸気カムシャフト１７０の１８０°～３６０°に対応する２回転目（３６０°～７２０°）の回転中であることを示す裏の基準位置であるかを区別することができる。要するに、吸気カムシャフト１７０が１回転する間に、クランクシャフト１３０が１回転目の回転中であることを示す表の基準位置にあるか、クランクシャフト１３０が２回転目の回転中であることを示す裏の基準位置にあるかを区別することができる。なお、カムプレート２５０及びカム角センサ２６０は、吸気カムシャフト１７０に限らず、排気カムシャフト１９０、又はこれらの両方に設けられていてもよい。また、カムプレート２５０は、図３に示す形状に限らず、１回転目の歯欠け位置と２回転目の歯欠け位置とで異なるレベルの信号を出力できれば、如何なる形状を有していてもよい。

クランク角センサ２４０のクランク信号、及びカム角センサ２６０のカム信号は、図示しないマイクロコンピュータを内蔵したエンジンコントロールモジュール（ＥＣＭ）２７０に夫々入力されている。また、ＥＣＭ２７０には、クランク角センサ２４０及びカム角センサ２６０の各出力信号に加え、エンジン１００の回転速度Ｎｅを検出する回転速度センサ２８０、エンジン１００の負荷Ｑを検出する負荷センサ２９０、エンジン１００の水温Ｔｗを検出する水温センサ３００、及び排気中の空燃比Ａ／Ｆを検出する空燃比センサ３１０の各出力信号が夫々入力されている。ここで、エンジン１００の負荷Ｑとしては、例えば、吸気流量、吸気負圧、過給圧力、アクセル開度、スロットル開度など、エンジン１００の要求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。なお、ＥＣＭ２７０が、エンジン制御装置の一例として挙げられる。

ＥＣＭ２７０は、マイクロコンピュータの不揮発性メモリに格納されたアプリケーションプログラムを実行することで、以下のように、クランク角センサ２４０、カム角センサ２６０、回転速度センサ２８０、負荷センサ２９０、水温センサ３００及び空燃比センサ３１０の各出力信号に応じて、燃料噴射弁２１０及び点火プラグ２２０を夫々電子制御する。

ＥＣＭ２７０は、回転速度センサ２８０及び負荷センサ２９０から回転速度Ｎｅ及び負荷Ｑを夫々読み込み、これらに基づいてエンジン運転状態に応じた基本燃料噴射量を演算する。また、ＥＣＭ２７０は、水温センサ３００から水温Ｔｗを読み込み、基本燃料噴射量を水温Ｔｗで補正した燃料噴射量を演算する。そして、ＥＣＭ２７０は、エンジン運転状態に応じたタイミングで、燃料噴射量に応じた制御信号を燃料噴射弁２１０に出力し、燃料噴射弁２１０から燃焼室１６０に燃料を噴射させる。さらに、ＥＣＭ２７０は、燃料噴射後のエンジン運転状態に応じたタイミングで、点火プラグ２２０に作動信号を出力し、燃料と吸気との混合気を点火する。このとき、ＥＣＭ２７０は、空燃比センサ３１０から空燃比Ａ／Ｆを読み込み、排気中の空燃比Ａ／Ｆが目標空燃比に近づくように、燃料噴射弁２１０をフィードバック制御する。

ここで、図４を参照して、ＥＣＭ２７０によるクランク角度の演算方法、及び気筒判別方法の概要について説明する。なお、以下においては、４気筒のエンジン１００を一例として挙げて説明するが、エンジン１００の気筒数は、４気筒に限らず、任意の気筒数であってもよい。

クランク角センサ２４０は、クランクプレート２３０の歯部２３０Ｂが検知されたときにパルス状のＨＩＧＨとなり、クランクプレート２３０の歯部２３０Ｂが検知されないときに（歯欠け部２３０Ｃを含む）ＬＯＷとなるクランク信号を出力する。一方、カム角センサ２６０は、カムプレート２５０の被検知部２５０Ｂが検知されたときにＨＩＧＨとなり、カムプレート２５０の被検知部２５０Ｂが検知されないときにＬＯＷとなるカム信号を出力する。そして、クランク信号の周期比、要するに、パルス状のＨＩＧＨ信号の周期比から歯欠け位置（表裏判定位置）が検知されると、表裏判定位置においてカム角センサ２６０からカム信号が読み込まれ、そのレベルがＬＯＷであるかＨＩＧＨであるかが判定される。具体的には、表裏判定位置において、カム信号のレベルがＬＯＷであればクランクシャフト１３０が１回転目の回転中の表の基準位置であると判定され、カム信号のレベルがＨＩＧＨであればクランクシャフト１３０が２回転目の回転中の裏の基準位置であると判定される。また、表裏判定位置において、例えば、第１気筒の上死点（ＴＤＣ）を基点として、クランク信号に同期してクランク角度がカウントアップされ、第１気筒の上死点が検知されるとクランク角度がリセットされる。さらに、表裏判定位置におけるカム信号に基づいて気筒判別が行われるとともに、その後にクランク角度が１８０°変化すると表裏判定位置以外での気筒判別（補間）が行われる。なお、クランク角度の算出方法、及び気筒判別方法は、当技術分野の当業者であれば周知の事項であるため、これ以上の詳細な説明は省略するものとする。

ところで、エンジン１００の始動時に、図５に示すように、カム角センサ２６０の故障によってカム信号のレベルがＬＯＷのまま変化しなくなると（ＬＯＷ固着）、本来であれば、エンジン１００の回転に伴ってＬＯＷ及びＨＩＧＨに変化するものが常にＬＯＷとなってしまう。この場合、表裏判定位置におけるカム信号のレベルが常にＬＯＷとなっているため、表の基準位置か裏の基準位置かを区別することができず、例えば、気筒判別値が第１気筒を示す「１」か第３気筒を示す「３」のいずれかのみとなってしまう。このような現象が発生すると、第１気筒及び第３気筒のみに燃料噴射制御及び点火制御が行われることとなり、エンジン１００を安定して作動させることができなくなってしまう。なお、カム角センサ２６０の故障によってカム信号のレベルがＨＩＧＨのまま変化しなくなっても（ＨＩＧＨ固着）、上記と同様な理由によりエンジン１００を安定して作動させることができなくなってしまう。

そこで、カム角センサ２６０のカム信号が正常である場合、表裏判定位置においてカム信号のレベルが表裏反転する特性、即ち、ＬＯＷ及びＨＩＧＨに交互に変化する特性に着目し、クランク信号に同期してカム角センサ２６０からカム信号を読み込み、そのレベルが変化したらクランク信号及びカム信号に応じた気筒判別を開始する。

図６～図８は、エンジン１００の始動後において、クランク角センサ２４０のクランク信号に同期してＥＣＭ２７０のマイクロコンピュータ（以下「ＥＣＭ２７０」と略記する。）が実行する、気筒判別処理を含むエンジン制御処理の一例を示している。ここで、ＥＣＭ２７０は、マイクロコンピュータの不揮発性メモリに格納されたアプリケーションプログラムを実行することで、エンジン制御処理を実行する。エンジン制御処理においては、各種パラメータとして、気筒判別値（初期値＝０）、前回の制御サイクルにおけるカム信号のレベルを表す前回値、今回の制御サイクルにおけるカム信号のレベルを表す今回値（初期値＝０）、気筒判別が有効であるか否かを表す有効フラグ（初期値＝０）、及びクランク角度が使用される。

ステップ１０（図６では「Ｓ１０」と略記する。以下同様。）では、ＥＣＭ２７０が、気筒判別値が０であるか否か、要するに、エンジン１００の始動後に気筒判別が行われたか否かを判定する。そして、ＥＣＭ２７０は、気筒判別値が０（即ち、気筒判別が行われていない）と判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ１１へと進める。一方、ＥＣＭ２７０は、気筒判別値が０でない（即ち、気筒判別が行われた）と判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ１８へと進める。なお、エンジン１００の始動後に気筒判別が行われたか否かは、気筒判別値ではなく、任意のフラグなどを使用して判定するようにしてもよい。

ステップ１１では、ＥＣＭ２７０が、前回値に今回値を代入することで、前回の制御サイクルにおけるカム信号のレベルを表す前回値を更新する。エンジン１００の始動後の１回目の制御サイクル（即ち、最初のカム信号に同期した処理）においては、初期値が０である今回値により前回値が更新されることから前回値が０となって、エンジン始動後の最初の制御サイクルであることを特定可能となる。

ステップ１２では、ＥＣＭ２７０が、カム角センサ２６０からカム信号を読み込み、そのレベルがＬＯＷであるか否かを判定する。そして、ＥＣＭ２７０は、カム信号のレベルがＬＯＷ、即ち、表の基準位置であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ１３へと進める。一方、ＥＣＭ２７０は、カム信号のレベルがＨＩＧＨ、即ち、裏の基準位置であると判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ１４へと進める。

ステップ１３では、ＥＣＭ２７０が、今回値に１（ＬＯＷ；表の基準位置）を設定し、処理をステップ１５へと進める。
ステップ１４では、ＥＣＭ２７０が、今回値に２（ＨＩＧＨ；裏の基準位置）を設定し、処理をステップ１５へと進める。

ステップ１５では、ＥＣＭ２７０が、前回値が０でないか否か、即ち、エンジン始動後の初回の制御サイクルであるか否かを判定する。そして、ＥＣＭ２７０は、前回値が０でないと判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ１６へと進める。一方、ＥＣＭ２７０は、前回値が０である、即ち、エンジン始動後の初回の制御サイクルであると判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ１９へと進める。要するに、エンジン始動後の初回の制御サイクルでは前回値と今回値とが比較できないことに鑑み、この制御サイクルでの処理を行わないようにする。

ステップ１６では、ＥＣＭ２７０が、前回値と今回値とが異なっているか否か、要するに、カム角センサ２６０のカム信号のレベルが変化したか否かを判定する。そして、ＥＣＭ２７０は、前回値と今回値とが異なっていると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ１７へと進める。一方、ＥＣＭ２７０は、前回値と今回値とが同一であれば（Ｎｏ）、処理をステップ１９へと進める。

ステップ１７では、ＥＣＭ２７０が、時間的に連続する２つ制御サイクルにおけるカム信号のレベルが変化したので、有効フラグを１に設定する。要するに、ＥＣＭ２７０は、カム信号のレベルが変化したことを通してカム角センサ２６０が正常であると判定し、カム信号を使用して気筒判別を行うことが可能になったと判定する。

ステップ１８では、ＥＣＭ２７０が、クランク角度を更新する。具体的には、ＥＣＭ２７０は、クランク信号に同期してクランク角度をカウントアップするとともに、第１気筒の上死点を検知するとクランク角度をリセットする。従って、クランク信号を参照することで、例えば、第１気筒の上死点を基点としたクランクシャフト１３０の回転角度（０°～７２０°）を認識することができる。そして、ＥＣＭ２７０は、クランク角度を更新したら、処理をステップ１９へと進める。

ステップ１９では、ＥＣＭ２７０が、表裏判定位置であるか否か、要するに、クランク信号の周期比から歯欠け位置であることが特定できたか否かを判定する。そして、ＥＣＭ２７０は、表裏判定位置であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ２０へと進める。一方、ＥＣＭ２７０は、表裏判定位置でないと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ２４へと進める。

ステップ２０では、ＥＣＭ２７０が、有効フラグが１であるか否か、要するに、気筒判別処理を実行してもよいか否かを判定する。そして、ＥＣＭ２７０は、有効フラグが１である（即ち、気筒判別を行ってもよい）と判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ２１へと進める。一方、ＥＣＭ２７０は、有効フラグが１でない（即ち、気筒判別を行うべきでない）を判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ２８へと進める。

ステップ２１では、ＥＣＭ２７０が、カム角センサ２６０から読み込んだカム信号のレベルがＬＯＷ、要するに、表の基準位置であるか否かを判定する。そして、ＥＣＭ２７０は、カム信号のレベルがＬＯＷであると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ２２へと進める。一方、ＥＣＭ２７０は、カム信号のレベルがＬＯＷでない、即ち、裏の基準位置であることを示すＨＩＧＨであると判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ２３へと進める。

ステップ２２では、ＥＣＭ２７０が、気筒判別値として第１気筒を示す「１」に設定し、処理をステップ２８へと進める。
ステップ２３では、ＥＣＭ２７０が、気筒判別値として第４気筒を示す「４」に設定し、処理をステップ２８へと進める。

ステップ２４では、ＥＣＭ２７０が、クランク角度を参照して、気筒判別値を更新する補間位置になったか否かを判定する。具体的には、ＥＣＭ２７０は、気筒判別値を「１」又は「４」に設定した後、クランクシャフト１３０が更に１８０°回転したときに補間位置になったと判定する。そして、ＥＣＭ２７０は、補間位置になったと判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ２５へと進める。一方、ＥＣＭ２７０は、補間位置になっていないと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ２８へと進める。

ステップ２５では、ＥＣＭ２７０が、気筒判別値が第１気筒を示す「１」であるか否かを判定する。そして、ＥＣＭ２７０は、気筒判別値が「１」であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ２６へと進める。一方、ＥＣＭ２７０は、気筒判別値が第１気筒を示す「１」ではない、即ち、第４気筒を示す「４」であると判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ２７へと進める。

ステップ２６では、ＥＣＭ２７０が、気筒判別値を「１」から「３」へと更新して補間し、処理をステップ２８へと進める。
ステップ２７では、ＥＣＭ２７０が、気筒判別値を「４」から「２」へと更新して補間し、処理をステップ２８へと進める。

ステップ２８では、ＥＣＭ２７０が、少なくとも気筒判別値を使用して、例えば、燃料噴射制御及び点火制御などを実行する。なお、気筒判別値を使用した各種制御は、本技術分野の当業者にとって周知であるため、本明細書ではその詳細な説明を省略するものとする。

かかるエンジン制御処理によれば、エンジン始動によってクランクシャフト１３０が回転し始めると、初回の気筒判別が完了するまで、前回の制御サイクルにおけるカム信号のレベルを表す前回値が更新されつつ、クランク角センサ２４０のクランク信号に同期してカム角センサ２６０からカム信号が読み込まれる。そして、カム信号のレベルがＬＯＷであれば、今回の制御サイクルにおけるカム信号のレベルを表す今回値が「１」に設定され、カム信号のレベルがＨＩＧＨであれば、今回の制御サイクルにおけるカム信号のレベルを表す今回値が「２」に設定される。その後、エンジン始動後のクランク信号が２回目以降のものであり、かつ前回値と今回値とが異なる、即ち、カム信号のレベルが変化したならば、気筒判別が有効であるか否かを表す有効フラグが「１」に設定される。また、初回の気筒判別が完了した後では、クランク信号に同期してクランク角度がカウントアップされるとともに、第１気筒の上死点を検知するとクランク角度がリセットされる。

要するに、クランク信号に同期して読み込んだカム信号のレベルが変化したならば、カム角センサ２６０が正常である蓋然性が高く、これを使用して気筒判別を行っても問題が生じ難いと考えることができる。このため、カム信号のレベルが変化したことを契機として有効フラグをセットすることで、これを参照すれば、気筒判別の準備が完了したことを認識することができる。このとき、エンジン制御において一般的であるクランク信号に同期した処理であり、かつカム信号のレベルが読み込めれば足りるため、カム信号のエッジ検知が不要となって、カムプレート２５０の被検知部２５０Ｂの設置自由度が高くなるとともに、簡単なハードウェア構造で実現可能である。また、複数の割り込みタイミングでの処理がなく、ソフトウェア構造が複雑化することもない。また、初回の気筒判別が完了した後には、有効フラグを設定するための一連の処理、即ち、カム信号のレベルが変化したか否かの判定が停止されるため、ＥＣＭ２７０のマイクロコンピュータの演算負荷を低減することができる。さらに、表の基準位置又は裏の基準位置である表裏判定位置であることが検知されるまで気筒判別の開始が遅延されるため、例えば、その間に発生したノイズなどによって気筒判別精度が低下することを回避できる。

その後、クランク信号の周期比から表裏判定位置であることが検知されると、有効フラグがセット、即ち、有効フラグが「１」に設定されていれば、カム角センサ２６０から読み込んだカム信号のレベルがＬＯＷであるか否かが判定される。そして、カム信号のレベルがＬＯＷ、即ち、表の基準位置であれば、気筒判別値が第１気筒を示す「１」に設定され、カム信号のレベルがＨＩＧＨ、即ち、裏の基準位置であれば、気筒判別値が第４気筒を示す「４」に設定される。また、表裏判定位置であることが検知されない場合、即ち、クランク角センサ２４０によってクランクプレート２３０の歯欠け部２３０Ｃが検知されない場合には、クランク角度を使用して、気筒判別値が第１気筒を示す「１」から第３気筒を示す「３」に補間されるか、又は気筒判別値が第４気筒を示す「４」から第２気筒を示す「２」に補間される。そして、このように求められた気筒判別値を使用して、燃料噴射制御及び点火制御などが実行される。

エンジン始動後であって気筒判別が完了するまでの間に、図９に示すように、瞬断やノイズ重畳などによって、故障しているカム角センサ２６０のカム信号に一時的にパルスが生成される可能性がある。このようなパルス信号による有効フラグのセットを行わないようにすべく、カム信号のレベルが所定回数連続して変化したとき、要するに、カム信号のレベルがＨＩＧＨ→ＬＯＷ→ＬＯＷ、又はＬＯＷ→ＨＩＧＨ→ＨＩＧＨと変化したとき、有効フラグをセットするようにしてもよい。ここで、所定回数としては、例えば、車両に発生する可能性がある瞬断時間やノイズ発生時間などを考慮して適宜設定することができる。このようにすれば、図９に示すように、カム信号にパルスが一時的に生成されても有効フラグがセットされることはなく、故障しているカム角センサ２６０を使用した制御が行われることを回避できる。

また、図１０に示すように、アイドルリダクションシステムによってエンジン１００が停止してから再始動までの間に、例えば、バッテリ電圧の低下などによってカム信号のレベルが一時的にＨＩＧＨからＬＯＷに変化しても、クランク信号が発生しないことからカム信号が参照されない。このため、有効フラグがセットされることがなく、誤った気筒判別を行うことを回避できる。

ここで、本実施形態の理解を促進すべく、カム角センサ２６０が正常である場合、及びカム角センサ２６０が故障している場合について、クランク信号及びカム信号に応じて、各種パラメータである有効フラグ、クランク角度及び気筒判別値がどのように変化するかを説明する。

図１１は、カム角センサ２６０が正常である場合の各種パラメータの変化を示している。
クランク信号に同期して、カム角センサ２６０からカム信号が逐次読み込まれ、そのレベルが変化したか否かが判定される。そして、カム信号のレベルが変化したならば、有効フラグがセットされる。図示の例では、カム信号のレベルが変化した時点において、クランク信号の周期比から表裏判定位置が検知されていないため、クランクシャフト１３０の基点からの回転角度が特定できず、これを求めることができない。その後、表裏判定位置が検知されると、カム信号のレベルから気筒判別を行うことができるとともに、クランクシャフト１３０の基点からの回転角度が特定されてクランク角度の更新が開始される。また、表裏判定位置において気筒判別が行われた後には、クランク角度に応じて気筒判別値が補間される。このようにして求められた気筒判別値を使用して、燃料噴射制御及び点火制御などが適宜実行される。

図１２は、カム角センサ２６０が故障してカム信号のレベルがＬＯＷのまま（ＬＯＷ固着）となった場合の各種パラメータの変化を示している。
カム角センサ２６０が正常である場合と同様に、クランク信号に同期して、カム角センサ２６０からカム信号が読み込まれ、そのレベルが変化したか否かが判定される。この例では、カム信号のレベルがＬＯＷに固着されているのでカム信号のレベルが変化することがなく、有効フラグがセットされることがない。そして、有効フラグがリセットされたままであるので、気筒判別を行うことができず、気筒判別値は初期値である「０」のまま変化しない。また、気筒判別が完了していないことから、クランク角度の更新が開始されない。

図１３は、カム角センサ２６０が故障してカム信号のレベルがＨＩＧＨのまま（ＨＩＧＨ固着）となった場合の各種パラメータの変化を示している。
カム角センサ２６０が正常である場合と同様に、クランク信号に同期して、カム角センサ２６０からカム信号が読み込まれ、そのレベルが変化したか否かが判定される。この例では、カム信号のレベルがＨＩＧＨに固着されているのでカム信号のレベルが変化することがなく、有効フラグがセットされることがない。そして、有効フラグがリセットされたままであるので、気筒判別を行うことができず、気筒判別値は初期値である「０」のまま変化しない。また、気筒判別が完了していないことから、クランク角度の更新が開始されない。

従って、カム角センサ２６０が故障した場合には、気筒判別が行われないことから、クランク角度や制御対象の気筒を間違えることが回避され、制御対象でない気筒に対して燃料噴射制御及び点火制御が行われないことを理解できるであろう。なお、クランク角度の更新及び気筒判別を行うことができない場合には、本技術分野の当業者にとって周知であるリンプホーム制御などを利用して、車両を修理工場などに自走できるようにすることが好ましい。

なお、当業者であれば、様々な上記実施形態の技術的思想について、その一部を省略したり、その一部を適宜組み合わせたり、その一部を周知技術に置換したりすることで、新たな実施形態を生み出せることを容易に理解できるであろう。

その一例を挙げると、本実施形態では、気筒判別値が０のときには燃料噴射制御及び点火制御を実行しないかリンプホーム制御を行うようにしたが、本技術分野の当業者にとって周知である技術、例えば、吸気圧力、クランク信号の周期比などを使用して気筒判別を行ってもよい。そして、このような気筒判別を行った結果を利用して、燃料噴射制御及び点火制御などを行ってもよい。

また、本実施形態では、エンジン始動から気筒判別完了まで有効フラグをセットするための一連の処理を行っているが、カム信号のレベルが変化するクランク角度はある程度決まっているため、そのクランク角度付近で有効フラグをセットするための一連の処理を行ってもよい。

１３０…クランクシャフト ２４０…クランク角センサ ２６０…カム角センサ ２７０…ＥＣＭ（エンジン制御装置）

Claims (5)

1. クランクシャフトの回転に伴ってパルス状のクランク信号を出力するクランク角センサの出力と、前記クランク信号から求められる表の基準位置と裏の基準位置とで異なるレベルのカム信号を出力するカム角センサの出力と、に基づいて気筒判別を行うエンジン制御装置であって、
   前記クランク信号に同期して前記カム角センサからカム信号を読み込み、当該カム信号のレベルが変化したら前記気筒判別を開始する、
   エンジン制御装置。
2. 前記カム信号のレベルが所定回数連続して変化したとき、前記気筒判別を開始する、
   請求項１に記載のエンジン制御装置。
3. 前記クランク信号から表の基準位置又は裏の基準位置が求められるまで前記気筒判別の開始を遅延させる、
   請求項１又は請求項２に記載のエンジン制御装置。
4. 前記気筒判別を開始したとき、前記カム信号のレベルが変化したか否かの判定を停止する、
   請求項１～請求項３のいずれか１つに記載のエンジン制御装置。
5. シリーズ方式のハイブリッドシステムに適用された、
   請求項１～請求項４のいずれか１つに記載のエンジン制御装置。