JP3506116B2 - エンジン制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はエンジン制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジン制御装置は燃料噴射制御や点火
時期制御やアイドル回転数制御などの制御を行う装置で
あって、エンジンを最適な状態で運転させるものであ
る。つまり、クランクセンサやエンジン水温センサ等の
エンジン運転状態を検出する各種センサからの信号をＥ
ＣＵ（電子制御ユニット）に入力して最適な燃料噴射
量、噴射時期、点火時期などを制御する。

【０００３】点火制御や噴射制御等のエンジン回転と同
期した制御、つまり、クランク角に同期した制御は、ク
ランクエッジ（クランク信号のエッジ）からのオフセッ
ト時間が経過した時に点火パルス等の信号を発生させる
ことにより行ってきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、角度から時間
への変換のための演算を行う必要があり、処理負荷を低
減するとともに、精度を向上したいという要求がある。

【０００５】本発明はこのような背景の下になされたも
のであり、その目的は、処理負荷の低減及び精度向上を
図り、しかも、気筒判別信号にノイズが乗ったとしても
適正にエンジン制御を行うことができるエンジン制御装
置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、４サイクルエンジンのクランク軸の回転に対応
した所定角度間隔毎のパルス列の途中に基準位置部を３
６０°ＣＡ毎に有するクランク信号に対し、パルス間隔
計測手段によりパルス間隔が計測され、逓倍信号生成手
段により、パルス間隔計測手段による今回のパルス間隔
を基にして次のパルスまでに整数倍の周波数の逓倍信号
が生成される。このように、所定の角度間隔で逓倍信号
を生成してエンジン回転と同期をとるシステムとするこ
とで、角度から時間への変換のための演算を不要にで
き、処理負荷の低減及び精度向上を図ることができる。

【０００７】また、判別手段により、クランク信号の基
準位置部における気筒判別信号のレベルと、その前の異
なるレベルの継続期間とに基づいて、クランク信号の表
の基準位置部と裏の基準位置部が判別される。よって、
気筒判別信号とクランク信号によって、３６０°ＣＡ毎
の裏と表の基準位置を判定する際に、気筒判別信号にノ
イズが乗ったとしても正しく気筒判別を行うことができ
る。つまり、気筒判別信号の波形を加味した表裏の基準
位置判定を行うことにより、誤判定を防止して正しく気
筒判別を行うことができる。その結果、気筒判別信号に
ノイズが乗ったとしても適正にエンジン制御を行うこと
ができ、ノイズに強いエンジン制御装置となる。

【０００８】そして、より具体的な構成を示す請求項２
の発明において、上記のごとく正しく気筒判別できてカ
ウンタを正しく初期化処理できるようになるので、エン
ジン制御用のクロック信号を確実に出力できるようにな
る。

【０００９】請求項３に記載の発明によれば、４サイク
ルエンジンのクランク軸の回転に対応した所定角度間隔
毎のパルス列の途中に基準位置部を３６０°ＣＡ毎に有
するクランク信号に対し、カウント手段によりクランク
信号の発生に関連してカウント処理が実行され、このカ
ウント手段のカウント値に従って制御手段によりエンジ
ン制御が実施される。このように、クランク信号の発生
に関連してカウント処理してエンジン回転と同期をとる
システムとすることで、角度から時間への変換のための
演算を不要にでき、処理負荷の低減及び精度向上を図る
ことができる。

【００１０】また、判別手段により、クランク信号の基
準位置部における気筒判別信号のレベルと、その前の異
なるレベルの継続期間とに基づいて、クランク信号の表
の基準位置部と裏の基準位置部が判別され、この判別結
果に従ってカウント手段のカウント値がリセットされ
る。よって、気筒判別信号とクランク信号によって、３
６０°ＣＡ毎の裏と表の基準位置を判定する際に、気筒
判別信号にノイズが乗ったとしても正しく気筒判別を行
うことができる。つまり、気筒判別信号の波形を加味し
た表裏の基準位置判定を行うことにより、誤判定を防止
して正しく気筒判別を行うことができる。その結果、気
筒判別信号にノイズが乗ったとしても適正にエンジン制
御を行うことができ、ノイズに強いエンジン制御装置と
なる。

【００１１】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
〜３のいずれか１項に記載の発明の作用・効果に加え、
クランク信号の基準位置部における気筒判別信号のレベ
ルと、その前の異なるレベルの継続期間とによる表の基
準位置部と裏の基準位置部との判別が不可能な場合に
は、前回の判別結果の逆が今回の判別結果とされる。こ
のように、気筒判別信号にノイズが乗り気筒判別不能に
なったときは、前回の信号で気筒判別を継続することで
気筒判別する。これにより、点火・噴射等が抜けること
無く、継続して制御を行うことができる。

【００１２】また、請求項５に記載のように、クランク
信号の基準位置部は、パルス列の途中に当該パルスを抜
いた欠け歯部であったり、請求項６に記載のように、ク
ランク信号のパルス数に基づいて異なるレベルの継続期
間を計測するようにすると、実用上好ましいものとな
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明を具体化した実施
の形態を図面に従って説明する。本実施の形態において
は自動車用多気筒ガソリンエンジンの制御装置に具体化
している。図１には、本実施形態におけるエンジン制御
ＥＣＵ１の構成を示す。エンジンは５気筒４サイクルエ
ンジンである。

【００１４】エンジン制御ＥＣＵ１はマイクロコンピュ
ータ（以下、マイコンという）１０と電源回路２０と入
出力回路３０とＥＥＰＲＯＭ４０を備えている。電源回
路２０はバッテリ２から電力の供給を受けて所定の電圧
をＥＣＵ１内の各機器に供給する。マイコン１０はＣＰ
Ｕ１１とＲＯＭ１２とＲＡＭ１３とＡ／Ｄ変換器１４と
入出力インターフェイス１５とタイマモジュール１６を
備えており、これらの各部材間はデータバスにて相互に
データのやり取りが行われる。また、入出力インターフ
ェイス１５にはＥＥＰＲＯＭ４０が接続され、入出力イ
ンターフェイス１５を介してＥＥＰＲＯＭ４０とデータ
のやり取りが行われる。入出力回路３０はセンサおよび
スイッチ等からの信号を入力するとともに、インジェク
タ（燃料噴射弁）や点火装置に対し駆動信号を出力す
る。さらに、入出力回路３０には通信ライン３が接続さ
れ、入出力回路３０を介して他のＥＣＵとデータのやり
取りが行われる。マイコン１０のＣＰＵ１１はセンサ・
スイッチ等からの信号（データ）及び通信ライン３から
のデータを入出力回路３０と入出力インターフェイス１
５を介して取り込むとともに、これらデータを基にして
各種の演算を行い、入出力インターフェイス１５と入出
力回路３０を介してインジェクタ等を駆動制御する。

【００１５】ここで、エンジン制御ＥＣＵ１が取り込む
信号に、クランクセンサ（クランク信号発生手段）から
のクランク信号とカムセンサ（気筒判別信号発生手段）
からのカム信号がある。図２には、エンジン１サイクル
（７２０°ＣＡ）分のクランク信号とカム信号を示す。

【００１６】クランクセンサで発生するクランク信号
は、４サイクルエンジンのクランク軸の回転に対応した
所定角度間隔毎のパルス列よりなり、このパルス列の途
中にパルスを抜いた欠け歯部（基準位置部）を有する。
本実施形態でのクランク信号は６０パルス毎に２パルス
抜ける欠け歯の構成となっている（６０−２歯構造）。
つまり、パルス列のパルス間隔が６°ＣＡであり、この
パルス列の途中にパルスを抜いた欠け歯部を３６０°Ｃ
Ａ毎に有し、そのうちの一方（７２０°ＣＡ毎の欠け
歯）が表欠け歯であり、他方（他の７２０°ＣＡ毎の欠
け歯）が裏欠け歯である。また、カムセンサで発生する
カム信号は、エンジンのカム軸の回転に同期しており、
気筒位置を特定する気筒判別信号であり、立ち下がりエ
ッジは１４４°ＣＡ間隔である。このカム信号はクラン
ク信号の表欠け歯直後の立ち下がりエッジ（ｔ１のタイ
ミング）ではカム信号がＬレベルであり、裏欠け歯直後
の立ち下がりエッジ（ｔ２のタイミング）ではカム信号
がＨレベルである。つまり、欠け歯位置でカム信号レベ
ルがＬならば表欠け歯であると判定でき、Ｈならば裏欠
け歯であると判定できる。

【００１７】クランク信号が図１のタイマモジュール１
６のハードクランク１００に入力される。また、カム信
号は入出力回路３０を介してマイコン１０に取り込まれ
る。一方、図１のタイマモジュール１６に備えられたハ
ードクランク１００は、クランク信号をハード的に処理
する機能部である。このハードクランク１００により、
図２のクランク信号の処理（クランクエッジ間時間を分
割した角度信号の生成）をハード的に行うことができ
る。

【００１８】図３には、ハードクランク１００の構成を
示す。図３において、プリスケーラ１０１と分周回路１
０２とエッジ時間計測カウンタ１０３と逓倍レジスタ
（エッジ時間記憶レジスタ）１０４と逓倍カウンタ１０
５とイベントカウンタ１０６とガード用カウンタ１０７
と基準カウンタ１０８と追従カウンタ（角度カウンタ）
１０９と点火・噴射用角度カウンタ１１０を備えてい
る。プリスケーラ１０１からの信号Ｐφは分周回路１０
２を介してエッジ時間計測カウンタ１０３に送られる。
また、信号Ｐφは追従カウンタ（角度カウンタ）１０９
に送られる。さらに、クランク信号がエッジ時間計測カ
ウンタ１０３とイベントカウンタ１０６とガード用カウ
ンタ１０７に送られる。

【００１９】図４には、アングルクロック（角度信号）
発生のタイムチャートを示す。図４には、入力するクラ
ンク信号、エッジ時間計測カウンタ１０３のカウント
値、逓倍レジスタ１０４の記憶値、逓倍カウンタ１０５
のカウント値、逓倍カウンタ１０５の出力信号（逓倍ク
ロック）、ガード用カウンタ１０７の値のｎ倍値、基準
カウンタ１０８のカウント値、追従カウンタ１０９のカ
ウント値、点火・噴射用角度カウンタ１１０のカウント
値を示す。

【００２０】図３のエッジ時間計測カウンタ１０３は、
クランク信号を入力してクランクエッジ間の時間（パル
ス間隔）を計測する。詳しくは、パルス間隔計測手段と
してのエッジ時間計測カウンタ１０３は、図４のように
時間同期でカウントアップするカウンタであって、クラ
ンクエッジ間（クランク信号の立ち下がりエッジ間）の
時間を計測する。計測した値は１／ｎ倍に逓倍され、エ
ッジ入力時に逓倍レジスタ１０４に転送される。転送さ
れたデータはダウンカウンタである逓倍カウンタ１０５
の初期値となる。逓倍値（ｎ値）として、例えば「３
２」を挙げることができる。

【００２１】図３の逓倍カウンタ１０５は、エッジ時間
計測カウンタ１０３により計測されたクランクエッジ間
時間を使って、クランクエッジ時間を１／ｎした逓倍ク
ロックを生成する。詳しくは、逓倍カウンタ１０５は、
図４のように時間同期でダウンカウントされ、アンダー
フローすると逓倍クロックを発生するとともにカウント
値が初期値に戻される動作を繰り返す。次のクランクエ
ッジ（クランク信号の立ち下がりエッジ）が入力される
と、逓倍レジスタ１０４の値及び逓倍カウンタ１０５の
初期値が最新値に更新される。このように、逓倍カウン
タ１０５は、エッジ時間計測カウンタ１０３による今回
のパルス間隔を基にして次のパルスまでに整数倍の周波
数の逓倍信号（逓倍クロック）を生成する。

【００２２】図３の基準カウンタ１０８は、図４に示す
ように、逓倍クロックによりカウントアップ動作する。
図３の追従カウンタ１０９は時間同期クロックによりカ
ウントアップする（内部クロックでカウント動作す
る）。ガード用カウンタ１０７は、クランク信号の立ち
下がりエッジ入力毎にカウントアップするカウンタであ
って、クランクエッジ入力時に同時にカウントアップ前
の値のｎ倍（逓倍）の値を基準カウンタ１０８に転送す
る。

【００２３】ここで、図４のように、基準カウンタ１０
８のカウント値は、クランクエッジ入力時にガード用カ
ウンタ１０７から転送された値（カウント値のｎ倍値）
を上回ることはできない。また、追従カウンタ１０９
は、基準カウンタ１０８のカウント値より小さい時のみ
カウントアップする。この追従カウンタ１０９のカウン
トアップに同期してアングルクロック（角度信号）が生
成される。このように、３つのカウンタ１０７，１０
８，１０９によりアングルクロックが生成される。

【００２４】本実施形態では、内部クロック（プリスケ
ーラからの信号Ｐφ）を２０ＭＨｚとしており、追従カ
ウンタ１０９は他のカウンタと比べ高速で動作可能であ
る。図４において、減速時には、基準カウンタ１０８と
追従カウンタ１０９のカウント動作として、クランクエ
ッジの入力より先に基準カウンタ１０８の値がガード用
カウンタ１０７の値のｎ倍値に達してしまうため、追従
カウンタ１０９のカウントアップが禁止される。このよ
うにしてガード用カウンタ１０７により基準カウンタ１
０８と追従カウンタ１０９のカウントアップ動作が逓倍
数で停止する。その結果、減速時には追従カウンタ１０
９のカウント動作が停止して、一定値以上のアングルク
ロックの発生を防止する。

【００２５】図３の点火・噴射用角度カウンタ１１０は
追従カウンタ１０９からのアングルクロックを入力して
カウントアップする（図４参照）。この点火・噴射用角
度カウンタ１１０のカウント値に基づいてコンペアレジ
スタを用いて点火・噴射制御がクランク角同期にて行わ
れる。つまり、点火・噴射用角度カウンタ１１０により
点火・噴射等の制御をクランク角同期でハード制御する
ことができる。このように、所定の角度間隔で逓倍信号
（逓倍クロック）を生成してエンジン回転と同期をとる
システムとすることで、角度から時間への変換のための
演算を不要にでき、処理負荷の低減及び精度向上（ｎ＝
３２ならばＬＳＢ＝０．１８７５°ＣＡ）を図ることが
できることとなる。

【００２６】また、基準カウンタ１０８にはクランクエ
ッジ入力時にガード用カウンタ１０７のｎ倍（逓倍）の
値が転送（ロード）されるが、１サイクル７２０°ＣＡ
周期のカウンタにすべく、リセットしたいクランクエッ
ジの１つ前のクランクエッジでガード用カウンタ１０７
が「０」にリセットされる。

【００２７】図３のイベントカウンタ１０６はクランク
信号のパルスでの立ち下がりエッジでカウントアップす
るとともに同エッジ毎に角度周期割り込み信号を出力す
る。ＣＰＵ１１はイベントカウンタ１０６のカウント値
（エッジ入力数）からクラング信号の欠け歯位置を検出
する。なお、イベントカウンタ１０６のカウント値はエ
ンジン１サイクル（７２０°ＣＡ）で初期化される。

【００２８】本実施形態においては、図３の逓倍レジス
タ１０４と逓倍カウンタ１０５とガード用カウンタ１０
７と基準カウンタ１０８と追従カウンタ１０９にて、逓
倍信号生成手段を構成しており、この逓倍信号生成手段
により逓倍信号（逓倍クロック）を生成し、エンジン制
御用のクロック信号（アングルクロック）を出力する。
また、この逓倍信号生成手段には逓倍信号（逓倍クロッ
ク）を基に計数処理されるクロック信号発生のためのカ
ウンタ１０９が備えられている。

【００２９】次に、このように構成したエンジン制御Ｅ
ＣＵ（エンジン制御装置）の作用について説明する。図
５に、クランク信号の表欠け歯位置でのタイムチャート
を示す。

【００３０】まず、ｔ１０のタイミングにて欠け歯直後
のパルスの立ち下がりエッジ（クランクエッジ）でカム
信号のレベルがＬレベルであることにより表欠け歯であ
ると判定すると、ＣＰＵ１１はガード用カウンタ１０７
を「０」にリセットする。すると、基準カウンタ１０８
は、システムリセットしたい次のクランクエッジ（図中
のｔ１１のタイミング）でガード用カウンタ１０７の値
「０」をロードし、この状態で追従カウンタ１０９のカ
ウント値が１サイクルガード値に到達していたら（図２
のｔ５のタイミング）、追従カウンタ１０９がハード的
に「０」にリセットされる。この追従カウンタ１０９が
「０」にリセットされると、点火・噴射用角度カウンタ
１１０にリセット信号を送る。

【００３１】これを、図２で説明する。クランク信号の
欠け歯直後の立ち下がりエッジ（ｔ１，ｔ２のタイミン
グ）においてカム信号のレベルを用いてクランク信号の
表欠け歯、裏欠け歯をソフトで判定し、カム信号レベル
がＬであり表欠け歯判定することにより、システム初期
化位置である第４気筒のＢＴＤＣ６°ＣＡの位置（ｔ５
のタイミング）でハード的に追従カウンタ１０９がリセ
ットされるとともに、リセット信号の送出にて点火・噴
射用角度カウンタ１１０も同時に初期化される。しか
し、カム信号にノイズが乗り、表欠け歯位置でのカム信
号のレベルがオン（Ｈレベル）になると、裏欠け歯位置
と誤判定してしまい、カウンタを初期化できない。

【００３２】これを図１０，１１を用いて詳しく説明す
る。図１０，１１は、欠け歯の表裏判定を誤判定した時
のタイムチャートである。図１０において、カム信号に
ノイズが乗り、本来、表欠け歯の気筒判別位置でカム信
号の位相がＨレベルになった時（図中のｔ１５のタイミ
ング）、裏欠け歯判定をするため、ガード用カウンタ１
０７を「０」にリセットしない。ガード用カウンタ１０
７が「０」にリセットされないため、ｔ１６のタイミン
グで基準カウンタ１０８も「０」にリセットされずにカ
ウントアップし続ける。追従カウンタ１０９は１サイク
ルガード値に到達するが、基準カウンタ１０８が「０」
でないため、ガード値に張り付き、アングルクロックの
生成が停止し、点火・噴射用角度カウンタ１１０に対す
るリセット信号が出ない。アングルクロックの生成が停
止し、リセット信号が来ないため、点火・噴射用角度カ
ウンタ１１０も１サイクルガード値と同じ値で停止す
る。このように点火・噴射用角度カウンタ１１０がガー
ド値で張り付くため、角度値一致が起きなくなり、点火
・噴射出力が停止する。ガード用カウンタ１０７を
「０」にリセットするのは、次の表欠け歯検出をした時
なので、７２０°ＣＡ間点火・噴射が抜けてしまう。つ
まり、次の表欠け歯検出まで角度カウンタ１１０がガー
ド値に張り付いたままなので７２０°ＣＡの間、点火・
噴射が停止する。

【００３３】また、図１１のように、裏欠け歯検出で裏
欠け歯位置の値を設定するようにした場合でも、図中の
ｔ１７において表欠け歯位置で裏欠け歯と誤判定した場
合は、ガード用カウンタ１０７を「０」ではなく中間値
（３６０°ＣＡ相当の値）に設定するので、基準カウン
タ１０８が「０」にはならず、追従カウンタ１０９のリ
セットがされないため、同様に７２０°ＣＡ間点火・噴
射が抜けてしまう。

【００３４】このように、７２０°ＣＡ間に２個発生す
る欠け歯を持つクランク信号を使ったシステムにおい
て、図５のタイムチャートのように、クランク入力を逓
倍して作る追従カウンタ（角度逓倍カウンタ）１０９
と、このカウンタ１０９のカウントアップにより発生す
る角度クロック（アングルクロック）でカウントアップ
する点火・噴射用角度カウンタ１１０を初期化する位置
が７２０°ＣＡの１サイクル間に一箇所しかない。初期
化する位置を確定するためには、カム信号（気筒判別信
号）のレベルを用いて、ソフト制御で表欠け歯と裏欠け
歯を識別して表欠け歯の時に初期化する。しかし、例え
ばカム信号にノイズが乗り、表裏判定時の位相が逆にな
った場合に、本来、表欠け歯のタイミングにも関わら
ず、裏欠け歯位置と誤判定してしまう。誤判定すると、
アングルクロックがリセットされず、図１０，１１のタ
イムチャートに示すように、次の表欠け歯までの７２０
°ＣＡ間隔は１サイクル７２０°ＣＡの上限値に追従カ
ウンタ１０９の値が張り付いてしまい、点火・噴射がそ
の間出力されずに抜けてしまう。

【００３５】そこで、本実施形態では、カム信号にノイ
ズが乗っても欠け歯の表裏の気筒判別を誤判定しないよ
うにするために、カム信号が気筒判別信号であり欠け歯
直前（詳しくは、所定角度前）のカム信号レベルのハイ
／ロウの形状が一義的に決まることに着目し、欠け歯位
置でのカム信号のレベルと欠け歯直前のカム信号の波形
の両方が表、裏欠け歯の成立条件を満足した時だけ欠け
歯の表裏の気筒判別を行い、ノイズ等で成立条件から外
れた場合は、前回の判定結果を使って処理を継続させ
る。具体的には、一つ前の欠け歯の表裏判定結果を反転
させて気筒判別を実施する。

【００３６】以下、この処理を詳しく説明する。図６を
用いて、クランク信号及びカム信号の波形と気筒判別方
法を説明する。図６において裏の欠け歯直後のパルスエ
ッジをｔ２０で示すとともに表の欠け歯直後のパルスエ
ッジをｔ２１で示す。図中のＴ１，Ｔ２で示すように、
表欠け歯直前のカム信号がＨレベルの期間Ｔ２だけが極
端に長く、このＨレベル中のクランクエッジ数（パルス
数）は「２１」である。また、裏欠け歯直前のカム信号
がＬレベルの期間Ｔ１においてクランクエッジ数（パル
ス数）は「１０」である。欠け歯直前のカム信号がハイ
／ロウ中のクランクエッジ数は必ずこの値になるため、
欠け歯でのカム信号レベルと欠け歯直前でのカム信号の
ハイ／ロウ中のクランクエッジ数が両方とも満足してい
る時だけ、気筒判別を実施すれば、誤判定しない正しい
気筒判別が可能となり点火・噴射が抜けることを防ぐこ
とができる。本実施形態では、期間Ｔ１及びＴ２でのク
ランクエッジ数のマージンを±２としており、期間Ｔ１
でのクランクエッジ数が１０±２（即ち、８〜１２）の
範囲であれば正常とするとともに期間Ｔ２でのクランク
エッジ数が１９以上であれば正常とする。また、クラン
クエッジ数（パルス数）はＣＰＵ１１が図３のイベント
カウンタ１０６のカウント値をモニタすることにより行
われる。

【００３７】図７に、カム信号にノイズが乗った時の処
理方法を示す。カム信号にノイズが乗ると、クランク信
号の欠け歯直後の立ち下がりエッジ（ｔ３０，ｔ３１）
において、カム信号レベルがＨレベルであり、この際の
図中のＴ１０，Ｔ１１の期間（カム信号がＬレベル中）
におけるクランクエッジ数が裏欠け歯判定の範囲（１０
±２）に入らないため、気筒判別を行わない。詳しく
は、ｔ３０におけるＨレベル判定時においては欠け歯直
前のカム信号レベルがＬのときの期間Ｔ１０では本来、
クランクエッジ数が１０±２の範囲に入っているべきも
のが入っておらず裏欠け歯条件が成立しない。また、ｔ
３１におけるＨレベル判定時においては欠け歯直前のカ
ム信号レベルがＨのときの期間Ｔ１１ではクランクエッ
ジ数が１０±２の範囲に入っておらず裏欠け歯条件が成
立しない。このように表裏どちらの気筒判別条件からも
外れた場合には、一つ前の欠け歯位置での気筒判別結果
を反転して前回の信号を元に今回の気筒判別を行う。こ
うすることで、気筒誤判別による点火・噴射が抜けるこ
とを防ぐことができ、制御を正常に継続させることがで
きる。

【００３８】図８，９に、気筒判別処理のフローチャー
トを示し、詳細を説明する。図８は、カム信号のエッジ
割り込みでのカム信号の波形を用いた欠け歯の表裏判定
のフローチャートである。

【００３９】まず、ＣＰＵ１１はステップ８０１で、記
憶していたカム信号がＨレベル中のクランクエッジ数を
クリアし、また、ステップ８０２で、記憶していたカム
信号がＬレベル中のクランクエッジ数をクリアして誤判
定を防止する。そして、ＣＰＵ１１はステップ８０３
で、現在のカム信号のレベルを判定してＬレベルの場合
には表欠け歯直前かどうかの判定に入る。カム信号がＬ
レベルの場合、ＣＰＵ１１はステップ８０４で、カム信
号がＨレベルの間のクランクエッジ数を取得する。この
クランクエッジ数の取得は、図３のイベントカウンタ１
０６のカウント値をモニタすることに行われる。さら
に、ＣＰＵ１１はステップ８０５で、カム信号がＨレベ
ルの間のクランクエッジ数が判定値以上か否か判定す
る。具体的には、クランクエッジ数が「１９」以上か否
か判定する。そして、ＣＰＵ１１は判定値以上の時には
表欠け歯直前と判断して、ステップ８０６で表欠け歯位
置判定フラグをオンする。ステップ８０５において判定
値未満の時は表欠け歯直前ではないため、ＣＰＵ１１は
ステップ８０７で表欠け歯位置判定フラグをオフする。

【００４０】一方、ＣＰＵ１１は前述のステップ８０３
でカム信号がＨレベルの場合は、裏欠け歯直前かどうか
の判定に入る。カム信号がＨレベルの場合、ＣＰＵ１１
はステップ８０８で、カム信号がＬレベルの間のクラン
クエッジ数を取得し、ステップ８０９で、そのクランク
エッジ数が第１判定値と第２判定値の間か否か判定す
る。具体的には、クランクエッジ数が「８」以上かつ
「１２」以下か否か判定する。そして、ＣＰＵ１１はス
テップ８０９でクランクエッジ数が第１判定値と第２判
定値の間の時には裏欠け歯直前と判断して、ステップ８
１０で裏欠け歯位置判定フラグをオンする。ステップ８
０９において判定値を外れた場合は裏欠け歯位置ではな
いため、ＣＰＵ１１はステップ８１１で裏欠け歯位置判
定フラグをオフする。

【００４１】図９は、欠け歯検出割り込みでの気筒判別
処理のフローチャートである。まず、ＣＰＵ１１はステ
ップ９０１で現在のカム信号のレベルを取得する。そし
て、ＣＰＵ１１はステップ９０２でカム信号のレベル判
定（ＬレベルかＨレベルか）を行う。カム信号がＬレベ
ルの時には、ＣＰＵ１１はステップ９０３に移行して図
８のカム信号割り込みで判定した表欠け歯位置判定フラ
グがオンだったら、表欠け歯検出と確定して、ステップ
９０４で気筒判別フラグを表（オフ）に設定する。

【００４２】一方、前述のステップ９０２でカム信号が
Ｈレベルの時には、ＣＰＵ１１はステップ９０５に移行
して図８のカム信号割り込みで判定した裏欠け歯位置判
定フラグがオンだったら、裏欠け歯検出と確定して、ス
テップ９０６で気筒判別フラグを裏（オン）に設定す
る。また、ＣＰＵ１１はステップ９０３及びステップ９
０５において条件を満足しない場合（範囲から外れた場
合）はノイズ等により気筒判別ができなかったと判断し
てステップ９０７で気筒判別フラグを反転する。つま
り、一つ前の欠け歯検出時の気筒判別結果を反転して、
これを今回の気筒判別結果とする。

【００４３】以上のごとく、角度タイマ（角度カウンタ
１０９）と点火・噴射時期等との角度一致でハード出力
しているシステムを、７２０°ＣＡ間に二箇所発生する
欠け歯を持つクランク信号を用いてカム信号（気筒判別
信号）で表裏を判定するシステムにおいて、表裏に加え
てカム信号の波形も判断することで気筒判別の誤判定を
防止しつつカム信号にノイズが乗り気筒判別不能になっ
たときは、前回の信号で気筒判別を継続することで気筒
誤判別による点火・噴射が抜けることを防止して制御を
行うことができ、ノイズに強い表裏気筒判別を行うこと
ができる。

【００４４】このように、本実施の形態は下記の特徴を
有する。 （イ）気筒判別信号であるカム信号は、エンジンのカム
軸の回転に同期しており、クランク信号の７２０°ＣＡ
毎の表の欠け歯部（基準位置部）と７２０°ＣＡ毎の裏
の欠け歯部（基準位置部）で異なるレベルとなるととも
に、各欠け歯部の所定角度前においてその欠け歯部での
レベルと異なるレベルが所定角度期間継続する。また、
判別手段としてのＣＰＵ１１は、クランク信号の欠け歯
部におけるカム信号のレベルと、その前の異なるレベル
の継続期間とに基づいて、クランク信号の表の欠け歯部
と裏の欠け歯部を判別する。

【００４５】よって、カム軸の回転に同期した気筒判別
信号と、クランク軸の回転に同期し７２０°ＣＡ間に二
箇所の欠け歯を有するクランク信号とによって、７２０
°ＣＡ間に２つのクランク角基準位置を判定する際に、
気筒判別信号にノイズが乗ったとしても正しく気筒判別
を行うことができる。つまり、気筒判別信号の波形を加
味した表裏の基準位置判定を行うことにより、誤判定を
防止して正しく気筒判別を行うことができる。その結
果、所定の角度間隔で逓倍信号を生成してエンジン回転
と同期をとるシステムにおいて、カム信号にノイズが乗
ったとしても適正にエンジン制御を行うことができ、ノ
イズに強いエンジン制御装置となる。 （ロ）より具体的には、追従カウンタ１０９は逓倍クロ
ックを基に計数処理してアングルクロックを発生する
が、ＣＰＵ１１は前述の判別結果に従ってガード用カウ
ンタ１０７に「０」をセットすることにより追従カウン
タ１０９を初期化する。よって、上記のごとく正しく気
筒判別できてカウンタ１０９を正しく初期化処理できる
ようになるので、エンジン制御用のアングルクロックを
確実に出力できるようになる。 （ハ）図１のハードクランク１００とＣＰＵ１１によ
り、判別手段とカウント手段と制御手段を構成し、クラ
ンク信号の発生に関連してカウント処理を実行するとと
もに、クランク信号の欠け歯部におけるカム信号のレベ
ルと、その前の異なるレベルの継続期間とに基づいて、
クランク信号の表の欠け歯部と裏の欠け歯部を判別し、
その判別結果に従ってカウント値をリセットして、当該
カウント値に従ってエンジン制御を実施するようにし
た。これによっても、上記（イ）の効果を奏する。 （ニ）ＣＰＵ１１は、クランク信号の欠け歯部における
カム信号のレベルと、その前の異なるレベルの継続期間
とによる表の欠け歯部と裏の欠け歯部との判別が不可能
な場合は、前回の判別結果の逆を今回の判別結果とする
ようにした。このように、カム信号にノイズが乗り気筒
判別不能になったときは、前回の信号で気筒判別を継続
することで気筒判別する。これにより、点火・噴射等が
抜けること無く、継続して制御を行うことができる。 （ホ）クランク信号のパルス数（クランクエッジ数）に
基づいて異なるレベルの継続期間（カム信号のＨ，Ｌレ
ベルの期間）を計測するようにしたので、実用上好まし
いものとなっている。

【００４６】なお、これまでの説明では気筒判別信号に
ノイズが乗り気筒判別不能になったときは前回の判別結
果の逆を今回の判別結果としたが、これに代わり、角度
カウンタの値を読んで気筒判別を行うようにしてもよ
い。

【００４７】また、クランク信号の基準位置部は、パル
ス列の途中においてパルスを抜いた欠け歯部であった
が、これに限ることなく、他の構造（パルス列の途中に
パルスを挿入する等の構造）にて所定角度間隔毎のパル
ス列の途中においてパルス間隔が不等な基準位置部を構
成してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態におけるエンジン制御ＥＣＵの構
成図。

【図２】 エンジン１サイクル分（７２０°ＣＡ）のタ
イムチャート。

【図３】 ハードクランクの構成図。

【図４】 ハードクランクによるアングルクロックの生
成を説明するためのタイムチャート。

【図５】 表欠け歯時の角度カウンタのリセット処理を
説明するためのタイムチャート。

【図６】 クランク信号とカム信号の波形と気筒判別方
法を説明するためのタイムチャート。

【図７】 カム信号にノイズが乗った時の気筒判別方法
を説明するためのタイムチャート。

【図８】 カム割り込みでのカム信号波形からの表・裏
欠け歯判定処理を示すフローチャート。

【図９】 欠け歯検出割り込みでの気筒判別処理を示す
フローチャート。

【図１０】 カム信号にノイズが乗って誤判定した時の
角度カウンタ処理を説明するためのタイムチャート。

【図１１】 カム信号にノイズが乗って誤判定した時の
角度カウンタ処理を説明するためのタイムチャート。

【符号の説明】

１…エンジン制御ＥＣＵ、１０…マイコン、１１…ＣＰ
Ｕ、１６…タイマモジュール、１００…ハードクラン
ク、１０３…エッジ時間計測カウンタ、１０４…逓倍レ
ジスタ、１０５…逓倍カウンタ、１０７…ガード用カウ
ンタ、１０８…基準レジスタ、１０９…追従カウンタ、
１１０…点火・噴射用角度カウンタ。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−4300（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−159128（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−83093（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−122026（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−163997（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−301143（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−14041（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−287150（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−257148（ＪＰ，Ａ) 特開2000−320390（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/00 - 45/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ４サイクルエンジンのクランク軸の回転
   に対応した所定角度間隔毎のパルス列の途中に基準位置
   部を３６０°ＣＡ毎に有するクランク信号を発生するク
   ランク信号発生手段と、 前記クランク信号の７２０°ＣＡ毎の表の基準位置部と
   ７２０°ＣＡ毎の裏の基準位置部で異なるレベルとなる
   とともに、各基準位置部の所定角度前においてその基準
   位置部でのレベルと異なるレベルが所定角度期間継続す
   る気筒判別信号を発生する気筒判別信号発生手段と、 前記クランク信号を入力してパルス間隔を計測するパル
   ス間隔計測手段と、 前記パルス間隔計測手段による今回のパルス間隔を基に
   して次のパルスまでに整数倍の周波数の逓倍信号を生成
   し、エンジン制御用のクロック信号を出力する逓倍信号
   生成手段と、 前記クランク信号の基準位置部における前記気筒判別信
   号のレベルと、その前の前記異なるレベルの継続期間と
   に基づいて、前記クランク信号の表の基準位置部と裏の
   基準位置部を判別する判別手段と、を備えたことを特徴
   とするエンジン制御装置。
2. 【請求項２】 前記逓倍信号生成手段には逓倍信号を基
   に計数処理される前記クロック信号発生のためのカウン
   タが備えられており、前記判別手段の判別結果に従って
   前記カウンタを初期化する手段を設けたことを特徴とす
   る請求項１に記載のエンジン制御装置。
3. 【請求項３】 ４サイクルエンジンのクランク軸の回転
   に対応した所定角度間隔毎のパルス列の途中に基準位置
   部を３６０°ＣＡ毎に有するクランク信号を発生するク
   ランク信号発生手段と、 前記クランク信号の７２０°ＣＡ毎の表の基準位置部と
   ７２０°ＣＡ毎の裏の基準位置部で異なるレベルとなる
   とともに、各基準位置部の所定角度前においてその基準
   位置部でのレベルと異なるレベルが所定角度期間継続す
   る気筒判別信号を発生する気筒判別信号発生手段と、 前記クランク信号の基準位置部における前記気筒判別信
   号のレベルと、その前の前記異なるレベルの継続期間と
   に基づいて、前記クランク信号の表の基準位置部と裏の
   基準位置部を判別する判別手段と、 前記クランク信号の発生に関連してカウント処理を実行
   するとともに、判別手段の判別結果に従ってそのカウン
   ト値をリセットするカウント手段と、 このカウント手段のカウント値に従ってエンジン制御を
   実施する制御手段と、を備えたことを特徴とするエンジ
   ン制御装置。
4. 【請求項４】 前記クランク信号の基準位置部における
   気筒判別信号のレベルと、その前の異なるレベルの継続
   期間とによる表の基準位置部と裏の基準位置部との判別
   が不可能な場合は、前回の判別結果の逆を今回の判別結
   果とする手段を設けたことを特徴とする請求項１〜３の
   いずれか１項に記載のエンジン制御装置。
5. 【請求項５】 前記クランク信号の基準位置部は、パル
   ス列の途中に当該パルスを抜いた欠け歯部である請求項
   １〜４のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
6. 【請求項６】 前記クランク信号のパルス数に基づいて
   前記異なるレベルの継続期間を計測することを特徴とす
   る請求項１〜５のいずれか１項に記載のエンジン制御装
   置。