JP3543637B2 - 内燃機関用制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の回転角位置を検出し、各気筒における各種制御処理を実行する内燃機関用制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、内燃機関用制御装置に関連する先行技術文献としては、特開平7−310582号公報にて開示されたものが知られている。このものでは、内燃機関の回転角位置を検出するクランクセンサが異常となったときに、カムセンサからのカム信号の通過走行時間を所定の周波数で求め、予め記憶されたクランク角度で割ることにより、クランク信号の最小単位毎のクロックパルス数を求める。このクロックパルス数からクランク信号を模擬する技術が示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のものをハードウェアで実現するには、クランク角に対する最小単位クロックパルスを生成するための周波数発振器、計数器、波形生成回路等が必要となり回路構成が複雑で高価なものとなる。一方、ソフトウェアで実現するには、クランク信号の発生によるHi(高)/Lo(低)信号を出力するためのタイマセット処理の連続となり、内燃機関の高回転時に処理遅れが生じ、クランク信号を忠実に再現することは無理であった。
【0004】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、クランクセンサの異常でクランク信号の発生がないときにカム信号からクランク信号を模擬するのではなく、単にカム信号の発生間隔の分周による割込を発生させ、内燃機関に対する各種制御処理を実行することで複雑な処理をしなくても退避走行が可能な内燃機関用制御装置の提供を課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1の内燃機関用制御装置によれば、クランクセンサからのクランク信号が正常に発生されているときには起動タイミング生成手段で生成された通常の起動タイミングにて所定のクランク角度毎に内燃機関に対する燃料噴射制御処理、点火時期制御処理、またはその他の制御処理が実行され、異常検出手段でクランクセンサの異常が検出されると疑似起動タイミング生成手段でカム信号の発生間隔が分周されて生成された疑似起動タイミングに応じて同様に各種制御処理が実行される。これにより、クランクセンサの異常時でクランク信号の入力がなくてもカム信号の入力がありさえすれば、疑似起動タイミングにて内燃機関に対して必要な各種制御処理が実行されることで退避走行が可能となる。
【0006】
請求項2の内燃機関用制御装置では、クランクセンサの異常時でクランク信号の入力がないときに内燃機関の運転状態が急変されカム信号の発生間隔が大きく変化してしまうと、カム信号の発生間隔の分周に対応する所定回数の疑似起動タイミングが生成できないため、疑似起動タイミング生成手段によってカム信号の発生間隔の変化量に基づきその発生間隔に対する所定の重み付けによる補正が実行される。これにより、クランクセンサの異常時でクランク信号の入力がなくても、より適切な疑似起動タイミングが生成でき退避走行時における内燃機関の運転状態を安定させることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【0008】
図1は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置を示す概略構成図である。
【0009】
図1において、1は4サイクルV型8気筒からなる内燃機関(図示略)のクランク軸、2はクランク軸1に取付けられた回転体である。この回転体2の外周にはクランク角判定用として10°CA(Crank Angle:クランク角)毎、但し欠歯部は20°CAからなる35(36−1)個の突起が形成されている。10は回転体2の外周に形成された各突起に対向し、それら突起によるクランク信号(クランク軸1の角度位置)を検出する電磁ピックアップからなるクランクセンサである。
【0010】
また、11は内燃機関のV型の一方のシリンダブロックにおける4つの気筒群に対応するカム1軸、12はカム1軸11に取付けられた回転体である。この回転体12の外周にはカム角判定用として4個の突起が形成されている(突起間の角度については図1参照)。20は回転体12の外周に形成された各突起に対向し、それら突起によるカム1信号(カム1軸11の角度位置)を検出する電磁ピックアップからなるカム1センサである。
【0011】
そして、21は内燃機関のV型の他方のシリンダブロックにおける4つの気筒群に対応するカム2軸、22はカム2軸21に取付けられた回転体である。この回転体22の外周にはカム角判定用として4個の突起が形成されている(突起間の角度については図1参照)。30は回転体22の外周に形成された各突起に対向し、それら突起によるカム2信号(カム1軸21の角度位置)を検出する電磁ピックアップからなるカム2センサである。
【0012】
したがって、図1に示すような回転体12,22の突起位置によって、カム1センサ20からのカム1信号及びカム2センサ30からのカム2信号は回転体12,22の何れか1つに対応して45°毎に発生される。ここで、クランク軸1の2回転(720°CA)に対してカム1軸11及びカム2軸21はそれぞれ1回転(360°)される。即ち、クランクセンサ10からのクランク信号の発生間隔は10°CA毎であるのに対して、カム1センサ20からのカム1信号及びカム2センサ30からのカム2信号の発生間隔はクランク角換算で90°CA毎の9倍となる。なお、本実施例の内燃機関では、クランク信号発生の3回(30°CA)毎に後述の点火時期制御処理、燃料噴射制御処理等が実行され、即ち、カム1センサ20からのカム1信号及びカム2センサ30からのカム2信号の発生間隔で後述の点火時期制御処理、燃料噴射制御処理等が3回ずつ実行される。
【0013】
40はECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)であり、クランクセンサ10からのクランク信号、カム1センサ20からのカム1信号、カム2センサ30からのカム2信号はECU40を構成する波形整形回路41介してマイクロコンピュータ50に入力される。マイクロコンピュータ50ではクランク信号、カム1信号及びカム2信号の発生タイミングに基づき図示しない各種センサからの信号による内燃機関の運転状態に応じた制御量が演算され、その演算結果に応じた駆動信号がECU40を構成する噴射出力ドライバ42及び点火出力ドライバ43に出力される。なお、噴射出力ドライバ42からの信号は内燃機関の各インジェクタ(図示略)、点火出力ドライバ43からの信号は内燃機関の各イグナイタ(図示略)にそれぞれ出力される。
【0014】
マイクロコンピュータ50は、周知の中央処理装置としてのCPU51、制御プログラムを格納したROM52、各種データを格納するRAM53、B/U(バックアップ)RAM54、入出力回路55及びそれらを接続するバスライン56等からなる論理演算回路として構成されている。
【0015】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているECU40のマイクロコンピュータ50内のCPU51におけるクランクセンサ10からのクランク信号が正常時の各種制御の処理手順を示す図2及び図3のフローチャートに基づいて説明する。ここで、図3は図2のステップS104の処理を示すフローチャートである。なお、これら制御ルーチンのうち図2は10°CA毎、但し欠歯時は20°CA、図3は30°CA毎でそれぞれCPU51にて繰返し実行される。なお、以下の説明ではカム1センサ20からのカム1信号及びカム2センサ30からのカム2信号はそれぞれ正常に出力されているものとする。
【0016】
図2において、ステップS101で気筒判別処理が実行される。ここでは、後述の点火時期制御、燃料噴射制御で必要な30°CA時間(T30)、90°CA時間(T90)、30°CA毎にカウントアップされ基準気筒タイミングで所定値にセットされるクランク角カウンタCCRNK、クランク信号による30°CAタイミング毎の割込時刻ZTNE等が算出される。次にステップS102に移行して、退避走行モードであることを表す退避走行モードフラグXCLIMPが「1」であるかが判定される。ここで、退避走行モードとは、クランクセンサ10の異常発生と同時に内燃機関を停止させることなく、その異常発生の場所から修理工場等までの安全な自力走行を可能とする機能をいう。ステップS102の判定条件が成立せず、即ち、退避走行モードフラグXCLIMPが「0」で退避走行モードでないときにはステップS103に移行し、30°CAタイミングであるかが判定される。ステップS103の判定条件が成立、即ち、30°CAタイミングであるときにはステップS104に移行し、後述の30°CA割込によるISN30S処理が実行され、本ルーチンを終了する。ここで、ステップS103の判定条件が成立せず、即ち、30°CAタイミングでないときには何もすることなく本ルーチンを終了する。
【0017】
一方、ステップS102の判定条件が成立、即ち、退避走行モードフラグXCLIMPが「1」で退避走行モードであるときにはステップS105に移行し、クランクセンサ10の異常判定フラグXOCNTFが「0」であるかが判定される。ステップS105の判定条件が成立、即ち、クランクセンサ10の異常発生による退避走行モードからクランクセンサ10が正常復帰したときにはステップS106に移行し、30°CAタイミングであるかが判定される。ステップS106の判定条件が成立、即ち、30°CAタイミングであるときにはステップS107に移行し、退避走行モードフラグXCLIMPが「0」にクリアされ通常走行モードに復帰される。そして、ステップS104に移行し、後述の30°CA割込によるISN30S処理が実行され、本ルーチンを終了する。一方、ステップS105の判定条件が成立せず、即ち、異常判定フラグXOCNTFが「1」でありクランクセンサ10が異常であるとき、またはステップS106の判定条件が成立せず、即ち、30°CAタイミングでないときには何もすることなく本ルーチンを終了する。
【0018】
次に、図2のステップS104における30°CA割込によるISN30S処理手順を示す図3のフローチャートについて説明する。図3のステップS111では、後述の30°CA割込による点火時期制御処理が実行される。次にステップS112に移行して、後述の30°CA割込による燃料噴射制御処理が実行される。次にステップS113に移行して、30°CA割込による他の制御処理が実行され、本ルーチンを終了する。
【0019】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているECU40のマイクロコンピュータ50内のCPU51における点火時期制御の処理手順を示す図4及び図5のフローチャートに基づいて説明する。なお、これら制御ルーチンのうち図4は各気筒毎の30°CA割込、図5は通電開始割込でそれぞれCPU51にて繰返し実行される。
【0020】
図4において、まず、ステップS201でTDC(Top Dead Center:上死点)から150°CA前であるかが判定される。ステップS201の判定条件が成立、即ち、TDCから150°CA前であるときにはステップS202に移行し、通電開始までのクランク角〔°CA〕が算出される。次にステップS203に移行して、ステップS202で算出されたクランク角〔°CA〕が現在の機関回転数NEに基づき通電開始時期タイマCATのタイマ時間に換算される。次にステップS204に移行して、通電開始時期タイマCATがセットされたのち本ルーチンを終了する。
【0021】
一方、ステップS201の判定条件が成立せず、即ち、TDCから150°CA前でないときにはステップS205に移行し、TDCから120°CA前または90°CA前または60°CA前であるかが判定される。ステップS205の判定条件が成立、即ち、TDCから120°CA前または90°CA前または60°CA前であるときにはステップS206に移行し、そのときの加速状態に応じた通電開始時期タイマCATに対する加速補正が実行される。次にステップS207に移行して、ステップS206で加速補正された通電開始時期タイマCATが再セットされたのち本ルーチンを終了する。
【0022】
一方、ステップS205の判定条件が成立せず、即ち、TDCから120°CA前または90°CA前または60°CA前でもないときにはステップS208に移行し、TDCから30°CA前または0°CA前であるかが判定される。ステップS208の判定条件が成立、即ち、TDCから30°CA前または0°CA前であるときにはステップS209に移行し、通電中であるかが判定される。ステップS209の判定条件が成立せず、即ち、未だイグナイタから点火コイル(図示略)への通電中でないときには上述のステップS206に移行し、同様の処理が実行される。一方、ステップS209の判定条件が成立、即ち、このときイグナイタから点火コイルへの通電中であるときにはステップS210に移行し、後述の点火時期タイマが再セットされ本ルーチンを終了する。一方、ステップS208の判定条件が成立せず、即ち、TDCから30°CA前または0°CA前でもないときには何もすることなく本ルーチンを終了する。
【0023】
次に、図4でセットされた通電開始時期タイマCATがタイムアップすると通電開始割込処理である図5のフローチャートが起動される。図5のステップS211では、通電時間分としての点火時期タイマがセットされ、本ルーチンを終了する。
【0024】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているECU40のマイクロコンピュータ50内のCPU51における燃料噴射制御の処理手順を示す図6及び図7のフローチャートに基づいて説明する。なお、これら制御ルーチンのうち図6は各気筒毎の30°CA割込、図7は噴射開始割込でそれぞれCPU51にて繰返し実行される。
【0025】
図6において、まず、ステップS301で噴射開始時期演算として各気筒のTDCからどれだけクランク角〔°CA〕前で噴射開始するかが求められる。次にステップS302に移行して、インジェクタからの燃料噴射量TAUが算出される。次にステップS303に移行して、噴射開始時期タイマDGINJSDのセットタイミングであるかが判定される。ステップS303の判定条件が成立、即ち、噴射開始時期タイマDGINJSDのセットタイミングであるときにはステップS304に移行し、噴射開始時期タイマDGINJSDがセットされ本ルーチンを終了する。一方、ステップS303の判定条件が成立せず、即ち、噴射開始時期タイマDGINJSDのセットタイミングでないときには何もすることなく本ルーチンを終了する。
【0026】
次に、図6の処理で噴射開始されると噴射開始割込である図7のフローチャートが起動される。図7のステップS311では、燃料噴射量TAU分としての噴射終了時期タイマがセットされ、本ルーチンを終了する。
【0027】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているECU40のマイクロコンピュータ50内のCPU51におけるクランクセンサ10の異常判定の処理手順を示す図8、図9及び図10のフローチャートに基づき、図11を参照して説明する。ここで、図11はクランク信号とタイマカウンタCCTとの関係を示すタイムチャートである。なお、これら異常判定ルーチンのうち図8は16ms毎、図9は8ms毎、図10は10°CA割込でそれぞれCPU51にて繰返し実行される。
【0028】
図8において、ステップS401では、機関回転数NEが600rpmを越えているかが判定される。ステップS401の判定条件が成立、即ち、機関回転数NEが600rpmを越えエンスト気味でなく安定状態であるときには、ステップS402に移行し、タイマカウンタCCTが8ms以下であるかが判定される。ステップS402の判定条件が成立、即ち、タイマカウンタCCTが8ms以下と短いときにはステップS403に移行し、クランクセンサ10からのクランク信号が正常に出力されているとして異常判定フラグXOCNTFが「0」とされ、本ルーチンを終了する。
【0029】
一方、ステップS402の判定条件が成立せず、即ち、タイマカウンタCCTが8msを越えているときにはステップS404に移行し、更に、タイマカウンタCCTが100ms以上であるかが判定される。ステップS404の判定条件が成立、即ち、図11にNGとして示すように、タイマカウンタCCTが100ms以上と長くなったときにはステップS405に移行し、クランクセンサ10に異常(断線等)が発生しクランク信号が出力されていないとして異常判定フラグXOCNTFが「1」とされ、本ルーチンを終了する。一方、ステップS401の判定条件が成立せず、即ち、機関回転数NEが600rpm以下とエンスト気味であるとき、またはステップS404の判定条件が成立せず、即ち、タイマカウンタCCTが8msを越えてはいるが100ms未満であるときには何もすることなく本ルーチンを終了する。なお、ステップS404における異常判定時間100msは現在の負荷(機関回転数NE)に応じて可変してもよい。
【0030】
図9のフローチャートにて図8におけるタイマカウンタCCTの処理が8ms毎に起動される。図9のステップS411では、タイマカウンタCCTがカウントアップされ、本ルーチンを終了する。また、図10のフローチャートにて図8におけるタイマカウンタCCTの処理が10°CA割込で起動される。図10のステップS421では、図11に示すように、10°CA毎に出力されるクランク信号によりタイマカウンタCCTが「0」にクリアされ、本ルーチンを終了する。
【0031】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているECU40のマイクロコンピュータ50内のCPU51におけるクランクセンサ10の異常時のカム1センサ20からのカム1信号及びカム2センサ30からのカム2信号を用いたフェイルセーフの処理手順を示す図12、図13、図14及び図15のフローチャートに基づいて説明する。なお、これらフェイルセーフルーチンのうち図12はカム1信号割込、図13はカム2信号割込、図14及び図15は図12または図13の処理ののちそれぞれCPU51にて繰返し実行される。
【0032】
カム1センサ20からのカム1信号が入力されると、図12の割込処理が実行される。ステップS501では、フラグXCCAVTが「1」とされ、カム1信号の入力有りとされたのち、ステップS502に移行し、後述のフェイルセーフ処理としてのICCGF処理が起動される。
【0033】
一方、カム2センサ30からのカム2信号が入力されると、図13の割込処理が実行される。ステップS511では、フラグXCVTが「1」とされ、カム2信号の入力有りとされたのち、ステップS512に移行し、後述のフェイルセーフ処理としてのICCGF処理が起動される。
【0034】
次に、フェイルセーフ処理としてのICCGF処理について図14及び図15のフローチャートに基づき、図16を参照して説明する。ここで、図16はクランクセンサ10からのクランク信号異常時における各種信号等の遷移状態を示すタイミングチャートである。
【0035】
図14において、ステップS521では、フラグXCCAVTが「1」であるかが判定される。ステップS521の判定条件が成立、即ち、フラグXCCAVTが「1」でありカム1センサ20によるカム1信号が入力されているときにはステップS522に移行し、そのカム1信号の割込時刻が所定のメモリ領域にDASMとして記憶される。一方、ステップS521の判定条件が成立せず、即ち、フラグXCCAVTが「0」であるときにはカム2センサ30によるカム2信号が入力されているとしてステップS523に移行し、カム2センサ30によるカム2信号の割込時刻が所定のメモリ領域にDASMとして記憶される。
【0036】
ステップS522またはステップS523の処理ののちステップS524に移行し、カム信号間隔の時間T90Wが次式(1)にて算出される。ここで、DASMOは所定のメモリ領域に記憶されている前回のカム1信号またはカム2信号の割込時刻である。
【0037】
【数1】
T90W=|DASM−DASMO| ・・・(1)
次にステップS525に移行して、今回のカム1信号またはカム2信号の割込時刻DASMがDASMOとされ更新される。次にステップS526に移行して、図16に示すカウンタCCGFが「2」、かつカム1センサ20によるカム1信号の入力有りでフラグXCCAVTが「1」となるタイミングであるかが判定される。ステップS526の判定条件が成立しないときにはステップS527に移行し、カウンタCCGが「1」カウントアップされる(図16参照)。一方、ステップS526の判定条件が成立するときにはステップS528に移行し、カウンタCCGが「0」にクリアされる(図16参照)。このようにして、カム1センサ20からのカム1信号またはカム2センサ30からのカム2信号により気筒基準位置を示すカウンタCCGの値が求められる。
【0038】
次にステップS529に移行して、フラグXCCAVTが「1」であるかが判定される。ステップS529の判定条件が成立、即ち、カム1センサ20によるカム1信号の入力が有るときにはステップS530に移行し、カウンタCCGFが「0」にクリアされる(図16参照)。一方、ステップS529の判定条件が成立しないときにはステップS530がスキップされる。次にステップS531に移行して、フラグXCVTが「1」であるかが判定される。ステップS531の判定条件が成立、即ち、カム2センサ30によるカム2信号の入力が有るときにはステップS532に移行し、カウンタCCGFがカウントアップされる(図16参照)。一方、ステップS531の判定条件が成立しないときにはステップS532がスキップされる。
【0039】
次にステップS533に移行して、異常判定フラグXOCNTFが「1」であるかが判定される。ステップS533の判定条件が成立、即ち、異常判定フラグXOCNTFが「1」であるときにはステップS534に移行し、クランクセンサ10に異常(断線等)が発生しクランク信号が出力されていないため退避走行モードフラグXCLIMPが「1」にセットされる。一方、ステップS533の判定条件が成立しないときにはステップS534がスキップされる。次にステップS535に移行して、退避走行モードフラグXCLIMPが「1」であるかが判定される。ステップS535の判定条件が成立せず、即ち、退避走行モードフラグXCLIMPが「0」でありクランクセンサ10からのクランク信号が正常に出力されているときには、本ルーチンを終了する。
【0040】
一方、ステップS535の判定条件が成立、即ち、退避走行モードフラグXCLIMPが「1」でありクランクセンサ10が異常であるときには退避走行モードを実行するためステップS536に移行し、上述の点火時期制御や燃料噴射制御で必要な30°CA時間として上式(1)で算出されたカム信号間隔の時間T90Wの1/3がクランク信号間隔の時間T30とされ、カム信号間隔の時間T90Wが所定のメモリ領域にカム信号間隔の時間T90として記憶される。つまり、クランクセンサ10が異常であるときには、10°CA毎のクランク信号が発生されなくて30°CAタイミングが生成できないため、カム1信号及びカム2信号による90°CA間隔が利用され、その1/3間隔で疑似30°CAタイミングが生成されるのである。また、退避走行モード中では、今回のカム1信号またはカム2信号の割込時刻DASMが、点火・噴射タイマセット基準となる所定のメモリ領域に割込時刻ZTNEとして記憶される。
【0041】
次に、図15のステップS537に移行し、カウンタCCGが「0」であるかが判定される。ステップS537の判定条件が成立、即ち、カウンタCCGが「0」であるときには退避走行モード中における気筒基準位置であるとしてステップS538に移行し、カム1センサ20及びカム2センサ30による気筒判別済フラグXCVVTJが「1」にセットされる。次にステップS539に移行して、このタイミングに一致するクランク角カウンタCCRNKの値として「13」がセットされる(図16参照)。一方、ステップS537の判定条件が成立せず、即ち、カウンタCCGが「0」でないときには退避走行モード中における気筒基準位置でないとしてステップS540に移行し、気筒判別済フラグXCVVTJが「1」であるかが判定される。ステップS540の判定条件が成立せず、即ち、気筒判別済フラグXCVVTJが「0」でありカム1センサ20及びカム2センサ30による気筒判別が済んでいないときには何もすることなく本ルーチンを終了する。なお、本実施例では、カウンタCCGが「0」であるとき気筒基準位置としているが、これに限定されるものではなく、カウンタCCGがカウントされるタイミングならどこでもよい。
【0042】
一方、ステップS540の判定条件が成立、即ち、気筒判別済フラグXCVVTJが「1」でありカム1センサ20及びカム2センサ30による気筒判別が済んでいるときにはステップS541に移行し、カウンタCC30TJが「2」であるかが判定される。ここで、カウンタCC30TJは、図16に示すように、クランクセンサ10が正常時には「0」であり、退避走行モードフラグXCLIMPが「1」、かつカム1信号またはカム2信号が入力されると「2」に初期設定され、疑似30°CA処理の実行毎にカウントダウンされるカウンタである。ステップS541の判定条件が成立、即ち、退避走行モード中の加速により90°CAの間に疑似30°CA処理の実行がないときにはステップS542に移行し、退避走行モード中における気筒基準位置に適合させるためクランク角カウンタCCRNKが「3」カウントアップされる。一方、ステップS541の判定条件が成立せず、即ち、カウンタCC30TJが「2」でないときにはステップS543に移行し、カウンタCC30TJが「1」であるかが判定される。ステップS543の判定条件が成立、即ち、退避走行モード中の加速により90°CAの間に疑似30°CA処理の実行が1回だけあるときにはステップS544に移行し、退避走行モード中における気筒基準位置に適合させるためクランク角カウンタCCRNKが「2」カウントアップされる。一方、ステップS543の判定条件が成立せず、即ち、カウンタCC30TJが「1」でもないときにはステップS545に移行し、退避走行モード中の90°CAの間に疑似30°CA処理の実行が正常時と同じ2回あるとして退避走行モード中における気筒基準位置に適合させるためクランク角カウンタCCRNKが「1」カウントアップされる。
【0043】
ステップS539、ステップS542、ステップS544またはステップS545の処理ののちステップS546に移行し、カウンタCC30TJが「2」に初期設定される。次にステップS547に移行して、後述の疑似30°CA割込によるIC30W処理を要求するタイマセット(タイマ=ZTNE+T90W/3)が実行される。次にステップS548に移行して、図3に示す30°CA割込によるISN30S処理が実行されたのち本ルーチンを終了する。
【0044】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているECU40のマイクロコンピュータ50内のCPU51における疑似30°CA割込によるIC30Wの処理手順を示す図17のフローチャートに基づいて説明する。
【0045】
図17において、ステップS601では、退避走行モードフラグXCLIMPが「1」であるかが判定される。ステップS601の判定条件が成立せず、即ち、退避走行モードフラグXCLIMPが「0」でありクランクセンサ10が正常であるときにはステップS602に移行し、カウンタCC30TJが「0」にセットされたのち本ルーチンを終了する。一方、ステップS601の判定条件が成立、即ち、退避走行モードフラグXCLIMPが「1」でありクランクセンサ10が異常であるときには退避走行モードを実行するためステップS603に移行し、クランク角カウンタCCRNKが「1」カウントアップされる。
【0046】
次にステップS604に移行して、割込時刻ZTNEにカム信号間隔の時間T90Wの1/3が加算される。次にステップS605に移行して、カウンタCC30TJが「2」であるかが判定される。ステップS605の判定条件が成立、即ち、カウンタCC30TJが「2」であり1回目の疑似30°CA割込が完了しているときにはステップS606に移行し、2回目の疑似30°CA割込によるIC30W処理を要求するタイマセット(タイマ=ZTNE+T90W/3)が実行される。一方、ステップS605の判定条件が成立しないときにはステップS607に移行し、カウンタCC30TJが「1」であるかが判定される。ステップS607の判定条件が成立せず、即ち、カウンタCC30TJが「1」でもないときには上述のステップS602に移行し、同様にカウンタCC30TJが「0」にセットされたのち本ルーチンを終了する。
【0047】
ステップS606の処理ののち、またはステップS607の判定条件が成立、即ち、カウンタCC30TJが「1」であり2回目の疑似30°CA割込が完了しているときにはステップS608に移行し、図3に示す30°CA割込によるISN30S処理が実行される。次にステップS609に移行して、カウンタCC30TJが「1」カウントダウンされたのち本ルーチンを終了する。
【0048】
このように、本実施例の内燃機関用制御装置は、内燃機関のクランク軸1の所定クランク角度として10°CA毎(但し、欠歯時は20°CA)に発生されるクランク信号を検出するクランクセンサ10と、内燃機関のカム1軸11及びカム2軸21のカム角度に従って、クランク信号の発生間隔に対して9倍の関係にて発生されるカム信号を検出するカム1センサ20及びカム2センサ30と、クランク信号に応じた30°CA毎に内燃機関に対する燃料噴射制御処理、点火時期制御処理、またはその他の制御処理を実行するための起動タイミングを生成するECU40のマイクロコンピュータ50内のCPU51にて達成される起動タイミング生成手段と、クランクセンサ10の異常を検出するECU40のマイクロコンピュータ50内のCPU51にて達成される異常検出手段と、前記異常検出手段でクランクセンサ10の異常が検出されたときには、カム信号の発生間隔を分周して起動タイミングに代わる疑似起動タイミングを生成するECU40のマイクロコンピュータ50内のCPU51にて達成される疑似起動タイミング生成手段と、起動タイミングまたは疑似起動タイミングに応じて燃料噴射制御処理、点火時期制御処理またはその他の制御処理を実行するECU40のマイクロコンピュータ50内のCPU51にて達成される制御手段とを具備するものである。
【0049】
したがって、クランクセンサ10からのクランク信号が正常に発生されているときには通常の起動タイミングにて30°CA毎に内燃機関に対する燃料噴射制御処理、点火時期制御処理、またはその他の制御処理が実行される。一方、クランクセンサ10の異常(断線等)でクランク信号が出力されなくなったときにはカム信号の発生間隔が1/3分周されて生成された疑似起動タイミングに応じて同様に各種制御処理が実行される。これにより、クランクセンサ10の異常時でクランク信号の入力がなくてもカム信号の入力がありさえすれば、疑似起動タイミングにて内燃機関に対して必要な各種制御処理が実行されることで退避走行が可能となる。
【0050】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているECU40のマイクロコンピュータ50内のCPU51におけるクランクセンサ異常時のフェイルセーフ及び疑似30°CA割込によるIC30Wの処理手順を示す図14、図15及び図17の変形例を示す図18のフローチャートに基づいて説明する。なお、本変形例では変更されている処理手順のみについて説明し、重複する処理手順についてはその説明を省略する。
【0051】
本変形例では、図18(a)に示すステップS701が上述の実施例における図14のステップS524に相当している。図18(a)において、ステップS701では、前回のカム信号間隔時間T90WがT90WOとして所定のメモリ領域に記憶され、上式(1)にて今回のカム信号間隔時間T90Wが算出され、加減速比率DLTA90が次式(2)にて算出される。ここで、K0 は車両適合値である。
【0052】
【数2】
DLTA90=(T90W/T90WO)×K0 ・・・(2)
このようにして、図18(a)のステップS701で算出された加減速比率DLTA90に基づき次の90°CA間隔が予測され、更に、その間隔の1/3分周による疑似30°CAに重み付けが実施される。また、図18(b)に示すステップS702〜ステップS705が上述の実施例における図15のステップS547に相当している。図18(b)において、ステップS702では、加減速比率DLTA90が0未満であるかが判定される。ステップS702の判定条件が成立、即ち、加速時であるときにはステップS703に移行し、1回目の疑似30°CA時間TIM1及び2回目の疑似30°CA時間TIM2が次式(3)にて算出される。ここで、K1 ,K2 は車両適合値であり、K1 >K2 である。
【0053】
【数3】
TIM1=T90W×DLTA90×K1
TIM2=T90W×DLTA90×K2 ・・・(3)
一方、ステップS702の判定条件が成立せず、即ち、減速時であるときにはステップS704に移行し、1回目の疑似30°CA時間TIM1及び2回目の疑似30°CA時間TIM2が次式(4)にて算出される。ここで、K3 ,K4 は車両適合値であり、K3 <K4 である。
【0054】
【数4】
TIM1=T90W×DLTA90×K3
TIM2=T90W×DLTA90×K4 ・・・(4)
ステップS703またはステップS704の処理ののちステップS705に移行し、1回目の疑似30°CA割込によるIC30W処理を要求するタイマセットが実行される。このときのタイマとしては割込時刻ZTNE(=DASM)に1回目の疑似30°CA時間TIM1が加算されたものとなる。
【0055】
また、本変形例では、図18(c)に示すステップS706〜ステップS710が上述の実施例における図17のステップS604〜ステップS607に相当している。図18(c)において、ステップS706では、カウンタCC30TJが「2」であるかが判定される。ステップS706の判定条件が成立、即ち、カウンタCC30TJが「2」であり1回目の疑似30°CA割込が完了しているときにはステップS707に移行し、割込時刻ZTNEに1回目の疑似30°CA時間TIM1が加算され、割込時刻ZTNEをその処理時点の時刻に合わせる処理が実行される。次にステップS708に移行して、2回目の疑似30°CA割込によるIC30W処理を要求するタイマセットが実行される。このときのタイマとしては割込時刻ZTNEに2回目の疑似30°CA時間TIM2が加算されたものとなる。
【0056】
一方、ステップS706の判定条件が成立せず、即ち、カウンタCC30TJが「2」でないときにはステップS709に移行し、カウンタCC30TJが「1」であるかが判定される。ステップS709の判定条件が成立、即ち、カウンタCC30TJが「1」であり2回目の疑似30°CA割込が完了しているときにはステップS710に移行し、割込時刻ZTNEに2回目の疑似30°CA時間TIM2が加算され、割込時刻ZTNEをその処理時点の時刻に合わせる処理が実行される。一方、ステップS709の判定条件が成立せず、即ち、カウンタCC30TJが「1」でないときには上述のステップS602に移行し、同様の処理が実行される。
【0057】
このように、本変形例の内燃機関用制御装置は、ECU40のマイクロコンピュータ50内のCPU51にて達成される疑似起動タイミング生成手段がカム1信号またはカム2信号の発生間隔(クランク角換算で90°CA)の1/3分周に対応する疑似30°CAによる2回の疑似起動タイミングが生成できないときには、所定の重み付けによる補正によって2回の疑似起動タイミングを生成するものである。つまり、前回の90°CA間隔によって予測された90°CA間隔が急加速によって短くなると前回の90°CA間隔によって予測された1/3分周に対応する疑似30°CAが長過ぎることとなり疑似30°CAによる割込処理が1回または0回となくなってしまうこととなる。一方、前回の90°CA間隔によって予測された90°CA間隔が減速によって長くなると前回の90°CA間隔によって予測された1/3分周に対応する疑似30°CAが短過ぎることとなり疑似30°CAによる割込処理が適切なタイミングで実行されないこととなる。これに対処するため、疑似30°CA割込発生用タイマに対して加減速の程度に応じた所定の重み付けによる補正が行われる。これにより、カム信号のみによる疑似30°CA割込が適切なタイミングで実行され、退避走行モードであっても内燃機関の運転状態をより安定させることが可能となる。
【0058】
ところで、上記実施例では、4サイクルV型8気筒の内燃機関で2つのカム軸に各カムセンサを有し2つのカム信号が発生されるものについて述べたが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、内燃機関としては4サイクル直列4気筒等でカム信号は1つであっても複数であってもよく、要は、カム信号が内燃機関に対する各種制御処理の起動タイミングの倍数毎に発生され、かつ気筒判別ができればよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置を示す概略構成図である。
【図2】図2は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているECUのマイクロコンピュータ内のCPUにおけるクランクセンサ正常時の各種制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図3】図3は図2の30°CA割込の処理手順を示すフローチャートである。
【図4】図4は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているECUのマイクロコンピュータ内のCPUにおける点火時期制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図5】図5は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているECUのマイクロコンピュータ内のCPUにおける点火時期制御の通電開始割込の処理手順を示すフローチャートである。
【図6】図6は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているECUのマイクロコンピュータ内のCPUにおける燃料噴射制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図7】図7は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているECUのマイクロコンピュータ内のCPUにおける点火時期制御の噴射開始割込の処理手順を示すフローチャートである。
【図8】図8は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているECUのマイクロコンピュータ内のCPUにおけるクランクセンサ異常判定の処理手順を示すフローチャートである。
【図9】図9は図8のタイマカウンタに対する8ms毎の処理手順を示すフローチャートである。
【図10】図10は図8のタイマカウンタに対する10°CA割込の処理手順を示すフローチャートである。
【図11】図11は図8におけるタイマカウンタとクランク信号との関係を示すタイムチャートである。
【図12】図12は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているECUのマイクロコンピュータ内のCPUにおけるクランクセンサ異常時のカム1信号割込の処理手順を示すフローチャートである。
【図13】図13は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているECUのマイクロコンピュータ内のCPUにおけるクランクセンサ異常時のカム2信号割込の処理手順を示すフローチャートである。
【図14】図14は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているECUのマイクロコンピュータ内のCPUにおけるクランクセンサ異常時のフェイルセーフの処理手順を示すフローチャートである。
【図15】図15は図14に続くクランクセンサ異常時のフェイルセーフの処理手順を示すフローチャートである。
【図16】図16は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で用いられているクランクセンサからのクランク信号異常時における各種信号等の遷移状態を示すタイミングチャートである。
【図17】図17は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているECUのマイクロコンピュータ内のCPUにおける疑似30°CA割込制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図18】図18は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されているECUのマイクロコンピュータ内のCPUにおけるクランクセンサ異常時のフェイルセーフ及び疑似30°CA割込制御の処理手順の変形例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 クランク軸
10 クランクセンサ
11 カム1軸
20 カム1センサ
21 カム2軸
30 カム2センサ
40 ECU(電子制御ユニット)
50 マイクロコンピュータ
51 CPU
Claims (2)
- 内燃機関のクランク軸の所定クランク角度毎に発生されるクランク信号を検出するクランクセンサと、
前記内燃機関のカム軸のカム角度に従って、前記クランク信号の発生間隔に対して倍数の関係にて発生されるカム信号を検出するカムセンサと、
前記クランク信号に応じた所定のクランク角度毎に前記内燃機関に対する燃料噴射制御処理、点火時期制御処理、またはその他の制御処理を実行するための起動タイミングを生成する起動タイミング生成手段と、
前記クランクセンサの異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段で前記クランクセンサの異常が検出されたときには、前記カム信号の発生間隔を分周して前記起動タイミングに代わる疑似起動タイミングを生成する疑似起動タイミング生成手段と、
前記起動タイミングまたは前記疑似起動タイミングに応じて燃料噴射制御処理、点火時期制御処理またはその他の制御処理を実行する制御手段と
を具備することを特徴とする内燃機関用制御装置。 - 前記疑似起動タイミング生成手段は、前記カム信号の発生間隔の分周に対応する所定回数の前記疑似起動タイミングが生成できないときには、所定の重み付けによる補正によって前記所定回数の前記疑似起動タイミングを生成することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関用制御装置。
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