JP3764023B2 - エンジンの気筒判別装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンの気筒判別装置に関し、異常時等に対応した気筒判別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の気筒判別装置としては、クランク角センサからの基準クランク角信号の出力間でカムセンサから気筒数に対応する数の気筒判別信号を出力させて、気筒判別を行わせるものが知られている（特開平５−１０６５００号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、例えば６気筒エンジンでは、気筒判別信号を出力させるためのシグナルプレートに、基準クランク角信号の出力間に最大で６つの被検出部を設ける必要があるため、特に突起部を磁気式センサで検出させる構成では、シグナルプレートを小型化できないという問題があった。
【０００４】
そこで、本願出願人は、複数本のカムシャフトに対応して複数のカムセンサを設け、クランク角センサから基準クランク角位置を検出するための信号が出力される間に、複数のカムセンサから出力される信号の数の組み合わせにより、シグナルプレートに設ける被検出部の数が少なくても気筒判別が行えるようにした気筒判別装置を提案した。
【０００５】
しかし、上記気筒判別装置においても、クランク角センサが故障した場合は、気筒判別（気筒に対応する基準クランク角位置の検出）を行なえるように補償する必要がある。
【０００６】
本発明は、上記の実情に鑑みなされたもので、カムセンサからの信号のみに基づいて気筒判別を行なえるようにしたエンジンの気筒判別装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明は、
気筒間の行程位相差毎に各気筒の基準クランク角位置を設定し、行程が相前後する気筒の基準クランク角位置間に所定数の気筒判別信号を出力するカムセンサを２個備え、これら２個のカムセンサからの気筒判別信号のみを処理して気筒判別を行うエンジンの気筒判別装置であって、
前記２個のカムセンサから出力される気筒判別信号を順次入力しつつ、気筒判別信号が入力されてから直ぐ次の気筒判別信号が入力される間の周期を計測し、最新に計測された周期とその１回前に計測された周期との比と、最新に気筒判別信号が出力されたカムセンサが２個のうちのいずれのカムセンサであるかの区別と、に基づいて特定気筒を判別する特定気筒判別手段
を含んで構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項１に係る発明によると、
２個のカムセンサから順次出力される気筒判別信号毎のクランク角間隔の最新値と前回値との比の特性を、特定気筒に対応する気筒判別信号出力時は、それ以外の気筒判別信号出力時とでは相違するように設定することで、気筒判別信号入力間の最新の周期と前回の周期との比と、カムセンサの区別とに基づいて特定気筒がそれ以外の気筒と区別して判別される。
【０００９】
このようにして、特定気筒が判別され、該特定気筒の判別結果と気筒判別信号の出力特性を組み合わせることで、特定気筒以外の気筒が判別される。
これにより、カムセンサからの気筒判別信号のみに基づいて気筒判別を行なうことができる。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、
クランクシャフトの回転に同期して、気筒間の行程位相差毎の基準クランク角位置を検出可能なクランク角信号を出力するクランク角センサを有し、該クランク角センサの異常診断を行いつつ、正常時は、前記検出された基準クランク角位置と前記カムセンサからの気筒判別信号に基づいて気筒判別を行い、異常時に、前記特定気筒判別手段により特定気筒の判別を行なうことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明によると、
クランク角センサの正常時は、該クランク角センサから出力されるクランク角信号に基づいて基準クランク角位置を検出し、該基準クランク角位置とカムセンサからの気筒判別信号に基づいて気筒判別が行なわれる。例えば、前後する基準クランク角位置間における各カムセンサからの気筒判別信号出力数の組み合わせによって気筒判別を行える。
【００１２】
一方、クランク角センサの異常時は、前記複数のカムセンサからの気筒判別信号のみに基づいて気筒判別が行なわれる。
このようにすれば、クランク角センサの正常時は、クランクシャフトの回転に同期したクランク角信号に基づいて基準クランク角位置を高精度に検出しつつ、該基準クランク角位置に対応する気筒を判別して高精度なエンジン制御（点火時期制御、燃料噴射制御等）を行なうことができると共に、異常時でも気筒判別を行えることにより必要なエンジン制御が補償される。
【００１３】
また、請求項３に係る発明は、
クランクシャフトに対する吸気側カムシャフトの回転位相を変化させることで吸気バルブタイミングを変化させる吸気バルブタイミング制御装置を備えたエンジンにおいて、
前記クランク角センサの異常時には、クランクシャフトに対する吸気側カムシャフトの回転位相を最も遅角された回転位相に制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項３に係る発明によると、
クランク角センサの異常時には、吸気バルブタイミング制御装置によって、クランクシャフトに対する吸気側カムシャフトの回転位相が最も遅角された回転位相に制御される。
【００１５】
これにより、前記異常時にフェールセーフ制御を行なう場合に、吸気バルブタイミングが進角側に制御されていることによる不都合、例えばアイドル運転時にノッキングを生じることなどを防止でき、安定したフェールセーフ制御を行なうことができる。また、クランクシャフトに対する吸気側カムシャフトの回転位相が既知の位相に固定されるので基準クランク角位置を高精度に検出でき、フェールセーフ制御の精度を高めることができる。
【００１６】
また、請求項４に係る発明は、
クランクシャフトに対する排気側カムシャフトの回転位相を変化させることで排気バルブタイミングを変化させる排気バルブタイミング制御装置を備えたエンジンにおいて、
前記クランク角センサの異常時には、クランクシャフトに対する排気側カムシャフトの回転位相を最も進角された回転位相に制御することを特徴とする。
【００１７】
請求項４に係る発明によると、
クランク角センサの異常時には、排気バルブタイミング制御装置によって、クランクシャフトに対する排気側カムシャフトの回転位相が最も進角された回転位相に制御される。
【００１８】
これにより、前記異常時にフェールセーフ制御を行なう場合に、排気バルブタイミングが遅角側に制御されていることによる不都合、例えばアイドル運転時にノッキングを生じることなどを防止でき、安定したフェールセーフ制御を行なうことができる。また、クランクシャフトに対する排気側カムシャフトの回転位相が既知の位相に固定されるので基準クランク角位置を高精度に検出でき、フェールセーフ制御の精度を高めることができる。
【００１９】
また、請求項５に係る発明は、
前記最新に計測された周期を前記前回計測された周期で除算した値が閾値を超える時に、前記特定気筒が判別されることを特徴とする。
【００２０】
請求項５に係る発明によると、
カムセンサの気筒判別信号毎のクランク角間隔の最新値／前回値を、特定気筒に対応する気筒判別信号出力時は、それ以外の気筒判別信号出力時より大きく設定しておくことにより、特定気筒に対応する気筒判別信号出力時のみ（最新に計測された周期）／（前回計測された周期）が閾値を超えることとなり、それによって特定気筒をそれ以外の気筒とは区別して判別することができる。
【００２１】
また、請求項６に係る発明は、
前記特定気筒判別手段による特定気筒の判別毎に、該特定気筒判別後に２つのカムセンサから入力される気筒判別信号の総入力回数を計測し、前記判別された特定気筒とその後の気筒判別信号の総入力回数とに基づいて前記特定気筒以外の気筒を判別することを特徴とする前記特定気筒以外の気筒の判別は、特定気筒が判別された直後からの各カムセンサからの気筒判別信号の出力総数により判別することを特徴とする。
【００２２】
請求項６に係る発明によると、
特定気筒の判別を確定する気筒判別信号の出力後、全てのカムセンサから出力される気筒判別信号の出力総数を特定気筒以外の各気筒に対応させておくことにより、該出力総数に基づいて、特定気筒以外の各気筒を判別することができる。
【００２３】
また、請求項７に係る発明は、
Ｖ型エンジンにおいて、前記カムセンサを各バンク毎に対応してそれぞれに１つずつ設けることを特徴とする。
【００２４】
請求項７に係る発明によると、
Ｖ型エンジンの一方バンクのカムシャフトに設けたカムセンサが基準クランク角位置間で出力する気筒判別信号の数と、他方バンクのカムシャフトに設けたカムセンサが基準クランク角位置間で出力する気筒判別信号の数との組み合せに基づいて気筒判別が行われる。
【００２５】
このようにすれば、２つのカムセンサを異なるカムシャフトに振り分けて設置させることで、１つのカムシャフトに２つのカムセンサを設ける場合に比べ、カムシャフトの長さ方向の大型化を回避できるという効果がある。
【００２６】
また、請求項８に係る発明は、
吸気側のカムシャフトと排気側のカムシャフトとを備えるエンジンにおいて、前記カムセンサを各カムシャフトに対応してそれぞれに１つずつ設けることを特徴とする。
【００２７】
請求項８に係る発明によると、
吸気側のカムシャフトに設けたカムセンサが基準クランク角位置間で出力する気筒判別信号の数と、排気側のカムシャフトに設けたカムセンサが基準クランク角位置間で出力する気筒判別信号の数との組み合せに基づいて気筒判別が行われる。
【００２８】
このようにすれば、請求項７に係る発明と同様、２つのカムセンサを異なるカムシャフトに振り分けて設置させることで、１つのカムシャフトに２つのカムセンサを設ける場合に比べ、カムシャフトの長さ方向の大型化を回避できるという効果がある。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は６気筒Ｖ型エンジンであり、各バンク毎に吸気側カムシャフト２ａ，２ｂ及び排気側カムシャフト３ａ，３ｂを備える。
【００３０】
そして、各バンクの吸気側カムシャフト２ａ，２ｂそれぞれにシグナルプレート４，５がそれぞれ軸支され、各シグナルプレート４，５に形成される突起部（図示省略）をそれぞれに検出して気筒判別信号Phase1，Phase2を出力する磁気式の第１カムセンサ６，第２カムセンサ７が設けられる。
【００３１】
但し、各バンクの排気側カムシャフト３ａ，３ｂそれぞれに第１カムセンサ６、第２カムセンサ７を設けてもよいし、一方のバンクの吸気側カムシャフト２ａ及び排気側カムシャフト３ａに第１カムセンサ６，第２カムセンサ７を設置する構成であっても良い。
【００３２】
また、クランクプーリに取り付けられたシグナルプレート８に形成される突起部（図示省略）を検出して単位角度毎のポジション信号ＰＯＳを出力する磁気式のクランク角センサ９が設けられる。
【００３３】
前記第１カムセンサ６，第２カムセンサ７及びクランク角センサ９の検出信号はコントロールユニット１０に入力され、気筒判別機能を有するコントロールユニット１０は前記検出信号に基づき気筒判別を行い、該気筒判別結果に基づいてエンジンにおける燃料噴射や点火を制御する。また、クランクシャフトに対する吸気側、排気側カムシャフトの回転位相を変化させることで作動角一定のままバルブタイミングを変化させる吸気バルブタイミング制御装置及び排気バルブタイミング制御装置を備え、前記検出信号に基づき吸気側カムシャフトの前記回転位相を検出し、前記回転位相をフィードバック制御する。なお、排気側カムシャフトの回転位相は、図外の別のセンサによる検出信号に基づき検出される。
【００３４】
図２は、上記６気筒Ｖ型エンジンにおける第１カムセンサ６，第２カムセンサ７及びクランク角センサ９の出力特性を示すものであり、ポジション信号ＰＯＳは、気筒間の行程位相差に相当する１２０°ＣＡ毎に歯抜けを生じるように構成され、該歯抜け位置を検出することで基準クランク角位置が検出される。
【００３５】
一方、気筒判別信号Phase1は、＃１−＃２の基準クランク角位置間で０、＃２−＃３の基準クランク角位置間で１つ、＃３−＃４の基準クランク角位置間で０、＃４−＃５の基準クランク角位置間で１つ、＃５−＃６の基準クランク角位置間で２つ、＃６−＃１の基準クランク角位置間で２つ、出力されるようになっている。
【００３６】
また、気筒判別信号Phase2は、＃１−＃２の基準クランク角位置間で１つ、＃２−＃３の基準クランク角位置間で２つ、＃３−＃４の基準クランク角位置間で２つ、＃４−＃５の基準クランク角位置間で０、＃５−＃６の基準クランク角位置間で１つ、＃６−＃１の基準クランク角位置間で０、出力されるようになっている。
【００３７】
従って、気筒判別信号Phase1，Phase2の出力数の組み合わせは、図３に示すように６パターンとなり、いずれの組み合わせであるかを判別することで、６気筒それぞれについて気筒判別が可能である。
【００３８】
次に、基準クランク角位置間の気筒判別信号Phase1，Phase2の出力数の組み合わせによる気筒判別制御をフローチャートに従って詳細に説明する。
図４のフローチャートは、気筒判別信号Phase1の出力毎に割り込み実行されるようになっており、ステップＳ１では、気筒判別信号Phase1の出力数をカウントするためのカウンタPHCNT1を１アップさせる。
【００３９】
次のステップＳ２では、カウンタPHCNT1が１であるか否かを判別することで、基準クランク角位置後の先頭の気筒判別信号Phase1であるか否かを判別する。
そして、カウンタPHCNT1が１である場合には、ステップＳ３へ進み、直前の基準クランク角位置から先頭の気筒判別信号Phase1までの角度から吸気側カムシャフトの回転位相（吸気バルブタイミング）を検出する。
【００４０】
図５のフローチャートは、気筒判別信号Phase2の出力毎に割り込み実行されるようになっており、図４のフローチャートと同様に、ステップＳ１１で気筒判別信号Phase2の出力数をカウントするためのカウンタPHCNT2を１アップさせると（計数手段）、次のステップＳ１２では、カウンタPHCNT2が１であるか否かを判別し、カウンタPHCNT2が１である場合には、ステップＳ１３へ進み、直前の基準クランク角位置から先頭の気筒判別信号Phase2までの角度から吸気側カムシャフトの回転位相（吸気バルブタイミング）を検出する。
【００４１】
図６のフローチャートは、ポジション信号ＰＯＳの出力毎に割り込み実行されるようになっており、ステップＳ２１では、ポジション信号ＰＯＳの出力周期ＴＰＯＳの前回値ＴＰＯＳｚにセットし、次のステップＳ２２では、最新周期ＴＰＯＳを求める。
【００４２】
ステップＳ２３では、周期比ratio＝ＴＰＯＳ／ＴＰＯＳｚを演算し、ステップＳ２４では、前記周期比ratioが判定レベルを超えているか否かを判別することで歯抜け部分であるか否かを判別する。
【００４３】
周期比ratioが判定レベル以下であればそのまま本ルーチンを終了させるが、周期比ratioが判定レベルを超えていると判断されたときには、ステップＳ２５で基準クランク角位置の判定を行う。
【００４４】
ステップＳ２６では、前記気筒判別信号Phase1，Phase2の出力数のカウンタPHCNT1,PHCNT2に基づき、図３に示したようなテーブルを参照することで、気筒判別（今回の基準クランク角位置に対応する気筒の判別）を行わせる。
【００４５】
ステップＳ２７では、前記カウンタPHCNT1,PHCNT2をクリアし、次の基準クランク角位置間での気筒判別信号Phase1，Phase2の出力数がカウントされるようにする。
【００４６】
次に、クランク角センサに故障を生じた場合の本発明にかかるバックアップ制御について説明する。
図７は、クランク角センサの故障診断及び故障時のバックアップ制御開始までのルーチンを示すフローチャートである。
【００４７】
ステップＳ３１では、気筒判別信号Phase1，Phase2の入力があるのにポジション信号ＰＯＳが入力されていない状態が所定期間継続しているか否かによって、クランク角センサ９の故障（断線）の有無を判定する。
【００４８】
上記状態が継続していると判定されたときは、ステップＳ３２においてクランク角センサが故障していると診断し、燃料カット、点火中止などのフェールセーフ制御を開始すると共に、吸排気バルブタイミング制御装置により吸気側カムシャフト２ａ，２ｂをクランクシャフトに対して最も遅角するクランク角位置まで相対回転させるとともに排気側カムシャフト３ａ，３ｂをクランクシャフトに対して最も進角するクランク角位置まで相対回転する制御を開始する。
【００４９】
前記故障診断後、ステップＳ３３で更に所定のＮＧ判定ディレイ時間の経過を待って、ステップＳ３４でＮＧ診断結果を記憶する。具体的には、ミルランプの点灯などを行なう。
【００５０】
ステップＳ３５で、更に本発明に係るバックアップ制御の開始前に所定のバックアップ開始ディレイ時間の経過を待って、ステップＳ３６で該バックアップ制御を開始する。即ち、吸気側カムシャフトが進角され、あるいは排気側カムシャフトが遅角された位置でバックアップ制御を開始してしまうと、アイドル運転でノッキングを生じるなどの問題が懸念されるので前記吸排気バルブタイミング制御が完全に終了するのを待ってから、バックアップ制御を開始する。
【００５１】
以下、上記バックアップ制御について説明する。
前記気筒判別信号Phase1，Phase2の出力特性は、第２カムセンサ７から＃１−＃２の基準クランク角位置間で出力される気筒判別信号Phase2と、第１カムセンサ６から＃２−＃３の基準クランク角位置間で出力される気筒判別信号Phase1との間が最長のクランク角間隔に設定され、その直後に第２カムセンサ７から出力される気筒判別信号Phase2の間が最短のクランク角間隔に設定される。同様に、第１カムセンサ６から＃４−＃５の基準クランク角位置間で出力される気筒判別信号Phase1と、第２カムセンサ７から＃５−＃６の基準クランク角位置間で出力される気筒判別信号Phase2との間が最長のクランク角間隔に設定され、その直後に第１カムセンサ６から出力される気筒判別信号Phase1の間が最短のクランク角間隔に設定される（図２参照）。
【００５２】
上記特性に基づいて、バックアップ制御が図８のタイムチャートに示すように実行される。
図８において、Phase入力周期は、第１カムセンサ６からの気筒判別信号Phase1又は第２カムセンサ７からの気筒判別信号Phase2を入力する毎に計測される該信号入力間の周期である。
【００５３】
Phase入力周期比は、前記Phase入力周期の最新に計測された値と前回計測された値との比（今回値／前回値）である。
前記Phase入力周期比が、判定スライスレベルＳ／Ｌ（閾値）を超えていることを判別した時点（超えた後、次の気筒判別信号Phaseを入力したとき）を、＃１又は＃４のいずれかの気筒（特定気筒）の基準位置ＲＥＦとする。
【００５４】
フラグＦＬＧＲＥＦは、最初に＃１又は＃４のいずれかの特定気筒であることが判別されたときに、０（バックアップ制御開始前は０にリセットされている）から１に切り換えられる。
【００５５】
フラグＦＬＧＧＲＰは、前記＃１又は＃４のいずれかの特定気筒であることが判別され、かつ、そのとき気筒判別信号Phase1が入力されているときに０に切り換えられ、同じく特定気筒の判別時に気筒判別信号Phase2が入力されているときに１に切り換えられる。
【００５６】
すなわち、まず、フラグＦＬＧＲＥＦが１に切り換わったときに、最初に＃１又は＃４のいずれかの特定気筒であることが判別され、かつ、そのときフラグＦＬＧＧＲＰが０であるときは＃１気筒、フラグＦＬＧＧＲＰが１であるときは＃４気筒であるとして、最初の特定気筒が判別され、その後は、フラグＦＬＧＧＲＰの値が切り換わる毎に、＃１、＃４が判別される。つまり、前記Phase入力周期比と最新に気筒判別信号が出力されたカムセンサの区別とに基づいて特定気筒が判別される。
【００５７】
また、カウンタＢＣＡＭＣＮＴは、前記フラグＦＬＧＲＥＦが１に切り換わった後、前記気筒判別信号Phase1又は気筒判別信号Phase2を入力する毎にインクリメントされ、＃１又は＃４の特定気筒が判別される毎にクリアされる。
【００５８】
そして、前記＃１、＃４の特定気筒が判別された後、該判別結果と前記カウンタＢＣＡＭＣＮＴのカウント値とに基づいて、該特定気筒＃１、＃４以外の気筒（＃２、＃３、＃５、＃６）を判別する。具体的には、フラグＦＬＧＧＲＰが０となって＃１気筒を判別後、カウンタＢＣＡＭＣＮＴが２となったときに＃２気筒を判別し、カウンタＢＣＡＭＣＮＴが４となったときに＃３気筒を判別する。次いで、フラグＦＬＧＧＲＰが１となって＃４気筒を判別後、カウンタＢＣＡＭＣＮＴが２となったときに＃５気筒を判別し、カウンタＢＣＡＭＣＮＴが４となったときに＃６気筒を判別する（図９参照）。
【００５９】
次に、上記バックアップ制御を、フローチャートに従って詳細に説明する。
図１０及び図１１のフローチャートは、バックアップ制御開始後、気筒判別信号Phase1又はPhase2の出力毎に割込み実行されるようになっており、ステップＳ４１では、前記Phase入力周期を算出する。
【００６０】
ステップＳ４２では、現在記憶されている前記Phase入力周期比（前記Phase入力周期の今回値／前回値）が判定スライスレベルＳ／Ｌを超えているか否かを判定する。
【００６１】
ステップＳ４２で判定スライスレベルＳ／Ｌを超えていると判定されたときは、ステップＳ４３へ進み、前記フラグＦＬＧＲＥＦを１にセットする。
ステップＳ４４では、今回入力された気筒判別信号が、Phase1又はPhase2のいずれであるかを判別する。
【００６２】
そして、Phase1と判定されたときには、ステップＳ４５へ進んで、＃１気筒であると判別する（該判別時点を＃１気筒の基準位置とする。以下同様）と共に、前記フラグＦＬＧＧＲＰを０にセットする。また、Phase2と判定されたときには、ステップＳ４６へ進んで、＃４気筒であると判別すると共に、前記フラグＦＬＧＧＲＰを１にセットする。
【００６３】
次いで、ステップＳ４７では、前記ステップＳ４１で算出された今回のPhase入力周期Ｔｎと前回算出されたPhase入力周期Ｔｏとにより、前記Phase入力周期比（Ｔｎ／Ｔｏ）を算出し、次回の前記ステップＳ４２で使用するため記憶すると共に、前記カウンタＢＣＡＭＣＮＴを０にクリアする。
【００６４】
一方、前記ステップＳ４２で前記Phase入力周期比が判定スライスレベルを超えていないと判定されたときは、ステップＳ４８へ進んで、前記フラグＦＬＧＲＥＦの値を判別する。そして、フラグＦＬＧＲＥＦが０のとき、つまり、最初の特定気筒がまだ判別されていないときは、このフローを終了して新たな気筒判別信号の入力を待つ。
【００６５】
また、フラグＦＬＧＲＥＦが１のとき、つまり、最初の特定気筒が判別された後は、ステップＳ４９へ進み、前記カウンタＢＣＡＭＣＮＴをインクリメントした後、ステップＳ５０へ進んで前記フラグＦＬＧＧＲＰの値を判別する。
【００６６】
そして、フラグＦＬＧＧＲＰが０のとき、つまり、現在判別されている気筒が＃１気筒であるときは、ステップＳ５１で該カウンタＢＣＡＭＣＮＴのカウント値が２であるか否かを判定し、２のときは、ステップＳ５２で＃２気筒であると判別する。また、カウンタＢＣＡＭＣＮＴのカウント値が２でない場合は、ステップＳ５３で該カウント値が４であるか否かを判定し、４のときは、ステップＳ５４で＃３気筒であると判別する。そして、これらの気筒判別後、このフローを終了する。また、カウンタＢＣＡＭＣＮＴのカウント値が２、４以外と判定されたときは、現在の気筒判別結果を維持したまま、このフローを終了する。
【００６７】
また、ステップＳ５０でフラグＦＬＧＧＲＰが１のとき、つまり、現在判別されている気筒が＃４気筒であるときも、同様にして気筒判別が行なわれる。すなわち、ステップＳ５５からステップＳ５８までで、前記カウンタＢＣＡＭＣＮＴをインクリメントしつつ、カウント値が２、４のときにそれぞれ＃５気筒、＃６気筒と判定し、それ以外の時は、現在の気筒判別結果を維持したまま、このフローを終了する。
【００６８】
図１２は、前記同様の第１カムセンサ６，第２カムセンサ７を、直列６気筒エンジン１の吸気側カムシャフト２と排気側カムシャフト３に設けた第２の実施の形態を示す。気筒判別制御については、第１の実施の形態と同様にして実行される。
【００６９】
このようにすれば、２つのカムセンサを異なるカムシャフトに振り分けて設置させることで、カムシャフトの長さ方向の大型化を回避しつつ、クランク角センサの異常時には、前記２つのカムセンサからの信号のみに基づいて気筒判別を行ってフェールセーフ制御を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態におけるＶ型６気筒エンジンのシステム構成を示す図。
【図２】上記Ｖ型６気筒エンジンにおける検出信号の出力特性を示すタイムチャート。
【図３】図２の出力特性における気筒判別パターンを示す図。
【図４】基準クランク角位置間での気筒判別信号Phase1のカウント処理を示すフローチャート。
【図５】基準クランク角位置間での気筒判別信号Phase2のカウント処理を示すフローチャート。
【図６】気筒判別信号Phase1，Phase2のカウント値に基づく気筒判別処理を示すフローチャート。
【図７】クランク角センサの故障診断とバックアップ制御開始までのフローチャート。
【図８】上記バックアップ制御の様子を示すタイムチャート。
【図９】上記バックアップ制御時の気筒判別パターンを示す図。
【図１０】上記バックアップ制御の気筒判別信号の割込みによるカウント処理の前段を示すフローチャート。
【図１１】上記バックアップ制御の気筒判別信号の割込みによるカウント処理の後段を示すフローチャート。
【図１２】第２の実施の形態における直列６気筒エンジンのシステム構成を示す図。
【符号の説明】
１…エンジン
２ａ，２ｂ…吸気側カムシャフト
３…排気側カムシャフト
６…第１カムセンサ
７…第２カムセンサ
９…クランク角センサ
１０…コントロールユニット
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンの気筒判別装置に関し、異常時等に対応した気筒判別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の気筒判別装置としては、クランク角センサからの基準クランク角信号の出力間でカムセンサから気筒数に対応する数の気筒判別信号を出力させて、気筒判別を行わせるものが知られている（特開平５−１０６５００号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、例えば６気筒エンジンでは、気筒判別信号を出力させるためのシグナルプレートに、基準クランク角信号の出力間に最大で６つの被検出部を設ける必要があるため、特に突起部を磁気式センサで検出させる構成では、シグナルプレートを小型化できないという問題があった。
【０００４】
そこで、本願出願人は、複数本のカムシャフトに対応して複数のカムセンサを設け、クランク角センサから基準クランク角位置を検出するための信号が出力される間に、複数のカムセンサから出力される信号の数の組み合わせにより、シグナルプレートに設ける被検出部の数が少なくても気筒判別が行えるようにした気筒判別装置を提案した。
【０００５】
しかし、上記気筒判別装置においても、クランク角センサが故障した場合は、気筒判別（気筒に対応する基準クランク角位置の検出）を行なえるように補償する必要がある。
【０００６】
本発明は、上記の実情に鑑みなされたもので、カムセンサからの信号のみに基づいて気筒判別を行なえるようにしたエンジンの気筒判別装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明は、
気筒間の行程位相差毎に各気筒の基準クランク角位置を設定し、行程が相前後する気筒の基準クランク角位置間に所定数の気筒判別信号を出力するカムセンサを２個備え、これら２個のカムセンサからの気筒判別信号のみを処理して気筒判別を行うエンジンの気筒判別装置であって、
前記２個のカムセンサから出力される気筒判別信号を順次入力しつつ、気筒判別信号が入力されてから直ぐ次の気筒判別信号が入力される間の周期を計測し、最新に計測された周期とその１回前に計測された周期との比と、最新に気筒判別信号が出力されたカムセンサが２個のうちのいずれのカムセンサであるかの区別と、に基づいて特定気筒を判別する特定気筒判別手段
を含んで構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項１に係る発明によると、
２個のカムセンサから順次出力される気筒判別信号毎のクランク角間隔の最新値と前回値との比の特性を、特定気筒に対応する気筒判別信号出力時は、それ以外の気筒判別信号出力時とでは相違するように設定することで、気筒判別信号入力間の最新の周期と前回の周期との比と、カムセンサの区別とに基づいて特定気筒がそれ以外の気筒と区別して判別される。
【０００９】
このようにして、特定気筒が判別され、該特定気筒の判別結果と気筒判別信号の出力特性を組み合わせることで、特定気筒以外の気筒が判別される。
これにより、カムセンサからの気筒判別信号のみに基づいて気筒判別を行なうことができる。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、
クランクシャフトの回転に同期して、気筒間の行程位相差毎の基準クランク角位置を検出可能なクランク角信号を出力するクランク角センサを有し、該クランク角センサの異常診断を行いつつ、正常時は、前記検出された基準クランク角位置と前記カムセンサからの気筒判別信号に基づいて気筒判別を行い、異常時に、前記特定気筒判別手段により特定気筒の判別を行なうことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明によると、
クランク角センサの正常時は、該クランク角センサから出力されるクランク角信号に基づいて基準クランク角位置を検出し、該基準クランク角位置とカムセンサからの気筒判別信号に基づいて気筒判別が行なわれる。例えば、前後する基準クランク角位置間における各カムセンサからの気筒判別信号出力数の組み合わせによって気筒判別を行える。
【００１２】
一方、クランク角センサの異常時は、前記複数のカムセンサからの気筒判別信号のみに基づいて気筒判別が行なわれる。
このようにすれば、クランク角センサの正常時は、クランクシャフトの回転に同期したクランク角信号に基づいて基準クランク角位置を高精度に検出しつつ、該基準クランク角位置に対応する気筒を判別して高精度なエンジン制御（点火時期制御、燃料噴射制御等）を行なうことができると共に、異常時でも気筒判別を行えることにより必要なエンジン制御が補償される。
【００１３】
また、請求項３に係る発明は、
クランクシャフトに対する吸気側カムシャフトの回転位相を変化させることで吸気バルブタイミングを変化させる吸気バルブタイミング制御装置を備えたエンジンにおいて、
前記クランク角センサの異常時には、クランクシャフトに対する吸気側カムシャフトの回転位相を最も遅角された回転位相に制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項３に係る発明によると、
クランク角センサの異常時には、吸気バルブタイミング制御装置によって、クランクシャフトに対する吸気側カムシャフトの回転位相が最も遅角された回転位相に制御される。
【００１５】
これにより、前記異常時にフェールセーフ制御を行なう場合に、吸気バルブタイミングが進角側に制御されていることによる不都合、例えばアイドル運転時にノッキングを生じることなどを防止でき、安定したフェールセーフ制御を行なうことができる。また、クランクシャフトに対する吸気側カムシャフトの回転位相が既知の位相に固定されるので基準クランク角位置を高精度に検出でき、フェールセーフ制御の精度を高めることができる。
【００１６】
また、請求項４に係る発明は、
クランクシャフトに対する排気側カムシャフトの回転位相を変化させることで排気バルブタイミングを変化させる排気バルブタイミング制御装置を備えたエンジンにおいて、
前記クランク角センサの異常時には、クランクシャフトに対する排気側カムシャフトの回転位相を最も進角された回転位相に制御することを特徴とする。
【００１７】
請求項４に係る発明によると、
クランク角センサの異常時には、排気バルブタイミング制御装置によって、クランクシャフトに対する排気側カムシャフトの回転位相が最も進角された回転位相に制御される。
【００１８】
これにより、前記異常時にフェールセーフ制御を行なう場合に、排気バルブタイミングが遅角側に制御されていることによる不都合、例えばアイドル運転時にノッキングを生じることなどを防止でき、安定したフェールセーフ制御を行なうことができる。また、クランクシャフトに対する排気側カムシャフトの回転位相が既知の位相に固定されるので基準クランク角位置を高精度に検出でき、フェールセーフ制御の精度を高めることができる。
【００１９】
また、請求項５に係る発明は、
前記最新に計測された周期を前記前回計測された周期で除算した値が閾値を超える時に、前記特定気筒が判別されることを特徴とする。
【００２０】
請求項５に係る発明によると、
カムセンサの気筒判別信号毎のクランク角間隔の最新値／前回値を、特定気筒に対応する気筒判別信号出力時は、それ以外の気筒判別信号出力時より大きく設定しておくことにより、特定気筒に対応する気筒判別信号出力時のみ（最新に計測された周期）／（前回計測された周期）が閾値を超えることとなり、それによって特定気筒をそれ以外の気筒とは区別して判別することができる。
【００２１】
また、請求項６に係る発明は、
前記特定気筒判別手段による特定気筒の判別毎に、該特定気筒判別後に２つのカムセンサから入力される気筒判別信号の総入力回数を計測し、前記判別された特定気筒とその後の気筒判別信号の総入力回数とに基づいて前記特定気筒以外の気筒を判別することを特徴とする前記特定気筒以外の気筒の判別は、特定気筒が判別された直後からの各カムセンサからの気筒判別信号の出力総数により判別することを特徴とする。
【００２２】
請求項６に係る発明によると、
特定気筒の判別を確定する気筒判別信号の出力後、全てのカムセンサから出力される気筒判別信号の出力総数を特定気筒以外の各気筒に対応させておくことにより、該出力総数に基づいて、特定気筒以外の各気筒を判別することができる。
【００２３】
また、請求項７に係る発明は、
Ｖ型エンジンにおいて、前記カムセンサを各バンク毎に対応してそれぞれに１つずつ設けることを特徴とする。
【００２４】
請求項７に係る発明によると、
Ｖ型エンジンの一方バンクのカムシャフトに設けたカムセンサが基準クランク角位置間で出力する気筒判別信号の数と、他方バンクのカムシャフトに設けたカムセンサが基準クランク角位置間で出力する気筒判別信号の数との組み合せに基づいて気筒判別が行われる。
【００２５】
このようにすれば、２つのカムセンサを異なるカムシャフトに振り分けて設置させることで、１つのカムシャフトに２つのカムセンサを設ける場合に比べ、カムシャフトの長さ方向の大型化を回避できるという効果がある。
【００２６】
また、請求項８に係る発明は、
吸気側のカムシャフトと排気側のカムシャフトとを備えるエンジンにおいて、前記カムセンサを各カムシャフトに対応してそれぞれに１つずつ設けることを特徴とする。
【００２７】
請求項８に係る発明によると、
吸気側のカムシャフトに設けたカムセンサが基準クランク角位置間で出力する気筒判別信号の数と、排気側のカムシャフトに設けたカムセンサが基準クランク角位置間で出力する気筒判別信号の数との組み合せに基づいて気筒判別が行われる。
【００２８】
このようにすれば、請求項７に係る発明と同様、２つのカムセンサを異なるカムシャフトに振り分けて設置させることで、１つのカムシャフトに２つのカムセンサを設ける場合に比べ、カムシャフトの長さ方向の大型化を回避できるという効果がある。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は６気筒Ｖ型エンジンであり、各バンク毎に吸気側カムシャフト２ａ，２ｂ及び排気側カムシャフト３ａ，３ｂを備える。
【００３０】
そして、各バンクの吸気側カムシャフト２ａ，２ｂそれぞれにシグナルプレート４，５がそれぞれ軸支され、各シグナルプレート４，５に形成される突起部（図示省略）をそれぞれに検出して気筒判別信号Phase1，Phase2を出力する磁気式の第１カムセンサ６，第２カムセンサ７が設けられる。
【００３１】
但し、各バンクの排気側カムシャフト３ａ，３ｂそれぞれに第１カムセンサ６、第２カムセンサ７を設けてもよいし、一方のバンクの吸気側カムシャフト２ａ及び排気側カムシャフト３ａに第１カムセンサ６，第２カムセンサ７を設置する構成であっても良い。
【００３２】
また、クランクプーリに取り付けられたシグナルプレート８に形成される突起部（図示省略）を検出して単位角度毎のポジション信号ＰＯＳを出力する磁気式のクランク角センサ９が設けられる。
【００３３】
前記第１カムセンサ６，第２カムセンサ７及びクランク角センサ９の検出信号はコントロールユニット１０に入力され、気筒判別機能を有するコントロールユニット１０は前記検出信号に基づき気筒判別を行い、該気筒判別結果に基づいてエンジンにおける燃料噴射や点火を制御する。また、クランクシャフトに対する吸気側、排気側カムシャフトの回転位相を変化させることで作動角一定のままバルブタイミングを変化させる吸気バルブタイミング制御装置及び排気バルブタイミング制御装置を備え、前記検出信号に基づき吸気側カムシャフトの前記回転位相を検出し、前記回転位相をフィードバック制御する。なお、排気側カムシャフトの回転位相は、図外の別のセンサによる検出信号に基づき検出される。
【００３４】
図２は、上記６気筒Ｖ型エンジンにおける第１カムセンサ６，第２カムセンサ７及びクランク角センサ９の出力特性を示すものであり、ポジション信号ＰＯＳは、気筒間の行程位相差に相当する１２０°ＣＡ毎に歯抜けを生じるように構成され、該歯抜け位置を検出することで基準クランク角位置が検出される。
【００３５】
一方、気筒判別信号Phase1は、＃１−＃２の基準クランク角位置間で０、＃２−＃３の基準クランク角位置間で１つ、＃３−＃４の基準クランク角位置間で０、＃４−＃５の基準クランク角位置間で１つ、＃５−＃６の基準クランク角位置間で２つ、＃６−＃１の基準クランク角位置間で２つ、出力されるようになっている。
【００３６】
また、気筒判別信号Phase2は、＃１−＃２の基準クランク角位置間で１つ、＃２−＃３の基準クランク角位置間で２つ、＃３−＃４の基準クランク角位置間で２つ、＃４−＃５の基準クランク角位置間で０、＃５−＃６の基準クランク角位置間で１つ、＃６−＃１の基準クランク角位置間で０、出力されるようになっている。
【００３７】
従って、気筒判別信号Phase1，Phase2の出力数の組み合わせは、図３に示すように６パターンとなり、いずれの組み合わせであるかを判別することで、６気筒それぞれについて気筒判別が可能である。
【００３８】
次に、基準クランク角位置間の気筒判別信号Phase1，Phase2の出力数の組み合わせによる気筒判別制御をフローチャートに従って詳細に説明する。
図４のフローチャートは、気筒判別信号Phase1の出力毎に割り込み実行されるようになっており、ステップＳ１では、気筒判別信号Phase1の出力数をカウントするためのカウンタPHCNT1を１アップさせる。
【００３９】
次のステップＳ２では、カウンタPHCNT1が１であるか否かを判別することで、基準クランク角位置後の先頭の気筒判別信号Phase1であるか否かを判別する。
そして、カウンタPHCNT1が１である場合には、ステップＳ３へ進み、直前の基準クランク角位置から先頭の気筒判別信号Phase1までの角度から吸気側カムシャフトの回転位相（吸気バルブタイミング）を検出する。
【００４０】
図５のフローチャートは、気筒判別信号Phase2の出力毎に割り込み実行されるようになっており、図４のフローチャートと同様に、ステップＳ１１で気筒判別信号Phase2の出力数をカウントするためのカウンタPHCNT2を１アップさせると（計数手段）、次のステップＳ１２では、カウンタPHCNT2が１であるか否かを判別し、カウンタPHCNT2が１である場合には、ステップＳ１３へ進み、直前の基準クランク角位置から先頭の気筒判別信号Phase2までの角度から吸気側カムシャフトの回転位相（吸気バルブタイミング）を検出する。
【００４１】
図６のフローチャートは、ポジション信号ＰＯＳの出力毎に割り込み実行されるようになっており、ステップＳ２１では、ポジション信号ＰＯＳの出力周期ＴＰＯＳの前回値ＴＰＯＳｚにセットし、次のステップＳ２２では、最新周期ＴＰＯＳを求める。
【００４２】
ステップＳ２３では、周期比ratio＝ＴＰＯＳ／ＴＰＯＳｚを演算し、ステップＳ２４では、前記周期比ratioが判定レベルを超えているか否かを判別することで歯抜け部分であるか否かを判別する。
【００４３】
周期比ratioが判定レベル以下であればそのまま本ルーチンを終了させるが、周期比ratioが判定レベルを超えていると判断されたときには、ステップＳ２５で基準クランク角位置の判定を行う。
【００４４】
ステップＳ２６では、前記気筒判別信号Phase1，Phase2の出力数のカウンタPHCNT1,PHCNT2に基づき、図３に示したようなテーブルを参照することで、気筒判別（今回の基準クランク角位置に対応する気筒の判別）を行わせる。
【００４５】
ステップＳ２７では、前記カウンタPHCNT1,PHCNT2をクリアし、次の基準クランク角位置間での気筒判別信号Phase1，Phase2の出力数がカウントされるようにする。
【００４６】
次に、クランク角センサに故障を生じた場合の本発明にかかるバックアップ制御について説明する。
図７は、クランク角センサの故障診断及び故障時のバックアップ制御開始までのルーチンを示すフローチャートである。
【００４７】
ステップＳ３１では、気筒判別信号Phase1，Phase2の入力があるのにポジション信号ＰＯＳが入力されていない状態が所定期間継続しているか否かによって、クランク角センサ９の故障（断線）の有無を判定する。
【００４８】
上記状態が継続していると判定されたときは、ステップＳ３２においてクランク角センサが故障していると診断し、燃料カット、点火中止などのフェールセーフ制御を開始すると共に、吸排気バルブタイミング制御装置により吸気側カムシャフト２ａ，２ｂをクランクシャフトに対して最も遅角するクランク角位置まで相対回転させるとともに排気側カムシャフト３ａ，３ｂをクランクシャフトに対して最も進角するクランク角位置まで相対回転する制御を開始する。
【００４９】
前記故障診断後、ステップＳ３３で更に所定のＮＧ判定ディレイ時間の経過を待って、ステップＳ３４でＮＧ診断結果を記憶する。具体的には、ミルランプの点灯などを行なう。
【００５０】
ステップＳ３５で、更に本発明に係るバックアップ制御の開始前に所定のバックアップ開始ディレイ時間の経過を待って、ステップＳ３６で該バックアップ制御を開始する。即ち、吸気側カムシャフトが進角され、あるいは排気側カムシャフトが遅角された位置でバックアップ制御を開始してしまうと、アイドル運転でノッキングを生じるなどの問題が懸念されるので前記吸排気バルブタイミング制御が完全に終了するのを待ってから、バックアップ制御を開始する。
【００５１】
以下、上記バックアップ制御について説明する。
前記気筒判別信号Phase1，Phase2の出力特性は、第２カムセンサ７から＃１−＃２の基準クランク角位置間で出力される気筒判別信号Phase2と、第１カムセンサ６から＃２−＃３の基準クランク角位置間で出力される気筒判別信号Phase1との間が最長のクランク角間隔に設定され、その直後に第２カムセンサ７から出力される気筒判別信号Phase2の間が最短のクランク角間隔に設定される。同様に、第１カムセンサ６から＃４−＃５の基準クランク角位置間で出力される気筒判別信号Phase1と、第２カムセンサ７から＃５−＃６の基準クランク角位置間で出力される気筒判別信号Phase2との間が最長のクランク角間隔に設定され、その直後に第１カムセンサ６から出力される気筒判別信号Phase1の間が最短のクランク角間隔に設定される（図２参照）。
【００５２】
上記特性に基づいて、バックアップ制御が図８のタイムチャートに示すように実行される。
図８において、Phase入力周期は、第１カムセンサ６からの気筒判別信号Phase1又は第２カムセンサ７からの気筒判別信号Phase2を入力する毎に計測される該信号入力間の周期である。
【００５３】
Phase入力周期比は、前記Phase入力周期の最新に計測された値と前回計測された値との比（今回値／前回値）である。
前記Phase入力周期比が、判定スライスレベルＳ／Ｌ（閾値）を超えていることを判別した時点（超えた後、次の気筒判別信号Phaseを入力したとき）を、＃１又は＃４のいずれかの気筒（特定気筒）の基準位置ＲＥＦとする。
【００５４】
フラグＦＬＧＲＥＦは、最初に＃１又は＃４のいずれかの特定気筒であることが判別されたときに、０（バックアップ制御開始前は０にリセットされている）から１に切り換えられる。
【００５５】
フラグＦＬＧＧＲＰは、前記＃１又は＃４のいずれかの特定気筒であることが判別され、かつ、そのとき気筒判別信号Phase1が入力されているときに０に切り換えられ、同じく特定気筒の判別時に気筒判別信号Phase2が入力されているときに１に切り換えられる。
【００５６】
すなわち、まず、フラグＦＬＧＲＥＦが１に切り換わったときに、最初に＃１又は＃４のいずれかの特定気筒であることが判別され、かつ、そのときフラグＦＬＧＧＲＰが０であるときは＃１気筒、フラグＦＬＧＧＲＰが１であるときは＃４気筒であるとして、最初の特定気筒が判別され、その後は、フラグＦＬＧＧＲＰの値が切り換わる毎に、＃１、＃４が判別される。つまり、前記Phase入力周期比と最新に気筒判別信号が出力されたカムセンサの区別とに基づいて特定気筒が判別される。
【００５７】
また、カウンタＢＣＡＭＣＮＴは、前記フラグＦＬＧＲＥＦが１に切り換わった後、前記気筒判別信号Phase1又は気筒判別信号Phase2を入力する毎にインクリメントされ、＃１又は＃４の特定気筒が判別される毎にクリアされる。
【００５８】
そして、前記＃１、＃４の特定気筒が判別された後、該判別結果と前記カウンタＢＣＡＭＣＮＴのカウント値とに基づいて、該特定気筒＃１、＃４以外の気筒（＃２、＃３、＃５、＃６）を判別する。具体的には、フラグＦＬＧＧＲＰが０となって＃１気筒を判別後、カウンタＢＣＡＭＣＮＴが２となったときに＃２気筒を判別し、カウンタＢＣＡＭＣＮＴが４となったときに＃３気筒を判別する。次いで、フラグＦＬＧＧＲＰが１となって＃４気筒を判別後、カウンタＢＣＡＭＣＮＴが２となったときに＃５気筒を判別し、カウンタＢＣＡＭＣＮＴが４となったときに＃６気筒を判別する（図９参照）。
【００５９】
次に、上記バックアップ制御を、フローチャートに従って詳細に説明する。
図１０及び図１１のフローチャートは、バックアップ制御開始後、気筒判別信号Phase1又はPhase2の出力毎に割込み実行されるようになっており、ステップＳ４１では、前記Phase入力周期を算出する。
【００６０】
ステップＳ４２では、現在記憶されている前記Phase入力周期比（前記Phase入力周期の今回値／前回値）が判定スライスレベルＳ／Ｌを超えているか否かを判定する。
【００６１】
ステップＳ４２で判定スライスレベルＳ／Ｌを超えていると判定されたときは、ステップＳ４３へ進み、前記フラグＦＬＧＲＥＦを１にセットする。
ステップＳ４４では、今回入力された気筒判別信号が、Phase1又はPhase2のいずれであるかを判別する。
【００６２】
そして、Phase1と判定されたときには、ステップＳ４５へ進んで、＃１気筒であると判別する（該判別時点を＃１気筒の基準位置とする。以下同様）と共に、前記フラグＦＬＧＧＲＰを０にセットする。また、Phase2と判定されたときには、ステップＳ４６へ進んで、＃４気筒であると判別すると共に、前記フラグＦＬＧＧＲＰを１にセットする。
【００６３】
次いで、ステップＳ４７では、前記ステップＳ４１で算出された今回のPhase入力周期Ｔｎと前回算出されたPhase入力周期Ｔｏとにより、前記Phase入力周期比（Ｔｎ／Ｔｏ）を算出し、次回の前記ステップＳ４２で使用するため記憶すると共に、前記カウンタＢＣＡＭＣＮＴを０にクリアする。
【００６４】
一方、前記ステップＳ４２で前記Phase入力周期比が判定スライスレベルを超えていないと判定されたときは、ステップＳ４８へ進んで、前記フラグＦＬＧＲＥＦの値を判別する。そして、フラグＦＬＧＲＥＦが０のとき、つまり、最初の特定気筒がまだ判別されていないときは、このフローを終了して新たな気筒判別信号の入力を待つ。
【００６５】
また、フラグＦＬＧＲＥＦが１のとき、つまり、最初の特定気筒が判別された後は、ステップＳ４９へ進み、前記カウンタＢＣＡＭＣＮＴをインクリメントした後、ステップＳ５０へ進んで前記フラグＦＬＧＧＲＰの値を判別する。
【００６６】
そして、フラグＦＬＧＧＲＰが０のとき、つまり、現在判別されている気筒が＃１気筒であるときは、ステップＳ５１で該カウンタＢＣＡＭＣＮＴのカウント値が２であるか否かを判定し、２のときは、ステップＳ５２で＃２気筒であると判別する。また、カウンタＢＣＡＭＣＮＴのカウント値が２でない場合は、ステップＳ５３で該カウント値が４であるか否かを判定し、４のときは、ステップＳ５４で＃３気筒であると判別する。そして、これらの気筒判別後、このフローを終了する。また、カウンタＢＣＡＭＣＮＴのカウント値が２、４以外と判定されたときは、現在の気筒判別結果を維持したまま、このフローを終了する。
【００６７】
また、ステップＳ５０でフラグＦＬＧＧＲＰが１のとき、つまり、現在判別されている気筒が＃４気筒であるときも、同様にして気筒判別が行なわれる。すなわち、ステップＳ５５からステップＳ５８までで、前記カウンタＢＣＡＭＣＮＴをインクリメントしつつ、カウント値が２、４のときにそれぞれ＃５気筒、＃６気筒と判定し、それ以外の時は、現在の気筒判別結果を維持したまま、このフローを終了する。
【００６８】
図１２は、前記同様の第１カムセンサ６，第２カムセンサ７を、直列６気筒エンジン１の吸気側カムシャフト２と排気側カムシャフト３に設けた第２の実施の形態を示す。気筒判別制御については、第１の実施の形態と同様にして実行される。
【００６９】
このようにすれば、２つのカムセンサを異なるカムシャフトに振り分けて設置させることで、カムシャフトの長さ方向の大型化を回避しつつ、クランク角センサの異常時には、前記２つのカムセンサからの信号のみに基づいて気筒判別を行ってフェールセーフ制御を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態におけるＶ型６気筒エンジンのシステム構成を示す図。
【図２】上記Ｖ型６気筒エンジンにおける検出信号の出力特性を示すタイムチャート。
【図３】図２の出力特性における気筒判別パターンを示す図。
【図４】基準クランク角位置間での気筒判別信号Phase1のカウント処理を示すフローチャート。
【図５】基準クランク角位置間での気筒判別信号Phase2のカウント処理を示すフローチャート。
【図６】気筒判別信号Phase1，Phase2のカウント値に基づく気筒判別処理を示すフローチャート。
【図７】クランク角センサの故障診断とバックアップ制御開始までのフローチャート。
【図８】上記バックアップ制御の様子を示すタイムチャート。
【図９】上記バックアップ制御時の気筒判別パターンを示す図。
【図１０】上記バックアップ制御の気筒判別信号の割込みによるカウント処理の前段を示すフローチャート。
【図１１】上記バックアップ制御の気筒判別信号の割込みによるカウント処理の後段を示すフローチャート。
【図１２】第２の実施の形態における直列６気筒エンジンのシステム構成を示す図。
【符号の説明】
１…エンジン
２ａ，２ｂ…吸気側カムシャフト
３…排気側カムシャフト
６…第１カムセンサ
７…第２カムセンサ
９…クランク角センサ
１０…コントロールユニット
Claims (8)
- 気筒間の行程位相差毎に各気筒の基準クランク角位置を設定し、行程が相前後する気筒の基準クランク角位置間に所定数の気筒判別信号を出力するカムセンサを２個備え、これら２個のカムセンサからの気筒判別信号のみを処理して気筒判別を行うエンジンの気筒判別装置であって、
前記２個のカムセンサから出力される気筒判別信号を順次入力しつつ、気筒判別信号が入力されてから直ぐ次の気筒判別信号が入力される間の周期を計測し、最新に計測された周期とその１回前に計測された周期との比と、最新に気筒判別信号が出力されたカムセンサが２個のうちのいずれのカムセンサであるかの区別と、に基づいて特定気筒を判別する特定気筒判別手段
を含んで構成したことを特徴とするエンジンの気筒判別装置。 - クランクシャフトの回転に同期して、気筒間の行程位相差毎の基準クランク角位置を検出可能なクランク角信号を出力するクランク角センサを有し、該クランク角センサの異常診断を行いつつ、正常時は、前記検出された基準クランク角位置と前記カムセンサからの気筒判別信号に基づいて気筒判別を行い、異常時に、前記特定気筒判別手段により特定気筒の判別を行なうことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの気筒判別装置。
- クランクシャフトに対する吸気側カムシャフトの回転位相を変化させることで吸気バルブタイミングを変化させる吸気バルブタイミング制御装置を備えたエンジンにおいて、前記クランク角センサの異常時には、クランクシャフトに対する吸気側カムシャフトの回転位相を最も遅角された回転位相に制御することを特徴とする請求項２に記載のエンジンの気筒判別装置。
- クランクシャフトに対する排気側カムシャフトの回転位相を変化させることで排気バルブタイミングを変化させる排気バルブタイミング制御装置を備えたエンジンにおいて、前記クランク角センサの異常時には、クランクシャフトに対する排気側カムシャフトの回転位相を最も進角された回転位相に制御することを特徴とする請求項２に記載のエンジンの気筒判別装置。
- 前記最新に計測された周期を前記前回計測された周期で除算した値が閾値を超える時に、前記特定気筒が判別されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のエンジンの気筒判別装置。
- 前記特定気筒判別手段による特定気筒の判別毎に、該特定気筒判別後に２つのカムセンサから入力される気筒判別信号の総入力回数を計測し、前記判別された特定気筒とその後の気筒判別信号の総入力回数とに基づいて前記特定気筒以外の気筒を判別することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載のエンジンの気筒判別装置。
- Ｖ型エンジンにおいて、前記カムセンサを各バンク毎に対応してそれぞれに１つずつ設けることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のエンジンの気筒判別装置。
- 吸気側のカムシャフトと排気側のカムシャフトとを備えるエンジンにおいて、前記カムセンサを各カムシャフトに対応してそれぞれに１つずつ設けることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のエンジンの気筒判別装置。
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