JP3788289B2

JP3788289B2 - Engine control device

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Publication number: JP3788289B2
Application number: JP2001238807A
Authority: JP
Inventors: 克之安藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-08-07
Filing date: 2001-08-07
Publication date: 2006-06-21
Anticipated expiration: 2021-08-07
Also published as: JP2003049696A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン制御装置に関するものである。
角度入力信号異常時の角度制御装置
【０００２】
【従来の技術】
従来よりこの種のエンジン制御装置では、点火・噴射等のクランク角同期の処理として、クランクロータに設けた欠歯等の基準位置部を検出し、その基準位置部により角度位置を確認してから点火・噴射等の制御を開始するものがある。また近年では、ＬＥＶ規制等の排気エミッションの規制強化に対応するために、カムシャフトの回転をカムセンサにて検出すると共に、該カムセンサにより検出されるカム信号の形態により気筒判別を実施し、欠歯検出よりも早く点火・噴射等の制御を開始する技術もある。
【０００３】
また更に、より一層厳しい排ガス規制に対応するべく、カムセンサを吸気側カムシャフトだけでなく排気側カムシャフトにも実装し、吸気側カムセンサによる吸気カム信号と排気側カムセンサによる排気カム信号とを用いた気筒判別手法が提案されている。この手法では、吸気カム信号と排気カム信号とにより角度位置検出の頻度が増え、より確実に早い時期での点火・噴射の制御開始が実現できるようになっている。
【０００４】
また、多気筒４サイクルエンジンに適用されるエンジン制御装置においては、１サイクル（７２０°ＣＡ）を３６０°ＣＡずつに区分し、それぞれに基準位置部として表欠歯、裏欠歯を設けている。そして、エンジンの回転に伴い欠歯位置に到達した際、それが表欠歯か裏欠歯かをその都度判定し、角度位置を確定するようにしている。具体的には、表欠歯と裏欠歯とでカム信号の信号レベルがＨ／Ｌ相違するようカム信号（カムロータ）を設定しておき、欠歯検出時には、カム信号レベルにより表欠歯か裏欠歯かを判定する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カムセンサの故障や断線等の異常が生じると、カム信号が所定レベル（Ｈレベル又はＬレベル）に固定され、カム信号レベルによる表欠歯か裏欠歯かの判定が正しく行われない事態が考えられる。すなわち、欠歯検出の際、所定レベルで固定されたカム信号を欠歯判定に使用し、表欠歯か裏欠歯かを誤って判定してしまう。その結果、気筒判別が正しく行われず、正常にエンジンが始動しないという問題が生じる。
【０００６】
特に、吸気側及び排気側の２つのカム信号を用いる場合、一方のカム信号が正常で、他方のカム信号が異常になると、正常のカム信号によりエンジン始動初期の気筒判別が完了するものの、その後に欠歯位置に到達した際、異常のカム信号により表欠歯か裏欠歯かを誤って判定してしまうことが考えられる。
【０００７】
因みに、カム信号の異常（フェイル）を判定し、そのフェイル判定後にはカム信号を使わないようにすれば、上記不具合は回避できるが、フェイル判定前に欠歯位置に到達すると、フェイル状態のカム信号を欠歯判定に用いてしまい、上記不具合を招くこととなる。
【０００８】
本発明は、上記問題に着目してなされたものであって、その目的とするところは、エンジン始動時において表裏の基準位置部の判定を正しく行わせ、ひいてはエンジン始動性を向上させることができるエンジン制御装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のエンジン制御装置において、クランク信号発生手段は、所定角度間隔毎のパルス列で且つその途中に表の基準位置部及び裏の基準位置部を３６０°ＣＡ毎に有したクランク信号を発生する。また、判別信号発生手段は、エンジンの吸気側と排気側とに各々設けられ、エンジン気筒毎に異なる形態が付与され且つ前記クランク信号の表の基準位置部と裏の基準位置部とで信号レベルが相違する判別信号を発生する。そして、気筒判別手段は、エンジン始動時において吸気側及び排気側の判別信号のうち信号形態が判明した判別信号によりエンジンの気筒判別を実施する。また、その気筒判別に引き続きクランク信号の基準位置部に到達した際、基準位置判定手段は、前記気筒判別に用いた判別信号の信号レベルによりその時の基準位置部が表裏の何れであるかを判定する。
【００１０】
要するに本制御装置では、判別信号の信号レベルに基づき表の基準位置部か裏の基準位置部かの基準位置判定が実施され、その判定結果に従い、制御対象気筒に対し点火や燃料噴射等の制御が実施されるようになっている。この場合、基準位置判定に用いる判別信号の信号レベルが断線等により固定されると、基準位置判定が正しく行われないおそれが生ずる。この問題に対し本発明では、基準位置判定に用いる判別信号は、気筒判別に実際に用いた信号であり、言い換えれば断線等により信号レベルが固定されていない信号である。その結果、エンジン始動時において表裏の基準位置部の判定を正しく行わせ、ひいてはエンジン始動性を向上させることができる。
【００１１】
また更に本発明では、基準位置判定に用いる判別信号が異常であるとの判定結果を待たず、正確な基準位置判定が実施できる。この場合、異常判定前であっても、誤った制御が防止できる。
【００１２】
気筒判別手段としてより具体的には、請求項２に記載したように、吸気側及び排気側の判別信号のうち、エンジンの始動開始後に信号エッジが確認された判別信号を用い、気筒判別を実施すると良い。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明では、吸気側及び排気側の判別信号のうち一方を特定判別信号として通常時に基準位置判定に用いることとし、この特定判別信号についてエッジの有無により有効かどうかを判定する。そして、基準位置判定手段は、前記特定判別信号が有効判定される場合、特定判別信号により基準位置判定を実施し、前記特定判別信号が無効判定される場合、特定判別信号ではない方の判別信号により基準位置判定を行う。本構成によれば、基準位置判定に用いる判別信号がその都度適切に選択されるようになる。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明であっても、所望の効果が達せられる。つまり、請求項４の発明では、前記気筒判別手段による気筒判別時に、その時のエンジンの回転位置が基準位置部の表側か裏側かを仮判定する仮判定手段を備え、前記基準位置判定手段は、前記仮判定手段による仮判定の結果を反転させて表裏何れの基準位置部であるかを判定する。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、前記判別信号について異常であるかどうかを判定し、異常の旨判定された時、前記基準位置判定手段による基準位置判定を実施しない。この場合、判別信号の異常により基準位置部が誤って判定されるといった不具合が防止できる。
【００１６】
請求項６に記載の発明では、吸気側及び排気側のカムシャフトに各々カムセンサが設けられ、このカムセンサにより、判別信号としてのカム信号が出力される。これらカム信号はエンジン気筒毎に同一信号レベルの継続期間が異なるため、気筒判別が容易に実施できる。
請求項７に記載の発明では、基準位置判定手段による判定結果に基づいて、エンジン気筒に対して制御を実施する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した一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、本実施の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。
【００１８】
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、電源回路２０、入出力回路３０及び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。また、マイコン１０は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、Ａ／Ｄ変換器１４、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｏ）１５及びタイマモジュール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。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はセンサ及びスイッチ等からの信号を入力すると共に、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。更に、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１５を介して取り込むと共に、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や点火装置等を駆動制御する。
【００１９】
ここで、エンジン制御ＥＣＵ１が取り込む信号として、クランクセンサ４からのクランク信号と、吸気側カムセンサ５及び排気側カムセンサ６からのカム信号がある。クランク信号はタイマモジュール１６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。なお本実施の形態では、クランクセンサ４が「クランク信号発生手段」に相当し、カムセンサ５，６が「判別信号発生手段」に相当する。
【００２０】
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。クランクセンサ４で発生するクランク信号は、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基準位置部としての欠歯を有する。本実施の形態でのクランク信号は６０パルス毎に２パルス分抜ける欠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欠歯を３６０°ＣＡ毎に有し、そのうちの一方（７２０°ＣＡ毎の欠歯）が表欠歯であり、他方（他の７２０°ＣＡ毎の欠歯）が裏欠歯である。
【００２１】
また、カムセンサ５，６で発生するカム信号（吸気カム信号、排気カム信号）は、エンジンの吸気カム軸、排気カム軸の回転にそれぞれ同期しており、気筒位置を特定するための気筒判別信号である。これらカム信号はその立ち下がりエッジが１４４°ＣＡ間隔であり、吸気カム信号に対して排気カム信号が３１８°ＣＡ進角側にずれている。吸気カム信号及び排気カム信号は、同一信号レベルの継続期間（例えば、立ち上がりから立ち下がりまでの角度間隔）がエンジン気筒毎に相違するよう構成されており、カム信号レベルのＨ期間又はＬ期間でのクランク信号数を数えることで、その都度の気筒が判別できるようになっている。
【００２２】
更に、吸気及び排気のカム信号は、クランク信号の表欠歯直後の立ち下がりエッジ（ｔ１のタイミング）では信号レベルがＬ（ロー）であり、裏欠歯直後の立ち下がりエッジ（ｔ２のタイミング）では信号レベルがＨ（ハイ）である。つまり、欠歯位置でカム信号レベルがＬならば表欠歯であると判定でき、Ｈならば裏欠歯であると判定できる。通常は吸気カム信号の信号レベルを用いてクランク信号の表欠歯か裏欠歯かが判定され、表欠歯であると判定された際、システム初期化位置である＃４気筒のＢＴＤＣ６°ＣＡの位置で角度カウンタが初期化される。
【００２３】
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の点火・噴射用角度カウンタの生成（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。
【００２４】
略述すれば、ハードクランク１００では、クランク信号のパルス間隔（エッジ間時間）が計測され、今回のパルス間隔を基に、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）が生成される。そして、その逓倍信号により図２の追従カウンタがカウントアップされ、更に、追従カウンタからのアングルクロックにより点火・噴射用角度カウンタがカウントアップされる。なお、追従カウンタは、１サイクルガード値に達する都度、リセットされる。この点火・噴射用角度カウンタのカウント値に基づき、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可能となる。
【００２５】
次に、エンジン始動時における気筒判別の動作について説明する。ここでは先ずはじめに、単一のカム信号（例えば吸気カム信号のみ）を用いたシステムについて、気筒判別の概要を図３及び図４のタイムチャートに従い説明する。図３は吸気カム信号が正常にＣＰＵ１１に取り込まれる場合の動作を示し、図４は吸気側カムセンサ５の故障や断線等により吸気カム信号がＬレベル固定される場合の動作を示す。なお、図中のクランクカウンタは、システム初期化位置（＃４気筒のＢＴＤＣ６°ＣＡ）を基準としてＣＰＵ１１により３６°ＣＡ毎にカウントアップされるカウンタであり、その本来のカウント値の動きを二点鎖線で示し、実際にＣＰＵ１１によりカウントされるカウント値の動きを実線で示す。
【００２６】
因みに、本システムでは、表裏何れかの欠歯を検出するか、或いはカム信号で気筒判別が完了したらその時点で点火・噴射の角度制御を起動するようにしている。また、カム信号からの気筒判別は初回のみ実施し、気筒判別完了後は実施しないようにしている。
【００２７】
図３において、ｔ１１のタイミングでは、エンジン始動開始からの吸気カム信号のエッジにより該カム信号が有効判定され、その後、ｔ１２のタイミングでは、その時の吸気カム信号に基づいて気筒判別が実施される。つまり、ｔ１２直前の吸気カム信号＝Ｈ期間においてクランク信号数（立ち下がりエッジ数）がカウントされ、そのカウント値から今の気筒番号が判定される。ｔ１２のタイミングでは、♯５気筒である旨判定され、その＃５気筒に対応する角度位置としてクランクカウンタに「３」が設定される（気筒判別完了）。この気筒判別完了後、クランクカウンタのカウントアップが開始されると共に、点火・噴射の角度制御が開始される。
【００２８】
その後、ｔ１３のタイミングでは、欠歯位置での吸気カム信号がＨレベルであるため、その時の欠歯が裏欠歯であると判定される。このとき、欠歯が表欠歯か裏欠歯かを表すための欠歯判定フラグがＯＦＦされる。それ以後、欠歯位置でのカム信号レベルに応じて欠歯判定フラグが随時設定される。つまり、欠歯位置での吸気カム信号がＬレベルであれば欠歯判定フラグがＯＮされ、同吸気カム信号がＨレベルであれば欠歯判定フラグがＯＦＦされる。なお、クランクカウンタは、システム初期化位置（＃４気筒のＢＴＤＣ６°ＣＡ）に到達する都度、リセットされる。
【００２９】
一方、センサ故障や断線等により吸気カム信号がＬレベルで固定される場合、図４に示すように、吸気カム信号が有効となることはなく、吸気カム信号から角度制御を開始することができない。この場合、ｔ２１のタイミングでの欠歯検出時には、吸気カム信号の異常（フェイル）が確定していないが、カム信号が有効になっていないため気筒判別が実施されない。
【００３０】
また、ｔ２２のタイミングで吸気カム信号の異常（フェイル）が確定すると、クランク信号等による見込みで気筒判別が実施される。つまり、その時の吸気カム信号レベルは使わず、例えば回転変動の違い等によりその時点での気筒が判別される。ｔ２２のタイミングで気筒判別が完了し、クランクカウンタに「１０」が設定される。それに伴い、点火・噴射の角度制御が開始される。以後の欠歯検出時には、欠歯判定フラグが交互にＯＮ／ＯＦＦされる。
【００３１】
次に、吸気カム信号及び排気カム信号を用いたシステムについて、エンジン始動時における気筒判別の概要を説明する。
図５は、吸気カム信号及び排気カム信号を用いた気筒判別動作を示すタイムチャートである。この場合、表裏何れかの欠歯を検出するか、吸気カム信号又は排気カム信号で気筒判別が完了したら点火・噴射の角度制御を起動するようにしている。また、カム信号による気筒判別は誤差を生じることがあり、吸気カム信号の気筒判別結果と排気カム信号の気筒判別結果とが不一致になることも考えられる。そのため、初期の気筒判別が完了したら、それ以後はカム信号による気筒判別は実施せず、欠歯検出による気筒判別のみを継続するようにしている。これにより、角度位置のズレや点火・噴射漏れ等問題を防止している。
【００３２】
図５において、ｔ３１，ｔ３２のタイミングでは吸気カム信号、排気カム信号がそれぞれ有効になり、その後、ｔ３３のタイミングではその時の排気カム信号に基づいて気筒判別が実施される。つまり、ｔ３３直前の排気カム信号＝Ｌ期間においてクランク信号数（立ち下がりエッジ数）がカウントされ、そのカウント値から今の気筒番号が判定される。ｔ３３のタイミングでは、♯３気筒である旨判定され、その＃３気筒に対応する角度位置としてクランクカウンタに「６」が設定される（気筒判別完了）。この気筒判別完了後、点火・噴射の角度制御が開始される。このように図５では、吸気カム信号と排気カム信号のうち排気カム信号で角度制御が開始される事例を示す。
【００３３】
その後、ｔ３４のタイミングでは、欠歯位置での吸気カム信号がＨレベルであるため、その時の欠歯が裏欠歯であると判定される。このとき、欠歯が表欠歯か裏欠歯かを表すための欠歯判定フラグがＯＦＦされる。それ以後、欠歯位置でのカム信号レベルに応じて欠歯判定フラグが随時設定される。つまり、欠歯位置での吸気カム信号がＬレベルであれば欠歯判定フラグがＯＮされ、同吸気カム信号がＨレベルであれば欠歯判定フラグがＯＦＦされる。
【００３４】
これに対し、センサ故障や断線等により吸気カム信号がＬレベルで固定される場合、図６に示すように、排気カム信号は有効判定されるが（ｔ４１のタイミング）、吸気カム信号が有効となることはない。この場合、排気カム信号より今の気筒番号（♯３）が判定され、＃３気筒に対応する角度位置としてクランクカウンタに「６」が設定される（気筒判別完了）。この気筒判別完了後、点火・噴射の角度制御が開始される。
【００３５】
ところがこの場合、気筒判別後のｔ４２のタイミングでは、断線等により吸気カム信号がＬ固定になっているものの、吸気カム信号の異常（フェイル）が未だ確定していない。そのため、ｔ４２のタイミングでの欠歯検出時には、Ｌ固定になっている吸気カム信号により、表欠歯であると誤って気筒判別を実施してしまう。その結果、クランクカウンタが正常値からずれ３６０°ＣＡ間違えて点火・噴射を実施してしまい、エンジンが適正に始動できなくなる。この場合、それ以後に吸気カム信号の異常（フェイル）を判定したとしても、正常な点火・噴射制御に復帰できない。
【００３６】
そこで、上記図６の問題を解決し、吸気カム信号の異常（フェイル）時にも正しく気筒判別を実施させ、エンジンを適正に始動させることを考える。ここでは、エンジン始動初期に最初に気筒判別に用いたカム信号（吸気カム信号又は排気カム信号の何れか）により欠歯検出時の表裏判定を行うこととし、欠歯検出時に吸気カム信号が有効でなくとも、表欠歯か裏欠歯かの判定を間違えることの不具合を防止する。
【００３７】
図７は、上記図６の問題を解消した気筒判別動作を示すタイムチャートである。
図７では、前記図６と同様に、排気カム信号は有効判定されるが（ｔ５１のタイミング）、吸気カム信号が有効となることはない。この場合、ｔ５２のタイミングでは排気カム信号より今の気筒番号（♯３）が判定され、＃３気筒に対応する角度位置としてクランクカウンタに「６」が設定される（気筒判別完了）。また、その時のクランクカウンタ値に基づき欠歯判定フラグがＯＮ／ＯＦＦ何れかに仮設定される。ｔ５２のタイミングの場合、０≦クランクカウンタ＜１０であるため、今現在、表欠歯側であると判断でき、欠歯判定フラグをＯＮ（表側）とする。気筒判別完了後、点火・噴射の角度制御が開始される。
【００３８】
その後、ｔ５３のタイミングでは、気筒判別完了後であるものの、吸気カム信号が有効判定されていないため、吸気カム信号のレベルを欠歯判定に用いず、先に仮設定した欠歯判定フラグが反転される。つまり、先のｔ５２のタイミングでは排気カム信号による気筒判別結果から欠歯判定フラグがＯＮされているため、当該フラグがＯＦＦに反転される。これにより、ｔ５２のタイミングでは表欠歯が判定され、続くｔ５３のタイミングでは裏欠歯が判定されることとなる。その後、ｔ５４のタイミングで吸気カム信号の異常（フェイル）が確定すると、クランク信号等による見込みで気筒判別が実施される。
【００３９】
次に、ＣＰＵ１１による気筒判別処理について図８〜図１１のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。先ずはじめに図８は、吸気カム信号のエッジ毎に起動される吸気カム信号割込み処理を示すフローチャートである。
【００４０】
図８において、ステップ１０１では、エンジン始動当初からの吸気カム信号のエッジの入力回数をカウントし、続くステップ１０２では、エッジ入力回数が所定回数（本実施の形態では３）以上であるか否かを判別する。所定回数以上であれば、吸気カム信号が正常に入力されていると判断してステップ１０３に進み、吸気カム信号が有効である旨判定する。所定回数に達していない場合はステップ１０８に進み、吸気カム信号が未だ有効になっていない（吸気カム無効）と判定する。吸気カム無効の場合、そのまま処理を終了し、吸気カム信号による気筒判別を実施しない。
【００４１】
また、ステップ１０４では、クランク信号が有効であるか否かを判別する。なお、クランク信号が等間隔で正しく入力されていれば、クランク信号有効である。クランク信号有効であればステップ１０５に進み、カム信号或いは欠歯位置により既に気筒判別が完了しているかどうかを判定する。そして、気筒判別が完了していないことを条件にステップ１０６に進み、吸気カム信号による気筒判別を実施する。このとき、吸気カム信号の有効判定後におけるＨレベル期間内又はＬレベル期間内のクランク信号数（立ち下がりエッジ数）がカウントされ、そのカウント値に応じて今現在の気筒番号が判別される。続くステップ１０７では、気筒判別完了信号をセットし、その後本処理を終了する。
【００４２】
また、クランク信号が無効、又は既に気筒判別が完了していた場合（ステップ１０４がＮＯ、又はステップ１０５がＹＥＳの場合）は、そのまま処理を終了し、吸気カム信号による気筒判別を実施しない。
【００４３】
図９は、排気カム信号のエッジ毎に起動される排気カム信号割込み処理を示すフローチャートである。なおこの処理は、前述した図８の吸気カム信号割込み処理に概ね準ずるものであり、ステップ２０７の処理だけが前記図８に無い処理である。以下、共通部分については簡単に説明する。
【００４４】
つまり、先ずは、エンジン始動当初からの排気カム信号のエッジ入力回数が所定回数（３回）以上であるか否かを判別し（ステップ２０１，２０２）、所定回数以上であれば排気カム信号を有効とし、所定回数未満であれば、排気カム信号を無効とする（ステップ２０３，２０９）。そして、排気カム信号が有効の場合、クランク信号が有効で、且つ気筒判別完了前であることを条件に、排気カム信号による気筒判別を実施する（ステップ２０６）。その後、排気カム信号による気筒判別結果に基づき、その時の気筒が表欠歯側か裏欠歯側かに応じて欠歯判定フラグをセットする（ステップ２０７）。具体的には、その時のクランクカウンタの値に基づき、今現在の気筒が表欠歯側であれば欠歯判定フラグ＝ＯＮとし、裏欠歯側であれば欠歯判定フラグ＝ＯＦＦとする。最後に、気筒判別完了信号をセットし（ステップ２０８）、本処理を終了する。
【００４５】
また、図１０，図１１は、クランク信号の立ち下がりエッジ毎に起動されるクランクエッジ割込み処理を示すフローチャートである。
先ず図１０のステップ３０１では、クランク信号が有効であるか否かを判別し、続くステップ３０２では今現在、欠歯位置に達しているか否かを判別する。なおここで、ＣＰＵ１１はクランク信号のエッジ入力数から欠歯位置を検出する。ステップ３０１，３０２の何れかがＮＯであれば、そのまま本処理を終了し、気筒判別を実施しない。
【００４６】
ステップ３０１，３０２が共にＹＥＳであればステップ３０３に進み、以下に示す気筒判別の実施条件が成立するか否かを判別する。すなわち、
（イ）吸気カム信号が有効であること、
（ロ）排気カム信号が有効であること、
（ハ）吸気カム信号が異常判定されていること、
のうち、少なくとも何れか一つが満たされていれば、気筒判別が可能であり、ステップ３０３を肯定判別する。ステップ３０３がＹＥＳの場合、ステップ３０４で気筒判別許可信号をＯＮする。その後、気筒判別許可状態（ステップ３０５がＹＥＳ）であることを条件に、後続のステップ３０６に進む。
【００４７】
その後、ステップ３０６では、カム信号或いは欠歯位置により既に気筒判別が完了しているか否かを判別する。そして、気筒判別が完了していればステップ３０７に進み、気筒判別が完了していなければ図１１のステップ３１４に進む。
【００４８】
気筒判別完了後の場合において、ステップ３０７では、吸気カム信号が異常（フェイル）であるか否かを判別する。ここで、吸気カム信号の異常判定は、図示しない別処理にて適宜実施されるものであり、例えば、所定期間内で吸気カム信号のエッジが確認されず、その状態が所定回繰り返された場合、異常（フェイル）発生の旨が判定されるようになっている。
【００４９】
そして、吸気カム信号が異常でなければステップ３０８に進み、吸気カム信号が有効であるか否かを判別する。吸気カム信号が有効である場合、ステップ３０９で吸気カム信号の信号レベルに基づき表欠歯か裏欠歯かを判定する。また、続くステップ３１０では、表欠歯か裏欠歯かに基づいて欠歯判定フラグをセットし、最後に、ステップ３１１では気筒判別完了信号をＯＮする。
【００５０】
また、吸気カム信号が異常（ステップ３０７がＹＥＳ）であればステップ３１２に進み、吸気カム信号を使わずクランク信号のみで欠歯判定を実施する。例えば、クランク信号に基づきエンジンの回転変動をモニタし、その回転変動から見込みで表欠歯か裏欠歯かを判定する。特に本実施の形態では５気筒エンジンを制御対象とするため、表欠歯と裏欠歯（３６０°ＣＡ離れた位置）では回転変動の状態が逆となり、表欠歯か裏欠歯かの判定が容易となる。その後、ステップ３１１で気筒判別完了信号をＯＮし、本処理を終了する。
【００５１】
また、吸気カム信号が異常判定されていないが、同カム信号が有効でない場合（ステップ３０７，３０８が共にＮＯの場合）、ステップ３１３に進む。ステップ３１３では、既に排気カム信号によりセットされている欠歯判定フラグを反転させ、今現在表欠歯か裏欠歯かを判定する。すなわち、この時点では、既に前記図９の処理（ステップ２０７）にて欠歯判定フラグがセットされており、そのフラグが反転される。例えば、センサ故障や断線等の異常が発生している場合において、吸気カム信号が有効でないものの異常判定前であれば、上記のステップ３１３が実施される。その後、ステップ３１１で気筒判別完了信号をＯＮし、本処理を終了する。
【００５２】
一方、気筒判別完了前（ステップ３０６がＮＯ）の場合において、図１１のステップ３１４では、吸気カム信号が異常（フェイル）であるか否かを判別する。そして、吸気カム信号が異常でなければステップ３１５に進み、吸気カム信号が有効であるか否かを判別する。吸気カム信号が有効である場合、ステップ３１６で吸気カム信号の信号レベルに基づき表欠歯か裏欠歯かを判定し、更にその欠歯位置でのクランクカウンタの値から気筒判別を実施する。続くステップ３１７では、表欠歯か裏欠歯かに基づいて欠歯判定フラグをセットし、最後に、図１０のステップ３１１では気筒判別完了信号をＯＮする。要するに、カム信号による気筒判別前であれば、欠歯位置で最初の気筒判別が実施されることとなる。
【００５３】
また、吸気カム信号が異常（図１１のステップ３１４がＹＥＳ）であればステップ３１８に進み、吸気カム信号を使わずクランク信号から見込みで欠歯判定を実施し、更にその欠歯位置でのクランクカウンタの値から気筒判別を実施する。その後、図１０のステップ３１１で気筒判別完了信号をＯＮし、本処理を終了する。
【００５４】
また、吸気カム信号が異常判定されておらず、且つ同カム信号が有効でない場合（図１１のステップ３１４，３１５が共にＮＯの場合）、排気カム信号による気筒判別が完了していないことから、気筒判別を実施せずそのまま本処理を終了する。
【００５５】
なお本実施の形態では、図８のステップ１０６と図９のステップ２０６とが特許請求の範囲に記載した「気筒判別手段」に相当し、図１０のステップ３１３が同「基準位置判定手段」に相当する。また、図９のステップ２０７が同「仮判定手段」に相当し、吸気カム信号が「特定判別信号」に相当する。
【００５６】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下に示す効果が得られる。
カム有効判定後に吸気側又は排気側の何れかのカム信号により気筒判別を行い、更にその気筒判別に用いたカム信号で欠歯判定（基準位置判定）を実施するため、断線等の異常（フェイル）が発生したカム信号で欠歯を誤判定するといった不具合が解消される。その結果、エンジン始動時において表裏の欠歯判定を正しく行わせ、ひいてはエンジン始動性を向上させることができる。
【００５７】
また、欠歯判定に用いるカム信号が異常であるとの判定結果を待たず、正確な欠歯判定が実施できる。この場合、異常判定前であっても、誤った制御が防止できる。
【００５８】
本来欠歯判定に用いる吸気カム信号（特定判別信号）が有効判定されれば、その吸気カム信号により欠歯判定を実施し、吸気カム信号が無効判定されれば、他方の排気カム信号により欠歯判定を行う。上記構成では、欠歯判定に用いるカム信号がその都度適切に選択されるようになる。
【００５９】
吸気カム信号について異常（フェイル）であるかどうかを判定し、異常の旨判定された時、欠歯判定を実施しないので、カム信号異常により欠歯が誤って判定されるといった不具合が防止できる。
【００６０】
なお本発明は、上記以外に次の形態にて具体化できる。
上記実施の形態では、角度一致のタイミングで制御出力を行うべく角度タイマを用いて制御システムを具体化したが、フリーランカウンタを用いた周知のタイマ機能により制御出力を行うシステムであっても良い。
【００６１】
クランク信号の基準位置部は、パルス列の２パルス分を抜いた欠歯で構成したが、これに限ることなく、他の構造であっても良い。例えば、等間隔パルス列の途中に不等間隔のパルスを挿入する等の構造にて基準位置部を構成しても良い。また、判別信号としてカム信号（気筒判別信号）を用いたが、表と裏の基準位置部で信号レベルが異なる信号であればこれに限ることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態におけるエンジン制御システムの概要を示す構成図。
【図２】エンジン１サイクル（７２０°ＣＡ）分のタイムチャート。
【図３】エンジン始動時における気筒判別の動作を示すタイムチャート。
【図４】エンジン始動時における気筒判別の動作を示すタイムチャート。
【図５】エンジン始動時における気筒判別の動作を示すタイムチャート。
【図６】エンジン始動時における気筒判別の動作を示すタイムチャート。
【図７】エンジン始動時における気筒判別の動作を示すタイムチャート。
【図８】吸気カム信号割込み処理を示すフローチャート。
【図９】排気カム信号割込み処理を示すフローチャート。
【図１０】クランクエッジ割込み処理を示すフローチャート。
【図１１】図１０に引き続き、クランクエッジ割込み処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…ＥＣＵ、４…クランクセンサ、５，６…カムセンサ、１０…マイコン、１１…ＣＰＵ、１６…タイマモジュール、１００…ハードクランク。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine control device.
Angle control device when angle input signal is abnormal
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in this type of engine control device, as a process of synchronizing the crank angle such as ignition and injection, a reference position portion such as a missing tooth provided in the crank rotor is detected, and the angle position is confirmed by the reference position portion. Some start control of ignition and injection. Further, in recent years, in order to respond to the tightening of exhaust emission regulations such as LEV regulations, the rotation of the camshaft is detected by a cam sensor, and the cylinder is discriminated by the form of the cam signal detected by the cam sensor. There is also a technique for starting control such as ignition / injection earlier than detection.
[0003]
Furthermore, in order to comply with stricter exhaust gas regulations, the cam sensor is mounted not only on the intake side camshaft but also on the exhaust side camshaft, and the intake cam signal by the intake side cam sensor and the exhaust cam signal by the exhaust side cam sensor are used. A cylinder discrimination method has been proposed. In this method, the frequency of angular position detection is increased by the intake cam signal and the exhaust cam signal, and the start of ignition / injection control at an earlier timing can be realized more reliably.
[0004]
Further, in an engine control device applied to a multi-cylinder four-cycle engine, one cycle (720 ° CA) is divided into 360 ° CAs, and front missing teeth and back missing teeth are provided as reference position portions. . When the missing tooth position is reached with the rotation of the engine, it is determined each time whether it is a front missing tooth or a back missing tooth, and the angular position is determined. Specifically, the cam signal (cam rotor) is set so that the signal level of the cam signal differs between the front missing tooth and the back missing tooth by H / L. Judge whether it is a back missing tooth.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when an abnormality such as a cam sensor failure or disconnection occurs, the cam signal is fixed at a predetermined level (H level or L level), and it is not possible to correctly determine whether the front tooth or the back tooth is missing based on the cam signal level. Can be considered. In other words, when detecting missing teeth, a cam signal fixed at a predetermined level is used for missing tooth determination, and it is erroneously determined whether a front missing tooth or a back missing tooth. As a result, there is a problem that cylinder discrimination is not performed correctly and the engine does not start normally.
[0006]
In particular, when two cam signals on the intake side and exhaust side are used, if one cam signal is normal and the other cam signal becomes abnormal, the normal cam signal completes cylinder discrimination at the initial stage of engine start, but thereafter When the tooth missing position is reached, it may be erroneously determined whether it is a front missing tooth or a back missing tooth by an abnormal cam signal.
[0007]
By the way, if the cam signal abnormality (fail) is judged and the cam signal is not used after the fail judgment, the above problem can be avoided, but if the missing tooth position is reached before fail judgment, the cam in the fail state The signal is used for the determination of missing teeth, which causes the above problem.
[0008]
The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to correctly determine the front and back reference position portions at the time of starting the engine, thereby improving the engine startability. An engine control device is provided.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
2. The engine control apparatus according to claim 1, wherein the crank signal generating means is a pulse signal having a pulse train at predetermined angular intervals and having a front reference position part and a reverse reference position part every 360 ° CA in the middle thereof. appear. Further, the discrimination signal generating means is provided on each of the intake side and the exhaust side of the engine, and a different form is provided for each engine cylinder, and the signal level is different between the reference position portion of the front and the back reference position portion of the crank signal. Discriminating signals different from each other are generated. The cylinder discriminating means discriminates the cylinder of the engine based on a discrimination signal whose signal form is found out of the discrimination signals on the intake side and the exhaust side when the engine is started. Further, when the reference position portion of the crank signal is reached following the cylinder determination, the reference position determination means determines whether the reference position portion at that time is the front or back according to the signal level of the determination signal used for the cylinder determination. To do.
[0010]
In short, in the present control device, the reference position determination of the reference position portion of the table or the reference position portion of the back is performed based on the signal level of the determination signal, and control such as ignition and fuel injection is performed on the control target cylinder according to the determination result. Is to be implemented. In this case, if the signal level of the determination signal used for the reference position determination is fixed due to disconnection or the like, the reference position determination may not be performed correctly. In order to solve this problem, in the present invention, the determination signal used for the reference position determination is a signal actually used for cylinder determination, in other words, a signal whose signal level is not fixed due to disconnection or the like. As a result, when the engine is started, the reference position portions on the front and back sides can be correctly determined, and the engine startability can be improved.
[0011]
Furthermore, in the present invention, accurate reference position determination can be performed without waiting for a determination result that the determination signal used for reference position determination is abnormal. In this case, erroneous control can be prevented even before abnormality determination.
[0012]
More specifically, as the cylinder discriminating means, as described in claim 2, cylinder discrimination is performed using a discrimination signal in which a signal edge is confirmed after the start of the engine among the discrimination signals on the intake side and the exhaust side. Good.
[0013]
In the invention according to claim 3, one of the determination signals on the intake side and the exhaust side is used as a specific determination signal for the reference position determination at the normal time, and whether the specific determination signal is effective depending on the presence or absence of an edge. judge. The reference position determination means performs the reference position determination based on the specific determination signal when the specific determination signal is determined to be valid, and determines whether the specific determination signal is not the specific determination signal when the specific determination signal is determined to be invalid. To determine the reference position. According to this configuration, the determination signal used for the reference position determination is appropriately selected each time.
[0014]
Moreover, even if it is invention of Claim 4, a desired effect is achieved. In other words, the invention according to claim 4 further comprises provisional determination means for temporarily determining whether the rotational position of the engine at that time is the front side or the back side of the reference position portion when the cylinder is determined by the cylinder determination means. The result of the temporary determination by the temporary determination means is reversed to determine which reference position portion is the front or back side.
[0015]
In the fifth aspect of the present invention, it is determined whether or not the determination signal is abnormal. When it is determined that there is an abnormality, the reference position determination unit does not perform the reference position determination. In this case, it is possible to prevent a problem that the reference position portion is erroneously determined due to an abnormality in the determination signal.
[0016]
According to the sixth aspect of the present invention, cam sensors are provided on the intake and exhaust camshafts, respectively, and a cam signal is output as a discrimination signal by the cam sensors. Since these cam signals have different durations of the same signal level for each engine cylinder, cylinder discrimination can be easily performed.
According to the seventh aspect of the present invention, the engine cylinder is controlled based on the determination result by the reference position determination means.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The present embodiment is embodied in a control device for a multi-cylinder gasoline engine for automobiles. FIG. 1 shows a configuration of an engine control ECU 1 in the present embodiment. The engine is a 5-cylinder 4-cycle engine.
[0018]
The engine control ECU 1 includes a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) 10, a power supply circuit 20, an input / output circuit 30, and an EEPROM 40. The power supply circuit 20 receives power supplied from the battery 2 and supplies a predetermined voltage to each device in the ECU 1. The microcomputer 10 includes a CPU 11, a ROM 12, a RAM 13, an A / D converter 14, an input / output interface (I / O) 15, and a timer module 16, and these members exchange data with each other via a data bus. Is exchanged. An EEPROM 40 is connected to the input / output interface 15, and data is exchanged with the EEPROM 40 via the input / output interface 15. The input / output circuit 30 inputs signals from sensors, switches, and the like, and outputs a drive signal to an injector (fuel injection valve) and an ignition device. Further, the communication line 3 is connected to the input / output circuit 30, and data is exchanged with other ECUs via the input / output circuit 30. The CPU 11 of the microcomputer 10 takes in signals (data) from sensors and switches and data from the communication line 3 through the input / output circuit 30 and the input / output interface 15, and performs various calculations based on these data. The injector and the ignition device are driven and controlled via the input / output interface 15 and the input / output circuit 30.
[0019]
Here, the signals taken in by the engine control ECU 1 include a crank signal from the crank sensor 4 and cam signals from the intake side cam sensor 5 and the exhaust side cam sensor 6. The crank signal is input to the hard crank 100 of the timer module 16. Further, the cam signal is taken into the microcomputer 10 via the input / output circuit 30. In the present embodiment, the crank sensor 4 corresponds to “crank signal generation means”, and the cam sensors 5 and 6 correspond to “discrimination signal generation means”.
[0020]
FIG. 2 shows a crank signal and a cam signal for one engine cycle (720 ° CA). The crank signal generated by the crank sensor 4 is composed of a pulse train at predetermined angular intervals corresponding to the rotation of the crankshaft of the engine, and has a missing tooth as a reference position portion in the middle of the pulse train. In the present embodiment, the crank signal has a missing tooth configuration with two pulses missing every 60 pulses (60-2 tooth structure). That is, the pulse interval of the pulse train is 6 ° CA, and there are missing teeth every 360 ° CA in the middle of this pulse train, one of them (the missing tooth for every 720 ° CA) is the front missing tooth, and the other ( The other missing teeth for every 720 ° CA) are back missing teeth.
[0021]
The cam signals (intake cam signal and exhaust cam signal) generated by the cam sensors 5 and 6 are synchronized with the rotation of the intake cam shaft and the exhaust cam shaft of the engine, respectively, and a cylinder discrimination signal for specifying the cylinder position. It is. These cam signals have falling edges at 144 ° CA intervals, and the exhaust cam signal is shifted to the 318 ° CA advance side with respect to the intake cam signal. The intake cam signal and the exhaust cam signal are configured so that the duration of the same signal level (for example, the angular interval from the rise to the fall) is different for each engine cylinder, and the cam signal level has an H period or an L period. By counting the number of crank signals, the cylinders can be distinguished each time.
[0022]
Furthermore, the intake and exhaust cam signals have a signal level of L (low) at the trailing edge (timing of t1) immediately after the front teeth of the crank signal, and the trailing edge (timing of t2) immediately after the back teeth. Then, the signal level is H (high). That is, if the cam signal level is L at the missing tooth position, it can be determined that it is a front missing tooth, and if it is H, it can be determined that it is a back missing tooth. Normally, it is determined whether the crank signal has a front missing tooth or a back missing tooth by using the signal level of the intake cam signal. The angle counter is initialized at the position.
[0023]
On the other hand, the hard crank 100 provided in the timer module 16 of FIG. 1 is a functional unit that processes a crank signal in a hardware manner. The hard crank 100 can generate the ignition / injection angle counter shown in FIG. 2 (generation of an angle signal obtained by dividing the time between crank edges) in hardware.
[0024]
Briefly, in the hard crank 100, the pulse interval (time between edges) of the crank signal is measured, and based on the current pulse interval, a multiplied signal (multiplied clock) having an integer multiple frequency is generated by the next pulse. Is done. Then, the follow-up counter in FIG. 2 is counted up by the multiplied signal, and the ignition / injection angle counter is counted up by the angle clock from the follow-up counter. The follow-up counter is reset every time the one-cycle guard value is reached. Based on the count value of the ignition / injection angle counter, ignition / injection control is performed in synchronization with the crank angle using a compare register. That is, the ignition / injection angle counter can be controlled hard by synchronizing the crank angle with the ignition / injection control.
[0025]
Next, the cylinder discrimination operation when the engine is started will be described. Here, first, an outline of cylinder discrimination will be described with reference to the time charts of FIGS. 3 and 4 for a system using a single cam signal (for example, only an intake cam signal). FIG. 3 shows the operation when the intake cam signal is normally taken into the CPU 11, and FIG. 4 shows the operation when the intake cam signal is fixed at the L level due to a failure or disconnection of the intake side cam sensor 5. Note that the crank counter in the figure is a counter that is counted up every 36 ° CA by the CPU 11 with reference to the system initialization position (BTDC 6 ° CA of # 4 cylinder). The movement of the count value that is actually counted by the CPU 11 is indicated by a solid line.
[0026]
Incidentally, in this system, either the front or back missing tooth is detected, or when the cylinder discrimination is completed by the cam signal, the ignition / injection angle control is started at that time. Also, cylinder discrimination from the cam signal is performed only for the first time, and is not performed after completion of cylinder discrimination.
[0027]
In FIG. 3, at the timing of t11, the cam signal is determined to be valid based on the edge of the intake cam signal from the start of engine start. Thereafter, at the timing of t12, cylinder discrimination is performed based on the intake cam signal at that time. That is, the number of crank signals (the number of falling edges) is counted in the intake cam signal = H period immediately before t12, and the current cylinder number is determined from the counted value. At the timing of t12, it is determined that the cylinder is the # 5 cylinder, and “3” is set in the crank counter as the angular position corresponding to the # 5 cylinder (cylinder discrimination is completed). After completion of the cylinder discrimination, the crank counter starts counting up and ignition / injection angle control is started.
[0028]
Thereafter, at the timing of t13, since the intake cam signal at the missing tooth position is at the H level, it is determined that the missing tooth at that time is the back missing tooth. At this time, the missing tooth determination flag for indicating whether the missing tooth is a front missing tooth or a back missing tooth is turned OFF. Thereafter, the missing tooth determination flag is set as needed according to the cam signal level at the missing tooth position. That is, if the intake cam signal at the missing tooth position is L level, the missing tooth determination flag is turned ON, and if the intake cam signal is H level, the missing tooth determination flag is turned OFF. The crank counter is reset every time it reaches the system initialization position (BTDC 6 ° CA of # 4 cylinder).
[0029]
On the other hand, when the intake cam signal is fixed at the L level due to a sensor failure or disconnection, the intake cam signal does not become effective as shown in FIG. 4, and angle control cannot be started from the intake cam signal. . In this case, when the missing tooth is detected at the timing t21, an abnormality (failure) in the intake cam signal is not confirmed, but the cylinder determination is not performed because the cam signal is not valid.
[0030]
Further, when an abnormality (failure) in the intake cam signal is determined at the timing t22, the cylinder discrimination is performed with the expectation of the crank signal or the like. That is, the intake cam signal level at that time is not used, and the cylinder at that time is determined based on, for example, a difference in rotational fluctuation. Cylinder discrimination is completed at the timing of t22, and “10” is set to the crank counter. Along with this, ignition / injection angle control is started. When detecting missing teeth thereafter, the missing tooth determination flag is alternately turned ON / OFF.
[0031]
Next, an outline of cylinder discrimination at the time of engine start will be described for a system using an intake cam signal and an exhaust cam signal.
FIG. 5 is a time chart showing the cylinder discrimination operation using the intake cam signal and the exhaust cam signal. In this case, ignition / injection angle control is activated when either the front or back missing tooth is detected or the cylinder discrimination is completed by the intake cam signal or the exhaust cam signal. In addition, cylinder discrimination based on the cam signal may cause an error, and it may be considered that the cylinder discrimination result of the intake cam signal and the cylinder discrimination result of the exhaust cam signal are inconsistent. Therefore, when the initial cylinder discrimination is completed, the cylinder discrimination based on the cam signal is not performed after that, and only the cylinder discrimination based on the missing tooth detection is continued. This prevents problems such as misalignment of the angular position and ignition / jet leakage.
[0032]
In FIG. 5, the intake cam signal and the exhaust cam signal become valid at timings t31 and t32, respectively, and then cylinder discrimination is performed based on the exhaust cam signal at that time at timing t33. That is, the number of crank signals (the number of falling edges) is counted in the exhaust cam signal = L period immediately before t33, and the current cylinder number is determined from the counted value. At the timing of t33, it is determined that the cylinder is the # 3 cylinder, and “6” is set in the crank counter as the angular position corresponding to the # 3 cylinder (cylinder discrimination is completed). After completion of the cylinder discrimination, ignition / injection angle control is started. As described above, FIG. 5 shows a case where the angle control is started by the exhaust cam signal among the intake cam signal and the exhaust cam signal.
[0033]
Thereafter, at the timing of t34, since the intake cam signal at the missing tooth position is at the H level, it is determined that the missing tooth at that time is the back missing tooth. At this time, the missing tooth determination flag for indicating whether the missing tooth is a front missing tooth or a back missing tooth is turned OFF. Thereafter, the missing tooth determination flag is set as needed according to the cam signal level at the missing tooth position. That is, if the intake cam signal at the missing tooth position is L level, the missing tooth determination flag is turned ON, and if the intake cam signal is H level, the missing tooth determination flag is turned OFF.
[0034]
On the other hand, when the intake cam signal is fixed at the L level due to a sensor failure or disconnection, the exhaust cam signal is determined to be valid (timing t41) as shown in FIG. Never become. In this case, the current cylinder number (# 3) is determined from the exhaust cam signal, and “6” is set in the crank counter as the angular position corresponding to the # 3 cylinder (cylinder discrimination completed). After completion of the cylinder discrimination, ignition / injection angle control is started.
[0035]
However, in this case, at the timing of t42 after cylinder discrimination, although the intake cam signal is fixed to L due to disconnection or the like, an abnormality (failure) in the intake cam signal has not yet been determined. For this reason, when detecting missing teeth at the timing t42, the cylinder is erroneously determined to be front missing because of the intake cam signal fixed at L. As a result, the crank counter deviates from the normal value and 360 ° CA is mistaken for ignition and injection, and the engine cannot be started properly. In this case, even if an abnormality (failure) in the intake cam signal is determined thereafter, normal ignition / injection control cannot be restored.
[0036]
Therefore, the problem of FIG. 6 is solved, and it is considered that the cylinder is correctly determined even when the intake cam signal is abnormal (fail) and the engine is properly started. Here, at the beginning of the engine start, the front / back judgment at the time of missing tooth detection is performed by the cam signal (either intake cam signal or exhaust cam signal) used for cylinder discrimination first, and the intake cam signal is effective at the time of missing tooth detection. Even if this is not the case, it is possible to prevent the problem of making a mistake in determining whether the teeth are front or back missing.
[0037]
FIG. 7 is a time chart showing the cylinder discrimination operation in which the problem of FIG. 6 is solved.
In FIG. 7, as in FIG. 6, the exhaust cam signal is determined to be valid (timing at t51), but the intake cam signal is never valid. In this case, at the timing of t52, the current cylinder number (# 3) is determined from the exhaust cam signal, and “6” is set in the crank counter as the angular position corresponding to the # 3 cylinder (cylinder determination completed). Further, the missing tooth determination flag is temporarily set to either ON / OFF based on the crank counter value at that time. In the case of the timing of t52, since 0 ≦ crank counter <10, it can be determined that it is the front missing tooth side now, and the missing tooth determination flag is set to ON (front side). After completion of cylinder discrimination, ignition / injection angle control is started.
[0038]
Thereafter, at the timing of t53, although the cylinder discrimination is completed, the intake cam signal is not determined to be valid, so the intake cam signal level is not used for missing tooth determination, and the previously set missing tooth determination flag is inverted. Is done. That is, since the missing tooth determination flag is turned ON from the cylinder determination result based on the exhaust cam signal at the timing of the previous t52, the flag is inverted to OFF. Thus, the front missing tooth is determined at the timing of t52, and the back missing tooth is determined at the subsequent timing of t53. Thereafter, when an abnormality (failure) in the intake cam signal is determined at the timing of t54, cylinder discrimination is performed with an expectation based on a crank signal or the like.
[0039]
Next, the cylinder discrimination processing by the CPU 11 will be described in detail with reference to the flowcharts of FIGS. First, FIG. 8 is a flowchart showing an intake cam signal interrupt process started for each edge of the intake cam signal.
[0040]
In FIG. 8, in step 101, the number of times of edge input of the intake cam signal from the beginning of engine start is counted, and in the subsequent step 102, whether or not the number of edge inputs is a predetermined number (3 in the present embodiment) or not. Is determined. If it is equal to or greater than the predetermined number of times, it is determined that the intake cam signal is normally input, and the routine proceeds to step 103, where it is determined that the intake cam signal is valid. When the predetermined number of times has not been reached, the routine proceeds to step 108, where it is determined that the intake cam signal is not yet effective (intake cam invalid). If the intake cam is invalid, the process is terminated as it is, and cylinder discrimination based on the intake cam signal is not performed.
[0041]
In step 104, it is determined whether or not the crank signal is valid. Note that if the crank signal is correctly input at equal intervals, the crank signal is valid. If the crank signal is valid, the routine proceeds to step 105, where it is determined whether the cylinder discrimination has already been completed based on the cam signal or the missing tooth position. Then, the process proceeds to step 106 on condition that the cylinder discrimination is not completed, and the cylinder discrimination based on the intake cam signal is performed. At this time, the number of crank signals (the number of falling edges) within the H level period or the L level period after the intake cam signal is determined valid is counted, and the current cylinder number is determined according to the count value. In the following step 107, a cylinder discrimination completion signal is set, and then this process is terminated.
[0042]
If the crank signal is invalid or the cylinder discrimination has already been completed (step 104 is NO or step 105 is YES), the processing is terminated as it is, and the cylinder discrimination based on the intake cam signal is not performed.
[0043]
FIG. 9 is a flowchart showing an exhaust cam signal interrupt process started for each edge of the exhaust cam signal. This process is generally similar to the intake cam signal interruption process of FIG. 8 described above, and only the process of step 207 is a process not shown in FIG. Hereinafter, the common part will be briefly described.
[0044]
That is, first, it is determined whether or not the number of edge inputs of the exhaust cam signal from the beginning of the engine is a predetermined number (three times) or more (steps 201 and 202). If valid and less than the predetermined number of times, the exhaust cam signal is invalidated (steps 203 and 209). When the exhaust cam signal is valid, cylinder discrimination based on the exhaust cam signal is performed on the condition that the crank signal is valid and before the cylinder discrimination is completed (step 206). Thereafter, based on the cylinder discrimination result by the exhaust cam signal, a missing tooth determination flag is set according to whether the cylinder at that time is the front missing tooth side or the back missing tooth side (step 207). Specifically, based on the value of the crank counter at that time, the missing tooth determination flag = ON if the current cylinder is on the front missing tooth side, and the missing tooth determination flag = OFF if the current cylinder is on the back missing tooth side. Finally, a cylinder discrimination completion signal is set (step 208), and this process ends.
[0045]
FIGS. 10 and 11 are flowcharts showing the crank edge interruption process started at every falling edge of the crank signal.
First, in step 301 of FIG. 10, it is determined whether or not the crank signal is valid, and in the subsequent step 302, it is determined whether or not the missing tooth position is currently reached. Here, the CPU 11 detects the missing tooth position from the number of edge inputs of the crank signal. If any of steps 301 and 302 is NO, this process is terminated as it is, and cylinder discrimination is not performed.
[0046]
If both steps 301 and 302 are YES, the process proceeds to step 303, and it is determined whether or not the following cylinder determination conditions are satisfied. That is,
(B) The intake cam signal is valid,
(B) The exhaust cam signal is valid,
(C) The intake cam signal is judged abnormal,
If at least one of them is satisfied, cylinder discrimination is possible, and step 303 is affirmed. When step 303 is YES, a cylinder discrimination permission signal is turned ON at step 304. Thereafter, the process proceeds to the subsequent step 306 on condition that the cylinder discrimination is permitted (YES in step 305).
[0047]
Thereafter, in step 306, it is determined whether or not cylinder discrimination has already been completed based on the cam signal or the missing tooth position. If cylinder discrimination is complete, the process proceeds to step 307, and if cylinder discrimination is not complete, the process proceeds to step 314 in FIG.
[0048]
In the case after completion of cylinder discrimination, in step 307, it is discriminated whether or not the intake cam signal is abnormal (fail). Here, the abnormality determination of the intake cam signal is appropriately performed by another process (not shown). For example, when the edge of the intake cam signal is not confirmed within a predetermined period and the state is repeated a predetermined number of times. The occurrence of an abnormality (failure) is determined.
[0049]
If the intake cam signal is not abnormal, the process proceeds to step 308 to determine whether or not the intake cam signal is valid. If the intake cam signal is valid, it is determined in step 309 whether the front teeth or the back teeth are missing based on the signal level of the intake cam signal. In the following step 310, a missing tooth determination flag is set based on whether the front missing tooth or the back missing tooth. Finally, in step 311, a cylinder discrimination completion signal is turned ON.
[0050]
If the intake cam signal is abnormal (YES in step 307), the process proceeds to step 312, and the missing tooth determination is performed using only the crank signal without using the intake cam signal. For example, the engine rotational fluctuation is monitored based on the crank signal, and it is determined from the rotational fluctuation whether it is a front missing tooth or a back missing tooth. In particular, since the 5-cylinder engine is controlled in this embodiment, the state of rotational fluctuation is reversed between the front missing tooth and the back missing tooth (position separated by 360 ° CA), and it is determined whether the front missing tooth or the back missing tooth. Becomes easy. Thereafter, in step 311, the cylinder discrimination completion signal is turned ON, and this process is terminated.
[0051]
If the intake cam signal is not determined to be abnormal, but the cam signal is not valid (steps 307 and 308 are NO), the process proceeds to step 313. In step 313, the missing tooth determination flag that has already been set by the exhaust cam signal is reversed to determine whether it is the front missing tooth or the back missing tooth. That is, at this time, the missing tooth determination flag is already set in the process of FIG. 9 (step 207), and the flag is inverted. For example, when an abnormality such as a sensor failure or disconnection occurs, the above-described step 313 is performed if the intake cam signal is not valid but before abnormality determination. Thereafter, in step 311, the cylinder discrimination completion signal is turned ON, and this process is terminated.
[0052]
On the other hand, when the cylinder discrimination is not completed (NO in step 306), in step 314 in FIG. 11, it is determined whether or not the intake cam signal is abnormal (fail). If the intake cam signal is not abnormal, the process proceeds to step 315 to determine whether the intake cam signal is valid. If the intake cam signal is valid, it is determined in step 316 based on the signal level of the intake cam signal whether it is a front missing tooth or a back missing tooth, and cylinder discrimination is performed from the value of the crank counter at that missing tooth position. In the following step 317, a missing tooth determination flag is set based on whether the front missing tooth or the back missing tooth. Finally, in step 311 in FIG. 10, the cylinder discrimination completion signal is turned ON. In short, the first cylinder discrimination is performed at the missing tooth position before the cylinder discrimination by the cam signal.
[0053]
If the intake cam signal is abnormal (YES in step 314 in FIG. 11), the process proceeds to step 318, where the missing teeth are determined from the crank signal without using the intake cam signal, and the crank at the missing tooth position is further determined. Cylinder discrimination is performed from the value of the counter. Thereafter, the cylinder discrimination completion signal is turned ON in step 311 of FIG. 10, and this process is terminated.
[0054]
If the intake cam signal is not abnormally determined and the cam signal is not valid (steps 314 and 315 in FIG. 11 are both NO), cylinder discrimination based on the exhaust cam signal is not completed. This process is terminated without performing cylinder discrimination.
[0055]
In this embodiment, step 106 in FIG. 8 and step 206 in FIG. 9 correspond to the “cylinder discrimination means” described in the claims, and step 313 in FIG. 10 corresponds to the “reference position determination means”. Equivalent to. Further, step 207 in FIG. 9 corresponds to the “provisional determination means”, and the intake cam signal corresponds to the “specific determination signal”.
[0056]
According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
Cylinder discrimination is performed by either the intake side or the exhaust side cam signal after the cam validity determination, and the missing tooth determination (reference position determination) is performed by the cam signal used for the cylinder determination. ) Is eliminated by a cam signal in which a missing tooth is erroneously determined. As a result, it is possible to correctly determine the missing teeth on the front and back sides when starting the engine, thereby improving the engine startability.
[0057]
Moreover, accurate missing tooth determination can be performed without waiting for the determination result that the cam signal used for missing tooth determination is abnormal. In this case, erroneous control can be prevented even before abnormality determination.
[0058]
If the intake cam signal (specific determination signal) that is originally used for missing tooth determination is determined to be valid, the missing tooth determination is performed based on the intake cam signal. If the intake cam signal is determined to be invalid, the missing exhaust cam signal is used. Tooth determination is performed. In the above configuration, the cam signal used for missing tooth determination is appropriately selected each time.
[0059]
It is determined whether or not the intake cam signal is abnormal (fail). When it is determined that the intake cam signal is abnormal, the missing tooth determination is not performed. Therefore, it is possible to prevent a problem that the missing tooth is erroneously determined due to the cam signal abnormality.
[0060]
In addition to the above, the present invention can be embodied in the following forms.
In the above embodiment, the control system is embodied by using the angle timer so as to perform the control output at the angle coincidence timing. However, a system that performs the control output by a known timer function using a free-run counter may be used. .
[0061]
The reference position portion of the crank signal is constituted by a missing tooth from which two pulses of the pulse train are extracted. However, the present invention is not limited to this and may have another structure. For example, the reference position portion may be configured with a structure in which pulses with unequal intervals are inserted in the middle of an equal interval pulse train. Further, although the cam signal (cylinder discrimination signal) is used as the discrimination signal, the signal is not limited to this as long as the signal level is different between the front and back reference position portions.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of an engine control system in an embodiment of the invention.
FIG. 2 is a time chart for one engine cycle (720 ° CA).
FIG. 3 is a time chart showing an operation of cylinder discrimination when the engine is started.
FIG. 4 is a time chart showing the cylinder discrimination operation when the engine is started.
FIG. 5 is a time chart showing an operation of cylinder discrimination when the engine is started.
FIG. 6 is a time chart showing the operation of cylinder discrimination when the engine is started.
FIG. 7 is a time chart showing an operation of cylinder discrimination when the engine is started.
FIG. 8 is a flowchart showing intake cam signal interrupt processing.
FIG. 9 is a flowchart showing exhaust cam signal interrupt processing.
FIG. 10 is a flowchart showing crank edge interrupt processing.
FIG. 11 is a flowchart showing crank edge interrupt processing following FIG. 10;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... ECU, 4 ... Crank sensor, 5, 6 ... Cam sensor, 10 ... Microcomputer, 11 ... CPU, 16 ... Timer module, 100 ... Hard crank.

Claims

A crank that generates a crank signal having a pulse position at predetermined angular intervals corresponding to rotation of the crankshaft of a multi-cylinder four-cycle engine and having a reference position portion on the front and a reference position portion on the back for every 360 ° CA. Signal generating means;
A determination signal is provided on each of the intake side and the exhaust side of the engine, and has a different form for each engine cylinder, and generates a determination signal having a different signal level between the reference position portion of the front and the back reference position portion of the crank signal. Discrimination signal generating means;
Cylinder discrimination means for performing cylinder discrimination of the engine based on a discrimination signal whose signal form is found out of the discrimination signals on the intake side and the exhaust side at the time of engine start,
When the reference position portion of the crank signal is reached following the cylinder determination by the cylinder determining means, the reference position determination for determining whether the reference position portion at that time is the front or back is based on the signal level of the determination signal used for the cylinder determination Means,
An engine control device comprising:

2. The engine control device according to claim 1, wherein the cylinder discriminating unit performs cylinder discrimination using a discrimination signal in which a signal edge is confirmed after the start of the engine is started among the discrimination signals on the intake side and the exhaust side.

One of the determination signals on the intake side and the exhaust side is used as a specific determination signal, and is used for reference position determination at normal time,
Means for determining whether or not the specific determination signal is valid depending on the presence or absence of an edge, and the reference position determination means performs a reference position determination using the specific determination signal when the specific determination signal is determined to be valid; The engine control device according to claim 1 or 2, wherein when the determination signal is determined to be invalid, the reference position is determined based on the determination signal that is not the specific determination signal.

Provisionally determining means for temporarily determining whether the rotational position of the engine at that time is the front side or the back side of the reference position portion when the cylinder is determined by the cylinder determining means;
The engine control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the reference position determination unit determines whether the reference position portion is a front or back reference position by inverting a result of the temporary determination by the temporary determination unit.

The engine control device according to any one of claims 1 to 4, further comprising means for determining whether or not the determination signal is abnormal, wherein when the abnormality is determined, the reference position determination by the reference position determination means is not performed. .

A cam sensor is provided on each of the intake-side and exhaust-side camshafts as the discrimination signal generating means, and the cam sensors output cam signals having different durations of the same signal level for each engine cylinder as discrimination signals. 6. The engine control device according to any one of 5.

The engine control device according to any one of claims 1 to 6, wherein the engine cylinder is controlled based on a determination result by the reference position determination means.