JP4304669B2 - 内燃機関のクランク角判別装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関のクランク角判別装置にかかり、特に内燃機関の始動時におけるクランク角位置を好適に判別することができる技術に関するものである。

従来より、この種の技術として例えば特許文献１に記載のクランク角判別装置が知られている。この装置では、内燃機関のクランク軸の回転をクランク角センサにより検出し、その際、クランク角センサによって、等間隔の多数のパルス信号よりなり、そのパルス信号の途中にパルス間隔を異とする不等間隔部としての欠歯部を有するクランク角信号を発生させるようにしている。特に、欠歯部はその連続回数が異なるよう設けられており、欠歯部の連続回数に基づいてクランク角を判別するようにしている。

かかる場合、パルス信号の時間間隔Ｔを算出し、該時間間隔の今回値Ｔiと前々回値Ｔi-2とを比較する。そして、Ｔi，Ｔi-2の比（Ｔi／Ｔi-2）が所定値よりも大きいか否かによって欠歯部か否かを検出し、更に欠歯部である場合にはその連続回数によって、その都度何れのクランク角位置にあるかを判別するようにしている。

しかしながら、例えば、内燃機関の始動時において低温状態や車載バッテリの低電圧状態ではクランキング回転が不安定となるため、実際には等間隔のパルス信号が拡がったり、逆に欠歯部の間隔が狭まったりする。故に、上記のクランク角判別手法では、パルス信号の時間間隔の比が変化してしまい、欠歯部が誤検出されるおそれが生じる。これにより、クランク角判別の信頼性が低下する。上記特許文献１では、クランキング回転が不安定であることを検出し、クランキング回転が不安定の時は欠歯部の検出を禁止することで対応しているが、これではクランク角判別に時間がかかり、始動性、特に始動時間に悪影響が及ぶという不都合が生じる。

また、クランク軸の回転速度は内燃機関の燃焼サイクルに応じて変動し、各気筒の圧縮ＴＤＣ後の燃焼膨張行程で上昇し、吸気、圧縮行程等で下降するという変動が繰り返される。かかる場合において、気筒数が奇数である内燃機関では、クランク軸の１回転毎（３６０°ＣＡ毎）に到来する欠歯部と各気筒の圧縮ＴＤＣの位置とが毎回一致しないため、同じ種類の欠歯部を検出する場合であっても、パルス信号の時間間隔の比が変化してしまい、やはり欠歯部が誤検出されるという問題が生じる。
特開平７−１０９９４８号公報

本発明は、内燃機関のクランク角判別の信頼性を向上させ、ひいては内燃機関の始動性等の改善を図ることができる内燃機関のクランク角判別装置を提供することを主たる目的とするものである。

請求項１に記載の発明では、クランク角信号発生手段によって、内燃機関のクランク軸の回転に対応する所定角度間隔毎のパルス列よりなり且つその途中にパルス幅の異なる少なくとも２種類の基準位置を有したクランク角信号が発生すると共に、カム角信号発生手段によって、内燃機関のカム軸の回転に応じて各気筒の所定角度位置に対応したパルスよりなるカム角信号が発生する。そして、前記クランク角信号のパルス間隔に基づいて前記基準位置が検出される。また、基準位置の検出結果と基準位置付近の所定区間内におけるカム角信号のパルスの有無とからクランク角位置が判別される。更に、該判別の後、次に検出される基準位置の種類によりクランク角位置が再度判別される。

要するに、クランク角信号のパルス間隔に基づいて基準位置を検出する構成では、クランク軸の回転速度の変動に起因して基準位置が誤検出されるおそれが生じるが、上記構成によれば、基準位置の検出結果と基準位置付近の所定区間内におけるカム角信号のパルスの有無とからクランク角位置が一旦判別された後、次に検出される基準位置の種類によりクランク角位置が再度判別されるため、基準位置の検出精度が上がる。従って、クランク角判別の信頼性が向上し、ひいては内燃機関の始動性等の改善を図ることができる。

請求項２に記載したように、同一のクランク軸に対し奇数個の気筒を設けた奇数気筒４サイクル内燃機関では、クランク角信号の基準位置と各気筒の圧縮ＴＤＣとの相対位置が毎回同じとならない。この場合、内燃機関の燃焼サイクルに応じてクランク軸の回転速度が変動することにより、基準位置でのパルス間隔が変動し、基準位置の検出精度が低下するが、上記請求項１の発明によって、奇数気筒内燃機関であってもクランク角の判別精度を確保することができる。

請求項３に記載の発明では、前記第２の判別手段によりクランク角位置が判別された後、前記第１の判別手段によるクランク角判別のみが継続される。そして、当該クランク角判別が異常となった場合に、前記第１の判別手段及び前記第２の判別手段によるクランク角判別が実施される。これにより、仮に内燃機関の運転途中にクランク角の判別ができなくなったとしても、いち早く正常な状態に復帰することが可能となる。

請求項４に記載の発明では、第１の判別手段によりクランク角位置が判別された時点で内燃機関への燃料噴射が許可され、第２の判別手段によりクランク角位置が判別された時点で点火が許可される。この場合、２回のクランク角判別が終わるのを待って燃料噴射が許可されるのではなく、１回目のクランク角判別（第１の判別手段によるクランク角判別）がなされた時点で燃料噴射が許可される。そのため、上記の如く２回の基準位置検出を要件としてクランク角判別を実施する構成であっても、いち早く内燃機関を燃焼状態とすることができる。例えば内燃機関の始動時においてはその始動性が向上する。

以下、本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。本実施の形態は、内燃機関である車載多気筒ガソリンエンジンを対象にエンジン制御システムを構築するものとしており、当該制御システムにおいては電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢として燃料噴射量の制御や点火時期の制御等を実施することとしている。先ずは、図１を用いてエンジン制御システムの全体概略構成図を説明する。

図１に示すエンジン１０において、吸気管１１の最上流部にはエアクリーナ１２が設けられ、このエアクリーナ１２の下流側には吸入空気量を検出するためのエアフローメータ１３が設けられている。エアフローメータ１３の下流側には、ＤＣモータ等のアクチュエータによって開度調節されるスロットルバルブ１４と、スロットル開度を検出するためのスロットル開度センサ１５とが設けられている。スロットルバルブ１４の下流側にはサージタンク１６が設けられ、このサージタンク１６には吸気管圧力を検出するための吸気管圧力センサ１７が設けられている。また、サージタンク１６には、エンジン１０の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１８が接続されており、吸気マニホールド１８において各気筒の吸気ポート近傍には燃料を噴射供給する電磁駆動式の燃料噴射弁１９が取り付けられている。

エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートにはそれぞれ吸気バルブ２１及び排気バルブ２２が設けられており、吸気バルブ２１の開動作により空気と燃料との混合気が燃焼室２３内に導入され、排気バルブ２２の開動作により燃焼後の排ガスが排気管２４に排出される。吸気バルブ２１及び排気バルブ２２にはそれぞれ可変動弁機構２５，２６が設けられている。これら可変動弁機構２５，２６は、各バルブ２１，２２のリフト量や開弁時期等のバルブ開閉動作条件を連続的に可変とすることができる構造を有し、その都度のアクセル開度やエンジン運転状態等に応じてバルブ開閉動作条件が適宜調整されるようになっている。

エンジン１０のシリンダヘッドには各気筒毎に点火プラグ２７が取り付けられており、点火プラグ２７には、点火コイル等よりなる点火装置２８を通じて、所望とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ２７の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室２３内に導入した混合気が着火され燃焼に供される。排気管２４には、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化するための三元触媒等の触媒３１が設けられ、この触媒３１の上流側には排ガスを検出対象として混合気の空燃比又はリッチ／リーンを検出するための空燃比センサ３２（リニア空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられている。

また、エンジン１０には、クランク軸のクランク角度位置を検出するためのクランク角センサ３４と、吸気側カム軸の基準回転位置を検出するためのカム角センサ３５とが設けられており、これら各センサ３４，３５により検出されるクランク軸と吸気カム軸との相対回転位置を基準として、吸気バルブ２１及び排気バルブ２２の開閉タイミング制御や各気筒のクランク角判別が実行されるようになっている。本実施の形態では、クランク角センサ３４がクランク角信号発生手段に相当し、カム角センサ３５がカム角信号発生手段に相当する。その他、エンジン１０のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ３３が設けられている。

上述した各種センサの出力は、エンジン制御を司るＥＣＵ４０に入力される。ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁１９による燃料噴射や点火プラグ２７による点火時期等、各種制御を実施する。

クランク角センサ３４は、クランク軸の回転に伴いパルス状のクランク角信号を出力し、カム角センサ３５は、カム軸の回転に伴いパルス状のカム角信号を出力する。図２には、クランク角信号及びカム角信号の信号形態とクランク回転速度の変化とを示す。本実施の形態では、３気筒エンジンに具体化した事例を示しており、図中の＃１ＴＤＣ，＃２ＴＤＣ，＃３ＴＤＣはそれぞれ第１〜第３気筒の圧縮ＴＤＣ位置を示している。

クランク角信号は、基本的に１０°ＣＡ間隔のパルス列よりなり、クランク軸１回転分（３６０°ＣＡ）のパルス列の途中に基準位置としての２種類の欠歯部を有する。本実施の形態では、パルス列の途中で２パルス分を欠落させて欠落部を設けており、特に単一の欠歯部よりなる「単独欠歯部」と連続する２つの欠歯部よりなる「連続欠歯部」とを設けている。ここで、単独欠歯部や連続欠歯部はそれぞれ３６０°ＣＡ周期で切り返し到来するが、本事例の場合、燃焼気筒数が奇数（＝３）であるため、各欠歯部と各気筒のＴＤＣとの相対位置は毎回同じとならない。すなわち、図２において、単独欠歯部１，２は同種の欠歯部であるが、単独欠歯部１はその終わりが＃２気筒のＴＤＣに一致するのに対し、単独欠歯部２はその終わりが＃３気筒のＡＴＤＣ１２０°ＣＡに一致している。また、連続欠歯部１，２は同種の欠歯部であるが、連続欠歯部１はその終わりが＃３気筒のＢＴＤＣ３０°ＣＡに一致するのに対し、連続欠歯部２はその終わりが＃１気筒のＡＴＤＣ９０°ＣＡに一致している。これらの位置関係は７２０°ＣＡ周期で繰り返される。

また、カム角信号は、カム軸１回転（７２０°ＣＡ）内において２４０°ＣＡ間隔で発生する３つのパルス信号を有する。具体的には、カム角信号は、各気筒のＡＴＤＣ９０°ＣＡで発生する。この場合、上述したように各欠歯部と各気筒のＴＤＣとの相対位置が毎回同じとならないため、同様に各欠歯部とカム角信号との相対位置が毎回同じとならないようになっている。

一方、クランク軸が回転すると、図示の如くクランク回転速度が変化する。すなわち、クランク回転速度は、各気筒の圧縮ＴＤＣ後における燃焼膨張行程で上昇し、その後、下降に転じる。この繰り返しにより、図示のようなクランク回転速度の変動が生じる。この周期的な回転変動以外にも、クランキング回転数が安定しないこと等に起因して回転変動が生じることも考えられる。

エンジン始動時等では、欠歯部の検出結果からクランク角位置を判別し、そのクランク角の判別結果に基づいて燃料噴射気筒を特定することとしており、先ず第１にクランク角信号のパルス間隔に基づいて欠歯部を検出することが必要となる。しかしながら、クランク角信号のパルス間隔は、上記したクランク回転速度の変動に起因して大小変化するため、欠歯部が誤検出されるという事態が生じる。図２において単独欠歯部１と単独欠歯部２とを比較すると、後者の方がクランク回転速度が速いため、パルス間隔が短くなる（但し図２では、パルス間隔をクランク角基準で表している）。連続欠歯部でも同様である。これが原因で欠歯部が誤検出され、ひいては始動性の悪化を招く。

そこで本実施の形態では、エンジン１０の始動時において、欠歯部の検出結果と該欠歯部付近の所定区間内におけるカム角信号のパルスの有無とからクランク角を仮判別すると共に、該仮判別の後、次に検出される欠歯部の種類（単独欠歯部又は連続欠歯部）によりクランク角を確定判別する。そして、クランク角の判別結果に応じて燃料噴射や点火の実施を順次許可していくこととしている。

次に、図３のタイムチャートに基づいて、エンジン始動時におけるクランク角判別の概要について説明する。クランク角判別は３パターンあり、それらを図３の（ａ）〜（ｃ）に示す。（ａ）は、エンジン始動後に単独欠歯部が検出された場合のクランク角判別パターン、（ｂ），（ｃ）は、エンジン始動後に連続欠歯部が検出された場合のクランク角判別パターンを示している。何れの場合にも、クランク角信号の前後のパルス間隔が求められ、そのパルス間隔の前後の大小比較により欠歯部が検出されるようになっている。

図３（ａ）の場合、タイミングｔ１でそれが単独欠歯部であると判定される。このとき、単独欠歯部到達の１パルス前のパルスを１番目のパルスとして１５番目パルスが検出されるまでの期間がクランク角の仮判別期間ＴＡとされ、その期間ＴＡ内においてカム角信号のパルス検出が行われる。そして、仮判別期間ＴＡ内でカム角信号のパルスが検出されることを条件に、仮判別期間ＴＡが終了するタイミングｔ２でクランク角が仮判別される。つまり、単独欠歯部が検出されたことと、その後ＴＡ期間内でカム角信号のパルス検出がなされたこととから、仮判別期間ＴＡ終了時（タイミングｔ２）のクランク角が「＃２ＡＴＤＣ１２０°ＣＡ」であると仮判別される。そしてこれにより、タイミングｔ２で燃料噴射が許可される。

また、次のパルスを１番目のパルスとして７番目パルスが検出されるまでの期間がクランク角の確定判別期間ＴＢとされ、その期間ＴＢ内において連続欠歯部の検出が行われる。そして、確定判別期間ＴＢ内で連続欠歯部が検出されることを条件に、確定判別期間ＴＢが終了するタイミングｔ３でクランク角が確定判別される。このとき、確定判別期間ＴＢ終了時（タイミングｔ３）のクランク角が「＃３ＢＴＤＣ１０°ＣＡ」であると確定判別される。そしてこれにより、タイミングｔ３で点火が許可される。

なお、仮判別期間ＴＡや確定判別期間ＴＢは、カム角信号や欠歯部の検出位置のばらつきを考慮して設定されている。吸気バルブや排気バルブの開弁タイミングを可変とする可変バルブタイミング制御を実施する場合には、バルブタイミング制御量に応じて設定されると良い。

また、図３（ｂ）の場合、タイミングｔ１１でそれが連続欠歯部であると判定される。このとき、連続欠歯部到達時のパルスを１番目のパルスとして６番目パルスが検出されるまでの期間がクランク角の仮判別期間ＴＣとされ、その期間ＴＣ内においてカム角信号のパルス検出が行われる。そして、仮判別期間ＴＣ内でカム角信号のパルスが検出されないことを条件に、仮判別期間ＴＣが終了するタイミングｔ１２でクランク角が仮判別される。つまり、連続欠歯部が検出されたことと、その後ＴＣ期間内でカム角信号のパルスが検出されなかったこととから、仮判別期間ＴＣ終了時（タイミングｔ１２）のクランク角が「＃３ＴＤＣ」であると仮判別される。そしてこれにより、タイミングｔ１２で燃料噴射が許可される。

また、次のパルスを１番として８番目〜１２番目パルスが検出されるまでの期間がクランク角の確定判別期間ＴＤとされ、その期間ＴＤ内において単独欠歯部の検出が行われる。そして、確定判別期間ＴＤ内で単独欠歯部が検出されることを条件に、確定判別期間ＴＤが終了するタイミングｔ１３でクランク角が確定判別される。このとき、確定判別期間ＴＤ終了時（タイミングｔ１３）のクランク角が「＃３ＡＴＤＣ１４０°ＣＡ」であると確定判別される。そしてこれにより、タイミングｔ１３で点火が許可される。

更に、図３（ｃ）の場合、前記（ｂ）と同様、タイミングｔ２１で連続欠歯部が検出され、クランク角の仮判別期間ＴＣ内においてカム角信号のパルス検出が行われる。そして、仮判別期間ＴＣ内でカム角信号のパルスが検出されることを条件に、仮判別期間ＴＣが終了するタイミングｔ２２でクランク角が仮判別される。つまり、連続欠歯部が検出されたことと、その後ＴＣ期間内でカム角信号のパルスが検出されたこととから、仮判別期間ＴＣ終了時（タイミングｔ２２）のクランク角が「＃１ＡＴＤＣ１２０°ＣＡ」であると仮判別される。そしてこれにより、タイミングｔ２２で燃料噴射が許可される。

また、その後のクランク角の確定判別期間ＴＤ内において単独欠歯部の検出が行われる。そして、確定判別期間ＴＤ内で単独欠歯部が検出されることを条件に、確定判別期間ＴＤが終了するタイミングｔ２３でクランク角が確定判別される。このとき、確定判別期間ＴＤ終了時（タイミングｔ２３）のクランク角が「＃２ＡＴＤＣ２０°ＣＡ」であると確定判別される。そしてこれにより、タイミングｔ２３で点火が許可される。

図４は、クランク角判別処理を示すフローチャートであり、本判別処理は、クランク角センサ３４より出力されるクランク角信号の立ち上がりエッジ毎にＥＣＵ４０により実行される。

図４において、先ずステップＳ１０１では、既にクランク角が確定判別されたか否かを判別し、クランク角が確定判別されていないことを条件にステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では単独／連続欠歯検出処理を実行する。この単独／連続欠歯検出処理では、クランク角信号のパルス間隔Ｔに基づいて欠歯部の検出を行い、更にその欠歯部が単独／連続欠歯部の何れであるかを判定する。ここで、単独／連続欠歯検出処理を図５のフローチャートに基づいて説明する。

図５において、ステップＳ２０１では、本処理の前回の実施時刻と今回の実施時刻との時間差からクランク角信号のパルス間隔Ｔを検出する。次に、ステップＳ２０２では、前回処理にて欠歯部が検出されたか否かを判別する。この判別は欠歯仮検出フラグに基づいて行い、欠歯仮検出フラグ＝０であれば前回処理で欠歯部が検出されていないと判断してステップＳ２０３に進み、欠歯仮検出フラグ＝１であれば前回処理で欠歯部が検出されたと判断してステップＳ２０５に進む。

ステップＳ２０３では、クランク角信号のパルス間隔の今回値Ｔiと前回値Ｔi-1との比（Ｔi／Ｔi-1）が所定の判定値ＫＡよりも大きいか否かを判別する。判定値ＫＡは例えば１．９である。このとき、Ｔi／Ｔi-1＞ＫＡであれば欠歯部が検出されたと判断してステップＳ２０４に進み、Ｔi／Ｔi-1≦ＫＡであれば欠歯部が検出されなかったと判断してそのまま本処理を終了する。ステップＳ２０４では、欠歯仮検出フラグに１をセットし、その後本処理を終了する。

また、前回欠歯部が検出された場合において、ステップＳ２０５では、欠歯仮検出フラグを０にクリアし、続くステップＳ２０６では、クランク角信号のパルス間隔の今回値Ｔiと前回値Ｔi-1との比（Ｔi／Ｔi-1）が所定の判定値ＫＢ以下であるか否かを判別する。判定値ＫＢは例えば０．６である。つまり、欠歯検出された前回のパルス間隔との比較により、今回の欠歯部が単独欠歯部であるか、連続欠歯部であるかを判別する。このとき、Ｔi／Ｔi-1≦ＫＢであればステップＳ２０７に進み、今回が単独欠歯部であると判定する。また、Ｔi／Ｔi-1＞ＫＢであればステップＳ２０８に進み、今回が連続欠歯部であると判定する。

図４の説明に戻り、ステップＳ１０３では、前記単独／連続欠歯検出処理により単独欠歯部が検出されたか否かを判別する。単独欠歯部が検出された場合、ステップＳ１０４〜Ｓ１０７でクランク角の仮判別及び確定判別を実施する。また、ステップＳ１０３がＮＯの場合、ステップＳ１０８では、前記単独／連続欠歯検出処理により連続欠歯部が検出されたか否かを判別する。連続欠歯部が検出された場合、ステップＳ１０９〜Ｓ１１２でクランク角の仮判別及び確定判別を実施する。ここで、単独欠歯部の場合には、前記図３（ａ）で説明した判別パターンにてクランク角判別が行われ、連続欠歯部の場合には、前記図３（ｂ），（ｃ）で説明した判別パターンにてクランク角判別が行われる。

単独欠歯部の場合の処理の流れを説明すると、クランク角の仮判別期間を設定し、その仮判別期間内においてカム角信号のパルス検出を行う（ステップＳ１０４）。そして、仮判別期間内でカム角信号のパルスが検出されれば、クランク角を仮判別すると共にその時点で燃料噴射を許可する（ステップＳ１０５）。これにより、図示しない所定の手順に従って燃料噴射制御が開始される。また、クランク角の仮判別が行われた後、クランク角の確定判別期間を設定し、その確定判別期間内において連続欠歯部の検出を行う（ステップＳ１０６）。この連続欠歯部の検出は前記図５に準ずる手順にて行われる。そして、確定判別期間内で連続欠歯部が検出されれば、クランク角を確定判別すると共にその時点で点火制御を許可する（ステップＳ１０７）。これにより、図示しない所定の手順に従って点火時期制御が開始される。なお、燃料噴射や点火時期の制御内容については本発明の要旨ではなく周知の手法を用いれば良いため、ここでは説明を省略する。

また、連続欠歯部の場合の処理の流れを説明すると、クランク角の仮判別期間を設定し、その仮判別期間内においてカム角信号のパルス検出を行う（ステップＳ１０９）。そして、仮判別期間内でカム角信号のパルスが検出されない場合、又は検出された場合のそれぞれにおいてクランク角を仮判別すると共にその時点で燃料噴射を許可する（ステップＳ１１０）。これにより、図示しない所定の手順に従って燃料噴射制御が開始される。また、クランク角の仮判別が行われた後、クランク角の確定判別期間を設定し、その確定判別期間内において単独欠歯部の検出を行う（ステップＳ１１１）。この単独欠歯部の検出は前記図５に準ずる手順にて行われる。そして、確定判別期間内で単独欠歯部が検出されれば、クランク角を確定判別すると共にその時点で点火制御を許可する（ステップＳ１１２）。これにより、図示しない所定の手順に従って点火時期制御が開始される。

以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

エンジン始動時において、欠歯部の検出結果と欠歯部付近の所定区間内におけるカム角信号のパルスの有無とからクランク角を仮判別すると共に、該仮判別の後、次に検出される欠歯部の種類によりクランク角を確定判別する構成としたため、例えば低温状態や車載バッテリの低電圧状態でクランキング回転が不安定となる場合であっても、クランク角が誤って判別されるといった不都合が回避できる。その結果、クランク角判別の信頼性が向上し、ひいてはエンジンの始動性等の改善を図ることができる。

特に本実施の形態のように奇数気筒エンジンでは、欠歯部の位置と各気筒の圧縮ＴＤＣとの相対位置が毎回同じとならず、エンジン１０の燃焼サイクルに応じてクランク軸の回転速度が変動するが、かかる場合であっても、クランク角の判別精度を確保することができる。

クランク角が仮判別された時点で燃料噴射を許可し、クランク角が確定判別された時点で点火を許可する構成とした。これにより、２回のクランク角判別（仮判別及び確定判別）が終わるのを待って燃料噴射が許可されるのではなく、１回目のクランク角判別（仮判別）がなされた時点で燃料噴射が許可される。そのため、上記の如く２回の欠歯部検出を要件として最終的にクランク角を判別する構成であっても、いち早くエンジンを燃焼状態に移行させることができる。

なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。

上記実施の形態では、エンジン始動時にクランク角の判別処理を実施し、一旦クランク角が確定判別されると、その後はクランク角判別を実施しない構成としたが、これを変更する。例えば、エンジン始動時にクランク角が確定判別された後は、クランク角の仮判別だけを継続的に実施し、仮判別の結果が異常となった場合にのみ、再度の仮判別＋確定判別を実施する構成とする。これにより、仮にエンジン１０の運転途中にクランク角の判別ができなくなり燃料噴射等に支障が生じたとしても、いち早く正常な状態に復帰することが可能となる。エンジン１０の運転途中にクランク角の判別ができなくなったことは、エンジン回転数の変化など、エンジン運転状態により判定できる。

上記実施の形態では、クランク角信号の基準位置として単独欠歯部と連続欠歯部とを設けたが、これに代えて、長短２種類の欠歯部を設けても良い。例えば、等間隔パルスの２パルス分を欠落させた第１欠歯部と、４パルス分を欠落させた第２欠歯部とを設ける構成とする。かかる構成であっても、欠歯部の種類（第１，第２欠歯部）を識別することで上記のとおり優れた効果が得られる。

上記実施の形態では、３気筒エンジンの事例について詳しく説明したが、勿論これ以外のエンジンにも適用できる。偶数気筒のエンジン（４気筒、６気筒エンジン）に適用することもできる。

発明の実施の形態におけるエンジン制御システムの概略を示す構成図である。 クランク角信号及びカム角信号の信号形態とクランク回転速度の変化とを示すタイムチャートである。 クランク角判別の概要を説明するためのタイムチャートである。 クランク角判別処理を示すフローチャートである。 単独／連続欠歯検出処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…エンジン、３４…クランク角センサ、３５…カム角センサ、４０…ＥＣＵ。

Claims (4)

1. 内燃機関のクランク軸の回転に対応する所定角度間隔毎のパルス列よりなり且つその途中にパルス幅の異なる少なくとも２種類の基準位置を有したクランク角信号を発生するクランク角信号発生手段と、
   内燃機関のカム軸の回転に応じて各気筒の所定角度位置に対応したパルスよりなるカム角信号を発生するカム角信号発生手段と、
   前記クランク角信号のパルス間隔に基づいて前記基準位置を検出する基準位置検出手段と、
   前記基準位置検出手段による基準位置の検出結果と基準位置付近の所定区間内における前記カム角信号のパルスの有無とからクランク角位置を判別する第１の判別手段と、
   該第１の判別手段による判別の後次に検出される基準位置の種類によりクランク角位置を再度判別する第２の判別手段と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関のクランク角判別装置。
2. 前記内燃機関は、同一のクランク軸に対し奇数個の気筒を設けた奇数気筒４サイクル内燃機関である請求項１に記載の内燃機関のクランク角判別装置。
3. 前記第２の判別手段によりクランク角位置が判別された後、前記第１の判別手段によるクランク角判別のみを継続し、当該クランク角判別が異常となった場合、前記第１の判別手段及び前記第２の判別手段によるクランク角判別を実施する請求項１又は２に記載の内燃機関のクランク角判別装置。
4. 前記第１の判別手段によりクランク角位置が判別された時点で内燃機関への燃料噴射を許可し、前記第２の判別手段によりクランク角位置が判別された時点で点火を許可する請求項１乃至３の何れかに記載の内燃機関のクランク角判別装置。