JP4310744B2 - エンジン制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン制御装置に係り、特にエンジン始動時における気筒判別を良好に行うことができる技術に関するものである。

この種の従来技術として、例えば特許文献１，２，３が知られている。これら各特許文献では何れも、エンジン停止時におけるクランク角位置を記憶しておき、次のエンジン始動時には、エンジン停止時のクランク角位置に基づいて気筒判別を行うと共にその気筒判別結果に基づいて燃料噴射を行うようにしている。

上記各技術は、エンジン始動時にいち早く気筒判別を行うことで始動応答性の向上を狙ったものであるが、仮にエンジン停止中においてクランク軸に不測の回転が生じると、次のエンジン始動時において気筒判別の精度が低下してしまう。この場合、気筒判別が誤って行われると、例えば本来の噴射気筒の１つ前又は１つ後の気筒に燃料噴射を行ってしまい、結果として未燃ガスの排出に伴うエミッションの悪化を招くおそれがあった。また、望み通りに始動応答性の向上を図ることができないという不都合も生じる。
特開昭６０−２４０８７５号公報 特開平０５−３３２１７７号公報 特開平０７−０８３０９３号公報

本発明は、適正な気筒判別を実施し、ひいてはエンジン始動時のエミッション悪化等の問題を解消することができるエンジン制御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、多気筒エンジンのクランク軸が回転すると、それに伴い所定角度間隔毎のパルス列よりなるクランク信号がクランク信号出力手段より出力される。そして、該クランク信号に基づいてクランク位置が判定され、エンジン停止時には、前記判定されたクランク位置がエンジン停止位置情報として記憶される。また、エンジン停止中には、クランク信号出力手段によるクランク信号が監視され、クランク信号出力の変化の履歴がエンジン停止位置情報として記憶される。更に、エンジン始動時には、エンジン停止時及びエンジン停止中に記憶したエンジン停止位置情報に基づいて気筒判別が実施される。

要するに、次のエンジン始動時における気筒判別に備えてエンジン停止時にエンジン停止位置情報を記憶したとしても、エンジン停止間際にクランク軸が逆転したり、エンジン停止中にクランク軸に不測の回転が生じたりすると、エンジン始動時の気筒判別が正しく実施できない。これに対し上記構成によれば、エンジン停止中もクランク信号が監視されるため、クランク軸の不測の回転にも対処でき、適正な気筒判別が実施できる。これにより、エンジン始動時のエミッション悪化等の問題も解消される。また上記構成によれば、エンジン始動時の回転開始当初から気筒判別が可能となり、エンジン始動性の向上を図ることができる。

ここで、クランク信号出力手段は、エンジン停止後も継続的にクランク信号を出力するものであり（請求項９）、例えば、外周にギア歯を有する回転体と、該回転体の回転位置による検出磁界の方向に応じて抵抗値が変化する磁気抵抗素子とを有する磁気センサであって、クランク軸の逆転が検出可能なものであると良い。後述するカム信号出力手段も同等である。

また、請求項２に記載の発明では、エンジン停止中には、エンジン停止時に記憶したエンジン停止位置情報が、当該エンジン停止中のクランク信号出力に基づいて更新される。そして、エンジン始動時には、前記更新されたエンジン停止位置情報に基づいて気筒判別が実施される。この場合、エンジン停止時に記憶したエンジン停止位置情報が随時更新されるが、本構成であっても前記同様、適正な気筒判別が実施できる。

請求項３に記載の発明では、カム信号の態様が切り替わるタイミングが気筒毎の噴射タイミングに同期しているため、エンジン始動後において、気筒判別が完了した直後のカム信号の態様切替時に最初の燃料噴射が実施できる。この場合、カム信号の態様が切り替わるタイミングが気筒毎の最遅角側の噴射タイミング（吸気燃焼が可能な限界の位置）に同期していると良い。これにより、エンジン始動後いち早く燃料噴射が開始でき、エンジン始動性が向上する。

上記のとおりエンジン停止中にクランク信号を監視することで、クランク軸の不測の回転に対処可能となるが、急峻な回転等が原因で、クランク軸回転の検出漏れが生じエンジン停止位置情報が正しく記憶されない場合も考えられる。その保証として請求項４に記載の発明では、エンジン停止時に、クランク位置と共にカム信号態様がエンジン停止位置情報として記憶される一方、エンジン停止中に、クランク信号出力の変化の履歴と共にカム信号態様の変化の履歴が記憶され、更にエンジン始動時に、それまでに記憶したカム信号態様とその時実際のカム信号態様とに基づいて気筒判別の実施が許可又は禁止される。

この場合、エンジン停止中にクランク軸が回転し、次のエンジン始動時における最初の噴射気筒が変わると、それと共にカム信号態様が変化する。ここで、クランク信号出力に基づいて実際のクランク軸の回転が正しく検出されていれば、カム信号態様の変化の履歴がエンジン停止位置情報として記憶されるが、クランク軸回転の検出漏れが生じると、カム信号態様の変化の履歴が記憶されない。そのため、エンジン始動時においてカム信号態様の不整合（記憶内容と実際との不一致）が生じる。このカム信号態様の不整合により気筒判別を禁止することで、本来の噴射気筒でない気筒に誤って燃料噴射が行われるといった不都合が回避できる。

また、請求項５に記載の発明では、カム信号出力手段により、燃焼気筒毎にローレベル（Ｌレベル）期間とハイレベル（Ｈレベル）期間とが個別に設定されたカム信号が出力される。そして、エンジン始動時には、エンジン停止位置情報としてそれまでに記憶されたカム信号レベルと当該始動時のカム信号レベルとの整合により気筒判別の実施が許可又は禁止される。この場合、カム信号態様の整合性を確認するにはカム信号レベルを確認すれば良く、カム信号態様の確認が容易に実施できる。

また、請求項６に記載の発明では、気筒判別手段として、エンジン停止位置情報に基づいて気筒判別を実施する第１の判別手段と、クランク信号の基準位置情報の検出結果に基づいて気筒判別を実施する第２の判別手段とが設けられている。そして、エンジン始動後には、第２の判別手段による気筒判別が完了する以前であることを条件に、第１の判別手段による気筒判別が実施される。つまり、エンジン停止位置情報に基づいて実施される気筒判別と、クランク信号の基準位置情報の検出結果に基づいて実施される気筒判別とを比べると、エンジン始動後の早期実施の観点では前者が優位であり、精度信頼性の観点では後者が優位である。これを勘案すると、第２の判別手段による気筒判別完了前である場合にのみ、第１の判別手段による気筒判別が実施されるのが望ましい。またこの場合、気筒判別が２系統で実施されるため、気筒判別の信頼性が向上し、確実な燃料噴射が実施できるようになる。

なお、第２の判別手段による気筒判別の際、カム信号態様（カム信号のＬ／Ｈレベル等）を気筒判別情報として組み合わせて用いることにより、エンジン気筒数が増えた場合にも確実な気筒判別が実施できる。

本来生じることはないが、前記第１の判別手段による気筒判別結果と前記第２の判別手段による気筒判別結果とが不整合となる場合には、前者の気筒判別結果に基づいて実施された燃料噴射が誤噴射でありその噴射燃料が吸気ポート等に滞留している可能性がある。そこで、万一前記第１の判別手段に誤りが生じた場合の処置として、請求項７に記載したように、気筒判別結果に不整合が生じており且つ第１の判別手段による気筒判別結果に基づいて既に燃料噴射が行われていれば、当該噴射気筒への次回噴射量を減量側に補正すると良い。

自動停止・自動始動機能を有するエンジンでは、信号待ちや踏切待ち等でエンジンが自動停止され、その後再始動される。かかる場合、車両の発進応答性を確保するにはエンジン始動性を高める必要があるが、上記のとおり気筒判別の適正化が実現できることから所望の効果が達せられる。

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、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であり、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。

図１は、本制御システムの要部構成を示すブロック図である。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成されており、当該ＥＣＵ１０には、負荷センサ（例えば吸気管圧力センサやエアフローメータ）１１、クランク角センサ１２、カム角センサ１３、車速センサ１４、ブレーキスイッチ１５等より各種検出信号が入力される。ＥＣＵ１０は、各センサ等より入力される各種検出信号に基づき予め用意された制御プラグラムを実行することで、エンジン運転状態に応じてインジェクタ２１による燃料噴射や点火装置２２による点火時期等、各種制御を実施する。

また、燃費節減、排気エミッション低減及び低騒音化を目的として、ＥＣＵ１０はアイドルストップ制御（エンジン自動停止・自動始動制御）を実施する。このアイドルストップ制御では、例えば、運転者が車両を停車させるべくブレーキペダルを踏み込み操作した時にエンジンが自動的に停止され、その後、運転者がブレーキペダルの踏み込み操作を解除した時にエンジンが自動的に再始動されるようになっている。

ここで、クランク角センサ１２は、クランク軸の回転に伴い多数のパルス状のクランク信号を出力し、カム角センサ１３は、カム軸の回転に伴いその回転位置に応じてＨ／Ｌ異なる論理レベルのカム信号を出力するものであり、特に本実施の形態では、磁気ベクトルの変化によって抵抗値が変化する磁気抵抗素子（以下、ＭＲＥという）を用いてエンジン回転情報の検出を行うこととしている。なお、クランク角センサ１２が「クランク信号出力手段」に相当し、カム角センサ１３が「カム信号出力手段」に相当する。

図２には、クランク角センサ１２とカム角センサ１３の構成を示す。図２（ａ）に示すように、クランク角センサ１２は、エンジンのクランク軸３１に固定されたロータ（回転体）３２と、このロータ３２の外周面に対向するように設けられた磁気検知部３３とを有している。ロータ３２の外周面には多数のギア歯３２ａが形成されている。このギア歯３２ａは基本的に１０°ＣＡ間隔に設けられ、その途中２カ所に基準位置検出部が設けられている。本実施の形態では、ギア歯３２ａを２つ分欠落させてなる基準位置検出部Ｋ１と、３つ分のギア歯３２ａを一体化させてなる基準位置検出部Ｋ２とを設けており、それらは１８０°ＣＡ離れて位置する。以下、説明の便宜上、Ｋ１を第１欠歯部、Ｋ２を第２欠歯部という。また、磁気検知部３３は、複数個のＭＲＥとバイアス磁石とにより構成されており、ロータ３２の回転に伴い磁気検知部３３よりクランク信号が出力される。

また、図２（ｂ）に示すように、カム角センサ１３は、エンジンのカム軸４１に固定されたロータ（回転体）４２と、このロータ４２の外周面に対向するように設けられた磁気検知部４３とを有している。なお周知の通りカム軸４１はクランク軸３１の２回転（７２０°ＣＡ）につき１回転するものである。ロータ４２の外周面には、その外周方向に長く延びるようにして３つの長歯４２ａが形成されている。この場合、３つの長歯４２ａとそれらの歯間をＡ，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ，Ｄ１，Ｄ２の各区間とすると、それら各区間の間隔はＡ＝９０°（１８０°ＣＡ）、Ｂ１＝３０°（６０°ＣＡ）、Ｂ２＝６０°（１２０°ＣＡ）、Ｃ＝９０°（１８０°ＣＡ）、Ｄ１＝３０°（６０°ＣＡ）、Ｄ２＝６０°（１２０°ＣＡ）となっている。また、磁気検知部４３は、複数個のＭＲＥとバイアス磁石とにより構成されており、ロータ４２の回転に伴い磁気検知部４３よりカム信号が出力される。

上記のとおりクランク角センサ１２とカム角センサ１３をＭＲＥを用いた磁気センサとして構成することにより、磁気ピックアップ式の回転センサとは異なり、エンジン停止中であってもＬ／Ｈ何れかの信号出力が可能となっており、仮にエンジン停止中にクランク軸又はカム軸が回転したとしても、その回転が随時検知されるようになっている。

次に、クランク信号及びカム信号の信号形態を図３に基づいて説明する。本実施の形態では、４気筒エンジンに具体化した事例を示しており、その燃焼順序は第１気筒（＃１）→第３気筒（＃３）→第４気筒（＃４）→第２気筒（＃２）となっている。図中の▽印を付した＃１，＃２，＃３，＃４はそれぞれ第１〜第４気筒の圧縮ＴＤＣ位置を示している。

クランク信号は、基本的に１０°ＣＡ間隔のパルス列よりなり、その途中にて前記第１欠歯部Ｋ１と前記第２欠歯部Ｋ２とが検出される。この場合、第１欠歯部Ｋ１は２パルス分を欠落させたＬレベル信号として検出され、第２欠歯部Ｋ２は３パルス分のＨレベル信号として検出される。クランクカウンタｃｃｒｎｋは、クランク位置を判定するものであり、クランク信号のパルスエッジに合わせてカウントアップされ、＃１ＴＤＣを０として０〜７１の範囲で１０°ＣＡ毎にカウントアップされる。

また、カム信号は、カム軸１回転（７２０°ＣＡ）内においてＡ，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ，Ｄ１，Ｄ２の各区間ごとにＬ／Ｈレベルで変化する。この場合、カム信号のエッジタイミングと各気筒の噴射タイミングとが同期しており、具体的には、
・Ａ区間からＢ１区間に移行するカムエッジが第２気筒の噴射タイミング、
・Ｂ２区間からＣ区間に移行するカムエッジが第１気筒の噴射タイミング、
・Ｃ区間からＤ１区間に移行するカムエッジが第３気筒の噴射タイミング、
・Ｄ２区間からＡ区間に移行するカムエッジが第４気筒の噴射タイミング、
となっている。各気筒の噴射タイミングは吸気ＴＤＣのＡＴＤＣ６０°ＣＡである。なお本実施の形態では、上記噴射タイミングにて各気筒の燃料噴射が開始される構成とするが、同噴射タイミングにてタイマセットを行い、そのセット時間経過後に各気筒の燃料噴射が開始される構成であっても良い。

上述したクランク信号とカム信号とを取り扱うＥＣＵ１０は、エンジンの初期始動時（ＩＧオン時）及びアイドルストップ後の再始動時においてこれら各信号に基づいて気筒判別を実施する。すなわち、エンジン始動時（再始動時を含む）において、クランク信号のパルス間隔に基づいて第１，第２欠歯部Ｋ１，Ｋ２の到来を検出すると共に、その欠歯部検出時の信号レベルがＬかＨかによって第１，第２欠歯部Ｋ１，Ｋ２を特定する。このとき、クランク信号の立ち上がりエッジ毎に前回エッジとの間隔（パルス間隔）を計測し、そのパルス間隔の前回値と今回値との比（＝今回値／前回値）が所定値（例えば２．５）よりも大きければ第１，第２欠歯部Ｋ１，Ｋ２である旨検出する。そして更に、各欠歯部検出時のカム信号レベルがＬかＨかによって、その都度カム信号のどの区間にあるかを判別し、その判別結果から次の噴射気筒を判断する。

具体的には、
・第１欠歯部Ｋ１が検出され且つその際カム信号＝ＬであればＡ区間であると判別され、これにより第２気筒が次の噴射気筒であるとされる。
・第２欠歯部Ｋ２が検出され且つその際カム信号＝ＬであればＢ２区間であると判別され、これにより第１気筒が次の噴射気筒であるとされる。
・第１欠歯部Ｋ１が検出され且つその際カム信号＝ＨであればＣ区間であると判別され、これにより第３気筒が次の噴射気筒であるとされる。
・第２欠歯部Ｋ２が検出され且つその際カム信号＝ＨであればＤ２区間であると判別され、これにより第４気筒が次の噴射気筒であるとされる。

一方、エンジン始動時には、カム信号においてＬレベル又はＨレベルが継続する期間を検出し、その期間長さに応じてその都度カム信号のどの区間にあるかを判別することも可能である。そしてその結果により気筒判別を実施し、更にその判別結果から次の噴射気筒を判断する。

具体的には、
・カム信号のＬ期間が１８０°ＣＡであればＡ区間であると判別され、これにより第２気筒が次の噴射気筒であるとされる。
・カム信号のＨ期間が６０°ＣＡであればＢ１区間であると判別され、これにより第１気筒が次の噴射気筒であるとされる。
・カム信号のＬ期間が１２０°ＣＡであればＢ２区間であると判別され、これにより第１気筒が次の噴射気筒であるとされる。
・カム信号のＨ期間が１８０°ＣＡであればＣ区間であると判別され、これにより第３気筒が次の噴射気筒であるとされる。
・カム信号のＬ期間が６０°ＣＡであればＤ１区間であると判別され、これにより第４気筒が次の噴射気筒であるとされる。
・カム信号のＨ期間が１２０°ＣＡであればＤ２区間であると判別され、これにより第４気筒が次の噴射気筒であるとされる。

上記したクランク信号の欠歯部検出による気筒判別手法やカム信号のＬ／Ｈ期間検出による気筒判別手法では、各々適正な気筒判別が可能であるが、これらの気筒判別手法では、エンジンがある程度回転してクランク信号の欠歯部検出やカム信号のＬ／Ｈ期間検出がなされるまで気筒判別が待たされることとなる。そこで本実施の形態では、エンジン始動時において初期回転が付与された直後からの気筒判別を可能とすべく、先のエンジン停止時から次のエンジン始動時までにおいてエンジン停止位置状態を監視し、エンジン始動時にはエンジン停止位置情に基づいて気筒判別を実施する。

すなわち、エンジン停止時においてクランクカウンタｃｃｒｎｋの値とカム信号のＬ／Ｈレベルとをエンジン停止位置情報としてＲＡＭ等に記憶する。また、エンジン停止中においてもクランク信号のエッジ検出によりクランク軸の回転を監視し、回転発生の検出時にはクランクカウンタｃｃｒｎｋを更新すると共にその時のカム信号のＬ／Ｈレベルを検出し、それら新たなエンジン停止位置情報をＲＡＭ等に記憶する。そして、エンジン始動時において、ＲＡＭ等に記憶されているエンジン停止位置情報に基づいて初回の噴射気筒を判別する。

これを図４を用いてより具体的に説明する。図４において、例えばエンジン停止時の状態がＰ１で、その後エンジン停止中（アイドルストップ中を含む）に何らかの原因でクランク軸が回転しＰ２の状態に移行した場合を考える。この場合、エンジン停止時のエンジン停止位置情報はｃｃｒｎｋ＝１７、カム信号レベル＝Ｌである。そして、エンジン停止中のクランク軸回転（Ｐ２状態への移行）が監視されることで、エンジン始動時には、エンジン停止位置情報がｃｃｒｎｋ＝２２、カム信号レベル＝Ｌとなり、そのエンジン停止位置情報に基づいて気筒判別がなされる。本例では、第２気筒が次の噴射気筒であるとされる。

但しここで、急峻な回転等が原因で、実際のクランク軸回転がクランク角センサ１２で検出できずクランクカウンタｃｃｒｎｋの更新ができない場合も考えられる。その対策として、エンジン始動時に、カム信号のＬ／Ｈレベルの整合によりエンジン停止位置情報が気筒判別に使用できるものかどうかを判定する。例えば、エンジン停止中に更新されたカム信号のＬ／ＨレベルがＬであるにも関わらず、エンジン始動時の実際のカム信号がＨレベルであれば、エンジン停止位置情報に基づく気筒判別を禁止する。

なお、エンジン停止中にクランク軸が回転しＰ３の状態に移行した場合、すなわちカム信号のＬ／Ｈレベルがエンジン停止時と次のエンジン始動時とで相違した場合にも、エンジン停止中にエンジン停止位置情報が随時更新されることで、前記同様に気筒判別が可能となる。

また、カム信号のＬ／Ｈ期間検出に関しては、上記とおりＰ２の状態からエンジンが始動した場合において、該始動後、まずカム信号のＢ１区間が検出される。そして、そのＢ１区間の検出により、第１気筒が次の噴射気筒であるとされる。

また、クランク信号の欠歯部検出に関しては、上記とおりＰ２の状態からエンジンが始動した場合において、該始動後、第２欠歯部Ｋ２、第１欠歯部Ｋ１の順に検出が行われるが、エンジン始動直後（クランキング回転時）にはクランク軸回転が不安定であるため、始動後２回目の欠歯検出（本例では＃２ＴＤＣ前のＫ１検出）に基づいて気筒判別がなされるのが望ましい。そのため、当該欠歯部Ｋ１の検出時には、カム信号＝ＨであることからＣ区間の検出がなされ、第３気筒が次の噴射気筒であるとされる。

ここで、（１）エンジン停止位置情報による気筒判別、（２）カム信号のＬ／Ｈ期間検出による気筒判別、（３）クランク信号の欠歯部検出による気筒判別を比べると、エンジン始動後に実施可能となる順序は（１）→（２）→（３）になると考えられるが、気筒判別精度は逆に（３）→（２）→（１）になると考えられる。そこで本実施の形態では、前記（１），（２）の気筒を仮判別とし、前記（３）の気筒判別を本判別として取り扱うこととしている。つまり、（３）→（２）→（１）の順序で気筒判別結果が優先される。

点火気筒判別は、クランク信号の欠歯部検出による気筒判別が行われたことを前提に実施される。この場合、ポート噴射であれば、噴射タイミング（吸気ＡＴＤＣ６０°ＣＡ）から点火まで約３００°ＣＡの間隔があり、その間に欠歯検出が２回実行されると考えられるため、エンジン停止位置情報による気筒判別やカム信号のＬ／Ｈ期間検出による気筒判別の結果によらなくても問題ないと考えられる。

なお、万一点火タイミングにおいて欠歯部検出による気筒判別が完了していない場合に備えて、カム信号のエッジを基準として圧縮ＴＤＣ又はその付近で点火を実施する、いわゆるバックアップ点火を実施するようにしても良い。

次に、アイドルストップ後のエンジン再始動時におけるＥＣＵ１０の気筒判別手順について説明する。図５は、エンジン停止中の停止位置記憶処理を示すフローチャートであり、図６及び図７は、エンジン再始動時における気筒判別処理を示すフローチャートである。

さて、図５の処理は、クランク信号の立ち上がりエッジ毎にＥＣＵ１０にて起動され、ステップＳ１０１では、アイドルストップによるエンジン停止中であるか否かを判別する。そして、エンジン停止中であることを条件にステップＳ１０２に進み、その時のエンジン停止位置情報を記憶する。つまり、エンジン停止中であるにも関わらずクランク信号のエッジ検出されたのはクランク軸で不測の回転が生じたためであり、エンジン停止位置情報を更新すべく、クランクカウンタｃｃｒｎｋの値を更新してそれをＲＡＭ等に記憶すると共に、その時のカム信号レベルを検出しそれをＣＬｒとして各々ＲＡＭ等に記憶する。なおこのとき、今回クランク軸が正転方向に回転したのであれば、クランクカウンタｃｃｒｎｋを１インクリメントし、逆転方向に回転したのであれば、クランクカウンタｃｃｒｎｋを１デクリメントする。

また、図６及び図７の気筒判別処理は、アイドルストップ後のエンジン始動指令（例えばブレーキ踏み込み解除）に伴いクランク信号の立ち上がりエッジ毎にＥＣＵ１０にて起動される。その起動後、先ずステップＳ２０１では、ＲＡＭ等にエンジン停止位置情報（クランクカウンタｃｃｒｎｋ、カム信号レベルＣＬｒ）が記憶されているか否かを判別する。ＮＯの場合、ステップＳ２０２に進み、噴射仮条件が不成立になったと判断して噴射仮条件成立フラグＦＩをＯＦＦし、その後本処理を終了する。

ステップＳ２０１がＹＥＳであれば、ステップＳ２０３に進み、今回の処理が始動指令後、初回処理であるか否かを判別する。そして、今回が初回処理である場合、ステップＳ２０４でその時のカム信号レベルＣＬを検出し、続くステップＳ２０５で、そのカム信号レベルＣＬがＲＡＭ等に記憶されているカム信号レベルＣＬｒに一致するか否かを判別する。ＣＬ＝ＣＬｒの場合、ステップＳ２０６で噴射仮条件成立フラグＦＩをＯＮし、ＣＬ≠ＣＬｒの場合、ステップＳ２０７で噴射仮条件成立フラグＦＩをＯＦＦする。

また、今回が初回処理でない場合、図７のステップＳ２０８に進み、別の欠歯部検出処理にて気筒判別が完了しているか否かを判別する。ステップＳ２０８がＹＥＳの場合、ステップＳ２０９〜Ｓ２１３を読み飛ばしてステップＳ２１４にそのまま移行する。

また、ステップＳ２０８がＮＯの場合、ステップＳ２０９でエンジン停止位置の記憶情報に基づき、次の噴射気筒の噴射タイミングが今後１回目のカムエッジであるか、２回目のカムエッジであるかを判別する。例えば、エンジン停止位置がカム信号のＡ，Ｂ２，Ｃ，Ｄ２区間（図３参照）であれば、１回目のカムエッジが噴射タイミングとなり、エンジン停止位置がカム信号のＢ１，Ｄ１区間（図３参照）であれば、２回目のカムエッジが噴射タイミングとなる。前者の場合、１回目カムエッジが検出され、且つ噴射仮条件成立フラグＦＩ＝ＯＮであることを条件に、エンジン停止位置の記憶情報に基づいて、該当する気筒に燃料噴射を実施する（ステップＳ２１０，Ｓ２１２，Ｓ２１３）。また、後者の場合、２回目カムエッジが検出され、且つ噴射仮条件成立フラグＦＩ＝ＯＮであることを条件に、エンジン停止位置の記憶情報に基づいて、該当する気筒に燃料噴射を実施する（ステップＳ２１１，Ｓ２１２，Ｓ２１３）。

その後、ステップＳ２１４では、エンジン停止位置の記憶情報に基づく燃料噴射が実施されたか否かを判別する。ＹＥＳの場合には、ステップＳ２１５でクランク信号の欠歯部検出が完了した旨判別した後に、ステップＳ２１６で、エンジン停止位置の記憶情報に基づく気筒判別結果とクランク信号の欠歯部検出に基づく気筒判別結果とが整合しているか否かを判別する。整合していれば、そのまま本処理を終了する。整合していなければ、ステップＳ２１７に進み、エンジン停止位置の記憶情報に基づいて既に実施した噴射気筒への次回噴射量を補正する。例えば、次回噴射量を減量補正する。

また、ステップＳ２１４がＮＯの場合、ステップＳ２１８では、クランク信号の欠歯部検出に基づく気筒判別により１回目の燃料噴射を実施する。

図６及び図７では、アイドルストップ後のエンジン再始動時における気筒判別手順について説明したが、イグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）のＯＮ操作に伴うエンジンの初期始動時においても同様の気筒判別が実施される。この場合、エンジン始動時においてエンジン停止位置情報が確認できるよう、エンジン停止後（ＩＧオフ後）もエンジン停止位置の監視を実施しておく構成としても良い。或いは、エミッション低減効果のある所定期間エンジン停止位置の監視を実施する構成としても良い。例えば、ＩＧオフ後もＥＣＵ１０への給電を継続すると共に、クランク角センサ１２やカム角センサ１３の検出動作を継続しておくことが考えられる。

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。

エンジン停止中にもクランク信号及びカム信号を監視し、その監視結果（エンジン停止位置情報であるクランクカウンタｃｃｒｎｋ、カム信号レベル）に基づいてエンジン始動時の気筒判別を実施するようにしたため、クランク軸の不測の回転にも対処でき、適正な気筒判別が実施できる。これにより、エンジン始動時におけるエミッション悪化等の問題も解消される。これに加え、エンジン始動時の回転開始当初から気筒判別が可能となり、エンジン始動性の向上を図ることができる。

また、エンジン始動時には、カム信号レベル（カム信号態様）のＲＡＭ値と実際の状態とが整合していることを条件に気筒判別が行われるため、仮にクランク軸回転の検出漏れが生じたとしても、本来の噴射気筒でない気筒に誤って燃料噴射が行われるといった不都合が回避できる。

上記優れた効果は、現状システムと同様に、１つのクランク角センサ１２と１つのカム角センサ１３とにより実現できる。それ故、構成の煩雑化やコストアップを招くこともない。なお、クランク角の絶対位置を検出可能なレゾルバ等の別のデバイスを用いれば、エンジン停止中のエンジン停止位置情報を更新せずとも所望の効果が得られるが、それでは現状システムからの変更が大きく、コストアップ等の不都合が生じる。しかしながらこうした不都合を生じることもない。

カム角センサ１３より出力されるカム信号は、そのエッジタイミングと各気筒の噴射タイミングとが同期しているため、エンジン始動後において、気筒判別が完了した１回目又は２回目のカムエッジで最初の燃料噴射が実施できる。これにより、エンジン始動後いち早く燃料噴射が開始でき、エンジン始動性が向上する。

アイドルストップ機能（自動停止・自動始動機能）を有するエンジンにおいて、車両の発進応答性を確保するにはエンジン始動性を高める必要があるが、上記のとおり気筒判別の適正化が実現できることから所望の効果が達せられる。エンジン始動性の向上により、始動装置（スタータモータ等）の負荷を低減することもできる。

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、エンジン停止中において、エンジン停止時に記憶したエンジン停止位置情報（クランクカウンタｃｃｒｎｋ、カム信号レベル）を随時更新し、エンジン始動時には、最新の更新結果に基づいて気筒判別を実施したが、この構成を変更する。例えば、エンジン停止中において、クランク信号出力の変化の履歴として該クランク信号の出力パルス数（正転パルス数、逆転パルス数）を記憶すると共に、カム信号出力の変化の履歴としてカムエッジの跨ぎ回数を記憶し、エンジン始動時には、エンジン停止時に記憶したエンジン停止位置情報と前記履歴とに基づいて気筒判別を実施する。本構成であっても、前記同様、エンジン始動時の適正な気筒判別が実現できる。

上記実施の形態では、エンジン始動時の気筒判別手法として、（１）エンジン停止位置情報による気筒判別と、（２）カム信号のＬ／Ｈ期間検出による気筒判別と、（３）クランク信号の欠歯部検出による気筒判別とを実施する構成としたが、これらのうち少なくとも（１）を実施する構成とする。また、気筒判別精度を維持するには、（１）と（３）とを実施すると良い。

また、停止位置範囲ＬＴが跨るカムエッジが各気筒の噴射タイミングでない場合には、カム信号レベルの不整合が生じていても吸気行程での燃料噴射が間に合う。そのため、次のカムエッジ（噴射タイミングのカムエッジ）に相当する気筒を噴射気筒とする。

但し、停止位置範囲ＬＴが２つ以上のカムエッジに跨る場合には、実際のクランク位置との整合がとれなくなる可能性が高いため、気筒判別及び燃料噴射の実施を禁止する。

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。 クランク角センサとカム角センサの構成を示す図である。 クランク信号とカム信号の信号形態を説明するためのタイムチャートである。 クランク信号とカム信号の信号形態を説明するためのタイムチャートである。 エンジン停止位置記憶処理を示すフローチャートである。 気筒判別処理を示すフローチャートである。 図６に続き、気筒判別処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…ＥＣＵ、１２…クランク角センサ、１３…カム角センサ、３１…クランク軸、４２…カム軸。

Claims (9)

1. 多気筒エンジンのクランク軸の回転に伴い所定角度間隔毎のパルス列よりなるクランク信号を出力するクランク信号出力手段と、
   該クランク信号出力手段によるクランク信号に基づいてクランク位置を判定するクランク位置判定手段と、
   エンジン停止時において前記クランク位置判定手段により判定したクランク位置をエンジン停止位置情報として記憶する第１の記憶手段と、
   エンジン停止中において前記クランク信号出力手段によるクランク信号を監視し、クランク信号出力の変化の履歴をエンジン停止位置情報として記憶する第２の記憶手段と、
   エンジン始動時において前記第１の記憶手段及び前記第２の記憶手段により記憶したエンジン停止位置情報に基づいて気筒判別を実施する気筒判別手段と、
   を備えたことを特徴とするエンジン制御装置。
2. 前記第２の記憶手段は、前記第１の記憶手段によりエンジン停止時に記憶したエンジン停止位置情報を、エンジン停止中のクランク信号出力に基づいて更新し、前記気筒判別手段は、前記更新したエンジン停止位置情報に基づいて気筒判別を実施する請求項１に記載のエンジン制御装置。
3. 前記エンジンのカム軸の回転に応じて、連続する燃焼気筒毎に異なる態様のカム信号を出力するカム信号出力手段を更に備え、
   前記カム信号の態様が切り替わるタイミングを気筒毎の噴射タイミングに同期させるように構成した請求項１又は２に記載のエンジン制御装置。
4. エンジン停止時には、前記第１の記憶手段がクランク位置と共にカム信号態様をエンジン停止位置情報として記憶する一方、エンジン停止中には、前記第２の記憶手段がクランク信号出力の変化の履歴と共にカム信号態様の変化の履歴を記憶し、更にエンジン始動時には、それまでに記憶したカム信号態様とその時実際のカム信号態様とに基づいて前記気筒判別手段による気筒判別の実施を許可又は禁止する請求項３に記載のエンジン制御装置。
5. 前記カム信号出力手段は、燃焼気筒毎にローレベル期間とハイレベル期間とが個別に設定されたカム信号を出力するものであって、エンジン始動時には、前記エンジン停止位置情報としてそれまでに記憶したカム信号レベルと当該始動時のカム信号レベルとの整合により気筒判別の実施を許可又は禁止する請求項４に記載のエンジン制御装置。
6. 前記クランク信号出力手段が、前記パルス列の途中に少なくとも１つの基準位置情報を有するクランク信号を出力する構成としたエンジン制御装置において、
   前記気筒判別手段は、前記エンジン停止位置情報に基づいて気筒判別を実施する第１の判別手段と、前記基準位置情報の検出結果に基づいて気筒判別を実施する第２の判別手段とを有し、
   エンジン始動後には、前記第２の判別手段による気筒判別が完了する以前であることを条件に、前記第１の判別手段による気筒判別を実施する請求項１乃至５の何れかに記載のエンジン制御装置。
7. 前記第１の判別手段による気筒判別結果と前記第２の判別手段による気筒判別結果とが整合するかどうかを判定し、それら気筒判別結果に不整合が生じており且つ前記第１の判別手段による気筒判別結果に基づいて既に燃料噴射が行われていれば、当該噴射気筒への次回噴射量を減量側に補正する請求項６に記載のエンジン制御装置。
8. エンジンの運転中に所定の自動停止条件が成立したときにエンジンを自動停止し、エンジンの自動停止中に所定の自動始動条件が成立したときにエンジンを自動始動する自動停止・自動始動機能を有する請求項１乃至７の何れかに記載のエンジン制御装置。
9. 前記クランク信号出力手段は、エンジン停止後も継続的にクランク信号を出力するものである請求項１乃至８の何れかに記載のエンジン制御装置。

Images