JP4521661B2 - 内燃機関の気筒判別装置 - Google Patents

Description

この発明は内燃機関の気筒判別装置に係り、特に気筒判定に要する時間を短くする内燃機関の気筒判別装置に関するものである。

車両等に搭載される内燃機関は、一般的に複数の気筒を備えており、各気筒の点火時期や燃料噴射時期等を制御するために、いずれの気筒であるかを判別する必要がある。このような複数の気筒を有する内燃機関の気筒を判別する気筒判別装置としては、既に開示されるものがある。

特開平８−２７７７４４号公報 特開２００２−２７６４５４号公報 特開２００３−３９０１号公報 特開２００３−１７２１９４号公報 特開２００４−４４４７０号公報

ところで、従来の内燃機関の気筒判別装置においては、特公平６−６８２５２号公報や特開平５−１０６５００号公報に開示されているように、クランク軸の回転を検出するクランク角センサとカム軸の回転を検出するカム角センサとの２系統の信号の組み合わせにより気筒判別を行っているが、可変バルブタイミング機構（「ＶＶＴ機構」ともいう。）によりカムを進角させた場合については明記されておらず、カム角信号の位相がずれた場合には、気筒判別条件から外れて判別不可能になるものもあるという不都合がある。

また、特許第２５９５８４８号公報や特開２００２−９７９９０号公報に開示されているように、２系統の信号のいずれかに異常が発生した場合には、残りの１系統の信号により気筒判別を行うフェールセーフ機能を備えた装置も提案されているが、上述のＶＶＴ機構への対応については考慮されていないという問題がある。

そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、
第１のシグナル部材を有したカムシャフトと、カム角センサと、第２のシグナル部材を有したクランクシャフトと、クランク角センサと、可変バルブタイミング機構とを備えた内燃機関の気筒判別装置において、
前記第１のシグナル部材には、前記カム角センサにて検出可能で、少なくとも気筒判別信号を含む複数のカム角信号を発生するカム角信号発生部を備え、
前記第２のシグナル部材には、前記クランク角センサにて検出可能で、かつクランク軸の回転に同期して、複数の所定角度範囲を除いて第１の所定角度毎に角度信号を発生するクランク角信号発生部と第１の所定角度以上に渡って角度信号が発生しない欠歯部を備え、
この欠歯部は、第１欠歯部と第２欠歯部とから構成され、クランク角の回転方向に沿って発生する角度信号の数は、第１欠歯部から第２欠歯部までに検出される数と第２欠歯部から第１欠歯部までに検出される数とが異なるような位置に設けられ、
前記第２のシグナル部材の欠歯部間に発生する角度信号の数とカム角信号の数とから気筒を判別する気筒判別手段を備え、
前記可変バルブタイミング機構が作動している状態では、第２のシグナル部材の欠歯部間に発生する角度信号の数と、欠歯部間の角度信号をカウントする直前のカム角信号値とから気筒を判別していることを特徴とする。

以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、欠歯部間に発生するクランク角信号の数とカム角信号の数とから気筒判別することができ、気筒判定に要する時間を短くすることが可能である。

上述の如く発明したことにより、気筒判別手段によって、欠歯部間に発生するクランク角信号の数とカム角信号の数とから気筒判別し、気筒判定に要する時間を短くしている。

以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。

図１〜図１５はこの発明の実施例を示すものである。図１において、２は内燃機関の気筒判別装置である。

図示しない内燃機関は、複数の気筒、この実施例においては第１気筒＃１〜第３気筒＃３の３気筒を有し、吸気系及び排気系を設けている。

そして、内燃機関は、図示しないシリンダブロックにクランクシャフト（図示せず）を軸支し、シリンダヘッドに吸気カムシャフト（図示せず）及び排気カムシャフト（図示せず）を夫々軸支し、クランクシャフトの一端側にクランクプーリ（図示せず）を設け、吸気カムシャフト及び排気カムシャフトの各一端側に夫々吸気カムプーリ（図示せず）及び排気カムプーリ（図示せず）を設け、クランクプーリと吸気カムプーリ及び排気カムプーリとに捲き掛けた図示しないタイミングチェーンやタイミングベルト等によりクランクシャフトの回転に同期して吸気カムシャフト及び排気カムシャフトを回転させる。

前記内燃機関の気筒判別装置２は、吸気カムシャフトの一端側に吸気カムプーリを利用して第１のシグナル部材（図示せず）を設け、この第１シグナル部材からカム信号を検出するカム角センサを設けている。このカム角センサは、図示しない吸排気弁のバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構（「ＶＶＴ機構」ともいう。）（図示せず）に使用されているものを併用する。

なお、可変バルブタイミング機構（「ＶＶＴ機構」ともいう）の進角制御は、従来のものと同様に使用できる。

また、前記気筒判別装置２は、クランクシャフトの一端側にクランクプーリを利用して第２のシグナル部材（図示せず）を設け、この第２シグナル部材からクランク角信号を検出するクランク角センサを設けている。

このとき、内燃機関の点火時期や燃料噴射等を制御するために、エンジンの回転に同期した信号が用いられており、前記第１のシグナル部材には、クランクシャフトの回転に対して１／２の比率で回転し、可変バルブタイミング機構によりクランクシャフトに対して位相が変化するカムシャフトの回転角度に対応するとともに、前記カム角センサにて検出可能で、少なくとも気筒判別信号を含む（その信号のみで気筒判別可能な信号を含む）複数のカム角信号を発生するカム角信号発生部（図示せず）を備え、前記第２のシグナル部材には、前記クランク角センサにて検出可能で、かつクランク軸の回転に同期して、複数の所定角度範囲を除いて第１の所定角度毎に角度信号を発生するクランク角信号発生部（図示せず）と第１の所定角度以上に渡って角度信号が発生しない欠歯部（図示せず）を備える。

前記カム角センサ信号は、最遅角固定時には、その信号のみでも気筒判別可能とするため各気筒のＢＴＤＣ７５度、５度と気筒識別のための＃１気筒のＢＴＤＣ２１０度にパルス信号を発生し、なおかつＶＶＴ機構作動時には最大６０度進角したパルス信号が発生するように設定する。また、クランク角センサ信号は、１０度ＣＡ毎にパルス信号を発生し、予め定めた＃１気筒のＢＴＤＣ１０５度、１１５度、＃３気筒のＢＴＤＣ２２５度、２３５度、＃２気筒のＢＴＤＣ２２５度、２３５度、およびＢＴＤＣ１０５度、１１５度を欠歯部（図示せず）としパルス信号を発生しないように設定する。そして、３気筒内燃機関のカム角センサ信号とクランク角センサ信号とのタイムチャートを図２に開示する。

クランク角センサ信号は、第１の所定角度である１０度ＣＡ毎にパルス信号を発生し、予め定めた＃１気筒のＢＴＤＣ１０５度、１１５度、＃３気筒のＢＴＤＣ２２５度、２３５度、＃２気筒のＢＴＤＣ２２５度、２３５度、およびＢＴＤＣ１０５度、１１５度を欠歯部（図示せず）としパルス信号を発生しないように設定する。また、カム角センサ信号は、各気筒のＢＴＤＣ７５度、５度と気筒識別のための＃１気筒のＢＴＤＣ２１０度にパルス信号を発生し、なおかつＶＶＴ機構作動時には最大６０度進角したパルス信号が発生するように設定する。

前記欠歯部は、第１欠歯部と第２欠歯部とから構成され、クランク角の回転方向に沿って発生する角度信号の数は、第１欠歯部から第２欠歯部までに検出される数と第２欠歯部から第１欠歯部までに検出される数とが異なるような位置に設けられ、前記第２のシグナル部材の欠歯部間に発生する角度信号の数とカム角信号の数とから気筒を判別する気筒判別手段４を備えている。

詳述すれば、前記内燃機関の気筒判別装置２は、図１に示す如く、クランク角センサ信号を入力して欠歯判定を行う欠歯判定部６と、カム角センサ信号を入力して暫定気筒を判定する暫定気筒判定部８と、クランク角信号異常判定部１０と、カム角信号異常判定部１２と、それらの結果に基づいて気筒を判別する前記気筒判別手段４と、各気筒判別結果に基づきどの気筒判別結果を用いるかを決める気筒判別選択部１４とを有している。

また、前記気筒判別手段４は、可変バルブタイミング機構が作動していない状態で、かつエンジン始動時に実施できる機能を有している。

更に、前記気筒判別手段４は、前記可変バルブタイミング機構が作動している状態では、第２のシグナル部材の欠歯部間に発生する角度信号の数と、欠歯部間の角度信号をカウントする直前のカム角信号値（暫定気筒判別結果）とから気筒を判別している。

また、気筒判別手段４はクランク角センサ故障時には、ＶＶＴ進角制御を停止して最遅角位置のカム角センサ信号のみで気筒を判別している。更にまた、前記気筒判別手段４は、カム角センサが故障時には、クランク角センサのみで気筒を判別している。

また、前記欠歯部は、角度信号において２信号分の領域を備えている。

追記すれば、前記気筒判別手段４は、図１に示す如く、各判定部の結果に基づいてＶＶＴ機構により進角していないエンジン始動時のみに行う第１気筒判別手段１６と、エンジン始動時からＶＶＴ機構の進角時も含め通常時に行う第２気筒判別手段１８と、及びカム角信号異常時の第３気筒判別手段２０とからなる。

そして、前記欠歯判定部６は、クランク角センサ信号が入力される毎に起動され、図３に示す如く、クランク角信号異常判定のために、カム角センサ信号パルス入力間に入力されたクランク角センサ信号パルスの数ＣＲＩＣＮＴをカウントアップし、欠歯判定を行うためにクランク角センサ信号が３パルス以上入力されていることを確認し、図４のクランク角センサ信号の欠歯判定タイムチャートに示す如く、例えば最新のパルス信号入力間隔時間ＴＣＲ０と１つ前のパルス信号入力間隔時間ＴＣＲ１との比（ＴＣＲ０／ＴＣＲ１）を算出し、判定値Ｋ１（例えば２）以上の場合には欠歯と判定する。逆に、欠歯でない場合には、欠歯判定間に入力されるクランク角センサ信号パルス、つまりクランク角信号の数ＣＲＣＮＴをカウントアップする機能を有する。

また、前記暫定気筒判定部８は、カム角センサ信号が入力される毎に起動され、図５に示す如く、カム角センサ信号パルスが入力されると、カム角信号の数ＣＭＣＮＴをカウントアップし、エンジン始動開始から４パルス以上入力されていることを確認し、図６のカム角センサ信号の暫定気筒判別タイムチャートに示す如く、例えば最新のパルス信号入力間隔時間ＴＣＭ０と１つ前のパルス信号入力間隔時間ＴＣＭ１、及び２つ前のパルス信号間隔時間ＴＣＭ２により算出した結果が、
ＴＣＭ２／ＴＣＭ０≧Ｋ２（Ｋ２：例えば３）
の場合には、＃１気筒のＢＴＤＣ２１０度、
ＴＣＭ１／ＴＣＭ２ Ｘ ＴＣＭ０／ＴＣＭ２≧Ｋ３（Ｋ３：例えば４）
の場合には、＃１気筒のＢＴＤＣ５度と判定する機能を有する。

更に、前記クランク角信号異常検出部１０は、カム角センサ信号が入力される毎に起動され、図７に示す如く、カム角センサ信号が２パルス以上入力されたら、カム角センサ信号パルス入力間に入力されたクランク角センサ信号パルスの数ＣＲＩＣＮＴが０の場合には、異常としてＣＲＦＣＮＴをカウントアップし、２回連続して異常検出した場合には、クランク角センサ信号異常と判定する機能を有する。

更にまた、前記カム角信号異常検出部１２は、クランク角信号の欠歯判定完了毎に起動し、図８に示す如く、前回の欠歯判定から今回の欠歯判定間に入力されたカム角センサ信号パルス数、つまりカム角信号の数ＣＭＣＮＴが０の場合には、異常としてＣＭＦＣＮＴをカウントアップし、３回連続して異常検出した場合には、カム角センサ信号異常と判定する機能を有する。

前記気筒判別手段４のＶＶＴ機構の進角を行わない始動時の第１気筒判別手段１６は、図９に示す如く、クランク角センサ信号による欠歯判定完了毎に起動し、前回の欠歯判定から今回の欠歯判定間に入力されたクランク角センサ信号パルスのカウント値であるクランク角信号の数ＣＲＣＮＴおよびカム角センサ信号パルスのカウント値であるカム角信号の数ＣＭＣＮＴの組み合わせ（図１０参照）により気筒を判別する機能を有する。

例えば、クランク角信号の数ＣＲＣＮＴが２０以上の場合で、カム角信号の数ＣＭＣＮＴが３だった場合には、図１０に示す如く、＃１気筒のＢＴＤＣ９５度と判定し、クランク角位置に応じた気筒判別コードＣＹＬＩＤ１を１に設定する。

いずれの条件にも当てはまらない場合には、気筒判別未完了とし気筒判別コードＣＹＬＩＤ１を０とする。

ただし、次に説明する通常時の気筒判別が既に完了している場合やＶＶＴ機構による進角量が０でない場合には実施しない。

また、前記気筒判別手段４のＶＶＴ機構の進角が行われる通常時の第２気筒判別手段１８は、図１１に示す如く、クランク角センサ信号による欠歯判定完了毎に起動し、前回の欠歯判定から今回の欠歯判定間に入力されたクランク角センサ信号パルスのカウント値であるクランク角信号の数ＣＲＣＮＴおよびカム角センサ信号による暫定気筒判別結果との組み合わせ（図１２参照）により気筒を判別する機能を有する。

例えば、クランク角信号の数ＣＲＣＮＴが２０以上の場合で、その直前に入力されたカム角センサ信号の暫定気筒判別結果が＃１気筒のＢＴＤＣ２１０度またはＢＴＤＣ７５度の場合には、＃１気筒のＢＴＤＣ９５度と判定し、クランク角位置に応じた気筒判別コードＣＹＬＩＤ２を１に設定する。

ただし、いずれの条件にも当てはまらない場合には、気筒判別未完了とし気筒判別コードＣＹＬＩＤ２を０とする。

また、欠歯判定による気筒判別が終了したら欠歯判定完了をクリアし、クランク角信号の数ＣＲＣＮＴおよびカム角信号の数ＣＭＣＮＴをクリアする。

更に、前記気筒判別手段４のカム角信号異常と判定された場合の第３気筒判別手段２０は、図１３に示す如く、クランク角センサ信号による欠歯判定完了毎に起動し、カム角信号異常の場合には、前回の欠歯判定から今回の欠歯判定間に入力されたクランク角センサ信号パルスのカウント値であるクランク角信号の数ＣＲＣＮＴ及び前回の欠歯判定した時のパルス信号周期と今回の欠歯判定したパルス信号周期とを比較することにより、気筒を判別する機能を有する。

図１４にクランキング時のエンジン回転速度変化を開示する。クランキング時のエンジン回転速度は一定ではなく、各気筒の圧縮上死点（ＴＤＣ）付近で回転速度が低下する。

図１４において、クランク角信号の数ＣＲＣＮＴが２０以上である（Ａ）区間の欠歯判定位置＃２気筒のＢＴＤＣ９５度と＃１気筒のＢＴＤＣ９５度及び（Ｃ）区間の＃３気筒のＢＴＤＣ２１５度と＃２気筒のＢＴＤＣ２１５度とは同じクランク位置のため、クランキング開始時を除くと回転速度に大きな変化は見られないが、クランク角信号の数ＣＲＣＮＴが１２以下である（Ｂ）区間の欠歯判定位置＃１気筒のＢＴＤＣ９５度と＃３気筒のＢＴＤＣ２１５度、及び（Ｄ）区間の＃２気筒のＢＴＤＣ２１５度と＃２気筒のＢＴＤＣ９５度とでは回転速度に大きな変化が見られる。

そこで、クランク角信号の数ＣＲＣＮＴが１２以下で欠歯判定した場合には、前回の欠歯判定時のパルス信号周期ＴＣＲＯＬＤと今回のパルス信号周期ＴＣＲＮＥＷを比較し、今回のパルス信号周期ＴＣＲＮＥＷの方が大きい場合には、＃３気筒のＢＴＤＣ２１５度と判定し、今回のパルス信号周期ＴＣＲＮＥＷの方が小さい場合には、＃２気筒のＢＴＤＣ９５度と判定し、気筒判別が完了したら気筒判別コードＣＹＬＩＤ３を１にセットする。

ここで、前記気筒判別手段４のＶＶＴ機構の進角が行われる通常時の第２気筒判別手段１８は、図１５に示す如く、前述の気筒判別結果のどれを選択するかを決定する。

まず、カム角信号異常の場合には、クランク角信号のみによる気筒判別が完了していれば、その結果に基づき点火時期制御や燃料暗射制御を実施する。

クランク角センサ信号異常の場合には、暫定気筒判別が完了していれば、ＶＶＴ機構の進角制御を中止して暫定気筒判別結果に基づき制御を実施する。

クランク角センサ信号が正常で、なおかつ通常時の気筒判別完了
ＣＹＬＩＤ２≠０
の場合には、通常時の気筒判別結果に従って制御を実施する。

通常時の気筒判別完了
ＣＹＬＩＤ２＝０
で、なおかつ始動時の気筒判別完了
ＣＹＬＩＤ１≠０
の場合には、始動時の気筒判別結果に従って制御を実施する。

ただし、いずれの条件にも当てはまらない場合には、気筒判別未完了として点火時期制御および燃料噴射制御を開始しない。

次に作用を説明する。

先ず、図３の欠歯判定用フローチャートに沿って説明する。

前記欠歯判定部６にクランク角センサ信号が入力される毎に欠歯判定用プログラムが起動され、この欠歯判定用プログラムがスタート（１００）すると、クランク角信号異常判定のために、ＣＲＩＣＮＴをカウントアップし（１０２）、クランク角センサ信号のパルス入力は３つ目以降、つまりクランク角センサ信号が３パルス以上入力されているか否かの判断（１０４）に移行する。

そして、この判断（１０４）がＹＥＳの場合には、図４のクランク角センサ信号の欠歯判定タイムチャートに示す如く、最新のパルス信号入力間隔時間ＴＣＲ０と１つ前のパルス信号入力間隔時間ＴＣＲ１との比（ＴＣＲ０／ＴＣＲ１）を算出し、この比が判定値Ｋ１（Ｋ１：例えば２）以上であるか否かの判断（１０６）に移行し、上述の判断（１０４）がＮＯの場合には、後述する最新のパルス信号入力間隔時間ＴＣＲ０を１つ前のパルス信号入力間隔時間ＴＣＲ１に置き換える処理（１１２）に移行する。

最新のパルス信号入力間隔時間ＴＣＲ０と１つ前のパルス信号入力間隔時間ＴＣＲ１との比（ＴＣＲ０／ＴＣＲ１）比が２以上であるか否かの判断（１０６）において、この判断（１０６）がＹＥＳの場合には、欠歯判定完了とし（１０８）、判断（１０６）がＮＯの場合には、欠歯判定間に入力されるクランク角センサ信号パルスであるクランク角信号の数ＣＲＣＮＴをカウントアップし（１１０）、処理（１０８）及び（１１０）の後に、最新のパルス信号入力間隔時間ＴＣＲ０を１つ前のパルス信号入力間隔時間ＴＣＲ１に置き換える処理（１１２）を行い、エンドであるＲＴＳ（１１４）に移行する。

図５の暫定気筒判別用フローチャートに沿って説明する。

前記暫定気筒判別部８にカム角センサ信号が入力される毎に暫定気筒判別用プログラムが起動され、この暫定気筒判別用プログラムがスタート（２００）すると、カム角信号の数ＣＭＣＮＴをカウントアップし（２０２）、カム角センサ信号のパルス入力は４つ目以降、つまりエンジン始動開始から４パルス以上入力されているか否かの判断（２０４）に移行する。

そして、この判断（２０４）がＹＥＳの場合には、図６のカム角センサ信号の暫定気筒判別タイムチャートに示す如く、２つ前のパルス信号間隔時間ＴＣＭ２と最新のパルス信号入力間隔時間ＴＣＭ０との比（ＴＣＭ２／ＴＣＭ０）が判定値Ｋ２（Ｋ２：例えば３）以上であるか否かの判断（２０６）に移行し、判断（２０４）がＮＯの場合には、後述する最新のパルス信号入力間隔時間ＴＣＭ０を１つ前のパルス信号入力間隔時間ＴＣＭ１に置き換え、かつ１つ前のパルス信号入力間隔時間ＴＣＭ１を２つ前のパルス信号間隔時間ＴＣＭ２に置き換える処理（２１８）に移行する。

最新のパルス信号入力間隔時間ＴＣＭ０と２つ前のパルス信号間隔時間ＴＣＭ２との比（ＴＣＭ２／ＴＣＭ０）が判定値Ｋ２（Ｋ２：例えば３）以上であるか否かの判断（２０６）において、この判断（２０６）がＹＥＳの場合には、＃１気筒のＢＴＤＣ２１０°ＣＡと判定し（２０８）、暫定気筒判別完了（２１０）移行し、判断（２０６）がＮＯの場合には、１つ前のパルス信号入力間隔時間ＴＣＭ１と２つ前のパルス信号間隔時間ＴＣＭ２の比（ＴＣＭ１／ＴＣＭ２）と、最新のパルス信号入力間隔時間ＴＣＭ０と２つ前のパルス信号間隔時間ＴＣＭ２と比（ＴＣＭ０／ＴＣＭ２）との積が判定値Ｋ３（Ｋ３：例えば４）以上であるか否かの判断（２１２）に移行する。

この判断（２１２）がＹＥＳの場合には、＃１気筒のＢＴＤＣ５°ＣＡと判定し（２１４）、暫定気筒判別完了（２１０）に移行し、判断（２１２）がＮＯの場合には、暫定気筒判別未完了（２１６）に移行し、暫定気筒判別完了（２１０）及び暫定気筒判別未完了（２１６）の後に、最新のパルス信号入力間隔時間ＴＣＭ０を１つ前のパルス信号入力間隔時間ＴＣＭ１に置き換え、かつ１つ前のパルス信号入力間隔時間ＴＣＭ１を２つ前のパルス信号間隔時間ＴＣＭ２に置き換える処理（２１８）を行い、エンドであるＲＴＳ（２２０）に移行する。

図７のクランク角信号異常判定用フローチャートに沿って説明する。

前記クランク角信号異常検出部１０にカム角センサ信号が入力される毎にクランク角信号異常判定用プログラムが起動され、このクランク角信号異常判定用プログラムがスタート（３００）すると、カム角センサ信号が２パルス以上入力されたか否かの判断（３０２）に移行する。

そして、この判断（３０２）がＹＥＳの場合には、カム角センサ信号パルス入力間に入力されたクランク角センサ信号パルスの数ＣＲＩＣＮＴが０であるか否かの判断（３０４）に移行し、判断（３０２）がＮＯの場合には、後述するエンドであるＲＴＳ（３１８）に移行する。

カム角センサ信号パルス入力間に入力されたクランク角センサ信号パルスの数ＣＲＩＣＮＴが０であるか否かの判断（３０４）において、この判断（３０４）がＹＥＳの場合には、クランク角信号が異常であると判定し、ＣＲＦＣＮＴをカウントアップする処理（３０６）に移行し、判断（３０４）がＮＯの場合には、クランク角信号異常判定クリアの処理（３０８）に移行する。

上述のＣＲＦＣＮＴをカウントアップする処理（３０６）の後には、ＣＲＦＣＮＴが２以上、つまり２回以上連続して異常を検出したか否かの判断（３１０）を行い、この判断（３１０）がＹＥＳの場合には、クランク角信号異常判定完了の処理（３１２）を経て、ＣＲＦＣＮＴから１を減じた値を新たなＣＲＦＣＮＴに置き換える処理（３１４）を行うとともに、判断（３１０）がＮＯの場合には、クランク角信号異常判定クリアの処理（３０８）を経て、０をＣＲＩＣＮＴ及びＣＲＦＣＮＴに置き換える処理（３１６）を行い、処理（３１４）及び（３１６）の後に、エンドであるＲＴＳ（３１８）に移行する。

図８のカム角信号異常判定用フローチャートに沿って説明する。

前記カム角信号異常検出部１２のカム角信号異常判定用プログラムは、クランク角信号の欠歯判定完了毎に起動され、カム角信号異常判定用プログラムがスタート（４００）すると、前回の欠歯判定から今回の欠歯判定間に入力されたカム角センサ信号パルス数であるカム角信号の数ＣＭＣＮＴが０であるか否かの判断（４０２）に移行する。

この判断（４０２）において、判断（４０２）がＹＥＳの場合には、カム角信号が異常であると判定し、ＣＭＦＣＮＴをカウントアップする処理（４０４）に移行させ、判断（４０２）がＮＯの場合には、カム角信号異常判定クリアの処理（４０６）に移行する。

上述のＣＭＦＣＮＴをカウントアップする処理（４０４）の後には、ＣＭＦＣＮＴが３以上、つまり、３回連続して異常検出したか否かの判断（４０８）を行い、この判断（４０８）がＹＥＳの場合には、カム角信号異常判定完了の処理（４１０）を経て、ＣＭＦＣＮＴか１を減じた値を新たなＣＭＦＣＮＴに置き換える処理（４１２）を行うとともに、判断（４０８）がＮＯの場合には、カム角信号異常判定クリアの処理（４０６）を経て、０をＣＭＦＣＮＴに置き換える処理（４１４）を行い、処理（４１２）及び（４１４）の後に、エンドであるＲＴＳ（４１６）に移行する。

図９の始動時の気筒判別用フローチャートに沿って説明する。

前記気筒判別手段４のＶＶＴ機構の進角を行わない始動時の第１気筒判別手段１６の始動時の気筒判別用プログラムは、クランク角センサ信号による欠歯判定完了毎に起動し、始動時の気筒判別用プログラムがスタート（５００）すると、気筒判別コードＣＹＬＩＤ２が０であるか否かの判断（５０２）を行い、この判断（５０２）がＹＥＳの場合には、ＶＶＴ機構の進角量が０であるか否かの判断（５０４）に移行し、判断（５０２）がＮＯの場合には、気筒判別未完了として０を気筒判別コードＣＹＬＩＤ１に置き換える処理（５０６）に移行する。

そして、ＶＶＴ機構の進角量が０であるか否かの判断（５０４）において、この判断（５０４）がＹＥＳの場合には、クランク角信号の数ＣＲＣＮＴが２０以上であるか否かの判断（５０８）に移行し、判断（５０４）がＮＯの場合には、気筒判別未完了として０を気筒判別コードＣＹＬＩＤ１に置き換える処理（５０６）に移行する。

また、クランク角信号の数ＣＲＣＮＴが２０以上であるか否かの判断（５０８）において、この判断（５０８）がＹＥＳの場合には、カム角センサ信号パルスのカウント値であるカム角信号の数ＣＭＣＮＴが３であるか否かの判断（５１０）に移行し、判断（５０８）がＮＯの場合には、クランク角信号の数ＣＲＣＮＴが１２以下であるか否かの判断（５１２）に移行する。

上述のカム角センサ信号パルスのカウント値であるカム角信号の数ＣＭＣＮＴが３であるか否かの判断（５１０）において、この判断（５１０）がＹＥＳの場合には、＃１気筒のＢＴＤＣ９５°ＣＡと判定し（５１４）、クランク角位置に応じた気筒判別コードＣＹＬＩＤ１を１に設定し（５１６）、判断（５１０）がＮＯの場合には、カム角センサ信号パルスのカウント値であるカム角信号の数ＣＭＣＮＴが２であるか否かの判断（５１８）に移行する。

このカム角センサ信号パルスのカウント値であるカム角信号の数ＣＭＣＮＴが２であるか否かの判断（５１８）において、判断（５１８）がＹＥＳの場合には、＃２気筒のＢＴＤＣ２１５°ＣＡと判定し（５２０）、クランク角位置に応じた気筒判別コードＣＹＬＩＤ１を３に設定し（５２２）、判断（５１８）がＮＯの場合には、気筒判別未完了として０を気筒判別コードＣＹＬＩＤ１に置き換える処理（５０６）に移行する。

更に、上述したクランク角信号の数ＣＲＣＮＴが１２以下であるか否かの判断（５１２）において、この判断（５１２）がＹＥＳの場合には、カム角センサ信号パルスのカウント値であるカム角信号の数ＣＭＣＮＴが２であるか否かの判断（５２４）に移行し、判断（５１２）がＮＯの場合には、気筒判別未完了として０を気筒判別コードＣＹＬＩＤ１に置き換える処理（５０６）に移行する。

そして、カム角センサ信号パルスのカウント値であるカム角信号の数ＣＭＣＮＴが２であるか否かの判断（５２４）において、この判断（５２４）がＹＥＳの場合には、＃３気筒のＢＴＤＣ２１５°ＣＡと判定し（５２６）、クランク角位置に応じた気筒判別コードＣＹＬＩＤ１を２に設定し（５２８）、判断（５２４）がＮＯの場合には、カム角センサ信号パルスのカウント値であるカム角信号の数ＣＭＣＮＴが０であるか否かの判断（５３０）に移行する。

このカム角センサ信号パルスのカウント値であるカム角信号の数ＣＭＣＮＴが０であるか否かの判断（５３０）において、判断（５３０）がＹＥＳの場合には、＃２気筒のＢＴＤＣ９５°ＣＡと判定し（５３２）、クランク角位置に応じた気筒判別コードＣＹＬＩＤ１を４に設定し（５３４）、判断（５３０）がＮＯの場合には、気筒判別未完了として０を気筒判別コードＣＹＬＩＤ１に置き換える処理（５０６）に移行する。

各処理（５１６）、（５２２）、（５２８）、（５３４）、（５０６）の終了後には、エンドであるＲＴＳ（５３６）に移行する。

図１１の通常時の気筒判別用フローチャートに沿って説明する。

前記気筒判別手段４のＶＶＴ機構の進角が行われる通常時の第２気筒判別手段１８の始動時の気筒判別用プログラムは、クランク角センサ信号による欠歯判定完了毎に起動し、前回の欠歯判定から今回の欠歯判定間に入力されたクランク角センサ信号パルスのカウント値であるクランク角信号の数ＣＲＣＮＴおよびカム角センサ信号による暫定気筒判別結果との組み合わせ（図１２参照）により気筒を判別する。

つまり、始動時の気筒判別用プログラムがスタート（６００）すると、暫定気筒判別完了か否かの判断（６０２）に移行し、この判断（６０２）がＹＥＳの場合には、前回の欠歯判定から今回の欠歯判定間に入力されたクランク角センサ信号パルスのカウント値であるクランク角信号の数ＣＲＣＮＴが２０以上であるか否かの判断（６０４）に移行し、判断（６０２）がＮＯの場合には、気筒判別未完了として気筒判別コードＣＹＬＩＤ２を０に設定する（６０６）。

そして、上述の前回の欠歯判定から今回の欠歯判定間に入力されたクランク角センサ信号パルスのカウント値であるクランク角信号の数ＣＲＣＮＴが２０以上であるか否かの判断（６０４）において、この判断（６０４）がＹＥＳの場合には、今回欠歯判定の直前に入力されたカム角センサ信号の暫定気筒判別結果が＃１気筒のＢＴＤＣ２１０°ＣＡまたはＢＴＤＣ７５°ＣＡであるか否かの判断（６０８）に移行し、判断（６０４）がＮＯの場合には、前回の欠歯判定から今回の欠歯判定間に入力されたクランク角センサ信号パルスのカウント値であるクランク角信号の数ＣＲＣＮＴが１２以下であるか否かの判断（６１０）に移行する。

カム角センサ信号の暫定気筒判別結果が＃１気筒のＢＴＤＣ２１０°ＣＡまたはＢＴＤＣ７５°ＣＡであるか否かの判断（６０８）において、この判断（６０８）がＹＥＳの場合には、＃１気筒のＢＴＤＣ９５°ＣＡと判定する処理（６１２）に移行し、判断（６０８）がＮＯの場合には、＃３気筒のＢＴＤＣ５°ＣＡであるか否かの判断（６１４）に移行する。

上述の＃１気筒のＢＴＤＣ９５°ＣＡと判定する処理（６１２）の後には、クランク角位置に応じた気筒判別コードＣＹＬＩＤ２を１に設定し（６１６）、欠歯判定完了クリアの処理（６１８）を行い、０を前回の欠歯判定から今回の欠歯判定間に入力されたクランク角センサ信号パルスのカウント値であるクランク角信号の数ＣＲＣＮＴ及びカム角センサ信号パルスのカウント値であるカム角信号の数ＣＭＣＮＴをリセットする処理（６２０）に移行し、その後に後述するエンドであるＲＴＳ（６３８）に移行する。

また、上述のカム角センサ信号の暫定気筒判別結果が＃３気筒のＢＴＤＣ５°ＣＡであるか否かの判断（６１４）において、この判断（６１４）がＹＥＳの場合には、＃２気筒のＢＴＤＣ２１５°ＣＡと判定する処理（６２２）に移行し、クランク角位置に応じた気筒判別コードＣＹＬＩＤ２を３に設定し（６２４）、欠歯判定完了クリアの処理（６１８）を行い、前回の欠歯判定から今回の欠歯判定間に入力されたクランク角センサ信号パルスのカウント値であるクランク角信号の数ＣＲＣＮＴ及びカム角センサ信号パルスのカウント値であるカム角信号の数ＣＭＣＮＴをリセットする処理（６２０）に移行し、その後に後述するエンドであるＲＴＳ（６３８）に移行するとともに、判断（６１４）がＮＯの場合には、気筒判別未完了として気筒判別コードＣＹＬＩＤ２を０に設定する（６０６）。

更に、上述した前回の欠歯判定から今回の欠歯判定間に入力されたクランク角センサ信号パルスのカウント値であるクランク角信号の数ＣＲＣＮＴが１２以下であるか否かの判断（６１０）において、この判断（６１０）がＹＥＳの場合には、直前に入力されたカム角センサ信号の暫定気筒判別結果が＃１気筒のＢＴＤＣ５°ＣＡであるか否かの判断（６２６）に移行し、判断（６１０）がＮＯの場合には、気筒判別未完了として気筒判別コードＣＹＬＩＤ２を０に設定する（６０６）。

そして、カム角センサ信号の暫定気筒判別結果が＃１気筒のＢＴＤＣ５°ＣＡであるか否かの判断（６２６）において、この判断（６２６）がＹＥＳの場合には、＃３気筒のＢＴＤＣ２１５°ＣＡと判定する処理（６２８）に移行し、クランク角位置に応じた気筒判別コードＣＹＬＩＤ２を２に設定（６３０）するとともに、判断（６２６）がＮＯの場合には、カム角センサ信号の暫定気筒判別結果が＃３気筒のＢＴＤＣ５°ＣＡまたは＃２気筒のＢＴＤＣ７５°ＣＡであるか否かの判断（６３２）に移行する。

このカム角センサ信号の暫定気筒判別結果が＃３気筒のＢＴＤＣ５°ＣＡまたは＃２気筒のＢＴＤＣ７５°ＣＡであるか否かの判断（６３２）において、判断（６３２）がＹＥＳの場合には、＃２気筒のＢＴＤＣ９５°ＣＡと判定する処理（６３４）に移行し、クランク角位置に応じた気筒判別コードＣＹＬＩＤ２を４に設定（６３６）するとともに、判断（６３２）がＮＯの場合には、気筒判別未完了として気筒判別コードＣＹＬＩＤ２を０に設定する（６０６）。

各処理（６０６）、（６３０）、（６３６）の終了後には、エンドであるＲＴＳ（６３８）に移行する。

図１３のカム角信号異常時の気筒判別用フローチャートに沿って説明する。

前記気筒判別手段４のカム角信号異常と判定された場合の第３気筒判別手段２０のカム角信号異常時の気筒判別用プログラムは、クランク角センサ信号による欠歯判定完了毎に起動し、カム角信号異常時の気筒判別用プログラムがスタート（７００）すると、カム角信号異常か否の判断（７０２）に移行する。

このカム角信号異常か否の判断（７０２）において、判断（７０２）がＹＥＳの場合には、前回の欠歯判定から今回の欠歯判定間に入力されたクランク角センサ信号パルスのカウント値であるクランク角信号の数ＣＲＣＮＴが１２以下であるか否かの判断（７０４）に移行し、判断（７０２）がＮＯの場合には、気筒判別未完了として気筒判別コードＣＹＬＩＤ３を０に設定し（７０６）、後述するエンドであるＲＴＳ（７１６）に移行する。

そして、上述の前回の欠歯判定から今回の欠歯判定間に入力されたクランク角センサ信号パルスのカウント値であるクランク角信号の数ＣＲＣＮＴが１２以下であるか否かの判断（７０４）において、この判断（７０４）がＹＥＳの場合には、今回のパルス信号周期ＴＣＲＮＥＷが前回の欠歯判定時のパルス信号周期ＴＣＲＯＬＤよりも大であるか否かの判断（７０８）に移行し、判断（７０４）がＮＯの場合には、エンドであるＲＴＳ（７１６）に移行する。

また、今回のパルス信号周期ＴＣＲＮＥＷが前回の欠歯判定時のパルス信号周期ＴＣＲＯＬＤよりも大であるか否かの判断（７０８）において、この判断（７０８）がＹＥＳの場合には、＃３気筒のＢＴＤＣ２１５°ＣＡと判定する処理（７１０）に移行するとともに、判断（７０８）がＮＯの場合には、＃２気筒のＢＴＤＣ９５°ＣＡと判定する処理（７１２）に移行し、これらの処理（７１０）及び（７１２）の後に、気筒判別が完了したため、気筒判別コードＣＹＬＩＤ３を１に設定し（７１４）、エンドであるＲＴＳ（７１６）に移行する。

図１５の気筒判別手段選択用フローチャートに沿って説明する。

前記気筒判別選択部１４の気筒判別手段選択用プログラムがスタート（８００）すると、カム角信号異常か否の判断（８０２）に移行する。

このカム角信号異常か否の判断（８０２）において、判断（８０２）がＮＯの場合には、クランク角信号異常を検出したか否かの判断（８０４）に移行し、判断（８０２）がＹＥＳの場合には、カム角信号異常時の気筒判別コードＣＹＬＩＤ３が０でないか否かの判断（８０６）に移行する。

そして、クランク角信号異常を検出したか否かの判断（８０４）において、この判断（８０４）がＹＥＳの場合には、暫定気筒判別完了であるか否かの判断（８０８）に移行し、判断（８０４）がＮＯの場合には、通常時の気筒判別完了コードである気筒判別コードＣＹＬＩＤ２が０でないか否かの判断（８１０）に移行する。

また、上述の暫定気筒判別完了であるか否かの判断（８０８）において、この判断（８０８）がＹＥＳの場合には、ＶＶＴ機構進角制御停止、つまりＶＶＴ機構による進角制御を停止して暫定気筒判別結果に基づき制御を実施し（８１４）、後述するエンドであるＲＴＳ（８２６）に移行するとともに、判断（８０８）がＮＯの場合には、後述する気筒判別未完了の処理（８２４）に移行し、エンドであるＲＴＳ（８２６）に移行する。

上述の通常時の気筒判別完了コードである気筒判別コードＣＹＬＩＤ２が０でないか否かの判断（８１０）において、この判断（８１０）がＹＥＳの場合には、通常時の気筒判別結果の採用する処理、つまり通常時の気筒判別結果に従って制御を実施する処理（８１６）に移行し、エンドであるＲＴＳ（８２６）に移行するとともに、判断（８１０）がＮＯの場合には、始動時の気筒判別完了である気筒判別コードＣＹＬＩＤ１が０でないか否かの判断（８１８）に移行する。

更に、始動時の気筒判別完了である気筒判別コードＣＹＬＩＤ１が０でないか否かの判断（８１８）において、この判断（８１８）がＹＥＳの場合には、始動時の気筒判別結果の採用する処理、つまり始動時の気筒判別結果に従って制御を実施する処理（８２０）に移行し、エンドであるＲＴＳ（８２６）に移行するとともに、判断（８１８）がＮＯの場合には、気筒判別未完了の処理（８２４）に移行し、その後にエンドであるＲＴＳ（８２６）に移行する。

更にまた、上述のカム角信号異常時の気筒判別コードＣＹＬＩＤ３が０でないか否かの判断（８０６）において、この判断（８０６）がＹＥＳの場合には、カム角信号異常時の気筒判別結果の採用処理（８２２）を行い、エンドであるＲＴＳ（８２６）に移行するとともに、判断（８０６）がＮＯの場合には、気筒判別未完了の処理（８２４）に移行し、その後にエンドであるＲＴＳ（８２６）に移行する。

これにより、第１のシグナル部材を有したカムシャフトと、カム角センサと、第２のシグナル部材を有したクランクシャフトと、クランク角センサと、可変バルブタイミング機構とを備えた内燃機関の気筒判別装置において、第１のシグナル部材には、カム角センサにて検出可能で、少なくとも気筒判別信号を含む複数のカム角信号を発生するカム角信号発生部を備え、第２のシグナル部材には、クランク角センサにて検出可能で、かつクランク軸の回転に同期して、複数の所定角度範囲を除いて第１の所定角度毎に角度信号を発生するクランク角信号発生部と第１の所定角度以上に渡って角度信号が発生しない欠歯部を備え、この欠歯部は、第１欠歯部と第２欠歯部とから構成され、クランク角の回転方向に沿って発生する角度信号の数は、第１欠歯部から第２欠歯部までに検出される数と第２欠歯部から第１欠歯部までに検出される数とが異なるような位置に設けられ、第２のシグナル部材の欠歯部間に発生する角度信号の数とカム角信号の数とから気筒を判別する気筒判別手段を備えていることによって、欠歯部間に発生するクランク角信号の数とカム角信号の数とから気筒判別することができるので、気筒判定に要する時間を短くすることが可能である。

また、前記気筒判別手段は、可変バルブタイミング機構が作動していない状態で、かつエンジン始動時に実施できることにより、エンジン始動時において、早期に気筒判別することが可能であるので、エンジン始動が短時間で実現できる。

更に、前記可変バルブタイミング機構が作動している状態では、第２のシグナル部材の欠歯部間に発生する角度信号の数と、欠歯部間の角度信号をカウントする直前のカム角信号値とから気筒を判別していることにより、可変バルブタイミング機構を作動させている状態でも、早期に気筒判別することができる。更に、気筒判別手段はクランク角センサ故障時には、ＶＶＴ進角制御を停止して最遅角位置のカム角センサ信号のみで気筒を判別することができる。

更にまた、カム角センサが故障時には、クランク角センサのみで気筒を判別していることにより、カム角センサが故障している場合においても、クランク角センサのみで気筒判別可能である。

また、前記欠歯部は、角度信号において２信号分の領域を備えていることにより、エンジン回転数の回転変動が大きい状態においても、欠歯部とそれ以外の角度信号発生部とを誤判定することなく、精度の高い気筒判別制御を実施可能である。

この発明の実施例を示す内燃機関の気筒判別装置のブロック図である。 ３気筒内燃機関のカム角センサ信号とクランク角センサ信号とのタイムチャートである。 欠歯判定用フローチャートである。 クランク角センサ信号の欠歯判定タイムチャートである。 暫定気筒判別用フローチャートである。 カム角センサ信号の暫定気筒判別タイムチャートである。 クランク角信号異常判定用フローチャートである。 カム角信号異常判定用フローチャートである。 始動時の気筒判別用フローチャートである。 始動時（ＶＶＴ進角なし）の気筒判別用テーブルである。 通常時の気筒判別用フローチャートである。 通常時（ＶＶＴ進角あり）の気筒判別用テーブルである。 カム角信号異常時の気筒判別用フローチャートである。 クランキング時のエンジン回転速度変化を示す図である。 気筒判別手段選択用フローチャートである。

符号の説明

２ 内燃機関の気筒判別装置
４ 気筒判別手段
６ 欠歯判定部
８ 暫定気筒判定部
１０ クランク角信号異常判定部
１２ カム角信号異常判定部
１４ 気筒判別選択部
１６ 第１気筒判別手段
１８ 第２気筒判別手段
２０ 第３気筒判別手段

Claims (2)

1. 第１のシグナル部材を有したカムシャフトと、カム角センサと、第２のシグナル部材を有したクランクシャフトと、クランク角センサと、可変バルブタイミング機構とを備えた内燃機関の気筒判別装置において、
   前記第１のシグナル部材には、前記カム角センサにて検出可能で、少なくとも気筒判別信号を含む複数のカム角信号を発生するカム角信号発生部を備え、
   前記第２のシグナル部材には、前記クランク角センサにて検出可能で、かつクランク軸の回転に同期して、複数の所定角度範囲を除いて第１の所定角度毎に角度信号を発生するクランク角信号発生部と第１の所定角度以上に渡って角度信号が発生しない欠歯部を備え、
   この欠歯部は、第１欠歯部と第２欠歯部とから構成され、クランク角の回転方向に沿って発生する角度信号の数は、第１欠歯部から第２欠歯部までに検出される数と第２欠歯部から第１欠歯部までに検出される数とが異なるような位置に設けられ、
   前記第２のシグナル部材の欠歯部間に発生する角度信号の数とカム角信号の数とから気筒を判別する気筒判別手段を備え、
   前記可変バルブタイミング機構が作動している状態では、第２のシグナル部材の欠歯部間に発生する角度信号の数と、欠歯部間の角度信号をカウントする直前のカム角信号値とから気筒を判別していることを特徴とする内燃機関の気筒判別装置。
2. 前記欠歯部は、角度信号において２信号分の領域を備えていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の気筒判別装置。

Images