JP5588877B2 - 内燃機関運転行程同期信号を生成する方法 - Google Patents

Description

本発明は、多気筒４行程内燃機関の運転行程の経過を表わす同期信号の生成方法に関するものであり、燃焼が起きる各気筒の膨張フェーズは、奇数個の気筒を有する４行程機関の場合と同様に、クランクシャフトの回転運動の異なる角度位置で行なわれる。

本発明は、具体的には、吸気上死点を通過する移行、又は場合によっては吸気下死点を通過する移行といった、行程の所定の時点の識別に使用される信号の生成方法に関するものである。

エンジンの性能レベル、及び汚染物質の排出の制御は、エンジンの運転に影響を与える種々の制御方法に関連している。これらの方法には、例えば燃料噴射、又は点火には、エンジンの気筒の現時点の熱力学的行程に関する正確な情報が必要である。

特許文献１では、気筒の熱力学的行程に関する情報を、クランクシャフトの固体ターゲットに関して、種々のピストンの行程の決定されたフェーズに対応する角度位置領域を識別することにより検出する手段が提案されている。ターゲットは１つのディスクから成り、当該ディスクは、異なる長さの複数の歯のような、当該ディスクの周辺に沿って配置される複数の識別要素を有する。固定された受信部材は、これらの識別要素を検出して、決定されたピストンの上死点位置の通過を識別する信号を生成するために使用される電気パルスを生成する。

しかしながら、このような識別装置は不十分である。実際、４行程内燃機関の場合、クランクシャフトは、所定のピストンがエンジン行程の同じ行程位置に来る前に２回転する（又は、７２０°の角度を回転する）。この結果、クランクシャフトの固体ターゲットの回転だけを観察しても、各気筒に関する情報(吸気フェーズ及び膨張フェーズの両方を含む上死点位置の識別情報）には、行程中の２回のエンジンストロークに関する不確実性が伴うことになる。

行程中の各気筒の正確な位置決定は、単純にクランクシャフトの位置を観察することにより推定するということができないので、気筒がエンジン行程の第１の半行程にあるか、又は第２の半行程にあるか（第１回目のクランクシャフト回転中の吸気フェーズ及び圧縮フェーズ、第２回目の回転中の膨張フェーズ及び排気フェーズ）を知るためには、更に別の情報を検索することが必要である。

このような更に別の情報を取得するために、エミッタディスクによって支持される補助識別要素を使用することが知られており、このエミッタディスクはクランクシャフトの２倍の速さで回転する。この目的のために、このエミッタディスクを、カムシャフト又はクランクシャフトの歯車比１／２の歯車を介して駆動される他のいずれかのシャフトに配置することができる。

クランクシャフトセンサからの信号と、カムシャフトセンサからの信号とを組み合わせることにより、システムは基準気筒の吸気フェーズにおける上死点位置を正確に検出することができる。

しかしながら、クランクシャフトセンサ及びカムシャフトセンサの両方を使用するこのような角度識別システムは比較的嵩張り、かつ据え付けが難しい。

これらの欠点を軽減するために、特許文献２には、クランクシャフトの角度位置を識別するために使用されるセンサ以外に特定のポジションセンサを必要としない、単純で効果的な簡易識別方法が提案されている。

この方法では、４気筒４行程エンジンの気筒の各々における燃焼状態に基づいて生成される同期信号、及びクランクシャフトセンサにより送信される情報を使用する。

このためには、所定の基準気筒において燃焼に影響を与える少なくとも１つの因子を変更して、燃焼状態の変化を制御する。次に、基準気筒における燃焼状態のこのような変化が、エンジンクランクシャフトポジションセンサから取得される情報に基づいて生成される量Ｃｇにより検出されるので、エンジンの気筒の吸気上死点位置での移行を、クランクシャフトセンサからの上死点信号と同期させることができる。

しかしながら、この発明は、エンジンの燃焼効率を低下させる必要があるので、エンジンの運転に悪影響を及ぼし、汚染物質排出量を増加させる。

フランス特許第ＦＲ２４４１８２９号 フランス特許第ＦＲ２７４９８８５号

従って、本発明の目的は、４行程エンジンが奇数個の気筒を備える場合の公知の識別システムの不具合を、識別方法の改善を提案することにより軽減することであり、当該識別方法では、クランクシャフトの角度位置を識別するために使用されるセンサ以外に特定のポジションセンサを必要とせず、エンジンの運転に影響を及ぼすことがない。

この目的のために、本発明は、電子制御システムを介して奇数個の気筒を備える４行程内燃機関の同期信号を生成する方法を提案し、エンジンの気筒の各々の熱力学的行程における所定の時点を識別するために使用される同期信号は、共にエンジンクランクシャフトポジションセンサからの情報に基づいて生成された、各気筒の決定された位置を識別する信号と、燃焼のたびに発生するクランクシャフトの運動を表わす量を表示する信号とに基づいて決定されており、本方法は、
−所定期間に亘って、エンジンを、気筒の各往復運動のたびに気筒内で点火を行なって運転することにより、噴射燃料を規則正しく燃焼させるステップと、
−表示信号を計算するステップと、
−表示信号を基準値と比較するステップと、
−比較の分析結果が、同期信号のフェーズ合わせが不正確であることを示す場合に、同期信号をリセットするステップと
を含む。

本発明の他の特徴によれば、行程の第１往復運動における１つの気筒の表示信号を、行程の第２往復運動における同気筒の表示信号と比較して、第１往復運動の行程を確認し、フェーズ合わせが不正確である場合に同期信号をリセットする。

表示信号は、ガストルクを表わすものでも、歯の通過時間を表わす高調波成分でもよい。

本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照する以下の説明により明らかになる。

図１は、本発明の方法を実装したエンジン制御装置の図である。 図２は、本発明の同期信号を使用する噴射方法のステップの詳細を示す図である。 図３は、本発明による同期信号ＮＯＣＹＬのフェーズ合わせを示している。

本明細書を通じて、本発明の種々の実施形態に関係なく、構成要素の機能の面で同一又は同様の構成要素を指すために使用される参照記号は同じである。

図面には、本発明の主題である同期信号を生成する方法を実行するエンジン制御システムが提示されている。本発明を理解するために必要な構成部品のみが示されている。更に、この実施例では、同期信号を使用して噴射システムを制御することができるが、信号の使用は制限されることがなく、同期信号を使用して他のエンジン要素又は他の方法を制御することができる。

自動車用４行程内燃機関１は３つの気筒（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）を備え、各気筒は、電子制御式マルチポイント燃料噴射装置を含み、この燃料噴射装置によって、特定のエレクトロインジェクタ５から各気筒に燃料を供給することができる。

各エレクトロインジェクタ５の開口は、電子エンジン制御システム７によって制御される。この電子エンジン制御システムは、行程における噴射燃料量及び噴射時点（Ｉｎｊ）を、エンジンの運転条件に応じて調整することにより、気筒に吸入される空気と燃料との混合気の濃度を所定のセットポイント値に正確に追従させる。

電子エンジン制御システム７は、従来通り、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）と、アナログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄ）と、種々の入力インターフェース及び出力インターフェースとを備える。

マイクロプロセッサは、電子回路と、適切なセンサから送信される信号を処理する適切なソフトウェア（１０、２２２、２２３、２２４）とを含み、エンジンの状態を把握し、所定の動作を実行して、特にインジェクタに向けられる制御信号を生成することにより、エンジンの気筒内の燃焼状態を最適に管理する。

更に詳細には、電子エンジン制御システム７は、燃料噴射を行なうように構成されており、各インジェクタを個別に作動させることにより、一又は複数の対応する吸気バルブを開く前に燃料噴射を終了させる。

マイクロプロセッサ入力信号には、特に、クランクシャフトセンサ２２によってアドレスされる信号がある。普通は磁気抵抗型のこのセンサ２２は、図では、エンジンのフレームに固定されて、クランクシャフトの一方の端部に固定されるフライホイールに取り付けられる測定リング１２の前方に配置されている。このリング１２の周辺には、１つの歯が取り除かれていること以外は同一の、連続する歯及びギザギザが設けられており、所定の基準気筒（この場合は気筒Ｃ１）の上死点の通過時点の推定を可能にする絶対的な識別手段が画定されている。

センサ２２は、リング１２の歯の通過に対応する信号Ｄｎを供給する。この信号を、処理装置１０による処理後に使用して、ＴＤＣ信号をクランクシャフトが１２０°回転するたびに生成することにより、エンジンの燃焼の順番が本実施例のようにＣ１−Ｃ３−Ｃ２である場合、気筒Ｃ１（０°基準）の上死点、次いで気筒Ｃ２（１２０°基準）の上死点、最後に気筒Ｃ３（２４０°基準）の上死点を代わる代わる通過する移行を識別することが可能となる。

このタイプの３気筒４行程エンジンの場合、更に一般的には奇数個の気筒を備える全ての４行程エンジンの場合、これらの気筒（本実施例ではＣ１、Ｃ２、及びＣ３）は、異なる角度位置で上死点位置を通過する。

センサ２２から送出される信号Ｄｎを処理する装置１０によって、更に、リング１２の歯の通過に要する時間を測定することができるので、通過速度、及びエンジンの瞬時回転速度Ｎを取得することができる。

更に、信号Ｄｎを装置１０によって処理することにより、クランクシャフトの運動を表わす量を表示する信号（Ｃｇ、Ｂｎ）が生成される。例えば、この量によって、燃焼のたびに発生する推定ガストルクの表示を定義することができる。

エンジンの気筒におけるガス混合気の各燃焼時の信号Ｃｇの値は、特に、クランクシャフトに取り付けられた歯付きホイール１２を観測する固定センサ２２により供給される信号Ｄｎの分析結果に基づいて取得される。

当該信号は、測定ノイズ又は歯の製造欠陥により、信号の不正確さに起因する重大な誤差が生じ、本方法の堅牢性が低下するので、例えば瞬時回転速度を算出することにより、直接使用されるのではない。したがって、高調波破壊分析を使用してこれらの欠陥を除去する。

このような信号Ｃｇの生成方法は、特に欧州特許第０５３２４２０号又は国際公開第９８／２９７１８号に記載されており、信号Ｃｇはガストルクを表わす。一般的には、ｐ個の気筒を備えるエンジンの気筒「ｕ」における少なくとも１回の燃焼によって発生する平均ガストルクの推定値は、以下のような関係式により与えられる。

上の式では：
［Ｃ_{ｇａｓ，０}］_ｕは、燃焼行程中に気筒ｕにおける少なくとも１回の燃焼によって発生する平均ガストルクであり、
β_ｋ，ｉは、Δｌ_ｋ及び／又はω_ｋの関数であり、Δｌ_ｋ及びω_ｋは、それぞれパターンＤ_ｋがセンサ正面を通過するときの時間及び速度であり、
α_ｋ，ｉは、少なくともエンジン運転パラメータに依存する、パターンＤ_ｋに関連する時間の重み係数であり、
α_０，ｉは、少なくともエンジン運転パラメータに依存する変数であり、
δ_ｉは、重み係数であり、
ｉは、関数の線形結合を計数するインデックスであり、
ｑ_ｕ及びｒ_ｕは、それぞれ気筒ｕにおける燃焼中にポジションセンサにより観測される先頭パターンの番号、及び最終パターンの番号を指すか、又はセンサからの信号に基づいて生成された最終仮想パターン番号を指し、気筒ｕにおける燃焼に関連するエンジンのトルクを分析するための角度ウィンドウを定義する。

上記Ｃｇの関係式の特定の係数に特定の値を当てはめることにより、クランクシャフトの運動を表わす他の量を、リングの歯の速度又は通過時間を表わす高調波成分と同様に定義することができる。歯の通過時間は、ターゲットの２つの歯の間で測定される時間である。

例えば、推定される平均ガストルクの表示を使用することにより、３個の気筒Ｃ１、Ｃ２、及びＣ３を有する４行程エンジンの場合、気筒Ｃ１の燃焼時間は０°〜１８０°の範囲であり、トルクの推定は、０〜２４０°の範囲の回転速度を観察すること、又は気筒Ｃ１の燃焼行程の０〜１８０°の範囲をほぼ含む角度ウィンドウを観察することにより行なわれる。

同じ原理を使用して、気筒Ｃ３に関連する燃焼時間は２４０°〜４２０°の範囲であり、観察は、２４０°〜４８０°の角度範囲に亘って行なわれる。

気筒Ｃ２の場合、燃焼時間は４８０°〜６６０°の範囲であり、エンジン速度観察範囲は約４８０°〜７２０°の範囲である。

次に、同期信号を生成する方法の原理について以下に説明する。

気筒の各々の噴射のフェーズ合わせに使用されるエンジン行程の過程における所定の時点であって、図示の実施例では、吸気上死点位置の通過である所定の時点の識別、又は識別手段として使用することができる他のいずれかの時点である所定の時点の識別は、各気筒の上死点位置の通過の識別情報を供給するＴＤＣ信号に同期する同期信号ＮＯＣＹＬを、回路２２４において利用することにより行なわれる。

幾つかの種類の同期信号ＮＯＣＹＬを使用することができ、これらの同期信号は、単独で、又はポジションセンサの正前で気筒の上死点位置を通過する歯の番号を記録するカウンタから取得される信号に関連付けることにより、各気筒の燃焼行程のフェーズを決定することができる。

この実施例では、図３に表示される信号ＮＯＣＹＬは、他の信号との比較を全く必要とせず、かつ当該信号ＮＯＣＹＬは、エンジンの全気筒の各々の噴射又は点火のフェーズ合わせを行うために使用されるエンジン行程の過程における所定の時点の識別情報の全てを供給する。

実際、信号ＮＯＣＹＬは、気筒全ての吸気上死点位置の通過情報、及び爆発上死点位置の通過情報を、値が変化する時点で供給する。このとき、エンジン制御アクチュエータの全てを同期させるために、単一の信号だけで十分である。

ＴＤＣ信号は、立ち上がりエッジ又は立ち下りエッジを生成することにより、エンジンの気筒の上死点位置の通過を毎回通知する。信号ＮＯＣＹＬは、基準気筒（この実施例ではＣ１）の上死点位置の通過が最初に検出されたときにゼロに適宜設定され、したがってこの上死点位置は吸気上死点位置として適宜見なされて、信号がインクリメントされる。信号ＮＯＣＹＬは、モジュールの６桁カウンタを、ＴＤＣ信号が上死点を通過するたびにインクリメントすることにより作成される。

したがって、信号ＮＯＣＹＬが値０又は３に変化する場合、これは、気筒Ｃ１のＴＤＣが、吸気フェーズ又は膨張フェーズのそれぞれにおいて検出された瞬間を意味する。

信号ＮＯＣＹＬが値１又は４に変化する場合、これは、気筒Ｃ２のＴＤＣが、吸気フェーズ又は膨張フェーズのそれぞれにおいて検出された瞬間を意味する。

信号ＮＯＣＹＬが値２又は５に変化する場合、これは、気筒Ｃ３のＴＤＣが、吸気フェーズ又は膨張フェーズのそれぞれにおいて検出された瞬間を意味する。

信号ＮＯＣＹＬの生成方法に関係なく、前記信号は、全エンジン行程に固有の基準を供給し、これによって、フェーズ合わせシステム２２２は、あらゆるエンジン制御プロセス（点火、噴射、アクチュエータの制御など）を同期させることができる。

信号ＮＯＣＹＬの初期化に関する任意の選択が行われることを前提として、２つの事例が発生する。即ち、信号ＮＯＣＹＬのフェーズ合わせが正しく行なわれて、基準上死点位置を使用することにより、基準気筒Ｃ１の吸気上死点位置において対応する信号が効果的に初期化されるか、又は信号ＮＯＣＹＬのフェーズ合わせが正しく行われないために、基準上死点位置が基準気筒Ｃ１の爆発上死点位置に対応してしまう。

本発明の第１の実施形態では、エンジンが、例えば始動フェーズにあるとき、上述したトルク推定器によるトルクＣｇの推定値を使用して、同期が正しいかどうかを確認する。実際、噴射行程及び点火のフェーズ合わせが正しく行われていない場合、燃焼が吸気中に行なわれるので、エンジンはトルクを発生させることができない。処理ユニット２２３は、推定値Ｃｇを、従来通りエンジン制御により始動フェーズ中に生成される基準値又はセットポイント値Ｃｃと比較して、フェーズ合わせが正しく行なわれているかどうかを推定する。このとき、チェックする条件は次の関係式で表わされる。
｜Ｃｇ｜≧Ｃｃ−ζ （Ｅ１）
上の関係式では、ζは正のトルク値であり、このトルク値は一定とすることができるか、又はエンジン制御パラメータの関数としてマッピングして、信号ノイズの混入を制限することにより、基準式Ｅ１の信頼性を確保することができる。

この条件が満たされない場合、フェーズ合わせが正しく行なわれず、この場合、本方法では、最初に検出された上死点位置が爆発上死点位置であったと考えて、Ｃｇ信号処理回路２２３からの信号Ｉｎｉｔによって回路２２４において信号ＮＯＣＹＬをリセットする。この時点でフェーズ合わせが正しく行なわれるので、条件式Ｅ１が満たされるはずである。フェーズ合わせが正しく行なわれない場合、噴射システム又は点火システムに、或いはエンジンに故障が発生している。

しかしながら、この方法は、エンジンを始動する際に一般に使用されるいわゆる「ロストスパーク（ｌｏｓｔ ｓｐａｒｋ）」方式と必ずしも相容れる訳ではない。このロストスパーク方式では、１の熱力学的行程当たり１回の連続点火とは異なり、ガソリンエンジンの始動フェーズの間に、エンジンが回転するたびに（吸気上死点及び爆発上死点）気筒に点火するので、確実に燃焼が行なわれて、噴射した燃料が燃えないという危険が回避されると同時に、高速始動が確保される。したがって、熱力学的行程が認識されるまで、エンジンの点火が「ロストスパーク」モードで行なわれるように制御することにより、連続点火を再開する。

本発明の第２の実施形態によって、ロストスパーク方式で始動が行なわれる場合の運転が可能になる。

この実施形態では、同期が確立されるまで、前述の「ロストスパーク」モードでエンジンの点火を制御して、エンジンのフェーズが確認できない場合を含め、エンジンの始動及び運転を確実に行なう。

トルクの推定は、３個の気筒の燃焼フェーズを理論的に含むエンジンの推定フェーズ合わせに直接関連している、一定の角度範囲に亘るエンジンのクランクシャフトの回転速度又は瞬時回転回数のアサイクリズムを観察することにより行なわれる。

この実施例では、気筒Ｃ１の燃焼ストロークは０°〜１８０°の範囲であり、トルクの推定は、０〜２４０°の範囲に亘って回転速度を観察することにより、又は気筒Ｃ１の燃焼フェーズの０°〜１８０°の範囲をほぼ含む角度ウィンドウを観察することにより、行なわれる。

同じ原理に基づいて、気筒Ｃ３に関連付けられる燃焼ストロークは２４０°〜４２０°の範囲であり、アサイクリズムの観察は２４０°〜４８０°の角度範囲に亘って行なわれる。

気筒Ｃ２に関しては、燃焼ストロークは４８０°〜６６０°の範囲であり、エンジン速度の観察範囲は約４８０°〜７２０°の範囲である。

燃焼シーケンスのフェーズ合わせが確認されない場合、気筒Ｃ１の燃焼に基づく推定トルクＣｇの観察は、１回転後に行なわれるか、又は範囲０〜２４０°ではなく３６０°〜６００°の範囲で行なわれる。

従って、観察されるのは気筒Ｃ１の燃焼ではなく、気筒Ｃ３の燃焼の終了点、及び気筒Ｃ２の燃焼開始であり、本実施例において、気筒Ｃ２及びＣ３のこのような燃焼時点の推定トルクＣｇは負である。

従って、同期が正しく行なわれない場合、推定トルクＣｇの値は、この実施例の場合、正ではなく負である。このため、Ｃｇ≧０（Ｅ２）が成り立つ場合は同期が正しく行なわれるが、Ｃｇ＜０（Ｅ３）である場合は同期が正しく行なわれず、この時信号ＮＯＣＹＬは、第１の実施形態の場合と同様にリセットされる。

第２の実施形態の変形例を更に考慮することができる。

第２の実施形態の第１の変形例では、エンジンが回転する度にガストルクＣｇを推定する。従って、１回目の回転時に推定される気筒Ｃ１のトルクＣｇ１＿１を記録し、次の回転時の気筒Ｃ１のトルクＣｇ１＿２の新規観測値と比較する。

トルクＣｇ１＿１とトルクＣｇ１＿２とを比較することにより、以下の特性に基づいて正しく同期していることを確認することができる。即ち、
回転１が膨張フェーズにある気筒Ｃ１に対応し、かつ回転２が吸気フェーズに対応する場合、Ｃｇ１＿１＞Ｃｇ１＿２（Ｅ４）。
回転２が膨張フェーズにある気筒Ｃ１に対応し、かつ回転１が吸気フェーズに対応する場合、Ｃｇ１＿１＜Ｃｇ１＿２（Ｅ５）。

このように、これらの２つの事例の各々において、比較の結果に基づいて同期を取ることができる。

第２の変形例では、所定の気筒の推定トルクＣｇの値をセットポイントトルク値Ｃｃと、次の関係式に従って比較する。
同期が正しく行なわれている場合、Ｃｇ＞Ｃｃ−Ｄｅｌｔａ（ｓｐｅｅｄ， Ｃｃ）（Ｅ６）。
同期が正しく行なわれていない場合、Ｃｇ＜Ｃｃ−Ｄｅｌｔａ（ｓｐｅｅｄ， Ｃｃ）（Ｅ７）。

実際、同期が正しく行なわれていない場合、信号ＮＯＣＹＬが各気筒の熱力学的行程に対応しておらず、推定トルクＣｇの値はセットポイントトルク値Ｃｃよりも有意に小さく、同期が正しく行なわれる場合には、推定トルクＣｇの値はセットポイントトルク値Ｃｃよりも有意に大きい。

オフセットｄｅｌｔａ（デルタ）は、１のトルク値であり、このトルク値は一定とすることができるか、又はエンジンの回転速度及び／又はトルクに依存するマップから得ることができ、このトルク値によって、比較に必要な閾値を設定して、信号に含まれるノイズに起因する同期不良の危険をすべて排除することができる。

第１及び第２の実施形態の基本的方法及び変形例では、例えばトルク推定値Ｃｇを合計することによって、外乱又は信号のノイズに起因する誤差を制限することにより、信頼性を更に高めることができる。

この場合、第１の実施形態の関係式（Ｅ１）は次のようになる。

第２の実施形態の基本的方法の関係式（Ｅ２）及び（Ｅ３）は次のようになる。
同期が正しく行なわれる場合、

同期が正しく行なわれない場合、

本発明の第２の実施形態の第１の変形例の関係式（Ｅ４）及び（Ｅ５）は次のようになる。

本発明の第２の実施形態の第２の変形例の関係式（Ｅ６）及び（Ｅ７）は次のようになる：

これらの２つの実施形態の各々では、フィルタリングにより誤差の制限を行なうこともでき、例えば１次又は２次フィルタリング、或いは測定値及び推定値からノイズを除去することができる他のいずれかのフィルタにより行なうことができ、これによって比較結果の堅牢性を更に向上させることができる。一例として、次式により定義される１次の離散フィルタＦを提案する。
Ｆ_ｎ（Ｘｎ）＝αＸ_ｎ＋（１−α）Ｆ_ｎ−１ （但し、０＜α＜１）

このとき、第１の実施形態の関係式（Ｅ１）は次のようになる。
Ｆ（Ｃｇ）≧Ｆ（Ｃｃ−ζ）

第２の実施形態の基本的方法の関係式（Ｅ２）及び（Ｅ３）は次のようになる。
Ｆ（Ｃｇ）≧０
Ｆ（Ｃｇ）≦０

本発明の第２の実施形態の第１の変形例の関係式（Ｅ４）及び（Ｅ５）は次のようになる。
Ｆ（Ｃｇ１＿１）≧Ｆ（Ｃｇ１＿２）
Ｆ（Ｃｇ１＿１）≦Ｆ（Ｃｇ１＿２）

本発明の第２の実施形態の第２の変形例の関係式（Ｅ６）及び（Ｅ７）は次のようになる。
Ｆ（Ｃｇ）≧Ｆ（Ｃｃ−Ｄｅｌｔａ（Ｎ，Ｃｃ））
Ｆ（Ｃｇ）≦Ｆ（Ｃｃ−Ｄｅｌｔａ（Ｎ，Ｃｃ））

これまでに説明したように、トルク以外のクランクシャフトの運動を表わす量の表示を使用することができる。従って、本発明の第３の実施形態では、クランクシャフトの歯の通過時間、又はクランクシャフトの瞬時回転速度を表わす高調波分析値を使用する。

したがって、この実施形態では、回転速度のｎ次高調波成分、又は好ましくは信号Ｄｎに基づく歯の通過時間のｎ次高調波成分を分析する。Ｂｎの高調波成分は、この場合、高調波余弦関数を使用することにより計算されるが、本方法は他のいずれの高調波関数にも、例えば台形関数又は更に複雑な別の関数を使用して適合させることができる。

この成分Ｂｎは、適切な係数を導入することにより、上述の推定トルク（Ｃｇ）の関係式から確立される単純な表現である。

したがって、この実施例では、歯の通過時間の高調波成分は、次の関係式より明らかになる。

推定燃焼上死点位置と推定排気上死点位置とに関して計算される、分析対象の気筒に対して実施可能な２つのフェーズ合わせのために計算される高調波振幅間の差異Ｂ_ｎ ^ｃｏｍｂ−Ｂ_ｎ ^ｅｃｈを計算することによって、以下の３つの場合が明らかになる。
Ｂ_ｎ ^ｃｏｍｂ−Ｂ_ｎ ^ｅｃｈが最大値よりも大きい場合、エンジンのフェーズ合わせが正しく行なわれる。
Ｂ_ｎ ^ｃｏｍｂ−Ｂ_ｎ ^ｅｃｈが最小値よりも小さい場合、エンジンのフェーズ合わせが正しく行なわれない。
Ｂ_ｎ ^ｃｏｍｂ−Ｂ_ｎ ^ｅｃｈがこれらの２つの閾値の間である場合、不確実性が存在し、計算を再度実行する必要がある。

したがって、これらの場合の各々において、前の実施形態におけるように、比較の結果に従って同期を行なうことができる。

この実施形態は、ターゲットの欠陥によって同じように偏る可能性がある２つの量を比較するので、ターゲット欠陥に関して堅牢であり、気筒の２つのＴＤＣに関するＢｎの計算は、リングのターゲットの同じ角度位置に亘って測定される時間に基づいている。実際、１回目の回転に関して明らかになった高調波成分は、１回目の回転中の熱力学的行程を表わす高調波成分と、ターゲット欠陥を表わす高調波成分との和に分類される。２回目の回転において明らかになった高調波成分は、２回目の回転中の熱力学的行程を表わす高調波成分と、１回目の回転の場合と同じターゲット欠陥を表わす高調波成分との和に分類される。したがって、１回目の回転において明らかになった高調波成分と、２回目の回転において明らかになった高調波成分とを比較することにより、ターゲット欠陥を表わす成分を除去することができる。

検出方法に関係なく、同期が正しく行なわれない場合には、信号ＮＯＣＹＬは、同期の前提条件を変更する（同期を１回転分だけずらす）ことによりリセットされる。このリセットは、基準気筒のＴＤＣか、又はいずれかの気筒のいずれかのＴＤＣで行なうことができる。このとき、同期は、既に説明した実施形態のうちの１つによる方法によって、連続点火を行なうエンジンの正常運転を確保する前に、再度確認する必要がある。

本発明によって、エンジン運転パラメータを変更することなく、かつエンジンの運転に影響を及ぼすことなく、各気筒の熱力学的行程の同期を行なうことができるので有利である。

Claims (4)

1. 電子制御システム（７）を介して、ｐ個（ｐは奇数）の気筒（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）を備える４行程内燃機関の、気筒の各々の熱力学的行程における所定の時点を識別するために使用される同期信号（ＮＯＣＹＬ）を提供する方法であって、
   所定期間に亘って、気筒の往復運動のたびに気筒内で点火を行なってエンジンを運転することにより、噴射燃料を規則正しく燃焼させるステップと、
   クランクシャフトポジションセンサ（２２）によって検出される情報に基づいて、各気筒の所定の位置の通過タイミングを通知可能なＴＤＣ信号を出力するステップと、
   ＴＤＣ信号に基づいて、２×ｐ段の階段状の同期信号（ＮＯＣＹＬ）の各階段の立ち上がりが、前記通過タイミングに一致するよう、同期信号（ＮＯＣＹＬ）を繰り返し出力するステップと、
   燃焼の度に生成されるクランクシャフトの運動量を示す物理量を計算するステップと、
   クランクシャフトポジションセンサ（２２）によって検出される情報に基づいて、クランクシャフトの速度を推定するステップと、
   前記物理量を、クランクシャフトの速度に対応付けられた基準値と比較するステップと、
   前記物理量と前記基準値との比較結果に基づいて、同期信号（ＮＯＣＹＬ）と４行程とが同期しているか否かを判定するステップと、
   同期信号（ＮＯＣＹＬ）と４行程とが同期していない場合、階段状の同期信号（ＮＯＣＹＬ）を始めから出力し直すステップと、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記物理量が、エンジンのトルクであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 第ｕの気筒における少なくとも１回の燃焼によって発生するトルクの推定値が次の形式の関係式：
   

   

   
   により求められ、上の式では：
   ［Ｃ_{ｇａｓ，０}］_ｕが、燃焼行程中の第ｕの気筒における少なくとも１回の燃焼によって発生する平均トルクであり、
   β_ｋ，ｉがΔｌ_ｋ及び／又はω_ｋの関数であり、Δｌ_ｋ及びω_ｋが、それぞれ、クランクシャフトに付加されたパターンＤ_ｋがクランクシャフトポジションセンサ（２２）の正面を通過する時間及び速度であり、
   α_ｋ，ｉが少なくともエンジン運転パラメータに依存する、パターンＤ_ｋに関連する時間の重み係数であり、
   α_０，ｉが少なくともエンジン運転パラメータに依存する変数であり、
   δ_ｉが重み係数であり、
   ｉが複数の関数の線形結合を計数するインデックスであり、
   ｑ_ｕ及びｒ_ｕが、それぞれ第ｕの気筒における燃焼中にクランクシャフトポジションセンサ（２２）により観測されるクランクシャフトに付加された先頭パターンの番号、及び最終パターンの番号を指すか、或いはクランクシャフトポジションセンサ（２２）からの信号に基づいて生成される最終仮想パターンの番号を指し、第ｕの気筒における燃焼に関連するエンジンのトルクを分析するためのクランクシャフトの角度範囲を定義する
   ことを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 前記物理量が、クランクシャフトに取付けられた歯ホイールの速度の高調波成分であることを特徴とする、
   請求項１に記載の方法。

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