JP7127337B2

JP7127337B2 - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP7127337B2
Application number: JP2018073847A
Authority: JP
Inventors: 香治村上; 尚希早島
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-04-06
Filing date: 2018-04-06
Publication date: 2022-08-30
Anticipated expiration: 2038-04-06
Also published as: JP2019183712A

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

特許文献１に記載の内燃機関は、クランクシャフトに連結されているクランクロータを有している。クランクロータの外周部には、クランクシャフトの回転方向に等間隔で並んだギア歯が設けられているギア部と、ギア歯が設けられていない欠歯部とが形成されている。内燃機関は、クランクロータの外周部に対向する位置に配置されたクランク角センサを有している。クランク角センサは、クランクロータのギア歯が通過する度にパルス信号を出力する。特許文献１に記載の内燃機関の制御装置は、クランク角センサから出力されたパルス信号の間隔であるパルス間隔の今回値Ｔａを前回値Ｔｂで除算した比Ｒ（＝Ｔａ／Ｔｂ）が判定値よりも大きいか否かに基づいて欠歯部を検出する。ギア部におけるパルス間隔は、欠歯部におけるパルス間隔よりも短い傾向を有することから、ギア部から欠歯部へと移行した際には上記比Ｒが増大しやすい。また、内燃機関の始動中には、クランクシャフトの回転変動の影響によっても上記比Ｒが変化する。特許文献１に記載の内燃機関の制御装置は、内燃機関の始動中におけるクランクシャフトの回転変動を種々の演算を実行することにより推定し、クランクシャフトの回転速度が増大する加速時には、減速時に比して判定値を小さくするようにしている。

特開２０１７‐４８６８４号公報

特許文献１に記載の内燃機関の制御装置は、内燃機関の始動中において種々の演算を実行することによりクランクシャフトの回転変動を常に推定する。そして、この演算結果に基づいて適切な値となるように判定値が変更される。このように、特許文献１に記載の内燃機関の制御装置では、判定値を適切にする上で、回転変動を推定するための演算を常に実行する必要があることから、演算負荷が過大になるおそれがある。

上記課題を解決するための内燃機関の制御装置は、クランクシャフトに連結されていて、外周部に前記クランクシャフトの回転方向に等間隔で並んだギア歯が設けられているギア部と前記ギア歯が設けられていない欠歯部とを有するクランクロータと、前記クランクロータの前記外周部に対向する位置に配置され、前記クランクロータの前記ギア歯が通過する度にパルス信号を出力するクランク角センサと、燃焼室に導入される燃料及び吸気の混合気に点火を行う点火プラグとを備える内燃機関に適用され、基準クランク角を基準として前記点火プラグにおける点火時期を制御する点火時期制御部と、前記クランク角センサから出力されたパルス信号の間隔であるパルス間隔Ｔを算出するパルス間隔算出部と、前記欠歯部を検出するための判定値αを算出する判定値算出部と、前記パルス間隔算出部によって算出されたパルス間隔Ｔ１とその直前に算出されたパルス間隔Ｔ０、及び前記判定値算出部によって算出された前記判定値αが、Ｔ１＞α×Ｔ０で示す関係を満たすことに基づいて前記欠歯部を検出する欠歯検出部とを有し、前記判定値算出部は、前記内燃機関が始動中であり、且つ前記内燃機関の前記点火時期が前記欠歯部よりも進角側となるように予め設定された基準点火時期よりも遅角された遅角中であるときには、前記内燃機関が始動中であり、且つ前記点火時期が前記遅角中ではないときに比して前記判定値αを減少させ、前記点火時期制御部は、前記欠歯検出部が前記欠歯部を検出した場合、当該欠歯部を検出したときの前記パルス間隔Ｔ１に基づいて前記基準クランク角を算出する。

内燃機関の始動中は、クランクシャフトの回転変動が生じやすい運転状態となる。内燃機関の始動中において、内燃機関の始動時に適合して予め設定されている基準点火時期よりも点火時期が遅角されているときには、Ｔ１＞α×Ｔ０の式を用いた欠歯部の検出精度が低下しやすい。すなわち、内燃機関の設計上、点火時期は欠歯部よりも進角側に設定されることから、該点火時期が遅角されることで、クランクシャフトの回転速度が上昇する燃焼時期が欠歯部に相当するクランク角に近くなる。これにより、欠歯部におけるパルス間隔Ｔ１がその直前のギア部におけるパルス間隔Ｔ０に対して相対的に小さくなり、Ｔ１＞α×Ｔ０の関係を満たし難くなることから欠歯部の検出精度が低下することがある。

上記構成では、内燃機関の始動中であり、且つ点火時期が基準点火時期よりも遅角された遅角中であるときに、そうではないときに比して判定値αを減少させる。そのため、クランクシャフトの回転変動を推定するための演算を常に行うことなく、始動中であるか否か、及び遅角中であるか否かの情報に基づいて欠歯部のパルス間隔がギア部のパルス間隔に対して相対的に小さくなるような運転状態を判定し、判定値αを変更することができる。したがって、Ｔ１＞α×Ｔ０の関係に基づいた欠歯部の検出を精度良く行いつつも、判定値αの切り替えにかかる演算負荷を低減することが可能になる。

内燃機関の概略構成を示す模式図。クランクロータ及びクランク角センサの構成を示す模式図。内燃機関の制御装置の機能ブロック図。欠歯検出制御に係る一連の流れを示すフローチャート。遅角量と減少判定値との関係の一例を示すグラフ。内燃機関の制御装置の変更例における欠歯検出制御に係る一連の流れを示すフローチャート。欠歯検出制御の他の例に係る一連の流れを示すフローチャート。

内燃機関の制御装置の一実施形態について、図１～図４を参照して説明する。
図１に示すように、内燃機関１０のシリンダブロック１１には、シリンダ１１Ａが形成されている。シリンダ１１Ａには、ピストン１２が収容されている。ピストン１２には、コネクティングロッド１３が連結されている。コネクティングロッド１３には、内燃機関１０の出力軸であるクランクシャフト１４が連結されている。シリンダブロック１１の上端にはシリンダヘッド１５が連結されている。シリンダ１１Ａ、ピストン１２、及びシリンダヘッド１５によって燃焼室１６が構成されている。燃焼室１６には点火プラグ１７が設けられている。燃焼室１６には、吸気通路１８及び排気通路１９が連通している。吸気通路１８には、燃料噴射弁２０及びスロットルバルブ２１が設けられている。燃料噴射弁２０には、図示しない燃料タンクから燃料が供給される。燃料噴射弁２０は供給された燃料を吸気通路１８に噴射する。スロットルバルブ２１は、吸気通路１８において燃料噴射弁２０よりも吸気の流れ方向上流側に配置されている。スロットルバルブ２１の開度を制御することで吸気通路１８から燃焼室１６に導入される吸気の流量が調節される。吸気通路１８と燃焼室１６との接続部には吸気バルブ２２が設けられている。吸気バルブ２２が開弁しているときには、吸気通路１８に噴射された燃料と該吸気通路１８を流れる吸気との混合気が燃焼室１６に導入される。燃焼室１６に導入された混合気は点火プラグ１７によって点火されて燃焼する。排気通路１９と燃焼室１６との接続部には排気バルブ２３が設けられている。燃焼室１６において混合気が燃焼することにより生成された排気は、排気バルブ２３が開弁しているときに排気通路１９に排出される。排気通路１９には、排気を浄化するための触媒２４が設けられている。

内燃機関１０には、クランクシャフト１４に連結されているクランクロータ３０と、クランクロータ３０の外周部に対向する位置に配置されたクランク角センサ４０とが設けられている。

図２に示すように、クランクロータ３０は、外周部にギア部３１と欠歯部３５とを有している。ギア部３１には、図２に矢印で示すクランクシャフト１４の回転方向に、等間隔でギア歯３２が並んでいる。クランクロータ３０は、ギア歯３２が形成されている部分の外径が部分的に大きい。すなわち、ギア部３１は、ギア歯３２が形成されていて外径が大きい部分と、ギア歯３２が形成されておらず外径の小さい部分とが周方向に交互に配置された構成となっている。より詳細には、ギア部３１は、ギア歯３２が形成されていて外径が大きい部分と、ギア歯３２が形成されておらず外径の小さい部分との対が１０°毎に現れるように周方向に連続して配置された構成となっている。また、欠歯部３５には、ギア歯３２が設けられていない。そのため、欠歯部３５の外径は、ギア部３１におけるギア歯３２が形成されていない部分の外径と同一で一定となるように構成されている。なお、本実施形態では、ギア歯３２を２つ欠落させた形状となるように欠歯部３５を構成している。

クランク角センサ４０は、クランクロータ３０のギア歯３２が通過する度にパルス信号を出力する。本実施形態では、クランク角センサ４０として、磁石及び磁気抵抗素子を内蔵したセンサ回路から構成され、クランクロータ３０の回転により磁気抵抗素子にかかる磁気ベクトルが変化することでパルス信号を生成する磁気抵抗素子式のセンサを採用している。クランクシャフト１４が等回転速度で回転しているときに、クランク角センサ４０から出力されるパルス信号を図２に示している。クランク角センサ４０は、ギア歯３２の上記回転方向における前方側、すなわち進角側のエッジ３２Ａが対向したタイミングでパルス信号を出力する。図２に示すように、クランク角センサ４０は、ギア部３１が対向している場合には、等間隔でパルス信号を生成し、欠歯部３５が対向している場合にはパルス信号を生成しない。そのため、ギア部３１が対向している場合のパルス信号の間隔であるパルス間隔Ｔｇは、欠歯部３５が対向している場合のパルス間隔Ｔｎよりも短くなる傾向にある。

図１に示すように、内燃機関の制御装置５０には、クランク角センサ４０からの出力信号が入力される。内燃機関の制御装置５０は、クランク角センサ４０からの出力信号に基づいてクランクシャフト１４の回転速度である機関回転速度を算出する。また、内燃機関の制御装置５０には、内燃機関１０の冷却水の水温を検出する水温センサ４１や、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ４２等からの出力信号が入力される。内燃機関の制御装置５０は、入力される各種の信号に基づいて、点火プラグ１７における点火時期を制御する点火時期制御、燃料噴射弁２０から噴射される燃料量を制御する噴射量制御、及びスロットルバルブ２１の開度を制御する吸気量制御を実行する。また、内燃機関の制御装置５０は、内燃機関１０の運転中に自動停止条件が成立したときに内燃機関１０を自動停止し、その後に自動始動条件が成立したときに内燃機関１０を自動始動する自動停止始動制御や、クランクロータ３０の欠歯部３５を検出する欠歯検出制御を実行する。

図３に示すように、内燃機関の制御装置５０は、欠歯検出制御を実行する機能部として、始動判定部５１、遅角判定部５２、パルス間隔算出部５３、判定値算出部５４、及び欠歯検出部５５を有している。

始動判定部５１は、内燃機関１０が始動中であるか否かを判定する。始動判定部５１は、例えば、所定の始動条件が成立した後、機関回転速度がアイドル回転速度以上となった状態が規定時間経過していない場合に、始動中であると判定する。なお、始動条件としては、イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替えられた場合や、上記自動始動条件が成立した場合などが含まれる。

遅角判定部５２は、内燃機関１０の点火時期が基準点火時期よりも遅角された遅角中であるか否かを判定する。内燃機関１０の制御装置５０には、点火時期制御を実行するために、内燃機関１０の始動中に適合して予め設定された基準点火時期が記憶されている。基準点火時期は、欠歯部３５よりも進角側となるように、実験やシミュレーションによって求められている。内燃機関の制御装置５０は、点火時期制御において、所定の遅角条件が成立したときには、基準点火時期よりも遅角された点火時期を設定し、この遅角された点火時期に基づいて点火プラグを制御する。これにより、基準点火時期よりも遅いタイミングで点火を実行することがある。本実施形態においては、遅角判定部５２は点火時期制御において算出された点火時期に関する情報を取得し、該取得した点火時期と基準点火時期とを比較することによって遅角中か否かを判定する。すなわち取得した点火時期が基準点火時期よりも遅角側であるときに、内燃機関１０の点火時期が基準点火時期よりも遅角された遅角中であると判定する。

パルス間隔算出部５３は、クランク角センサ４０から出力されたパルス信号の間隔であるパルス間隔Ｔを算出する。パルス間隔算出部５３は、クランク角センサ４０がパルス信号を出力する度に、その直前に出力されたパルス信号との間隔をパルス間隔Ｔとして算出して記憶する。

判定値算出部５４は、欠歯部３５を検出するための判定値αを算出する。判定値算出部５４は、始動判定部５１によって内燃機関１０が始動中であると判定されており、且つ遅角判定部５２によって内燃機関１０の点火時期が基準点火時期よりも遅角された遅角中であると判定されているときには、判定値αとして減少判定値α１を設定し、そうではないときには、判定値αとして初期判定値α０を設定する。減少判定値α１は、初期判定値α０よりも小さい固定値である（α１＜α０）。初期判定値α０は、内燃機関１０の始動完了後の通常運転時に適合した値として実験やシミュレーションによって求められて判定値算出部５４に記憶されている。

欠歯検出部５５は、パルス間隔算出部５３によって算出されたパルス間隔Ｔと、判定値算出部５４によって算出された判定値αとに基づいて欠歯部３５を検出する。本実施形態では、欠歯検出部５５は、パルス間隔算出部５３によって算出されたパルス間隔Ｔ１、パルス間隔算出部５３によってその直前に算出されたパルス間隔Ｔ０、及び判定値算出部５４によって算出された判定値αが、Ｔ１＞α×Ｔ０で示す関係を満たすか否かを判定する。欠歯検出部５５は、パルス間隔Ｔ１がＴ１＞α×Ｔ０で示す関係を満たす場合に、パルス間隔Ｔ１を算出したタイミングを欠歯部３５の終端として検出する。

次に、図４のフローチャートを参照して、内燃機関の制御装置５０が実行する欠歯検出制御に係る一連の処理の流れについて説明する。この一連の処理は、内燃機関１０の始動時から所定の周期毎に実行される。

図４に示すように、内燃機関の制御装置５０がこの一連の処理を開始すると、まず始動判定部５１が、内燃機関１０の始動中であるか否かを判定する（ステップＳ４００）。内燃機関１０の始動条件が成立した後、機関回転速度がアイドル回転速度以上となった状態が規定時間経過していない場合、始動判定部５１は始動中であると判定する（ステップＳ４００：ＹＥＳ）。この場合、次に遅角判定部５２が、内燃機関１０の点火時期が基準点火時期よりも遅角された遅角中であるか否かを判定する（ステップＳ４０１）。ステップＳ４０１の処理では、点火時期制御において算出された点火時期が基準点火時期よりも遅角側である場合、遅角判定部５２によって遅角中であると判定される（ステップＳ４０１：ＹＥＳ）。このように、始動判定部５１によって内燃機関１０が始動中であると判定されており、且つ遅角判定部５２によって内燃機関１０の点火時期が基準点火時期よりも遅角された遅角中であると判定されている場合、判定値算出部５４は、欠歯部３５を検出するための判定値αとして減少判定値α１を設定する（ステップＳ４０２）。一方で、ステップＳ４０１の処理において、遅角判定部５２によって遅角中であると判定されない場合（ステップＳ４０１：ＮＯ）、判定値算出部５４は、欠歯部３５を検出するための判定値αとして初期判定値α０を設定する（ステップＳ４０３）。なお、ステップＳ４００の処理において、内燃機関１０の始動条件が成立した後、機関回転速度がアイドル回転速度以上となった状態が規定時間経過した場合、すなわち、欠歯検出制御が内燃機関１０の始動完了後に開始された場合には、始動判定部５１によって内燃機関１０の始動中ではないと判定される（ステップＳ４００：ＮＯ）。この場合、内燃機関１０の点火時期が遅角中であるか否かに拘わらずステップＳ４０３の処理に移行して、判定値算出部５４が判定値αとして初期判定値α０を設定する。このように、初期判定値α０は、内燃機関１０の通常運転時における判定値αとしても用いられる。

ステップＳ４０２の処理及びステップＳ４０３の処理において判定値αが設定されると、次に欠歯検出部５５が、上記判定値αと、パルス間隔算出部５３によって算出されたパルス間隔Ｔとに基づいて欠歯部３５を検出する（ステップＳ４０４）。パルス間隔算出部５３によって算出されたパルス間隔Ｔ１が、パルス間隔算出部５３によってその直前に算出されたパルス間隔Ｔ０と判定値αとの積よりも大きい場合（ステップＳ４０４：ＹＥＳ）、欠歯検出部５５はパルス間隔Ｔ１を算出したタイミングを欠歯部３５の終端として検出する（ステップＳ４０５）。その後、欠歯検出制御に係る一連の処理を終了する。内燃機関の制御装置５０は、欠歯部３５を検出した場合、パルス間隔Ｔ１を算出したクランク角に基づいて基準クランク角を算出し、噴射量制御などを実行する。

一方で、ステップＳ４０４の処理において、パルス間隔Ｔ１が、パルス間隔Ｔ０と判定値αとの積以下である場合、欠歯検出部５５によって否定判定される（ステップＳ４０４：ＮＯ）。この場合、欠歯検出部５５による欠歯部３５の検出は行われずに、欠歯検出制御に係る一連の処理が終了する。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）内燃機関１０の始動中は、クランクシャフト１４の回転変動が生じやすい運転状態となる。内燃機関１０の始動中において、内燃機関１０の始動時に適合して予め設定されている基準点火時期よりも点火時期が遅角されているときには、Ｔ１＞α×Ｔ０の関係に基づいた欠歯部３５の検出精度が低下しやすい。すなわち、内燃機関１０の設計上、点火時期は欠歯部３５よりも進角側に設定されることから、該点火時期が遅角されることで、クランクシャフト１４の回転速度が上昇する燃焼時期が欠歯部３５に相当するクランク角に近くなる。これにより、欠歯部３５におけるパルス間隔Ｔ１がその直前のギア部３１におけるパルス間隔Ｔ０に対して相対的に小さくなり、Ｔ１＞α×Ｔ０の関係を満たし難くなることから欠歯部３５の検出精度が低下することがある。

本実施形態では、内燃機関１０の始動中であり、且つ点火時期が基準点火時期よりも遅角された遅角中であるときには、判定値αとして減少判定値α１を設定し、そうではないときには、判定値αとして内燃機関１０の通常運転時に適合して設定されている初期判定値α０を設定している。減少判定値α１は初期判定値α０よりも小さいことから、内燃機関１０の始動中であり、且つ点火時期が基準点火時期よりも遅角された遅角中であるときには、そうではないときに比して判定値αが減少する。このように、従来技術のようにクランクシャフト１４の回転変動を推定するための演算を常に行わなくても、内燃機関１０が始動中であるか否か、及び点火時期が遅角中であるか否かの情報に基づいて欠歯部３５のパルス間隔Ｔがギア部３１のパルス間隔Ｔに対して相対的に小さくなるような運転状態を判定し、判定値αを変更することができる。したがって、パルス間隔Ｔ１がパルス間隔Ｔ０に対して相対的に小さくなるような運転状態において判定値αを小さくしてＴ１＞α×Ｔ０の関係に基づいた欠歯部３５の検出を精度良く行いつつも、判定値αの切り替えにかかる演算負荷を低減することが可能になる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・判定値算出部５４は、減少判定値α１を固定値として用いたが、減少判定値α１を可変設定することも可能である。この場合、例えば、図５に示すように減少判定値α１を設定してもよい。図５に示すように、減少判定値α１は、基準点火時期からの遅角量ΔＡが０から第１遅角量Ａ１までの間は初期判定値α０と等しい。なお、第１遅角量Ａ１は、燃焼時期が欠歯部３５に相当するクランク角に重ならない遅角量のうちで最大の遅角量に相当する。すなわち、遅角量ΔＡが第１遅角量Ａ１以下の場合には、燃焼に起因したクランクシャフト１４の回転変動による影響は、Ｔ１＞α×Ｔ０の関係に基づいた欠歯部３５の検出において限定的である。そのため、この場合には、判定値αとして大きい方の値である初期判定値α０を設定する。これにより、パルス間隔Ｔ１がパルス間隔Ｔ０に対して相応に大きいときに欠歯部３５が検出されることとなるため、ギア部３１におけるギア歯３２の間隔を誤って欠歯部３５であると誤検出することを抑えることができる。また、遅角量ΔＡが第１遅角量Ａ１を超えた場合には、遅角量ΔＡが多くなるほど、すなわち、点火時期と欠歯部３５とのクランク角の差が小さくなるほど、減少判定値α１を小さくする。これにより、燃焼時期が欠歯部３５に相当するクランク角に重なり、欠歯部３５に相当するクランク角におけるクランクシャフト１４の回転速度が上昇し、パルス間隔Ｔ１がパルス間隔Ｔ０に対して相対的に小さくなるような運転状態において判定値αを小さくし、Ｔ１＞α×Ｔ０の関係に基づいた欠歯部３５の検出を精度良く行うことが可能になる。

また、判定値算出部５４は、図５に示すマップにおいて、遅角量ΔＡが０から第１遅角量Ａ１までの間であっても、遅角量ΔＡが多くなるほど減少判定値α１を小さくすることも可能である。

・判定値算出部５４は、内燃機関１０の始動中であって、点火時期の遅角中ではないとき（ステップＳ４０１：ＮＯ）における判定値αと、通常運転中（ステップＳ４００：ＮＯ）における判定値αとが同じ判定値αとなるように設定した。こうした構成に変えて、内燃機関１０の始動中であって、点火時期の遅角中ではないときの判定値αと、通常運転中における判定値αとが異なる値となるように判定値αを設定することも可能である。

・欠歯検出部５５は、パルス間隔算出部５３によって算出されたパルス間隔Ｔ１、パルス間隔算出部５３によってその直前に算出されたパルス間隔Ｔ０、及び判定値算出部５４によって算出された判定値αを用いて、Ｔ１＞α×Ｔ０で示す関係を満たすか否かに基づいて欠歯部３５を検出した。Ｔ１＞α×Ｔ０の関係を満たすとは、Ｔ１＞α×Ｔ０の関係式が成立すればよく、Ｔ１／Ｔ０＞αの式を満たす場合等も含むことを意味する。

・遅角判定部５２は、点火時期制御において算出された点火時期が基準点火時期よりも遅角側であるときに、内燃機関１０の点火時期が基準点火時期よりも遅角された遅角中であると判定していた。遅角判定部５２における遅角中であるか否かの判定方法はこれに限らない。例えば、自動停止始動制御における自動始動が実行されているときに、始動時の内燃機関１０の振動を抑えるために、点火時期を基準点火時期よりも遅角させて該内燃機関１０を始動することが考えられる。この場合には、遅角判定部５２は、自動停止始動制御による自動始動が実行されているときに、遅角中であると判定することができる。なお、例えば、内燃機関１０の暖機後に自動停止が実行されている状態であって、且つアクセルセンサ４２によって検出したアクセルペダルの操作量が所定量以上となった直後の始動を自動停止始動制御における自動始動として判定することができる。

また、この場合、内燃機関の制御装置５０が実行する欠歯検出制御は、以下のように変更することができる。すなわち、図６に示すように、内燃機関の制御装置５０が欠歯検出制御に係る一連の処理を開始すると、まず内燃機関１０の自動始動中であるか否かを判定する（ステップＳ６００）。内燃機関１０の自動始動条件が成立した後、機関回転速度がアイドル回転速度以上となった状態が規定時間経過していない場合、内燃機関の制御装置５０は自動始動中であると判定する（ステップＳ６００：ＹＥＳ）。この場合、次に判定値算出部５４は、欠歯部３５を検出するための判定値αとして減少判定値α１を設定する（ステップＳ６０１）。一方で、ステップＳ６００の処理において、自動始動中ではないと判定された場合（ステップＳ６００：ＮＯ）、判定値算出部５４は、欠歯部３５を検出するための判定値αとして初期判定値α０を設定する（ステップＳ６０２）。

ステップＳ６０１の処理及びステップＳ６０２の処理において判定値αが設定されると、次に欠歯検出部５５が、上記判定値αと、パルス間隔算出部５３によって算出されたパルス間隔Ｔとに基づいて欠歯部３５を検出する（ステップＳ６０３）。パルス間隔算出部５３によって算出されたパルス間隔Ｔ１が、パルス間隔算出部５３によってその直前に算出されたパルス間隔Ｔ０と判定値αとの積よりも大きい場合（ステップＳ６０３：ＹＥＳ）、欠歯検出部５５はパルス間隔Ｔ１を算出したタイミングを欠歯部３５の終端として検出する（ステップＳ６０４）。その後、欠歯検出制御に係る一連の処理を終了する。

一方で、ステップＳ６０３の処理において、パルス間隔Ｔ１が、パルス間隔Ｔ０と判定値αとの積以下である場合、欠歯検出部５５によって否定判定される（ステップＳ６０３：ＮＯ）。この場合、欠歯検出部５５による欠歯部３５の検出が行われずに、欠歯検出制御に係る一連の処理が終了する。

こうした処理においても、判定値算出部５４は、内燃機関１０が始動中であり、且つ内燃機関１０の点火時期が基準点火時期よりも遅角された遅角中であるときには、そうではないときに比して判定値αを減少させることができる。したがって、上記（１）に記載の作用効果と同様の作用効果を得ることができる。

ところで、内燃機関１０が極低温状態で始動された場合、クランクシャフト１４の回転変動が大きくなる傾向があり、ギア部３１におけるギア歯３２間のパルス間隔Ｔ１がその直前のギア歯３２間のパルス間隔Ｔ０よりも相対的に長くなる場合がある。このような場合に、Ｔ１＞α×Ｔ０の関係に基づいた欠歯部３５の判定において判定値αを減少させると、欠歯部３５ではないギア部３１の一部を欠歯部３５であると誤検出するおそれがある。上記のように自動停止始動制御による自動始動が実行されるのが、内燃機関１０の暖機が完了した後の状態に限られる場合には、ギア部３１の一部を欠歯部３５であると誤検出することを抑えることもできる。

また、内燃機関１０の冷却水の水温が所定温度以上である場合の始動時に、点火時期を基準点火時期よりも遅角させて内燃機関１０を始動させる構成を採用することも考えられる。この場合には、水温センサ４１によって検出した内燃機関１０の冷却水の水温が所定温度以上であるときに、遅角中であると判定することも可能である。

・ギア歯３２が形成されていて外径が大きい部分と、ギア歯３２が形成されておらず外径の小さい部分との対が１０°毎に現れるように周方向に連続して配置されたギア部３１を例示した。これに対して、ギア部３１の構成は、こうした構成に限らない。例えば、ギア歯３２の同士の間隔すなわちギア歯３２が形成されておらず外径の小さい部分の広さや、ギア歯３２の大きさすなわち外径が大きい部分の大きさは適宜変更が可能である。

次に、上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
内燃機関の制御装置は、始動中であるか否かに基づいて欠歯部を検出するための判定値αを変更するものであってもよい。

図７に示すように、この構成では、内燃機関の制御装置が欠歯検出制御に係る一連の処理を開始すると、まず内燃機関１０の始動中であるか否かを判定する（ステップＳ７００）。内燃機関１０の始動条件が成立した後、機関回転速度がアイドル回転速度以上となった状態が規定時間経過していない場合、内燃機関の制御装置は始動中であると判定する（ステップＳ７００：ＹＥＳ）。この場合、次に欠歯部を検出するための判定値αとして減少判定値α１を設定する（ステップＳ７０１）。一方で、ステップＳ７００の処理において、始動中ではないと判定された場合（ステップＳ７００：ＮＯ）、欠歯部を検出するための判定値αとして初期判定値α０を設定する（ステップＳ７０２）。

ステップＳ７０１の処理及びステップＳ７０２の処理において判定値αが設定されると、次に上記判定値αとパルス間隔Ｔとに基づいて欠歯部を検出する（ステップＳ７０３）。パルス間隔Ｔ１がその直前に算出されたパルス間隔Ｔ０と判定値αとの積よりも大きい場合（ステップＳ７０３：ＹＥＳ）、パルス間隔Ｔ１の終期を欠歯部の終端として検出する（ステップＳ７０４）。その後、欠歯検出制御に係る一連の処理を終了する。

一方で、ステップＳ７０３の処理において、パルス間隔Ｔ１が、パルス間隔Ｔ０と判定値αとの積以下である場合には、否定判定される（ステップＳ７０３：ＮＯ）。この場合、欠歯部の検出が行われずに欠歯検出制御に係る一連の処理が終了する。

こうした構成では、クランクシャフトの回転変動が生じやすい内燃機関の始動中には、そうではないときに比して判定値αを減少させる。したがって、内燃機関が始動中であるか否かに基づいてクランクシャフトの回転速度が変化しやすい運転状態を判定し、判定値αを変更することで、運転状態に拘わらず一定の判定値αを用いる場合に比して、Ｔ１＞α×Ｔ０の関係に基づいた欠歯部の検出精度を高めることができる。

１０…内燃機関、１１…シリンダブロック、１１Ａ…シリンダ、１２…ピストン、１３…コネクティングロッド、１４…クランクシャフト、１５…シリンダヘッド、１６…燃焼室、１７…点火プラグ、１８…吸気通路、１９…排気通路、２０…燃料噴射弁、２１…スロットルバルブ、２２…吸気バルブ、２３…排気バルブ、２４…触媒、３０…クランクロータ、３１…ギア部、３２…ギア歯、３２Ａ…エッジ、３５…欠歯部、４０…クランク角センサ、４１…水温センサ、４２…アクセルセンサ、５０…制御装置、５１…始動判定部、５２…遅角判定部、５３…パルス間隔算出部、５４…判定値算出部、５５…欠歯検出部。

Claims

クランクシャフトに連結されていて、外周部に前記クランクシャフトの回転方向に等間隔で並んだギア歯が設けられているギア部と前記ギア歯が設けられていない欠歯部とを有するクランクロータと、
前記クランクロータの前記外周部に対向する位置に配置され、前記クランクロータの前記ギア歯が通過する度にパルス信号を出力するクランク角センサと、
燃焼室に導入される燃料及び吸気の混合気に点火を行う点火プラグとを備える内燃機関に適用され、
基準クランク角を基準として前記点火プラグにおける点火時期を制御する点火時期制御部と、
前記クランク角センサから出力されたパルス信号の間隔であるパルス間隔Ｔを算出するパルス間隔算出部と、
前記欠歯部を検出するための判定値αを算出する判定値算出部と、
前記パルス間隔算出部によって算出されたパルス間隔Ｔ１とその直前に算出されたパルス間隔Ｔ０、及び前記判定値算出部によって算出された前記判定値αが、Ｔ１＞α×Ｔ０で示す関係を満たすことに基づいて前記欠歯部を検出する欠歯検出部とを有し、
前記判定値算出部は、前記内燃機関が始動中であり、且つ前記内燃機関の前記点火時期が前記欠歯部よりも進角側となるように予め設定された基準点火時期よりも遅角された遅角中であるときには、前記内燃機関が始動中であり、且つ前記点火時期が前記遅角中ではないときに比して前記判定値αを減少させ、
前記点火時期制御部は、前記欠歯検出部が前記欠歯部を検出した場合、当該欠歯部を検出したときの前記パルス間隔Ｔ１に基づいて前記基準クランク角を算出する内燃機関の制御装置。