WO2011010648A1 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

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WO2011010648A1
WO2011010648A1 PCT/JP2010/062206 JP2010062206W WO2011010648A1 WO 2011010648 A1 WO2011010648 A1 WO 2011010648A1 JP 2010062206 W JP2010062206 W JP 2010062206W WO 2011010648 A1 WO2011010648 A1 WO 2011010648A1
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WO
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stroke
intake pressure
pressure fluctuation
value
fluctuation range
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/062206
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English (en)
French (fr)
Inventor
石川伸一
徳川和人
内海博之
Original Assignee
株式会社ケーヒン
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/009—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/009—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
    • F02D2041/0092—Synchronisation of the cylinders at engine start
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0406—Intake manifold pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2400/00—Control systems adapted for specific engine types; Special features of engine control systems not otherwise provided for; Power supply, connectors or cabling for engine control systems
    • F02D2400/02—Four-stroke combustion engines with electronic control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/1502—Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/1506—Digital data processing using one central computing unit with particular means during starting

Definitions

  • the present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
  • output is generated by repeating four cycles of an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke.
  • the engine control device determines the timing of fuel injection, ignition, and the like by determining each stroke of the engine.
  • the intake pipe pressure characteristic during one rotation of the crankshaft is changed between the first rotation and the second rotation, that is, 720CA (crank It is known that the engine stroke is discriminated by comparing between the angle and the crank angle.
  • the minimum value of the intake pipe pressure is measured every time the crankshaft makes one rotation, and the minimum value of the intake pipe pressure for the first rotation of the crankshaft and the second rotation Some compare the minimum values of.
  • the stroke of the engine is discriminated at the second rotation of the crankshaft.
  • JP 2000-265894 A Japanese Patent Laid-Open No. 2003-3888
  • the intake pipe pressure characteristic during one rotation of the crankshaft is compared between 720CA, the minimum value or cumulative value of the intake pipe pressure for the first rotation and the minimum value of the intake pipe pressure for the second rotation, or The magnitude relationship between the accumulated values is inconsistent with the engine stroke, and the stroke determination may be wrong.
  • Such a phenomenon may occur when the engine starts or when the engine is in a transient operating state, for example, when the throttle valve that adjusts the intake air amount is opened or closed, or when the engine rotates at a high speed and the throttle valve is This occurs when the opening is high (for example, fully open).
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and a main object of the present invention is to enable reliable determination of engine stroke.
  • the pressure in the intake pipe that supplies air to the combustion chamber of the internal combustion engine is acquired, and the maximum value and the minimum value of the pressure in the intake pipe during one rotation of the output shaft of the internal combustion engine
  • An intake pressure calculation unit that measures the pressure
  • a fluctuation range calculation unit that calculates a pressure fluctuation range during one rotation of the output shaft from the difference between the maximum value and the minimum value of the pressure in the intake pipe, and the crankshaft is 2
  • a fluctuation range comparison unit that compares the previous value and the current value of the pressure fluctuation range obtained during rotation, and a process for comparing the previous value and the current value of the pressure fluctuation range to determine the stroke of the internal combustion engine
  • a control device for an internal combustion engine comprising: a determination unit; and an output processing unit that performs a fuel injection output and an ignition output once every two rotations of the output shaft after performing a stroke determination of the internal combustion engine Is done.
  • the stroke determination unit compares the previous value and the current value of the pressure fluctuation range in the intake pipe, and changes the pressure fluctuation during a predetermined number of rotations of the output shaft.
  • the internal combustion engine according to claim 2, wherein the stroke determination unit determines an engine stroke when a change in the pressure fluctuation width in the intake pipe continues three times.
  • a control device is provided.
  • the stroke determination unit calculates a stroke corresponding to the current value when the change in the current value from the previous value of the pressure fluctuation range is large to small.
  • the stroke determination is performed based on the change in the fluctuation range of the pressure in the intake pipe, the stroke determination can be performed with high accuracy even under a condition that is erroneously determined in the past. Since ignition output and the like can be performed based on the correct stroke determination result, the durability of the ignition system components can be improved.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an internal combustion engine and a control device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of the control device.
  • FIG. 3 is a flowchart of control of the internal combustion engine.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a crank angle detection process using a timing rotor.
  • FIG. 5 is a flowchart of a process for calculating the intake pressure for determining the engine stroke (part 1).
  • FIG. 6 is a flowchart of the engine stroke determination process (part 1).
  • FIG. 7 is a flowchart of the engine stroke determination process (part 2).
  • FIG. 8 is a timing chart when determining the stroke of the engine (No. 1).
  • FIG. 9 is a timing chart for determining the stroke of the engine (part 2).
  • FIG. 10 is a diagram showing experimental results of stroke discrimination (part 1).
  • FIG. 11 is a diagram showing experimental results of stroke discrimination (part 2).
  • FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a system including an internal combustion engine and its control device.
  • An engine 1 that is an internal combustion engine has an intake pipe 2 that sucks air.
  • an air cleaner 3 is attached to the upstream intake port 2A.
  • the flow passage area can be adjusted by the throttle valve 5.
  • the opening degree of the throttle bubble 5 is monitored by a throttle opening degree sensor 6.
  • an intake pressure sensor 7 and a fuel injection injector 8 are sequentially provided downstream of the throttle valve 5 and then connected to a combustion chamber 13 formed by a cylinder head 12 and a cylinder block 11.
  • An intake valve 14 is inserted between the intake pipe 2 and the combustion chamber 13 so that the pipe line can be opened and closed.
  • the piston 15 is slidably inserted in the cylinder block 11.
  • the piston 15 is connected to the crankshaft 17 via the crank arm 16 and is configured to convert the linear reciprocating motion of the piston 15 into the rotational motion of the crankshaft 17 that is an output shaft.
  • the crankshaft 17 is rotatably supported by the cylinder block 11, and a timing rotor 18 for detecting the number of rotations is fixed.
  • a crank angle sensor 19 is disposed in the vicinity of the timing rotor 18.
  • the cylinder block 11 is formed with a flow path 20 for circulating the cooling water, and a cooling water temperature sensor 21 for measuring the temperature of the cooling water is also attached.
  • a spark plug 24 and an exhaust pipe 25 are attached to the cylinder head 12.
  • the spark plug 24 is electrically connected to the ignition coil 27 so that a high voltage is applied.
  • An exhaust valve 28 is attached to the opening of the exhaust pipe 25 connected to the combustion chamber 13 so as to be freely opened and closed. Further, a catalytic converter 29 is provided in the middle of the exhaust pipe 25.
  • the control device 41 may also be called an ECU (Electronic Control Unit).
  • the control device 41 is connected to the battery 42 and is configured to be able to input signals from the crank angle sensor 19, the throttle opening sensor 6, the intake pressure sensor 7, the cooling water temperature sensor 21, and the intake air temperature sensor 4. Has been. Further, the control device 41 is configured to be able to output signals to the ignition coil 27 and the injector 8.
  • the control device 41 also includes a waveform shaping circuit 51 that shapes a digital signal output from the crank angle sensor 19 and an A / D that converts analog signals output from the four sensors 4, 6, 7, and 21 into digital signals. (Analog / Digital) converter 52.
  • the waveform shaping circuit 51 and the A / D converter are connected to a CPU (Central Processing Unit) 53.
  • the CPU 53 is also connected with a ROM (Read Only Memory) 54, a RAM (Random Access Memory) 55, and a timer 56.
  • the output of the CPU 53 is connected to an ignition circuit 57 and a drive circuit 58.
  • the ignition circuit 57 is configured to output a signal to the ignition coil 27 at a predetermined timing.
  • the drive circuit 58 is configured to output a signal for driving the injector 8 at a predetermined timing.
  • the CPU 53 includes a crank signal processing unit 61, a throttle signal processing unit 62, an intake pressure calculation unit 63, a fluctuation range calculation unit 64, a fluctuation range comparison unit 65, and a stroke determination unit 66. And the output processing unit 67.
  • the crank signal processing unit 61 calculates the rotation angle of the crankshaft 17 and the engine speed.
  • the throttle signal processing unit 62 calculates the throttle opening.
  • the intake pressure calculation unit 63 calculates the intake pipe pressure, and calculates the maximum value and the minimum value.
  • the fluctuation range calculation unit 64 calculates the pressure fluctuation range in the intake pipe 2 during one rotation of the crankshaft 17 from the difference between the maximum value and the minimum value of the intake pipe pressure.
  • the fluctuation range comparison unit 65 compares the previous value and the current value of the pressure fluctuation range obtained while the crankshaft 17 rotates twice.
  • the stroke determination unit 66 determines the stroke of the engine 1 from the change in the pressure fluctuation range.
  • the output processing unit 67 performs the fuel injection output and the ignition output according to the result of the stroke determination.
  • step S101 the reference position of the crank angle is detected.
  • the timing rotor 18 has 18 protrusions 71 formed at intervals of 20 ° of rotation, one of which is a reference protrusion 71 ⁇ / b> A, and is more circumferential than the other protrusions 71. It is formed long.
  • the crank signal processing unit 61 of the control device 41 detects the next projection 71 of the reference projection 71A, the crank signal processing unit 61 sets the number of stages of 360CA (crank angle, crank angle) to “0”. Increment the number of stages.
  • the number of stages when the reference protrusion 71A is detected is set to “17”. After that, when the next protrusion 71 of the reference protrusion 71A is detected, the number of stages is reset and the count is repeated from “0” again.
  • the top dead center (TDC) of the piston 15 is between the reference protrusion 71A and the next protrusion 71, and the end point of the reference protrusion 71A is disposed at a position 10 ° before the top dead center (BTDC 10 °). Yes. Further, the end point of the projection 71 next to the reference projection 71A is arranged at a position (ATDC 10 °) delayed by 10 ° from the top dead center.
  • the detection of the reference position of the crank angle 17 is performed by measuring the length of the protrusion 71 periodically formed on the outer periphery of the timing rotor 18 and the time required until the next protrusion 71 appears.
  • the timing rotor 18 is formed to be long in the rotation direction by the reference protrusion 71A. Therefore, the crank angle sensor 19 is used to measure the length of the protrusion 71 and the time required until the next protrusion 71 appears.
  • the ratio is calculated.
  • the ratio of the protrusions 71 other than the reference protrusion 71A is constant, and the ratio of the reference protrusion 71A is relatively larger than that of the other protrusions 71 because the protrusion portion is long. Therefore, if the difference between the previous value and the current value of the ratio is examined, it can be determined whether the protrusion is the reference protrusion 71A or the other protrusion 71.
  • step S102 a crank rear end position signal indicating that the rear end position of the reference protrusion 71A of the timing rotor 18 has been detected is examined. If the crank rear end position signal is not detected, the processing here is terminated. On the other hand, if the crank rear end position signal is output, the process proceeds to step S104. In step S104, it is checked whether the crank angle reference position is detected. When the crank angle reference position is not detected, the process proceeds to step S105, and the control device 41 resets the parameters for determining the engine stroke. Thereafter, the control device 41 ends the process here.
  • step S106 the control device 41 calculates the engine speed in step S106.
  • the engine speed can be obtained by calculating based on a total of 360 CA of time measurement values between the protrusions 71 provided on the timing rotor 18.
  • step S ⁇ b> 107 the throttle signal processing unit 62 of the control device 41 calculates the throttle opening from the output of the throttle opening sensor 6.
  • step S108 the intake pressure calculation unit 63 calculates the intake pressure PMB from the output of the intake pressure sensor.
  • step S109 the intake pressure calculation unit 63 and the fluctuation range calculation unit 64 of the control device 41 calculate the determination intake pressure used to determine the engine stroke using the intake pressure.
  • the maximum value and the minimum value of the intake pressure are determined, and the difference between the maximum value and the minimum value of the intake pressure is calculated. Details of this process will be described later.
  • the fluctuation range comparison unit 65 and the stroke determination unit 66 of the control device 41 determine the engine stroke from the intake pressure for determination.
  • data of the difference between the maximum value and the minimum value of the intake pressure during one revolution of the crankshaft is acquired for four revolutions of the crankshaft 17, and the change in the difference is large ⁇ small ⁇ large ⁇ small, or When small ⁇ large ⁇ small ⁇ large, if the change in the difference after the fourth time is smaller than the previous value, it is determined that the engine 1 is in the expansion / exhaust stroke. Details of this process will be described later.
  • step S111 the output processing unit 67 of the control device 43 calculates the ignition timing from the stroke determination result of the engine 1, the engine speed, and the throttle opening. Furthermore, in step S112, the output processing unit 67 determines the fuel injection amount and the timing for starting fuel injection from the stroke determination result of the engine 1, the engine speed, and the throttle opening as the fuel injection amount calculation processing.
  • step S113 the output processing unit 67 performs an ignition output process, discharges the spark plug 24, and ignites the combustible air-fuel mixture in the combustion chamber 13.
  • the ignition output process after the stroke determination of the engine 1 is performed, the ignition output is performed only during the intake / compression stroke, and one ignition output is performed every time the crankshaft 17 rotates twice.
  • an ignition output is performed once every time the crankshaft 17 makes one revolution.
  • step S114 the output processing unit 67 performs a fuel injection process, and injects fuel into the air sucked into the intake pipe 2 to form a combustible mixture.
  • the fuel injection process after the stroke of the engine 1 is determined, the fuel is injected once every time the crankshaft 17 rotates twice. On the other hand, when the stroke of the engine 1 has not been determined, fuel is injected once every time the crankshaft 17 rotates once.
  • step S201 the number of stages calculated with the rotation of the timing rotor 18 is checked.
  • the intake pressure calculation unit 63 sets the bottom value of the intake pressure.
  • the current intake pressure is reset to the intake pressure bottom value PMB.
  • step S203 the top value of the intake pressure is reset, and the current intake pressure is set as the intake pressure top value PMT.
  • step S204 the intake pressure fluctuation range DPMTDC is reset, and the current value is set to zero. Then, it progresses to step S210 mentioned later.
  • step S201 determines whether the current stage is not the stage immediately after top dead center. If it is determined in step S201 that the current stage is not the stage immediately after top dead center, the process proceeds to step S205, and the intake pressure calculation unit 63 checks whether the intake pressure bottom value PMB has been measured. When the current value of the intake pressure is equal to or lower than the intake pressure bottom value PMB, it is considered that the intake pressure bottom value PMB has been newly detected, and the process proceeds to step S206, where the intake pressure bottom value PMB is set to the current value of the intake pressure. After updating, the process proceeds to step S207. On the other hand, if the current value of the intake pressure is larger than the intake pressure bottom value PMB in step S205, the process proceeds to step S207 without updating the intake pressure bottom value PMB.
  • step S207 the intake pressure calculation unit 63 checks whether the intake pressure top value PMT has been measured. When the current value of the intake pressure is equal to or higher than the intake pressure top value PMT, it is considered that the intake pressure top value PMT is newly detected, and the process proceeds to step S208. In step S208, the intake pressure calculation unit 63 updates the intake pressure top value PMT with the current value of the intake pressure. If the current value of the intake pressure is smaller than the intake pressure top value PMT in step S207, the process proceeds to step S209 without updating the intake pressure top value PMT.
  • step S209 the fluctuation range calculation unit 64 calculates the intake pressure fluctuation range DPMTDC.
  • the intake pressure fluctuation range DPMTDC is obtained by subtracting the intake pressure bottom value PMB from the intake pressure top value PMT.
  • step S210 is performed. If the current stage is not the stage just before top dead center, the processing here is terminated. Thus, the process from step S201 to step S209 is repeated until the stage corresponding to the top dead center is reached after the stage corresponding to the top dead center, and the intake pressure bottom value PMB is updated. Then, the update of the intake pressure top value PMT and the calculation of the intake pressure fluctuation range DPMTDC are repeated.
  • step S210 when the current stage becomes the stage immediately before top dead center in step S210, the process proceeds to step S211 and the fluctuation range calculation unit 64 sets the value of the current intake pressure fluctuation range DPMTDC1 already stored in memory to the previous time. Is stored as the intake pressure fluctuation range DPMTDC2. Thereafter, in step S212, the current value of the intake pressure fluctuation range DPMTDC is stored as the current intake pressure fluctuation range DPMTDC1. In step S213, the intake pressure fluctuation range DPMTDC1 is subtracted from the previous intake pressure fluctuation range DPMTDC2 to calculate the change amount DDPMTDC of the intake pressure fluctuation range.
  • step S301 the fluctuation range calculation unit 64 of the control device 41 checks the current stage. If it is not the stage immediately before the top dead center, step S320 of FIG. On the other hand, if it is the stage immediately before the top dead center in step S301, the process proceeds to step S302, where the fluctuation range comparison unit 65 causes the change amount DDPMTDC of the intake pressure fluctuation range DPMTDC to be greater than or equal to a predetermined value. Find out if there is.
  • the predetermined value here varies depending on the displacement of the engine 1 or the like, but is about 5 kPa, for example.
  • step S302 When the change amount of the intake pressure fluctuation range DPMTDC is less than the predetermined value in step S302, the process proceeds to step S303, and the fluctuation range calculation unit 64 resets the previous intake pressure fluctuation flag. Further, in step S304, the current intake pressure fluctuation flag is reset, and in step S305, the intake pressure fluctuation period counter CC is reset. Thereafter, step S312 of FIG.
  • step S302 if the change amount of the intake pressure fluctuation range DPMTDC is not less than the predetermined value in step S302, the process proceeds to step S306, and the previous intake pressure fluctuation flag F_DB is updated. Specifically, the previous intake pressure fluctuation flag F_DB is updated with the value of the current intake pressure fluctuation flag F_DT. Further, in step S307, the current intake pressure fluctuation flag F_DT is set by examining the magnitude relation between the previous value DPMTDC2 and the current value DPMTDC1 of the intake pressure fluctuation range.
  • the intake pressure fluctuation flag F_DT is set to “1” because the intake pressure fluctuation is a change from large to small.
  • the intake pressure fluctuation flag F_DT is set to “0” because the intake pressure fluctuation is a change from small to large.
  • step S308 when it cannot be considered that the fluctuation of the intake pressure periodically occurs, the process proceeds to step S309.
  • the case where the fluctuation of the intake pressure cannot be regarded as periodically occurring means the case where the value of the intake pressure fluctuation period counter CC is less than “1”.
  • step S309 the magnitude of the previous value DPMTDC2 of the intake pressure fluctuation range and the current value DPMTDC1 are compared.
  • the process proceeds to step S310.
  • step S310 if the current value (F_DT) is reversed with respect to the previous value (F_DB) of the intake pressure fluctuation flag, the process proceeds to step S311 to increment the intake pressure fluctuation period counter CC. Thereafter, step S312 of FIG.
  • step S305 the change in the intake pressure fluctuation range from the previous value DPMTDC2 to the current value DPMTDC1 is a change from small to large in step S309
  • the process proceeds to step S305, and the intake pressure fluctuation period counter CC is set. Reset to “0”.
  • step S312 of FIG. If the intake pressure fluctuation flag is not reversed in step S310, for example, if both the previous value F_DB and the current value F_DT are “1” or both are “0”, the process proceeds to step S305 and the intake pressure is increased.
  • the fluctuation cycle counter CC is reset to “0”. Then, step S312 of FIG.
  • step S308 if the intake pressure fluctuation periodically occurs in step S308, that is, if the value of the intake pressure fluctuation period counter CC is “1” or more, the process proceeds to step S310. If the current value F_DT of the intake pressure fluctuation flag is reversed with respect to the previous value F_DB in step S310, the process proceeds to step S311 and the intake pressure fluctuation counter CC is incremented. Thereafter, the process proceeds to step S312. If the intake pressure fluctuation flag is not reversed in step S310, the intake pressure fluctuation cycle counter CC is reset in step S305. Then, step S312 of FIG.
  • step S312 shown in FIG. 7 the stroke determination unit 66 checks the value of the intake pressure fluctuation cycle counter CC. If the value of the intake pressure fluctuation cycle counter CC is “3” or more, the process proceeds to step S313 to check whether the intake pressure fluctuation width is changed from large to small. That is, the current value F_DT of the intake pressure fluctuation flag is checked, and if the value is “1”, the process proceeds to step S314. If it is determined in step S314 that the stroke of the engine 1 has been completed, the process proceeds to step S315. If the number of stages in 720CA is “25” in step S315, the process proceeds to step S316. Note that if the stroke determination of the engine 1 has not been completed in step S314, the process proceeds to step S316.
  • step S316 it is considered that the stroke of the engine 1 has been determined, and the stroke determination flag F_ST is set to “1”.
  • step S317 the 720CA stage is set to “26”. The 720CA stage is a number that is incremented each time the position of the protrusion 71 of the timing rotor 18 is detected while the crankshaft rotates 720 °.
  • step S320 the stroke determination unit 66 refers to the stroke determination flag F_ST and checks whether the stroke determination of the engine 1 has been completed. If the stroke determination has not been completed in step S320, it is determined in step S321 that the stroke determination of the engine 1 cannot be performed. At this time, “0” is assigned to the stroke determination flag F_ST. In step S320, the 720CA stage is reset. In addition, even when the 720CA stage and the engine stroke do not match in step S315 described above, steps S321 and S322 are performed.
  • step S320 If it is determined in step S320 that the process has been determined, that is, if the process determination flag F_ST is “1”, the process proceeds to step S323.
  • the process proceeds to step S324, and the 720CA stage is set to zero. Otherwise, the process proceeds to step S325, and the 720CA stage is incremented by one.
  • step S326 is divided depending on whether or not the stroke determination of the engine 1 has been completed. That is, in step S326, if the stroke determination flag F_ST is “0”, that is, if the stroke determination has not been completed, the process proceeds to step S327, and “0” is substituted for the engine stroke flag F_ENG, and the processing here is terminated. On the other hand, if it is determined in step S326 that the stroke has been determined, the process proceeds to step S328. If the 720CA stage is “9” in step S328, it is considered that the engine 1 is in the expansion / exhaust stroke in step S329, and the engine stroke flag F_ENG is set to “1”. Then, the process here is terminated.
  • step S328 If the 720CA stage is not “9” in step S328, the process proceeds to step S320. If the 720CA stage is “27” in step S320, it is regarded as an intake / compression stroke, and the engine stroke flag F_ENG is set to “0” in step S311. Thereafter, the processing here ends. If the 720CA stage is not “9” in step S328 and the 720CA stage is not “27” in step S330, the process is terminated without setting the engine stroke flag F_ENG.
  • the ignition timing calculation process in step S111, the fuel injection amount calculation process in step S112, the ignition output process in step S113, and the fuel injection process in step S114 in the flowchart of FIG. 3 are performed when the stroke determination flag F_ST is “1”.
  • processing is performed so that fuel injection or the like is performed once every time the crankshaft 17 rotates twice.
  • the timing of fuel injection or the like is performed at an optimal timing in accordance with each stroke of the engine 1 by referring to the engine determination flag F_ENG.
  • the horizontal axis in FIG. 8 indicates time.
  • the vertical axis indicates from the top that TDC / BDC indicates that the piston 15 is at the top dead center (TDC) or the bottom dead center (BDC), and the engine stroke indicates which stroke the engine 1 is in.
  • the crank signal indicates an analog signal output from the crank angle sensor 19 as the timing rotor 18 rotates.
  • F_TCTDC is a flag indicating that the reference position has been detected.
  • the 360 CA stage is data that is incremented each time the projection 71 of the timing rotor 18 is detected during one rotation (360 °) of the crankshaft 17, and values of 0 to 17 are repeatedly assigned.
  • the 720CA stage is data that is incremented each time the protrusion 71 of the timing rotor 18 is detected while the crankshaft 17 rotates twice (720 °), and values of 0 to 35 are repeatedly assigned. Note that “360” and 720CA stages are assigned “FF” when they are not detected.
  • F_ENG is an engine stroke flag
  • the intake pressure is the value of the internal pressure of the intake pipe 2.
  • F_DT is the current value of the intake pressure fluctuation flag
  • CC is the value of the intake pressure fluctuation counter CC.
  • F_ST represents a stroke determination flag of the engine 1.
  • cranking When cranking is started at time t0, an analog crank signal is output from the crank angle sensor 19 as the crankshaft 17 rotates.
  • the crank signal is a signal in which peaks appear periodically, for example, every 20 °.
  • a flag F_TCTDC indicating that the reference position has been detected is set to “1”.
  • reading of the intake pressure PM is started. Further, calculation of the intake pressure bottom value PMB, the intake pressure top value PMT, and the intake pressure fluctuation range DPMTDC is started by the stroke determination intake pressure calculation process as shown in the flowchart of FIG.
  • the 360CA stage is incremented.
  • the intake pressure fluctuation range at this time becomes the intake pressure fluctuation range.
  • the current value DPMTDC1 of the intake pressure fluctuation range that has been stored so far is stored as the previous value DPMTDC2.
  • a change amount DDPMTDC of the intake pressure fluctuation range between the current value DPMTDC1 and the previous value DPMTDC2 is also calculated. However, at time t2, since this is the first processing, the change amount DDPMTDC of the intake pressure fluctuation range is zero.
  • the 360CA stage is reset and counted again from “0”.
  • calculation of the intake pressure bottom value PMB, the intake pressure top value PMT, and the intake pressure fluctuation range DPMTDC is started by the stroke determination intake pressure calculation process as shown in the flowchart of FIG.
  • the intake pressure gradually decreases until the stage is near “5”. For this reason, the initial value of the intake pressure top value PMT is maintained.
  • the intake pressure bottom value PMB is appropriately updated as the intake pressure decreases, and reaches the minimum value P1 at stage “5”.
  • the intake pressure fluctuation range DPMTDC corresponds to the height of the range enclosed by the square in the figure, and becomes P2-P1.
  • the intake pressure fluctuation range DPMTDC at this time exceeds the predetermined value shown in step S302 of FIG.
  • the previous value DPMTDC2 of the intake pressure fluctuation range is compared with the current value DPMTDC1
  • the fluctuation range changes from small to large, so that the current value F_DT of the intake pressure fluctuation flag is set to “0”.
  • the stroke determination has not been completed, and the inversion of the intake pressure fluctuation flag cannot be confirmed. For this reason, the intake pressure fluctuation period counter CC remains “0”.
  • the same processing as described above is performed from time t3 to time t4.
  • the previous value DPMTDC2 (between time t2 and time t3) of the intake pressure fluctuation range is compared with the current value DPMTDC1 (between time t3 and time t4).
  • the current value DPMTDC1 of the intake pressure fluctuation range at time t4 is smaller than the previous value DPMTDC2 at time t3, that is, the fluctuation range has changed from large to small from time 3 to time t4, so the current value F_DT of the intake pressure fluctuation flag “1” is set in.
  • the stroke determination is not yet completed, but the current value F_DT of the intake pressure fluctuation flag is reversed from “0” to “1”. That is, since it can be considered that there is a cycle of the intake pressure fluctuation from the previous top dead center to the current top dead center, the intake pressure fluctuation cycle counter CC is incremented to “1”.
  • the current value of the intake pressure fluctuation range DPMTDC is calculated between the next time t4 and time t5. Since the fluctuation range between the previous value (between time t3 and time t4) and the current value (between time t4 and time t5) increases from small to large, “0” is set to the current value F_DT of the intake pressure fluctuation flag. . At this stage, the stroke is not yet determined, but since the inversion of the intake pressure fluctuation flag (“1” ⁇ “0”) is confirmed, the intake pressure fluctuation cycle counter CC is incremented to “2”.
  • the current value of the intake pressure fluctuation range DPMTDC is calculated from time t5 to time t6. Since the fluctuation range of the intake pressure fluctuation range DPMTDC is increased from small to small, the current value F_DT of the intake pressure fluctuation flag is inverted with respect to the previous value. For this reason, the intake pressure fluctuation cycle counter CC is incremented to “3”.
  • the intake pressure fluctuation period counter CC becomes “3” or more. That is, in the period corresponding to four rotations of the crankshaft 17, the change in the magnitude of the intake pipe pressure fluctuation range between 720CA occurs alternately and continuously, so that the stroke can be determined. Further, since the fluctuation range of the intake pressure fluctuation range DPMTDC at this time is large ⁇ small, it is determined that the immediately preceding one rotation (360 CA) is the expansion / exhaust stroke. Accordingly, “1” is set to the stroke determination flag F_ST in the 720CA stage, and “26” is set to the 720CA stage STAGE at this time. Thereafter, fuel injection output and ignition output are performed once every two rotations based on the stroke determination result of the engine 1.
  • the engine 1 is in a decelerating operation state.
  • the engine speed is 5000 rpm and the throttle opening is operated at an idle opening.
  • the stroke has been determined before time t10.
  • the fluctuation range of the intake pressure fluctuation range DPMTDC is small ⁇ large, and the intake pressure fluctuation period counter CC is “255”.
  • the intake pressure fluctuation cycle counter CC indicates that “255” is the upper limit, and therefore, there are fluctuation cycle times in which the change of 255 or more is continuously repeated.
  • acceleration operation is started by operating the throttle valve 5 in the opening direction from the deceleration operation state. Since the engine stroke at this time is in the expansion / exhaust stroke, the engine 1 has no effect on the intake pipe 2.
  • the throttle valve 5 is opened, the downstream side of the throttle valve 5 is connected to the upstream side, that is, the atmosphere.
  • the intake pipe pressure in the expansion / exhaust stroke changes to near atmospheric pressure, and the intake pressure fluctuation range DPMTDC in the expansion / exhaust stroke becomes larger than the intake pressure fluctuation range DPMTDC in the previous intake / compression stroke.
  • the intake pressure fluctuation range DPMTDC from the stage after time t10 to time t12 is calculated. Since the change from the previous value of the intake pressure fluctuation range DPMTDC to the current value is small ⁇ large, the current value F_DT of the intake pressure fluctuation flag is set to “0”. Since the intake pressure fluctuation flag is maintained at “0”, the periodicity of the intake pressure fluctuation is lost from the previous top dead center to the current top dead center, and the intake pressure fluctuation The period counter CC is reset to “0”.
  • the intake pressure fluctuation range DPMTDC from the stage after time t12 to time t13 is calculated. Since the change from the previous value of the intake pressure fluctuation range DPMTDC to the current value is large ⁇ small, the current value F_DT of the intake pressure fluctuation flag is set to “1”. Since the intake pressure fluctuation cycle counter CC is “0”, since the intake pressure fluctuation flag is inverted with respect to the previous value, the periodicity of the intake pressure fluctuation is changed from the previous top dead center to the current top dead center. In other words, the intake pressure fluctuation period counter CC is incremented to “1”.
  • the intake pressure fluctuation range DPMTDC from the stage after time t13 to time t14 is calculated. Since the change from the previous value of the intake pressure fluctuation range DPMTDC to the current value is large ⁇ small, the current value F_DT of the intake pressure fluctuation flag is set to “1”. Since the intake pressure fluctuation flag is maintained at “1”, the periodicity of the intake pressure fluctuation is lost from the previous top dead center to the current top dead center. The period counter CC is reset to “0”.
  • the intake pressure fluctuation range DPMTDC from the stage after time t14 to time t15 is calculated.
  • the change of the intake pressure fluctuation range DPMTDC from the previous value to the current value is small to large.
  • the intake pressure fluctuation cycle counter CC is reset again to “0”.
  • the intake pressure fluctuation range DPMTDC from the stage after time t15 to time t16 is calculated. Since the change from the previous value of the intake pressure fluctuation range DPMTDC to the current value is large ⁇ small, the current value F_DT of the intake pressure fluctuation flag is set to “1”. Since the intake pressure fluctuation cycle counter CC is “0” and the intake pressure fluctuation flag is inverted with respect to the previous value, the periodicity of the intake pressure fluctuation is changed from the previous top dead center to the current top dead center. In other words, the intake pressure fluctuation period counter CC is incremented to “1”.
  • the intake pressure fluctuation cycle counter CC becomes “3” and the fluctuation range is large ⁇ small, so the stroke determination is performed. That is, in the period of four crank revolutions, a change in the magnitude of the intake pipe pressure fluctuation range during the second crank revolution (720CA) occurs alternately and continuously, and the magnitude change in the current intake pipe pressure fluctuation range DPMTDC changes. Since it was large to small, the previous rotation (360 CA) is determined as the expansion / exhaust stroke. As a result, “1” is set in the stroke determination flag F_ST, and # 26 is set in the 720CA stage STAGE.
  • the periodicity of the intake pressure fluctuation range DPMTDC is lost.
  • the periodicity can be improved by setting the engine stroke determination condition that the change in the magnitude of the fluctuation range of the intake pipe pressure continuously occurs alternately during the four rotations of the crankshaft 17. Even after being lost, it is possible to distinguish the process.
  • the intake pressure signal after t14 shows a signal waveform when the load is high, for example, when the throttle is fully opened, and at high load, an intake pressure pulsation between time t11 and time t12 in FIG. Therefore, it may be impossible to determine the engine stroke by comparing the conventional minimum intake pressure value or the accumulated value, or erroneous determination may occur. Since the control device 41 compares the intake pressure fluctuation range between two crank rotations (720 CA), it can accurately determine the engine stroke even in an engine operating state in which intake pressure pulsation occurs at high load. Is possible.
  • the current value of the intake pipe pressure fluctuation range during one rotation (360 CA) of the crankshaft 17 is compared with the previous value, so that the engine 1 is operated at a high speed and a high load.
  • the engine stroke can be accurately determined even under conditions where the intake pipe pressure pulsation increases.
  • the engine stroke is determined by comparing the intake pipe pressure fluctuation range, so that a large deviation in the intake pipe pressure can be detected, and the engine stroke can be determined in the engine operating range consisting of the throttle opening and engine speed. This area can be widened compared with the prior art.
  • the throttle valve 5 for adjusting the intake air amount is opened and closed. Even in this case, the engine stroke can be determined with higher accuracy. Since the stroke determination is performed when the change in the intake pipe pressure fluctuation width occurs three times, the engine stroke can be accurately determined in a short period even when the throttle valve 5 is opened and closed. .
  • the intake pipe pressure fluctuation range of the expansion / exhaust stroke becomes smaller than the previous value.
  • the engine 1 has no effect on the intake pipe 2, so that the intake pipe 2 downstream of the throttle valve 5 is in the upstream intake air.
  • the intake pipe pressure in the expansion / exhaust stroke changes to near atmospheric pressure, and the intake pipe pressure fluctuation width in the expansion / exhaust stroke is compared with the intake pipe pressure fluctuation width in the intake / compression stroke. Become bigger. Further, the intake pipe pressure fluctuation width in the stroke immediately after that is smaller than the intake pipe pressure fluctuation width in the immediately preceding expansion / exhaust stroke.
  • the intake pipe pressure fluctuation width does not become larger than the intake pipe pressure fluctuation width in the immediately preceding intake / compression stroke. That is, even when the opening / closing operation of the throttle valve 5 is performed, the intake pipe pressure fluctuation width of the expansion / exhaust stroke becomes larger than the intake pipe pressure fluctuation width of the intake / compression stroke. It does not occur continuously for more than 4 revolutions.
  • FIG. 10 and FIG. 11 show the experimental results.
  • FIG. 10 shows parameters and determination results when the vehicle is decelerated from a high load state (for example, engine rotational speed of about 9000 rpm).
  • FIG. 11 shows each parameter and determination result when accelerating from the deceleration operation (for example, up to an engine speed of about 9000 rpm).
  • FIG. 10 shows a change in intake pipe pressure when decelerating from a high load.
  • the magnitude of the intake pipe pressure fluctuation range between the top dead centers is compared while the crankshaft 17 rotates twice (720 CA), it can be seen that the magnitude changes occur alternately and continuously.
  • FIG. 11 shows a change in intake pipe pressure when accelerating from a deceleration operation.
  • the throttle 5 starts to open at around 40 msec, a state in which the change in the intake pressure fluctuation range does not occur alternately occurs, but the change in the intake pressure fluctuation range starts to occur alternately. It can be seen that large and small changes occur alternately and continuously during a period corresponding to four revolutions of the crankshaft 17, so that the engine stroke can be accurately determined even during acceleration.
  • the present invention is not limited to the examples and conditions given in the embodiment. Various changes and modifications can be made to the present invention without departing from the spirit and scope thereof.
  • the present invention is not limited to the above embodiment and can be widely applied.
  • the present embodiment can be applied to a multi-cylinder engine.
  • the internal combustion engine is not limited to the engine 1 shown in FIG.
  • the stroke determination may be performed when the magnitude of the intake pipe pressure fluctuation range changes four or more times.

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Abstract

【課題】エンジンの行程判別を確実に行えるようにする。 【解決手段】エンジンの制御装置は、クランク軸が１回転する間の吸気管の圧力の最大値Ｐ２と最小値Ｐ１を測定し、その差を吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣとして算出する。吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣの前回値と今回値の大小を比較し、吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣの大小の変化が連続して３回発生したら、行程判別を行って吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣが大から小に変化したときを膨張・排気行程とする。

Description

内燃機関の制御装置
　本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
　内燃機関、例えば４サイクルの単気筒エンジンにおいては、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程の４つのサイクルを繰り返すことで出力が生み出されている。エンジンの制御装置は、これらエンジンの各行程を判別することで、燃料の噴射や点火などのタイミングを計っている。
　ここで、制御装置がエンジンの行程判別を行う方法としては、例えば、エンジン始動時に、クランク軸が１回転する間の吸気管圧力特性を１回転目と２回転目の間、即ち７２０ＣＡ（クランク・アングル、クランク角）の間で比較してエンジン行程判別を行うものが知られている。
　エンジン始動時の行程判別の具体例としては、例えば、クランク軸が１回転する毎に吸気管圧力の最小値を測定し、クランク軸の１回転目の吸気管圧力の最小値と、２回転目の最小値を比較するものがある。この工程判別方法では、クランク軸の２回転目においてエンジンの行程判別が行われる。また、工程判別の他の例としては、クランク軸の回転に伴って規則的に出力されるパルス信号毎にエンジンの吸気管の圧力値を累積するものがある。この工程判別方法では、クランク軸が２回転したときに、クランク軸の１回転目の吸気管圧力の累積値と、２回転目の吸気管圧力の累積値を比較してエンジン行程判別を行う。
特開２０００－２６５８９４号公報 特開２００３－３８８７号公報
　しかしながら、クランク軸が１回転する間の吸気管圧力特性を７２０ＣＡの間で比較すると、１回転目の吸気管圧力の最小値、又は累積値と、２回転目の吸気管圧力の最小値、又は累積値との間の大小関係がエンジン行程と不一致になり、行程判別を誤ることがあった。このような現象は、エンジンの始動時や、エンジンが過渡的な運転状態で、例えば、吸入空気量を調整するスロットルバルブが開閉操作されている場合や、エンジンが高回転し、かつスロットルバルブが高開度(例えば全開)である場合などに生じる。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、エンジンの行程判別を確実に行えるようにすることを主な目的とする。
　本願の一観点によれば、内燃機関の燃焼室に空気を供給する吸気管内の圧力を取得し、前記内燃機関の出力軸が１回転する間の前記吸気管内の圧力の最大値、及び最小値を計測する吸気圧算出部と、前記吸気管内の圧力の最大値、最小値の差から、前記出力軸が１回転する間の圧力変動幅を算出する変動幅算出部と、前記クランク軸が２回転する間に得られる圧力変動幅の前回値と今回値の大小を比較する変動幅比較部と、圧力変動幅の前回値と今回値の大小を比較し、前記内燃機関の行程を判別する行程判別部と、前記内燃機関の行程判別を行った後、前記出力軸が２回転するたびに１回、燃料噴射出力及び点火出力を行わせる出力処理部と、を含む内燃機関の制御装置が提供される。
　また、本発明の別の観点によれば、前記行程判別部は、前記吸気管内の圧力変動幅の前回値と今回値の大小を比較し、前記出力軸が所定回数の回転する期間において圧力変動幅の大小の変化が交互に、かつ連続して発生した場合に、エンジン行程を判別することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置が提供される。
　また、本発明の別の観点によれば、前記行程判別部は、前記吸気管内の圧力変動幅の大小の変化が３回連続したときに、エンジン行程を判別する請求項２に記載の内燃機関の制御装置が提供される。
　また、本発明の別の観点によれば、前記行程判別部は、圧力変動幅の前回値から今回値の変化が大から小であった場合に、今回値に相当する行程を膨張・排気行程と判別することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置が提供される。
　本発明によれば、吸気管内の圧力の変動幅の大小の変化によって行程判別を行うようにしたので、従来では誤判定し易い条件でも行程判別を精度良く行なえる。正しい行程判別結果に基づいて点火出力などを行えるようになるので、点火系構成部品の耐久性を向上できる。
図１は、本発明の実施の形態に係る内燃機関及び制御装置の構成を示す図である。 図２は、制御装置のブロック図である。 図３は、内燃機関の制御のフローチャートである。 図４は、タイミングロータを用いてクランク角検出の処理を説明するための図である。 図５は、エンジン行程判別用の吸気圧を算出する処理のフローチャートである（その１）。 図６は、エンジン行程判別処理のフローチャートである（その１）。 図７は、エンジン行程判別処理のフローチャートである（その２）。 図８は、エンジンの行程判別を行う際のタイミングチャートである（その１）。 図９は、エンジンの行程判別を行う際のタイミングチャートである（その２）。 図１０は、行程判別の実験結果を示す図である（その１）。 図１１は、行程判別の実験結果を示す図である（その２）。
　本発明を実施するための形態について以下に詳細に説明する。
　図１に内燃機関及びその制御装置を含むシステムの概略構成図を示す。
　内燃機関であるエンジン１は、空気を吸い込む吸気管２を有する。吸気管２は、上流側の吸気口２Ａにエアクリーナ３が取り付けられており、吸気温度センサ４が設けられた後、スロットルバルブ５で流路面積を調整可能になっている。スロットルバブル５の開度は、スロットル開度センサ６によりモニタされている。さらに、スロットルバルブ５の下流には、吸気圧センサ７と、燃料噴射用のインジェクタ８が順番に設けられた後、シリンダヘッド１２とシリンダブロック１１で形成される燃焼室１３に接続されている。吸気管２と燃焼室１３の間には吸気バルブ１４が管路を開閉自在に挿入されている。
　シリンダブロック１１には、ピストン１５が摺動自在に挿入されている。ピストン１５は、クランクアーム１６を介してクランク軸１７に連結されており、ピストン１５の直線的な往復運動を出力軸であるクランク軸１７の回転運動に変換するように構成されている。クランク軸１７は、シリンダブロック１１に回転自在に支持されており、その回転数を検出するためのタイミングロータ１８が固定されている。タイミングロータ１８の近傍には、クランク角センサ１９が配置されている。さらに、シリンダブロック１１には、冷却水を循環させるための流路２０が形成されると共に、冷却水の温度を測定するための冷却水温センサ２１も取り付けられている。
　シリンダヘッド１２には、吸気管２の他に、点火プラグ２４と、排気管２５が取り付けられている。点火プラグ２４は、点火コイル２７に電気的に接続され、高電圧が印加されるようになっている。また、排気管２５の燃焼室１３に連なる開口部には、排気バルブ２８が開閉自在に取り付けられている。さらに、排気管２５の途中には、触媒コンバータ２９が設けられている。
　次に、このようなエンジン１の制御を行う制御装置４１の構成について図２を参照して説明する。なお、制御装置４１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）と呼ばれることもある。
　制御装置４１は、バッテリ４２に接続されると共に、クランク角センサ１９と、スロットル開度センサ６と、吸気圧センサ７と、冷却水温センサ２１と、吸気温度センサ４からの信号が入力可能に構成されている。さらに、制御装置４１からは、点火コイル２７と、インジェクタ８に信号を出力可能に構成されている。
　また、制御装置４１は、クランク角センサ１９から出力されるデジタル信号を成形する波形整形回路５１と、４つのセンサ４，６，７，２１が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換器５２とを有する。波形整形回路５１とＡ／Ｄ変換器は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５３に接続されている。ＣＰＵ５３には、ＲＯＭ（Read Only Memory）５４や、ＲＡＭ（Random Access Memory）５５、タイマ５６も接続されている。さらに、ＣＰＵ５３の出力は、点火回路５７と、駆動回路５８に接続されている。点火回路５７は、所定のタイミングで点火コイル２７に信号を出力するように構成されている。駆動回路５８は、所定のタイミングでインジェクタ８を駆動させる信号を出力するように構成されている。
　さらに、この実施の形態で、ＣＰＵ５３は、クランク信号処理部６１と、スロットル信号処理部６２と、吸気圧算出部６３と、変動幅算出部６４と、変動幅比較部６５と、行程判別部６６と、出力処理部６７と、に機能分割できる。
　クランク信号処理部６１は、クランク軸１７の回転角やエンジン回転数を算出する。スロットル信号処理部６２は、スロットル開度を算出する。吸気圧算出部６３は、吸気管圧力を算出すると共に、最大値、及び最小値を算出する。変動幅算出部６４は、吸気管圧力の最大値、最小値の差から、クランク軸１７が１回転する間の吸気管２内の圧力変動幅を算出する。変動幅比較部６５は、クランク軸１７が２回転する間に得られる圧力変動幅の前回値と今回値の大小を比較する。行程判別部６６は、圧力変動幅の変化からエンジン１の行程を判別する。出力処理部６７は、行程判別の結果に従って、燃料噴射出力及び点火出力を行わせる。
　次に、この実施の形態における内燃機関の制御について説明する。
　図３のフローチャートに示すように、最初に、ステップＳ１０１では、クランク角の基準位置を検出する。例えば、図４に示すように、タイミングロータ１８は、回転角２０°刻みに１８個の突起７１が形成されており、その内の一つを基準突起７１Ａとし、他の突起７１より周方向に長く形成されている。制御装置４１のクランク信号処理部６１は、基準突起７１Ａの次の突起７１を検出したら３６０ＣＡ（クランク・アングル、クランク角）のステージ数を「０」にし、ここから、突起７１を検出するたびにステージ数をインクリメントする。そして、基準突起７１Ａを検出したときのステージ数を「１７」とし、その後、基準突起７１Ａの次の突起７１を検出したらステージ数をリセットして再び「０」からカウントを繰り返す。なお、ピストン１５の上死点（ＴＤＣ）は、基準突起７１Ａと、次の突起７１の間にあり、基準突起７１Ａの終点が上死点から１０°手前の位置（ＢＴＤＣ１０°）に配置されている。また、基準突起７１Ａの次の突起７１の終点は、上死点から１０°遅れた位置（ＡＴＤＣ１０°）に配置されている。
　クランク角１７の基準位置の検出は、タイミングロータ１８の外周に周期的に形成された突起７１の長さ、及び次の突起７１が現れるまでに要する時間を計測することで行われる。前記したように、タイミングロータ１８は、基準突起７１Ａだけ回転方向に長く形成されているので、クランク角センサ１９を用いて突起７１の長さ、及び次の突起７１が現れるまでに要する時間を計測し、その比率を算出する。基準突起７１Ａ以外の突起７１の比率は一定で、基準突起７１Ａは、突起部分が長いために他の突起７１より比率が相対的に大きくなる。したがって、比率の前回値と今回値の差を調べれば、基準突起７１Ａであるか、その他の突起７１であるかを判別できる。
　続いて、ステップＳ１０２では、タイミングロータ１８の基準突起７１Ａの後端位置を検出したことを示すクランク後端位置信号を調べる。クランク後端位置信号が検出されていなければ、ここでの処理を終了する。これに対し、クランク後端位置信号が出力されていれば、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、クランク角基準位置を検出しているか調べる。クランク角基準位置を検出していない場合は、ステップＳ１０５に進んで、制御装置４１がエンジン行程判別のためのパラメータをリセットする。この後、制御装置４１は、ここでの処理を終了する。
　これに対し、ステップＳ１０４で、既にクランク角基準位置が検出されている場合、ステップＳ１０６で制御装置４１がエンジン回転数を算出する。例えば、エンジン回転数は、タイミングロータ１８に設けられた突起７１間の時間計測値の３６０ＣＡ分の合計を基にして計算することで得られる。次に、ステップＳ１０７では、制御装置４１のスロットル信号処理部６２が、スロットル開度センサ６の出力から、スロットル開度を算出する。さらに、ステップＳ１０８では、吸気圧算出部６３が吸気圧センサの出力から、吸気圧ＰＭＢを算出する。
　この後、ステップＳ１０９では、制御装置４１の吸気圧算出部６３及び変動幅算出部６４が、吸気圧を用いてエンジン行程を判別するために使われる判別用吸気圧を算出する。ここでは、クランク軸１７が１回転するたびに、その間の吸気圧の最大値と最小値が決定され、さらに吸気圧の最大値と最小値の差が算出される。この行程の詳細は、後に説明する。
　さらに、ステップＳ１１０では、制御装置４１の変動幅比較部６５及び行程判別部６６が、判別用の吸気圧からエンジン行程を判別する。この実施の形態では、クランク軸が１回転する間の吸気圧の最大値と最小値の差のデータをクランク軸１７の４回転分取得し、差の変化が大→小→大→小、又は小→大→小→大であったときに、４回目以降の差の変化が前回値より小さい場合にエンジン１が膨張・排気行程である判別する。この行程の詳細については、後に説明する。
　続いて、ステップＳ１１１では、制御装置４３の出力処理部６７が、エンジン１の行程判別結果、エンジン回転数、スロットル開度から、点火時期を算出する。さらに、ステップＳ１１２では、出力処理部６７が、燃料噴射量算出処理として、エンジン１の行程判別結果、エンジン回転数、スロットル開度から燃料噴射量、及び燃料噴射を開始するタイミングを決定する。
　さらに、ステップＳ１１３では、出力処理部６７が、点火出力処理を実施し、点火プラグ２４に放電をさせて、燃焼室１３内の可燃性混合気に点火する。点火出力処理は、エンジン１の行程判別を行った後は、吸気・圧縮行程のみに点火出力を行うようになっており、クランク軸１７が２回転するたびに１回の点火出力が行われる。これに対し、エンジン１の行程判別が済んでいない段階では、クランク軸１７が１回転するたびに１回の点火出力を行う。
　そして、ステップＳ１１４では、出力処理部６７が、燃料噴射処理を実施し、吸気管２に吸い込まれた空気に燃料を噴射させて可燃性混合気を形成させる。燃料噴射処理は、エンジン１の行程判別を行った後は、クランク軸１７が２回転するたびに燃料が１回噴射される。これに対し、エンジン１の行程判別が済んでいない段階では、クランク軸１７が１回転するたびに燃料が１回噴射される。
　次に、図３のステップＳ１０９の行程判別用吸気圧の算出処理の詳細について、図５のフローチャートを参照して説明する。
　最初に、ステップＳ２０１ではタイミングロータ１８の回転に伴って算出されるステージ数を調べる。クランク軸１７の回転角度に応じて定まるステージ数が、上死点直後のステージ、すなわちステージ数＝０である場合には、ステップＳ２０２に進んで、吸気圧算出部６３が吸気圧のボトム値をリセットし、現在の吸気圧を吸気圧ボトム値ＰＭＢとする。また、ステップＳ２０３では、吸気圧のトップ値をリセットし、現在の吸気圧を吸気圧トップ値ＰＭＴとする。さらに、ステップＳ２０４で吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣがリセットされ、現在の値をゼロにする。その後、後述するステップＳ２１０に進む。
　一方、ステップＳ２０１で、現在のステージが、上死点直後のステージでないと判定された場合、ステップＳ２０５に進んで、吸気圧算出部６３が、吸気圧ボトム値ＰＭＢが測定されたか調べる。そして、吸気圧の現在値が、吸気圧ボトム値ＰＭＢ以下の場合には、吸気圧ボトム値ＰＭＢが新たに検出されたとみなし、ステップＳ２０６に進んで吸気圧ボトム値ＰＭＢを吸気圧の現在値で更新してから、ステップＳ２０７に進む。
　これに対し、ステップＳ２０５で、吸気圧の現在値が、吸気圧ボトム値ＰＭＢより大きい場合には、吸気圧ボトム値ＰＭＢは更新せずに、ステップＳ２０７に進む。
　さらに、ステップＳ２０７では、吸気圧算出部６３が、吸気圧トップ値ＰＭＴが測定されたか調べる。吸気圧の現在値が、吸気圧トップ値ＰＭＴ以上の場合には、吸気圧トップ値ＰＭＴが新たに検出されたとみなし、ステップＳ２０８に進む。ステップＳ２０８では、吸気圧算出部６３が吸気圧トップ値ＰＭＴを吸気圧の現在値で更新する。ステップＳ２０７において、吸気圧の現在値が、吸気圧トップ値ＰＭＴより小さい場合には、吸気圧トップ値ＰＭＴは更新せずに、ステップＳ２０９に進む。
　続く、ステップＳ２０９では、変動幅算出部６４が吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣを算出する。吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣは、吸気圧トップ値ＰＭＴから吸気圧ボトム値ＰＭＢを引くことで得られる。
　次に、ステップＳ２１０の処理を実施する。現在のステージが上死点直前のステージでなければ、ここでの処理を終了する。これにより、上死点に相当するステージを過ぎて、次の上死点に相当するステージに達するまでの間、前記のステップＳ２０１～ステップＳ２０９までの処理が繰り返され、吸気圧ボトム値ＰＭＢの更新と、吸気圧トップ値ＰＭＴの更新と、吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣの算出とが繰り返される。
　これに対し、ステップＳ２１０において、現在のステージが上死点直前のステージになったときは、ステップＳ２１１に進み、変動幅算出部６４が既にメモリされている今回吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣ１の値を前回の吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣ２として記憶させる。その後、ステップＳ２１２で、現在の吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣの値を今回の吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣ１として記憶する。そして、ステップＳ２１３において、前回の吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣ２から今回の吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣ１を引いて、吸気圧変動幅の変化量ＤＤＰＭＴＤＣを算出する。ここまでの処理で、クランク軸１７が１回転するまでの間の吸気圧ボトム値ＰＭＢと、吸気圧トップ値ＰＭＴ、吸気圧変動幅の今回値（ＤＰＭＴＤＣ１）、並びに吸気圧変動幅の前回値と今回値の差である吸気圧変動幅の変化量ＤＤＰＭＴＤＣが算出されたので、ここでの処理を終了する。
　次に、図３のステップＳ１１０のエンジン行程判別処理の詳細について、図６及び図７のフローチャートを参照して説明する。
　まず、ステップＳ３０１では、制御装置４１の変動幅算出部６４が、現在のステージを調べる。上死点直前のステージでなければ、端子Ａから進む図７のステップＳ３２０を実施する。これに対して、ステップＳ３０１で上死点直前のステージであった場合には、ステップＳ３０２に進み、変動幅比較部６５が吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣの変化量ＤＤＰＭＴＤＣが予め定められた所定値以上であるか調べる。ここでの所定値は、エンジン１の排気量等によって異なるが、例えば５ｋＰａ程度とする。
　ステップＳ３０２で吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣの変化量が所定値を下回っているときは、ステップＳ３０３に進んで変動幅算出部６４が前回吸気圧変動フラグをリセットする。さらに、ステップＳ３０４では、今回吸気圧変動フラグがリセットされ、ステップＳ３０５で吸気圧変動周期カウンタＣＣがリセットされる。この後、端子Ｂから進む図７のステップＳ３１２を実施する。
　一方、ステップＳ３０２で吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣの変化量が所定値以上であれば、ステップＳ３０６に進んで、前回吸気圧変動フラグＦ＿ＤＢを更新する。具体的には、前回吸気圧変動フラグＦ＿ＤＢを今回吸気圧変動フラグＦ＿ＤＴの値で更新する。
　さらに、ステップＳ３０７では、吸気圧変動幅の前回値ＤＰＭＴＤＣ２と今回値ＤＰＭＴＤＣ１の大小関係を調べて今回吸気圧変動フラグＦ＿ＤＴを設定する。例えば、吸気圧変動幅の前回値ＤＰＭＴＤＣ２が今回値ＤＰＭＴＤＣ１以上の場合には、吸気圧変動が大から小への変化であるので、今回吸気圧変動フラグＦ＿ＤＴを「１」に設定する。これに対し、吸気圧変動幅の前回値ＤＰＭＴＤＣ２が今回値ＤＰＭＴＤＣ１より小さい場合には、吸気圧変動が小から大への変化であるので、今回吸気圧変動フラグＦ＿ＤＴを「０」に設定する。
　ここで、ステップＳ３０８において、吸気圧の変動が周期的に生じているとみなせない場合は、ステップＳ３０９に進む。なお、吸気圧の変動が周期的に生じているとみなせない場合とは、吸気圧変動周期カウンタＣＣの値が「１」未満の場合をいう。ステップＳ３０９では、吸気圧変動幅の前回値ＤＰＭＴＤＣ２との今回値ＤＰＭＴＤＣ１との大小を比べる。そして、吸気圧変動幅の前回値ＤＰＭＴＤＣ２から今回値ＤＰＭＴＤＣ１への変化が、大→小への変化である場合には、ステップＳ３１０に進む。そして、ステップＳ３１０において、吸気圧変動フラグの前回値（Ｆ＿ＤＢ）に対して今回値（Ｆ＿ＤＴ）が反転している場合は、ステップＳ３１１に進んで、吸気圧変動周期カウンタＣＣをインクリメントする。その後、端子Ｂから進む図７のステップＳ３１２を実施する。
　これに対し、ステップＳ３０９で、吸気圧変動幅の前回値ＤＰＭＴＤＣ２から今回値ＤＰＭＴＤＣ１への変化が、小→大への変化である場合には、ステップＳ３０５に進んで、吸気圧変動周期カウンタＣＣを「０」にリセットする。その後、端子Ｂから進む図７のステップＳ３１２を実施する。また、ステップＳ３１０で吸気圧変動フラグが反転していない場合、例えば、前回値Ｆ＿ＤＢと今回値Ｆ＿ＤＴが共に「１」である場合や、共に「０」である場合、ステップＳ３０５に進んで吸気圧変動周期カウンタＣＣを「０」にリセットする。そして、端子Ｂから進む図７のステップＳ３１２を実施する。
　一方、ステップＳ３０８で吸気圧の変動が周期的に生じている場合、すなわち吸気圧変動周期カウンタＣＣの値が「１」以上の場合には、ステップＳ３１０に進む。そして、ステップＳ３１０で吸気圧変動フラグが前回値Ｆ＿ＤＢに対して今回値Ｆ＿ＤＴが反転している場合には、ステップＳ３１１に進んで吸気圧変動カウンタＣＣをインクリメントする。そして、その後に、ステップＳ３１２に進む。ステップＳ３１０で吸気圧変動フラグが反転していない場合には、ステップＳ３０５で吸気圧変動周期カウンタＣＣをリセットする。そして、端子Ｂから進む図７のステップＳ３１２を実施する。
　図７に示すステップＳ３１２では、行程判別部６６が吸気圧変動周期カウンタＣＣの値を調べる。吸気圧変動周期カウンタＣＣの値が「３」以上であれば、ステップＳ３１３に進み、吸気圧変動幅が大→小に変化しているか調べる。すなわち、吸気圧変動フラグの今回値Ｆ＿ＤＴを調べ、その値が「１」であれば、ステップＳ３１４に進む。そして、ステップＳ３１４でエンジン１の行程判別が済んでいる場合、ステップＳ３１５に進む。ステップＳ３１５で、７２０ＣＡにおけるステージ数が「２５」であれば、ステップＳ３１６に進む。なお、ステップＳ３１４でエンジン１の行程判別が済んでいない場合も、ステップＳ３１６に進む。
　ステップＳ３１６では、エンジン１の行程判別ができたものとみなし、行程判別フラグＦ＿ＳＴを「１」にセットする。さらに、ステップＳ３１７では、７２０ＣＡステージを「２６」にセットする。なお、７２０ＣＡステージとは、クランク軸が７２０°回転する間に、タイミングロータ１８の突起７１の位置を検出するたびにインクリメントされる数字である。
　なお、ステップＳ３１２で、吸気変動周期カウンタＣＣの値が「３」未満の場合と、ステップＳ３１３で吸気圧変動幅が小→大に変化していた場合は、ステップＳ３２０に進む。ここで、行程判別部６６は、行程判別フラグＦ＿ＳＴを参照し、エンジン１の行程判別が済んでいるか調べる。ステップＳ３２０で行程判別が済んでいなければ、ステップＳ３２１でエンジン１の行程判別ができないと判断する。このとき、行程判別フラグＦ＿ＳＴには、「０」が代入される。さらに、ステップＳ３２０で７２０ＣＡステージがリセットされる。また、前記したステップＳ３１５で７２０ＣＡステージとエンジン行程が不一致な場合にも、ステップＳ３２１及びステップＳ３２２が実施される。
　また、ステップＳ３２０で、行程判別が済んでいる場合、すなわち、行程判別フラグＦ＿ＳＴが「１」の場合、ステップＳ３２３に進む。ステップＳ３２３で７２０ＣＡステージが最大値のときは、ステップＳ３２４に進んで７２０ＣＡステージをゼロに設定する。それ以外の場合には、ステップＳ３２５に進んで、７２０ＣＡステージを１つインクリメントする。
　そして、ステップＳ３１７、Ｓ３２２、Ｓ３２４、Ｓ３２５で７２０ＣＡステージの設定を行った後、エンジン１の行程判別が済んでいるか否かで、ステップＳ３２６以降の処理が分かれる。
　すなわち、ステップＳ３２６で、行程判別フラグＦ＿ＳＴが「０」、つまり行程判別が済んでいなければ、ステップＳ３２７に進んでエンジン行程フラグＦ＿ＥＮＧに「０」を代入し、ここでの処理を終了する。これに対し、ステップＳ３２６において、行程判別が済んでいれば、ステップＳ３２８に進む。ステップＳ３２８で７２０ＣＡステージが「９」の場合には、ステップＳ３２９でエンジン１が膨張・排気行程であるとみなし、エンジン行程フラグＦ＿ＥＮＧを「１」に設定する。その後、ここでの処理を終了する。
　また、ステップＳ３２８で７２０ＣＡステージが「９」でない場合、ステップＳ３２０に進む。ステップＳ３２０で７２０ＣＡステージが「２７」であれば、吸気・圧縮行程とみなし、ステップＳ３１１でエンジン行程フラグＦ＿ＥＮＧを「０」に設定する。この後、ここでの処理を終了する。そして、ステップＳ３２８で７２０ＣＡステージが「９」でなく、かつステップＳ３３０で７２０ＣＡステージが「２７」でもない場合には、エンジン行程フラグＦ＿ＥＮＧを設定することなくここでの処理を終了する。
　なお、図３のフローチャートのステップＳ１１１の点火時期算出処理、ステップＳ１１２の燃料噴射量算出処理、ステップＳ１１３の点火出力処理、及びステップＳ１１４の燃料噴射処理は、行程判別フラグＦ＿ＳＴが「１」のときに、クランク軸１７が２回転するごとに１回ずつ燃料噴射等を行うように処理が実施される。また、燃料噴射等の時期は、エンジン判別フラグＦ＿ＥＮＧを参照することで、エンジン１の各行程に合わせて最適なタイミングで実施される。
　次に、エンジン始動時の処理について、図８のタイミングチャートを主に参照しながら詳細に説明する。なお、図８の横軸は、時刻を示す。縦軸は、上から、ＴＤＣ／ＢＤＣはピストン１５が上死点（ＴＤＣ）又は下死点（ＢＤＣ）にあることを示し、エンジン行程は、エンジン１がいずれの行程にあるかを示す。また、クランク信号は、タイミングロータ１８の回転に伴ってクランク角センサ１９から出力されるアナログ信号を示す。Ｆ＿ＴＣＴＤＣは、基準位置を検出したことを示すフラグである。３６０ＣＡステージは、クランク軸１７が１回転（３６０°）する間で、タイミングロータ１８の突起７１が検出されるたびにインクリメントされるデータで、０～１７の値が繰り返して割り当てられる。７２０ＣＡステージは、クランク軸１７が２回転（７２０°）する間で、タイミングロータ１８の突起７１が検出されるたびにインクリメントされるデータで、０～３５の値が繰り返して割り当てられる。なお、３６０ＣＡステージ及び７２０ＣＡステージは、検出されていない場合には「ＦＦ」が割り当てられている。さらに、Ｆ＿ＥＮＧは、エンジン行程フラグであり、吸気圧は吸気管２の内圧の値である。Ｆ＿ＤＴは、吸気圧変動フラグの今回値であり、ＣＣは吸気圧変動カウンタＣＣの値である。さらに、Ｆ＿ＳＴは、エンジン１の行程判別フラグを示す。
　時刻ｔ０でクランキングが開始されると、クランク軸１７の回転に伴って、クランク角センサ１９からアナログのクランク信号が出力される。クランク信号は、例えば２０°ごとにピークが周期的に現れる信号である。
　時刻ｔ１でクランク軸１７と共に回転するタイミングロータ１８の基準位置が検出されると、基準位置を検出したことを示すフラグＦ＿ＴＣＴＤＣが「１」にセットされる。これにより、３６０ＣＡステージの値が更新され、以降は０～１７の値が繰り返して割り当てられる。また、吸気圧ＰＭの読み込みが開始される。さらに、図５のフローチャートに示すような行程判別用吸気圧算出処理によって、吸気圧ボトム値ＰＭＢ、吸気圧トップ値ＰＭＴ、及び吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣの算出が開始される。
　そして、クランク信号のピークを検出する度に、３６０ＣＡステージがインクリメントされ、時刻ｔ２において３６０ＣＡステージが上死点の直前に相当する「１７」になると、このときの吸気圧変動幅が吸気圧変動幅の今回値ＤＰＭＴＤＣ１として記憶される。また、今まで記憶されていた吸気圧変動幅の今回値ＤＰＭＴＤＣ１は、前回値ＤＰＭＴＤＣ２として記憶される。さらに、吸気圧変動幅の今回値ＤＰＭＴＤＣ１と前回値ＤＰＭＴＤＣ２の間の変化量ＤＤＰＭＴＤＣも算出される。しかしながら、時刻ｔ２では、初回の処理なので、吸気圧変動幅の変化量ＤＤＰＭＴＤＣは０である。
　この後、３６０ＣＡステージがリセットされて、再び「０」からカウントし直される。これと共に、図５のフローチャートに示すような行程判別用吸気圧算出処理によって、吸気圧ボトム値ＰＭＢ、吸気圧トップ値ＰＭＴ、及び吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣの算出が開始される。時刻ｔ２から時刻ｔ３に至る過程では、ステージが「５」付近までは、吸気圧が徐々に減少する。このため、吸気圧トップ値ＰＭＴは初期値が維持される。その一方で、吸気圧ボトム値ＰＭＢが吸気圧の減少に伴って適宜更新され、ステージ「５」で最小値Ｐ１になる。この後、ステージ「１７」にかけて、吸気圧が徐々に増加すると、吸気圧ボトム値ＰＭＢはＰ１が維持されるが、ステージ「１７」で吸気圧トップ値ＰＭＴが最大値Ｐ２になる。この結果、吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣは、図中の四角で囲んだ範囲の高さに相当し、Ｐ２－Ｐ１になる。
　ここで、このときの吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣは、図６のステップＳ３０２に示す所定値を越える大きさであるとする。この場合、吸気圧変動幅の前回値ＤＰＭＴＤＣ２と今回値ＤＰＭＴＤＣ１の大小を比較すると、変動幅が小→大に変化しているので、吸気圧変動フラグの今回値Ｆ＿ＤＴには「０」がセットされる。この段階では、行程判別は、未だ済んでおらず、吸気圧変動フラグの反転も確認できない。このため、吸気圧変動周期カウンタＣＣは、「０」のままである。
　続く時刻ｔ３から時刻ｔ４の間も前記と同様の処理が行われる。ここでは、吸気圧変動幅の前回値ＤＰＭＴＤＣ２（時刻ｔ２から時刻ｔ３の間）と今回値ＤＰＭＴＤＣ１（時刻ｔ３から時刻ｔ４の間）の大小を比較する。時刻ｔ４における吸気圧変動幅の今回値ＤＰＭＴＤＣ１は、時刻ｔ３における前回値ＤＰＭＴＤＣ２より小さい、つまり時刻３から時刻ｔ４で変動幅が大→小に変化しているので、吸気圧変動フラグの今回値Ｆ＿ＤＴに「１」がセットされる。この段階では、未だ行程判別は済んでいないが、吸気圧変動フラグの今回値Ｆ＿ＤＴが「０」から「１」に反転している。すなわち、前回の上死点から今回の上死点に至るまでの間で吸気圧変動の周期があったとみなせるので、吸気圧変動周期カウンタＣＣがインクリメントされ、「１」になる。
　次の時刻ｔ４から時刻ｔ５までの間では、吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣの今回値が計算される。前回値（時刻ｔ３から時刻ｔ４の間）と今回値（時刻ｔ４から時刻ｔ５の間）の変動幅が小→大になるので、吸気圧変動フラグの今回値Ｆ＿ＤＴに「０」がセットされる。この段階でも未だ行程判別は済んでいないが、吸気圧変動フラグの反転（「１」→「０」）が確認されたので、吸気圧変動周期カウンタＣＣがインクリメントされ、「２」になる。
　さらに、時刻ｔ５から時刻ｔ６の間は、吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣの今回値が計算される。吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣの変動幅が大→小になっているので、吸気圧変動フラグの今回値Ｆ＿ＤＴが前回値に対して反転する。このため、吸気圧変動周期カウンタＣＣがインクリメントされ、「３」になる。
　ここまでの行程で、吸気圧変動周期カウンタＣＣが「３」以上になる。つまり、クランク軸１７の４回転分に相当する期間において、７２０ＣＡ間の吸気管圧力変動幅の大小の変化が交互に連続して発生したことになるので、行程判別が可能になる。
　さらに、このときの吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣの変動幅が大→小であることから、直前の１回転(３６０ＣＡ)が膨張・排気行程と判別される。
　これに伴い、７２０ＣＡステージにおける行程判別フラグＦ＿ＳＴに「１」がセットされると共に、このときの７２０ＣＡステージＳＴＡＧＥに「２６」をセットする。
　以降は、エンジン１の行程判別結果に基づいて、２回転に１回の燃料噴射出力、点火出力が行われる。
　次に、車両が減速から加速に転じるときの行程判別の処理について図９のタイミングチャートを主に参照して説明する。なお、時刻ｔ１０でエンジン１は減速運転状態にあり、例えばエンジン回転数５０００ｒｐｍ、スロットル開度はアイドル開度で運転されている状態とする。また、時刻ｔ１０以前において行程判別は行われていたものとし、例えば、吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣの変動幅が小→大で、吸気圧変動周期カウンタＣＣは「２５５」とする。吸気圧変動周期カウンタＣＣは、「２５５」が上限リミットであることから、２５５回以上の大小の変化が交互に連続した変動周期回数があったことを示している。
　時刻ｔ１１で、減速運転状態から、スロットルバルブ５を開方向へ操作されることで、加速運転が開始される。このときのエンジン行程が膨張・排気行程にあることから、吸気管２にエンジン１は何の作用も及ぼさない。スロットルバルブ５が開くことで、スロットルバルブ５の下流側は上流側即ち、大気と導通する。その結果、膨張・排気行程における吸気管圧力は大気圧近傍に変化し、膨張・排気行程の吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣは、前回の吸気・圧縮行程の吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣと比較して大きくなる。
　時刻ｔ１２で３６０ＣＡステージが上死点前ステージに達すると、時刻ｔ１０を過ぎた後のステージから時刻ｔ１２までの間の吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣが算出される。吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣの前回値から今回値への変化は、小→大なので、吸気圧変動フラグの今回値Ｆ＿ＤＴが「０」にセットされる。吸気圧変動フラグは「０」が維持されることになるので、前回の上死点から今回の上死点に至るまで間で吸気圧変動の周期性が失われたことになり、吸気圧変動周期カウンタＣＣがリセットされて「０」になる。
　時刻ｔ１３で３６０ＣＡステージが上死点前ステージに達すると、時刻ｔ１２を過ぎた後のステージから時刻ｔ１３までの間の吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣが算出される。吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣの前回値から今回値への変化は、大→小なので、吸気圧変動フラグの今回値Ｆ＿ＤＴが「１」にセットされる。吸気圧変動周期カウンタＣＣが「０」なので、吸気圧変動フラグが前回値に対して反転したことから、前回の上死点から今回の上死点に至るまで間で吸気圧変動の周期性が満たされたことになり、吸気圧変動周期カウンタＣＣがインクリメントされて「１」になる。
　時刻ｔ１４で３６０ＣＡステージが上死点前ステージに達すると、時刻ｔ１３を過ぎた後のステージから時刻ｔ１４までの間の吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣが算出される。吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣの前回値から今回値への変化は、大→小なので、吸気圧変動フラグの今回値Ｆ＿ＤＴが「１」にセットされる。吸気圧変動フラグは「１」が維持されることになるので、前回の上死点から今回の上死点に至るまで間で吸気圧変動の周期性が失われたことになり、吸気圧変動周期カウンタＣＣがリセットされて「０」になる。
　時刻ｔ１５で３６０ＣＡステージが上死点前ステージに達すると、時刻ｔ１４を過ぎた後のステージから時刻ｔ１５までの間の吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣが算出される。吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣの前回値から今回値への変化は、小→大である。この段階で気圧変動周期カウンタＣＣが「０」なので、吸気圧変動周期カウンタＣＣが再びリセットされて「０」になる。
　時刻ｔ１６で３６０ＣＡステージが上死点前ステージに達すると、時刻ｔ１５を過ぎた後のステージから時刻ｔ１６までの間の吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣが算出される。吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣの前回値から今回値への変化は、大→小なので、吸気圧変動フラグの今回値Ｆ＿ＤＴが「１」にセットされる。吸気圧変動周期カウンタＣＣが「０」で、吸気圧変動フラグが前回値に対して反転したことから、前回の上死点から今回の上死点に至るまで間で吸気圧変動の周期性が満たされたことになり、吸気圧変動周期カウンタＣＣがインクリメントされて「１」になる。
　以降は、３６０ＣＡステージが上死点前ステージに達する度に、前記の処理が繰り返えされる。時刻ｔ１７では、吸気圧変動周期カウンタＣＣが「１」で、かつ変動幅が反転しているので、吸気圧変動周期カウンタＣＣがインクリメントされて「２」になる。時刻ｔ１８では、吸気圧変動周期カウンタＣＣが「２」で、かつ変動幅が反転しているので、吸気圧変動周期カウンタＣＣがインクリメントされて「３」になる。
　ここで、時刻ｔ１８までの処理で、吸気圧変動周期カウンタＣＣが「３」になり、変動幅が大→小であるので、行程判別が行われる。即ち、クランク４回転の期間において、クランク２回転(７２０ＣＡ)の間の吸気管圧力変動幅の大小の変化が交互に連続して発生すると共に、今回の吸気管圧力変動幅ＤＰＭＴＤＣの大小の変化が大から小であったことから、直前の１回転(３６０ＣＡ)を膨張・排気行程と判別する。
　この結果、行程判別フラグＦ＿ＳＴに「１」がセットされ、７２０ＣＡステージＳＴＡＧＥに＃２６がセットされる。
　このように、エンジン減速運転中にスロットルバルブ５の開き方向への操作が実施され、即ち加速運転が実施されると、吸気圧変動幅ＤＰＭＴＤＣの周期性が失われる。従来の制御装置では、このように周期性が失われた場合には行程を誤判定しまう。これに対し、この制御装置４１では、吸気管圧力変動幅の大小の変化が交互にクランク軸１７の４回転の期間において連続して発生することをエンジン行程判別条件とすることで、周期性が失われた後でも行程判別が行える。
　また、ｔ１４以降の吸気圧信号は、高負荷、例えばスロットル全開時の信号波形を示しており、高負荷においては、吸気管内に図９の時刻ｔ１１から時刻ｔ１２の間のような吸気圧脈動が発生するので、従来の吸気圧最小値、または累積値の比較によるエンジン行程判別では判別不能や、誤判別となる場合がある。この制御装置４１は、吸気圧変動幅をクランク２回転間(７２０ＣＡ)で比較することから、高負荷時の吸気圧脈動が発生するエンジン運転状態であっても精度良くエンジン行程判別を行うことが可能である。
　以上、説明したように、クランク軸１７が１回転（３６０ＣＡ）する間の吸気管圧力変動幅の今回値と前回値の大小を比較するようにしたので、エンジン１を高回転、高負荷で運転させて吸気管圧力脈動が大きくなる条件においても精度良くエンジン行程を判別することができる。
　吸気管圧力変動幅の大小比較によってエンジン行程判別を行なうので、吸気管圧力の偏差を大きく検出することができ、スロットル開度、エンジン回転数で構成されるエンジン運転領域において、エンジン行程判別が可能な領域を従来技術と比較して広くすることができる。
　また、吸気管圧力変動幅の大小の変化が交互に連続して発生する周期性に着目してエンジン行程を判別するようにしたので、吸入空気量を調整するスロットルバルブ５が開閉操作されている場合であっても、より精度良くエンジン行程を判別することができる。
　吸気管圧力変動幅の大小の変化が３回発生したときに行程判別を行うようにしたので、スロットルバルブ５が開閉操作されている場合であっても、エンジン行程を短期間で精度良く判別できる。
　これらのことから、エンジン行程誤判別によるエンストを防止し、エンジン行程判別によってクランク軸１７が２回転(７２０ＣＡ)する間にエンジン行程に基づいた１回の燃料噴射出力と、点火出力を行なうことができるので、エネルギー損失(消費)が低減されると共に、コンデンサやコイルなどの点火系構成部品の耐久性を向上できる。
　なお、エンジン１の運転中にスロットルバルブ５の開度が一定で安定していれば、膨張・排気行程の吸気管圧力変動幅は前回値より小さくなる。しかしながら、膨張・排気行程においてスロットルバルブ５が開き方向に操作された場合は、吸気管２にエンジン１は何の作用も及ぼしていないことから、スロットルバルブ５の下流の吸気管２は上流の吸気管即ち、大気と導通することとなり、膨張・排気行程の吸気管圧力は大気圧近傍へ変化し、膨張・排気行程の吸気管圧力変動幅は吸気・圧縮行程の吸気管圧力変動幅と比較して大きくなる。さらに、その直後の行程における吸気管圧力変動幅は、直前の膨張・排気行程の吸気管圧力変動幅と比較して小さくなる。これに対し、膨張・排気行程においてスロットルバルブ５が閉まり方向に操作されても、吸気管圧力変動幅が直前の吸気・圧縮行程の吸気管圧力変動幅より大きくなることはない。つまり、スロットルバルブ５の開閉操作が行なわれた場合であっても、膨張・排気行程の吸気管圧力変動幅が、吸気・圧縮行程の吸気管圧力変動幅より大きくなることは、クランク軸１７の４回転以上連続して発生することはない。
　ここで、図１０及び図１１に実験結果を示す。図１０は、高負荷状態（例えば、エンジン回転数約９０００ｒｐｍ）から減速したときの各パラメータと判別結果を示す。また、図１１は、減速運転から加速（例えば、エンジン回転数約９０００ｒｐｍまで）したときの各パラメータと判別結果を示す。
　図１０は、高負荷から減速した場合の吸気管圧力の変化を示す。上死点間の吸気管圧力変動幅をクランク軸１７が２回転(７２０ＣＡ)する間で大小を比較した場合、大小の変化が交互に連続して発生していることがわかる。従来の判別方法では、吸気圧ボトム値ＰＭＢに着目していたので、連続する２つの行程の間で吸気圧ボトム値ＰＭＢの差が小さい場合に、判定ミスが生じる可能性があった。これに対して、この実施の形態では、吸気圧トップ値ＰＭＴの吸気圧ボトム値ＰＭＢの間の変化量に着目することで、吸気圧ボトム値ＰＭＢの差が小さい場合でも、吸気・圧縮行程と、膨張・排気行程とを区別することができる。
　図１１は、減速運転から加速した場合の吸気管圧力の変化を示す。４０ｍｓｅｃ付近でスロットル５を開き始めたときに、吸気圧変動幅の大小の変化が交互に発生しない状態が生じるが、すぐに吸気圧変動幅の大小の変化が交互に発生し始める。クランク軸１７の４回転に相当する期間、大小の変化が交互に連続して発生するようになり、加速時においても精度良くエンジン行程を判別可能であることがわかる。
　エンジン１の上死点間の吸気管圧力変動幅をクランク軸１７が２回転(７２０ＣＡ)する間で大小を比較した場合において、大小の変化が交互にクランク軸１７が４回転するまでの期間において連続して発生するとともに、今回の吸気管圧力変動幅の大小の変化が大から小であれば直前の１回転(３６０ＣＡ)を膨張・排気行程と判別する。スロットル開度が閉じ方向(減速)、開き方向(加速)の操作をされた場合においても精度良くエンジン行程を判別することができる。
　なお、本発明は、実施の形態で挙げた例や条件に限定されることなく解釈される。本発明は、その精神および範囲から逸脱しない範囲において、種々の変更や変形が可能である。
前記の実施の形態に限定されずに広く応用することができる。
　例えば、本実施の形態は、多気筒エンジンに適用することも可能である。また、内燃機関は、図１に示すエンジン１に限定されない。
　また、吸気管圧力変動幅の大小の変化が４回以上生じたときに行程判別を行っても良い。
　１　　　エンジン（内燃機関）
　２　　　吸気管
　１７　　　クランク軸（出力軸）
　４１　　　制御装置
　５３　　　ＣＰＵ
　６１　　　クランク信号処理部
　６２　　　スロットル信号処理部
　６３　　　吸気圧算出部
　６４　　　変動幅算出部
　６５　　　変動幅比較部
　６６　　　行程判別部
　６７　　　出力処理部

Claims (4)

  1. 　内燃機関の燃焼室に空気を供給する吸気管内の圧力を取得し、前記内燃機関の出力軸が１回転する間の前記吸気管内の圧力の最大値、及び最小値を計測する吸気圧算出部と、
    　前記吸気管内の圧力の最大値、最小値の差から、前記出力軸が１回転する間の圧力変動幅を算出する変動幅算出部と、
    　前記クランク軸が２回転する間に得られる圧力変動幅の前回値と今回値の大小を比較する変動幅比較部と、
    　圧力変動幅の前回値と今回値の大小を比較し、前記内燃機関の行程を判別する行程判別部と、
    　前記内燃機関の行程判別を行った後、前記出力軸が２回転するたびに１回、燃料噴射出力及び点火出力を行わせる出力処理部と、
    を含む内燃機関の制御装置。
  2. 　前記行程判別部は、前記吸気管内の圧力変動幅の前回値と今回値の大小を比較し、前記出力軸が所定回数の回転する期間において圧力変動幅の大小の変化が交互に、かつ連続して発生した場合に、エンジン行程を判別することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
  3. 　前記行程判別部は、前記吸気管内の圧力変動幅の大小の変化が３回連続したときに、エンジン行程を判別する請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
  4. 　前記行程判別部は、圧力変動幅の前回値から今回値の変化が大から小であった場合に、今回値に相当する行程を膨張・排気行程と判別することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
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