特開 2024-175398 エンジン制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024175398

(43)【公開日】2024-12-18

(54)【発明の名称】エンジン制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 45/00 20060101AFI20241211BHJP

   F02D 43/00 20060101ALI20241211BHJP

   F02D 41/06 20060101ALI20241211BHJP

【ＦＩ】

F02D45/00 362

F02D43/00 301G

F02D41/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023093162

(22)【出願日】2023-06-06

(71)【出願人】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100129425

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 護晃

(74)【代理人】

【識別番号】100168642

【弁理士】

【氏名又は名称】関谷 充司

(72)【発明者】

【氏名】蔡 剛

(72)【発明者】

【氏名】窪田 暁仁

(72)【発明者】

【氏名】森川 忠敬

【テーマコード（参考）】

3G301

3G384

【Ｆターム（参考）】

3G301HA06

3G301KA01

3G301LB00

3G301NB14

3G301PE04Z

3G301PF16Z

3G384AA07

3G384BA11

3G384CA01

3G384DA13

3G384ED08

3G384FA58Z

3G384FA60Z

3G384FA61Z

3G384FA62Z

(57)【要約】

【課題】エンジン始動直後の歯欠け部において早期に燃料噴射ができるようにする。
【解決手段】エンジン制御装置２７０は、歯欠け部が非対称かつ複数形成されたクランクシグナルプレート２３０の歯部を検知してパルス状のクランク信号を出力するクランク角センサ２４０の出力信号、及び吸気カムシャフト１７０の基準位置を規定する歯部の個数が他の歯部の個数とは異なっているカムシグナルプレート２５０の歯部を検知してパルス状のカム信号を出力するカム角センサ２６０の出力信号を夫々読み込む。そして、エンジン制御装置２７０は、エンジンの始動後にクランク信号の出力周期から歯欠け部が検知されたときに、その歯欠け部の検知位置を起点とした所定区間内におけるカム信号の出力個数に応じてエンジン１００の気筒を判別する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

クランクシャフトと一体的に回転する円形プレートの外周端に複数の歯部が形成されるとともに、前記歯部の一部が欠損している歯欠け部が非対称かつ複数形成されたクランクシグナルプレートと、前記クランクシグナルプレートの歯部を検知してパルス状のクランク信号を出力するクランク角センサと、カムシャフトと一体的に回転する円形プレートの外周端に各気筒を判別するための歯部が形成されるとともに、前記カムシャフトの基準位置を規定する歯部の個数が他の歯部の個数とは異なっているカムシグナルプレートと、前記カムシグナルプレートの歯部を検知してパルス状のカム信号を出力するカム角センサと、が取り付けられたエンジンを制御するエンジン制御装置であって、
前記エンジンの始動後に前記クランク信号の出力周期から前記歯欠け部が検知されたときに、当該歯欠け部の検知位置を起点とした所定区間内における前記カム信号の出力個数に応じて前記エンジンの気筒を判別する、
エンジン制御装置。

【請求項2】

前記クランク信号の出力間隔を所定倍率で逓倍した逓倍クランク信号に同期して、前記クランクシャフトの回転角度を特定可能な第１のカウンタをカウントアップする、
請求項１に記載のエンジン制御装置。

【請求項3】

前記エンジンの始動後に前記歯欠け部が検知されたときに、当該歯欠け部の検知位置を起点とした所定区間内における前記カム信号の出力個数に応じて連続する２つの前記歯欠け部の検知周期を求め、
前記歯欠け部の検知周期、及び前記クランク信号に同期してカウントアップされる第２のカウンタの計数値に基づいて、前記歯欠け部になったこと及びこれが終了したことを検知し、前記歯欠け部になったことが検知されてから終了したことが検知されるまで、前記クランク信号を逓倍する所定倍率を変更する、
請求項２に記載のエンジン制御装置。

【請求項4】

前記クランク信号の出力周期から前記歯欠け部が２回検知されたとき、前記第１のカウンタの計数値に基づいて前記エンジンの燃料噴射制御を実行する、
請求項２に記載のエンジン制御装置。

【請求項5】

前記エンジンの始動後に前記クランク信号が所定個数出力されるまで、前記歯欠け部の検知を中止する、
請求項１に記載のエンジン制御装置。

【請求項6】

前記所定区間は、前記歯欠け部の検知位置を起点として遡った第１の所定区間、又は前記歯欠け部の検知位置後の所定位置を起点として遡った第２の所定区間である、
請求項１に記載のエンジン制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジン制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

エンジン始動直後においては、気筒判別が完了するまで、特開平９－２５０３８０号公報（特許文献１）に記載されるように、クランクシャフトの所定回転角度ごとにクランク角センサが出力する角度信号の計数結果に応じて燃料噴射が制御されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平９－２５０３８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、クランク角センサは、所定回転角度ごとの複数の歯部、及び複数の歯部の一部が欠損された各気筒の基準位置を規定する歯欠け部が形成されたクランクシグナルプレートを利用して、角度信号及び基準位置信号を出力する。このため、エンジン始動直後には、クランク角センサが歯欠け部を検知すると角度信号の計数が停止し、これによって、その後の歯欠け部では燃料噴射ができなかった。

【0005】

そこで、本発明は、エンジン始動直後の歯欠け部において早期に燃料噴射ができるようにした、エンジン制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

エンジンには、クランクシグナルプレートと、クランク角センサと、カムシグナルプレートと、カム角センサと、が取り付けられている。クランクシグナルプレートには、クランクシャフトと一体的に回転する円形プレートの外周端に複数の歯部が形成されるとともに、歯部の一部が欠損している歯欠け部が非対称かつ複数形成されている。クランク角センサは、クランクシグナルプレートの歯部を検知してパルス状のクランク信号を出力する。カムシグナルプレートには、カムシャフトと一体的に回転する円形プレートの外周端に各気筒を判別するための歯部が形成されるとともに、カムシャフトの基準位置を規定する歯部の個数が他の歯部の個数とは異なるように構成されている。カム角センサは、カムシグナルプレートの歯部を検知してパルス状のカム信号を出力する。そして、このようなエンジンを制御するエンジン制御装置は、エンジンの始動後にクランク信号の出力周期から歯欠け部が検知されたときに、その歯欠け部の検知位置を起点とした所定区間内におけるカム信号の出力個数に応じてエンジンの気筒を判別する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、エンジン始動直後の歯欠け部においてエンジンの気筒を判別することができるので、その後の歯欠け部において燃料噴射を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】４サイクルエンジンの制御システムの一例を示す概略図である。

【図2】クランクシグナルプレートの一例を示す平面図である。

【図3】カムシグナルプレートの一例を示す平面図である。

【図4】クランク信号及びカム信号の出力特性の一例を示す説明図ある。

【図5】気筒判別処理の一例を示すフローチャートである。

【図6】気筒判別処理の一例を示すフローチャートである。

【図7】気筒判別処理の一例を示すフローチャートである。

【図8】気筒判別処理の一例を示すフローチャートである。

【図9】エンジンの気筒を判別する具体的な方法の一例を示す説明図である。

【図10】エンジンの気筒を判別する具体的な方法の一例を示す説明図である。

【図11】エンジンの気筒を判別する具体的な方法の一例を示す説明図である。

【図12】エンジンの気筒を判別する具体的な方法の一例を示す説明図である。

【図13】歯欠け部におけるクランク角度カウンタのカウントアップを補間する方法の一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１は、３気筒の４サイクルエンジンの制御システムの一例を示している。なお、本実施形態は、３気筒の４サイクルエンジンに限らず、５気筒などの４サイクルエンジンにも適用することができる。

【0010】

エンジン１００は、シリンダブロック１１０と、ピストン１２０と、クランクシャフト１３０と、コネクティングロッド１４０と、シリンダヘッド１５０と、を有している。シリンダブロック１１０には、ピストン１２０が往復動可能に配置されるシリンダボア１１０Ａが形成されている。シリンダブロック１１０の下部には、図示しないベアリングを介して、シリンダブロック１１０に対して相対回転可能にクランクシャフト１３０が配置されている。そして、ピストン１２０は、コネクティングロッド１４０を介して、クランクシャフト１３０に連結されている。

【0011】

シリンダヘッド１５０には、吸気を導入する吸気ポート１５０Ａと、排気を導出する排気ポート１５０Ｂと、が夫々形成されている。そして、シリンダヘッド１５０がシリンダブロック１１０の上面に締結されることで、シリンダブロック１１０のシリンダボア１１０Ａ、ピストン１２０の冠面及びシリンダヘッド１５０の下面によって区画される領域が燃焼室１６０として機能する。燃焼室１６０を臨む吸気ポート１５０Ａの開口端には、吸気カムシャフト１７０によって開閉駆動される吸気バルブ１８０が配置されている。また、燃焼室１６０を臨む排気ポート１５０Ｂの開口端には、排気カムシャフト１９０によって開閉駆動される排気バルブ２００が配置されている。

【0012】

燃焼室１６０を臨むシリンダヘッド１５０の所定箇所には、燃焼室１６０に燃料を直接噴射する電磁式の燃料噴射弁２１０と、燃料と吸気との混合気を点火する点火プラグ２２０と、が夫々取り付けられている。なお、燃料噴射弁２１０は、燃焼室１６０に燃料を直接噴射する構成に限らず、吸気ポート１５０Ａ又はこれらの両方に燃料を噴射する構成であってもよい。

【0013】

クランクシャフト１３０の端部には、クランクシグナルプレート２３０が取り付けられている。クランクシグナルプレート２３０は、図２に示すように、円板形状のプレート部２３０Ａと、プレート部２３０Ａの外周端から半径外方に向かって任意の所定角度ごとに延びる複数の歯部２３０Ｂと、が一体化された被検知部材である。また、クランクシグナルプレート２３０には、歯部２３０Ｂの一部が欠損されることで、クランク角度０°及び１２０°に対応する各気筒の角度基準位置、即ち、吸気カムシャフト１７０が１回転するときのクランク角度０°、１２０°、３６０°及び４８０°に対応する各気筒の角度基準位置を示す歯欠け部２３０Ｃが形成されている。ここで、歯欠け部２３０Ｃは、２つの歯部２３０Ｂを欠損させて形成されているが、任意数の歯部２３０Ｂを欠損させて歯欠け部２３０Ｃを形成するようにしてもよい。なお、プレート部２３０Ａが、円形プレートの一例として挙げられる。

【0014】

３気筒エンジンの場合、クランクシグナルプレート２３０は、例えば、所定角度を１０°とし、３２個の歯部２３０Ｂと、２個の歯部２３０Ｂが欠損された３０°に亘る２つの歯欠け部２３０Ｃと、を有している。要するに、クランクシグナルプレート２３０の歯欠け部２３０Ｃは、クランクシャフト１３０の回転軸周りに非対称かつ複数形成されていればよい。

【0015】

シリンダブロック１１０の下部であって、クランクシグナルプレート２３０の外周端に対面する所定箇所には、クランクシグナルプレート２３０の歯部２３０Ｂを検知してパルス状のクランク信号ＰＯＳを出力するクランク角センサ２４０が取り付けられている。従って、クランク角センサ２４０は、クランクシャフト１３０の回転に伴って、歯部２３０Ｂを検知した所定角度ごとの角度位置信号と、歯欠け部２３０Ｃを検知したクランク角度０°及び１２０°に対応する各気筒の基準位置信号と、を含むクランク信号ＰＯＳを出力する。

【0016】

吸気カムシャフト１７０の端部には、カムシグナルプレート２５０が取り付けられている。カムシグナルプレート２５０は、図３に示すように、円板形状のプレート部２５０Ａと、プレート部２５０Ａの外周端から半径外方に向かって延びる複数の歯部２５０Ｂと、が一体化された被検知部材である。３気筒エンジンの場合、カムシグナルプレート２５０には、１２０°ごとに気筒判別用の３つの歯部２５０Ｂが設けられている。なお、第１気筒判別用の歯部２５０Ｂは２つの突起により形成され、第２気筒及び第３気筒判別用の歯部２５０Ｂは１つの突起により形成されている。要するに、カムシグナルプレート２５０には、吸気カムシャフト１７０と一体的に回転するプレート部２５０Ａの外周端に各気筒を判別するための歯部２３０Ｂが形成され、吸気カムシャフト１７０の基準位置を規定する第１気筒判別用の歯部２３０Ｂの個数が他の歯部２３０Ｂの個数とは異なるように構成されている。なお、プレート部２５０Ａが、円形プレートの一例として挙げられる。

【0017】

また、シリンダヘッド１５０の上部であって、カムシグナルプレート２５０の外周端に対面する所定箇所には、カムシグナルプレート２５０の歯部２５０Ｂを検知してパルス状のカム信号ＰＨＡＳＥを出力するカム角センサ２６０が取り付けられている。従って、カム角センサ２６０は、吸気カムシャフト１７０が１回転する間に、歯部２５０Ｂを検知した０°、１２０°及び２４０°でカム信号ＰＨＡＳＥを出力、要するに、クランク角度０°、１２０°及び４８０°に対応する角度で気筒判別用のカム信号ＰＨＡＳＥを出力する。

【0018】

クランク角センサ２４０のクランク信号ＰＯＳ、及びカム角センサ２６０のカム信号ＰＨＡＳＥは、マイクロコンピュータを内蔵したエンジンコントロールモジュール（ＥＣＭ）２７０に入力されている。また、ＥＣＭ２７０には、クランク角センサ２４０及びカム角センサ２６０の各出力信号に加え、回転速度センサ２８０、負荷センサ２９０、水温センサ３００及び空燃比センサ３１０の各出力信号が入力されている。回転速度センサ２８０は、エンジン１００の回転速度Ｎｅを検出する。負荷センサ２９０は、エンジン１００の負荷Ｑを検出する。水温センサ３００は、エンジン１００の水温Ｔｗを検出する。空燃比センサ３１０は、排気中の空燃比ＡＢＦを検出する。ここで、エンジン１００の負荷Ｑとしては、例えば、吸気流量、吸気負圧、過給圧力、アクセル開度、スロットル開度など、エンジン１００の要求トルクと密接に関連する状態量を使用することができる。なお、ＥＣＭ２７０は、回転速度センサ２８０に代えて、クランク角センサ２４０の出力信号からエンジン１００の回転速度Ｎｅを算出するようにしてもよい。

【0019】

ＥＣＭ２７０は、マイクロコンピュータの不揮発性メモリに格納されたアプリケーションプログラムを実行することで、クランク角センサ２４０、カム角センサ２６０、回転速度センサ２８０、負荷センサ２９０、水温センサ３００及び空燃比センサ３１０の各出力信号に応じて、燃料噴射弁２１０及び点火プラグ２２０を夫々電子制御する。

【0020】

このとき、ＥＣＭ２７０は、クランク角センサ２４０のクランク信号ＰＯＳが１０°ごとに発生して分解能が低いことに鑑み、マイクロコンピュータに内蔵された逓倍回路（図示せず）を使用して、クランク信号ＰＯＳを１０逓倍（倍周）した逓倍クランク信号ＰＯＳ’を生成する。具体的には、ＥＣＭ２７０は、連続した２つのクランク信号ＰＯＳの出力周期を逐次計測し、逓倍回路を使用して、直前のクランク信号ＰＯＳの出力周期を１０逓倍した逓倍クランク信号ＰＯＳ’を生成する。従って、逓倍クランク信号ＰＯＳ’は、クランクシャフト１３０が１°回転したことを示すこととなる。なお、逓倍クランク信号ＰＯＳ’は、クランク信号ＰＯＳを１０逓倍して生成する構成に限らず、クランク信号ＰＯＳを任意の所定倍率で逓倍して生成する構成であってもよい。

【0021】

また、ＥＣＭ２７０は、燃料噴射制御及び点火制御の前提である気筒判別処理で使用するパラメータとして、クランク信号カウンタ、クランク角度カウンタ、及び気筒判別フラグを使用する。なお、クランク信号カウンタ及びクランク角度カウンタが、第２のカウンタ及び第１のカウンタの一例として夫々挙げられる。

【0022】

クランク信号カウンタは、クランクシャフト１３０の回転角度がクランクシグナルプレート２３０の歯欠け部２３０Ｃに対応する位置にあるか否かを判定する歯欠け判定のためのカウンタである。そして、ＥＣＭ２７０は、クランク信号ＰＯＳの入力に同期してクランク信号カウンタをカウントアップし、その計数値が歯欠け判定閾値以上になった後、次回のクランク信号ＰＯＳの入力を契機としてクランク信号カウンタをリセットする。

【0023】

クランク角度カウンタは、燃料噴射タイミング及び点火タイミングを制御するためのカウンタである。そして、ＥＣＭ２７０は、クランク信号ＰＯＳを１０逓倍した逓倍クランク信号ＰＯＳ’に同期してクランク角度カウンタをカウントアップし、所定気筒の歯欠け判定を行った後、次回のクランク信号ＰＯＳの入力を契機としてクランク角度カウンタをリセットする。

【0024】

気筒判別フラグは、エンジン始動後に気筒判別が完了したか否かを示すフラグであって、イグニッションスイッチによりエンジン１００が停止されたことを契機として、０（ＦＡＬＳＥ）にリセットされる。ここで、気筒判別フラグが０の場合には、エンジン始動後に気筒判別が完了していないことを示し、気筒判別フラグが１（ＴＲＵＥ）の場合には、エンジン始動後に気筒判別が完了したことを示す。

【0025】

ＥＣＭ２７０は、回転速度センサ２８０及び負荷センサ２９０から回転速度Ｎｅ及び負荷Ｑを夫々読み込み、これらに基づいてエンジン運転状態に応じた基本燃料噴射量を算出する。また、ＥＣＭ２７０は、水温センサ３００から水温Ｔｗを読み込み、基本燃料噴射量を水温Ｔｗで補正した燃料噴射量を算出する。さらに、ＥＣＭ２７０は、回転速度Ｎｅ、負荷Ｑ及び燃料噴射量に基づいて、燃料噴射タイミング及び点火タイミングを夫々算出する。

【0026】

そして、ＥＣＭ２７０は、クランク角度カウンタにより特定されるクランクシャフト１３０の回転角度が燃料噴射タイミングになったとき、燃料噴射量に応じた駆動信号を燃料噴射弁２１０に出力して、燃料噴射弁２１０から燃焼室１６０に燃料を噴射させる。また、ＥＣＭ２７０は、クランク角度カウンタにより特定されるクランクシャフト１３０の回転角度が点火タイミングになったとき、点火プラグ２２０に駆動信号を出力して、燃料と吸気との混合気を着火燃焼させる。このとき、ＥＣＭ２７０は、空燃比センサ３１０から空燃比ＡＢＦを読み込み、排気中の空燃比ＡＢＦが目標空燃比に近づくように燃料噴射弁２１０をフィードバック制御する。

【0027】

ところで、図２に示すクランクシグナルプレート２３０を使用した場合、図４に示すように、クランク角センサ２４０は、連続する２つの歯欠け部２３０Ｃの間において、２２個のクランク信号ＰＯＳ、及び１０個のクランク信号ＰＯＳを交互に出力する。本実施形態では、連続する２つの歯欠け部２３０Ｃの間のクランク信号ＰＯＳの周期を「クランク信号周期」、このクランク信号周期において２２個のクランク信号ＰＯＳが出力される場合を「長周期」、このクランク信号周期において１０個のクランク信号が出力される場合を「短周期」と定義する。また、図３に示すカムシグナルプレート２５０を使用した場合、図４に示すように、カム角センサ２６０は、クランクシャフト１３０が基準位置から２４０°回転するたびに、１つ又は２つのカム信号ＰＨＡＳＥを出力する。そして、このようなクランク信号ＰＯＳ及びカム信号ＰＨＡＳＥの出力特性を利用して、クランクシグナルプレート２３０の歯欠け部２３０Ｃが検知された歯欠け判定位置において、詳細を後述するようにエンジン１００の気筒判別、その絶対角度などを特定する。なお、クランク信号周期が、連続する２つの歯欠け部２３０Ｃの検知周期の一例として挙げられる。

【0028】

図５～図８は、イグニッションスイッチによりエンジン１００が始動されたことを契機として、ＥＣＭ２７０のマイクロコンピュータが、不揮発性メモリに格納されたアプリケーションプログラムを実行することによって、所定時間ごとに繰り返し実行する気筒判別処理の一例を示している。なお、以下の気筒判別処理の説明においては、説明を簡潔にすることを目的として、「ＥＣＭ２７０のマイクロコンピュータ」を「ＥＣＭ２７０」と略記する。

【0029】

気筒判別処理を実行するに際して、ＥＣＭ２７０は、クランク角センサ２４０から出力されるクランク信号ＰＯＳの出力周期に応じて、クランク角センサ２４０がクランクシグナルプレート２３０の歯欠け部２３０Ｃを検知した歯欠け判定を行う。即ち、クランクシグナルプレート２３０の歯欠け部２３０Ｃを挟んだ前後においては、クランク信号ＰＯＳの出力周期は、「短→長→短」と変化する。従って、ＥＣＭ２７０は、このようなクランク信号ＰＯＳの出力周期の変化を監視し、その結果に応じて歯欠け判定を行うことができる。このとき、クランク信号ＰＯＳの出力周期の変化特性により、ＥＣＭ２７０は、歯欠け部２３０Ｃが終了してから２番目の歯部２３０Ｂを検知したときに、これは歯欠け部２３０Ｃであったと特定することができる。

【0030】

ステップ１０（図５では「Ｓ１０」と略記する。以下同様。）では、ＥＣＭ２７０が、エンジン始動後の２回目の歯欠け判定以後であるか否かを判定する。そして、ＥＣＭ２７０は、エンジン始動後の２回目の歯欠け判定以後であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ１１へと進める。一方、ＥＣＭ２７０は、エンジン始動後の２回目の歯欠け判定以後でないと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ２１へと進める。

【0031】

ステップ１１では、ＥＣＭ２７０が、クランク信号カウンタの計数値が９であるか否か、要するに、今回の歯欠け判定前のクランク信号周期が短周期であるか否かを判定する。そして、ＥＣＭ２７０は、クランク信号カウンタの計数値が９であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ１２へと進める。一方、ＥＣＭ２７０は、クランク信号カウンタの計数値が９でないと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ１３へと進める。

【0032】

ステップ１２では、ＥＣＭ２７０が、今回の歯欠け判定から次回の歯欠け判定を行うまでのクランク信号周期が長周期であると特定する。その後、ＥＣＭ２７０は、処理をステップ１５へと進める。

【0033】

ステップ１３では、ＥＣＭ２７０が、クランク信号カウンタの計数値が２１であるか否か、要するに、今回の歯欠け判定前のクランク信号周期が長周期であるか否かを判定する。そして、ＥＣＭ２７０は、クランク信号カウンタの計数値が２１であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ１４へと進める。一方、ＥＣＭ２７０は、クランク信号カウンタの計数値が２１でないと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ１５へと進める。

【0034】

ステップ１４では、ＥＣＭ２７０が、今回の歯欠け判定から次回の歯欠け判定を行うまでのクランク信号周期が短周期であると特定する。その後、ＥＣＭ２７０は、処理をステップ１５へと進める。

【0035】

ステップ１５では、ＥＣＭ２７０が、クランク信号周期が長周期、かつクランク信号カウンタの計数値が２０であるか否かを判定する。そして、ＥＣＭ２７０は、クランク信号周期が長周期、かつクランク信号カウンタの計数値が２０であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ１７へと進める。一方、ＥＣＭ２７０は、クランク信号周期が長周期でないか、又はクランク信号カウンタの計数値が２０でないと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ１６へと進める。

【0036】

ステップ１６では、ＥＣＭ２７０が、クランク信号周期が短周期、かつクランク信号カウンタの計数値が８であるか否かを判定する。そして、ＥＣＭ２７０は、クランク信号周期が短周期、かつクランク信号カウンタの計数値が８であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ１７へと進める。一方、ＥＣＭ２７０は、クランク信号周期が短周期でないか、又はクランク信号カウンタの計数値が８でないと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ１８へと進める。

【0037】

ステップ１７では、ＥＣＭ２７０が、クランク信号ＰＯＳを逓倍する逓倍回路の逓倍倍率を１０から３０へと変更する。即ち、ＥＣＭ２７０は、クランクシグナルプレート２３０の歯欠け部２３０Ｃが３０°に亘って形成されていることを考慮し、逓倍回路の逓倍倍率を３０へと一時的に変更して、逓倍クランク信号ＰＯＳ’を補間する。その後、ＥＣＭ２７０は、今回の制御サイクルにおける気筒判別処理を終了させる。

【0038】

ステップ１８では、ＥＣＭ２７０が、クランク信号周期が長周期、かつクランク信号カウンタの計数値が２１であるか否かを判定する。そして、ＥＣＭ２７０は、クランク信号周期が長周期、かつクランク信号カウンタの計数値が２１であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ２０へと進める。一方、ＥＣＭ２７０は、クランク信号周期が長周期でないか、又はクランク信号カウンタの計数値が２１でないと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ１９へと進める。

【0039】

ステップ１９では、ＥＣＭ２７０が、クランク信号周期が短周期、かつクランク信号カウンタの計数値が９であるか否かを判定する。そして、ＥＣＭ２７０は、クランク信号周期が短周期、かつクランク信号カウンタの計数値が９であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ２０へと進める。一方、ＥＣＭ２７０は、クランク信号周期が短周期でないか、又はクランク信号カウンタの計数値が９でないと判定すれば（Ｎｏ）、今回の制御サイクルにおける気筒判別処理を終了させる。

【0040】

ステップ２０では、ＥＣＭ２７０が、クランクシグナルプレート２３０の歯欠け部２３０Ｃにおける逓倍クランク信号ＰＯＳ’の補間が完了したので、クランク信号ＰＯＳを逓倍する逓倍回路の逓倍倍率を３０から１０へと戻す。その後、ＥＣＭ２７０は、今回の制御サイクルにおける気筒判別処理を終了させる。

【0041】

ステップ２１では、ＥＣＭ２７０が、エンジン始動後の初回の歯欠け判定を行ったか否かを判定する。そして、ＥＣＭ２７０が、エンジン始動後の初回の歯欠け判定を行ったと判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ２２へと進める。一方、ＥＣＭ２７０は、エンジン始動後の初回の歯欠け判定を行っていないと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ３０へと進める。

【0042】

ステップ２２では、ＥＣＭ２７０が、歯欠け判定位置を起点として遡った第１の所定区間内において、カム角センサ２６０から出力されたカム信号ＰＨＡＳＥが１つであるか否かを判定する。ここで、第１の所定区間は、３気筒の４サイクルエンジンである場合、例えば、１４０°とすることができる。そして、ＥＣＭ２７０は、第１の所定区間内におけるカム信号ＰＨＡＳＥが１つであると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ２３へと進める。一方、ＥＣＭ２７０は、第１の所定区間内におけるカム信号ＰＨＡＳＥが１つでないと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ２６へと進める。

【0043】

ステップ２３では、ＥＣＭ２７０が、今回の歯欠け判定から次回の歯欠け判定を行うまでのクランク信号周期が短周期であると特定する。

【0044】

ステップ２４では、ＥＣＭ２７０が、今回の歯欠け判定に関連するエンジン１００の気筒が第２気筒であると特定する。ここで、ＥＣＭ２７０は、エンジン１００の気筒が第２気筒であると特定したことにより、クランクシャフト１３０の基準位置からの回転角度が５０°であると特定することもできる。

【0045】

ステップ２５では、ＥＣＭ２７０が、エンジン始動後に気筒判別が行われたか否かを示す気筒判別フラグを１（ＴＲＵＥ）に設定する。その後、ＥＣＭ２７０は、処理をステップ３０へと進める。

【0046】

ステップ２６では、ＥＣＭ２７０が、歯欠け判定位置を起点として遡った第１の所定区間において、カム角センサ２６０から出力されたカム信号ＰＨＡＳＥが２つであるか否かを判定する。そして、ＥＣＭ２７０は、第１の所定区間内におけるカム信号ＰＨＡＳＥが２つであると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ２７へと進める。一方、ＥＣＭ２７０は、第１の所定区間内におけるカム信号ＰＨＡＳＥが２つでないと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ３０へと進める。

【0047】

ステップ２７では、ＥＣＭ２７０が、今回の歯欠け判定から次回の歯欠け判定を行うまでのクランク信号周期が長周期であると特定する。

【0048】

ステップ２８では、ＥＣＭ２７０が、今回の歯欠け判定に関連するエンジン１００の気筒が第１気筒であると特定する。ここで、ＥＣＭ２７０は、エンジン１００の気筒が第１気筒であると特定したことにより、クランクシャフト１３０の基準位置からの回転角度が３０°であると特定することもできる。

【0049】

ステップ２９では、ＥＣＭ２７０が、エンジン始動後に気筒判別が行われたか否かを示す気筒判別フラグを１（ＴＲＵＥ）に設定する。その後、ＥＣＭ２７０は、処理をステップ３０へと進める。

【0050】

ステップ３０では、ＥＣＭ２７０が、歯欠け判定後の所定位置であり、かつ気筒判別フラグが０であるか否かを判定する。具体的には、ＥＣＭ２７０は、クランク信号カウンタの計数値が、例えば、所定位置の一例として挙げることができる上死点を示しているか否かを判定する。そして、ＥＣＭ２７０は、歯欠け判定後の所定位置であり、かつ気筒判別フラグが０であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ３１へと進める。一方、ＥＣＭ２７０は、歯欠け判定後の所定位置でないか、又は気筒判別フラグが０でないと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ１５へと戻す。

【0051】

ステップ３１では、ＥＣＭ２７０が、歯欠け判定後の所定位置を起点として遡った第２の所定区間内において、カム角センサ２６０から出力されたカム信号ＰＨＡＳＥが１つであるか否かを判定する。そして、ＥＣＭ２７０は、第２の所定区間内におけるカム信号ＰＨＡＳＥが１つであると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ３２へと進める。一方、ＥＣＭ２７０は、第２の所定区間内におけるカム信号ＰＨＡＳＥが１つでないと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ３３へと進める。ここで、上述した第１の所定区間、及び第２の所定区間が、歯欠け部２３０Ｃの検知位置を起点とした所定区間の一例として挙げられる。

【0052】

ステップ３２では、ＥＣＭ２７０が、今回の歯欠け判定から次回の歯欠け判定を行うまでのクランク信号周期が長周期であると特定する。その後、ＥＣＭ２７０は、処理をステップ１５へと戻す。

【0053】

ステップ３３では、ＥＣＭ２７０が、歯欠け判定後の所定位置を起点として遡った第２の所定区間内において、カム角センサ２６０から出力されたカム信号ＰＨＡＳＥが２つであるか否かを判定する。そして、ＥＣＭ２７０は、第２の所定区間内におけるカム信号ＰＨＡＳＥが２つであると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ３４へと進める。一方、ＥＣＭ２７０は、第２の所定区間内におけるカム信号ＰＨＡＳＥが１つでないと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ１５へと戻す。

【0054】

ステップ３４では、ＥＣＭ２７０が、今回の歯欠け判定から次回の歯欠け判定を行うまでのクランク信号周期が短周期であると特定する。その後、ＥＣＭ２７０は、処理をステップ１５へと戻す。

【0055】

かかる気筒判別処理によれば、ＥＣＭ２７０は、エンジン始動後に初回の歯欠け判定を行ったとき、歯欠け判定位置を起点として遡った第１の所定区間内において、カム角センサ２６０から出力されたカム信号ＰＨＡＳＥが１つであるか又は２つであるかを判定する。そして、図９に示すように、第１の所定区間内にカム信号ＰＨＡＳＥが１つ出力されていれば、ＥＣＭ２７０は、今回の歯欠け判定位置から次回の歯欠け判定位置までのクランク信号周期が短周期であると特定するとともに、エンジン１００の気筒が第２気筒であると特定する。このとき、歯欠け判定位置からその直前の上死点までの回転角度が既知であることから、ＥＣＭ２７０は、エンジン１００の気筒が第２気筒であると特定したことにより、図示するように、第１気筒の上死点＃１ＴＤＣを起点としたクランクシャフト１３０の回転角度が５０°であると特定することができる。

【0056】

また、図１０に示すように、第１の所定区間内にカム信号ＰＨＡＳＥが２つ出力されていれば、ＥＣＭ２７０は、今回の歯欠け判定位置から次回の歯欠け判定位置までのクランク信号周期が長周期であると特定するとともに、エンジン１００の気筒が第１気筒であると特定する。このとき、歯欠け判定位置からその直前の上死点までの回転角度が既知であることから、ＥＣＭ２７０は、エンジン１００の気筒が第１気筒であると特定したことにより、図示するように、第１気筒の上死点＃１ＴＤＣを起点としたクランクシャフト１３０の回転角度が５３０°であると特定することができる。

【0057】

このような条件が成立しない場合、ＥＣＭ２７０は、図１１及び図１２に示すように、歯欠け判定位置後の所定位置（例えば、上死点）を起点として遡った第２の所定区間内において、カム角センサ２６０から出力されたカム信号ＰＨＡＳＥが１つであるか又は２つであるかを判定する。そして、図１１に示すように、第２の所定区間内にカム信号ＰＨＡＳＥが１つ出力されていれば、ＥＣＭ２７０は、所定位置から次回の歯欠け判定位置までのクランク信号周期が長周期であると特定する。ここで、今回の歯欠け判定位置の直前においては、同図に示すように、カム信号ＰＨＡＳＥが出力されていないので、歯欠け判定位置ではクランク信号周期は不明となる。このとき、ＥＣＭ２７０は、所定位置においてこれに続くクランク信号周期が長周期であると特定したことにより、その後にクランク信号ＰＯＳが５つ出力された位置におけるエンジン１００の気筒が第３気筒であると特定することができる。さらに、第１気筒の上死点を起点とした第３気筒の上死点のクランクシャフト１３０の回転角度が既知であるため、ＥＣＭ２７０は、所定位置におけるクランクシャフト１３０の回転角度が２４０°であると特定することもできる。

【0058】

また、図１２に示すように、第２の所定区間内にカム信号ＰＨＡＳＥが２つ出力されていれば、ＥＣＭ２７０は、所定位置から次回の歯欠け判定位置までのクランク信号周期が短周期であると特定する。ここで、今回の歯欠け判定位置の直前の第２の所定区間においては、同図に示すように、カム信号ＰＨＡＳＥが出力されていないので、歯欠け判定位置ではクランク信号周期は不明となる。このとき、図４に示すクランク信号及びカム信号の出力特性から、ＥＣＭ２７０は、所定位置におけるクランクシャフト１３０の回転角度が４８０°であると特定することもできる。なお、この場合には、エンジン始動後の２回目の歯欠け判定によりエンジン１００の気筒が特定できる。

【0059】

２回目の歯欠け判定が行われた後には、ＥＣＭ２７０は、クランク信号カウンタの計数値が９であるか又は２１であるかを判定する。そして、クランク信号カウンタの計数値が９であれば、ＥＣＭ２７０は、その計数値が９になった後のクランク信号周期が長周期であると特定する。一方、クランク信号カウンタの計数値が２１であれば、ＥＣＭ２７０は、その計数値が２１になった後のクランク信号周期が短周期であると特定する。

【0060】

そして、上記のようにクランク信号周期が特定された後には、ＥＣＭ２７０は、クランク信号周期及びクランク信号カウンタの計数値に応じて、クランクシグナルプレート２３０の歯欠け部２３０Ｃにおけるクランク角度カウンタのカウントアップを補間すべきか否かを判定する。具体的には、ＥＣＭ２７０は、クランク信号周期が長周期、かつクランク信号カウンタの計数値が２０になったとき、又はクランク信号周期が短周期、かつクランク信号カウンタの計数値が８になったとき、クランクシグナルプレート２３０の歯欠け部２３０Ｃになったことを検知する。要するに、ＥＣＭ２７０は、クランク信号周期が長周期の場合にはクランク信号ＰＯＳが２２個出力され、クランク信号周期が短周期の場合にはクランク信号ＰＯＳが１０個出力されることを踏まえ、上記のようにすることで、歯欠け部２３０Ｃになったことを検知する。歯欠け部２３０Ｃになったことが検知されると、ＥＣＭ２７０は、歯欠け部２３０Ｃにおけるクランク角度カウンタのカウントアップを補間すべく、逓倍回路の逓倍倍率を１０から３０へと変更する。このため、クランクシャフト１３０の回転角度に関して３０°に亘って形成された歯欠け部２３０Ｃでは、図１３に示すように、歯欠け部２３０Ｃの直前におけるクランク信号ＰＯＳを３０逓倍した逓倍クランク信号に同期して、クランク角度カウンタがカウントアップされる。従って、歯欠け部２３０Ｃを検知している間にも、クランク角度カウンタの更新が継続され、これを使用して燃料噴射制御などを行うことができる。

【0061】

また、逓倍回路の逓倍倍率を１０から３０へと変更した後、ＥＣＭ２７０は、クランク信号周期が長周期、かつクランク信号カウンタの計数値が２１になったとき、又はクランク信号周期が短周期、かつクランク信号カウンタの計数値が９になったとき、クランクシグナルプレート２３０の歯欠け部２３０Ｃが終了したことを検知する。要するに、ＥＣＭ２７０は、クランク信号周期が長周期の場合にはクランク信号ＰＯＳが２２個出力され、クランク信号周期が短周期の場合にはクランク信号ＰＯＳが１０個出力されることを踏まえ、上記のようにすることで、歯欠け部２３０Ｃが終了したことを検知する。歯欠け部２３０Ｃの終了が検知されると、ＥＣＭ２７０は、歯欠け部２３０Ｃ以外におけるクランク角度カウンタのカウントアップに戻るべく、逓倍回路の逓倍倍率を３０から１０へと変更する。このため、歯欠け部２３０Ｃが終了した後では、図１３に示すように、歯欠け部２３０Ｃの直前におけるクランク信号ＰＯＳを１０逓倍した逓倍クランク信号に同期して、クランク角度カウンタがカウントアップされる。

【0062】

従って、ＥＣＭ２７０は、エンジン１００の始動後に、クランク信号ＰＯＳの出力周期から歯欠け部２３０Ｃが検知されたとき、その歯欠け部２３０Ｃの検知位置を起点とした所定区間内におけるカム信号ＰＨＡＳＥの出力個数に応じてエンジン１００の気筒を判別することができる。また、歯欠け部２３０Ｃにおけるクランク角度カウンタのカウントアップが補間されるので、ＥＣＭ２７０は、エンジン１００の気筒を判別した後には、クランク角度カウンタの計数値に基づいて、燃料噴射制御などを実行することができる。

【0063】

なお、当業者であれば、様々な上記実施形態の技術的思想について、例えば、その一部を省略したり、その一部を適宜組み合わせたり、その一部を周知技術に置換したりすることで、新たな実施形態を生み出せることを容易に理解できるであろう。

【0064】

その一例を列挙すると、エンジン１００の始動直後にはエンジン回転が安定しないことを考慮し、ＥＣＭ２７０は、エンジン始動後にクランク信号ＰＯＳが所定個数出力されるまで、歯欠け部２３０Ｃの検知を中止するようにしてもよい。このようにすれば、エンジン回転が安定していない状態での気筒判別処理が行われず、例えば、信頼性の低い状態での燃料噴射制御などが行われることを回避することができる。また、エンジン１００のクランクシャフト１３０の回転角度が特定されたとき、ＥＣＭ２７０は、この回転角度に応じてクランク角度カウンタの計数値を較正するようにしてもよい。

【0065】

さらに、エンジン始動後に歯欠け部２３０Ｃが２回検知されたときには、エンジン１００の気筒、クランクシャフト１３０の回転角度が一意に特定できるので、ＥＣＭ２７０は、逓倍クランク角度に同期してカウントアップされるクランク角度カウンタの計数値に応じて、燃料噴射制御を実行するようにしてもよい。さらにまた、本実施形態は、燃料噴射制御を伴う、４サイクルのガソリンエンジン、４サイクルのディーゼルエンジンなどにも適用することができる。

【符号の説明】

【0066】

１００…エンジン、１３０…クランクシャフト、１７０…吸気カムシャフト（カムシャフト）、２３０…クランクシグナルプレート、２３０Ａ…プレート部（円形プレート）、２３０Ｂ…歯部、２３０Ｃ…歯欠け部、２４０…クランク角センサ、２５０…カムシグナルプレート、２５０Ａ…プレート部（円形プレート）、２５０Ｂ…歯部、２６０…カム角センサ、２７０…ＥＣＭ（エンジン制御装置）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】