特許 7396307 エンジン制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-04

(45)【発行日】2023-12-12

(54)【発明の名称】エンジン制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 41/40 20060101AFI20231205BHJP

   F02D 41/34 20060101ALI20231205BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20231205BHJP

【ＦＩ】

F02D41/40

F02D41/34

F02D45/00 362

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021010645

(22)【出願日】2021-01-26

(65)【公開番号】P2022114362

(43)【公開日】2022-08-05

【審査請求日】2023-03-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100139480

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100175134

【弁理士】

【氏名又は名称】北 裕介

(72)【発明者】

【氏名】梶田 和希

(72)【発明者】

【氏名】大島 和彦

【審査官】櫻田 正紀

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－２５３５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３１１１４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１０５６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１０５６９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１６００８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０８７５５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２１４９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０９０１１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｄ ４１／４０

Ｆ０２Ｄ ４１／３４

Ｆ０２Ｄ ４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ピストン（１４）の往復動に伴い回転するクランク軸（１５）と、前記クランク軸の回転が伝達され前記クランク軸の２回転につき１回転するカム軸（１７）と、前記カム軸の回転を検出するカム軸センサ（２４）と、燃焼サイクルごとに燃料噴射を行う燃料噴射装置（１３）とを有する４サイクル型のエンジン（１０）に適用され、
前記カム軸センサは、前記クランク軸の回転に伴う前後２つの圧縮上死点の間の前半区間と後半区間とでそれぞれ検出信号を出力するものであり、
前記カム軸センサによる回転速度の検出区間として、前後する前記検出信号の間であり、かつ圧縮上死点を含む区間を第１区間、前後する前記検出信号の間であり、かつ前後する２つの圧縮上死点の間の中心位置を含む区間を第２区間として定めておき、前記第１区間での前記クランク軸の回転速度を第１回転速度として取得するとともに、前記第２区間での前記クランク軸の回転速度を第２回転速度として取得する回転速度取得部と、
前記第２回転速度の取得時を推定タイミングとし、現時点から少なくとも過去３つの前記検出区間の前記第１回転速度及び前記第２回転速度に基づいて、現時点直後の前記第１区間において複数に分割した各分割区間の回転速度を推定する回転速度推定部と、
前記回転速度推定部により推定した前記各分割区間の回転速度に基づいて、前記各分割区間が経過するのに要する経過時間を算出し、その経過時間に基づいて、前記燃料噴射装置による燃料噴射の開始タイミング及び終了タイミングの少なくともいずれかを設定する噴射タイミング設定部と、
を備えるエンジン制御装置（３０）。

【請求項2】

前記回転速度推定部は、
前記推定タイミングで取得した前記第２回転速度と、前回の前記推定タイミングで取得した前記第２回転速度との差である第１回転変動量を算出するとともに、
現時点を基準として直近の前記第１回転速度と前回の前記推定タイミングで取得した前記第２回転速度との差である第２回転変動量を算出し、
前記第１回転変動量と前記第２回転変動量とに基づいて、前記各分割区間の回転速度を推定する請求項１に記載のエンジン制御装置。

【請求項3】

前記回転速度推定部は、前記第１回転変動量に基づいて第１補正量を算出するとともに、前記第２回転変動量に基づいて第２補正量を算出し、前記直近の前記第１回転速度を前記各補正量により補正することで、前記各分割区間の回転速度を推定する請求項２に記載のエンジン制御装置。

【請求項4】

前記回転速度推定部は、現時点から少なくとも過去３つの前記検出区間の前記第１回転速度及び前記第２回転速度に加えて、前記エンジンの加速運転の度合を示す加速パラメータに基づいて、前記各分割区間のうち圧縮上死点以後の分割区間の回転速度を推定する請求項１～３のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。

【請求項5】

前記回転速度推定部は、現時点から少なくとも過去３つの前記検出区間の前記第１回転速度及び前記第２回転速度に加えて、前記エンジンの暖機の度合を示す暖機パラメータに基づいて、前記各分割区間のうち圧縮上死点以前の分割区間の回転速度を推定する請求項１～４のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。

【請求項6】

複数の気筒を有する多気筒エンジンに適用され、
前記回転速度推定部は、前記第１回転速度の気筒間ばらつき及び前記第２回転速度の気筒間ばらつきの少なくともいずれかを加味して、前記各分割区間の回転速度を推定する請求項１～５のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。

【請求項7】

前記第１区間における前記各分割区間は、前記エンジンの圧縮上死点以前、及び圧縮上死点以後においてそれぞれ２以上の区間として定められており、
圧縮上死点以前及び圧縮上死点以後における前記２以上の各区間において、圧縮上死点に近い区間では、圧縮上死点に遠い区間よりも角度間隔が狭くなっている請求項１～６のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。

【請求項8】

前記第１区間から前記第２区間への切り替わり時に出力された前記検出信号に基づいて時間間隔を取得する時間間隔取得部と、
前記回転速度推定部により推定した前記各分割区間の回転速度に基づいて、前記各分割区間が経過するのに要する経過時間を算出するとともに、それら各経過時間を積算した時間を、前記第１区間における推定所要時間として算出する所要時間算出部と、
前記時間間隔と前記推定所要時間とを比較し、その比較結果に基づいて前記回転速度推定部による推定結果に対する補正を行う補正部と、
を備える請求項１～７のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。

【請求項9】

前記第１回転速度の取得時を推定タイミングとし、現時点から少なくとも過去３つの前記検出区間の前記第１回転速度及び前記第２回転速度に基づいて、現時点直後の前記第２区間において複数に分割した各分割区間の回転速度を推定する第２回転速度推定部を備え、
前記噴射タイミング設定部は、前記第２回転速度推定部により推定した前記各分割区間の回転速度に基づいて、前記各分割区間が経過するのに要する経過時間を算出し、その経過時間に基づいて、前記燃料噴射装置による燃料噴射の開始タイミング及び終了タイミングの少なくともいずれかを設定する請求項１～８のいずれか１項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】

この明細書の開示は、エンジン制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、エンジン制御装置では、クランク軸の回転に応じてクランク軸センサから出力されるクランク信号と、カム軸の回転に応じてカム軸センサから出力されるカム信号とに基づいて燃料噴射制御等の各種制御を実施している。具体的には、エンジンの作動時に、クランク信号に基づいてクランク角を把握し、そのクランク角により燃料噴射制御を実施している。また、クランク信号とカム信号とに基づいて気筒判別を行い、その気筒判別結果に基づいて各気筒に対する燃料噴射を実施している。

【0003】

また、エンジン制御装置において、クランク軸センサのクランク信号を用いず、カム軸センサのカム信号のみを用いてエンジン制御を実施する技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載のエンジン制御装置では、クランク軸センサの異常時において、カム信号のエッジ間隔を、同エッジ間隔中におけるクランク信号の出力予定数で割ることでクランク信号のエッジ間隔を推定し、そのエッジ間隔から、クランク信号が出力されたクランク角を把握する。そして、そのクランク角に基づいてエンジン制御を実施することとしている。また、エンジン回転速度の増加による推定誤差を減らすべく、クランク信号の実回数が出力予定数に対して不足する場合に、その不足分を補正してクランク信号のエッジ間隔を狭めるようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－２５３５８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、エンジン回転速度の増加が生じた場合において、クランク信号の実回数が出力予定数に対して不足していることを把握した上で、次のエッジ間隔で補正を行うものとなっている。そのため、エンジン回転速度の増加が生じる場合に補正の遅れが生じる。つまり、エンジン回転速度の増加が生じるたびに、カム信号によるクランク角推定に誤差が生じるという問題がある。これにより、燃料噴射制御を適正に実施できないことが懸念される。

【0006】

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、回転検出手段としてカム軸センサのみを用いて適正に燃料噴射を行うことができる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】

【0007】

上記課題を解決するための手段は、
ピストンの往復動に伴い回転するクランク軸と、前記クランク軸の回転が伝達され前記クランク軸の２回転につき１回転するカム軸と、前記カム軸の回転を検出するカム軸センサと、燃焼サイクルごとに燃料噴射を行う燃料噴射装置とを有する４サイクル型のエンジンに適用され、
前記カム軸センサは、前記クランク軸の回転に伴う前後２つの圧縮上死点の間の前半区間と後半区間とでそれぞれ検出信号を出力するものであり、
前記カム軸センサによる回転速度の検出区間として、前後する前記検出信号の間であり、かつ圧縮上死点を含む区間を第１区間、前後する前記検出信号の間であり、かつ前後する２つの圧縮上死点の間の中心位置を含む区間を第２区間として定めておき、前記第１区間での前記クランク軸の回転速度を第１回転速度として取得するとともに、前記第２区間での前記クランク軸の回転速度を第２回転速度として取得する回転速度取得部と、
前記第２回転速度の取得時を推定タイミングとし、現時点から少なくとも過去３つの前記検出区間の前記第１回転速度及び前記第２回転速度に基づいて、現時点直後の前記第１区間において複数に分割した各分割区間の回転速度を推定する回転速度推定部と、
前記回転速度推定部により推定した前記各分割区間の回転速度に基づいて、前記各分割区間が経過するのに要する経過時間を算出し、その経過時間に基づいて、前記燃料噴射装置による燃料噴射の開始タイミング及び終了タイミングの少なくともいずれかを設定する噴射タイミング設定部と、
を備える。

【0008】

第２回転速度の取得時を推定タイミングとし、現時点から少なくとも過去３つの検出区間の第１回転速度及び第２回転速度に基づいて、現時点直後の第１区間において複数に分割した各分割区間の回転速度を推定するようにした。ここで、推定タイミングは、第２区間から第１区間に切り替わるタイミングであり、圧縮上死点を含む第１区間への移行時において、その第１区間での複数の分割区間の回転速度がそれぞれ推定される。この場合、現時点から少なくとも過去３つの検出区間の第１回転速度及び第２回転速度によれば、エンジン回転速度の増減の傾向や負荷の大きさを見込んだ回転変動の状態を捉えることができ、その回転変動の状態を加味しつつ、次の第１区間、すなわち圧縮上死点付近での各分割区間の回転速度をそれぞれ適正に推定することができる。特に、圧縮上死点を含む第１区間は、第２区間に比べて回転変動量が大きくなるが、その第１区間において複数の分割区間での回転速度を推定する構成であるため、圧縮上死点付近での回転変動を適正に把握することができる。その結果、カム軸センサの検出信号によるクランク軸の回転速度の推定を適正に実施することができる。

【0009】

また、第２区間から第１区間に移行するタイミングにおいて、第１区間での各分割区間の回転速度が適正に推定されることから、それら各回転速度に基づいて実施される燃料噴射の制御精度を高めることができる。つまり、各回転速度に基づいて、圧縮上死点付近での燃料噴射の開始タイミングや終了タイミングを適正に制御することができる。その結果、回転検出手段としてカム軸センサのみを用いる構成において適正に燃料噴射が行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】エンジンシステムの構成を示す図。

【図2】クランク軸の瞬時回転速度の変動を示すタイムチャート。

【図3】各検出期間で算出されるクランク軸回転速度を示すタイムチャート。

【図4】各回転速度Ｍ１～Ｍ４を説明するための図。

【図5】加減速が生じる場合におけるクランク軸の瞬時回転速度の変動を示すタイムチャート。

【図6】回転負荷が大小異なる場合におけるクランク軸の瞬時回転速度の変動を示すタイムチャート。

【図7】インジェクタの通電制御の概要を示すタイムチャート。

【図8】カムパルスの立ち下がりエッジをトリガとして実施される割り込み処理を示すフローチャート。

【図9】別例における加速パラメータと加速補正値との関係を示す図。

【図10】別例における暖機パラメータと暖機補正値との関係を示す図。

【図11】別例における各気筒における回転変動を示すタイムチャート。

【図12】別例における回転速度Ｍ１～Ｍ４の補正処理を示すフローチャート。

【図13】別例における第２区間の分割区間の各回転速度の推定を行う様態を示すタイムチャート。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明に係るエンジン制御装置を、車両用の多気筒ディーゼルエンジンに適用した一実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図１はエンジンシステムの構成を示す図である。

【0012】

図１に示すエンジン１０は、４気筒の直噴式ディーゼルエンジンであり、排気行程、吸気行程、圧縮行程及び膨張行程を順に繰り返す４サイクルエンジンである。図１では、エンジン１０が備える複数気筒のうちの１気筒のみを例示している。このエンジン１０では、吸気通路１１から燃焼室１２に吸入された空気を圧縮した状態のもと、不図示のコモンレールからの高圧燃料の供給を受けるインジェクタ１３から燃焼室１２に向けて燃料が噴射される。この噴射された燃料が空気の圧縮により高圧状態となった燃焼室１２内に曝されて燃焼すると、その際の燃焼エネルギによってピストン１４が往復動することに伴いクランク軸１５が回転する。燃焼室１２内での燃料の燃焼後のガスは、排気として排気通路１６に送り出される。

【0013】

エンジン１０におけるクランク軸１５の回転は、チェーン等の連結手段を介してカム軸１７，１８に伝達され、クランク軸１５が２回転するにつきカム軸１７，１８が１回転する。そして、クランク軸１５からの回転伝達を受けてカム軸１７が回転すると、その回転に伴う吸気バルブ１９の開閉動作により燃焼室１２と吸気通路１１との間が連通・遮断される。また、クランク軸１５からの回転伝達を受けてカム軸１８が回転すると、その回転に伴う排気バルブ２０の開閉動作により燃焼室１２と排気通路１６との間が連通・遮断される。

【0014】

制御装置３０はＣＰＵや各種メモリを有するマイクロコンピュータであり、エンジン１０の各種制御を実施する。制御装置３０は、エンジン１０の回転速度情報及び負荷情報に基づいて、インジェクタ１３による燃料噴射量の制御や燃料噴射時期の制御を実施する。その燃料噴射制御を簡単に説明すると、制御装置３０は、回転速度情報としてのエンジン回転速度ＮＥと負荷情報としてのアクセル開度とに基づいて燃料噴射量Ｑｆを算出するとともに、インジェクタ１３に供給される燃料の圧力（燃圧Ｐｃ）に基づいて燃料噴射量Ｑｆを燃料噴射期間ＴＱに換算する。また、燃料噴射量Ｑｆとエンジン回転速度ＮＥとに基づいて燃料噴射を開始する噴射角度Ｔｆを算出する。そして、燃料噴射期間ＴＱと噴射角度Ｔｆとに基づいて、インジェクタ１３を通電駆動させて燃料噴射を実施する。この場合、エンジン１０のクランク角度位置が噴射角度Ｔｆに対応する位置となるタイミングでインジェクタ１３に対する通電が開始され、その後、燃料噴射期間ＴＱが経過したタイミングでインジェクタ１３の通電が終了される。

【0015】

本実施形態では、エンジン１０の回転検出手段として、カム軸１７の回転を検出するカム軸センサ２４を備え、そのカム軸センサ２４の検出信号に基づいて、エンジン回転速度ＮＥを算出する構成としている。つまり、クランク軸１５の回転を検出するクランク軸センサを不具備としており、クランク軸センサに代えてカム軸センサ２４を用い、そのカム軸センサ２４の検出結果に基づいてエンジン回転速度ＮＥを算出する構成としている。

【0016】

カム軸センサ２４は、カム軸１７に設けられた円板状のカムパルサ２１の回転を検出する電磁ピックアップ式センサである。カムパルサ２１の外周には、１気筒当たり２つずつとなる個数の突起２２が周方向に等間隔で設けられている。本実施形態ではエンジン１０が４気筒エンジンであり、カムパルサ２１の外周に８つの突起２２が４５°の角度間隔（クランク角度で言えば９０°ＣＡの角度間隔）で設けられている。また、カムパルサ２１の外周には、８つの突起２２に加えて、気筒判別用の余分歯２３が設けられている。カム軸センサ２４は、クランク軸１５の回転に伴うカム軸１７の回転に際し、カムパルサ２１の突起２２及び余分歯２３を検知する毎にカムパルスを出力する。

【0017】

なお、カムパルサ２１の突起２２の数は、エンジン１０の気筒数によって異なる。詳しくは、突起２２の数は気筒数の２倍であり、各突起２２は、カムパルサ２１の１周分の３６０°を気筒数の２倍で割った角度間隔（クランク角度では２倍の角度間隔）で設けられているとよい。例えば２気筒のエンジンの場合は、突起２２の数が４つとなり、角度間隔が９０°（１８０°ＣＡ）となる。

【0018】

エンジン１０の運転時には、燃焼サイクルに応じてクランク軸１５の瞬時回転速度が変動する。図２は、クランク軸１５の瞬時回転速度の変動を示すタイムチャートであり、横軸はクランク角度（°ＣＡ）である。

【0019】

図２に示すように、クランク軸１５の瞬時回転速度は、エンジン１０の各行程に応じて上昇と降下とを繰り返し、放物線状の曲線が連続するような波形となる。つまり、クランク軸１５の瞬時回転速度は、１８０°ＣＡごとに極小値となり、その後、各気筒での燃焼により上昇する。クランク軸１５の瞬時回転速度の極小値が各気筒のいずれかの圧縮上死点に相当する。なお、以下の説明では圧縮上死点をＴＤＣと称する。

【0020】

ここで、カム軸センサ２４は、クランク軸１５の回転に伴う前後２つのＴＤＣの間の区間Ｘ、すなわち燃焼順序が前後する２気筒のＴＤＣの間の区間Ｘにおいて前半区間Ｘ１と後半区間Ｘ２とでそれぞれ検出信号としてのカムパルスを出力する。換言すれば、前後２つのＴＤＣの間の区間Ｘにおいて、瞬時回転速度が上昇する上昇区間（区間Ｘ１）と瞬時回転速度が下降する下降区間（区間Ｘ２）とでそれぞれ１つずつのカムパルスが出力されるようになっている。より具体的には、区間Ｘの長さは１８０°ＣＡであり、その区間Ｘ内において９０°ＣＡの角度間隔で２つのカムパルスが出力される。そのうち一方のカムパルスはＴＤＣ前４５°ＣＡで出力され、他方のカムパルスはＴＤＣ後４５°ＣＡで出力される。なお、図２では説明の便宜上、余分歯２３により生じるカムパルスの図示を省略している。

【0021】

制御装置３０は、カムパルスが出力されるたびにカムパルス間の時間間隔を計測し、カムパルスの角度間隔（９０°ＣＡ）を時間間隔で割ることで、クランク軸１５の回転速度を算出する。この場合、前後する２つのカムパルスの間の区間が回転速度の検出区間であり、カムパルスが出力されるたびに、すなわちクランク軸１５が９０°ＣＡ回転するたびにクランク軸１５の回転速度が算出される。この回転速度は、１検出区間での平均回転速度である。以下の説明では、カムパルスの時間間隔に基づき算出されるクランク軸１５の回転速度を「クランク軸回転速度Ｖ」とする。制御装置３０は、各カムパルスの立ち下がりエッジを検知するたびにクランク軸回転速度Ｖを算出するとともに、時系列で複数のクランク軸回転速度Ｖを平均化すること、又はなまし演算することによりエンジン回転速度ＮＥを算出する。

【0022】

図３は、カムパルスに基づき定められた各検出期間で算出されるクランク軸回転速度Ｖを示すタイムチャートである。ここで、前後する各カムパルスの間の区間のうち、各気筒のＴＤＣを含む区間を第１区間Ｌ１とし、前後する２つのＴＤＣの間の中心位置を含む区間を第２区間Ｌ２としている。

【0023】

制御装置３０は、第１区間Ｌ１においてクランク軸回転速度Ｖを第１回転速度Ｖ１として算出するとともに、第２区間Ｌ２においてクランク軸回転速度Ｖを第２回転速度Ｖ２として算出する。また、制御装置３０は、第２回転速度Ｖ２の算出時、すなわち第２区間Ｌ２から第１区間Ｌ１への移行時において、現時点から少なくとも過去３つの検出区間の第１回転速度Ｖ１及び第２回転速度Ｖ２に基づいて、現時点直後の第１区間Ｌ１におけるクランク軸回転速度Ｖの推定処理を実施する。このとき、制御装置３０は、現時点直後の第１区間Ｌ１を４区間に分割し、その各分割区間Ｄ１～Ｄ４の回転速度Ｍ１～Ｍ４をそれぞれ推定する。

【0024】

本実施形態では、第１区間Ｌ１においてＴＤＣの前後にそれぞれ２つずつの区間として各分割区間Ｄ１～Ｄ４が定められており、そのうち分割区間Ｄ１，Ｄ４の角度間隔は２５°ＣＡ、分割区間Ｄ２，Ｄ３の角度間隔は２０°ＣＡとなっている。この場合、各分割区間Ｄ１～Ｄ４は、ＴＤＣに近い区間がＴＤＣに遠い区間よりも角度間隔が狭くなっている。ただし、各分割区間Ｄ１～Ｄ４がいずれも等間隔であってもよい。

【0025】

制御装置３０は、図３に示すタイミングｔａにおいて、現時点以前の第１回転速度Ｖ１及び第２回転速度Ｖ２に基づいて、現時点以降にクランク軸１５の瞬時回転速度が下降しＴＤＣに到達するまでの分割区間Ｄ１，Ｄ２における回転速度Ｍ１，Ｍ２を推定するとともに、ＴＤＣ以降に瞬時回転速度が上昇する分割区間Ｄ３，Ｄ４における回転速度Ｍ３，Ｍ４を推定する。

【0026】

以下には、各回転速度Ｍ１～Ｍ４の推定手法について説明する。

【0027】

制御装置３０は、カムパルスが出力されるタイミングであり、かつ第２区間Ｌ２から第１区間Ｌ１に切り替わるタイミング（図３のタイミングｔａ）において、各回転速度Ｍ１～Ｍ４を推定する。つまり、第２区間Ｌ２から第１区間Ｌ１に切り替わるタイミングが推定タイミングであり、１８０°ＣＡ周期で第１区間Ｌ１の各回転速度Ｍ１～Ｍ４が推定される。その推定タイミングでは、制御装置３０は、現時点以前のクランク軸回転速度Ｖとして、現時点及び前回の各推定タイミングで算出した第２回転速度Ｖ２と、現時点を基準として直近の第１回転速度Ｖ１とを用いて各回転速度Ｍ１～Ｍ４を推定する。

【0028】

本実施形態では、図３に示すように、現時点の推定タイミング（タイミングｔａ）で算出した第２回転速度Ｖ２を「回転速度Ａ」、現時点を基準として直近の第１回転速度Ｖ１を「回転速度Ｂ」、前回の推定タイミングで算出した第２回転速度Ｖ２を「回転速度Ｃ」としている。そして、制御装置３０は、回転速度Ａ，Ｃの差である第１回転変動量ΔＶ１を算出するとともに、回転速度Ｂ，Ｃの差である第２回転変動量ΔＶ２を算出し、それら各回転変動量ΔＶ１，ΔＶ２に基づいて、各回転速度Ｍ１～Ｍ４を推定する。

【0029】

より詳しくは、制御装置３０は、直近の第１回転速度である回転速度Ｂを基準とし、回転速度Ｍ１～Ｍ４ごとに、第１回転変動量ΔＶ１に基づいて第１補正量を算出するとともに、第２回転変動量ΔＶ２に基づいて第２補正量を算出する。そして、回転速度Ｂに対して各補正量による補正を行うことで、各回転速度Ｍ１～Ｍ４を推定する。

【0030】

制御装置３０は、例えば下記の式１を用いて、回転速度Ｍ１を算出する。
Ｍ１＝ｆ１（Ａ，Ｂ，Ｃ）
＝ｒ１・Ｂ＋ｒ２・ｇ１（Ａ，Ｃ）＋ｒ３・ｇ２（Ｂ，Ｃ）＋ｒ０ （式１）
式１において、「ｒ１・Ｂ」は基準項であり、「ｒ２・ｇ１（Ａ，Ｃ）」は第１補正量としての加減速補正項であり、「ｒ３・ｇ２（Ｂ，Ｃ）」は第２補正量としての負荷補正項である。ｒ０～ｒ３は適合等により得られた設計変数である。

【0031】

回転速度Ｍ１以外の各回転速度Ｍ２～Ｍ４についても、上記式１と同様の関係式に基づいて各々算出される。各回転速度Ｍ１～Ｍ４の関係式において、設計変数はそれぞれ個別に定められている。

【0032】

図４は、回転速度Ｂを基準として算出される各回転速度Ｍ１～Ｍ４を示す図である。図４において、
・回転速度Ｍ１は、回転速度Ｂに対して補正量α１（図では正値）を加算することで算出され、
・回転速度Ｍ２は、回転速度Ｂに対して補正量α２（図では負値）を加算することで算出され、
・回転速度Ｍ３は、回転速度Ｂに対して補正量α３（図では負値）を加算することで算出され、
・回転速度Ｍ４は、回転速度Ｂに対して補正量α４（図では正値）を加算することで算出される。

【0033】

ここで、各回転速度Ａ～Ｃに基づいて各回転速度Ｍ１～Ｍ４の推定が可能となる根拠を説明する。図５は、エンジン１０において加減速が生じる場合におけるクランク軸１５の瞬時回転速度の変動を示すタイムチャートであり、図６は、エンジン１０の定常運転時においてクランク軸１５に作用する回転負荷が大小異なる場合におけるクランク軸１５の瞬時回転速度の変動を示すタイムチャートである。なお、図５，図６では、図３で説明したとおり第１回転速度Ｖ１として回転速度Ｂが示され、第２回転速度Ｖ２として回転速度Ａ，Ｃが示されている。

【0034】

図５（ａ）は加速時の回転変動を示しており、クランク軸１５の瞬時回転速度の極大値が徐々に増加している。そのため、回転速度Ａ，Ｃが徐々に増加し、Ａ＞Ｃとなっている。また、図５（ｂ）は減速時の回転変動を示しており、クランク軸１５の瞬時回転速度の極大値が徐々に減少している。そのため、回転速度Ａ，Ｃが徐々に減少し、Ａ＜Ｃとなっている。この場合、回転速度Ｃから回転速度Ａへの変化量により、気筒間の加減速による回転上昇又は回転下降の度合を把握することができる。つまり、回転速度Ａ，Ｃの差である第１回転変動量ΔＶ１は、前後する各燃焼による回転上昇量又は下降量の差に対応するものであり、その第１回転変動量ΔＶ１を加味することで、エンジン１０の加減速を反映しつつ適正に各回転速度Ｍ１～Ｍ４が推定されるものとなっている。

【0035】

また、図６（ａ）は、エンジン定常時において回転負荷が比較的小さい状況での回転変動を示し、図６（ｂ）は、エンジン定常時において回転負荷が比較的大きい状況での回転変動を示している。図６（ａ），（ｂ）を比較すると、回転負荷の違いに応じて、ＴＤＣでの瞬時回転速度の落ち込みの程度や、燃焼に伴い生じる瞬時回転速度の上昇度合が相違しており、回転負荷が大きいほど、回転変動幅（Ｃ－Ｂ）が小さくなっている。この場合、回転速度Ｃから回転速度Ｂへの変化量により、クランク軸１５の回転負荷の度合を把握することができる。つまり、回転速度Ｂ，Ｃの差である第２回転変動量ΔＶ２は、回転負荷に応じたピストン変動の状況を反映するものであり、その第２回転変動量ΔＶ２を加味することで、回転負荷の度合を反映しつつ適正に各回転速度Ｍ１～Ｍ４が推定されるものとなっている。

【0036】

制御装置３０は、上記のとおり各回転速度Ｍ１～Ｍ４を推定した後、その回転速度Ｍ１～Ｍ４に基づいて、インジェクタ１３による噴射開始タイミング（すなわち通電開始のタイミング）と噴射終了タイミング（すなわち通電終了のタイミング）とを制御する。その通電制御について説明する。図７は、インジェクタ１３の通電制御の概要を示すタイムチャートである。なお、図７では、通電開始から実際に燃料噴射が開始されるまでの無駄時間を省略しており、噴射角度Ｔｆでインジェクタ１３の通電が開始されるものとしている。ただし、その無駄時間は適宜考慮されるとよい。

【0037】

制御装置３０は、図７のタイミングｔｘにおいて、各分割区間Ｄ１～Ｄ４での回転速度Ｍ１～Ｍ４を推定する。また、制御装置３０は、今回の燃料噴射において燃料噴射が開始される噴射角度Ｔｆが各分割区間Ｄ１～Ｄ４のうちいずれの区間に属するかを判定する。そして、現時点（タイミングｔｘ）から噴射角度Ｔｆまでの待ち時間ＴＲを、噴射角度Ｔｆに対応する分割区間の角度間隔と、その分割区間における回転速度Ｍ１～Ｍ４とに基づいて算出する。以下に、待ち時間ＴＲの具体的な算出手法を説明する。

【0038】

図７において、区間時間Ｔ１～Ｔ４は、各分割区間Ｄ１～Ｄ４で要する経過時間である。また、上述のとおり分割区間Ｄ１，Ｄ４の角度間隔は２５°ＣＡ、分割区間Ｄ２，Ｄ３の角度間隔は２０°ＣＡとなっている。したがって、区間時間Ｔ１は、分割区間Ｄ１の回転速度Ｍ１と角度間隔（２５°ＣＡ）とにより算出され、区間時間Ｔ２は、分割区間Ｄ２の回転速度Ｍ２と角度間隔（２０°ＣＡ）とにより算出され、区間時間Ｔ３は、分割区間Ｄ３の回転速度Ｍ３と角度間隔（２０°ＣＡ）とにより算出され、区間時間Ｔ４は、分割区間Ｄ４の回転速度Ｍ４と角度間隔（２５°ＣＡ）とにより算出される。なお、噴射角度Ｔｆは、ＴＤＣを基準として算出され、噴射開始タイミングがＴＤＣ前であればＢＴＤＣの値が正の値として算出され、ＴＤＣ後であればＡＴＤＣの値が負の値として算出される。

【0039】

噴射角度Ｔｆが分割区間Ｄ１に属する場合には、下記の式２を用いて待ち時間ＴＲが算出される。
ＴＲ＝Ｔ１×（４５－Ｔｆ）／２５ （式２）
噴射角度Ｔｆが分割区間Ｄ２に属する場合には、下記の式３を用いて待ち時間ＴＲが算出される。
ＴＲ＝Ｔ１＋Ｔ２×（２０－Ｔｆ）／２０ （式３）
噴射角度Ｔｆが分割区間Ｄ３に属する場合には、下記の式４を用いて待ち時間ＴＲが算出される。
ＴＲ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３×（－Ｔｆ／２０） （式４）
噴射角度Ｔｆが分割区間Ｄ４に属する場合には、下記の式５を用いて待ち時間ＴＲが算出される。
ＴＲ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４×（－Ｔｆ－２０）／２５ （式５）
制御装置３０は、図７において現時点（タイミングｔｘ）から待ち時間ＴＲが経過するタイミングで燃料噴射を開始させるとともに、燃料噴射を開始してから燃料噴射期間ＴＱが経過したタイミングで燃料噴射を終了させる。

【0040】

次に、制御装置３０による各回転速度Ｍ１～Ｍ４の算出手順とインジェクタ１３の通電制御の処理手順とを説明する。図８は、カム軸センサ２４から出力されるカムパルスの立ち下がりエッジをトリガとして実施される割り込み処理を示すフローチャートである。なお、本処理は、エンジン始動時のクランキングが完了し、エンジン１０が燃焼運転されている状態で実施される。

【0041】

図８において、ステップＳ１１では、カムパルス間の時間間隔、すなわち前回のカムパルス出力から今回のカムパルス出力までの時間間隔を取得する。続くステップＳ１２では、カムパルスの角度間隔（９０°ＣＡ）をカムパルス間の時間間隔で割ることで、クランク軸回転速度Ｖを算出する。ステップＳ１３では、エンジン１０の平均回転速度であるエンジン回転速度ＮＥを、クランク軸回転速度Ｖに基づいて算出する。具体的には、時系列で複数のクランク軸回転速度Ｖを平均するか、又はなまし演算することによりエンジン回転速度ＮＥを算出する。

【0042】

その後、ステップＳ１４では、今回のカムパルス出力のタイミングで算出したクランク軸回転速度Ｖを回転速度Ａとして記憶し、前回のカムパルス出力のタイミングで算出したクランク軸回転速度Ｖを回転速度Ｂとして記憶し、前々回のカムパルス出力のタイミングで算出したクランク軸回転速度Ｖを回転速度Ｃとして記憶する。この場合、回転速度Ｃには前回の処理において記憶した回転速度Ｂが代入され、回転速度Ｂには前回の処理において記憶した回転速度Ａが代入され、回転速度Ａには、今回のカムパルス出力のタイミングで算出したクランク軸回転速度Ｖが代入される。

【0043】

ステップＳ１５では、今回のカムパルス出力のタイミングが、各回転速度Ｍ１～Ｍ４の推定タイミングであるか否かを判定する。このとき、クランク角の第２区間Ｌ２から第１区間Ｌ１への切り替わりのタイミングであれば、推定タイミングである旨が判定され、ステップＳ１６に進む。推定タイミングでなければ、本処理を終了する。

【0044】

ステップＳ１６では、推定番号ｉに１をセットする。続くステップＳ１７では、分割区間Ｄｉの回転速度Ｍｉを算出する。このとき、初回はｉ＝１であり、分割区間Ｄ１の回転速度Ｍ１を算出する。詳しくは、回転速度Ｂに基づいて、基準回転速度を算出する。また、回転速度Ａ，Ｃの差である第１回転変動量ΔＶ１に基づいて第１補正量を算出するとともに、回転速度Ｂ，Ｃの差である第２回転変動量ΔＶ２に基づいて第２補正量を算出する。そして、基準回転速度に第１補正量及び第２補正量を加算することにより、分割区間Ｄ１における回転速度Ｍ１を推定する（式１を参照）。

【0045】

その後、ステップＳ１８では、現在の推定番号ｉに１を加算し、それを新たな推定番号ｉとする。ステップＳ１９では、推定番号ｉが４よりも大きいか否かを判定する。すなわち、全分割区間Ｄ１～Ｄ４の回転速度Ｍ１～Ｍ４の推定が完了したか否かを判定する。回転速度Ｍ１～Ｍ４の推定が完了していない場合にはステップＳ１７に戻り、回転速度Ｍｉの推定を再度実施する。ステップＳ１７～Ｓ１９が繰り返されることにより、残りの回転速度Ｍ２～Ｍ４が順次推定される。

【0046】

そして、回転速度Ｍ１～Ｍ４の推定が完了すると、ステップＳ１９が肯定され、ステップＳ２０に進む。ステップＳ２０以降においては、インジェクタ１３の通電制御処理が実施される。

【0047】

ステップＳ２０では、エンジン回転速度ＮＥ及びアクセル開度に基づいて燃料噴射量Ｑｆを算出する。ステップＳ２１では、燃圧Ｐｃに基づいて燃料噴射量Ｑｆを燃料噴射期間ＴＱに換算するとともに、燃料噴射量Ｑｆ及びエンジン回転速度ＮＥに基づいて噴射角度Ｔｆを算出する。

【0048】

その後、ステップＳ２２では、ステップＳ１７～Ｓ１９で算出した回転速度Ｍ１～Ｍ４と各分割区間Ｄ１～Ｄ４の角度間隔とに基づいて、各分割区間Ｄ１～Ｄ４の回転に要する時間である区間時間Ｔ１～Ｔ４を算出する。

【0049】

その後、ステップＳ２３～Ｓ３０では、噴射角度Ｔｆと区間時間Ｔ１～Ｔ４に基づいて、現時点から噴射角度Ｔｆまでの所要時間である待ち時間ＴＲを算出する。

【0050】

詳しくは、ステップＳ２３では、噴射角度Ｔｆが正の値（すなわちＴＤＣ前の角度）であるか判定する。噴射角度Ｔｆが正の値である場合には、ステップＳ２４に進み、噴射角度Ｔｆが分割区間Ｄ１に属するか否かを判定する。分割区間Ｄ１に属する場合には、ステップＳ２５に進み、前述の式２により待ち時間ＴＲを算出する。噴射角度Ｔｆが分割区間Ｄ１に属さない場合、すなわち噴射角度Ｔｆが分割区間Ｄ２に属する場合には、ステップＳ２６に進み、前述の式３により待ち時間ＴＲを算出する。

【0051】

噴射角度Ｔｆが負の値（すなわちＴＤＣ後の角度）である場合には、ステップＳ２７に進み、噴射角度Ｔｆが分割区間Ｄ３に属するか否かを判定する。噴射角度Ｔｆが分割区間Ｄ３に属する場合には、ステップＳ２８に進み、前述の式４により待ち時間ＴＲを算出する。噴射角度Ｔｆが分割区間Ｄ３に属さない場合、すなわち噴射角度Ｔｆが分割区間Ｄ４に属する場合には、ステップＳ２９に進み、前述の式５により待ち時間ＴＲを算出する。

【0052】

ステップＳ３０では、現時点から待ち時間ＴＲの経過後にインジェクタ１３の通電を開始して燃料噴射を開始させる。また、燃料噴射を開始してから燃料噴射期間ＴＱが経過したタイミングでインジェクタ１３の通電を停止して燃料噴射を終了させる。

【0053】

なお、各回転速度Ｍ１～Ｍ４に基づいて通電開始タイミングを算出することに加えて、各回転速度Ｍ１～Ｍ４に基づいて通電終了タイミングを算出する構成にしてもよい。また、通電開始タイミングと通電終了タイミングとのうち、通電終了タイミングを各回転速度Ｍ１～Ｍ４に基づき算出し、その通電終了タイミングと燃料噴射期間ＴＱとに基づいて通電開始タイミングを算出する構成にしてもよい。

【0054】

以上説明した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

【0055】

カム軸センサ２４を、クランク軸１５の回転に伴う前後２つのＴＤＣの間の前半区間Ｘ１と後半区間Ｘ２とでそれぞれ検出信号を出力するものとした。そして、前後する検出信号の間の区間として、ＴＤＣを含む第１区間Ｌ１と、前後する２つのＴＤＣの間の中心位置を含む第２区間Ｌ２とを規定し、第１区間Ｌ１での回転速度として第１回転速度Ｖ１を取得するとともに、第２区間Ｌ２での回転速度として第２回転速度Ｖ２を取得する構成とした。

【0056】

また、第２回転速度Ｖ２の取得時を推定タイミングとし、現時点から過去３つの検出区間の第１回転速度Ｖ１及び第２回転速度Ｖ２に基づいて、現時点直後の第１区間Ｌ１において複数に分割した各分割区間Ｄ１～Ｄ４の回転速度Ｍ１～Ｍ４を推定するようにした。ここで、推定タイミングは、第２区間Ｌ２から第１区間Ｌ１に切り替わるタイミングであり、ＴＤＣを含む第１区間Ｌ１への移行時において、その第１区間Ｌ１での複数の分割区間Ｄ１～Ｄ４の回転速度Ｍ１～Ｍ４がそれぞれ推定される。この場合、現時点から過去３つの検出区間の第１回転速度Ｖ１及び第２回転速度Ｖ２によれば、エンジン回転速度ＮＥの増減の傾向や負荷の大きさを見込んだ回転変動の状態を捉えることができ、その回転変動の状態を加味しつつ、次の第１区間Ｌ１、すなわちＴＤＣ付近での各分割区間Ｄ１～Ｄ４の回転速度Ｍ１～Ｍ４をそれぞれ適正に推定することができる。特に、ＴＤＣを含む第１区間Ｌ１は、第２区間Ｌ２に比べて回転変動量が大きくなるが、その第１区間Ｌ１において複数の分割区間Ｄ１～Ｄ４での回転速度Ｍ１～Ｍ４を推定する構成であるため、ＴＤＣ付近での回転変動を適正に把握することができる。その結果、カム軸センサ２４の検出信号によるクランク軸１５の回転速度の推定を適正に実施することができる。

【0057】

第２区間Ｌ２から第１区間Ｌ１に移行するタイミングにおいて、第１区間Ｌ１での各分割区間Ｄ１～Ｄ４の回転速度Ｍ１～Ｍ４が適正に推定されることから、それら各回転速度Ｍ１～Ｍ４に基づいて実施される燃料噴射の制御精度を高めることができる。つまり、各回転速度Ｍ１～Ｍ４に基づいて、ＴＤＣ付近での燃料噴射の開始タイミングや終了タイミングを適正に制御することができる。その結果、回転検出手段としてカム軸センサ２４のみを用いる構成において適正に燃料噴射が行うことができる。

【0058】

推定タイミングで取得した第２回転速度Ｖ２（回転速度Ａ）と、前回の推定タイミングで取得した第２回転速度Ｖ２（回転速度Ｃ）との差である第１回転変動量ΔＶ１は、前後する各燃焼による回転上昇量又は下降量の差、換言すればエンジン回転速度ＮＥの増減の度合に対応するものとなる。また、現時点を基準として直近の第１回転速度Ｖ１（回転速度Ｂ）と前回の推定タイミングで取得した第２回転速度Ｖ２（回転速度Ｃ）との差である第２回転変動量ΔＶ２は、エンジン１０における負荷の大きさに対応するものとなる。そのため、第１回転変動量ΔＶ１と第２回転変動量ΔＶ２とに基づいて各分割区間Ｄ１～Ｄ４の回転速度Ｍ１～Ｍ４を推定することにより、各分割区間Ｄ１～Ｄ４の回転速度Ｍ１～Ｍ４を高精度で推定することができる。

【0059】

第２区間Ｌ２から第１区間Ｌ１に切り替わる際において、次の第１区間Ｌ１では、前回の第１区間Ｌ１での回転速度（すなわち直近前回の第１回転速度Ｖ１）に対して、加減速分の増減が生じる。この場合、第１回転変動量ΔＶ１に基づいて第１補正量を算出するとともに、第２回転変動量ΔＶ２に基づいて第２補正量を算出し、それら各補正量により第１回転速度Ｖ１を補正することで、各分割区間Ｄ１～Ｄ４の回転速度Ｍ１～Ｍ４を適正に推定することができる。

【0060】

エンジン１０における瞬時回転速度の変化は、第１区間Ｌ１においてＴＤＣに近いほど速度変化の傾きが大きくなる。これを考慮してＴＤＣ以前、ＴＤＣ以後における２以上の各分割区間Ｄ１～Ｄ４において、ＴＤＣに近い区間では、ＴＤＣに遠い区間よりも角度間隔が狭くなるようにした。これにより、各分割区間Ｄ１～Ｄ４においてより瞬時回転速度の変化に即した回転速度を推定することができ、回転速度を一層適正に推定することができる。

【0061】

（他の実施形態）
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。

【0062】

・各分割区間Ｄ１～Ｄ４の回転速度Ｍ１～Ｍ４の推定に際し、現時点から過去３つの検出区間の回転速度（回転速度Ａ～Ｃ）に加えて、エンジン１０の加速運転の度合を示す加速パラメータに基づいて、各分割区間Ｄ１～Ｄ４のうちＴＤＣ以後の分割区間Ｄ３，Ｄ４の回転速度Ｍ３，Ｍ４を推定する構成にしてもよい。加速パラメータは、例えばアクセル操作量や燃料噴射量である。この場合、制御装置３０は、例えば図９の関係を用い、都度の加速パラメータに基づいて加速補正値を設定する。図９によれば、例えば加速パラメータとしてのアクセル操作量が大きいほど、加速補正値として大きい値が設定される。そして、制御装置３０は、過去の回転速度Ａ～Ｃに基づき算出された回転速度Ｍ３，Ｍ４を加速補正値により補正する。

【0063】

エンジン１０が加速運転される状況では、その加速運転の度合に応じて、クランク軸１５の回転変動に影響が及ぶ。この場合、エンジン１０の加速運転の度合が相違する状況では、仮に前後する第２回転速度Ｖ２の差（図４に示すＡ－Ｃ）が同じでも、推定タイミング直後の第１区間Ｌ１においてＴＤＣ以後の回転速度の上昇変化が相違することが考えられる。この点、エンジン１０の加速運転の度合を加味してＴＤＣ以後の回転速度Ｍ３，Ｍ４を推定することで、その推定精度を高めることができる。

【0064】

なお、各分割区間Ｄ１～Ｄ４のうちＴＤＣ以後の分割区間Ｄ３，Ｄ４において、ＴＤＣに違い側の分割区間Ｄ３とＴＤＣに遠い側の分割区間Ｄ４とでは、加速パラメータによる回転速度の増加分が相違すると考えられる。そのため、分割区間Ｄ３での回転速度Ｍ３に用いる加速補正値と、分割区間Ｄ４での回転速度Ｍ４に用いる加速補正値とを個別に算出するようにしてもよい。この場合、ＴＤＣに近い側の加速補正値を大きくする（回転速度の増加補正量を大きくする）とよい。

【0065】

・各分割区間Ｄ１～Ｄ４の回転速度Ｍ１～Ｍ４の推定に際し、現時点から過去３つの検出区間の回転速度（Ａ～Ｃ）に加えて、エンジン１０の暖機の度合を示す暖機パラメータに基づいて、各分割区間Ｄ１～Ｄ４のうちＴＤＣ以前の分割区間Ｄ１，Ｄ２の回転速度Ｍ１，Ｍ２を推定する構成にしてもよい。暖機パラメータは、例えばエンジン水温やエンジン始動時からの経過時間である。この場合、制御装置３０は、例えば図１０の関係を用い、都度の暖機パラメータに基づいて、暖機補正値を算出する。図１０によれば、例えば暖機パラメータとしてのエンジン水温が低いほど、暖機補正値として小さい値が設定される。そして、制御装置３０は、過去の回転速度Ａ～Ｃに基づき算出された回転速度Ｍ３，Ｍ４を暖機補正値により補正する。

【0066】

エンジン１０の暖機が完了していない冷間状態では、クランク軸１５の回転変動に影響が及ぶ。この場合、エンジン１０の暖機の度合が相違する状況では、仮に前後する第１回転速度及び第２回転速度Ｖ２の差（図４に示すＣ－Ｂ）が同じでも、推定タイミング直後の第１区間Ｌ１においてＴＤＣ以前の回転速度の降下変化が相違することが考えられる。この点、エンジン１０の暖機度合を加味してＴＤＣ以前の回転速度Ｍ１，Ｍ２を推定することで、その推定精度を高めることができる。

【0067】

・気筒ごとに、第１回転速度Ｖ１の気筒間ばらつき及び第２回転速度Ｖ２の気筒間ばらつきの少なくともいずれかを加味して、各分割区間Ｄ１～Ｄ４の回転速度Ｍ１～Ｍ４を推定する構成であってもよい。図１１は、エンジン１０の各気筒＃１～＃４における回転変動を示すタイムチャートであり、気筒ごとの第１回転速度Ｖ１及び第２回転速度Ｖ２が気筒番号を付して示されている。なお図１１では、説明の便宜上、各気筒＃１～＃４の燃焼順序を＃１→＃２→＃３→＃４としている。

【0068】

この場合、各気筒では、慣性負荷等が相違することに起因して各気筒の回転変動に差異が生じる。仮に燃料噴射量Ｑｆが不変の状況であっても、気筒ごとに回転変動に差異が生じ、各気筒の第１回転速度Ｖ１や第２回転速度Ｖ２に気筒間ばらつきが生じることが考えられる。そこで、制御装置３０は、気筒ごとに、第１回転速度Ｖ１の気筒間ばらつき及び第２回転速度Ｖ２の気筒間ばらつきの少なくともいずれかを加味して、各分割区間Ｄ１～Ｄ４の回転速度Ｍ１～Ｍ４を推定する。

【0069】

具体的には、制御装置３０は、例えば第１気筒＃１のＴＤＣ直前であるタイミングｔｂにおいて、第４気筒＃４の第２回転速度Ｖ２（Ｖ２＿＃４）と、第４気筒＃４の第１回転速度Ｖ１（Ｖ１＿＃４）と、第３気筒＃３の第２回転速度Ｖ２（Ｖ２＿＃３）とに基づいて、各回転速度Ｍ１～Ｍ４を推定する。このとき、制御装置３０は、第１気筒＃１とそれ以外の他気筒との回転変動の差異（気筒間ばらつき）に応じて、各回転速度Ｍ１～Ｍ４を推定する。例えば、第１気筒＃１において、他気筒に比べて慣性負荷が大きい傾向にあれば、その差を第１気筒＃１のばらつき量として記憶しておき、そのばらつき量に基づいて各回転速度Ｍ１～Ｍ４を小さい値に補正する。他の気筒についても同様である。なお、第１回転速度Ｖ１や第２回転速度Ｖ２の気筒間ばらつきは、製造工場での適合処理又はエンジン運転時の学習処理により適宜求められているとよい。これにより、気筒ごとの慣性負荷のばらつき等を考慮した上で適正に各回転速度Ｍ１～Ｍ４を推定することができる。

【0070】

・各分割区間Ｄ１～Ｄ４の回転速度Ｍ１～Ｍ４について、クランク軸１５の実回転速度との乖離度合を算出し、その乖離度合に応じて各回転速度Ｍ１～Ｍ４を補正する構成にしてもよい。図１２は、制御装置３０による回転速度Ｍ１～Ｍ４の補正処理を示すフローチャートである。本処理は、カムパルスの立ち下がりエッジをトリガとして実施される割り込み処理として実施されるとよい。なお本処理は、エンジン回転状態が安定していることを条件に実施されるとよい。

【0071】

図１２において、ステップＳ４１では、今回のカムパルス出力のタイミングが、クランク角の第１区間Ｌ１から第２区間Ｌ２への切り替わりのタイミングであるか否か、すなわち第１区間Ｌ１の終了時であるか否かを判定する。また、ステップＳ４２では、現時点の直前の第１区間Ｌ１において各回転速度Ｍ１～Ｍ４の推定が行われたか否かを判定する。そして、ステップＳ４１，Ｓ４２が共に肯定されれば、後続のステップＳ４３に進む。

【0072】

ステップＳ４３では、直前の第１区間Ｌ１でのカムパルス間の時間間隔ＴＫ１を取得する。ステップＳ４４では、直前の第１区間Ｌ１において推定された回転速度Ｍ１～Ｍ４と各分割区間Ｄ１～Ｄ４の角度間隔とに基づいて、各分割区間Ｄ１～Ｄ４の回転に要する時間である区間時間Ｔ１～Ｔ４を算出するとともに、その区間時間Ｔ１～Ｔ４を積算することで、第１区間Ｌ１での推定所要時間ＴＫ２を算出する（ＴＫ２＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）。

【0073】

その後、ステップＳ４５では、ステップＳ４３で取得した時間間隔ＴＫ１と、ステップＳ４４で算出した推定所要時間ＴＫ２とを比較し、その比較結果に基づいて、各回転速度Ｍ１～Ｍ４の補正値βを算出する。例えば、以下の式６により補正値βが算出されるとよい。
β＝ＴＫ１／ＴＫ２ （式６）
補正値βは、図８のステップＳ１７～１９での回転速度Ｍｉの推定処理において用いられる。

【0074】

カムパルス間の時間間隔ＴＫ１と推定所要時間ＴＫ２との比較結果によれば、各分割区間Ｄ１～Ｄ４における回転速度Ｍ１～Ｍ４の推定誤差を把握することができる。これにより、各分割区間Ｄ１～Ｄ４における回転速度Ｍ１～Ｍ４の誤差分を適正に補正することができる。

【0075】

・回転速度Ｍ１～Ｍ４の推定に用いる第１回転速度Ｖ１及び第２回転速度Ｖ２は、現時点から過去４つ以上の検出区間の回転速度であってもよい。

【0076】

・推定タイミング直後の第１区間Ｌ１を４区間以外の数で分割し、その各分割区間の回転速度をそれぞれ推定してもよい。この場合、第１区間Ｌ１におけるＴＤＣ前後にそれぞれ各分割区間を定め、各分割区間の角度間隔は、第１区間Ｌ１を４区間に分割した場合と同様に、ＴＤＣに近い区間がＴＤＣに遠い区間よりも狭くなるようにするとよい。

【0077】

・上記実施形態では、第２区間Ｌ２から第１区間Ｌ１に切り替わるタイミングを推定タイミングとし、第１区間Ｌ１において各分割区間Ｄ１～Ｄ４の各回転速度Ｍ１～Ｍ４を推定したが、これに加えて、第１区間Ｌ１から第２区間Ｌ２に切り替わるタイミングを推定タイミングとし、第２区間Ｌ２において分割区間の各回転速度を推定してもよい。図１３は、第１区間Ｌ１から第２区間Ｌ２に切り替わるタイミングを推定タイミングとし、第２区間Ｌ２の分割区間における回転速度の推定を行う様態を示したタイムチャートである。制御装置３０は、図１３に示す第１区間Ｌ１から第２区間Ｌ２に切り替わるタイミングｔｃを推定タイミングとし、第２区間Ｌ２の分割区間Ｄ１１～Ｄ１４における各回転速度Ｍ１１～Ｍ１４の推定を行う。

【0078】

図１３では、第２区間Ｌ２において４つに分割された各分割区間Ｄ１１～Ｄ１４が定められ、制御装置３０は、タイミングｔｃにおいて、現時点以前の第１回転速度Ｖ１及び第２回転速度Ｖ２に基づいて、現時点以降の各分割区間Ｄ１１～Ｄ１４における回転速度Ｍ１１～Ｍ１４を推定する。

【0079】

回転速度Ｍ１１～Ｍ１４の推定手法は、既述の回転速度Ｍ１～Ｍ４の推定手法に準ずるものであるとよい。具体的には、現時点から直近２つの第２回転速度Ｖ２の差である第１回転変動量ΔＶ１１を算出するとともに、現時点から直近の第１回転速度Ｖ１と前回の推定タイミングで取得した第２回転速度Ｖ２との差である第１回転変動量ΔＶ１２を算出する。図１３において、第１回転変動量ΔＶ１１は、第２回転速度Ｖ２である「Ｂ，Ｄ」の差であり、第２回転変動量ΔＶ１２は、第１回転速度Ｖ１である「Ａ」と第２回転速度Ｖ２である「Ｂ」との差である。そして、回転速度Ｂに基づく回転速度基準値に、第１回転変動量ΔＶ１１に基づき算出された第１補正量と、第２回転変動量ΔＶ１２に基づき算出された第２補正量とを加算することで回転速度Ｍ１１～Ｍ１４を推定する。

【0080】

また、この場合、制御装置３０は、第１区間Ｌ１の各回転速度Ｍ１～Ｍ４に基づいて、第１区間Ｌ１におけるインジェクタ１３の噴射開始タイミングと噴射終了タイミングを制御すると共に、第２区間Ｌ２の各回転速度Ｍ１１～Ｍ１４に基づいて、第２区間Ｌ２におけるインジェクタ１３による噴射開始タイミングと噴射終了タイミングとを制御する。具体的な第２区間Ｌ２における噴射開始タイミングと噴射終了タイミングの算出については、第１区間Ｌ１における噴射開始タイミングと噴射終了タイミングの算出と同様の手法で行われるとよい。これにより、第１区間Ｌ１と第２区間Ｌ２の両区間において、噴射開始タイミングと噴射終了タイミングを制御することができる。

【0081】

・エンジン１０の気筒数は任意であり、２気筒以上の多気筒エンジンであるとよい。又は、単気筒エンジンであってもよい。

【0082】

・本発明は、回転検出手段としてクランク軸センサとカム軸センサとを有するシステムにおいて、クランク軸センサの異常時に適用されるものであってもよい。

【0083】

・本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

【符号の説明】

【0084】

１０…エンジン、１３…インジェクタ、１４…ピストン、１５…クランク軸、１７…カム軸、２４…カム軸センサ、３０…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】