(57)【要約】【課題】エンジンの再始動性能を良好にする。【解決手段】カム軸センサの歯が、ロータの外周のうち上死点前６０°クランク角付近となる位置に形成される。すると、アイドルストップ時のクランク位置が気筒判別された気筒に圧縮行程が充分に確保される位置となる。そして、気筒判別された気筒にて燃料を噴射できるように気筒情報を習得して、そのクランク位置に応じた燃料噴射制御を行うことができる。さらに、燃料噴射制御によってその気筒判別された気筒内に燃料を噴射することで、爆発行程で燃料燃焼が発生し、エンジンが素早く再始動する。換言すれば、カム信号の入力後に初回の圧縮行程にて燃料噴射を行うことができる。したがって、エンジンの再始動性能を良好にすることができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された多気筒エンジンのクランク軸に固定され、その外周に所定角度毎の間隔で歯が形成されるロータと、前記ロータの外周に対向して設けられ、前記歯を検出してパルスを出力する信号出力部とからなるクランク軸センサと、
前記クランク軸の回転に対して１／２の比率で回転するエンジンのカム軸に固定され、その外周に所定角度毎の間隔で歯が形成されるロータと、前記ロータの外周に対向して設けられ、前記歯を検出してパルスを出力する信号出力部とからなるカム軸センサと、
前記クランク軸の回転に応じて前記クランク軸センサから出力されるクランク信号と、前記カム軸の回転に応じて前記カム軸センサから出力されるカム信号とに基づいて、気筒判別を行う気筒判別手段と、
を備え、前記気筒判別手段による気筒判別結果に基づいて前記エンジンの各気筒に対する燃料噴射を実施するように構成されるエンジン制御システムにおいて、
前記カム軸センサの前記歯は、前記ロータの外周のうち上死点前６０°クランク角付近となる位置に形成されることを特徴とするエンジン制御システム。
【請求項２】
前記多気筒エンジンとは４サイクルの内燃機関型４気筒ディーゼルエンジンであることを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御システム。
【請求項３】
車両に搭載された多気筒エンジンのクランク軸に固定され、その外周に所定角度毎の間隔で歯が形成されるロータと、前記ロータの外周に対向して設けられ、前記歯を検出してパルスを出力する信号出力部とからなるクランク軸センサと、前記クランク軸の回転に対して１／２の比率で回転するエンジンのカム軸に固定され、その外周に所定角度毎の間隔で歯が形成されるロータと、前記ロータの外周に対向して設けられ、前記歯を検出してパルスを出力する信号出力部とからなるカム軸センサと、前記クランク軸の回転に応じて前記クランク軸センサから出力されるクランク信号と、前記カム軸の回転に応じて前記カム軸センサから出力されるカム信号とに基づいて、気筒判別を行う気筒判別手段と、を備え、前記気筒判別手段による気筒判別結果に基づいて前記エンジンの各気筒に対する燃料噴射を実施するように構成されるエンジン制御システムに用いられるカム軸センサにおいて、
当該カム軸センサの前記歯は、前記ロータの外周のうち上死点前６０°クランク角付近となる位置に形成されることを特徴とするカム軸センサ。
【請求項４】
前記多気筒エンジンとは４サイクルの内燃機関型４気筒ディーゼルエンジンであることを特徴とする請求項３に記載のカム軸センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの再始動性能を良好にする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境問題への配慮や省燃費化の要求により、自動車として、停車するとエンジンを自動的に停止し、運転者が走行再開を意図した操作を行うとエンジンを自動的に再始動する、というアイドルストップ（アイドリングストップとも呼ばれる）機能を備えた自動車が実用化されている。
【０００３】
このようなアイドルストップ機能を備えた自動車においては、必然的にエンジンの停止と始動とが頻繁に繰り返されることとなる。そのため、アイドルストップ状態からエンジンを再始動する際の始動性を向上させる（つまり、運転者が走行再開を意図した操作を行ってからエンジンが始動するまでの時間を短くする）ことが、ドライバに不快感を与えないためにも、アイドルストップ機能を備えない通常の車両以上に要求される。
【０００４】
このようなエンジンの始動性に大きく影響を与える一つの要因として気筒判別がある。なお、気筒判別とは、エンジンの１サイクル（７２０°ＣＡ）におけるクランク軸の回転位置（クランク位置）を特定するという意味である。この気筒判別を迅速に行うためには、エンジン停止時にクランク位置を認識しておく必要がある。
【０００５】
なお、クランク位置の認識は次のように行われる。すなわち、クランク軸の回転に応じてＮＥセンサ（クランク軸センサ）やＧセンサ（カム軸センサ）から出力される信号に基づきクランク位置を特定し（例えば特許文献１参照）、クランク位置の特定が完了したなら、その特定したクランク位置に該当する値をクランクカウンタにセットする。そして、以後は、クランクカウンタの値をクランクセンサからの信号に基づき更新していくことで、最新のクランク位置を常に把握し、そのクランクカウンタの値に基づいてエンジンへの燃料噴射や点火を実施する。なお、こうした点は、アイドルストップ機能を備えない通常の車両と同様である。
【０００６】
そして、エンジンの始動性を向上させるためには、アイドルストップ中においても、クランクカウンタの値（即ち、エンジンが停止した時のクランクカウンタの値）をリセットすることなく継続記憶しておくこととなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０６−３０７２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述のように気筒判別を行っても、アイドルストップ時のクランク位置によっては気筒判別された気筒に圧縮行程が充分に確保されない場合がある。このような場合、その気筒判別された気筒内に燃料を噴射しても、爆発行程で燃料燃焼が発生しない。すると、エンジンを再始動させるには次の気筒での燃料燃焼による出力発生を待たねばならず、エンジンの再始動性が低下するという問題があった。
【０００９】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、エンジンの再始動性能を良好にすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた請求項１に係るエンジン制御システムは、車両に搭載された多気筒エンジンのクランク軸に固定され、その外周に所定角度毎の間隔で歯が形成されるロータと、前記ロータの外周に対向して設けられ、前記歯を検出してパルスを出力する信号出力部とからなるクランク軸センサと、前記クランク軸の回転に対して１／２の比率で回転するエンジンのカム軸に固定され、その外周に所定角度毎の間隔で歯が形成されるロータと、前記ロータの外周に対向して設けられ、前記歯を検出してパルスを出力する信号出力部とからなるカム軸センサと、前記クランク軸の回転に応じて前記クランク軸センサから出力されるクランク信号と、前記カム軸の回転に応じて前記カム軸センサから出力されるカム信号とに基づいて気筒判別を行う気筒判別手段と、を備え、前記気筒判別手段による気筒判別結果に基づいて前記エンジンの各気筒に対する燃料噴射を実施するように構成されるエンジン制御システムにおいて、前記カム軸センサの前記歯は、前記ロータの外周のうち上死点前６０°クランク角付近となる位置に形成されることを特徴とする。
【００１１】
このように構成された本発明のエンジン制御システムによれば、カム軸センサの歯が、ロータの外周のうち上死点前６０°クランク角付近となる位置に形成されることにより、アイドルストップ時のクランク位置が気筒判別された気筒に圧縮行程が充分に確保される位置となる。すると、例えば、エンジン始動開始からカム信号入力までのパルス数をカウントすることによりアイドルストップ停止時のクランク位置を特定するといった具合に、気筒判別された気筒にて燃料を噴射できるように気筒情報を習得して、そのクランク位置に応じた燃料噴射制御を行うことができる。
【００１２】
そして、燃料噴射制御によってその気筒判別された気筒内に燃料を噴射することで、爆発行程で燃料燃焼が発生し、エンジンが素早く再始動する。換言すれば、カム信号の入力後に初回の圧縮行程にて燃料噴射を行うことができる。
【００１３】
したがって、エンジンの再始動性能を良好にすることができる。
【００１４】
また、請求項２のように、前記多気筒エンジンとは４サイクルの内燃機関型４気筒ディーゼルエンジンであることが考えられる。
【００１５】
また、請求項３または請求項４のように、本発明はカム軸センサに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態のエンジン制御システムの構成を表す構成図である。
【図２】クランク信号及びカム信号の信号形態を示すタイムチャートである。
【図３】エンジン制御処理を表すフローチャートである。
【図４】本実施形態のＧ正規歯の設定仕様に関する説明図であり、（ａ）はＧ正規歯が従来の設定仕様である場合、（ｂ）はＧ正規歯が上死点（ＴＤＣ）付近の場合（１）、（ｃ）はＧ正規歯がＴＤＣ付近の場合（２）、（ｄ）はＧ正規歯が圧縮限界よりもＢＴＤＣ側の場合、（ｅ）はＧ正規歯が上死点前６０°クランク角付近の場合を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明が適用された実施形態のエンジン制御システムについて、図面を用いて説明する。なお、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、様々な態様にて実施することが可能である。
【００１８】
本実施形態のエンジン制御システム１００は、車両に搭載された４サイクルの内燃機関型４気筒ディーゼルエンジンを制御するものである。
【００１９】
［１．エンジン制御システム１００の構成の説明］
図１に示すように、本実施形態のエンジン制御システム１００は、エンジン制御装置１と、クランク軸センサ１１と、カム軸センサ１３と、を備えている。
【００２０】
このうちのエンジン制御装置１は、マイコン（マイクロコンピュータ）３と、入力回路５，７とを備えている。
【００２１】
そして、このエンジン制御装置１では、エンジンに取り付けられたクランク軸センサ（ＮＥセンサ）１１からの回転信号（クランク信号）が、入力回路５を介してマイコン３に入力され、また、エンジンに取り付けられたカム軸センサ（Ｇセンサ）１３からの気筒判別用の回転信号（カム信号）が、入力回路７を介してマイコン３に入力される。
【００２２】
ここで、クランク軸センサ１１は、エンジンのクランク軸に固定され、その外周に所定角度（本実施形態では１０°）毎の間隔で歯が形成されるロータ１１ａと、そのロータ１１ａの外周に対向して設けられ、前記歯を検出してパルスを出力する電磁ピックアップ式の信号出力部１１ｂとからなる。そして、上記ロータ１１ａの外周には、歯が２個欠損した歯欠損部Ａが１つ設けられている。
【００２３】
このため、クランク軸センサ１１（詳しくは、その信号出力部１１ｂ）から入力回路５を介してマイコン３に入力されるクランク信号は、クランク軸が１０°回転する毎（１０°ＣＡ毎）にローレベル→ハイレベル→ローレベルといった具合にパルス状に変化すると共に、クランク位置が、上記ロータ１１ａの歯欠損部Ａが信号出力部１１ｂに対向することとなる基準位置に来た時には、該クランク信号の立ち上がりエッジ間隔が３倍長くなる。よって、クランク信号には、１０°ＣＡ毎に有効エッジとしての立ち上がりエッジが発生すると共に、クランク位置が基準位置に来ると、立ち上がりエッジが２個欠落した歯欠損部Ａが現れることとなる。なお、以下の説明では、ハイレベルのクランク信号をＮＥパルスと称する。
【００２４】
一方、カム軸センサ１３は、クランク軸の回転に対して１／２の比率で回転するエンジンのカム軸に固定され、その外周に所定角度（本実施形態では９０°）毎の間隔で歯が形成されたロータ１３ａと、ロータ１３ａの外周に対向して設けられ、前記歯を検出してパルスを出力する電磁ピックアップ式の信号出力部１３ｂとからなる。なお、本実施形態では、カム軸センサ１３の歯（以下Ｇ正規歯）が、ロータ１３ａの外周のうち上死点前６０°クランク角付近となる位置に形成される。また、上記ロータ１３ａの外周には、歯が余分に設けられた余分歯部Ｂが１つ設けられている。なお、この余分歯の位置についてはクランク信号の歯欠損部Ａの中に設定する。
【００２５】
このため、カム軸センサ１３（詳しくは、その信号出力部１３ｂ）から入力回路７を介してマイコン３に入力されるカム信号は、カム軸が９０°回転する毎（１８０°ＣＡ毎）にローレベル→ハイレベル→ローレベルといった具合にパルス状に変化すると共に、カム軸の回転位置が、上記ロータ１３ａの余分歯部Ｂが信号出力部１３ｂに対向することとなる基準位置に来た時にも、ローレベル→ハイレベル→ローレベルといった具合にパルス状に変化する。よって、カム信号には、１８０°ＣＡ毎に有効エッジとしての立ち上がりエッジが発生する。また、カム信号には、カム軸の回転位置が基準位置に来ると、１個の立ち上がりエッジからなる余分歯部Ｂが現れることとなる。なお、以下の説明では、ハイレベルのカム信号をＧパルスと称する。
【００２６】
そして、エンジン制御装置１のマイコン３には、このように出力されたクランク信号およびカム信号が入力される。そして、マイコン３は、上記入力信号に基づいて気筒判別およびクランク角度（クランク位置）を演算し、演算処理された結果に基づいて燃料噴射量制御、燃料噴射時期制御、燃料圧制御等の噴射制御を実行する。
【００２７】
なお、エンジン制御装置１のその他の構成については公知技術に従うのでここではその詳細な説明は省略する。
【００２８】
［２．Ｇ正規歯の設定について］
次に、カム軸センサ１３のＧ正規歯の設定について説明する。
【００２９】
上述のように、本実施形態では、カム軸センサ１３のＧ正規歯が、ロータ１３ａの外周のうち上死点前６０°クランク角付近となる位置に形成される。このことにより、アイドルストップ時のクランク位置が気筒判別された気筒に圧縮行程が充分に確保される位置となる。これは次の（１）〜（５）に挙げるような理由による。
【００３０】
（１）すなわち、従来、Ｇ正規歯によるカム信号は、気筒判別およびダイアグには利用されているが、燃料噴射制御には利用されていない。そこで、本発明では、Ｇ正規歯によるカム信号を、アイドルストップ停止後の再始動時にも利用するようにしている。そのためには、アイドルストップ停止時に、クランク位置がある気筒が判別できればよい（図４（ａ）参照）。これは、気筒判別結果が、アイドルストップ停止後の再始動時に、数回の燃料噴射にのみ使用され、それ以後は欠歯認識から得る気筒情報に基づく通常制御に移行するからである。
【００３１】
（２）また、アイドルストップ停止時のクランク軸の逆転および最終的なクランクの停止位置を考慮すると、Ｇ正規歯の設定位置は、上死点（ＴＤＣ）に近い方がよい（図４（ｂ）参照）。
【００３２】
（３）一方、上述のようにＧ正規歯を上死点（ＴＤＣ）に近い位置に設定すると、Ｇ正規歯にて角度情報のリセットを行うため、アイドルストップ停止後の初回の圧縮行程で燃料噴射を行うための各種演算および各種処置が間に合わなくなる可能性がある（図４（ｃ）参照）。さらに、Ｇ正規歯が余分歯（ＮＥ欠歯位置）から離間すると余分歯の検知が困難となるおそれがある。因みに、余分歯が検知されない場合、Ｇパルスを利用する各種制御が実行不能となる場合がある。
【００３３】
（４）また、Ｇ正規歯を圧縮限界よりも上死点前（ＢＴＤＣ）側に設定すると、クランク軸の停止位置によっては、初回の圧縮行程で燃焼可能であるにも拘わらず、燃料噴射が間に合わない事態が生じ得る（図４（ｄ）参照）。
【００３４】
（５）また、Ｇ正規歯については、圧縮限界に設定する必要はない。Ｇ正規歯を上死点前（ＢＴＤＣ）６０°ＣＡ付近に設定すれば、エンジン再始動時からカム信号入力までのＮＥパルス数をカウントすることにより停止位置を逆算して、停止位置が圧縮限界の前なのか後なのか判定する（図４（ｅ）参照）。
【００３５】
上記（１）〜（５）に挙げた理由により、カム軸センサ１３のＧ正規歯が、ロータ１３ａの外周のうち上死点前６０°クランク角付近となる位置に形成されると、アイドルストップ時のクランク位置が気筒判別された気筒に圧縮行程が充分に確保される位置となる。
【００３６】
［３．エンジン制御処理の説明］
次に、エンジン制御システム１００のエンジン制御装置１が備えるマイコン３が実行するエンジン制御処理について、図２のタイミングチャートおよび図３のフローチャートを参照して説明する。
【００３７】
まず、エンジンの再始動要求が入力されたら、クランク位置がどの気筒にあるのかを示す気筒情報を設定する（Ｓ１０５）。この気筒情報には、クランク位置がある気筒の番号（気筒番号）、クランク角度、エンジン停止時のクランク角度を示す停止時クランク角度、角度カウンタの各情報が対応付けられて登録される。
【００３８】
続いて、Ｇ正規歯によるＧパルスが入力されたか否かを判断する（Ｓ１１０）。
【００３９】
このＳ１１０において、Ｇ正規歯によるＧパルスが入力されていないと判断する場合には（Ｓ１１０：ＮＯ）、ＮＥパルスが入力されたか否かを判断する（Ｓ１１５）。ＮＥパルスが入力されていないと判断する場合には（Ｓ１１５：ＮＯ）、Ｇ正規歯によるＧパルスが入力されるのを待つためにそのままＳ１１０に戻る。一方、ＮＥパルスが入力されたと判断する場合には（Ｓ１１５：ＹＥＳ）、その入力されたＮＥパルスが歯欠損部Ａを検出したために発生したパルスであるか否かを判断する（Ｓ１２０）。
【００４０】
このＳ１２０において、入力されたＮＥパルスが歯欠損部Ａを検出したために発生したパルスではない場合には（Ｓ１２０：ＮＯ）、入力されたＮＥパルスが通常歯を検出したために発生したパルスであるため、気筒情報の角度カウンタに１０°ＣＡを加算し（Ｓ１３０）、Ｓ１１０に戻る。一方、入力されたＮＥパルスが歯欠損部Ａを検出したために発生したパルスである場合には（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、気筒情報の角度カウンタに３０°ＣＡを加算し（Ｓ１３０）、Ｓ１１０に戻る。
【００４１】
一方、上述のＳ１１０において、Ｇ正規歯によるＧパルスが入力されたと判断する場合には（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、気筒情報のクランク角度に６０°ＣＡを加算するとともに停止時クランク角度に６０°ＣＡを加算する（Ｓ１３５）。そして、気筒情報の停止時クランク角度の値に応じた噴射制御（噴射量、噴射タイミング、噴射パターンなど）を設定する（Ｓ１４０）。さらに、現在は噴射タイミングであるか否かを判断する（Ｓ１４５）。
【００４２】
このＳ１４５において、現在は噴射タイミングではない場合には（Ｓ１４５：ＮＯ）、ＮＥパルスが入力されたか否かを判断する（Ｓ１５０）。ＮＥパルスが入力された場合には（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、気筒情報のクランク角度に１０°ＣＡを加算するとともに停止時クランク角度に６０°ＣＡを加算し（Ｓ１５５）、Ｓ１４５に戻る。一方、ＮＥパルスが入力されていない場合には（Ｓ１５０：ＮＯ）、そのままＳ１４５に戻る。
【００４３】
そして、Ｓ１４５において、現在は噴射タイミングである場合には（Ｓ１４５：ＹＥＳ）、Ｓ１４０に設定された内容に基づき噴射制御を実行する（Ｓ１６０）。
【００４４】
［４．実施形態の効果］
このように本実施形態のエンジン制御システム１００によれば、カム軸センサ１３のＧ正規歯が、ロータの外周のうち上死点前６０°クランク角付近となる位置に形成される。
【００４５】
このことにより、上記（１）〜（５）に挙げた理由により、アイドルストップ時のクランク位置が気筒判別された気筒に圧縮行程が充分に確保される位置となる。すると、例えば、エンジン始動開始からカム信号入力までのパルス数をカウントすることによりアイドルストップ停止時のクランク位置を特定するといった具合に、気筒判別された気筒にて燃料を噴射できるように気筒情報を習得して、そのクランク位置に応じた燃料噴射制御を行うことができる。
【００４６】
そして、燃料噴射制御によってその気筒判別された気筒内に燃料を噴射することで、爆発行程で燃料燃焼が発生し、エンジンが素早く再始動する。換言すれば、カム信号の入力後に初回の圧縮行程にて燃料噴射を行うことができる。
【００４７】
したがって、エンジンの再始動性能を良好にすることができる。
【００４８】
なお、本実施形態は、本発明を４サイクルの内燃機関型４気筒ディーゼルエンジンに適用した例を挙げたが、本発明は他の多気筒エンジンに適用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１…エンジン制御装置、３…マイコン、５，７…入力回路、１１…クランク軸センサ、１１ａ，１３ａ…ロータ、１１ｂ，１３ｂ…信号出力部、１３…カム軸センサ、１００…エンジン制御システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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