(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有する内燃機関であって、気筒毎に対して点火コイルを有する点火手段または気筒グループ毎に対して点火コイルを有する点火手段のいずれか一方が設けられている内燃機関の気筒判別装置において、前記機関の所定回転角毎に基準角信号を出力する基準角信号発生手段と、該基準角信号の出力毎に特定の気筒に点火時期信号を出力する点火時期信号発生手段と、前記点火時期信号の出力時における前記特定の気筒の点火電圧を検出する点火電圧検出手段と、該検出された点火電圧に応じて気筒判別を行う気筒判別手段とを備え、前記気筒判別手段は、前記機関が燃料噴射を行わない燃料カット状態にあるときに前記気筒判別を実行することを特徴とする内燃機関の気筒判別装置。
【請求項２】
前記気筒判別手段は、前記機関の１サイクル間に検出された各点火電圧値を相互に比較し、その比較結果に基づき気筒判別を行うことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の気筒判別装置。
【請求項３】
前記気筒判別手段は、所定電圧値と前記検出された点火電圧値とを比較し、その比較結果に基づき気筒判別を行うことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の気筒判別装置。
【請求項４】
前記点火電圧検出手段は、前記点火コイルの一次側の電圧を前記点火電圧として検出することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の気筒判別装置。
【請求項５】
前記点火電圧検出手段は、前記点火コイルの二次側の電圧を前記点火電圧として検出することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の気筒判別装置。
【請求項６】
複数の気筒を有する内燃機関であって、気筒毎に点火コイルを有する点火手段または気筒グループ毎に点火コイルを有する点火手段のいずれか一方が設けられている内燃機関の気筒判別装置において、前記機関の所定回転角毎に基準角信号を出力する基準角信号発生手段と、該基準角信号の出力毎に前記気筒のそれぞれに点火時期信号を出力する点火時期信号発生手段と、前記点火時期信号の出力時における前記気筒毎の点火電圧を検出する点火電圧検出手段と、該検出された各点火電圧に応じて気筒判別を行う気筒判別手段とを備え、前記気筒判別手段は、前記機関が燃料噴射を行わない燃料カット状態にあるときに前記気筒判別を実行することを特徴とする内燃機関の気筒判別装置。
【請求項７】
前記気筒判別手段は、前記機関の１サイクル間に検出された各点火電圧値を相互に比較し、その比較結果に基づき気筒判別を行うことを特徴とする請求項６記載の内燃機関の気筒判別装置。
【請求項８】
前記気筒判別手段は、所定電圧値と前記検出された各点火電圧値とを比較し、その比較結果に基づき気筒判別を行うことを特徴とする請求項６記載の内燃機関の気筒判別装置。
【請求項９】
前記点火電圧検出手段は、前記点火コイルの一次側の電圧を前記点火電圧として検出することを特徴とする請求項６記載の内燃機関の気筒判別装置。
【請求項１０】
前記点火電圧検出手段は、前記点火コイルの二次側の電圧を前記点火電圧として検出することを特徴とする請求項６記載の内燃機関の気筒判別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の気筒を有する内燃機関であって、各気筒毎に点火コイルを有する点火手段または各気筒グループ毎に点火コイルを有する点火手段のいずれか一方が設けられている内燃機関の気筒判別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車用ガソリンエンジンなどの４サイクル内燃機関では、複数の気筒が吸気、圧縮、爆発、排気の４行程のサイクルで駆動され、各気筒において、吸入圧縮された混合気を点火プラグで火花点火させることにより燃焼させて出力を得ているが、混合気の燃焼圧力がピストンを押し下げる力として効率的に働くように、最適なクランク位置で混合気を火花点火させると共に、十分な点火エネルギーを点火プラグに供給することが重要である。このために、各気筒の行程を判別するための気筒判別（行程判別）をしつつ制御が行われている。
【０００３】
一方、各気筒の点火プラグに点火エネルギーを供給する一般的な電子制御方式の点火制御装置は、所定のクランク角（例えば１８０°）毎に発生されるパルス信号を点火時期を決定するための基本タイミング信号とし、クランク角（例えば３０°）毎に発生されるパルス信号を基本タイミングから起算される点火進角のカウント信号として、機関の負荷状態に対応した進角値を有する点火信号を生成し、この点火信号により点火コイルの一次側に接続されているトランジスタの動作を制御し、点火コイルの一次側電流遮断によって二次側に発生する高電圧をディストリビュータを介して各気筒の点火プラグに分配するものである。
【０００４】
この点火時期の決定に用いられるクランク角と基準気筒の行程との関係を判別するために、気筒判別が行われるが、４サイクル内燃機関においては、上述の４工程のサイクルがクランク軸２回転で完了するから、クランク軸が最大２回転しなければ基準気筒の判別を行うことができない。よって、クランク軸と共に回転する回転体に突起を設け、この突起を検出することによって気筒判別を行う場合、例えば、４気筒内燃機関においては、第１気筒、第４気筒のいずれかの気筒であることを判別することは可能であるが、その気筒が第１気筒、第４気筒のいずれの気筒であるかを明確に判別することはできないので、この気筒判別に代えて、クランク軸と共に回転する気筒判別センサ専用の駆動軸をカム軸にギヤ結合またはオルダム結合で連結し、その駆動軸の回転角を検出することによって気筒判別を行う方法が用いられている（特開平１−２０３６５６号公報）。
【０００５】
しかし、上述のディストリビュータによる点火配電方式では、ディストリビュータの電極間の放電、ディストリビュータと点火コイル及びディストリビュータと点火プラグとを結ぶそれぞれの高圧ケーブルの抵抗によって点火エネルギーの大半が消費され、エネルギー効率が悪い。
【０００６】
そこで、エネルギー効率を高めるために、ディストリビュータを用いずに点火プラグへの配電を行う低電圧配電方式による点火制御方法が提案され、この点火制御方法としては、各気筒毎に点火コイルを設けた気筒別独立点火システム（例えば特開昭５８−００８２６７号公報記載）、点火コイル毎に複数（例えば２個）の点火プラグを接続して複数（２つ）気筒を同時に点火させるディスビレス点火システム（例えば特開昭５６−１４３３５８号公報記載）などがある。
【０００７】
この気筒別独立点火システムやディスビレス点火システムでは、進角制御された点火信号を気筒別分配回路を介して各点火コイル別に分配し、その分配された信号で点火コイルの一次側に接続されているトランジスタをオン、オフ動作させることによって各気筒の点火コイルに順次点火エネルギーを供給する。
【０００８】
例えば、４気筒の内燃機関における２気筒を同時に点火させるディスビレス点火システムでは、各点火コイルの一次側に並列接続された２個のトランジスタの動作を気筒分配回路からの点火信号により順次制御し、その制御によって点火コイルの二次側に発生した高電圧を点火コイルの二次側に直列接続された２つの点火プラグに印加し、第１、第３、第４、第２の気筒順に点火させる。このディスビレス点火システムにおいては、機関始動時または運転中に気筒順序の乱れを防ぐために、各サイクルの最初の点火気筒を常に同じにすることが行われているが、この各サイクルの最初の点火気筒を常に同じにするためには、クランク角７２０°毎のパルス信号を取り出し、この７２０°毎のパルス信号に基づき機関の２回転に１回気筒別分配回路をリセットすることが必要である。
【０００９】
この７２０°毎のパルス信号は、クランク軸直結の気筒判別センサでは得られず、クランク軸の１／２の速度で回転する気筒判別センサ専用の駆動軸をカム軸にギヤ結合またはオルダム結合で連結し、その駆動軸の回転角を検出することによって７２０°毎のパルス信号を得る方法が用いられている。
【００１０】
しかし、この方法では、気筒判別センサ専用の駆動軸を設ける必要があるので、コストが余分に掛かる。
【００１１】
上述の方法に代わる気筒判別方法には、カム軸に、その回転を検出し、１回転毎に１つのパルスを発生する気筒判別センサを設け、その気筒判別センサの出力に基づき特定気筒の圧縮上死点を判別する方法（特開平０２−２７１０５５号公報記載、特開平０６−０８１７０５号公報記載）があり、この方法における気筒判別センサとしては、磁気、光、ホール、ＭＲＥなどのセンサが用いられている。
【００１２】
これに対し、カム軸に検出加工を施す必要がないセンサ配置構造（特開平０４−２８７８４１号公報記載）により、気筒判別センサを配置する気筒判別方法が提案されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者の気筒判別方法（特開平０２−２７１０５５号公報記載、特開平０６−０８１７０５号公報記載）では、磁気、光、ホール、ＭＲＥなどの気筒判別センサを用いることによって、気筒判別に掛かるコストが高くなる。
【００１４】
また、後者の方法（特開平０４−２８７８４１号公報記載）では、その配置構造から精度が高い気筒判別を得ることが困難である。
【００１５】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、低コストでかつ高精度で気筒判別を行うことができる気筒判別装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１記載の発明は、複数の気筒を有する内燃機関であって、気筒毎に対して点火コイルを有する点火手段または気筒グループ毎に対して点火コイルを有する点火手段のいずれか一方が設けられている内燃機関の気筒判別装置において、前記機関の所定回転角毎に基準角信号を出力する基準角信号発生手段と、該基準角信号の出力毎に特定の気筒に点火時期信号を出力する点火時期信号発生手段と、前記点火時期信号の出力時における前記特定の気筒の点火電圧を検出する点火電圧検出手段と、該検出された点火電圧に応じて気筒判別を行う気筒判別手段とを備え、前記気筒判別手段は、前記機関が燃料噴射を行わない燃料カット状態にあるときに前記気筒判別を実行することを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の内燃機関の気筒判別装置において、前記気筒判別手段は、前記機関の１サイクル間に検出された各点火電圧値を相互に比較し、その比較結果に基づき気筒判別を行うことを特徴とする。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の内燃機関の気筒判別装置において、前記気筒判別手段は、所定電圧値と前記検出された点火電圧値とを比較し、その比較結果に基づき気筒判別を行うことを特徴とする。
【００２０】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の内燃機関の気筒判別装置において、前記点火電圧検出手段は、前記点火コイルの一次側の電圧を前記点火電圧として検出することを特徴とする。
【００２１】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の内燃機関の気筒判別装置において、前記点火電圧検出手段は、前記点火コイルの二次側の電圧を前記点火電圧として検出することを特徴とする。
【００２２】
請求項６記載の発明は、複数の気筒を有する内燃機関であって、気筒毎に点火コイルを有する点火手段または気筒グループ毎に点火コイルを有する点火手段のいずれか一方が設けられている内燃機関の気筒判別装置において、前記機関の所定回転角毎に基準角信号を出力する基準角信号発生手段と、該基準角信号の出力毎に前記気筒のそれぞれに点火時期信号を出力する点火時期信号発生手段と、前記点火時期信号の出力時における前記気筒毎の点火電圧を検出する点火電圧検出手段と、該検出された各点火電圧に応じて気筒判別を行う気筒判別手段とを備え、前記気筒判別手段は、前記機関が燃料噴射を行わない燃料カット状態にあるときに前記気筒判別を実行することを特徴とする。
【００２３】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の内燃機関の気筒判別装置において、前記気筒判別手段は、前記機関の１サイクル間に検出された各点火電圧値を相互に比較し、その比較結果に基づき気筒判別を行うことを特徴とする。
【００２４】
請求項８記載の発明は、請求項６記載の内燃機関の気筒判別装置において、前記気筒判別手段は、所定電圧値と前記検出された各点火電圧値とを比較し、その比較結果に基づき気筒判別を行うことを特徴とする。
【００２６】
請求項９記載の発明は、請求項６記載の内燃機関の気筒判別装置において、前記点火電圧検出手段は、前記点火コイルの一次側の電圧を前記点火電圧として検出することを特徴とする。
【００２７】
請求項１０記載の発明は、請求項６記載の内燃機関の気筒判別装置において、前記点火電圧検出手段は、前記点火コイルの二次側の電圧を前記点火電圧として検出することを特徴とする。
【００２８】
請求項１記載の内燃機関の気筒判別装置では、機関の所定回転角毎に基準角信号を出力する基準角信号発生手段と、該基準角信号の出力毎に特定の気筒に点火時期信号を出力する点火時期信号発生手段と、点火時期信号の出力時における特定の気筒の点火電圧を検出する点火電圧検出手段とを設け、機関が燃料噴射を行わない燃料カット状態にあるときに検出された点火電圧に応じて気筒判別を行うので、磁気、光、ホール、ＭＲＥなどの気筒判別センサを用いることなく、低コストで気筒判別を行うことができると共に、精度が高い気筒判別結果を得ることができる。
【００２９】
請求項２記載の内燃機関の気筒判別装置では、機関の１サイクル間に検出された各点火電圧値を相互に比較し、その比較結果に基づき気筒判別を行うようにすることができる。
【００３０】
請求項３記載の内燃機関の気筒判別装置では、所定電圧値と検出された点火電圧値とを比較し、その比較結果に基づき気筒判別を行うようにすることができる。
【００３２】
請求項４記載の内燃機関の気筒判別装置では、点火コイルの一次側の電圧を点火電圧として検出するので、点火コイルの一次側の電圧に応じて気筒判別を行うことができる。
【００３３】
請求項５記載の内燃機関の気筒判別装置では、点火コイルの二次側の電圧を点火電圧として検出するので、点火コイルの二次側の電圧に応じて気筒判別を行うことができる。
【００３４】
請求項６記載の内燃機関の気筒判別装置では、機関の所定回転角毎に基準角信号を出力する基準角信号発生手段と、該基準角信号の出力毎に気筒のそれぞれに点火時期信号を出力する点火時期信号発生手段と、点火時期信号の出力時における気筒毎の点火電圧を検出する点火電圧検出手段とを設け、機関が燃料噴射を行わない燃料カット状態にあるときに検出された各点火電圧に応じて気筒判別を行うので、磁気、光、ホール、ＭＲＥなどの気筒判別センサを用いることなく、低コストで気筒判別を行うことができると共に、精度が高い気筒判別結果を得ることができる。
【００３５】
請求項７記載の内燃機関の気筒判別装置では、機関の１サイクル間に検出された各点火電圧値を相互に比較し、その比較結果に基づき気筒判別を行うようにすることができる。
【００３６】
請求項８記載の内燃機関の気筒判別装置では、所定電圧値と検出された点火電圧値とを比較し、その比較結果に基づき気筒判別を行うようにすることができる。
【００３８】
請求項９記載の内燃機関の気筒判別装置では、点火コイルの一次側の電圧を点火電圧として検出するので、点火コイルの一次側の電圧に応じて気筒判別を行うことができる。
【００３９】
請求項１０記載の内燃機関の気筒判別装置では、点火コイルの二次側の電圧を点火電圧として検出するので、点火コイルの二次側の電圧に応じて気筒判別を行うことができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００４１】
（実施の第１形態）
図１は本発明の実施の第１形態に係る内燃機関（以下、エンジンという）の気筒判別装置を含む制御装置を示す全体構成図、図２はＥＣＵ１５内に構成された点火時期制御を行うための手段を示すブロック図であり、本実施の形態では、４気筒のエンジンを例に説明する。
【００４２】
エンジン１は、図１に示すように、４つの気筒（＃１，＃２，＃３，＃４）を有し、各気筒（＃１，＃２，＃３，＃４）には点火プラグ２，３，４，５がそれぞれ設けられている。各点火プラグ２，３，４，５の中心電極には、点火装置６から点火電圧がそれぞれ印加され、各点火プラグ２，３，４，５の外側電極は接地されている。
【００４３】
点火装置６は、各点火プラグ２，３，４，５毎に対応して設けられ、それに印加する点火電圧を発生するための４つの点火コイル７，８，９，１０を有する。各点火コイル７，８，９，１０は、１次側コイル７ａ，８ａ，９ａ，１０ａと２次側コイル７ｂ，８ｂ，９ｂ，１０ｂとから構成されている。
【００４４】
点火コイル７の一次側コイル７ａの一端にはバッテリ電圧ＶＢが印加され、１次側コイル７ａの他端はトランジスタ１１のコレクタに接続されている。１次側コイル７ａの他端とトランジスタ１１のコレクタとの間の接続点には、１次側コイル７ａに発生する一次側電圧を検出するための電圧センサ２０が設けられている。電圧センサ２０は、該電圧センサ２０は後述する電子コントロールユニット（以下、ＥＣＵという）１５に接続されている。この電圧センサ２０としては、１次側コイル７ａの一次側電圧に応じて変化する静電容量を検出し、その静電容量に基づき一次側電圧を示す信号を出力するもの、または減衰器を用いたものなどが使用される。
【００４５】
これに対し、二次側コイル７ｂの一端は一次側コイル７ａの一端に接続され、二次側コイル７ｂの他端は点火プラグ２の中心電極に接続されている。
【００４６】
他の各点火コイル８，９，１０においては、点火コイル７と同様の接続構造を有し、各点火コイル８，９，１０の一次側コイル８ａ，９ａ，１０ａには対応するトランジスタ１２，１３，１４のコレクタが接続されているが、各点火コイル８，９，１０の一次側コイル８ａ，９ａ，１０ａと対応するトランジスタ１２，１３，１４のコレクタとの間には、電圧センサ２０に対応するセンサは設けられていない。
【００４７】
各トランジスタ１１，１２，１３，１４のベースには、ＥＣＵ１５から点火信号θigpn（ｎ＝１，…，４）が供給され、各トランジスタ１１，１２，１３，１４のエミッタは接地されている。
【００４８】
ＥＣＵ１５には、エンジン運転パラメータを検出するための各センサ、例えば、スロットル弁開度（θＴＨ）センサ１６、温度センサ１７、クランク角度位置（ＣＲＫ）センサ１８、ＴＤＣセンサ１９等が接続されている。θＴＨセンサ１６は、エンジン１の吸気管（図示せず）に設けられているスロットル弁（図示せず）の開度を検出し、その検出した開度を電気信号に変換してＥＣＵ１５に出力する。温度センサ１７は、機関温度（冷却水温、吸気温など）を検出するセンサからなり、該センサは検出した機関温度を電気信号に変換してＥＣＵ１５に出力する。ＣＲＫセンサ１８はエンジン１のクランク軸（図示せず）の１／２回転（１８０°）より短い一定のクランク角周期（例えば、３０°周期）で所定のクランク角度位置毎に信号パルス（以下、ＣＲＫ信号パルスという）を出力する。ＴＤＣセンサ１９は各気筒（＃１，＃２，＃３，＃４）のクランク軸の圧縮行程終了時の上死点（ＴＤＣ）でパルス信号（以下、ＴＤＣ判別信号パルスという）をクランク軸の１８０°回転毎に発生する。ＣＲＫ信号パルスはエンジン回転数の算出に用いられ、具体的には、ＣＲＫ信号パルスの発生時間間隔を計測してＣＲＭＥ値を算出し、さらに前記ＣＲＭＥ値をＴＤＣ判別信号パルスの発生時間間隔に亘って加算してＭＥ値を算出することにより、該ＭＥ値の逆数であるエンジン回転数ＮＥが算出される。
【００４９】
ＥＣＵ１５は、さらに点火装置６の電圧センサ２０を介して点火コイル７の一次側コイル７ａの電圧（点火電圧）を取り込むと共に、バッテリ電圧ＶＢを取り込む。
【００５０】
ＥＣＵ１５は、上述の各種センサからの入力信号波形を整形して電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路１５ａ、中央演算処理回路（以下、ＣＰＵという）１５ｂ、該ＣＰＵ１５ｂで実行される各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶手段１５ｃ、各気筒毎に設けられている燃料噴射弁２１に対する駆動信号及び点火信号θigpnを出力する出力回路１５ｄ等から構成される。
【００５１】
ＥＣＵ１５は、各種センサからの出力信号に基づき、燃料噴射時間を算出し、算出した燃料噴射時間に応じた駆動信号を燃料噴射弁２１に供給する燃料供給制御と、点火時期を算出し、算出した点火時期に応じた点火信号θigpnを点火装置６に供給する点火時期制御とを行う。
【００５２】
ＥＣＵ１５による点火時期制御では、各種センサにより検出されたエンジン運転状態に応じて点火時期を算出し、エンジン回転数ＮＥおよびバッテリー電圧ＶＢに基づき点火コイルの通電時間を算出し、算出された点火時期と点火コイルの通電時間とに応じた点火信号θigpnを点火装置６の各トランジスタ１１，１２，１３，１４に分配、供給することによって所定タイミングで各トランジスタ１１，１２，１３，１４のオン、オフ動作を制御して点火を行うとともに、気筒判別を行う。この気筒判別を行う場合は、各ＣＲＫ信号パルスの発生タイミングで特定気筒（本実施の形態では、＃１気筒）の点火を行うと共に、各ＣＲＫ信号パルスの発生タイミングで点火コイル７の一次側電圧を検出し、その検出した各電圧から＃１気筒における圧縮行程終了時の上死点の判別（気筒判別）を行う。なお、以下、圧縮行程終了時の上死点を圧縮上死点という。
【００５３】
この点火時期制御は、図２に示すように、ＥＣＵ１５のＣＰＵ１５ｂによって構成された点火時期算出手段１５１、通電時間算出手段１５２、分配手段１５３、点火電圧検出手段１５４、気筒判別手段１５５の各手段によって行われる。
【００５４】
まず、ＥＣＵ１５の点火時期制御によって生じる点火波形について図３を参照しながら説明する。図３は図１のエンジンにおける点火波形の特性を示す波形図である。
【００５５】
本実施の形態では、４気筒エンジンであるので、＃１、＃３、＃４、＃２の各気筒順に点火が行われ、＃１、＃２、＃３、＃４の気筒間において、＃１気筒が圧縮行程にあると、＃３気筒は爆発行程、＃４気筒は吸気行程、＃２気筒は排気行程にある。
【００５６】
点火時期制御時、ＥＣＵ１５から点火装置６の各トランジスタ１１，１２，１３，１４に供給される点火信号θigpnが、図３（ａ）に示すように、高レベル“Ｈ”になると、対応するトランジスタ１１，１２，１３，１４はオンし、対応する点火コイル７，８，９，１０の一次側コイル７ａ，８ａ，９ａ，１０ａに流れる一次側電流Ｉ１は、図３（ｂ）に示すように、徐々に増加する。所定の通電時間が経過して、点火信号θigpnが、図３（ａ）に示すように、高レベル“Ｈ”から低レベル“Ｌ”へ移行すると、対応するトランジスタ１１，１２，１３，１４はオフし、対応する一次側コイル７ａ，８ａ，９ａ，１０ａに流れる一次側電流Ｉ１は、図３（ｂ）に示すように遮断される。この一次側電流Ｉ１の遮断によって対応する二次側コイル７ｂ，８ｂ，９ｂ，１０ｂには、図３（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示すように、一次側電圧Ｖ１、二次側電圧Ｖ２が発生するとともに、二次側電流Ｉ２が発生する。この二次側電圧Ｖ２は、対応する点火プラグ２，３，４，５に印加され、点火プラグ２，３，４，５による放電が行われる。
【００５７】
点火プラグ２，３，４，５の放電によって気筒内の混合気の絶縁が破壊されると、絶縁破壊前の容量放電状態から放電電圧が略一定の誘導放電状態に移行し、誘導放電電圧は二次側電圧発生時以降の圧縮行程に伴う気筒内の圧力が上昇する従い上昇する（図３（ｄ））。これは、圧力が高くなると誘導放電に必要な電圧も高くなるためである。誘導放電に必要な電圧が高くなると、点火電圧（二次側電圧）も高くなるが、誘導放電の最終段階においては、点火電圧が誘導放電に維持するための電圧より低くなり、誘導放電状態は消失する。二次側電圧発生時から誘導放電状態消失時までの期間が放電時間ＴＤＩＳとなる。よって、吸気、圧縮、爆発、排気の各行程において、圧縮行程終了時の上死点で気筒内の圧力が最大になり、点火電圧も最大になる。
【００５８】
このような点火特性から、気筒が圧縮上死点にあるときに、該気筒の点火電圧（二次側電圧Ｖ２及び一次側電圧Ｖ１）は最大になることが分かる。また、気筒が圧縮上死点にあるとき、点火電圧の放電時間（二次側電圧Ｖ２及び一次側電圧Ｖ１の放電時間ＴＤＩＳ）が最小になりかつその二次側電流Ｉ２が最大になる。
【００５９】
よって、気筒が圧縮上死点にあるときに、その二次側電圧Ｖ２及び一次側電圧Ｖ１が最大になることに基づき、点火電圧Ｖobjnとして二次側電圧または一次側電圧を検出し、その検出した電圧Ｖobjnに応じて特定した気筒が圧縮上死点にあることを判別することができる。
【００６０】
次に、本実施の形態の気筒判別手法について図４および図５を参照しながら説明する。図４はＥＣＵ１５による気筒判別の処理手順を示すフローチャート、図５はＣＲＫタイミングによる即ち各ＣＲＫ信号パルス発生毎に行う特定気筒（＃１気筒）の点火タイミングを示すタイミングチャートである。
【００６１】
気筒判別は、エンジン運転状態が特定運転状態（始動時を含む所定減速時にエンジン１への燃料供給を停止する燃料カット状態）にあるときに実行される。即ち、気筒判別を行うときには、エンジン１の保護のために、燃料噴射弁２１による燃料噴射を行わない。
【００６２】
本実施の形態では、＃１気筒の点火を行い、その点火電圧に応じて＃１気筒の圧縮上死点を判別することにより、気筒判別を行うものである。具体的には、図５に示すように、＃１気筒の吸気、圧縮、爆発および排気の各行程において、ＣＲＫ信号パルスの発生毎に点火装置６に点火信号θigp1を出力することにより＃１気筒の点火を行い、各ＣＲＫ信号パルスの発生タイミング即ち各点火タイミングでの一次側電圧Ｖ１を点火電圧値Ｖobjn（ｎ＝１）として検出し、検出した点火電圧値Ｖobjnと基準値Ｖref との比較を点火電圧値Ｖobjn≧基準値Ｖref が成立するまで繰り返し、＃１気筒の圧縮上死点を判別することにより気筒判別を行う。
【００６３】
図４において、まず、ステップＳ１でエンジン１が特定運転状態にあることを「１」で示すフラグＦ１ＳＴが「１」であるか否かを判定し、フラグＦ１ＳＴが「１」でなければ、処理を直ちに終了する一方、「１」であると判定されると、ステップＳ２に進む。
【００６４】
ステップＳ２では、ＣＲＫセンサ１８から出力されるＣＲＫ信号パルスの検出を行い、続くステップＳ３では、ＣＲＫ信号パルスの発生毎に点火装置６に点火信号θigp1を出力して＃１気筒の点火を行う。この点火信号θigp1によって＃１気筒の点火コイル７に点火電圧が誘起され、その点火電圧は点火プラグ２に印加される。
【００６５】
次いで、ステップＳ４に進み、各ＣＲＫ信号パルス発生タイミングすなわち＃１気筒の各点火タイミングに合わせて点火コイル７の一次側電圧を取り込み、その電圧値を点火電圧値Ｖobjn（ｎ＝１）として検出する。
【００６６】
続くステップＳ５では、検出した点火電圧値Ｖobjnと予め設定された基準値Ｖref とを比較する。この基準値Ｖref は、圧縮上死点において一次側電圧が最も高くなることに基づき実験等により予め設定された値である。
【００６７】
点火電圧値Ｖobjn＜基準値Ｖref が成立すると、処理は再度ステップＳ２に戻り、上記ステップＳ２ないしステップＳ５の処理を点火電圧値Ｖobjn≧基準値Ｖref が成立するまで繰り返す。
【００６８】
点火電圧値Ｖobjn≧基準値Ｖref の関係式が成立すると、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、電圧値Ｖobjn≧基準値Ｖref が成立したとき、その時点のＣＲＫ信号パルスの発生タイミングが＃１気筒の圧縮上死点に対応すると判別する。即ち、今＃１気筒が圧縮上死点にあると判別されると、＃３、＃４、＃２の各気筒がそれぞれ前述した所定の行程（爆発、吸気、排気）にあることが推定されることにより気筒判別が行われる。
【００６９】
続くステップＳ７では、上記の気筒判別結果から次の所定気筒（本例では＃３気筒）から順次点火を開始し、即ち、点火信号θigpn（ｎ＝１，…，４）を各気筒に順次出力し、本処理を終了する。この順次点火の開始に伴い燃料噴射弁２１による燃料噴射が開始される。
【００７０】
なお、電圧値Ｖobjn≧基準値Ｖref が成立するまでの期間は、圧縮行程終了から本処理が開始されるときに最長になり、その最長期間は略４ＴＤＣ期間となる。
【００７１】
このように、本実施の形態によれば、各ＣＲＫ信号パルスの発生毎に＃１気筒の点火を行い、各点火タイミングで電圧値Ｖobjnとして点火コイル７の一次側電圧値を検出し、その電圧値Ｖobjnに応じて＃１気筒の圧縮上死点を判別するので、磁気、光、ホール、ＭＲＥなどの高価な気筒判別センサを用いることなく、気筒判別を行うことができ、コストの低減を図ることができる。
【００７２】
また、図５に示した例では、ＣＲＫ信号パルスの１つが＃１気筒の圧縮上死点に同期しているので、さらに精度が高い気筒判別を得ることができる。
【００７３】
さらに、一次側電圧値に応じて気筒判別を行うので、点火電圧の検出をノイズなどによる影響を受けずに行うことができ、誤判別なく確実に気筒判別を行うことができる。
【００７４】
さらに、既に気筒判別センサが設けられている制御装置の場合には、本実施の形態の気筒判別装置をその気筒判別センサのバックアップ用としてフェールセーフ時等に使用することが可能になる。
【００７５】
さらに、本実施の形態では、エンジンが特定の運転状態、例えば燃料カット状態にあるときに、気筒判別を実行するような構成としたが、この構成に加えてまたはそれに代えて、気筒判別の必要が生じたときには、運転状態に応じて任意のタイミングで強制的に燃料カットを行うことによって気筒判別を実行するように制御することもできる。
【００７６】
なお、本実施の形態では、各ＣＲＫ信号パルスの発生毎に点火を行うようにしているが、これに代えて、間引くことによって１つおきなどのＣＲＫ信号パルス毎に点火を行うようにしても、気筒判別を行うことができる。
【００７７】
また、等間隔のクランク角位置で発生するＣＲＫ信号パルスに代えて、変則の、例えば、不等間隔でのクランク角位置で発生するＣＲＫ信号パルスを用いても、そのＣＲＫ信号パルス発生毎に点火を行うことによって、気筒判別を行うことができる。
【００７８】
（実施の第２形態）
次に、本発明の実施の第２形態について図６及び図７を参照しながら説明する。図６は本発明の実施の第２形態に係る気筒判別の処理手順を示すフローチャート、図７はＴＤＣタイミングによる即ちＴＤＣ判別信号パルス発生毎に行う特定気筒（＃１気筒）の点火タイミングを示すタイミングチャートである。
【００７９】
本実施の形態は、上述した実施の第１形態と同じハードウェア構成を有し、本実施の形態では、実施の第１形態に対して、ＣＲＫ信号パルスの発生毎に点火を行うことに代えて、ＴＤＣ判別信号パルスの発生毎に点火を行う点が異なる。
【００８０】
具体的には、図７に示すように、＃１気筒の吸気、圧縮、爆発および排気の各行程において、ＴＤＣ判別信号パルスの発生（▲１▼、▲２▼、▲３▼、▲４▼の各発生タイミング）毎に点火装置６に点火信号θigp1を出力することにより＃１気筒の点火を行い、各ＴＤＣ判別信号パルスの発生タイミング即ち各点火タイミングでの一次側電圧Ｖ１を点火電圧値Ｖobjn（ｎ＝１）として検出し、検出した点火電圧値Ｖobjnと基準値Ｖref との比較を、電圧値Ｖobjn≧基準値Ｖref が成立するまで繰り返し、電圧値Ｖobjn≧基準値Ｖref が成立したとき、そのＴＤＣ信号のタイミング（タイミング▲３▼）が＃１気筒の圧縮上死点に対応すると判別する。
【００８１】
図６において、まず、ステップＳ１０でフラグＦ１ＳＴが「１」であると判定すると、ステップＳ１１に進み、ＴＤＣセンサ１９から出力されるＴＤＣ判別信号パルスの検出を行う。
【００８２】
次いで、ステップＳ１２に進み、各ＴＤＣ判別信号パルスの発生毎に点火装置６に点火信号θigp1を出力して＃１気筒の点火を行う。
【００８３】
続くステップＳ１３では、各ＴＤＣ判別信号パルスの発生タイミングすなわち＃１気筒の各点火タイミングに合わせて点火コイル７の一次側電圧Ｖ１を取り込み、その電圧値を点火電圧値Ｖobjnとして検出する。
【００８４】
以下、上述した実施の第１形態の図４に示すステップＳ５〜Ｓ７と同様のステップＳ１４〜ステップＳ１６を実行して処理を終了する。
【００８５】
このように、ＴＤＣ判別信号パルスの発生毎に＃１気筒の点火を行い、その点火タイミングで点火電圧値Ｖobjnとして点火コイル７の一次側電圧値を検出し、点火電圧値Ｖobjnに応じて＃１気筒の圧縮上死点を判別して気筒判別を行うので、上述した実施の第１形態と同様の効果を得ることができる。
【００８６】
（実施の第３形態）
次に、本発明の実施の第３形態について図８を参照しながら説明する。図８は本発明の実施の第３形態に係るエンジンの気筒判別装置を含む制御装置を示す全体構成図である。
【００８７】
本実施の形態は、実施の第１形態に対して、特定気筒（＃１気筒）の点火コイル７の一次側電圧を点火電圧として検出することに代えて、特定気筒（＃１気筒）の二次側電圧を点火電圧として検出する点で異なる。
【００８８】
具体的には、図８に示すように、＃１気筒に対応する点火コイル７の二次側コイル７ｂの他端と点火プラグ２との間には、２次側コイル７ｂに発生する二次側電圧を検出するための電圧センサ３５を設けている。この電圧センサ３５としては、実施の第１形態の電圧センサ２０と同様の構成を有するセンサを用いることができる。
【００８９】
このような構成を有する本実施の形態では、＃１気筒に対する二次側電圧に応じて気筒判別を行うが、その気筒判別手順は実施の第１形態または実施の第２形態における気筒判別手順のいずれか一つに同じであるので、その説明は省略する。
【００９０】
（実施の第４形態）
次に、本発明の実施の第４形態について図９ないし図１２を参照しながら説明する。図９は本発明の実施の第４形態に係るエンジンの気筒判別装置を含む制御装置を示す全体構成図、図１０は気筒判別の処理手順を示すフローチャート、図１１は図１０のステップＳ２４における点火電圧値Ｖobjnの比較処理を示すフローチャート、図１２はＣＲＫタイミングによる各気筒の点火タイミングを示すタイミングチャートである。
【００９１】
本実施の形態は、実施の第１形態に対して、ＣＲＫ信号パルスの発生毎に各気筒（＃１，＃３，＃４，＃２）の点火を行い、各気筒の二次側電圧を点火電圧として検出し、検出した各点火電圧値Ｖobjnの比較結果に応じて気筒判別を行うよう点が異なる。
【００９２】
本実施の形態では、図９に示すように、各気筒毎に二次側電圧を点火電圧として検出する電圧センサ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄを設けている。即ち、二次側コイル７ｂの他端と点火プラグ２との間に電圧センサ３５ａが、二次側コイル８ｂの他端と点火プラグ３との間に電圧センサ３５ｂが、二次側コイル９ｂの他端と点火プラグ４との間に電圧センサ３５ｃが、二次側コイル１０ｂの他端と点火プラグ５との間に電圧センサ３５ｄがそれぞれ設けられ、ＥＣＵ１５は各電圧センサ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄを介して各二次側コイル７ｂ，８ｂ，９ｂ，１０ｂにそれぞれ発生する電圧値Ｖobjnを検出する。
【００９３】
次に、本実施の形態による気筒判別手順について図１０ないし図１２を参照しながら説明する。
【００９４】
本実施の形態では、図１２に示すように、各気筒の各行程において、ＣＲＫ信号パルスの発生（各気筒の上死点、下死点のクランク角度位置に対応するタイミング）毎に点火装置６に点火信号θigp1，θigp2，θigp3，θigp4を出力することにより各気筒の点火を行い、各ＣＲＫ信号パルスの発生タイミング即ち各点火タイミングでの二次側電圧Ｖ２を各気筒毎の点火電圧値Ｖobjnとして検出し、検出した各点火電圧値Ｖobjn（ｎ＝１，…，４）の相互比較を、＃１気筒の圧縮上死点の判別が得られるまで繰り返す。
【００９５】
図１０において、まず、ステップＳ２０で特定運転状態フラグＦ１ＳＴが「１」であるか否かの判定を行い、そのフラグＦ１ＳＴが「１」でなければ、処理は直ちに終了する一方、「１」であると判定されると、ステップＳ２１に進む。ステップＳ２１では、ＣＲＫセンサ１８から出力されるＣＲＫ信号パルスの検出を行う。
【００９６】
次いで、ステップＳ２２に進み、所定のＣＲＫ信号パルスの発生毎に点火装置６に点火信号θigp1，θigp2，θigp3，θigp4をそれぞれ出力して各気筒（＃１，…，＃４）の点火を行う。具体的には、図１２に示すように、各気筒の上死点、下死点のクランク角度位置に対応するＣＲＫ信号パルスの発生タイミングで点火が行われる。
【００９７】
続くステップＳ２３では、前記所定のＣＲＫ信号パルスの発生タイミングすなわち点火タイミングに合わせて点火コイル７，８，９，１０の二次側電圧を取り込み、それぞれの電圧値を各気筒に対応する点火電圧値Ｖobjn（ｎ＝１，２，３，４）として検出する。
【００９８】
次いで、ステップＳ２４に進み、検出した各気筒の点火電圧値Ｖobjnを相互に比較する。この比較処理は、図１１に示す手順によって行われる。まず、ステップＳ２４１で、検出した各気筒の点火電圧値ＶobjnをＥＣＵ１５の記憶手段１５ｃのレジスタａ０，ａ１，ａ２，ａ３にそれぞれ書き込む。
【００９９】
次いで、ステップＳ２４２で、レジスタａ０，ａ１，ａ２，ａ３の中でａ０の絶対値が最大値を示すか否かを判別し、ａ０の絶対値が最大値を示すときには、ステップＳ２４５で、該絶対値を最大値ａ０ＭＡＸとしてＥＣＵ１５の記憶手段１５ｃのレジスタａ０ＭＡＸに格納する。同様に、ステップＳ２４３，ステップＳ２４４で、それぞれａ１，ａ２が最大値を示す場合、ステップＳ２４６、ステップＳ２４７において、対応する値を最大値ａ１ＭＡＸ、ａ２ＭＡＸとして記憶手段１５ｃのレジスタａ１ＭＡＸ，ａ２ＭＡＸに格納する一方、ａ０，ａ１，ａ２のいずれの絶対値も最大値を示さないときには、ａ３を最大値ａ３ＭＡＸとして記憶手段１５ｃのレジスタａ３ＭＡＸに格納する。
【０１００】
図１０に戻り、続くステップＳ２５で、ステップＳ２４による比較結果に基づき各気筒の圧縮上死点を判別するための気筒判別を行う。具体的には、ａ０の絶対値が最大であるときは、その点火タイミングにおいて、＃１気筒が圧縮上死点にあると判別される。ａ１の絶対値が最大であると、＃１気筒が爆発下死点（＃３気筒が圧縮上死点）にある、ａ２の絶対値が最大であると、＃１気筒が排気上死点（＃４気筒が圧縮上死点）にある、ａ３の絶対値が最大であると、＃１気筒が吸気下死点（＃２気筒が圧縮上死点）にある、とそれぞれ判別される。なお、この判別後、上記各レジスタは０にクリアされる。
【０１０１】
ステップＳ２５の気筒判別後、ステップＳ２６に進み、気筒判別結果に応じて所定の気筒順に点火信号θigpn（ｎ＝１，…，４）を順次出力して順次点火を行い、本処理を終了する。
【０１０２】
このように、本実施例の形態によれば、ＣＲＫ信号の出力タイミングに合わせた各気筒の点火を行い、各点火タイミングで各気筒の点火電圧値Ｖobjnとして各点火コイル７，８，９，１０の二次側電圧値を検出し、検出した各点火電圧値Ｖobjnの比較結果に応じて気筒判別を行うので、上述した第１ないし第３形態の効果に加えて、気筒判別に要する時間を短縮することができる。
【０１０３】
なお、本実施の形態では、各気筒の圧縮上死点を判別するようにしているが、これに代えて、各気筒の爆発下死点、排気上死点または吸気下死点を求めるようにしてもよい。
【０１０４】
また、本実施の形態では、各気筒の上死点、下死点のクランク角度位置に対応するＣＲＫ信号パルスの発生毎に点火を行うように設定しているが、これに代えて、各ＣＲＫ信号パルスの発生毎に点火を行うように設定することも可能である。
【０１０５】
さらに、本実施の形態では、各気筒（＃１，＃２，＃３，＃４）の二次側電圧を点火電圧として検出するように構成されているが、これに代えて、各気筒の一次側電圧を点火電圧として検出し、その検出した点火電圧から同様に気筒判別できることはいうまでもない。
【０１０６】
（実施の第５形態）
次に、本発明の実施の第５形態について図１３および図１４を参照しながら説明する。図１３は本発明の実施の第５形態に係る気筒判別の処理手順を示すフローチャート、図１４はＴＤＣタイミングによる各気筒の点火タイミングを示すタイミングチャートである。
【０１０７】
本実施の形態は、上述した実施の第４形態と同じハードウェア構成を有し、本実施の形態では、ＴＤＣ判別信号パルスの発生タイミングに応じて各気筒の点火を行い、各点火タイミングに合わせて各気筒に対応する点火コイルの二次側電圧を検出し、検出した各点火電圧値Ｖobjnの比較結果に応じて気筒判別を行うように構成されている。
【０１０８】
具体的には、図１４に示すように、各ＴＤＣ判別信号パルスの発生（▲１▼、▲２▼、▲３▼、▲４▼の各発生タイミング）毎に点火装置６に点火信号θigp1，θigp2，θigp3，θigp4を出力することにより各気筒の点火を行い、各ＴＤＣ判別信号パルスの発生タイミング即ち各点火タイミングでの二次側電圧Ｖ２を点火電圧値Ｖobjn（ｎ＝１，…，４）として検出し、検出した各点火電圧値Ｖobjnの相互比較を行い、その比較結果に基づき気筒判別を行う。
【０１０９】
図１３において、まず、ステップＳ３０で特定運転状態フラグＦ１ＳＴが「１」であるか否かの判定を行い、そのフラグＦ１ＳＴが「１」でないと、処理は直ちに終了する一方、「１」であると判定されると、ステップＳ３１に進み、ＴＤＣセンサ１９から出力されるＴＤＣ判別信号パルスの検出を行う。
【０１１０】
次いで、ステップＳ３２に進み、ＴＤＣ判別信号パルスの発生（図１３に示す▲１▼、▲２▼、▲３▼、▲４▼の各タイミング）毎に点火信号θigpn（ｎ＝１，…，４）を出力して各気筒の点火を行う。
【０１１１】
続くステップＳ３３では、各ＴＤＣ判別信号パルスの発生タイミング（▲１▼、▲２▼、▲３▼、▲４▼の各タイミング）すなわち各気筒の点火タイミングに合わせて点火コイル７，８，９，１０の二次側電圧を順次取り込み、その電圧値を点火電圧値Ｖobjn（ｎ＝１，２，３，４）として検出する。
【０１１２】
次いで、ステップＳ３４に進み、検出した各電圧値Ｖobjnを相互に比較する。この比較処理は、上述した実施の第４形態の比較処理（図１１に示す）と同様であるので、その説明は省略する。
【０１１３】
続くステップＳ３５で、ステップＳ３４による比較結果に基づき各気筒の圧縮上死点を判別するための気筒判別を行う。この判別方法は上述した実施の第４形態の方法と同様であるので、その説明は省略する。
【０１１４】
次いで、ステップＳ３６に進み、上記気筒判別結果に基づき点火信号θigpn（ｎ＝１，…，４）を出力して順次点火を行い、本処理を終了する。
【０１１５】
このように、本実施の形態によれば、ＴＤＣ判別信号パルスの発生タイミングに合わせた各気筒の点火を行い、各点火タイミングで各気筒の点火電圧値Ｖobjnとして点火コイル７，８，９，１０の二次側電圧値を検出し、検出した各点火電圧値Ｖobjnの相互の比較結果に応じて気筒判別を行うので、上述した実施の第４形態と同様の効果が得られる。
【０１１６】
（実施の第６形態）
次に、本発明の実施の第６形態について図１５及び図１６を参照しながら説明する。図１５は本発明の実施の第６形態に係るエンジンの気筒判別装置を含む制御装置を示す全体構成図であり、本実施の形態では、本発明の気筒判別装置を、４つの気筒において２つの気筒の点火プラグに対し１つの点火コイルが設けられ、２気筒同時に点火する点火システムを有するエンジンに適用したものである。
【０１１７】
エンジン１は、図１５に示すように、４つの気筒（＃１，＃２，＃３，＃４）を有し、各気筒（＃１，＃２，＃３，＃４）には点火プラグ２，３，４，５がそれぞれ設けられている。各点火プラグ２，３，４，５の中心電極には、点火装置３０から点火電圧がそれぞれ印加され、各点火プラグ２，３，４，５の外側電極は接地されている。各点火プラグ２，３，４，５においては、点火プラグ２，５すなわち＃１、＃４気筒を第１の気筒グループとして、点火プラグ３，４すなわち＃２、＃３気筒を第２の気筒グループとしてそれぞれ区分けしている。
【０１１８】
点火装置３０は、上述の各グループ毎にそのグループの点火プラグに同時に印加する点火電圧を発生するための２つの点火コイル３１，３２を有する。各点火コイル３１，３２は、１次側コイル３１ａ，３２ａと２次側コイル３１ｂ，３２ｂとから構成されている。
【０１１９】
点火コイル３１の一次側コイル３１ａの一端はバッテリ電圧ＶＢが印加され、１次側コイル３１ａの他端はトランジスタ３３のコレクタに接続されている。１次側コイル３１ａの他端とトランジスタ３３のコレクタとの間の接続点には、１次側コイル３１ａに発生する一次側電圧を検出するための電圧センサ２０ａが設けられ、電圧センサ２０はＥＣＵ１５に接続されている。これに対し、二次側コイル３１ｂの一端は点火プラグ２の中心電極に、その他端は点火プラグ５の中心電極にそれぞれ接続されている。
【０１２０】
点火コイル３２においては、点火コイル３１と同様の接続構造を有し、点火コイル３２の一次側コイル３２ａにはトランジスタ３４のコレクタが接続され、点火コイル３２の一次側コイル３２ａとトランジスタ３４のコレクタとの間の接続には、電圧センサ２０ｂが設けれ、電圧センサ２０ｂはＥＣＵ１５に接続されている。各電圧センサ２０ａ，２０ｂは、上述した実施の第１形態の電圧センサ２０と同様な構成を有する。
【０１２１】
各トランジスタ３３，３４のベースにはＥＣＵ１５からの点火信号θigpn（ｎ＝１，２）が入力され、各トランジスタ３３，３４のエミッタは接地されている。
【０１２２】
ＥＣＵ１５は、点火装置３０の点火コイル３１の一次側コイル３１ａに発生する電圧を電圧センサ２０ａを介して、点火コイル３２の一次側コイル３２ａに発生する電圧を電圧センサ２０ｂを介してそれぞれ取り込み、各電圧を検出する。
【０１２３】
ＥＣＵ１５による点火制御では、エンジン運転状態に応じて点火時期を算出し、エンジン回転数ＮＥおよびバッテリ電圧ＶＢに基づき点火コイルの通電時間を算出し、算出された点火時期と点火コイルの通電時間とに応じた点火信号θigp ｎを点火装置３０の各トランジスタ３３，３４に分配、供給することによって所定タイミングで各トランジスタ３３，３４のオン、オフ動作を制御して２気筒同時点火を行うとともに、気筒判別を行うときには、ＴＤＣ判別信号パルスの発生タイミングで各気筒グループの点火を行い、各点火コイル３１，３２の一次側電圧を検出し、その検出した各電圧から気筒グループの判別を行う。
【０１２４】
なお、上述した構成以外は、前述した各実施の形態のいずれかと同様であるので、その説明を省略する。
【０１２５】
次に、本実施の形態による気筒判別について図１６を参照しながら説明する。図１６は気筒判別の処理手順を示すフローチャートである。
【０１２６】
図１６において、まず、ステップＳ４０でフラグＦ１ＳＴが「１」であると判定すると、ステップＳ４１に進み、ＴＤＣセンサ１９から出力されるＴＤＣ判別信号パルスの検出を行う。
【０１２７】
次いで、ステップＳ４２に進み、ＴＤＣ判別信号パルスの発生タイミングで点火装置３０に点火信号θigp1，θigp2を順次出力して各気筒グループの点火を行う。各点火信号θigp1，θigp2によって点火コイル３１，３２に点火電圧が誘起され、その点火電圧は点火プラグ２，５，３，４に印加される。
【０１２８】
続くステップＳ４３では、ＴＤＣ判別信号パルスの発生タイミングすなわち各気筒グループの点火タイミングに合わせて点火コイル３１，３２の一次側電圧を取り込み、各電圧値を各気筒グループに対応する点火電圧値Ｖobjn（ｎ＝１，２）として検出する。
【０１２９】
次いで、ステップＳ４４に進み、検出した各気筒グループの点火電圧値Ｖobjnを相互に比較し、その比較結果を出力する。
【０１３０】
続くステップＳ４５で、ステップＳ４４による比較結果に基づき各気筒グループにおける圧縮上死点を判別するための気筒判別を行う。具体的には、Ｖobj1≧Ｖobj2が成立すると、第１の気筒グループすなわち＃１気筒または＃４気筒が圧縮上死点にあると判別され、Ｖobj1＜Ｖobj2が成立すると、第２の気筒グループすなわち＃２気筒または＃３気筒が圧縮上死点にあると判別され、各気筒グループにおける圧縮上死点の判別すなわちグループ判別が行われる。
【０１３１】
ステップＳ４５の気筒判別後、ステップＳ４６に進み、上記気筒判別結果に応じて所定の気筒グループ順に点火信号θigpn（ｎ＝１，２）を順次出力して順次グループ点火を行い、本処理を終了する。
【０１３２】
このように、本実施の形態によれば、ＴＤＣ判別信号パルスの発生タイミングに合わせたグループ点火を行い、各点火タイミングで各気筒グループの電圧値Ｖobjnとして対応する点火コイル３１，３２の一次側電圧値を検出し、検出した各点火電圧値Ｖobjnの相互比較結果に応じて気筒グループを判別するので、４気筒に対し、２つの電圧を検出すればよく、構成が簡素化される。
【０１３３】
また、各気筒グループ毎にその一次側電圧を検出するので、グループ判別に要する期間は２ＴＤＣに相当する期間で足りる。
【０１３４】
なお、本実施の形態では、各気筒グループの点火電圧値Ｖobjnとして点火コイル３１，３２の一次側電圧値を検出しているが、これに代えて、各気筒グループの点火電圧値Ｖobjnとして点火コイル３１，３２の二次側電圧値を検出するように構成することもできる。
【０１３５】
また、点火コイル３１，３２のいずれか一方の一次側電圧値を検出し、その検出した電圧に応じてグループ判別を行うことも可能である。
【０１３６】
（実施の第７形態）
次に、本発明の実施の第７形態について図１７ないし図１９を参照しながら説明する。図１７は本発明の実施の第７形態に係るエンジンの気筒判別装置を含む制御装置を示す全体構成図であり、本実施の形態は、本願発明の気筒判別装置を電子制御スロットルを有するエンジンに適用したものである。
【０１３７】
図１７に示すように、エンジン４１においては、アクチュエータ２２がスロットル弁２３に駆動可能に接続されると共に、ＥＣＵ１５に電気的に接続されている。
【０１３８】
ＥＣＵ１５には、スロットル弁開度（θＴＨ）センサ１６、温度センサ１７、クランク角度位置（ＣＲＫ）センサ１８、ＴＤＣセンサ１９等以外に、アクセルペダルの踏み込み量ＡＣＣ（以下、アクセル開度という）を検出するアクセル開度（ＡＣＣ）センサ２４等が接続されている。
【０１３９】
ＥＣＵ１５は、ＡＣＣセンサ２４により検出されたアクセル開度に応じてアクチュエータ２２に駆動信号を供給し、スロットル弁３を開閉駆動するスロットル弁制御を行う。
【０１４０】
上述した以外の構成は、上述した各実施の形態のいずれかと同様であるので、その説明は省略する。また、ＥＣＵ１５による点火時期制御に含まれる気筒判別は、上述の点火装置４２の点火電圧の検出構造に対応して特定気筒（または各気筒もしくは気筒グループ）の圧縮上死点の判別を行うが、その詳細は上述の各実施の形態のいずれかで述べたと同様であり、その説明は省略する。
【０１４１】
次に、本実施の形態による気筒判別に伴うスロットル弁制御について図１８及び図１９を参照しながら説明する。図１８は始動時の気筒判別に伴うスロットル弁制御の手順を示すフローチャート、図１９は気筒判別後のスロットル弁制御の手順を示すフローチャートである。
【０１４２】
まず、始動時の気筒判別に伴うスロットル弁制御について図１８を参照しながら説明する。
【０１４３】
本実施の形態では、始動時に、上述した各実施の形態のいずれかで述べたと同様の手順で気筒判別を行うが、この気筒判別に伴いスロットル弁制御を行う。
【０１４４】
図１８において、まず、ステップ５０で、始動モードであるか否かの判定を行い、続くステップＳ５１で、判定の結果が始動モードであるか否かを判断する。
【０１４５】
始動モードであると判断すると、ステップＳ５２に進み、気筒判別に伴う制御を開始する。この制御では、アクセル開度に関係なく、始動モードに対応したスロットル弁２３の目標開度値を算出し、スロットル弁２３の目標開度値を機関温度に応じて補正する。このように、始動時の気筒判別に伴い行われるスロットル弁制御によって、アクセル開度に関係なく、始動モードに対応する所定の開度にスロットル弁２３が保持される。
【０１４６】
スロットル弁２３の開度値算出後、ステップＳ５４に進み、算出されたスロットル弁開度値になるようにスロットル弁２３をアクチュエータ２２を介して駆動し、本処理を終了する。
【０１４７】
これに対し、ステップＳ５１で始動モードでないと判断すると、ステップＳ５３に進み、通常制御を開始する。この通常制御では、アクセル開度に応じたスロットル弁２３の目標開度値を算出し、スロットル弁２３の目標開度値を機関温度に応じて補正する。
【０１４８】
スロットル弁２３の開度値算出後、ステップＳ５４に進み、算出されたスロットル弁開度値になるようにスロットル弁２３をアクチュエータ２２を介して駆動し、本処理を終了する。
【０１４９】
次に、エンジンが特定の運転状態（所定の減速状態）にあるとき、上述した各実施の形態のいずれかで述べたと同様の手順で気筒判別を行うが、この手順で気筒判別結果が得られなかったときに、気筒判別に伴うスロットル弁制御を行う。このスロットル弁制御は、スロットル弁２２を開度を制御して気筒内に吸気される空気量を調整することによって、気筒内の吸気の性状を気筒判別可能な性状にするための制御である。
【０１５０】
この気筒判別後のスロットル弁制御では、図１９に示すように、ステップ６０で、気筒判別を行い、続くステップＳ６１で、その気筒判別によって特定気筒（または各気筒もしくは各気筒グループ）の圧縮上死点を判別することができたか否かの判断を行う。この判断処理は、上述した各実施の形態のいずれかの気筒判別に要する最大期間に応じてＴＤＣ判別信号パルスの発生タイミングに合わせて行うようにすればよく、例えば、最大４ＴＤＣ期間毎に１回判断すればよい。
【０１５１】
特定気筒の圧縮上死点の判別ができていないと判断すると、ステップＳ６２に進み、気筒判別に伴う制御を開始する。この制御では、アクセル開度に関係なく、気筒判別可能なスロットル弁２３の目標開度値を算出し、算出したスロットル弁２３の目標開度値を機関温度に応じて補正する。
【０１５２】
ステップＳ６２によるスロットル弁２３の開度値算出後、ステップＳ６４に進み、算出されたスロットル弁開度値になるようにスロットル弁２３をアクチュエータ２２を介して駆動し、本処理を終了する。
【０１５３】
これに対し、ステップＳ６１で特定気筒の圧縮上死点の判別ができたと判断すると、ステップＳ６３に進み、通常制御を開始する。この制御では、アクセル開度に応じたスロットル弁２３の目標開度値を算出し、算出したスロットル弁２３の目標開度値を機関温度に応じて補正する。
【０１５４】
ステップＳ６３によるスロットル弁２３の開度値補正後、上記ステップＳ６４に進み、その補正されたスロットル弁開度値になるようにスロットル弁２３をアクチュエータ２２を介して駆動し、本処理を終了する。
【０１５５】
このように、本実施の形態によれば、電子制御スロットルを有するエンジンにおいては、始動時に、気筒判別に伴う制御へ移行し、その制御では、アクセル開度に関係なく、始動モードに対応する所定の開度にスロットル弁２３を保持するので、吸入空気量のばらつきの発生を抑制することができ、気筒判別の精度向上を図ることができる。また、気筒判別が得られないときには、気筒判別後の制御へ移行し、その制御では、アクセル開度に関係なく、スロットル弁２３の開度を気筒判別可能な開度に保持するので、始動時と同様に、吸入空気量のばらつきの発生を抑制することができ、気筒判別の精度向上を図ることができる。
【０１５６】
（実施の第８形態）
次に、本発明の実施の第８形態について図２０ないし図２２を参照しながら説明する。図２０は本発明の実施の第８形態に係るエンジンの気筒判別装置を含む制御装置を示す全体構成図であり、本実施の形態は、本願発明の気筒判別装置を補助空気量制御装置（ＥＡＣＶ）を有するエンジンに適用したものである。
【０１５７】
図２０に示すように、エンジン５１においては、補助空気量制御装置（ＥＡＣＶ）２５が設けられ、このＥＡＣＶ２５は、吸気管（図示せず）内のスロットル弁をバイパスする補助空気通路（図示せず）内に配置され、スロットル弁をバイパスしてエンジン５１に供給される補助空気量（二次空気量）を調整する電磁弁からなる。ＥＡＣＶ２５はＥＣＵ１５に接続され、ＥＣＵ１５はエンジン運転状態に応じてエンジン５１に供給される二次空気量をＥＡＣＶ２５の開度を調整することにより制御するＥＡＣＶ制御を行う。
【０１５８】
上述した以外の構成は、上述した各実施の形態のいずれかと同様であるので、その説明は省略する。また、本実施の形態においても、ＥＣＵ１５による点火時期制御に含まれる気筒判別は、上述の各実施の形態のいずれかで述べたと同様であり、その説明は省略する。
【０１５９】
次に、気筒判別に伴うＥＡＣＶ制御について図２１及び図２２を参照しながら説明する。図２１は始動時の気筒判別に伴うＥＡＣＶ制御の手順を示すフローチャート、図２２は気筒判別後のＥＡＣＶ制御の手順を示すフローチャートである。
【０１６０】
まず、始動時の気筒判別に伴うＥＡＣＶ制御について図２１を参照しながら説明する。
【０１６１】
本実施の形態では、始動時に、上述した各実施の形態のいずれかで述べたと同様の手順で気筒判別を行うが、この気筒判別に伴いＥＡＣＶ制御を行う。
【０１６２】
図２１において、まず、ステップ７０で、始動モードであるか否かの判定を行い、続くステップＳ７１で、判定の結果が始動モードであるか否かを判断する。
【０１６３】
始動モードであると判断すると、ステップＳ７２に進み、気筒判別に伴う制御を開始する。この制御では、始動モードに対応するＥＡＣＶ２５のデューティ（開度）を算出し、その算出されたＥＡＣＶ２５のデューティ（開度）を機関温度に応じて補正し、その補正されたＥＡＣＶ２５のデューティ（開度）を吸入空気量が一定になるようにスロットル開度θＴＨに応じて補正する。
【０１６４】
ＥＡＣＶ２５のデューティ（開度）の算出後、ステップＳ７４に進み、その補正されたデューティ（開度）になるようにＥＡＣＶ２５を駆動し、本処理を終了する。
【０１６５】
これに対し、ステップＳ７１で始動モードでないと判断すると、ステップＳ７３に進み、通常制御を開始する。この通常制御では、エンジン運転状態に応じてＥＡＣＶ２５のデューティ（開度）を算出し、その算出されたＥＡＣＶ２５のデューティ（開度）を機関温度に応じて補正する。
【０１６６】
ＥＡＣＶ２５のデューティ（開度）の算出後、上記ステップＳ７４に進み、その補正されたデューティ（開度）になるようにＥＡＣＶ２５を駆動し、本処理を終了する。
【０１６７】
次に、エンジンが特定の運転状態（所定の減速状態）にあるとき、上述した各実施の形態のいずれかで述べたと同様の手順で気筒判別を行うが、この手順で気筒判別結果が得られなかったときに、気筒判別に伴うＥＡＣＶ制御を行う。このＥＡＣＶ制御は、スロットル弁２２を開度を制御して気筒内に吸気される空気量を調整することによって、気筒内の吸気の性状を気筒判別可能な性状にするための制御である。
【０１６８】
このＥＡＣＶ制御では、図２２に示すように、ステップ８０で、気筒判別を行い、続くステップＳ８１で、その気筒判別によって特定気筒（または各気筒もしくは各気筒グループ）の圧縮上死点を判別することができたか否かの判断を行う。
【０１６９】
特定気筒の圧縮上死点の判別ができていないと判断すると、ステップＳ８２に進み、気筒判別に伴う制御を開始する。この制御では、気筒判別可能なＥＡＣＶ２５のデューティ（開度）を算出し、その算出されたＥＡＣＶ２５のデューティ（開度）を機関温度に応じて補正し、その補正されたＥＡＣＶ２５のデューティ（開度）を吸入空気量が一定になるようにスロットル開度θＴＨに応じて補正する。
【０１７０】
ＥＡＣＶ２５のデューティ（開度）の算出後、ステップＳ８４に進み、その補正されたデューティ（開度）になるようにＥＡＣＶ２５を駆動し、本処理を終了する。
【０１７１】
これに対し、ステップＳ８１で特定気筒の圧縮上死点の判別ができたと判断すると、ステップＳ８３に進み、通常制御を開始する。この通常制御では、エンジン運転状態に応じてＥＡＣＶ２５のデューティ（開度）を算出し、その算出されたＥＡＣＶ２５のデューティ（開度）を機関温度に応じて補正する。
【０１７２】
ＥＡＣＶ２５のデューティ（開度）の算出後、上記ステップＳ８４に進み、その補正されたデューティ（開度）になるようにＥＡＣＶ２５を駆動し、本処理を終了する。
【０１７３】
このように、本実施の形態によれば、ＥＡＣＶ２５を有するエンジンにおいては、始動時に、気筒判別に伴う制御へ移行し、その制御では、アクセル開度に応じてエンジン５１に供給される二次空気量をＥＡＣＶ２５で調整するので、吸入空気量のばらつきの発生を抑制することができ、気筒判別の精度向上を図ることができる。また、気筒判別が得られないときには、気筒判別後の制御へ移行し、その制御では、エンジン運転状態に応じてエンジン５１に供給される二次空気量をＥＡＣＶ２５で調整するので、始動時と同様に、吸入空気量のばらつきの発生を抑制することができ、気筒判別の精度向上を図ることができる。
【０１７４】
なお、上述した各実施の形態では、本発明の気筒判別装置を内燃エンジンの点火時期制御に適用した例について説明したが、これに限らず、例えば、内燃エンジンの燃料供給制御における燃料噴射タイミング制御に適用してもよい。
【０１７５】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１記載の内燃機関の気筒判別装置によれば、機関の所定回転角毎に基準角信号を出力する基準角信号発生手段と、該基準角信号の出力毎に特定の気筒に点火時期信号を出力する点火時期信号発生手段と、点火時期信号の出力時における特定の気筒の点火電圧を検出する点火電圧検出手段と、該検出された点火電圧に応じて気筒判別を行う気筒判別手段とを備え、気筒判別手段は、機関が燃料噴射を行わない燃料カット状態にあるときに気筒判別を実行するので、磁気、光、ホール、ＭＲＥなどの気筒判別センサを用いることなく、気筒判別を行うことができると共に、精度が高い気筒判別結果を得ることができる、すなわち、低コストでかつ高精度で気筒判別を行うことができる。
【０１７６】
請求項６記載の内燃機関の気筒判別装置によれば、機関の所定回転角毎に基準角信号を出力する基準角信号発生手段と、該基準角信号の出力毎に気筒のそれぞれに点火時期信号を出力する点火時期信号発生手段と、点火時期信号の出力時における気筒毎の点火電圧を検出する点火電圧検出手段と、該検出された各点火電圧に応じて気筒判別を行う気筒判別手段とを備え、気筒判別手段は、機関が燃料噴射を行わない燃料カット状態にあるときに気筒判別を実行するので、磁気、光、ホール、ＭＲＥなどの気筒判別センサを用いることなく、気筒判別を行うことができると共に、精度が高い気筒判別結果を出力することができる、すなわち、低コストでかつ高精度で気筒判別を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係る内燃機関の気筒判別装置を含む制御装置を示す全体構成図である。
【図２】ＥＣＵ１５内に構成された点火時期制御を行うための手段を示すブロック図である。
【図３】図１のエンジンにおける点火波形の特性を示す波形図である。
【図４】気筒判別の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】クランクタイミングによる特定気筒（＃１気筒）の点火タイミングを示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施の第２形態に係る気筒判別の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】ＴＤＣタイミングによる特定気筒（＃１気筒）の点火タイミングを示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の実施の第３形態に係るエンジンの気筒判別装置を含む制御装置を示す全体構成図である。
【図９】本発明の実施の第４形態に係るエンジンの気筒判別装置を含む制御装置を示す全体構成図である。
【図１０】気筒判別の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１０のステップＳ２４における点火電圧値Ｖobjnの比較処理を示すフローチャートである。
【図１２】ＣＲＫタイミングによる各気筒の点火タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１３】本発明の実施の第５形態に係る気筒判別の処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】ＴＤＣタイミングによる各気筒の点火タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１５】本発明の実施の第６形態に係るエンジンの気筒判別装置を含む制御装置を示す全体構成図である。
【図１６】ＥＣＵによる気筒判別の処理手順を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の実施の第７形態に係るエンジンの気筒判別装置を含む制御装置を示す全体構成図である。
【図１８】始動時の気筒判別に伴うスロットル弁制御の手順を示すフローチャートである。
【図１９】気筒判別後のスロットル弁制御の手順を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の実施の第８形態に係るエンジンの気筒判別装置を含む制御装置を示す全体構成図である。
【図２１】始動時の気筒判別に伴うＥＡＣＶ制御の手順を示すフローチャートである。
【図２２】気筒判別後のＥＡＣＶ制御の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  エンジン
２，３，４，５  点火プラグ
６，３０，４２  点火装置（点火手段）
７，８，９，１０，３１，３２  点火コイル
１１，１２，１３，１４，３３，３４  トランジスタ
１５  ＥＣＵ（気筒判別装置）
１６  θＴＨセンサ
１７  温度センサ
１８  ＣＲＫセンサ
１９  ＴＤＣセンサ
２０，２０ａ，２０ｂ，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ  電圧センサ
２１  燃料噴射弁
２２  アクチュエータ
２３  スロットル弁
２４  ＡＣＣ（アクセル開度センサ）
２５  ＥＡＣＶ（補助空気量制御装置）
【図１】
0003716947.tif 000002
【図２】
0003716947.tif 000003
【図３】
0003716947.tif 000004
【図４】
0003716947.tif 000005
【図５】
0003716947.tif 000006
【図６】
0003716947.tif 000007
【図７】
0003716947.tif 000008
【図８】
0003716947.tif 000009
【図９】
0003716947.tif 000010
【図１０】
0003716947.tif 000011
【図１１】
0003716947.tif 000012
【図１２】
0003716947.tif 000013
【図１３】
0003716947.tif 000014
【図１４】
0003716947.tif 000015
【図１５】
0003716947.tif 000016
【図１６】
0003716947.tif 000017
【図１７】
0003716947.tif 000018
【図１８】
0003716947.tif 000019
【図１９】
0003716947.tif 000020
【図２０】
0003716947.tif 000021
【図２１】
0003716947.tif 000022
【図２２】
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