(57)【要約】【課題】この発明は、複数のセンサ信号をシリアル通信する要求が重複した場合でも、センサ信号の通信遅れが制御に与える影響を抑制することを目的とする。【解決手段】ＥＣＵ５０は、マイコン５１とＩＣ５５とを備える。ＩＣ５５は、各種のセンサ３８〜４６から出力されるセンサ信号をシリアル通信によりマイコン５１に送信する。また、ＩＣ５５は、複数のセンサ信号をシリアル送信する要求が重複した場合に、各センサ信号の変動状態または燃焼サイクル中でのセンサ信号の信号出力時期に基いて、各センサ信号の送信順序を設定する。これにより、制御に反映させるべき優先度が高いセンサ信号、即ち、通信遅れに対する許容限度が小さいセンサ信号から順次送信することができる。従って、シリアル通信による通信遅れが制御に与える影響を抑制することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の制御に用いるための信号を出力する複数のセンサと、
前記複数のセンサから個別に出力された信号である複数のセンサ信号を１つの信号線によりシリアル送信することが可能な信号処理ユニットと、
前記信号処理ユニットから受信した前記センサ信号に基いて内燃機関のアクチュエータを制御する制御ユニットと、
前記複数のセンサ信号をシリアル送信する要求が重複した場合に、前記各センサ信号の変動状態または燃焼サイクル中での前記センサ信号の信号出力時期に基いて、前記各センサ信号の送信順序を設定する送信順序設定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記送信順序設定手段は、前記センサ信号の単位時間当たりの変化量が大きいほど当該センサ信号の送信順序が早くなるように、前記各センサ信号の送信順序を設定する構成としてなる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
過去の一定期間における前記センサ信号の最大値と最小値との差分を過去信号変化量として算出すると共に、現時点を含む一定期間における前記センサ信号の最大値と最小値との差分を現在信号変化量として算出する算出手段を備え、
前記送信順序設定手段は、前記センサ信号の前記過去信号変化量に対する前記現在信号変化量の割合が大きいほど当該センサ信号の送信順序が早くなるように、前記各センサ信号の送信順序を設定する構成としてなる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記複数のセンサは、内燃機関の複数気筒にそれぞれ設けられた筒内圧センサであり、
前記送信順序設定手段は、前記各気筒の前記筒内圧センサからそれぞれ出力される前記センサ信号のうち、吸気行程中の気筒で出力される前記センサ信号の送信順序が吸気行程以外の気筒で出力される前記センサ信号よりも早くなるように、前記各センサ信号の送信順序を設定し、
前記制御ユニットは、前記センサ信号に基いて吸入空気量を算出する構成としてなる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記複数のセンサは、内燃機関の複数気筒にそれぞれ設けられた筒内圧センサであり、
前記送信順序設定手段は、前記各気筒の前記筒内圧センサからそれぞれ出力される前記センサ信号のうち、膨張行程が開始された気筒で出力される前記センサ信号の送信順序が膨張行程以外の気筒で出力される前記センサ信号よりも早くなるように、前記各センサ信号の送信順序を設定し、
前記制御ユニットは、前記センサ信号に基いて前記各気筒の着火を検出する構成としてなる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記送信順序設定手段により設定される送信順序に関係なく、前記複数のセンサ信号のうち特定のセンサ信号の送信順序を他のセンサ信号よりも早くする優先信号設定手段を備えてなる請求項１乃至５のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、制御装置を構成する機器の間でシリアル通信を行う機能を備えた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、例えば特許文献１（特開２００５−２９１１０６号公報）に開示されているように、シリアル通信機能を備えたエンジンの燃焼診断システムが知られている。従来技術では、燃焼診断に必要となる筒内圧センサの出力等をシリアル通信により送信するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２９１１０６号公報
【特許文献２】特開２０１１−１７４３９７号公報
【特許文献３】特開２０００−０９２１４９号公報
【特許文献４】特開２００７−１４６７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では、内燃機関の制御システムに搭載されるセンサの種類や個数が増加する傾向がある。従来技術では、制御システムを構成する機器の間で複数のセンサに対応する信号を通信する場合に、シリアル通信を用いることによって通信端子の個数を抑制したいという要求がある。しかしながら、シリアル通信を用いた場合には、各センサに対応する信号が順次通信されることになるので、通信遅れが生じ易いという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、複数のセンサ信号をシリアル通信する要求が重複した場合でも、センサ信号の通信遅れが制御に与える影響を抑制し、制御を安定的に実行することが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、内燃機関の制御に用いるための信号を出力する複数のセンサと、
前記複数のセンサから個別に出力された信号である複数のセンサ信号を１つの信号線によりシリアル送信することが可能な信号処理ユニットと、
前記信号処理ユニットから受信した前記センサ信号に基いて内燃機関のアクチュエータを制御する制御ユニットと、
前記複数のセンサ信号をシリアル送信する要求が重複した場合に、前記各センサ信号の変動状態または燃焼サイクル中での前記センサ信号の信号出力時期に基いて、前記各センサ信号の送信順序を設定する送信順序設定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、前記送信順序設定手段は、前記センサ信号の単位時間当たりの変化量が大きいほど当該センサ信号の送信順序が早くなるように、前記各センサ信号の送信順序を設定する構成としている。
【０００８】
第３の発明は、過去の一定期間における前記センサ信号の最大値と最小値との差分を過去信号変化量として算出すると共に、現時点を含む一定期間における前記センサ信号の最大値と最小値との差分を現在信号変化量として算出する算出手段を備え、
前記送信順序設定手段は、前記センサ信号の前記過去信号変化量に対する前記現在信号変化量の割合が大きいほど当該センサ信号の送信順序が早くなるように、前記各センサ信号の送信順序を設定する構成としている。
【０００９】
第４の発明は、前記複数のセンサは、内燃機関の複数気筒にそれぞれ設けられた筒内圧センサであり、
前記送信順序設定手段は、前記各気筒の前記筒内圧センサからそれぞれ出力される前記センサ信号のうち、吸気行程中の気筒で出力される前記センサ信号の送信順序が吸気行程以外の気筒で出力される前記センサ信号よりも早くなるように、前記各センサ信号の送信順序を設定し、
前記制御ユニットは、前記センサ信号に基いて吸入空気量を算出する構成としている。
【００１０】
第５の発明は、前記複数のセンサは、内燃機関の複数気筒にそれぞれ設けられた筒内圧センサであり、
前記送信順序設定手段は、前記各気筒の前記筒内圧センサからそれぞれ出力される前記センサ信号のうち、膨張行程が開始された気筒で出力される前記センサ信号の送信順序が膨張行程以外の気筒で出力される前記センサ信号よりも早くなるように、前記各センサ信号の送信順序を設定し、
前記制御ユニットは、前記センサ信号に基いて前記各気筒の着火を検出する構成としている。
【００１１】
第６の発明は、前記送信順序設定手段により設定される送信順序に関係なく、前記複数のセンサ信号のうち特定のセンサ信号の送信順序を他のセンサ信号よりも早くする優先信号設定手段を備えている。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、複数のセンサ信号をシリアル送信する要求が重複した場合でも、各センサ信号の変動状態または燃焼サイクル中でのセンサ信号の信号出力時期に基いて、各センサ信号を制御に反映させるときの優先度を判断し、各センサ信号の送信順序を設定することができる。これにより、優先度が高いセンサ信号、即ち、通信遅れに対する許容限度が小さいセンサ信号から順次送信することができる。従って、シリアル通信による通信遅れが制御に与える影響を抑制し、各種の制御を安定的に実行することができる。
【００１３】
第２の発明によれば、送信順序設定手段は、センサ信号の単位時間当たりの変化量が大きいほど当該センサ信号の送信順序が早くなるように、各センサ信号の送信順序を設定することができる。即ち、単位時間当たりの変化量が大きいセンサ信号は、センサ信号の変化を制御に素早く反映させる必要があるので、シリアル送信時の優先度を高くして送信順序を早くすることができる。
【００１４】
第３の発明によれば、現時点での信号の変動状態を過去の一定期間を基準として相対的に判定することができる。これにより、例えば現時点での信号変化量が小さいセンサ信号でも、過去の信号変化量が更に小さい場合には、直近の期間で大きく変化したセンサ信号であると判定し、シリアル送信の優先度を高くして送信順序を早くすることができる。また、例えば過去から現在に至るまで信号変化量が継続的に大きいセンサ信号は、その信号特性が既に制御に反映されていると考えて、送信順序を遅くすることができる。従って、センサ信号の変動状態を長期的な視点から数値化して送信順序に反映させることができる。この結果、センサ信号の直近の挙動だけで送信順序が誤って設定されるのを抑制し、送信順序を的確に設定することができる。
【００１５】
第４の発明によれば、吸気行程中の気筒で筒内圧センサから出力されるセンサ信号、即ち、吸入空気量の算出値に対する影響度が高いセンサ信号から順番にシリアル送信することができる。これにより、センサ信号の通信遅れにより吸入空気量の算出精度が低下するのを抑制することができ、各気筒の筒内圧センサにより吸入空気量を正確に算出することができる。
【００１６】
第５の発明によれば、膨張行程が開始された気筒で筒内圧センサから出力されるセンサ信号、即ち、着火の検出タイミングが到来した気筒のセンサ信号から順番にシリアル送信することができる。これにより、センサ信号の通信遅れにより着火の検出精度が低下するのを抑制することができる。従って、例えば内燃機関の始動時等において、各気筒の着火及び失火を的確に検出し、始動制御を円滑に実行することができる。
【００１７】
第６の発明によれば、優先信号設定手段は、送信順序設定手段により設定される送信順序に関係なく、特定のセンサ信号の送信順序を他のセンサ信号よりも早くすることができる。これにより、センサ信号を用いる制御の目的や特性等に合わせて、送信順序を早くするセンサ信号を自由に選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。
【図２】ＥＣＵの構成を模式的に示す構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御の一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２において、センサの相対信号変化量を説明するための特性線図である。
【図５】本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御の一例を示すフローチャートである。
【図６】筒内圧センサの信号波形と燃焼サイクルの各行程との関係を示す特性線図である。
【図７】本発明の実施の形態３において、ＥＣＵにより実行される制御の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態４において、ＥＣＵにより実行される制御の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図３を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、例えば多気筒型の内燃機関としてのエンジン１０を備えている。なお、図１は、エンジン１０の１気筒を例示したものである。エンジン１０の各気筒には、ピストン１２により燃焼室１４が形成されており、ピストン１２は、エンジンのクランク軸１６に連結されている。また、エンジン１０は、各気筒に吸入空気を吸込む吸気通路１８と、各気筒から排気ガスが排出される排気通路２０とを備えている。
【００２０】
吸気通路１８には、吸入空気量を調整する電子制御式のスロットルバルブ２２が設けられ、排気通路２０には、排気ガスを浄化する三元触媒等の触媒２４が設けられている。また、各気筒には、吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁２６と、燃焼室１４内（筒内）の混合気に点火する点火プラグ２８と、吸気ポートを筒内に対して開閉する吸気バルブ３０と、排気ポートを筒内に対して開閉する排気バルブ３２とが設けられている。また、エンジン１０は、吸気バルブ３０の開弁特性を可変に設定する吸気可変動弁機構３４と、排気バルブ３２の開弁特性を可変に設定する排気可変動弁機構３６とを備えている。
【００２１】
次に、システムの制御系統について説明する。本実施の形態のシステムは、少なくともセンサ３８，４０，４２，４４，４６を含むセンサ系統と、エンジン１０の運転状態を制御するＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０とを備えている。まず、センサ系統について説明すると、クランク角センサ３８は、クランク軸１６の回転に同期した信号を出力するもので、エアフローセンサ４０は、エンジンの吸入空気量を検出する。水温センサ４２は、エンジン冷却水の温度を検出し、空燃比センサ４４は、排気空燃比を検出する。一方、筒内圧センサ４６は、各気筒にそれぞれ設けられ、筒内圧を気筒毎に検出するものである。また、センサ系統には、上記センサの他にも、エンジン１０やこれを搭載する車両の制御に必要な各種のセンサ（例えば運転者のアクセル操作量を検出するアクセルセンサ等）が含まれている。
【００２２】
図２は、ＥＣＵの構成を模式的に示す構成図である。この図に示すように、ＥＣＵ５０は、制御ユニットとしてのマイコン（マイクロコンピュータ）５１と、信号処理ユニットとしてのＩＣ５５とを備えている。マイコン５１は、ＥＣＵ５０に搭載されたＣＰＵ（Central Processing Unit）等により構成され、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶回路（図示せず）と、演算処理部５２と、第１シリアル通信部５３とを備えている。演算処理部５２は、記憶回路に予め記憶されたプログラムと、第１シリアル通信部５３から入力される各種のセンサ信号とに基いて、必要なアクチュエータを駆動するための制御信号を生成し、この制御信号を第１シリアル通信部５３に出力する。
【００２３】
第１シリアル通信部５３は、信号線５４を介してＩＣ５５の第２シリアル通信部５６と接続されており、第２シリアル通信部５６との間でシリアル通信（シリアル送信及びシリアル受信）を行う機能を備えている。シリアル送信時には、演算処理部５２から入力された各種の制御信号を用いてシリアル信号を生成し、このシリアル信号を第２シリアル通信部５６にシリアル送信する。シリアル受信時には、第２シリアル通信部５６から受信したシリアル信号を各種のセンサ信号に復元し、これらのセンサ信号を演算処理部５２に出力する。これにより、演算処理部５２は、上記センサ系統から入力される複数のセンサ信号に基いて各種の制御信号を出力することにより、スロットルバルブ２２、燃料噴射弁２６、点火プラグ２８、可変動弁機構３４，３６等を含む各種のアクチュエータをそれぞれ制御し、エンジンの制御を実行する。
【００２４】
一方、ＩＣ５５は、カスタムＩＣ等により構成され、第２シリアル通信部５６と、入力Ａ／Ｄ変換部５７と、出力Ｄ／Ａ変換部５８とを備えている。第２シリアル通信部５６は、第１シリアル通信部５３とほぼ同様のシリアル通信機能を有している。即ち、シリアル送信時には、複数のセンサから入力Ａ／Ｄ変換部５７を介して入力されるセンサ信号を用いてシリアル信号を生成し、このシリアル信号を第１シリアル通信部５３にシリアル送信する。また、シリアル受信時には、第１シリアル通信部５３から受信したシリアル信号を各種の制御信号に復元し、これらの制御信号を出力Ｄ／Ａ変換部５８を介して個々のアクチュエータに出力する。
【００２５】
なお、入力Ａ／Ｄ変換部５７は、各種のセンサ信号をＡ／Ｄ変換して第２シリアル通信部５６に出力するもので、出力Ｄ／Ａ変換部５８は、各種の制御信号をＤ／Ａ変換して個々のアクチュエータに出力するものである。また、図２において、複数のセンサ６０は、上記センサ系統のうち筒内圧センサ４６以外のセンサを模式的に例示したもので、複数のアクチュエータ７０は、上記各種のアクチュエータを模式的に例示したものである。また、筒内圧センサ４６は、４気筒エンジンの各気筒にそれぞれ配置した場合を例示している。なお、図２に示したセンサ６０の個数、アクチュエータ７０の個数及びエンジンの気筒数は、本発明を限定するものではない。
【００２６】
また、上記構成では、マイコン５１とＩＣ５５との間に１つの信号線５４を接続し、複数のセンサ信号及び複数の制御信号を同一の信号線５４によりシリアル通信する場合を例示した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば２つの信号線を用いることにより、複数のセンサ信号をシリアル通信する信号線と、複数の制御信号をシリアル通信する信号線とを分離する構成としてもよい。
【００２７】
［実施の形態１の特徴］
上記構成においては、例えば複数のセンサ信号をＩＣ５５からマイコン５１に同時に送信しようとしても、シリアル送信によりセンサ信号が順次送信されることになるので、通信遅れが生じ易い。このため、本実施の形態では、複数のセンサ信号をシリアル送信するときの送信順序を、センサ信号の出力変化に基いて設定する構成としている。具体例を挙げると、センサ信号には、例えば水温センサ４２の信号のように出力変化が比較的緩やかなものと、筒内圧センサ４６の信号のように出力変化が急峻なものがある。一般に、急峻な変化特性をもつセンサ信号は、出来るだけ早く制御に反映させるのが好ましく、緩やかに変化するセンサ信号は、制御への反映が多少遅れても影響が小さい。
【００２８】
この点を踏まえて、本実施の形態では、複数のセンサ信号をシリアル送信する要求が重複した場合に、各センサ信号の変動状態に基いてセンサ信号の送信順序を設定する構成としている。そして、「変動状態」の具体例としては、センサ信号の単位時間当たりの変化量（信号波形の勾配）を採用している。即ち、本実施の形態では、センサ信号の単位時間当たりの変化量が大きいほど当該センサ信号の送信順序が早くなるように、各センサ信号の送信順序を設定する。この送信順序によれば、２つ以上のセンサ信号のうち、単位時間当たりの変化量が最も大きいセンサ信号が最初に送信され、単位時間当たりの変化量が最も小さいセンサ信号が最後に送信される。
【００２９】
［実施の形態１を実現するための具体的な処理］
次に、図３を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図３は、本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御の一例を示すフローチャートである。この図に示すルーチンは、エンジンの運転中に繰り返し実行されるものとする。図３に示すルーチンでは、まず、ステップ１００において、例えばマイコン５１で実行する各種制御の内容、演算周期等に基いて、複数のセンサ信号をシリアル送信する要求が重複したか否かを判定する。この判定が成立した場合には、ステップ１０２に移行する。また、ステップ１００の判定が不成立の場合には、特に送信順序を設定せず、センサ信号が入力した順番にシリアル送信してもよい。
【００３０】
次に、ステップ１０２では、送信タイミングが重複したセンサ信号の送信順序を設定する。この設定方法の具体例を挙げると、ＩＣ５５は、例えば各センサ信号の過去の出力値を個別に記憶しておく機能を備えている。そして、ステップ１０２では、記憶していた過去の出力値と現時点での出力値とを比較することにより、センサ信号の単位時間当たりの変化量を個別に算出する。続いて、算出した変化量の大小関係に基いて、単位時間当たりの変化量が大きいセンサ信号から順番に送信されるように送信順序を設定する。次に、ステップ１０４では、ステップ１０２により設定した送信順序に従って、第２シリアル通信制御部５６から各センサ信号を順次シリアル送信する。
【００３１】
以上詳述した通り、本実施の形態によれば、複数のセンサ信号を送信する要求が重複した場合でも、センサ信号の単位時間当たりの変化量に基いて、当該センサ信号を制御に反映させるときの優先度を判断することができる。即ち、単位時間当たりの変化量が大きいセンサ信号は、センサ信号の変化を制御に素早く反映させる必要があるので、シリアル送信時の優先度を高くして送信順序を早くすることができる。これにより、優先度が高いセンサ信号、即ち、通信遅れに対する許容限度が小さいセンサ信号から順次送信することができる。従って、シリアル通信による通信遅れが制御に与える影響を抑制し、各種の制御を安定的に実行することができる。
【００３２】
なお、前記実施の形態１では、図３中のステップ１０２が送信順序設定手段の具体例を示している。また、実施の形態１では、センサ信号の変動状態として、センサ信号の単位時間当たりの変化量を用いる場合を例示した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばセンサ信号の変動状態として変動周期を採用し、センサ信号の変動周期が小さいほど当該センサ信号の送信順序を早くする構成としてもよい。また、後述する実施の形態２の方法によりセンサ信号の変動状態を数値化してもよい。
【００３３】
実施の形態２．
次に、図４及び図５を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態１と同様の構成（図１及び図２）において、センサの相対信号変化量に基いてシリアル通信の順序を設定することを特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００３４】
［実施の形態２の特徴］
図４は、本発明の実施の形態２において、センサの相対信号変化量を説明するための特性線図である。相対信号変化量とは、過去の一定期間におけるセンサ信号の最大値と最小値との差分を過去信号変化量とし、現時点を含む一定期間における当該センサ信号の最大値と最小値との差分を現在信号変化量とした場合に、下記（１）式のように算出される。即ち、相対信号変化量とは、過去信号変化量に対する現在信号変化量の割合として定義されるもので、「センサ信号の変動状態」に相当している。
【００３５】
相対信号変化量＝現在信号変化量／過去信号変化量      ・・・（１）
【００３６】
図４は、２つの異なるセンサＡとセンサＢについて、センサ信号の波形を例示したものである。この図において、センサＡは、過去信号変化量と現在信号変化量の両方がほぼ等しい値ａとなっているので、センサＡの相対信号変化量は１となる。これに対し、センサＢは、過去信号変化量ｂよりも現在信号変化量ｃの方が小さいので、センサＢの相対信号変化量は１よりも大きな値となり、センサＡの相対信号変化量よりも大きくなる。
【００３７】
この場合、センサＢは、現在の信号変化量が過去とほぼ同様であるのに対し、センサＡは、何らかの理由により現在の信号変化量が過去と比較して増加傾向にある。従って、２つのセンサを比較した場合に、センサ信号を制御に反映させるべき優先度は、センサＢよりもセンサＡの方が高いと考えられる。このため、本実施の形態では、複数のセンサ信号をシリアル送信する要求が重複した場合に、センサ信号の相対信号変化量が大きいほど当該センサ信号の送信順序が早くなるように、各センサ信号の送信順序を設定する構成としている。即ち、上記の例では、センサＡ→センサＢの順番でセンサ信号をシリアル送信する。
【００３８】
［実施の形態２を実現するための具体的な処理］
次に、図５を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図５は、本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御の一例を示すフローチャートである。この図に示すルーチンは、エンジンの運転中に繰り返し実行されるものとする。図５に示すルーチンでは、まず、ステップ２００において、実施の形態１と同様に、複数のセンサ信号をシリアル送信する要求が重複したか否かを判定する。この判定が成立した場合には、ステップ２０２〜２０４において、以下のようにセンサ信号の送信順序を設定する。
【００３９】
まず、ステップ２０２では、前述の方法により各センサ信号の相対信号変化量を算出する。そして、ステップ２０４では、相対信号変化量が大きいセンサ信号から順番に送信されるように、シリアル送信の送信順序を設定する。次に、ステップ２０６では、ステップ２０４により設定した送信順序に従って、第２シリアル通信部５６から各センサ信号を順次シリアル送信する。
【００４０】
このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態１とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、送信順序の設定時に相対信号変化量を用いるので、現時点での信号の変動状態を過去の一定期間を基準として相対的に判定することができる。これにより、例えば現時点での信号変化量が小さいセンサ信号でも、過去の信号変化量が更に小さい場合には、直近の期間で大きく変化したセンサ信号であると判定し、シリアル送信の優先度を高くして送信順序を早くすることができる。また、例えば過去から現在に至るまで信号変化量が継続的に大きいセンサ信号は、その信号特性が既に制御に反映されていると考えて、送信順序を遅くすることができる。従って、センサ信号の変動状態を長期的な視点から数値化して送信順序に反映させることができる。この結果、センサ信号の直近の挙動だけで送信順序が誤って設定されるのを抑制し、送信順序を的確に設定することができる。
【００４１】
なお、前記実施の形態２では、図６中のステップ２０２が算出手段の具体例を示し、ステップ２０４が送信順序設定手段の具体例を示している。また、実施の形態２では、図４に例示したように、過去の一定期間と、現時点を含む一定期間とが重複しない構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、これらの期間を、少なくとも一部が重複する期間として設定した上で、相対信号変化量を算出する構成としてもよい。
【００４２】
実施の形態３．
次に、図６及び図７を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態１と同様の構成（図１及び図２）において、筒内圧センサ信号の送信順序を、燃焼サイクル中でのセンサ信号の信号出力時期に基いて設定することを特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００４３】
［実施の形態３の特徴］
本実施の形態では、筒内圧センサ４６のセンサ信号に基いて吸入空気量を算出する場合において、各気筒のセンサ信号の送信順序を設定する方法について説明する。図６は、筒内圧センサの信号波形と燃焼サイクルの各行程との関係を示す特性線図である。筒内圧センサ４６により吸入空気量を算出する場合には、吸気行程中に出力されるセンサ信号が重要となるので、吸入工程中の気筒のセンサ信号を通信遅れなく受信する必要がある。
【００４４】
このため、本実施の形態では、各気筒の筒内圧センサ４６からそれぞれ出力されるセンサ信号のうち、吸気行程中の気筒で出力されるセンサ信号の送信順序が吸気行程以外の気筒で出力されるセンサ信号よりも早くなるように、各気筒のセンサ信号の送信順序を設定する。具体例を挙げると、例えば吸気行程が＃１→＃４→＃３→＃２の気筒順で到来する４気筒エンジンにおいて、クランク角に基いて現在吸気行程中の気筒が＃３であると判明した場合には、センサ信号の送信順序を＃３→＃２→＃１→＃４に設定する。
【００４５】
［実施の形態３を実現するための具体的な処理］
次に、図７を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図７は、本発明の実施の形態３において、ＥＣＵにより実行される制御の一例を示すフローチャートである。この図に示すルーチンは、エンジンの運転中に繰り返し実行されるものとする。図７に示すルーチンでは、まず、ステップ３００において、各気筒の筒内圧センサ４６から出力されるセンサ信号をシリアル送信する要求が重複したか否かを判定する。この判定が成立した場合には、ステップ３０２に移行する。また、ステップ３００の判定が不成立の場合には、特に送信順序を設定せず、センサ信号が入力した順番にシリアル送信してもよい。
【００４６】
次に、ステップ３０２では、送信タイミングが重複したセンサ信号の送信順序を、吸気行程中の気筒のセンサ信号から順番に送信されるように設定する。そして、ステップ３０４では、ステップ３０２により設定した送信順序に従って、各筒内圧センサ４６のセンサ信号を第２シリアル通信部５６から順次シリアル送信する。次に、ステップ３０６では、第１シリアル通信部５３により受信したセンサ信号に基いて、エンジンの吸入空気量を算出する。この算出処理は、演算処理部５２により実行される。
【００４７】
このように構成される本実施の形態でも、センサ信号の優先度に応じて送信順序を設定することができ、前記実施の形態１とほぼ同様の作用効果を得ることができる。即ち、本実施の形態によれば、吸気行程中の気筒のセンサ信号（＝吸入空気量の算出値に対する影響度が高いセンサ信号）から順番にシリアル送信することができる。これにより、センサ信号の通信遅れにより吸入空気量の算出精度が低下するのを抑制することができる。従って、例えばエアフローセンサ４０を使用しなくても、各気筒の筒内圧センサ４６により吸入空気量を正確に算出することができる。
【００４８】
なお、前記実施の形態３では、図７中のステップ３０２が送信順序設定手段の具体例を示している。また、実施の形態３では、「燃焼サイクル中でのセンサ信号の信号出力時期」として「吸気行程」を採用し、吸気行程中であるか否かに基いて各気筒のセンサ信号の送信順序を設定する場合を例示した。しかし、本発明はこれに限らず、センサ信号を用いる制御の目的に応じて、圧縮行程、膨張行程または排気行程中の気筒のセンサ信号が先に送信されるように送信順序を設定してもよい。
【００４９】
実施の形態４．
次に、図８を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態３と同様の構成において、膨張行程が開始された気筒で出力される筒内圧センサ信号の送信順序を早くすることを特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５０】
［実施の形態４の特徴］
本実施の形態では、筒内圧センサ４６のセンサ信号に基いて始動時の着火を検出する場合において、各気筒のセンサ信号の送信順序を設定する方法について説明する。エンジンの始動時等において、筒内圧センサ４６により着火を算出する場合には、膨張行程の初期（膨張行程が開始された直後）に出力されるセンサ信号が重要となるので、膨張行程が開始された気筒のセンサ信号を通信遅れなく受信する必要がある。
【００５１】
このため、本実施の形態では、各気筒の筒内圧センサ４６からそれぞれ出力されるセンサ信号のうち、膨張行程が開始された気筒で出力されるセンサ信号の送信順序が膨張行程以外の気筒で出力されるセンサ信号よりも早くなるように、各センサ信号の送信順序を設定する。
【００５２】
［実施の形態４を実現するための具体的な処理］
次に、図８を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図８は、本発明の実施の形態４において、ＥＣＵにより実行される制御の一例を示すフローチャートである。この図に示すルーチンは、エンジンの運転中に繰り返し実行されるものとする。図８に示すルーチンでは、まず、ステップ４００において、前記実施の形態３と同様に、各気筒の筒内圧センサ４６から出力されるセンサ信号をシリアル送信する要求が重複したか否かを判定する。そして、この判定が成立した場合には、ステップ４０２に移行する。
【００５３】
次に、ステップ４０２では、送信タイミングが重複したセンサ信号の送信順序を、膨張行程が開始された気筒のセンサ信号から順番に送信されるように設定する。そして、ステップ４０４では、ステップ４０２により設定した送信順序に従って、各筒内圧センサ４６のセンサ信号を第２シリアル通信部５６から順次シリアル送信する。次に、ステップ４０６では、第１シリアル通信部５３により受信したセンサ信号に基いて、当該センサ信号に対応する気筒で着火が正常に行われたか否かを検出する。この検出処理は、演算処理部５２により実行される。具体的には、センサ信号が着火に対応する判定値以上に増加すれば、着火が行われたと判定することができる。
【００５４】
このように構成される本実施の形態でも、センサ信号の優先度に応じて送信順序を設定することができ、前記実施の形態１とほぼ同様の作用効果を得ることができる。即ち、本実施の形態によれば、膨張行程が開始された気筒のセンサ信号（＝着火の検出タイミングが到来した気筒のセンサ信号）から順番にシリアル送信することができる。これにより、センサ信号の通信遅れにより着火の検出精度が低下するのを抑制することができる。従って、例えばエンジンの始動時等において、各気筒の着火及び失火を的確に検出し、始動制御を円滑に実行することができる。
【００５５】
なお、前記実施の形態４では、図８中のステップ４０２が送信順序設定手段の具体例を示している。また、実施の形態３，４では、それぞれ吸気行程、膨張行程中の気筒のセンサ信号を優先的にシリアル送信する制御を例示したが、本発明は、これらの制御を組合わせる構成としてもよい。即ち、本発明では、例えばエンジンの始動時に実施の形態４の制御を実行して着火の検出を重視し、始動後の通常運転時には、実施の形態３の制御を実行して吸入空気量の算出精度を向上させる構成としてもよい。
【００５６】
また、本発明では、車両及びエンジンの運転状態（例えば車速、エンジン回転数、アクセル開度等）に応じて、燃焼サイクル中で重視する特定の行程を決定する構成としてもよい。この場合には、前記特定の行程中の気筒で出力されるセンサ信号の送信順序が、他の行程中の気筒で出力されるセンサ信号よりも早くなるように、各センサ信号の送信順序を設定すればよい。この構成によれば、筒内圧センサ４６を用いる制御の目的や特性等に合わせて、センサ信号の送信時に送信順序を早くする行程を燃料サイクル中で自由に選択することができる。
【００５７】
また、本発明では、実施の形態１乃至４で設定される送信順序に関係なく、複数のセンサ信号のうち特定のセンサ信号の送信順序を他のセンサ信号よりも早くする機能を設ける構成としてもよい。この機能は、請求項６における優先信号設定手段に相当している。具体例を挙げると、例えばセンサ信号の変化量が小さくても当該センサ信号を優先的に検出したい場合や、センサ信号の微小な変化を検出したい場合、センサ信号の変化量が小さいこと自体を検出したい場合等には、目的とするセンサ信号の送信順序を常に早く設定する構成としてもよい。この構成によれば、センサ信号を用いる制御の目的や特性等に合わせて、送信順序を早くするセンサ信号を自由に選択することができる。
【００５８】
また、実施の形態では、４気筒エンジンを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、単気筒及び２気筒以上の任意の気筒数のエンジンに適用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１０  エンジン（内燃機関）
１２  ピストン
１４  燃焼室
１６  クランク軸
１８  吸気通路
２０  排気通路
２２  スロットルバルブ
２４  触媒
２６  燃料噴射弁
２８  点火プラグ
３０  吸気バルブ
３２  排気バルブ
３４，３６  可変動弁機構
３８  クランク角センサ
４０  エアフローセンサ
４２  水温センサ
４４  空燃比センサ
４６  筒内圧センサ
５０  ＥＣＵ
５１  マイコン（制御ユニット）
５２  演算処理部
５３  第１シリアル通信部
５４  信号線
５５  ＩＣ（信号処理ユニット）
５６  第２シリアル通信部
５７  入力Ａ／Ｄ変換部
５８  出力Ｄ／Ａ変換部
６０  センサ
７０  アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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