(57)【要約】【課題】クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を、低回転域であっても短い周期で検出できるようにする。【解決手段】単位角度毎の単位カム角信号ＣＡＭを出力するセンサと、単位角度毎の単位クランク角信号ＰＯＳを出力するセンサとを備え、単位カム角信号ＣＡＭ及び単位クランク角信号ＰＯＳの出力周期が異なる部分を検出することで、基準カム角位置及び基準クランク角位置を検出する。そして、基準カム角位置を基準とする単位カム角信号ＣＡＭの計数値vCAMCNT3と、基準クランク角位置を基準とする単位クランク角信号ＰＯＳの計数値vCRACNT72との偏差から、カムシャフトの回転位相を検出する。【選択図】図６
2008169697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を可変とする可変バルブタイミング機構を備えた内燃機関のカム位相検出装置であって、
前記カムシャフトが単位角度だけ回転する毎に単位カム角信号を出力すると共に、前記単位カム角信号の出力周期が、前記カムシャフトの１回転当たり少なくとも１箇所で前記単位角度とは異なる角度に設定されるカム角センサを備え、
前記単位カム角信号の出力周期が前記単位角度とは異なる角度に設定される箇所を検出することで、個々の単位カム角信号が対応するカム角位置を検出し、該検出されたカム角位置とクランク角位置との相関から、前記回転位相を検出することを特徴とする内燃機関のカム位相検出装置。
【請求項２】
前記クランクシャフトが単位角度だけ回転する毎に単位クランク角信号を出力すると共に、前記単位クランク角信号の出力周期が、前記クランクシャフトの１回転当たり少なくとも１箇所で前記単位角度とは異なる角度に設定されるクランク角センサを備え、
前記単位クランク角信号の出力周期が前記単位角度とは異なる角度に設定される箇所を検出することで、個々の単位クランク角信号が対応するクランク角位置を検出することを特徴とする請求項１記載の内燃機関のカム位相検出装置。
【請求項３】
クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を可変とする可変バルブタイミング機構を備えた内燃機関のカム位相検出装置であって、
前記カムシャフトが単位角度だけ回転する毎に単位カム角信号を出力すると共に、前記単位カム角信号の出力周期が、前記カムシャフトの１回転当たり少なくとも１箇所で前記単位角度とは異なる角度に設定されるカム角センサと、
前記単位カム角信号の出力周期が前記単位角度とは異なる角度に設定される箇所に基づいて基準カム角位置を検出する基準カム角位置検出手段と、
前記基準カム角位置を基準として前記単位カム角信号を計数する第１の計数手段と、
前記クランクシャフトが単位角度だけ回転する毎に単位クランク角信号を出力すると共に、前記単位クランク角信号の出力周期が、前記クランクシャフトの１回転当たり少なくとも１箇所で前記単位角度とは異なる角度に設定されるクランク角センサと、
前記単位クランク角信号の出力周期が前記単位角度とは異なる角度に設定される箇所に基づいて基準クランク角位置を検出する基準クランク角位置検出手段と、
前記基準クランク角位置を基準として前記単位クランク角信号を計数する第２の計数手段と、
前記第１の計数手段による計数値と、前記第２の計数手段による計数値とを比較して、前記回転位相を検出する回転位相検出手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関のカム位相検出装置。
【請求項４】
前記回転位相検出手段が、前記第１の計数手段による計数値と前記第２の計数手段による計数値との偏差、及び、前記単位クランク角信号と前記単位カム角信号との位相差に基づいて、前記回転位相を検出することを特徴とする請求項３記載の内燃機関のカム位相検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を検出する内燃機関のカム位相検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を可変とする可変バルブタイミング機構を備えた６気筒エンジンにおいて、カムシャフトに装着したロータの外周に３つの歯を等間隔に形成し、前記歯を電磁ピックアップで検知して気筒判別信号を発生する気筒判別センサを備える一方、クランクシャフトに装着したロータの外周に１０deg毎に歯を形成し、前記歯を電磁ピックアップで検知して単位角信号を発生する回転速度センサを備え、気筒判別信号の発生時から基準ピストン位置に対応する単位角信号までの回転位相差から、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を検出すると共に、前記単位角信号から設定される検出区間における気筒判別信号の有無から気筒判別を行うことが開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２９１１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のように、カムシャフトの基準回転位置を示す気筒判別信号の発生時から、クランクシャフトが基準回転位置になるまでの時間差から回転位相差を検出する場合、回転位相差が気筒判別信号の発生毎に検出されることになるため、回転位相差の検出周期が特に低回転域で長くなって、可変バルブタイミング機構を高速・高精度にフィードバック制御することができないという問題があった。
【０００４】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を、低回転時であっても充分に短い周期で検出することを可能にできるカム位相検出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】
【０００５】
そのため請求項１記載の発明は、カムシャフトが単位角度だけ回転する毎に単位カム角信号を出力すると共に、前記単位カム角信号の出力周期が、前記カムシャフトの１回転当たり少なくとも１箇所で前記単位角度とは異なる角度に設定されるカム角センサを備え、前記単位カム角信号の出力周期が前記単位角度とは異なる角度に設定される箇所を検出することで、個々の単位カム角信号が対応するカム角位置を検出し、該検出されたカム角位置とクランク角位置との相関から、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を検出することを特徴とする。
【０００６】
上記発明によると、単位カム角信号の出力周期が異なる箇所を検出することで、単位カム角信号の出力周期を異ならせたカムシャフトの角度位置を検出でき、係る基準位置からの単位カム角信号の発生数が前記基準位置からのカムシャフトの回転角を示すことになる。
従って、短い角度周期でカム角位置を検出することが可能となり、これにより、回転位相の更新周期を気筒判別周期よりも短くして、低回転時であっても可変バルブタイミング機構を高速・高精度にフィードバック制御することができるようになる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、クランクシャフトが単位角度だけ回転する毎に単位クランク角信号を出力すると共に、前記単位クランク角信号の出力周期が、前記クランクシャフトの１回転当たり少なくとも１箇所で前記単位角度とは異なる角度に設定されるクランク角センサを備え、前記単位クランク角信号の出力周期が前記単位角度とは異なる角度に設定される箇所を検出することで、個々の単位クランク角信号が対応するクランク角位置を検出することを特徴とする。
【０００８】
上記発明によると、単位クランク角信号の出力周期が異なる箇所を検出することで、単位クランク角信号の出力周期を異ならせたクランクシャフトの角度位置を検出でき、係る基準位置からの単位クランク角信号の発生数が前記基準位置からのクランクシャフトの回転角を示すことになる。
従って、カム角位置と同様に、短い角度周期でクランク角位置を検出することが可能となり、カムシャフトの角度位置及びクランクシャフトの角度位置を、それぞれに単独のセンサにより短い角度周期で検出して、回転位相を気筒判別周期よりも短い周期で検出できる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、カムシャフトが単位角度だけ回転する毎に単位カム角信号を出力すると共に、前記単位カム角信号の出力周期が、前記カムシャフトの１回転当たり少なくとも１箇所で前記単位角度とは異なる角度に設定されるカム角センサと、前記単位カム角信号の出力周期が前記単位角度とは異なる角度に設定される箇所に基づいて基準カム角位置を検出する基準カム角位置検出手段と、前記基準カム角位置を基準として前記単位カム角信号を計数する第１の計数手段と、クランクシャフトが単位角度だけ回転する毎に単位クランク角信号を出力すると共に、前記単位クランク角信号の出力周期が、前記クランクシャフトの１回転当たり少なくとも１箇所で前記単位角度とは異なる角度に設定されるクランク角センサと、前記単位クランク角信号の出力周期が前記単位角度とは異なる角度に設定される箇所に基づいて基準クランク角位置を検出する基準クランク角位置検出手段と、前記基準クランク角位置を基準として前記単位クランク角信号を計数する第２の計数手段と、前記第１の計数手段による計数値と、前記第２の計数手段による計数値とを比較して、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を検出する回転位相検出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
上記発明によると、単位カム角信号及び単位クランク角信号の出力周期が単位角度と異なる角度に設定された箇所は予め特定され、前記各計数手段による計数結果は、それぞれ基準角度位置からの回転角を示すから、両計数値を比較することは、カムシャフトの角度位置と、クランクシャフトの角度位置とを対比させることになり、これにより、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を検出できる。
【００１１】
従って、カムシャフトの角度位置及びクランクシャフトの角度位置を、短い角度周期で検出でき、これにより低回転時であっても回転位相を短い周期で検出して、可変バルブタイミング機構を高速・高精度にフィードバック制御することができるようになる。
請求項４記載の発明は、前記回転位相検出手段が、前記第１の計数手段による計数値と前記第２の計数手段による計数値との偏差、及び、前記単位クランク角信号と前記単位カム角信号との位相差に基づいて、前記回転位相を検出することを特徴とする。
【００１２】
上記発明によると、第１の計数手段による計数値と第２の計数手段による計数値との偏差は、各基準角度位置の位相差を、前記単位角度を最小単位として示すことになり、これに単位クランク角信号と単位カム角信号との位相差分を加えることで、前記単位角度よりも細かい分解能で回転位相を検出できる。
従って、回転位相を短い角度周期でかつ精度良く検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、実施形態における４気筒ガソリン内燃機関の構成図である。
図１において、内燃機関１０１の吸気管１０２には、スロットルモータ１０３ａでスロットルバルブ１０３ｂを開閉駆動する電子制御スロットル１０４が介装される。
そして、前記電子制御スロットル１０４及び吸気バルブ１０５を介して、燃焼室１０６内に空気が吸入される。
【００１４】
各気筒の吸気ポート１３０には、電磁式の燃料噴射弁１３１が設けられる。
前記燃料噴射弁１３１は、エンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵとする。）１１４からの噴射パルス信号によって開弁駆動されると、所定圧力に調整された燃料を吸気バルブ１０５に向けて噴射する。
前記燃焼室１０６内に吸引された燃料は、図示省略した点火プラグによる火花点火によって着火燃焼する。
【００１５】
燃焼室１０６内の燃焼排気は、排気バルブ１０７を介して排気管に排出され、フロント触媒１０８及びリア触媒１０９で浄化された後、大気中に放出される。
前記吸気バルブ１０５及び排気バルブ１０７は、それぞれ吸気側カムシャフト１３４，排気側カムシャフト１１０に設けられたカムによって開閉駆動されるが、吸気側カムシャフト１３４には、可変バルブタイミング機構１１３が設けられている。
【００１６】
前記可変バルブタイミング機構１１３は、クランクシャフト１２０に対する吸気側カムシャフト１３４の回転位相を変化させることで、吸気バルブ１０５のバルブタイミングを変化させる機構である。
図２は、前記可変バルブタイミング機構１１３の構造を示す。
前記可変バルブタイミング機構１１３は、クランクシャフト１２０と同期して回転するスプロケット２５に固定され、このスプロケット２５と一体的に回転する第１回転体２１と、ボルト２２ａにより前記吸気側カムシャフト１３４の一端に固定され、吸気側カムシャフト１３４と一体的に回転する第２回転体２２と、ヘリカルスプライン２６により第１回転体２１の内周面と第２回転体２２の外周面とに噛合する筒状の中間ギア２３と、を有している。
【００１７】
前記中間ギア２３には３条ネジ２８を介してドラム２７が連結されており、このドラム２７と中間ギア２３との間にねじりスプリング２９が介装されている。
前記中間ギア２３は、ねじりスプリング２９によって遅角方向（図２の左方向）へ付勢されており、電磁リターダ２４に電圧を印加して磁力を発生すると、ドラム２７及び３条ネジ２８を介して進角方向（図２の右方向）へ動かされる。
【００１８】
この中間ギア２３の軸方向位置に応じて、回転体２１，２２の相対位相が変化して、クランクシャフト１２０に対する吸気側カムシャフト１３４の位相が変化する。
前記電磁リターダ２４は、前記ＥＣＵ１１４からの制御信号により、機関の運転状態に応じて駆動制御される。
尚、前記可変バルブタイミング機構１１３は、図２に示した構造のものに限定されず、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させる公知の可変バルブタイミング機構を適用できる。
【００１９】
前記ＥＣＵ１１４は、マイクロコンピュータを内蔵し、各種センサからの検出信号に基づく演算処理によって、前記電子制御スロットル１０４，可変バルブタイミング機構１１３，燃料噴射弁１３１等を制御する。
前記各種センサとしては、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１１６、機関１０１の吸入空気量Ｑを検出するエアフローメータ１１５、クランク角を検出するクランク角センサ１１７、スロットルバルブ１０３ｂの開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ１１８、機関１０１の冷却水温度を検出する水温センサ１１９、カム角を検出するカム角センサ１３２が設けられている。
【００２０】
前記クランク角センサ１１７は、クランクシャフト１２０に軸支したシグナルプレートの被検出部を検出することで、図３に示すように、単位角度であるクランク角１０deg毎に立ち下がる単位クランク角信号ＰＯＳを出力するが、クランクシャフト１２０の１回転当たり１箇所で立ち下がり周期が前記単位角度とは異なるクランク角３０degになるように設定されている。
【００２１】
即ち、クランク角センサ１１７は、クランクシャフト１２０の回転をクランク角１０deg単位で検出するセンサであり、単位クランク角信号ＰＯＳの出力周期がクランク角３０degに設定される部分は、一定のクランク角位置で検出されることになるから、出力周期がクランク角３０degに設定される部分を判別することで、出力周期がクランク角３０degに設定される角度位置からの角度として、クランクシャフト１２０の回転角を検出することができる。
【００２２】
単位クランク角信号ＰＯＳの３０deg周期部分は、例えば被検出部を連続的に２つ欠落させることで設定される。
尚、本実施形態における４気筒機関１０１の点火は、＃１気筒→＃３気筒→＃４気筒→＃２気筒の順で行われ、気筒間の行程位相差はクランク角で１８０degであり、１８０deg間隔で点火が行われる。
【００２３】
前記吸気側カムシャフト１３４は、クランクシャフト１２０の１回転当たり１／２回転し、前記カム角センサ１３２は、吸気側カムシャフト１３４に軸支したシグナルプレートの被検出部を検出することで、図３に示すように、単位角度であるクランク角１０deg（カム角５deg）毎に立ち上がり・立ち下がりエッジをもつ単位カム角信号ＣＡＭを出力するが、吸気側カムシャフト１３４の１回転当たり１箇所で立ち上がりから立ち下がりまでのエッジ周期が前記単位角度とは異なるクランク角３０deg（カム角１５deg）になるように設定されている。
【００２４】
即ち、カム角センサ１３２は、カムシャフト１３４の回転をカム角５deg単位で検出するセンサであり、単位カム角信号ＣＡＭの出力周期がクランク角３０degに設定される部分は、一定のカム角位置で検出されることになるから、出力周期がクランク角３０degに設定される部分を判別することで、出力周期がクランク角３０degに設定される角度位置からの角度として、カムシャフト１３４の回転角を検出することができる。
【００２５】
ここで、単位カム角信号ＣＡＭの立ち上がりから立ち下がりまでの周期がクランク角３０degとなる部分（基準カム角位置）の間に、単位クランク角信号ＰＯＳの立ち下がり周期が３０degとなる部分（基準クランク角位置）が２回現れるようになっている。
単位カム角信号ＣＡＭの立ち上がりから立ち下がりまでの周期がクランク角３０degとなる部分は、例えば、周方向の幅が他のものよりも３倍の被検出部を配設することで設定される。
【００２６】
尚、前記単位角度は、回転位相の検出に要求される分解能に応じて適宜設定できるが、５deg〜２０deg程度の微小クランク角度に設定することが好ましい。
前記ＥＣＵ１１４は、前記クランク角センサ１１７及びカム角センサ１３２の検出信号に基づいて、クランクシャフト１２０に対する吸気側カムシャフト１３４の回転位相を検出し、前記回転位相の検出結果と目標の回転位相との偏差に基づいて前記可変バルブタイミング機構１１３（電磁リターダ２４）をフィードバック制御する。
【００２７】
以下では、前記ＥＣＵ１１４による前記回転位相の検出の様子を詳細に説明する。
図４のフローチャートは、前記単位クランク角信号ＰＯＳの立ち下がり毎（クランク角１０deg毎）に実行され、ステップＳ４１では、単位クランク角信号ＰＯＳの立ち下がりを計数するためのカウンタvCRACNT72を１だけカウントアップする。
次のステップＳ４２では、本ルーチンの前回実行時から今回までの時間差に基づき、前記単位クランク角信号ＰＯＳの立ち下がり周期ＴＰＯＳを計測する。
【００２８】
ステップＳ４３では、前記周期ＴＰＯＳの今回値と前回値との比である周期比ΔＴＰＯＳ（周期比ΔＴＰＯＳ＝今回値／前回値）を算出する。
ステップＳ４４では、前記周期比ΔＴＰＯＳが、予め記憶された閾値ＳＬ１以上であるか否かを判断することで、今回計測された周期ＴＰＯＳが、３０deg周期部分を計測した結果であるか否かを判断する。
【００２９】
前記周期比ΔＴＰＯＳが閾値ＳＬ１以上である場合には、今回の単位クランク角信号ＰＯＳを基準クランク角位置に相当するものと判断して（基準クランク角位置検出手段）、ステップＳ４５へ進む。
ステップＳ４５では、フラグＦＣＲＡが１であるか否かを判断し、フラグＦＣＲＡ＝０であれば、ステップＳ４６でフラグＦＣＲＡに１をセットした後、ステップＳ４７へ進んで、前記カウンタvCRACNT72を０にリセットする。
【００３０】
一方、フラグＦＣＲＡが１であれば、ステップＳ４８へ進んで、フラグＦＣＲＡを０にリセットした後、ステップＳ４７を迂回して、本ルーチンをそのまま終了させる。
即ち、前記カウンタvCRACNT72は、今回３０deg周期部分が検出されたことで０にリセットされたとすると、次回３０deg周期部分が検出されたときには０にリセットされることがなく、２回目の３０deg周期部分を検出したタイミングで再度０にリセットされることになり、図３に示すように、３０deg周期部分の２回に１回だけ、換言すれば、クランクシャフト１２０が２回転する毎に０にリセットされる（第２の計数手段）。
【００３１】
図５のフローチャートは、単位カム角信号ＣＡＭの立ち上がり・立ち上がりエッジ毎（クランク角１０deg毎）に実行され、ステップＳ５１では、単位カム角信号ＣＡＭの立ち上がり・立ち上がりエッジを計数するためのカウンタcamcntを１だけカウントアップする。
次のステップＳ５２では、前記カウンタcamcntが３にまでカウントアップされたか否かを判断する。
【００３２】
そして、前記カウンタcamcntが３にまでカウントアップされた場合には、ステップＳ５３へ進んで、前記カウンタcamcntを０にリセットし、次のステップＳ５４では、カウンタvCAMCNT3を１だけカウントアップさせる。
即ち、前記カウンタvCAMCNT3は、単位カム角信号ＣＡＭの立ち上がり・立ち上がりエッジの３回毎にカウントアップされるカウンタである。
【００３３】
ステップＳ５５では、本ルーチンの前回実行時から今回までの時間差に基づき、前記単位カム角信号ＣＡＭの立ち上がり・立ち上がりエッジの周期ＴＣＡＭを計測する。
ステップＳ５６では、前記周期ＴＣＡＭの今回値と前回値との比である周期比ΔＴＣＡＭ（周期比ΔＴＣＡＭ＝今回値／前回値）を算出する。
ステップＳ５７では、前記周期比ΔＴＣＡＭが予め記憶した閾値ＳＬ２以上であるか否かを判断することで、今回計測された周期ＴＣＡＭが、クランク角で３０degの周期部分を計測した結果であるか否かを判断する。
【００３４】
尚、周期ＴＰＯＳ及び周期ＴＣＡＭは、いずれもクランク角１０degに相当し、周期の異なる部分はいずれもクランク角３０degに設定されるから、前記閾値ＳＬ１と前記閾値ＳＬ２とは同じ値とすることができる。
前記周期比ΔＴＣＡＭが閾値ＳＬ２以上である場合には、今回の単位カム角信号ＣＡＭを基準カム角位置に相当するものと判断して（基準カム角位置検出手段）、ステップＳ５８へ進む。
【００３５】
ステップＳ５８では、前記カウンタvCAMCNT3を０にリセットする。
従って、前記カウンタvCAMCNT3は、図３に示すように、吸気側カムシャフト１３４の１回転毎に検出される基準カム角位置（３０deg周期部分）で、０にリセットされる（第１の計数手段）。
ステップＳ５９では、現時刻と、別途検出される単位クランク角信号ＰＯＳの発生時における時刻との差vVTCCLK、即ち、単位クランク角信号ＰＯＳの立ち下がりから単位カム角信号ＣＡＭの立ち上がり・立ち上がりエッジが検出されるまでの時間差（単位クランク角信号ＰＯＳと単位カム角信号ＣＡＭとの位相差）を算出する。
【００３６】
図６のフローチャートは、前記単位クランク角信号ＰＯＳの立ち下がり毎（クランク角１０deg毎）に実行され、ステップＳ６１では、前記ステップＳ５９の演算に用いる単位クランク角信号ＰＯＳの立ち下りの検出時刻を記憶する。
ステップＳ６２では、前記カウンタvCRACNT72の値が３４以上になっているか否かを判断することで、カウンタvCRACNT72を０にリセットしない３０deg周期部分を通過しているか否かを判断する。
【００３７】
そして、カウンタvCRACNT72の値が３４以上になっている場合には、３０deg周期部分で欠落する２つの単位クランク角信号ＰＯＳの分を補うべく、カウンタvCRACNT72に２を加算する。
これにより、カウンタvCRACNT72の値が、基準クランク角位置（３０deg周期部分）からの回転角を正しく示すようにできる。
【００３８】
ステップＳ６４では、前記カウンタvCRACNT72と前記カウンタvCAMCNT3を３倍した数との偏差vVTCCNT（vVTCCNT＝vCRACNT72−vCAMCNT3×３）を算出する
前記カウンタvCAMCNT3を３倍するのは、カウンタvCAMCNT3がクランク角で３０deg毎にカウントアップされるのに対し、前記カウンタvCRACNT72がクランク角で１０deg毎にカウントアップされるため、同じ１０deg毎のカウント値に揃えるためである。
【００３９】
前記偏差vVTCCNTは、基準クランク角位置から基準カム角位置までのクランク角を、クランク角１０degを単位として示すことになる。
ステップＳ６５では、前記偏差vVTCCNTがマイナスの値として算出されたか否かを判断する。
そして、前記偏差vVTCCNTがマイナスの値であるときには、ステップＳ６６へ進んで、前記偏差vVTCCNTに７２を加算することで、偏差vVTCCNTが基準クランク角位置から基準カム角位置までのクランク角を表すようにする。
【００４０】
図７のフローチャートは、単位カム角信号ＣＡＭの立ち上がり・立ち上がりエッジ毎（クランク角１０deg毎）に実行され、ステップＳ７１では、今回がカウンタvCAMCNT3のカウントアップタイミングであるか否かを判断し、カウントアップタイミングであるときにのみ、ステップＳ７２以降のステップを実行する。即ち、クランク角３０deg毎にステップＳ７２以降の処理が実行される。
【００４１】
ステップＳ７２では、単位クランク角信号ＰＯＳの立ち下りエッジと単位カム角信号ＣＡＭの立ち上がり・立ち上がりエッジとの位相差vVTCCLKを、単位クランク角信号ＰＯＳの周期TPOSで除算することで、前記位相差vVTCCLKが、１０deg周期の何個分に相当するかを求める（vVTCTIM=vVTCCLK／TPOS）。
ステップＳ７３では、基準クランク角位置から基準カム角位置までのクランク角vVTCANGを、前記vVTCTIM及びvVTCCNTに基づき、vVTCANG＝（vVTCTIM＋vVTCCNT）×１０として算出する。
【００４２】
更に、次のステップＳ７４では、可変バルブタイミング機構１１３により吸気側カムシャフト１３４の回転位相を最遅角に制御した場合における前記角度vVTCANGのデータである５４０degから、実際に算出された角度vVTCANGを減算することで、回転位相の進角量vREVTCを算出する
上記のようにして、クランク角３０deg毎に回転位相の進角量vREVTCが検出されることになり、この進角量vREVTCが機関運転条件から設定される目標進角量に近づくように、前記可変バルブタイミング機構１１３がフィードバック制御される。
【００４３】
従って、機関の低回転時であっても、充分に短い時間周期で回転位相を検出することを可能となり、可変バルブタイミング機構１１３を高速・高精度にフィードバック制御することができる。
回転位相の検出周期をクランク角３０deg毎としたのは、カウンタvCRACNT72の値が３０deg周期部分で１０deg毎にカウントアップされないため、１０deg毎に回転周期を検出するように設定すると、３０deg周期部分で実際とは大きく異なる進角量が算出されることになってしまうためである。
【００４４】
尚、上記実施形態では、単位角度をクランク角１０degとし、クランク角３０deg毎に回転位相を検出させたが、これらの角度設定に限定されるものでないことは明らかであり、また、カム角センサ１３２が、単位角度毎に立ち下がる又は立ち上がる単位カム角信号ＣＡＭを発生させるようにすることができる。
ところで、前記クランク角センサ１１７及びカム角センサ１３２の検出信号に基づいて、気筒間の行程位相差毎に所定ピストンに位置する気筒を判別し、該気筒判別結果を、気筒別の燃料噴射制御や点火時期制御に用いることができる。
【００４５】
以下では、前記ＥＣＵ１１４による気筒判別の様子を詳細に説明する。
図８のフローチャートは、前記単位クランク角信号ＰＯＳの立ち下がり毎に実行され、ステップＳ８１では、カウンタvCRACNTCYLを１だけカウントアップし（図１２参照）、次のステップＳ１２では、カウンタvCNTFSTを１だけカウントアップする（図１３参照）。
図９のフローチャートは、前記単位クランク角信号ＰＯＳの立ち下がり毎に実行され、ステップＳ９１では、前回実行時から今回実行時までの時間間隔を、単位クランク角信号ＰＯＳの立ち下がり周期ＴＰＯＳ（時間周期）の今回値に設定する。
【００４６】
ステップＳ９２では、前記周期ＴＰＯＳの今回値と前回値との比ΔＴＰＯＳ（周期比ΔＴＰＯＳ＝今回値／前回値）を算出する。
ステップＳ９３では、前記周期比ΔＴＰＯＳが予め記憶された閾値ＳＬ１を超えているか否かを判別する。
前記閾値ＳＬ１は、今回値が３０degの立ち下がり周期の検出結果である場合に、周期比ΔＴＰＯＳが超えるような値に設定されている。
【００４７】
ここで、周期比ΔＴＰＯＳが閾値ＳＬ１を超えていれば、基準クランク角位置であると判断し、ステップＳ９４へ進んで前記カウンタvCRACNTCYLを０にリセットする。
即ち、前記カウンタvCRACNTCYLは、図１２に示すように、単位クランク角信号ＰＯＳの立ち下がり毎にカウントアップされ、単位クランク角信号ＰＯＳが３０deg周期で立ち下がったときに（クランクシャフト１２０の１回転毎に）、０にリセットされることになる。
【００４８】
前記周期比ΔＴＰＯＳが閾値ＳＬ１を超えていない場合には、今回値は３０degの立ち下がり周期を検出した結果ではないと判断し、ステップＳ９４を迂回してステップＳ９５へ進む。
ステップＳ９５では、単位クランク角信号ＰＯＳの周期ＴＰＯＳの今回値を前回値に設定する。
【００４９】
図１０のフローチャートは、単位カム角信号ＣＡＭの立ち上がり・立ち上がりエッジ毎に実行され、ステップＳ１０１では、前回実行時から今回実行時までの時間間隔を、単位カム角信号ＣＡＭの立ち上がり・立ち下がり周期ＴＣＡＭの今回値に設定する。
ステップＳ１０２では、前記周期ＴＣＡＭの今回値と前回値との比ΔＴＣＡＭ（周期比ΔＴＣＡＭ＝今回値／前回値）を算出する。
【００５０】
ステップＳ１０３では、前記周期比ΔＴＣＡＭが予め記憶された閾値ＳＬ２を超えているか否かを判別する。
前記閾値ＳＬ２は、今回値が３０degの立ち上がり・立ち下がり周期の検出結果である場合に、周期比ΔＴＣＡＭが超えるような値に設定されている。
ここで、周期比ΔＴＣＡＭが閾値ＳＬ２を超えていれば、基準カム角位置であると判断し、ステップＳ１０４へ進んで前記カウンタvCNTFSTを０にリセットする。
【００５１】
即ち、前記カウンタvCNTFSTは、図１３に示すように、単位クランク角信号ＰＯＳの立ち下がり毎にカウントアップされ、単位カム角信号ＣＡＭが３０deg周期で立ち下がったときに（カムシャフト１３４の１回転毎、クランクシャフト１２０の２回転毎に）、０にリセットされることになる。
前記周期比ΔＴＣＡＭが閾値ＳＬ２を超えていない場合には、今回値は３０degの立ち上がり・立ち下がり周期を検出した結果ではないと判断し、ステップＳ１０４を迂回してステップＳ１０５へ進む。
【００５２】
ステップＳ１０５では、単位カム角信号ＣＡＭの周期ＴＣＡＭの今回値を前回値に設定する。
図１１のフローチャートは、単位クランク角信号ＰＯＳの立ち下がり毎に実行され、ステップＳ１１１では、カウンタvCRACNTCYLの値が０であるか否かを判別する。
カウンタvCRACNTCYLの値が０であるときには、気筒判別タイミングであると判断し、ステップＳ１１２へ進む。
【００５３】
ステップＳ１１２では、前記カウンタvCNTFSTが４０以上であるか否かを判別する。
そして、前記カウンタvCNTFSTが４０以上であれば、ステップＳ１１３へ進み、気筒判別値vCYLCNTに“３”をセットする。
一方、前記カウンタvCNTFSTが４０未満であれば、ステップＳ１１４へ進み、気筒判別値vCYLCNTに“１”をセットする。
【００５４】
尚、気筒判別値vCYLCNTの初期値は“０”であり、ステップＳ１１３又はステップＳ１１４で気筒判別値vCYLCNTに“３”又は“１”がセットされるまで、“０”を保持し、vCYLCNT＝“０”は気筒不明状態を示すものとする。
また、ステップＳ１０１で、カウンタvCRACNTCYLの値が０ではないと判断されると、ステップＳ１０５へ進み、カウンタvCRACNTCYLの値が１７であるか否かを判別する。
【００５５】
前記カウンタvCRACNTCYL＝１７は、カウンタvCRACNTCYLの値が前回０になってから次に０になるまでの間の中間点であって、前記カウンタvCRACNTCYL＝１７であるときにも気筒判別タイミングであると判断して、ステップＳ１１６へ進む。
前記カウンタvCRACNTCYLは、クランクシャフト１２０が１回転する毎に０にリセットされるから、前記カウンタvCRACNTCYL＝０及びカウンタvCRACNTCYL＝１７のタイミングは、クランク角１８０deg毎のタイミングになり、これは、４気筒機関１０１における気筒間の行程位相差に相当し、クランク角１８０deg毎に気筒判別を行うことで、例えば吸気ＴＤＣの気筒を順次判断することになる。
【００５６】
ステップＳ１１６では、気筒判別値vCYLCNTを前回値＋１に設定する。
従って、気筒判別値vCYLCNTは、カウンタvCRACNTCYLの値が０であるときにカウンタvCNTFSTが４０未満であると判定されることで“１”に設定されると、次にカウンタvCRACNTCYL＝１７になったときに、１だけカウントアップされて“２”になり、次にカウンタvCRACNTCYLの値が０であるときにカウンタvCNTFSTが４０以上であると判定されることで“３”に設定され、次にカウンタvCRACNTCYL＝１７になったときに、１だけカウントアップされて“４”になり、以下、上記処理を繰り返すことで、１に戻って再び４にまでカウントアップされることを繰り返すことになる（図１４参照）。
【００５７】
尚、気筒判別値vCYLCNTは、点火順である＃１気筒→＃３気筒→＃４気筒→＃２気筒の何番目の気筒が次に吸気ＴＤＣになるかを示し、例えば、vCYLCNT＝３であるときには、次の吸気ＴＤＣが＃４気筒であることを示す。
カウンタvCNTFSTが０にリセットされる間に、カウンタvCRACNTCYLの値は２回にわたって０にリセットされるから、カウンタvCRACNTCYL＝０であっても、そのタイミングが、カウンタvCNTFSTが０にリセットされた直後であるか否かによって、カウンタvCNTFSTの値は、クランクシャフト１２０の１回転に相当する値だけ異なることになる。
【００５８】
従って、カウンタvCNTFSTが４０未満であるか否かを判断することで、カウンタvCRACNTCYL＝０になったタイミングを、異なる気筒の吸気ＴＤＣタイミングとして明確に区別することができ、気筒判別を精度良く行えることになる。
また、本実施形態のように、可変バルブタイミング機構１１３が設けられる場合であっても、ステップＳ１１２では、１回転分の差がある値を区別すればよいから、可変バルブタイミング機構１１３によってクランクシャフト１２０に対する吸気側カムシャフト１３４の回転位相が変化して、カウンタvCRACNTCYL＝０であるときのカウンタvCNTFSTの値が変化することがあっても、その変化幅は１回転分の差に対して充分に小さいから、気筒判別が影響されることがない。
【００５９】
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）前記出力周期が単位角度とは異なる角度に設定される箇所を、前記単位カム角信号及び／又は単位クランク角信号の周期の今回値と前回値との比に基づいて検出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の内燃機関のカム位相検出装置。
【００６０】
上記発明によると、角度周期が異なることで、時間周期の今回値と前回値とが異なるようになるから、時間周期の今回値と前回値との比から、信号の出力周期が単位角度とは異なる角度に設定される箇所を検出する。
ここで、今回値と前回値との比を演算することで、そのときの機関回転速度の影響を排除でき、単位角度とは異なる角度に設定される箇所を、容易に検出することができる。
（ロ）前記単位角度が、気筒間の行程位相差に相当するクランク角度よりも小さいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の内燃機関のカム位相検出装置。
【００６１】
上記発明によると、単位カム角信号，単位クランク角信号の出力周期が、気筒間の行程位相差に相当するクランク角度よりも小さいから、行程位相差よりも短い角度周期でクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相差を検出させることが可能となる。
尚、単位角度は、気筒間の行程位相差に相当するクランク角度（４気筒であればクランク角１８０deg）を複数に等分する角度とすることが好ましく、更には、５deg〜２０deg程度に設定することがより好ましい。
（ハ）前記基準カム角位置を基準として前記単位クランク角信号を計数する第３の計数手段と、
前記第２の計数手段による計数値に基づいて気筒判別タイミングを検出する気筒判別タイミング検出手段と、
前記気筒判別タイミングにおける前記第３の計数手段による計数値に基づいて、所定ピストン位置の気筒を判別する気筒判別手段と、
を設けたことを特徴とする請求項３又は４記載の内燃機関のカム位相検出装置。
【００６２】
上記発明によると、短い角度周期での回転位相の検出を可能にできるクランク角センサ及びカム角センサの信号を用いて気筒判別を行える。
（ニ）前記第３の計数手段が、前記単位クランク角信号の計数値を、カムシャフトが１回転する毎に０にリセットし、
前記気筒判別タイミング検出手段が、気筒間の行程位相差毎に気筒判別タイミングを検出することを特徴とする請求項（ハ）記載の内燃機関のカム位相検出装置。
【００６３】
上記発明によると、気筒間の行程位相差毎に、そのときのカムシャフトの回転角を、第３の計数手段の計数値の違いに基づいて判断することで、気筒判別が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施形態における内燃機関のシステム構成図。
【図２】実施形態における可変バルブタイミング機構を示す断面図。
【図３】回転位相の検出に用いる各種信号の特性を示すタイミングチャート。
【図４】回転位相検出における単位クランク角信号ＰＯＳの計数処理を示すフローチャート。
【図５】回転位相検出における単位カム角信号ＣＡＭの計数処理を示すフローチャート。
【図６】回転位相検出における単位角度による回転位相の検出を示すフローチャート。
【図７】回転位相検出における最終的な回転位相の検出を示すフローチャート。
【図８】気筒判別処理における信号カウント処理を示すフローチャート。
【図９】気筒判別処理における基準クランク角位置の検出処理を示すフローチャート。
【図１０】気筒判別処理における基準カム角位置の検出処理を示すフローチャート。
【図１１】計数値に基づく気筒判別処理を示すフローチャート。
【図１２】気筒判別処理に用いる単位カム角信号ＣＡＭ，単位クランク角信号ＰＯＳ，カウンタvCRACNTCYLの特性を示すタイミングチャート。
【図１３】気筒判別処理に用いる単位カム角信号ＣＡＭ，単位クランク角信号ＰＯＳ，カウンタvCNTFSTの特性を示すタイミングチャート。
【図１４】気筒判別処理に用いるカウンタvCRACNTCYL，カウンタvCNTFST，気筒判別値vCYLCNTの特性を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００６５】
１０１…内燃機関、１０５…吸気バルブ、１１３…可変バルブタイミング機構、１１４…エンジンコントロールユニット、１１７…クランク角センサ、１２０…クランクシャフト、１３２…カム角センサ、１３４…カムシャフト
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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