(57)【要約】 【課題】本発明は、負荷量に応じて気筒判別した値の採用を変化させ、気筒判別した値を採用しないことによる弊害を最小限とすることを可能とすることを目的としている。【解決手段】このため、カムシャフトとカム角センサとクランクシャフトとクランク角センサとを備えた内燃機関の気筒判別装置において、第１のシグナル部材にカム角信号発生部を備え、第２のシグナル部材にクランク角信号発生部と欠歯部を備え、気筒判別手段を備え、気筒判別手段により気筒判別した値が正しいかを判定する判定手段を備え、判定手段により気筒判別した値が正しくない場合に気筒判別した値の使用をやめる使用中止判定手段を備え、内燃機関の負荷量を検出する負荷量検出手段を備え、検出された負荷量が高負荷である場合には、低負荷であると判定された場合より、使用中止判定手段を用いて気筒判別した値を使用するのをやめるタイミングを早くする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のシグナル部材を有したカムシャフトと、カム角センサと、第２のシグナル部材を有したクランクシャフトと、クランク角センサとを備えた内燃機関の気筒判別装置において、前記第１のシグナル部材には、前記カム角センサにて検出可能で、少なくとも気筒判別信号を含む複数のカム角信号を発生するカム角信号発生部を備え、前記第２のシグナル部材には、前記クランク角センサにて検出可能で、かつ前記クランクシャフトの回転に同期して、複数の所定角度範囲を除いて第１の所定角度毎に角度信号を発生するクランク角信号発生部と第１の所定角度以上に渡って角度信号が発生しない欠歯部を備え、この欠歯部は、第１欠歯部と第２欠歯部とから構成され、クランク角の回転方向に沿って発生する角度信号の数は、第１欠歯部から第２欠歯部までに検出される数と第２欠歯部から第１欠歯部までに検出される数とが異なるような位置に設けられ、前記第２のシグナル部材に予め設定された基準位置間に発生する角度信号の数とカム角信号の数とから気筒を判別する気筒判別手段を備え、この気筒判別手段により気筒判別した値が正しいかどうかを判定する判定手段を備え、この判定手段により気筒判別した値が正しくないと判定された場合には、気筒判別した値を使用するのをやめる判断をする使用中止判定手段を備え、前記内燃機関の負荷量を検出する負荷量検出手段を備え、この負荷量検出手段により検出された負荷量が高負荷であると判定された場合には、低負荷であると判定された場合より、前記使用中止判定手段を用いて気筒判別した値を使用するのをやめるタイミングを早くしていることを特徴とする内燃機関の気筒判別装置。
【請求項２】
負荷量が高負荷であると判定する判定値は、内燃機関回転数の値に応じて変化していることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の気筒判別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内燃機関の気筒判別装置に係り、特に負荷量に応じて、気筒判別した値を採用するかどうかを変化させ、気筒判別した値を採用しないことによる弊害、つまり内燃機関へバックファイヤなどのダメージを与えるおそれを最小限とすることの可能な内燃機関の気筒判別装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される内燃機関においては、運転条件に応じて燃料噴射量や点火時期などを適正に制御するものがある。
また、前記内燃機関を制御する際には、気筒毎にクランク角検出信号と、特定気筒を判別するための気筒判別信号とを取得する必要がある。
このとき、前記内燃機関の気筒判別装置においては、カムシャフトに第１のシグナル部材を有するカム角センサを備えるとともに、クランクシャフトには第２のシグナル部材を有するクランク角センサを備えている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２７８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の内燃機関の気筒判別装置においては、上記特許文献１などに開示されるように、クランク角センサの出力信号及びカム角センサの出力信号の組み合わせから気筒判別を実施するものがある。
このような内燃機関の気筒判別において、基準位置における気筒判別情報と学習系列による気筒判別情報とが異なる場合に、気筒判別エラーカウンタをカウントアップし、基準位置における気筒判別情報と学習系列による気筒判別情報とが同一となれば気筒判別エラーカウントをクリアし、そして、気筒判別エラーカウントが気筒判別リセット判定しきい値を超えると、気筒判別情報をリセットする方策である。
この方策においては、気筒判別エラー判定の際に、この気筒判別エラーカウントが気筒判別リセット判定しきい値を超えた場合に、気筒判別情報を即リセットしてしまうとエンジンストールを惹起する可能性があるため、気筒判別エラーの判定後、所定工程数内に、気筒判別情報を修正できるようであれば、そのまま燃料噴射制御や点火時期制御を継続している。
しかし、内燃機関が高負荷の場合は、気筒判別エラーカウンタが気筒判別リセット判定しきい値になるまで、誤った角度での燃料噴射制御や点火時期制御を実施してしまうと、内燃機関へバックファイヤなどのダメージを与えるおそれがあるという不都合がある。
そして、上記特許文献１の開示内容においては、内燃機関の負荷状態に拘わらず所定数は一定であるため、内燃機関が高負荷状態時には前述したように内燃機関へバックファイヤなどのダメージを与えるおそれがあるという不都合がある。
【０００５】
この発明の目的は、負荷量に応じて、気筒判別した値を採用するかどうかを変化させ、気筒判別した値を採用しないことによる弊害を最小限とし得る内燃機関の気筒判別装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、第１のシグナル部材を有したカムシャフトと、カム角センサと、第２のシグナル部材を有したクランクシャフトと、クランク角センサとを備えた内燃機関の気筒判別装置において、前記第１のシグナル部材には、前記カム角センサにて検出可能で、少なくとも気筒判別信号を含む複数のカム角信号を発生するカム角信号発生部を備え、前記第２のシグナル部材には、前記クランク角センサにて検出可能で、かつ前記クランクシャフトの回転に同期して、複数の所定角度範囲を除いて第１の所定角度毎に角度信号を発生するクランク角信号発生部と第１の所定角度以上に渡って角度信号が発生しない欠歯部を備え、この欠歯部は、第１欠歯部と第２欠歯部とから構成され、クランク角の回転方向に沿って発生する角度信号の数は、第１欠歯部から第２欠歯部までに検出される数と第２欠歯部から第１欠歯部までに検出される数とが異なるような位置に設けられ、前記第２のシグナル部材に予め設定された基準位置間に発生する角度信号の数とカム角信号の数とから気筒を判別する気筒判別手段を備え、この気筒判別手段により気筒判別した値が正しいかどうかを判定する判定手段を備え、この判定手段により気筒判別した値が正しくないと判定された場合には、気筒判別した値を使用するのをやめる判断をする使用中止判定手段を備え、前記内燃機関の負荷量を検出する負荷量検出手段を備え、この負荷量検出手段により検出された負荷量が高負荷であると判定された場合には、低負荷であると判定された場合より、前記使用中止判定手段を用いて気筒判別した値を使用するのをやめるタイミングを早くしていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、第１のシグナル部材を有したカムシャフトと、カム角センサと、第２のシグナル部材を有したクランクシャフトと、クランク角センサとを備えた内燃機関の気筒判別装置において、第１のシグナル部材には、カム角センサにて検出可能で、少なくとも気筒判別信号を含む複数のカム角信号を発生するカム角信号発生部を備え、第２のシグナル部材には、クランク角センサにて検出可能で、かつクランクシャフトの回転に同期して、複数の所定角度範囲を除いて第１の所定角度毎に角度信号を発生するクランク角信号発生部と第１の所定角度以上に渡って角度信号が発生しない欠歯部を備え、欠歯部は、第１欠歯部と第２欠歯部とから構成され、クランク角の回転方向に沿って発生する角度信号の数は、第１欠歯部から第２欠歯部までに検出される数と第２欠歯部から第１欠歯部までに検出される数とが異なるような位置に設けられ、第２のシグナル部材に予め設定された基準位置間に発生する角度信号の数とカム角信号の数とから気筒を判別する気筒判別手段を備え、気筒判別手段により気筒判別した値が正しいかどうかを判定する判定手段を備え、判定手段により気筒判別した値が正しくないと判定された場合には、気筒判別した値を使用するのをやめる判断をする使用中止判定手段を備え、内燃機関の負荷量を検出する負荷量検出手段を備え、負荷量検出手段により検出された負荷量が高負荷であると判定された場合には、低負荷であると判定された場合より、使用中止判定手段を用いて気筒判別した値を使用するのをやめるタイミングを早くしている。
従って、気筒判別した値を採用するかどうかを、負荷量に応じて変化させているので、気筒判別した値を採用しないことによる弊害を最小限にすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例】
【０００９】
図１〜図４はこの発明の実施例を示すものである。
図２において、１は内燃機関２の気筒判別装置である。
この気筒判別装置１は、図２に示す如く、第１のシグナル部材３を有したカムシャフト４と、カム角センサ５と、第２のシグナル部材６を有したクランクシャフト７と、クランク角センサ８とを備えている。
【００１０】
そして、前記第１のシグナル部材３には、前記カム角センサ５にて検出可能で、少なくとも気筒判別信号を含む複数のカム角信号を発生するカム角信号発生部９を備えている。
また、前記第２のシグナル部材６には、前記クランク角センサ８にて検出可能で、かつ前記クランクシャフト７の回転に同期して、複数の所定角度範囲を除いて第１の所定角度毎に角度信号を発生するクランク角信号発生部１０と第１の所定角度以上に渡って角度信号が発生しない欠歯部１１を備えている。
このとき、この欠歯部１１は、第１欠歯部１１−１と第２欠歯部１１−２とから構成され、クランク角の回転方向に沿って発生する角度信号の数は、第１欠歯部１１−１から第２欠歯部１１−２までに検出される数と第２欠歯部１１−２から第１欠歯部１１−１までに検出される数とが異なるような位置に設けられる。
更に、前記気筒判別装置１は、前記第２のシグナル部材６に予め設定された基準位置間に発生する角度信号の数とカム角信号の数とから気筒を判別する気筒判別手段１２を備え、この気筒判別手段１２により気筒判別した値が正しいかどうかを判定する判定手段１３を備え、この判定手段１３により気筒判別した値が正しくないと判定された場合には、気筒判別した値を使用するのをやめる判断をする使用中止判定手段１４を備え、前記内燃機関２の負荷量を検出する負荷量検出手段１５を備え、この負荷量検出手段１５により検出された負荷量が高負荷であると判定された場合には、低負荷であると判定された場合より、前記使用中止判定手段１４を用いて気筒判別した値を使用するのをやめるタイミングを早くしている。
【００１１】
詳述すれば、前記カムシャフト４の有している前記第１のシグナル部材３は、図２に示す如く、前記カム角信号発生部９を備える。
そして、このカム角信号発生部９からの少なくとも気筒判別信号を含む複数のカム角信号を前記カム角センサ５にて検出するものである。
また、前記クランクシャフト７の有している前記第２のシグナル部材６は、図２に示す如く、クランク角信号発生部１０と第１、第２欠歯部１１−１、１１−２からなる前記欠歯部１１とを備える。
そして、前記クランク角信号発生部１０からの複数の所定角度範囲を除いて第１の所定角度毎に角度信号を前記クランク角センサ８にて検出するものである。
【００１２】
前記カム角センサ５と前記クランク角センサ８にて検出された各信号は、図２に示す如く、前記気筒判別装置１の制御手段（「ＥＣＵ」とも記載する。）１６にデジタル信号として入力される。
この制御手段１６は、前記気筒判別手段１２と、前記判定手段１３と、燃料噴射制御手段１７と、点火時期制御手段１８と、前記使用中止判定手段１４とを有している。
そして、前記制御手段１６の前記気筒判別手段１２に前記カム角センサ５と前記クランク角センサ８にて検出された各信号を入力し、前記第２のシグナル部材６に予め設定された基準位置間に発生する角度信号の数とカム角信号の数とから気筒を判別するものである。
また、この気筒判別手段１２による気筒判別の後に、前記判定手段１３が気筒判別手段１２により気筒判別した値が正しいかどうかを判定する。
このとき、前記判定手段１３には、前記内燃機関２の負荷量を検出する負荷量検出手段１５からの検出信号も入力される。
更に、前記判定手段１３により気筒判別した値が正しいと判定された場合には、前記燃料噴射制御手段１７に燃料噴射制御信号を出力するとともに、前記点火時期制御手段１８に点火時期制御信号を出力する。
そして、前記判定手段１３からの燃料噴射制御信号を入力した前記燃料噴射制御手段１７はインジェクタ１９に駆動信号を出力する。
また、前記判定手段１３からの点火時期制御信号を入力した前記点火時期制御手段１８はイグナイタ２０に駆動信号を出力する。
【００１３】
前記判定手段１３により気筒判別した値が正しくないと判定された場合には、その旨を使用中止判定手段１４に出力し、この使用中止判定手段１４によって、気筒判別した値を使用するのをやめる判断をする。
このとき、前記判定手段１３には前記負荷量検出手段１５により検出された負荷量の信号も入力し、この負荷量検出手段１５により検出された負荷量が高負荷であるか否かを判定する。
この判定において、負荷量が高負荷であると判定する判定値（「負荷判定用しきい値」とも換言できる。）は、内燃機関回転数の値に応じて変化している。
つまり、判定値は、例えば図３に開示されるブースト圧と内燃機関回転数との関係によってマップ化されるものや、図４に開示される充填効率と内燃機関回転数との関係によってマップ化されるものがある。
そして、図３においては、例えば判定値の内燃機関回転数が２０００ｒｐｍかつブースト圧が６０ｋＰａを含む線分を判定値用線分Ｌ１とし、内燃機関回転数が２０００ｒｐｍの場合に、検出されたブースト圧が６０ｋＰａ以上であれば前記内燃機関２が高負荷であると判定し、検出されたブースト圧が６０ｋＰａ未満であれば前記内燃機関２が低負荷であると判定する。
また、図４においては、例えば判定値の内燃機関回転数が２０００ｒｐｍかつ充填効率が４０％を含む線分を判定値用線分Ｌ２とし、内燃機関回転数が２０００ｒｐｍの場合に、検出された充填効率が４０％以上であれば前記内燃機関２が高負荷であると判定し、検出された充填効率が４０％未満であれば前記内燃機関２が低負荷であると判定する。
【００１４】
そして、上述した判定値に基づいて、前記負荷量検出手段１５により検出された負荷量が高負荷であるか否かを判定した後に、前記内燃機関２が高負荷であると判定した場合には、気筒判定リセットしきい値を「Ａ」とし、内燃機関２が低負荷であると判定した場合には、気筒判定リセットしきい値を「Ｂ」とする。
このとき、「Ａ」と「Ｂ」との大小関係を「Ａ＜Ｂ」に設定し、前記負荷量検出手段１５により検出された負荷量が高負荷であると判定された場合には、「Ｂ」よりも小なる「Ａ」を気筒判定リセットしきい値とし、低負荷であると判定された場合より、前記使用中止判定手段１４を用いて気筒判別した値を使用するのをやめるタイミングを早くするものである。
なお、気筒判定リセットしきい値となる「Ａ」及び「Ｂ」を固定値として説明したが、内燃機関回転数毎に内燃機関高負荷、内燃機関低負荷で別々に決定するテーブルで設定する方策とすることもできる。
【００１５】
次に、図１の前記内燃機関２の気筒判別装置１の制御用フローチャートに沿って作用を説明する。
【００１６】
前記内燃機関２の気筒判別装置１の制御用プログラムがスタート（１０１）すると、クランク角センサ基準位置か、つまり前記クランクシャフト７の有している第２のシグナル部材６のクランク角信号発生部１０を検出するクランク角センサ８の出力信号が基準位置であるか否かの判断（１０２）に移行する。
そして、この判断（１０２）がＹＥＳの場合には、気筒判別エラー判定か否かの判断（１０３）に移行し、判断（１０２）がＮＯの場合には、そのまま後述する前記気筒判別装置１の制御用プログラムのエンド（１１１）に移行する。
【００１７】
上述の気筒判別エラー判定か否かの判断（１０３）は、気筒判別が異常、つまり前記第２のシグナル部材６に予め設定された基準位置間に発生する角度信号の数とカム角信号の数、つまり基準位置における気筒判別情報と学習系列による気筒判別情報とが同一であるか否かを判断するものである。
そして、気筒判別エラー判定か否かの判断（１０３）がＹＥＳの場合には、気筒判別エラーカウンタをカウントアップする処理（１０４）に移行する。
また、判断（１０３）がＮＯの場合には、気筒判別エラーカウンタをクリアする処理（１０５）に移行し、その後に気筒判別装置１の制御用プログラムのエンド（１１１）に移行する。
【００１８】
上述の気筒判別エラーカウンタをカウントアップする処理（１０４）の後には、内燃機関高負荷判定、つまり前記内燃機関２が高負荷であるか否かの判断（１０６）に移行する。
この判断（１０６）は、上述した判定値に基づいて、前記負荷量検出手段１５により検出された負荷量が高負荷であるか否かを判定する。
そして、判断（１０６）がＹＥＳ、つまり前記内燃機関２が高負荷である場合には、気筒判定リセットしきい値を「Ａ」に設定する処理（１０７）に移行する。
また、判断（１０６）がＮＯ、つまり前記内燃機関２が低負荷である場合には、気筒判定リセットしきい値を「Ｂ」に設定する処理（１０８）に移行する。
【００１９】
そして、気筒判定リセットしきい値を「Ａ」または「Ｂ」に設定する処理（１０７）、（１０８）の後には、気筒判別エラーカウンタが気筒判定リセットしきい値を超えたか否かの判断（１０９）に移行する。
この判断（１０９）がＹＥＳの場合には、気筒判別リセットの処理（１１０）に移行し、その後に気筒判別装置１の制御用プログラムのエンド（１１１）に移行する。
また、判断（１０９）がＮＯの場合には、そのまま気筒判別装置１の制御用プログラムのエンド（１１１）に移行する。
【００２０】
これにより、第１のシグナル部材３を有したカムシャフト４と、カム角センサ５と、第２のシグナル部材６を有したクランクシャフト７と、クランク角センサ８とを備えた内燃機関２の気筒判別装置１において、前記第１のシグナル部材３には、前記カム角センサ５にて検出可能で、少なくとも気筒判別信号を含む複数のカム角信号を発生するカム角信号発生部９を備え、前記第２のシグナル部材６には、前記クランク角センサ８にて検出可能で、かつ前記クランクシャフト７の回転に同期して、複数の所定角度範囲を除いて第１の所定角度毎に角度信号を発生するクランク角信号発生部１０と第１の所定角度以上に渡って角度信号が発生しない欠歯部１１を備え、この欠歯部１１は、第１欠歯部１１−１と第２欠歯部１１−２とから構成され、クランク角の回転方向に沿って発生する角度信号の数は、第１欠歯部１１−１から第２欠歯部１１−２までに検出される数と第２欠歯部１１−２から第１欠歯部１１−１までに検出される数とが異なるような位置に設けられ、前記第２のシグナル部材６に予め設定された基準位置間に発生する角度信号の数とカム角信号の数とから気筒を判別する気筒判別手段１２を備え、この気筒判別手段１２により気筒判別した値が正しいかどうかを判定する判定手段１３を備え、この判定手段１３により気筒判別した値が正しくないと判定された場合には、気筒判別した値を使用するのをやめる判断をする使用中止判定手段１４を備え、前記内燃機関２の負荷量を検出する負荷量検出手段１５を備え、この負荷量検出手段１５により検出された負荷量が高負荷であると判定された場合には、低負荷であると判定された場合より、前記使用中止判定手段１４を用いて気筒判別した値を使用するのをやめるタイミングを早くしている。
従って、気筒判別した値を採用するかどうかを、負荷量に応じて変化させているので、気筒判別した値を採用しないことによる弊害を最小限にすることが可能である。
【００２１】
また、負荷量が高負荷であると判定する判定値は、内燃機関回転数の値に応じて変化している。
従って、内燃機関回転数であるエンジン回転数毎に判定値を変化させているので、内燃機関へのダメージの少ない精度の高い気筒判別制御を実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の実施例を示す内燃機関の気筒判別装置の制御用フローチャートである。
【図２】内燃機関の気筒判別装置のブロック図である。
【図３】負荷判定用しきい値としてブースト圧を用いた場合のブースト圧と内燃機関回転数との関係を示す図である。
【図４】負荷判定用しきい値として充填効率を用いた場合の充填効率と内燃機関回転数との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  気筒判別装置
２  内燃機関
３  第１のシグナル部材
４  カムシャフト
５  カム角センサ
６  第２のシグナル部材
７  クランクシャフト
８  クランク角センサ
９  カム角信号発生部
１０  クランク角信号発生部
１１  欠歯部
１１−１  第１欠歯部
１１−２  第２欠歯部
１２  気筒判別手段
１３  判定手段
１４  使用中止判定手段
１５  負荷量検出手段
１６  制御手段（「ＥＣＵ」とも記載する。）
１７  燃料噴射制御手段
１８  点火時期制御手段
１９  インジェクタ
２０  イグナイタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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