(57)【要約】【課題】回転状態によらず気筒毎の基準位置を高精度且つ確実に検出可能な内燃機関の気筒判別装置を得る。【解決手段】クランク軸１２の回転に応じてクランク角度信号を発生する手段と、カム軸１１の回転に応じて気筒判別信号を発生する手段と、クランク角度信号に基づいて基準位置を検出する手段と、基準位置を基準として気筒判別区間を設定する手段と、気筒判別区間内の気筒判別信号に基づいて各気筒を特定する手段と、低回転域および高回転域を検出する運転状態検出手段とを備え、基準位置検出手段は、低回転域運転状態に対応した処理仕様を有効化する第１の検出処理手段と、高回転域運転状態に対応した処理仕様を有効化する第２の検出処理手段とを含み、運転状態に応じて第１および第２の検出処理手段を切り換えて用いる。【選択図】　　　　図１
2004044440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランク軸の回転角度に対応して複数のクランク角度信号を発生するクランク角度信号発生手段と、
前記クランク軸の回転に対して１／２の比率で回転するカム軸の回転に応じて前記内燃機関の各気筒に対応した気筒判別信号を発生する気筒判別信号発生手段と、
前記クランク角度信号に基づいて基準位置を検出する基準位置検出手段と、
前記基準位置を基準として気筒判別区間を設定する気筒判別区間設定手段と、
前記気筒判別区間内の前記気筒判別信号に基づいて前記各気筒を特定する気筒特定手段と、
前記内燃機関の低回転域運転状態および高回転域運転状態を検出する運転状態検出手段とを備え、
前記基準位置検出手段は、
前記低回転域運転状態に対応した処理仕様を有効化する第１の検出処理手段と、
前記高回転域運転状態に対応した処理仕様を有効化する第２の検出処理手段とを含み、
前記内燃機関の運転状態に応じて、前記第１および第２の検出処理手段を切り換えて用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】
前記運転状態検出手段は、前記内燃機関の回転数をエンジン回転数として検出し、
前記基準位置検出手段は、前記エンジン回転数に応じて前記第１および第２の基準位置検出手段を切り換えて用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。
【請求項３】
前記運転状態検出手段は、前記内燃機関のクランキング状態を検出し、
前記基準位置検出手段は、前記クランキング状態の有無に応じて前記第１および第２の基準位置検出手段を切り換えて用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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の燃料噴射および点火時期などのタイミングを気筒毎に制御するために、クランク角度信号（基準位置信号）および気筒判別信号に基づいて気筒毎の基準クランク角度位置（以下、単に「基準位置」という）を検出する内燃機関の判別気筒判別装置に関し、特に、運転条件毎に最適な基準位置検出仕様を選択して、低回転域および高回転域に専用の処理仕様を個別に用いることにより、運転状態によらず気筒毎の基準位置を高精度に且つ確実に検出することのできる内燃機関の気筒判別装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車用エンジンなどの内燃機関においては、運転条件に応じて燃料噴射や点火時期などを最適に制御する必要がある。したがって、気筒毎の基準位置を示す基準位置信号および特定気筒を判別するため気筒判別信号を得るために、内燃機関の回転軸（クランク軸およびカム軸）には、センサを含む信号発生手段が設けられており、これらの信号に基づいて気筒判別が行われている。
【０００３】
従来の内燃機関の気筒判別装置として、たとえば特願２０００−３１７９３０号公報に記載されたものがある。
上記従来装置に用いられる基準位置検出手段は、クランク角度信号として多数の等間隔パルス信号を生成するとともに、等間隔のクランク角度信号の中に複数の不等間隔パルス信号（基準位置に対応）を生成し、各パルス信号の周期比率ＴＲ（ｎ）の変動に基づいてクランク角度信号内の基準位置を検出するようになっている。
【０００４】
すなわち、前回および今回のクランク角周期Ｔ（ｎ−１）、Ｔｎから周期比率ＴＲ（ｎ）（＝Ｔｎ／Ｔ（ｎ−１））を演算して、周期比率ＴＲ（ｎ）が所定値Ｋｒ以上か否かを判定し、ＴＲ（ｎ）≧Ｋｒを示す場合に、基準位置として認識している。
こうして検出された気筒毎の基準位置に基づいて、制御装置は各気筒の燃料噴射タイミングおよび点火タイミングを高精度に制御することができる。
【０００５】
しかしながら、上記のように単純な基準位置検出手段を用いた場合には、クランキング中でのエンジンの回転周期変動や、気筒燃焼時の急激な回転周期変動が発生したときに、等間隔であるはずのクランク角周期に変動が生じるので、基準位置でない箇所を基準位置として誤認識しまい、正確な基準位置検出ができずに各気筒の誤制御につながるおそれがある。
【０００６】
また、このような、基準位置および気筒の誤認識を回避して確実に基準位置を高精度に検出するためには複雑な演算が要求されるが、このような演算処理は、低回転域のクランキング中では有効であるが、高回転域ではマイコンの割込処理が多くなって演算処理が追いつかなくなるおそれがある。
【０００７】
すなわち、従来装置において、クランク角度信号から基準位置を検出する際に単純な検出処理仕様を用いた場合には、周期変動の大きい低回転時において高精度に基準位置を検出することができない。
また、複雑な検出処理仕様を用いた場合には、高回転時において演算処理が追いつかず、演算処理が欠落してしまうことになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の内燃機関の気筒判別装置は以上のように、単純な基準位置検出手段を用いた場合には、エンジンの回転周期変動が発生したときに、各気筒の基準位置を誤認識してしまうので、正確な基準位置検出ができないという問題点があった。
【０００９】
また、基準位置の検出精度を向上させるために複雑な演算処理を実行した場合には、高回転域においてマイコンの割込処理が追いつかなくなり、結局、気筒毎の基準位置を正確に検出することができないという問題点があった。
【００１０】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、基準位置検出用の処理仕様として低回転仕様および高回転仕様を設定し、運転状態に応じて処理仕様を切り換えることにより、回転域の違いや回転変動の有無によらず、気筒毎の基準位置を高精度に且つ確実に検出することのできる内燃機関の気筒判別装置を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る内燃機関の気筒判別装置は、内燃機関のクランク軸の回転角度に対応して複数のクランク角度信号を発生するクランク角度信号発生手段と、クランク軸の回転に対して１／２の比率で回転するカム軸の回転に応じて内燃機関の各気筒に対応した気筒判別信号を発生する気筒判別信号発生手段と、クランク角度信号に基づいて基準位置を検出する基準位置検出手段と、基準位置を基準として気筒判別区間を設定する気筒判別区間設定手段と、気筒判別区間内の気筒判別信号に基づいて各気筒を特定する気筒特定手段と、内燃機関の低回転域運転状態および高回転域運転状態を検出する運転状態検出手段とを備え、基準位置検出手段は、低回転域運転状態に対応した処理仕様を有効化する第１の検出処理手段と、高回転域運転状態に対応した処理仕様を有効化する第２の検出処理手段とを含み、内燃機関の運転状態に応じて、第１および第２の検出処理手段を切り換えて用いるものである。
【００１２】
また、この発明に係る内燃機関の気筒判別装置による運転状態検出手段は、内燃機関の回転数をエンジン回転数として検出し、基準位置検出手段は、エンジン回転数に応じて第１および第２の基準位置検出手段を切り換えて用いるものである。
【００１３】
また、この発明に係る内燃機関の気筒判別装置による運転状態検出手段は、内燃機関のクランキング状態を検出し、基準位置検出手段は、クランキング状態の有無に応じて第１および第２の基準位置検出手段を切り換えて用いるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
図１はこの発明の実施の形態１を制御装置（ＥＣＵ）とともに概略的に示す構成図である。
【００１５】
図１において、内燃機関を構成するエンジン１０は、カム軸１１およびクランク軸１２を回転駆動するために、気筒内に移動自在に配置されたピストン１３と、気筒に対して吸気および排気を行うバルブ１４と、燃焼室内に配置された点火プラグ１５とを備えている。
【００１６】
点火プラグ１５は、燃料噴射弁（図示せず）とともに、コントロールユニット（ＥＣＵ）４０により制御される。
コントロールユニット４０は、入力回路（図示せず）を介して、周知の各種センサ（図示せず）からの検出情報を取り込み、エンジン１０の制御パラメータを演算する。
【００１７】
コントロールユニット４０は、マイクロコンピュータを主体として構成されており、ここでは図示されないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ、Ｉ／Ｏポート、Ｉ／Ｏインターフェースなどを備えている。
【００１８】
クランク軸１２は、ピストン１３の上下運動により回転駆動される。
カム軸１１は、タイミングベルトなどの機械的伝達手段（図示せず）を介してクランク軸１２と連結されており、クランク軸１２が２回転する間に１回転する。
【００１９】
カム軸１１には、気筒判別信号発生手段の信号板（回転円板）２１が取付けられており、信号板２１には、電磁ピックアップ式などの気筒判別用のセンサ２２が対向配置されている。センサ２２は、後述するように気筒判別信号を発生する。
【００２０】
同様に、クランク軸１２には、クランク角度信号発生手段の信号板（回転円板）３１が取付けられており、信号板３１には、電磁ピックアップ式などのクランク角度位置検出用のセンサ３２が対向配置されている。センサ３２は、後述するようにクランク角度信号を発生する。
【００２１】
クランク軸１２には、スタータ５０の回転軸が着脱自在に連結されており、スタータ５０には、車載バッテリ（以下、単に「バッテリ」ともいう）６０が接続されている。
【００２２】
スタータ５０は、電源投入スイッチおよびスタータスイッチ（図示せず）と連動してＯＮされ、エンジン１０の始動時にクランク軸１２に連結され且つバッテリ６０からの給電により駆動され、エンジン１０のクランキングを行う。
【００２３】
図２は気筒判別信号発生手段の信号板２１の外周形状を具体的に示す側面図であり、図３はクランク角度信号発生手段の信号板３１の外周形状を具体的に示す側面図である。
【００２４】
図２において、気筒判別信号発生手段の信号板２１には、外周に沿って非対称な突起２３が設けられている。
図３において、クランク角度信号発生手段の信号板３１には、外周に沿って等間隔の突起３１ａ（リングギヤと称される）が設けられている。
【００２５】
また、信号板３１の外周には、突起３１ａが欠落している欠け歯部分３１ｂおよび３１ｃが設けられており、各欠け歯部分３１ｂおよび３１ｃの角度は互いに異なっている。
【００２６】
たとえば、後述するように、欠け歯部分３１ｂのクランク角度は「２０°ＣＡ」に設定され、欠け歯部分３１ｃのクランク角度は「３０°ＣＡ」に設定されている。
【００２７】
図１〜図３において、エンジン１０が回転を開始すると、クランク軸１２に取り付けられたクランク角度信号発生手段の信号板３１が回転し、センサ３２が突起３１ａを検出することにより、クランク角度信号が発生する。
また、同時に、気筒判別信号発生手段の信号板２１が回転し、センサ２２が突起２３を検出することにより、気筒判別信号が発生する。
【００２８】
コントロールユニット４０は、エンジン制御装置として機能するのみならず、気筒判別装置としても機能する。気筒判別装置は、センサ２２を含む気筒判別信号発生手段と、センサ３２を含むクランク角度信号発生手段とに関連している。
【００２９】
コントロールユニット４０は、クランク角度信号に基づいて基準位置を検出する基準位置検出手段と、基準位置を基準として気筒判別区間を設定する気筒判別区間設定手段と、気筒判別区間内の気筒判別信号に基づいて各気筒を特定する気筒特定手段と、エンジン１０の低回転域運転状態および高回転域運転状態を検出する運転状態検出手段とを備えている。
【００３０】
基準位置検出手段は、低回転域運転状態に対応した処理仕様を有効化する第１の検出処理手段と、高回転域運転状態に対応した処理仕様を有効化する第２の検出処理手段とを含み、エンジン１０の運転状態に応じて、第１および第２の検出処理手段を切り換えて用いるようになっている。
【００３１】
また、コントロールユニット４０内の運転状態検出手段は、エンジン１０の回転数を検出し、基準位置検出手段は、エンジン回転数に応じて第１および第２の基準位置検出手段を切り換えるようになっている。
【００３２】
図４は図１〜図３内のセンサ３２から発生するクランク角度信号の各パルスを示すタイミングチャートであり、４気筒エンジンの場合にクランク軸１２から発生する具体的な信号パターンを示している。
【００３３】
図４においては、エンジン１０の４気筒のうちの２気筒が制御される区間（３６０°ＣＡ）での出力パルス（図３内の突起３１ａに対応）が示されており、各検出タイミング毎のパルスに対応した番号「０」〜「２５」が付されている。
【００３４】
図４において、クランク角度信号は、１０゜ＣＡ毎のパルス信号からなり、３６０゜ＣＡの間に、１８０゜ＣＡ毎の基準位置（上死点の手前９５゜ＣＡ：Ｂ９５と、上死点の手前１０５゜ＣＡ：Ｂ１０５およびＢ９５と）に対応した２回の欠け歯部分を有している。
【００３５】
すなわち、Ｂ９５が欠落した角度間隔２０゜ＣＡの欠け歯「１」（図３内の欠け歯部分３１ｂに対応）と、Ｂ１０５およびＢ９５が欠落した角度間隔３０゜ＣＡの欠け歯「２」（図３内の欠け歯部分３１ｃに対応）とを有し、これらの欠け歯部分により、各気筒の基準位置（Ｂ７５）を特定している。
【００３６】
図５はこの発明の実施の形態１による欠け歯数判定に用いられる領域Ａ〜Ｅの分布状態を示す説明図であり、クランク角周期Ｔｎの比率に基づいて設定されている。
【００３７】
図５において、横軸は「前回周期／前々回周期」の比率Ｋ１（＝Ｔｎ−１／Ｔｎ−２）、縦軸は「前回周期／今回周期」の比率Ｋ２（＝Ｔｎ−１／Ｔｎ）を示している。
【００３８】
図５のように、欠け歯数判定時の判定領域は、クランク角周期Ｔｎ、前回のクランク角周期Ｔｎ−１、前々回のクランク角周期Ｔｎ−２に基づく周期比率Ｋ１（＝Ｔｎ−１／Ｔｎ−２）およびＫ２（＝Ｔｎ−１／Ｔｎ）で限定される５通りの領域Ａ〜Ｅに分かれて分布される。各判定領域Ａ〜Ｅは、エンジン１０の回転変動などによる通常範囲内のバラツキが吸収される程度の幅に設定されている。
【００３９】
図６は４気筒エンジンの場合の欠け歯数判定マップであり、図５を参照して求められた判定領域（Ａ〜Ｅのいずれか）から、欠け歯数（「１歯欠け」、「２歯欠け」または「欠け歯無し」）を判定する際に用いられる。
【００４０】
次に、図１〜図６とともに、図７および図８の説明図を参照しながら、この発明の実施の形態１による具体的な処理動作について説明する。
最初に、低回転仕様（第１の基準位置検出手段）を用いて、基準位置を高精度に検出する場合について説明する。
【００４１】
まず、前述のように、クランク角周期の前々回値、前回値、今回値を、それぞれ、Ｔ（ｎ−２）、Ｔ（ｎ−１）、Ｔｎとしたとき、クランク角周期（クランク角度信号の入力）毎に、次式（１）、（２）のように周期比率Ｋ１、Ｋ２を計算する。
【００４２】
Ｋ１＝Ｔ（ｎ−１）／Ｔ（ｎ−２）　・・・（１）
Ｋ２＝Ｔ（ｎ−１）／Ｔｎ　　　・・・（２）
【００４３】
続いて、式（１）、（２）による周期比率Ｋ１、Ｋ２の計算結果に基づき、欠け歯数判定時の領域を示す分布図（図５参照）を参照して、分布領域Ａ〜Ｅのうちのどれに属するかを判定する。
【００４４】
また、図５から決定された領域と４気筒エンジンの欠け歯数判定マップ（図６参照）とを比較することにより欠け歯数（「０（無）」、「１」または「２」）を求め、求められた欠け歯数から基準位置（Ｂ７５）を決定する。
【００４５】
ここで、全ての周期Ｔｎが角度間隔（１０°ＣＡ）通りの比率である（安定回転状態にある）と見なすと、欠け歯数に応じた判定領域は、前回周期Ｔｎ−１が「欠け歯無し部分」を示す場合には「Ａ」となり、前回周期Ｔｎ−１が欠け歯数「１」の「１歯欠け部分」を示す場合には「Ｃ」となり、前回周期Ｔｎ−１が「２歯欠け部分」を示す場合には「Ｅ」となる。
【００４６】
次に、図４のパルスパターンとともに、図７および図８のを参照しながら、低回転域での欠け歯検出処理動作について説明する。
図７および図８は判定領域Ａ〜Ｅの実際の検出例を示す説明図である。
【００４７】
図４において、クランク角度信号の上部に示している数字は、パルス信号が検出される順序を示しており、ここでは、説明を簡便化するために、検出されるクランク角周期Ｔｎが角度間隔通りの理論値を示すものとする。
【００４８】
たとえば、クランク角度信号のパルス数から、エンジン１０が低回転状態にあることが判定されると、低回転仕様が選択されて以下の判定処理に用いられる。まず、今回までに検出されたクランク角度信号が「１」〜「６」の場合は、全て１０゜ＣＡ間隔周期となるので、Ｋ１＝Ｋ２＝１から、図５内の領域「Ａ」が判定される。
【００４９】
続いて、クランク角度信号「７」が検出されると、今回のクランク角周期Ｔｎは欠け歯部分（２０゜ＣＡ間隔）となるが、前回のクランク角周期Ｔｎ−１が欠け歯ではないので、Ｋ１＝１、Ｋ２＝１／２から、同様に領域「Ａ」が判定される。
【００５０】
次に、クランク角度信号「８」が検出されると、前回のクランク角周期Ｔｎ−１が２０゜ＣＡ間隔となっているので、Ｋ１＝Ｋ２＝２から、領域「Ｃ」と判定される。
【００５１】
この時点では、図７のように、「ｎ−７」以降の区間のみで判定領域が検出された状態にある。したがって、「ｎ−８」〜「ｎ−１６」または「ｎ−８」〜「ｎ−１７」での判定領域が検出されておらず、図６の欠け歯数判定用マップパターンと比較することができないので、欠け歯数の判定処理は実行されない。
【００５２】
次に、クランク角度信号「９」が検出されると、前々回のクランク角周期Ｔｎ−２は欠け歯部分となるが、クランク角度信号「７」の検出時と同様に、前回のクランク角周期Ｔｎ−１が欠け歯ではないので、Ｋ１＝１／２、Ｋ２＝１から、領域「Ａ」と判定される。
【００５３】
以下、クランク角度信号「１０」〜「２２」が検出されると、これらに関しては全て１０゜ＣＡ間隔のクランク角周期となるので、Ｋ１＝Ｋ２＝１から、領域「Ａ」と判定される。
【００５４】
次に、クランク角度信号「２３」が検出されると、クランク角周期Ｔｎは欠け歯部分（２０゜ＣＡ間隔）となるが、前回のクランク角周期Ｔｎ−１は欠け歯ではないので、Ｋ１＝１、Ｋ２＝１／３から、領域「Ａ」と判定される。
【００５５】
さらに、クランク角度信号「２４」が検出されると、前回のクランク角周期Ｔｎ−１は３０゜ＣＡ間隔周期となっているので、Ｋ１＝Ｋ２＝３から、領域「Ｅ」と判定される。
【００５６】
この時点で検出される判定領域は、図８のようになり、気筒判別区間「ｎ−１６」〜「ｎ」に対する判定領域が全て検出された状態にある。
したがって、図６の欠け歯数判定用マップパターンと比較可能な領域データがそろっているので、図６を参照して、現時点のクランク角度信号「２３」が「２歯欠け」であると検出することができる。
【００５７】
このように、低回転域においては、クランク角度信号「２４」の検出時点で、クランク角度信号「２３」が「２歯欠け部分」であることが検出され、クランク角度信号「２４」の検出時点での角度位置は、基準位置「Ｂ７５゜ＣＡ」であることが判る。
【００５８】
また、このとき、図５に基づいて判定領域が正確に決定されるうえ、判定領域の系列が十分にそろった時点で「欠け歯数」が判定されるので、高い信頼性で基準位置を検出することができる。
【００５９】
次に、高回転仕様（第２の基準位置検出手段）を用いて、簡略的に基準位置の検出処理を実行する場合について説明する。
まず、前々回、前回および今回のクランク角周期Ｔｎ−２、Ｔｎ−１、Ｔｎを用いて、クランク角周期毎に以下の式（３）から周期比率積Ｋを計算する。
【００６０】
Ｋ＝Ｋ１・Ｋ２
＝（Ｔｎ−１／Ｔｎ−２）×（Ｔｎ−１／Ｔｎ）　・・・（３）
【００６１】
次に、式（３）から求まる周期比率積Ｋを所定値「２．２５」、「６．２５」と比較し、以下のように欠け歯数を決定する。
【００６２】
Ｋ≦２．２５の場合→欠け歯無し
２．２５＜Ｋ≦６．２５の場合→１歯欠け
６．２５＜Ｋの場合→２歯欠け
【００６３】
周期比率積Ｋの理論値は、「欠け歯無し」であれば「１」または「０．５」、「１歯欠け」であれば「４」、「２歯欠け」であれば「９」となるが、比較判定用の各所定値は、エンジン１の回転変動などによるバラツキが吸収される程度の値に設定されている。
【００６４】
このように、クランク角周期毎に「欠け歯数」を検出することにより、簡略的な演算に基づいて短時間に基準位置を決定することができる。
【００６５】
次に、図４を参照しながら、高回転域での欠け歯検出処理動作について説明する。
この場合も、説明を簡便化するために、各クランク角周期は角度間隔通りの理論値を示すものとする。
【００６６】
たとえば、クランク角度信号のパルス数からエンジン１０が高回転域にあることが判定されると、高回転仕様が選択されて以下の判定処理に用いられる。
まず、クランク角度信号「１」〜「６」に関しては、前々回、前回および今回のクランク角周期は、それぞれ、以下のようになる。
【００６７】
Ｔｎ−２＝１、
Ｔｎ−１＝１、
Ｔｎ＝１
【００６８】
したがって、式（３）から、Ｋ＝１となり、「欠け歯無し」と検出される。
続いて、クランク角度信号「７」が検出されると、各クランク角周期は、以下のようになる。
【００６９】
Ｔｎ−２＝１、
Ｔｎ−１＝１、
Ｔｎ＝２
【００７０】
したがって、Ｋ＝０．５となり、「欠け歯無し」と検出される。
次に、クランク角度信号「８」が検出されると、各クランク角周期は、以下のようになる。
【００７１】
Ｔｎ−２＝１、
Ｔｎ−１＝２、
Ｔｎ＝１
【００７２】
したがって、Ｋ＝４となり、「１歯欠け」と検出される。
このように、クランク角度信号「８」の検出時点で、クランク角度信号「７」が「１歯欠け」であることが検出されるので、クランク角度信号「８」の検出時点での現在角度位置は。基準位置「Ｂ７５゜ＣＡ」であることが判る。
【００７３】
また、このとき、図５の欠け歯判定マップを用いることなく、短時間（クランク角度信号の３パルス分）の演算処理で「欠け歯数」が判定されるので、高回転域においても、確実に基準位置を検出することができる。
【００７４】
次に、図９〜図１１のフローチャートを参照しながら、上記基準位置検出手段の切換処理、低回転域および高回転域での基準位置検出処理の具体的手順について説明する。
【００７５】
図９は基準位置検出手段の切換処理ルーチン、図１０は低回転時の基準位置検出処理ルーチン、図１１は高回転時の基準位置検出処理ルーチンを、それぞれ示している。
【００７６】
基準位置（欠け歯部分）を検出する場合、最初に、図９の切換処理ルーチンが実行される。
図９において、まず、エンジン１０が低回転域であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。
【００７７】
ステップＳ１０１において、低回転域である（すなわち、Ｙｅｓ）と判定されれば、基準位置検出に用いる処理仕様として、低回転仕様（図１０参照）を選択する（ステップＳ１０２ａ）。
【００７８】
また、ステップＳ１０１において、低回転域でない（すなわち、Ｎｏ）と判定されれば、基準位置検出に用いる処理仕様として、高回転仕様（図１１参照）を選択し（ステップＳ１０２ｂ）、図９の処理ルーチンを終了する。
【００７９】
次に、図１０を参照しながら、低回転仕様を用いた判定処理ルーチンについて説明する。
図１０において、まず、クランク角度信号を取得して（ステップＳ１０４）、クランク角周期Ｔｎを演算し（ステップＳ１０５）、以下の式（４）、（５）により周期比率Ｋ１、Ｋ２を演算する（ステップＳ１０６）。
【００８０】
Ｋ１＝Ｔ（ｎ−１）／Ｔ（ｎ−２）・・・（４）
Ｋ２＝Ｔ（ｎ−１）／Ｔｎ　　・・・（５）
【００８１】
続いて、上記式（４）、（５）から算出された周期比率Ｋ１、Ｋ２を用いて、図５内の領域Ａ〜Ｅの中からゾーン判定を行い、領域判定結果を順次保存してデータ系列を形成する（ステップＳ１０７）。
【００８２】
次に、保存されたゾーンの系列数が「１８」以上であるか否かを判定し（ステップＳ１０８）、保存ゾーン系列数＜１８（すなわち、Ｎｏ）と判定されれば、欠け歯数の判定処理および気筒判別処理を実行せずに、図１０の処理ルーチンを終了する。
【００８３】
一方、ステップＳ１０８において、保存ゾーン系列数≧１８（すなわち、Ｙｅｓ）と判定されれば、この保存ゾーン系列と欠け歯数判定マップ（図６参照）とを比較して、欠け歯数（「０」、「１」または「２」）を判定する（ステップＳ１０９）。
【００８４】
こうして、欠け歯数を判定することにより、基準位置の検出が可能となる。
すなわち、欠け歯数が「１」または「２」であるか否かを判定し（ステップＳ１１０）、欠け歯数が「０」（すなわち、Ｎｏ）と判定されれば、気筒判別処理を実行せずに、図１０の処理ルーチンを終了する。
【００８５】
一方、ステップＳ１１０において、「１歯欠け」または「２歯欠け」である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、気筒判別処理を実行して（ステップＳ１１１）、図１０の処理ルーチンを終了する。
【００８６】
次に、図１１を参照しながら、高回転仕様を用いた判定処理ルーチンについて説明する。
図１１において、まず、クランク角度信号を取得して（ステップＳ１１２）、クランク角周期Ｔｎを演算し（ステップＳ１１３）、前述の式（３）〜（５）により周期比率積Ｋを演算する（ステップＳ１１４）。
【００８７】
Ｋ１＝Ｔｎ−１／Ｔｎ−２　・・・（４）
Ｋ２＝Ｔｎ−１／Ｔｎ　　・・・（５）
Ｋ＝Ｋ１×Ｋ２　　　・・・（３）
【００８８】
次に、周期比率積Ｋを第１の所定値「６．２５」と比較して、Ｋ＞６．２５であるか否かを判定する（ステップＳ１１５ａ）。
ステップＳ１１５ａにおいて、Ｋ≦６．２５（すなわち、Ｎｏ）と判定されれば、続いて、周期比率積Ｋを第２の所定値「２．２５」と比較し、Ｋ＞２．２５であるか否かを判定する（ステップＳ１１５ｂ）。
【００８９】
ステップＳ１１５ａにおいて、Ｋ＞６．２５（すなわち、Ｙｅｓ）と判定されれば、「２歯欠け」と判定し（ステップＳ１１６ａ）、気筒判別処理を実行して（ステップＳ１１７）、図１１の処理ルーチンを終了する。
【００９０】
また、ステップＳ１１５ｂにおいて、Ｋ＞２．２５（すなわち、Ｙｅｓ）と判定されれば、「１歯欠け」と判定し（ステップＳ１１６ｂ）、気筒判別処理を実行する（ステップＳ１１７）。
このように、欠け歯数を判定することにより、基準位置の検出が可能となり、気筒判別処理（ステップＳ１１７）を実行することができる。
【００９１】
一方、ステップＳ１１５ｂにおいて、Ｋ≦２．２５（すなわち、Ｎｏ）と判定されれば、「欠け歯なし」と判定し（Ｓ１１６ｃ）、気筒判別処理（ステップＳ１１７）を実行せずに、図１１の処理ルーチンを終了する。
【００９２】
次に、図１２のフローチャートを参照しながら、低回転仕様と高回転仕様との切換処理ルーチン（図９参照）について、さらに具体的に説明する。
図１２において、各ステップＳ２０１、Ｓ２０２ａおよびＳ２０２ｂは、前述（図９参照）のステップＳ１０１、Ｓ１０２ａおよびＳ２０２ｂと同様の処理である。
【００９３】
ＥＣＵ４０（図１参照）内の基準位置検出手段は、クランク角度信号が入力される毎に、現在のエンジン回転数Ｎｎを演算しており、演算されたエンジン回転数Ｎｎが５００［ｒ／ｍ］未満であるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。
【００９４】
ステップＳ２０１において、Ｎｎ＜５００［ｒ／ｍ］（すなわち、Ｙｅｓ）と判定されれば、低回転仕様を選択して（ステップＳ２０２ａ）、図１２の処理ルーチンを終了する。
【００９５】
一方、ステップＳ２０１において、Ｎｎ≧５００［ｒ／ｍ］（すなわち、Ｎｏ）と判定されれば、高回転仕様を選択して（ステップＳ２０２ｂ）、図１２の処理ルーチンを終了する。
【００９６】
このように、基準位置の検出処理を実行する場合、エンジン回転数Ｎｎが５００［ｒ／ｍ］未満であれば低回転仕様を用い、エンジン回転数Ｎｎが５００［ｒ／ｍ］以上であれば高回転仕様を用いる。
【００９７】
したがって、前述のように、エンジン１０の運転状態によらず、各気筒毎の基準位置を検出することができる。
すなわち、低回転時においては、信頼性の高い演算処理（第１の処理仕様）を用いて、高精度な基準位置検出および気筒判別を実行し、高回転時においては、高速な簡略演算により確実に基準位置検出および気筒判別処理を実行することができる。
【００９８】
また、エンジン１０の制御において、通常演算されている既存情報である回転数Ｎｎを、仕様切換の判定基準として用いているので、新たな演算負荷を発生させることがなく、コストアップを招くこともない。
【００９９】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、エンジン回転数Ｎｎに基づいて処理仕様を切り換えたが、クランキング中であるか否かにより、基準位置検出用の処理仕様を切り換えてもよい。
【０１００】
以下、クランキング状態に応答して処理仕様を切り換えるようにしたこの発明の実施の形態２について説明する。
この場合、ＥＣＵ４０（図１参照）内の基準位置検出手段は、スタータ５０からのクランク角度信号が入力されているときに、クランキング信号の運転状態フラグを参照して、クランキング中か否かを判定する。
【０１０１】
そして、クランキング中であれば低回転仕様を用い、クランキング中でなければ高回転仕様を用いるようになっている。
図１３はこの発明の実施の形態２による処理仕様の切換処理ルーチンを示すフローチャートであり、ステップＳ３０１、Ｓ３０２ａおよびＳ３０２ｂは、前述（図１２参照）のステップＳ２０１、Ｓ３０２ａおよびＳ３０２ｂと同様の処理である。
【０１０２】
図１３において、基準位置の検出を行う場合、まず、エンジン１０がクランキング中であるか否かを判定し（ステップＳ３０１）、クランキング中である（すなわち、Ｙｅｓ）と判定されれば、低回転仕様を選択して（ステップＳ３０２ａ）、図１３の処理ルーチンを終了する。
【０１０３】
一方、ステップＳ３０１において、クランキング中でない（すなわち、Ｎｏ）と判定されれば、高回転仕様を選択して（ステップＳ３０２ｂ）、図１３の処理ルーチンを終了する。
【０１０４】
このように、クランキング信号を用いても、エンジン１０の回転域を判定することができ、前述と同等の作用効果を奏する。
すなわち、低回転時には、マイコン割込が多く演算負荷の大きい高精度の演算処理仕様を用い、高回転時にはマイコン割込の少ない演算負荷の小さい単純な演算処理仕様を用いることができ、エンジン１０の運転状態によらず高精度の基準位置を確実に検出することができる。
【０１０５】
また、この場合、直感的で分かり易いクランキング信号の運転状態フラグを仕様切換判定基準に用いているので、特にエンジン回転数を演算することなく、低回転域と高回転域とを区別することができ、さらに演算負荷を軽減することができる。
【０１０６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、内燃機関のクランク軸の回転角度に対応して複数のクランク角度信号を発生するクランク角度信号発生手段と、クランク軸の回転に対して１／２の比率で回転するカム軸の回転に応じて内燃機関の各気筒に対応した気筒判別信号を発生する気筒判別信号発生手段と、クランク角度信号に基づいて基準位置を検出する基準位置検出手段と、基準位置を基準として気筒判別区間を設定する気筒判別区間設定手段と、気筒判別区間内の気筒判別信号に基づいて各気筒を特定する気筒特定手段と、内燃機関の低回転域運転状態および高回転域運転状態を検出する運転状態検出手段とを備え、基準位置検出手段は、低回転域運転状態に対応した処理仕様を有効化する第１の検出処理手段と、高回転域運転状態に対応した処理仕様を有効化する第２の検出処理手段とを含み、内燃機関の運転状態に応じて、第１および第２の検出処理手段を切り換えて用いるようにしたので、回転域の違いや回転変動の有無によらず、気筒毎の基準位置を高精度に且つ確実に検出することのできる内燃機関の気筒判別装置が得られる効果がある。
【０１０７】
また、この発明によれば、運転状態検出手段は、内燃機関の回転数をエンジン回転数として検出し、基準位置検出手段は、エンジン回転数に応じて第１および第２の基準位置検出手段を切り換えて用いるようにしたので、コストアップを招くことなく、気筒毎の基準位置を高精度に且つ確実に検出することのできる内燃機関の気筒判別装置が得られる効果がある。
【０１０８】
また、この発明に係る内燃機関の気筒判別装置による運転状態検出手段は、内燃機関のクランキング状態を検出し、基準位置検出手段は、クランキング状態の有無に応じて第１および第２の基準位置検出手段を切り換えて用いるようにしたので、演算負荷をさらに軽減しつつ、気筒毎の基準位置を高精度に且つ確実に検出することのできる内燃機関の気筒判別装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による内燃機関およびその制御部を示す構成図である。
【図２】図１内のカム軸に取付けられた気筒判別信号発生手段の信号板形状を示す側面図である。
【図３】図１内のクランク軸に取付けられたクランク角度信号発生手段の信号板形状を示す側面図である。
【図４】この発明の実施の形態１による４気筒エンジンの場合のクランク角度信号パターンを示すタイミングチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１による欠け歯数判定時に用いられる判定領域Ａ〜Ｅの分布状態を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１により用いられる４気筒エンジンの欠け歯数判定マップを示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態１による判定領域の検出例を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態１による判定領域の他の検出例を示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態１による基準位置検出手段の切換処理動作を示すフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態１による低回転時基準位置（欠け歯）検出処理動作を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態１による高回転時での基準位置（欠け歯）検出処理動作を示すフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態１による回転数に応じた基準位置検出手段の切換処理動作を示すフローチャートである。
【図１３】この発明の実施の形態１によるクランキング判定に応じた基準位置検出手段の切換処理動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０　エンジン、１１　カム軸、１２　クランク軸、１５　点火プラグ、２２、３２　センサ、２３、３２ａ　突起、３１ｂ、３１ｃ　欠け歯部分、４０　コントロールユニット（ＥＣＵ）、５０　スタータ。
【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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【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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