(57)【要約】【課題】機関の低回転域において正確に気筒識別を行い、誤った点火時期制御や燃料噴射制御等の機関制御を防止する内燃機関の電子制御装置を得る。【解決手段】クランク角センサより出力される信号間の周期を計測し、その周期より求めた演算値に基づいて気筒を識別して、内燃機関の制御を行う電子制御装置において、今回の信号周期と前回の信号周期との比を演算する信号周期演算手段と、前記信号周期演算手段により演算された比を判定値と比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に基づいて気筒の識別を行う気筒識別手段と、気筒識別結果に基づいて機関制御を行う機関制御手段とを備え、機関の低回転域において、所定周期以下でクランク角信号が発生した場合には気筒識別情報をキャンセルし、前記機関制御手段による機関制御を中止する。【選択図】図１
2005016527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク角センサより出力される信号間の周期を計測し、その周期より求めた演算値に基づいて気筒を識別して、内燃機関の制御を行う電子制御装置において、今回の信号周期と前回の信号周期との比を演算する信号周期演算手段と、前記信号周期演算手段により演算された比を判定値と比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に基づいて気筒の識別を行う気筒識別手段と、気筒識別結果に基づいて機関制御を行う機関制御手段とを備え、機関の低回転域において、所定周期以下でクランク角信号が発生した場合には気筒識別情報をキャンセルし、前記機関制御手段による機関制御を中止することを特徴とする内燃機関の電子制御装置。
【請求項２】
前記機関制御は点火時期制御及び燃料噴射制御の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の電子制御装置。
【請求項３】
前記機関制御手段は、前記所定周期を機関の温度及びバッテリ電圧の少なくとも一方によって変更することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の電子制御装置。
【請求項４】
前記機関制御手段は、前記所定周期を、温度が低い程、バッテリ電圧が低い程、長くすることを特徴とする請求項３記載の内燃機関の電子制御装置。
【請求項５】
クランク角センサより出力される信号間の周期を計測し、その周期より求めた演算値に基づいて気筒を識別して、内燃機関の制御を行う電子制御装置において、今回の信号周期と前回の信号周期との比を演算する信号周期演算手段と、前記信号周期演算手段により演算された比を判定値と比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に基づいて気筒の識別を行う気筒識別手段と、気筒識別結果に基づいて機関制御を行う機関制御手段とを備え、所定回転数以下で始動スイッチが「ＯＮ」から「ＯＦＦ」になった場合には、気筒識別情報をキャンセルし、前記機関制御手段による機関制御を中止することを特徴とする内燃機関の電子制御装置。
【請求項６】
前記機関制御の中止は点火時期制御及び燃料噴射制御の少なくとも一方中止することであることを特徴とする請求項５記載の内燃機関の電子制御装置。
【請求項７】
前記機関制御手段は、次に前記始動スイッチが「ＯＮ」になるまで、気筒識別を禁止することを特徴とする請求項５記載の内燃機関の電子制御装置。
【請求項８】
クランク角センサより出力される信号間の周期を計測し、その周期より求めた演算値に基づいて気筒を識別して、内燃機関の制御を行う電子制御装置において、今回の信号周期と前回の信号周期との比を演算する信号周期演算手段と、前記信号周期演算手段により演算された比を判定値と比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に基づいて気筒の識別を行う気筒識別手段と、気筒識別を所定回数以上行ってから機関制御を開始する機関制御手段とを備え、始動スイッチが「ＯＮ」になって、機関回転数が所定回転数以上となるまでに、始動スイッチが「ＯＦＦ」から「ＯＮ」になった場合には、前記所定回数を変更することを特徴とする内燃機関の電子制御装置。
【請求項９】
前記所定回数の変更は、前記所定回数を多くすることであることを特徴とする請求項８記載の内燃機関の電子制御装置。
【請求項１０】
前記機関制御は点火時期制御及び燃料噴射制御の少なくとも一方であり、前記所定回数は燃料噴射制御の方を少なくすることを特徴とする請求項９記載の内燃機関の電子制御装置。
【請求項１１】
所定回数のクランク角信号の入力があって、その内、気筒識別の識別回数が所定値以下の場合には、クランク角センサの異常と判定する異常判定手段をさらに備えることを特徴とする請求項１，５および８のいずれか１項記載の内燃機関の電子制御装置。
【請求項１２】
前記判定値は複数の判定値からなり、前記比較手段は、今回の信号周期と前回の信号周期との比をそれらの複数の判定値と比較して大小に応じて複数の領域に分類し、前記気筒識別手段は前記比較手段により複数の領域に分類された前記比の時系列パターンにより気筒識別を行うことを特徴とする請求項１１記載の内燃機関の電子制御装置。
【請求項１３】
前記気筒識別は特定気筒及び気筒グループの少なくとも一方を識別することであることを特徴とする請求項１１記載の内燃機関の電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、クランク角センサにより出力される信号から気筒の識別及びクランク角の検出を行う内燃機関の気筒識別装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の点火時期や燃料噴射等を制御するために機関の回転に同期した信号が用いられる。この信号発生器は通常機関のカム軸あるいはクランク軸の回転を検出する。このようなクランク角センサの一例が図５及び図６に示されている。これらの図において、１は機関図示せずと同期して回転する回転軸、２は回転軸１に取り付けられた回転円板で、所望の検出角度に対応する場所に窓３が設けられている。４は発光ダイオード、５は発光ダイオード４からの出力光を受光するフォトダイオード、６はフォトダイオード４と接続され、フォトダイオード４の出力信号を増幅する増幅回路、７は増幅回路６と接続され、オープンコレクタの出力トランジスタである。なお、特定気筒を識別するための窓３’が他気筒を識別するための窓３と非対称で、回転板２に設けられている。
【０００３】
したがって、クランク角センサからは、図７に示すような信号が出力される。この信号は、特定気筒＃１気筒の立ち下がりが他気筒＃２気筒、＃３気筒、＃４気筒より遅角側に１０°オフセットＡＴＤＣ５°上死点先５°であり、信号の立ち上がりに関しては全気筒共同じＢＴＤＣ７５°である。
【０００４】
次に、特定気筒識別動作を図８及び図９を用いて説明する。図８に示すように、クランク角センサ８の出力信号は、インターフェース回路９を経てマイクロコンピュータ１０に入力される。マイクロコンピュータ１０では、図９に示すフローチャートに従って気筒識別が行われる。まず、ステップＳ１で図７の信号波形の”ハイ”レベル出力期間ｔ及びその立ち上がり区間周期Ｔを計算する。次にステップＳ２に進み、比率ｔ／Ｔを計算する。続いて、ステップＳ３でｔ１／Ｔ＞α＞ｔ０／Ｔとなる平均のスレッショルド値αｎを設け、下記の演算式を用いてαｎを求める。
αｎ＝(１−ｋ)αｎ−１＋ｋ(ｔ／Ｔ)ｎ  ここで、ｋ＝定数である。
【０００５】
ステップＳ３で計算したαｎと比率ｔ／Ｔとを比較してステップＳ４、ｔ／Ｔ−αｎ＞０ならば特定気筒と識別して識別フラグをセットするステップＳ５。また、ステップＳ４でｔ／Ｔ−αｎ＜０ならば他気筒と識別する。
【０００６】
上述したような従来の内燃機関の気筒識別装置では、万一クランク角センサから得られる気筒対応の出力信号周期に対する信号のデューティが機関の回転変動等で異常な値になった場合、スレッショルド値αｎに反映され、信号のデューティが正常に戻った後もその影響が継続して誤判定を生じるという問題点があった。
【０００７】
そこで、このような問題点の解決策が、下記特許文献１において提案されている。すなわち、この第２の従来例では、異常な信号デューティが生じた場合、スレッショルド値の計算に反映させないことにより、異常な信号デューティからの抜き出し時において、迅速かつ的確に気筒を識別することができる。
【０００８】
図１０は、この従来例による内燃機関の気筒識別装置の概略ブロック図、図１１はその気筒識別ルーチンのフローチャートである。
図１０において、８及び９は上記第１の従来例のものと同様である。１０Ａはマイクロコンピュータで、演算手段１１、比較手段１２、気筒識別手段１３を含んでいる。
【０００９】
上記のように構成された内燃機関の気筒識別装置において、図１１のフローチャートを用いて気筒識別動作を説明する。図１０に示すマイクロコンピュータ１０は、クランク角センサ８からインターフェース回路９を介して送出される信号第２図に基づいて信号の”ハイレベル”出力期間ｔ及び立ち上がり区間周期Ｔの値を演算手段１１によって計算する(ステップＳ１)。
【００１０】
次に、ステップＳ１で求めたｔ及びＴによりステップＳ２で、比率ｔ／Ｔを各気筒について上記の演算手段１１で計算する。次に、ステップＳ６で比率ｔ／Ｔが規定範囲にあるか、比較手段１２によって判定し、もしｔ／Ｔが規定範囲外であれば、ステップＳ７で今回の比率ｔ／Ｔは規定値とする。すなわち、ステップＳ７は、今回の比率ｔ／Ｔの値が異常な値になった場合に、スレッショルド値αｎの演算に今回の比率ｔ／Ｔの値を反映させないようにする演算禁止手段を構成している。続いてステップＳ３に進み、この規定値により全気筒おける前記比率の平均である平均のスレッショルド値［αｎ＝(１−ｋ)αｎ−１＋ｋ(ｔ／Ｔ)ｎ］を演算手段１２によって計算する。
【００１１】
一方、もしステップＳ６でｔ／Ｔが規定範囲内であれば、今回の比率ｔ／Ｔの値により前述の平均のスレッショルド値αｎを演算手段１２によって計算する。ステップＳ４及びステップＳ５は従来と同様な動作をとり、前述のように求められた気筒毎の比率の値と平均のスレッショルド値αｎとを比較する(ステップＳ４)。判定結果が大きければ特定気筒であることが識別され、この場合は＃１気筒が識別され、＃１気筒に対応するレジスタにフラグをセットする(ステップＳ５)。判定結果が小さければリターンする。このようにして、特定気筒を識別すると、この場合特定気筒は＃１気筒であるので、＃１気筒を識別すると、＃１気筒→＃３気筒→＃４気筒→＃２気筒の順に回転信号が得られるので、他気筒が順次＃３気筒→＃４気筒→＃２気筒の順に識別できる。
【００１２】
上述のように、上記の気筒識別は信号デューティが機関の回転変動率で万一異常な値になった場合でも平均のスレッショルド値の計算に反映されないので正確な判定が可能である。
【００１３】
【特許文献１】特公平６−８４７３９号公報
【特許文献２】特公平７−８１５４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、この第２の従来例でも、次のような不具合があった。
すなわち、機関温度が低い場合或いはバッテリが劣化している場合等の機関始動時には、機関の回転に大きな周期変動が発生するため、気筒識別を誤まり易く、誤点火や誤燃料噴射等の誤った機関制御をする虞がある。
短時間の始動、短時間の始動繰り返しを行った場合にも、大きな回転周期変動が発生したり、機関が逆転してしまうため、気筒識別を誤って、その結果誤った機関制御をしてしまう虞がある。
複数のクランク角信号を検出して気筒を判別してから点火制御或いは燃料噴射制御を開始するため、始動完了時間が長くなる。
また、クランク角センサ５として、上記特許文献２に示されるように、クランク軸と同期回転するカム軸等に設けた円形の回転磁性体の外周に凹凸状の歯を設けて、この歯の回転位置を磁気センサにより磁気的に検出する磁性式のものも知られているが、このような磁性式のクランク角センサを使用した場合には、回転磁性体の歯欠け等により検出結果が間違っていてもクランク角センサの故障を検出できず、気筒識別を誤ってしまい、その結果誤点火や誤燃料噴射等の誤った機関制御をしてしまう虞がある。
【００１５】
この発明は、上述したような問題点を解決するためになされたもので、その目的は、機関温度が低い場合或いはバッテリが劣化している場合等の機関始動時にも、正確に気筒識別を行うことができる内燃機関の電子制御装置を提供することである。
この発明の他の目的は、短時間の始動、短時間の始動繰り返しを行った場合にも、正確に気筒識別を行うことができる内燃機関の電子制御装置を提供することである。
この発明の更に他の目的は、始動完了時間を上記従来例に比べて短縮できる内燃機関の電子制御装置を提供することである。
この発明の更にまた他の目的は、クランク角センサの回転磁性体の歯欠け等のクランク角センサの故障により気筒の誤検出を行った場合には、そのような故障を速やかに検出することができる内燃機関の電子制御装置を提供することである。
この発明の更にまた他の目的は、機関の低回転域において、正確に気筒識別を行う内燃機関の電子制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一側面に係る内燃機関の電子制御装置は、クランク角センサより出力される信号間の周期を計測し、その周期より求めた演算値に基づいて気筒を識別して、内燃機関の制御を行う電子制御装置において、今回の信号周期と前回の信号周期との比を演算する信号周期演算手段と、前記信号周期演算手段により演算された比を判定値と比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に基づいて気筒の識別を行う気筒識別手段と、気筒識別結果に基づいて機関制御を行う機関制御手段とを備え、機関の低回転域において、所定周期以下でクランク角信号が発生した場合には気筒識別情報をキャンセルし、機関制御を中止するものである。
前記機関制御は点火時期制御及び燃料噴射制御の少なくとも一方である。
前記機関制御手段は、前記所定周期を、機関の温度及びバッテリ電圧の少なくとも一方によって変更するものである。
前記機関制御手段は、前記所定周期を、温度が低い程、バッテリ電圧が低い程、長くするものである。
本発明の他の側面に係る内燃機関の電子制御装置は、クランク角センサより出力される信号間の周期を計測し、その周期より求めた演算値に基づいて気筒を識別して、内燃機関の制御を行う電子制御装置において、今回の信号周期と前回の信号周期との比を演算する信号周期演算手段と、前記信号周期演算手段により演算された比を判定値と比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に基づいて気筒の識別を行う気筒識別手段と、気筒識別結果に基づいて機関制御を行う機関制御手段とを備え、所定回転数以下で始動スイッチが「ＯＮ」から「ＯＦＦ」になった場合には、気筒識別情報をキャンセルし、機関制御を中止するものである。
前記機関制御の中止は、点火時期制御及び燃料噴射制御の少なくとも一方中止することである。
前記機関制御手段は、次に前記始動スイッチが「ＯＮ」になるまで、気筒識別を禁止するものである。
本発明の更に他の側面に係る内燃機関の電子制御装置は、クランク角センサより出力される信号間の周期を計測し、その周期より求めた演算値に基づいて気筒を識別して、内燃機関の制御を行う電子制御装置において、今回の信号周期と前回の信号周期との比を演算する信号周期演算手段と、前記信号周期演算手段により演算された比を判定値と比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に基づいて気筒の識別を行う気筒識別手段と、気筒識別を所定回数以上行ってから機関制御を開始する機関制御手段とを備え、始動スイッチが「ＯＮ」になって、機関回転数が所定回転数以上となるまでに、始動スイッチが「ＯＦＦ」から「ＯＮ」になった場合には、前記所定回数を変更するものである。
前記所定回数の変更は、前記所定回数を多くすることである。
前記機関制御手段は、気筒識別が所定回数以上行われた時点で、機関の制御を開始するものである。
前記機関制御は、点火時期制御及び燃料噴射制御の少なくとも一方であり、前記所定回数は燃料噴射制御の方を少なくすることである。
本発明の更にまた他の側面に係る内燃機関の電子制御装置は、クランク角センサより出力される信号間の周期を計測し、その周期より求めた演算値に基づいて気筒を識別して、内燃機関の制御を行う電子制御装置において、今回の信号周期と前回の信号周期との比を演算する信号周期演算手段と、前記信号周期演算手段により演算された比を判定値と比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に基づいて気筒の識別を行う気筒識別手段と、所定回数のクランク角信号の入力があって、その内、気筒識別の識別回数が所定値以下の場合には、クランク角センサの異常と判定する異常判定手段とを備えるものである。
前記判定値は複数の判定値からなり、前記比較手段は、今回の信号周期と前回の信号周期との比をそれらの複数の判定値と比較して大小に応じて複数の領域に分類し、前記気筒識別手段は前記比較手段により複数の領域に分類された前記比の時系列パターンにより気筒識別を行うものである。
前記気筒識別は、特定気筒及び気筒グループの少なくとも一方を識別することである。
【発明の効果】
【００１７】
この発明では特に、機関の低回転域において、所定周期以下でクランク角信号が発生した場合には、気筒識別回数を表す気筒識別情報をキャンセルし、機関制御を中止することより、気筒誤識別による誤った点火時期制御や燃料噴射制御等の機関制御を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面により本発明の実施の形態について説明する。
図１の(ａ)は本発明による電子制御装置を備えた内燃機関の概略ブロック図である。図１において、１０１は内燃機関の吸気管に設けられ、機関に吸入される吸気量を計測するエアフローセンサ、１０２は吸気管内に設けられたスロットル弁の開度を検出するスロットルセンサ、１０３は吸気管の先端のエアクリーナに取り付けられ、吸気温度を検出する吸気温センサ、１０４は機関本体に取り付けられ、冷却水の温度を検出する温度センサ、１０５は機関のクランク軸に同期して回転するカム軸等の回転を検出することによりクランク軸の回転角を検出するクランク角センサ、１０６は排気管内の酸素流量を計測することにより燃焼状態を検出するための酸素センサ、１０７は図示しない車両の運転室に設けられた始動スイッチ、１０８は機関の作動状態等に応じて排気の一部を吸気管内に環流させる排気環流(ＥＧＲ)バルブ、１０９は点火栓(図示せず)に火花点火を生じさせて機関本体内の燃焼室内の空気燃料の混合気に着火させるための点火コイル、１１０はデリバリパイプ１１０ａを介して燃料タンク(図示せず)に接続されると共に、先端を吸気管内に臨ませるように吸気管に取り付けられて吸気管内に燃料を噴射するインジェクタ、１１１は車両の各種機器に給電するバッテリ、１１３は各種センサや、始動スイッチ７等からの出力信号を入力して排気環流バルブ１０８、点火コイル１０９、インジェクタ１１０等を制御することにより機関を制御する電子制御ユニットであり、電子制御ユニット１１３はそこに内蔵される制御プログラムを実行することにより機関の制御を行なう。尚、電子制御ユニット１１３はバッテリ１１１から入力される電圧によりバッテリ電圧を検出する。
【００１９】
図１の(ｂ)は電子制御ユニット１１３の機能ブロック図である。電子制御ユニット１１３は、図１の(ｂ)に示すように、今回の信号周期と前回の信号周期との比を演算する信号周期演算手段１１３ａと、この信号周期演算手段１１３ａにより演算された比を判定値と比較する比較手段１１３ｂと、この比較手段１１３ｂによる比較結果に基づいて気筒の識別を行う気筒識別手段１１３ｃと、前記判定値を機関の温度及びバッテリ電圧の少なくとも一方によって変更する判定値変更手段１１３ｄとを備える。
【００２０】
電子制御ユニット１１３は更に、気筒識別を所定回数以上行ってから機関制御を開始する機関制御手段１１３ｅを備え、前記所定回数は機関の温度及びバッテリ電圧の少なくとも一方によって変更される。機関制御手段１１３ｅは、機関の低回転域において、所定周期以下でクランク角信号が発生した場合には、気筒識別回数を表す気筒識別情報をキャンセルし、機関制御を中止する。また、前記所定周期は機関の温度及びバッテリ電圧の少なくとも一方によって変更されるもので、温度が低い程、バッテリ電圧が低い程、長くされる。更に、機関制御手段１１３ｅは、所定回転数以下で、始動スイッチが「ＯＮ」から「ＯＦＦ」になった場合には、気筒識別回数を表す気筒識別情報をキャンセルし、機関制御(点火時期制御及び燃料噴射制御の少なくとも一方)を中止するものであり、次に前記始動スイッチが「ＯＮ」になるまで、気筒識別を禁止する。
【００２１】
気筒識別手段１１３ｃは、始動スイッチが「ＯＮ」になって、機関回転数が所定回転数以上となるまでに、前記始動スイッチが「ＯＦＦ」から「ＯＮ」になった場合には、前記所定回数を変更するものであり、すなわち、前記所定回数を多くする。また、機関制御手段１１３ｅは、気筒識別が所定回数以上行われた時点で、機関の制御を開始する。
【００２２】
電子制御ユニット１１３は更にまた、前記所定回数のクランク角信号の入力があって、その内、気筒識別の識別回数が所定値以下の場合には、クランク角センサの異常と判定する異常判定手段１１３ｆを備える。
【００２３】
前記比較手段１１３ｂは、今回の信号周期と前回の信号周期との比をそれらの複数の判定値と比較して大小に応じて複数の領域に分類し、前記気筒識別手段１１３ｃは比較手段１１３ｂにより複数の領域に分類された前記比の時系列パターンにより気筒識別を行う。
【００２４】
図２の(ａ)及び(ｂ)は４気筒の内燃機関のクランク角センサ１１５の出力信号及び隣接する出力信号の周期比率をそれぞれ表している。尚、図示例は、本発明を４気筒の内燃機関に適用した場合を示しており、第１及び第４気筒が同時点火されると共に、第２及び第３気筒が同時点火されるものとする。
【００２５】
図２の(ｃ)は、クランク角センサ１１５の一例を示す概略図である。この図において、クランク角センサ１１５は、機関のクランク軸と同期して回転するカム軸等に取り付けられて、外周にクランク角検出用の複数の凸部と凹部とよりなる歯を備えた回転磁性体１１５ａと、その回転磁性体１１５ａの凸部に対向するように、回転磁性体１１５ａに近接して配置され、凹凸部との距離による磁力の変化を検出して凹凸部の位置すなわちクランク角を検出する磁気検出体１１５ｂとからなり、磁気検出体１１５ｂの出力信号は電子制御ユニット１１３に入力される。クランク角センサ１１５はこのような磁気を利用してクランク角を検出するタイプに限らず、上記従来例で示された光学式のものでもよいし、その他、クランク軸の回転位置(クランク角)を検出するものであればどのようなものでも構わない。
【００２６】
図２(ａ)において、クランク角センサ１１５の出力信号(ＳＧＴ)は、機関本体内を往復動するピストンの上死点前５度のクランク角を表すＢ５(信号ＮＯ．１０)、それより３０度(信号ＮＯ．０)、８０度(信号ＮＯ．１)、７０度(信号ＮＯ．２)、８０度(信号ＮＯ．３)、４０度(信号ＮＯ．４)、７０度(信号ＮＯ．５)、１１０度(信号ＮＯ．６)、７０度(信号ＮＯ．７)、７０度(信号ＮＯ．８)、４０度(信号ＮＯ．９)、７０度(信号ＮＯ．１０)づつ順次定められた位置で発生されており、すなわちクランク角の１回転(カム軸の２回転)で１１個の出力信号が発生されている。
【００２７】
クランク角センサ１１５の出力信号(クランク角信号)の周期比率Ｋ(ｎ)は次式で表される。
【００２８】
Ｋ(ｎ)＝Ｔ(ｎ−１)／Ｔ(ｎ)／２Ｘ２５６            (１)
ここで、Ｔ(ｎ)は今回のクランク角信号周期、Ｔ(ｎ−１)は前回のクランク角信号周期である。周期比率Ｋ(ｎ)は例えば、上、中、下の３段階に分類される。例えば、Ｋ(ｎ)が第１の判定値(例えば２１０)以上のときには上、第１の判定値未満で第２の判定値(例えば１００)以上のときには中、第２の判定値未満では下と分類される。尚、図２(ｂ)中、白抜き星印は特定気筒判定位置、白抜き三角印は気筒グループ判定位置をそれぞれ表す。
【００２９】
電子制御ユニット１１３は、クランク角センサ１１５の出力よりクランク角信号間周期Ｔを計測し、上式(１)より周期比率Ｋ(ｎ)を算出し、クランク角信号間周期Ｔを周期比率Ｋ(ｎ)の値により複数の領域(例えば上、中、下)に分類する。この分類を時系列に確認することによりその時系列パターンに基づいて気筒判別を行い、電子制御ユニット１１３に内蔵される気筒識別カウンタに初期値を設定する。初期値設定後に、気筒識別カウンタはカウントアップを行う。気筒識別カウンタの値ＳＧＰと気筒識別結果とを随時比較して、クランク角センサ１１５が異常か否か判定し、異常(気筒識別カウンタの値ＳＧＰと気筒識別結果とが一致しない)時には修正を行う。電子制御ユニット１１３は、気筒識別カウンタの値ＳＧＰと気筒確定状態に応じて、インジェクタ１１０及び点火コイル１０９を制御して燃料制御及び点火制御を行う。
【００３０】
気筒識別は次のように行う。
Ｋ(ｎ−１)＝中、且つＫ(ｎ)＝上のとき(気筒グループ判定)：
気筒グループ(第１気筒＃１、第４気筒＃４)を判定し、今回パルスは、第１気筒＃１、第４気筒＃４のＢ７５度(Ｂ７５ｄｅｇＣＡ)(上死点前７５度)、すなわち信号ＮＯ．＝９又は４と判定する。
【００３１】
Ｋ(ｎ−１)＝下、且つＫ(ｎ)＝上のとき(特定気筒判定)：
特定気筒(第３気筒＃３)を判定し、次回パルスは、第３気筒＃３のＢ７５度(Ｂ７５ｄｅｇＣＡ)(上死点前７５度)、すなわち信号ＮＯ．＝０と判定する。
【００３２】
Ｋ(ｎ−１)＝下、且つＫ(ｎ)＝下のとき(特定気筒判定)：
特定気筒(第２気筒＃２)を判定し、今回パルスは、第２気筒＃２のＢ７５度(Ｂ７５ｄｅｇＣＡ)(上死点前７５度)、すなわち信号ＮＯ．＝６と判定する。
【００３３】
次に、図３及び図４のフローチャートにより本発明の電子制御装置の動作について説明する。尚、図３及び図４を組み合わせることにより全体のフローが完結するものである。先ず、クランク角センサ１１５の出力よりクランク角信号間周期Ｔを計測して周期比率Ｋ(ｎ)を算出する(ステップＳＴ１)。
【００３４】
次に、クランク角センサ１１５が異常か否か判定する(ステップＳＴ２)。すなわち、過去の所定回数のクランク角信号入力があったとき、その内、特定気筒、気筒グループの識別回数が所定値以下か否か判定し、以下の場合にはクランク角センサ１１５の異常(歯欠け等)と判定し、そうでなければ正常と判定する。
【００３５】
ステップＳＴ２においてクランク角センサ１１５が異常と判定されれば、気筒識別情報(特定気筒、気筒グループの識別回数)をクリアして(ステップＳＴ３)、点火時期制御及び燃料噴射制御を禁止して(ステップＳＴ４)、処理を終了する。
【００３６】
他方、ステップＳＴ２において、クランク角センサ１１５が正常と判定されれば、温度センサ３の出力から機関の冷却水温を読み込むと共に、バッテリ１１の出力からバッテリ電圧を読み込み(ステップＳＴ５)、冷却水温及びバッテリ電圧の少なくとも一方に基づいて異常判定周期Ｔ１を決定する(ステップＳＴ６)。異常判定周期は、予め実験等により冷却水温及びバッテリ電圧の少なくとも一方により最適値を決めてテーブル化しておき、実際に検出された冷却水温及びバッテリ電圧の少なくとも一方に基づいてテーブル等を参照して異常判定周期Ｔ１を決定する。
【００３７】
次いで、機関の回転数が所定回転数以下で、且つ周期Ｔが異常判定周期Ｔ１よりも小さいか否かを判定し(ステップＳＴ７)、「ＹＥＳ」であれば、異常判定を行うには機関の回転が不安定である判断して、ステップＳＴ３へ進む。
【００３８】
ステップＳＴ７で「ＮＯ」であれば、機関回転数が所定回転数以下で、且つ始動スイッチ７が「オン」から「オフ」に変わったか否かを判定し(ステップＳＴ８)、「ＹＥＳ」であれば、禁止フラッグをセットして(ステップＳＴ９)、ステップＳＴ３へ進む。。
【００３９】
ステップＳＴ８で「ＮＯ」であれば、ステップＳＴ１１へ進む。ステップＳＴ１１で「ＹＥＳ」であれば、ステップＳＴ３へ進み、「ＮＯ」であれば、禁止フラッグをリセットして(ステップＳＴ１２)、冷却水温及びバッテリ電圧の少なくとも一方より第１気筒判定値ＬＨ及び第２気筒判定値ＬＬを決定し(ステップＳＴ１４)、周期比率Ｋ(ｎ)が第１気筒判定値ＬＨ以上であるか否かを判定する(ステップＳＴ１５)。Ｋ(ｎ)がＬＨ未満であれば、Ｋ(ｎ)が第２気筒判定値ＬＬ以上であるか否かを判定し(ステップＳＴ１６)、「ＮＯ」であれば、周期比率Ｋ(ｎ)の分類が「下」と判定する(ステップＳＴ１７)。
【００４０】
次いで前回の周期比率Ｋ(ｎ)の分類が「下」であったか否かを判定し(ステップＳＴ１８)、「ＹＥＳ」であれば、気筒が第２気筒＃２であり、クランク角がＢ７５であり、気筒識別カウンタの値ＳＧＰが「６」と判定し(ステップＳＴ１９)、ステップＳＴ２０へ進む。
【００４１】
また、ステップＳＴ１５において、「ＹＥＳ」であれば、周期比率Ｋ(ｎ)の分類を「上」と判定して(ステップＳＴ２９)、前回の分類が「中」であったか否かを判定する(ステップＳＴ３０)。この判定が「ＹＥＳ」であれば、今回の気筒グループが第１気筒＃１又は第４気筒＃４であり、そのクランク角がＢ７５であり、気筒識別カウンタの値ＳＧＰが「９」或いは「４」と判定し(ステップＳＴ３１)、ステップＳＴ２０へ進む。
【００４２】
ステップＳＴ３０において「ＮＯ」であれば、前回の分類が「下」であるか否かを判定し、「ＹＥＳ」であれば、今回の気筒が第３気筒＃３であり、そのクランク角がＡ２５(上死点後２５度)と判定して(ステップＳＴ３３)、ステップＳＴ２０へ進む。また、ステップＳＴ３２で「ＮＯ」であれば、ステップＳＴ３５へ進む。
【００４３】
ステップＳＴ１６において、「ＹＥＳ」であれば、今回の分類が「中」であると判定して(ステップＳＴ３４)、気筒識別カウンタの値ＳＧＰに「１」を加算して(ステップＳＴ３５)、ステップＳＴ２０へ進む。ステップＳＴ１８において、「ＮＯ」であれば、ステップＳＴ３５に進む。
【００４４】
ステップＳＴ２０において、冷却水温及びバッテリ電圧の少なくとも一方により気筒確定回数ＮをＮ＝Ｎ１と設定して、再始動条件が成立するか否か、すなわち始動スイッチ７が「ＯＮ」となって所定回転数以上となるまでに始動スイッチ７が「ＯＦＦ」から「ＯＮ」となったか否かを判定する(ステップＳＴ２１)。「ＹＥＳ」であれば、気筒識別カウンタの値ＳＧＰに「１」を加算してステップＳＴ２３に進み、「ＮＯ」であれば、ステップＳＴ２２をスッキプしてステップＳＴ２３へ進む。
【００４５】
ステップＳＴ２３において、前回と今回の特定気筒判定、気筒グループ判定が正規順序にて行えているか否か(例えば、今回の特定気筒判定ＳＧＰ＝６で且つ前回ＳＧＰ＝５であるか)を判定する。「ＹＥＳ」であれば、判定一致の回数Ｊを「１」加算して(ステップＳＴ２１)、ステップＳＴ２４へ進み、「ＮＯ」であればステップＳＴ２４をスッキプしてステップＳＴ２５へ進む。
【００４６】
ステップＳＴ２５において、判定一致の回数Ｊが「Ｎ−１」以上か否かを判定し、「ＹＥＳ」であれば燃料噴射制御を可とし、「ＮＯ」であればステップＳＴ２６をスッキプしてステップＳＴ２７へ進む。
【００４７】
ステップＳＴ２７において、判定一致の回数Ｊが「Ｎ」以上か否かを判定し、「ＹＥＳ」であれば、点火時期制御を可として処理を終了し、また、「ＮＯ」であればステップＳＴ２８をスッキプして処理を終了する。
【００４８】
以上の説明において、図２(ａ)に示した信号周期は一例であり、どのような値(クランク角間隔)にしても構わない。
【００４９】
また、ステップＳＴ４において、点火時期制御及び燃料噴射制御を禁止したが、一方のみを禁止するようにしても良い。
【００５０】
以上のように、この発明によれば、クランク角センサより出力される信号間の周期を計測し、その周期より求めた演算値に基づいて気筒を識別して、内燃機関の制御を行う電子制御装置において、今回の信号周期と前回の信号周期との比を判定値と比較して、その比較結果に基づいて気筒の識別を行うと共に、前記判定値を機関の温度及びバッテリ電圧の少なくとも一方によって変更するようにしたので、機関の温度が低い場合或いはバッテリが劣化している場合の機関始動時に、大きな周期変動が発生したり、機関が逆転したとしても、気筒識別の精度を向上させることができる。
また、気筒識別を所定回数以上行ってから機関制御を開始することにより、気筒識別の精度を更に向上させることができる。
機関の低回転域において、所定周期以下でクランク角信号が発生した場合には、気筒識別回数を表す気筒識別情報をキャンセルし、機関制御を中止することにより、気筒誤識別による誤った点火時期制御や燃料噴射制御等の機関制御を防止することができる。
前記所定周期を機関の温度及びバッテリ電圧の少なくとも一方によって変更することや、温度が低い程、バッテリ電圧が低い程、長周期で気筒識別を行うことにより、気筒誤識別の可能性を一層低減させて誤った点火時期制御や燃料噴射制御等の機関制御を防止することができる。
更に、所定回転数以下で、始動スイッチが「ＯＮ」から「ＯＦＦ」になった場合には、気筒識別回数を表す気筒識別情報をキャンセルし、点火時期制御や燃料噴射制御等の機関制御を中止することにより、短時間の始動、短時間の始動繰り返しを行って、大きな周期変動が発生したり、機関が逆転したとしても、気筒誤識別による誤点火や誤噴射等の誤った機関制御を防止することができる。
次に前記始動スイッチが「ＯＮ」になるまで、気筒識別を禁止することにより、気筒誤識別を一層確実に防止することができる。
始動スイッチが「ＯＮ」になって、機関回転数が所定回転数以上となるまでに、前記始動スイッチが「ＯＦＦ」から「ＯＮ」になった場合には、前記所定回数を多くするように変更することにより、気筒誤識別を更に一層確実に防止することができる。
また、気筒識別が所定回数以上行われた時点で、点火時期制御や燃料噴射制御等の機関制御を開始することにより、気筒識別の精度を確保しつつ、始動完了時間を早くすることができる。
更に、前記所定回数のクランク角信号の入力があって、その内、気筒識別の識別回数が所定値以下の場合には、クランク角センサの異常と判定することにより、クランク角センサの歯欠け等の異常があっても、速やかに且つ正確にクランク角センサの故障を検出することが可能であり、気筒誤識別による誤点火や誤噴射等の誤った機関制御を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】(ａ)は本発明による電子制御装置を搭載した内燃機関の概略構成を示す図、(ｂ)はその電子制御ユニットの機能ブロック図である。
【図２】(ａ)はクランク角センサの出力信号と信号ＮＯ．を表す図、(ｂ)はクランク角センサの出力信号間の周期(ＳＴＧ周期：クランク角)、周期比率Ｋ(ｎ)及び周期比率の分類を示す図、(ｃ)はクランク角センサの一例を示す概略図である。
【図３】本発明による電子制御装置の動作を表すフローチャートである。
【図４】本発明による電子制御装置の動作を表すフローチャートである。
【図５】第１の従来のクランク角センサの構造図である。
【図６】第１の従来のクランク角センサの信号処理回路図である。
【図７】第１の従来のクランク角センサの信号波形図である。
【図８】第１の従来の内燃機関の気筒識別装置の概略ブロック図である。
【図９】第１の従来の気筒識別ルーチンのフローチャートである。
【図１０】第２の従来例の内燃機関の気筒識別装置の概略ブロック図である。
【図１１】第２の従来例の気筒識別ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１０４  温度センサ(検出手段)、１０５  クランク角センサ、１１３  電子制御ユニット、１１３ａ  信号周期演算手段、１１３ｂ  比較手段、１１３ｃ  気筒識別手段、１１３ｄ  判定値変更手段、１１３ｅ  機関制御手段、１１３ｆ  異常判定手段。
【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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