(57)【要約】【課題】信号の入力周期比が急変するような回転変動の大きい運転条件でも、より確実にクランク角の基準位置を判別し、気筒識別を行えるような制御装置を提案する。【解決手段】クランク角の基準位置を検出するための基準位置信号と、圧縮上死点となる気筒を入力数により識別するための気筒識別信号と、を含むタイミング信号に基づいて機関の制御タイミングを決定する内燃機関の制御装置において、前記タイミング信号の入力周期比に基づいて基準位置検出を行う周期比判定手段と、前記タイミング信号の入力数に基づいて基準位置検出を行う入力数判定手段と、を備えることを特徴とする。入力周期比による基準位置信号の判別に失敗する場合でも、信号入力数のみで判別する入力数判定手段により、正常に基準位置検出及び気筒識別を行うことができる。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク角の基準位置を検出するための基準位置信号と、圧縮上死点となる気筒を入力数により識別するための気筒識別信号と、を含むタイミング信号に基づいて機関の制御タイミングを決定する内燃機関の制御装置において、
前記タイミング信号の入力周期比に基づいて基準位置検出を行う周期比判定手段と、
前記タイミング信号の入力数に基づいて基準位置検出を行う入力数判定手段と、
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】
前記周期比判定手段は、前記入力周期比を所定のしきい値と比較することにより前記基準位置信号を判別することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記しきい値が気筒毎に設定されていることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記周期比判定手段は、前記入力周期比を所定のしきい値と比較することにより前記気筒識別信号を判別することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記周期比判定手段による基準位置検出が所定の回数成立すると、前記入力数判定手段による基準位置検出を実行することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記周期比判定手段と前記入力数判定手段とを、気筒毎に使い分けることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記周期比判定手段と前記入力数判定手段とを、運転条件に応じて使い分けることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記運転条件として機関回転速度を含むことを特徴とする請求項７記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記運転条件として機関温度を含むことを特徴とする請求項７又は請求項８記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記基準位置信号及び前記気筒識別信号をカム角センサにより発生させることを特徴とする請求項１〜９のいずれか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、内燃機関において燃料噴射時期や点火時期などの制御タイミングを決定する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴射時期や点火時期など内燃機関の制御タイミングを決定する制御装置として、クランク角センサによるクランク角信号及びカム角センサによるカム角信号をタイミング信号として利用するものが、特許文献１，２に開示されている。これら特許文献に開示された制御装置は、クランク角信号を基準位置信号としてクランク角の基準位置を検出すると共にカム角信号を気筒識別信号として圧縮上死点となる気筒を識別し、気筒毎の制御タイミングを検出している。
【特許文献１】特許第３２６４８５０号公報
【特許文献２】特開２００１−２３４７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の制御装置の場合、基準位置信号の入力周期比（Ｔｉ（n-1）／｛Ｔｉ（ｎ）＋Ｔｉ（n-1）｝）に基づいて異常回転を判別し、始動異常時の誤制御を防止している（たとえば図７）。この制御方式の場合、入力周期比がしきい値（Ｋ）を超える場合に異常回転と判別して駆動信号を抑止するようにしてあり、入力周期比が“１”に近くなる時、つまり前回周期（Ｔｉ（ｎ−１））に対し今回周期（Ｔｉ（ｎ））が短くなると異常回転と判別して駆動信号が抑止される。したがって、正常な運転の中で同様に入力周期比が急変するような運転条件があった場合、たとえば、低温運転時や、あるいは始動時にクランキングから自発運転へ転換した時などの回転急変動に対しても、駆動信号が抑止されてしまうことになる。
【０００４】
また、特許文献２の制御装置の場合、基準位置信号及び気筒識別信号を含んだタイミング信号の入力周期比（最新に計測された周期／前回計測された周期）を所定のしきい値と比較することで、次に圧縮上死点となる気筒の識別を行っている。したがって、上記のような入力周期比が急変する運転条件、すなわち低温運転時や、始動時にクランキングから自発運転へ転換した時などの回転急変動で、入力周期比が異常値となる場合には、本来ならしきい値を上回るはずの入力周期比がしきい値に達せず、気筒識別に失敗することがある。つまり、回転急変動で信号の入力周期比が大きく変化する領域は、入力周期比のみでは基準位置を検出し気筒識別を行うことができない場合がある。
【０００５】
本発明はこのような技術背景に着目し、回転変動が大きくて上記のようなタイミング信号の入力周期比が急変するような運転条件でも、より確実に基準位置を判別し、気筒識別を行えるような制御装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、クランク角の基準位置を検出するための基準位置信号と、圧縮上死点となる気筒を入力数により識別するための気筒識別信号と、を含むタイミング信号に基づいて機関の制御タイミングを決定する内燃機関の制御装置において、そのタイミング信号の入力周期比に基づいて基準位置検出を行う周期比判定手段と、タイミング信号の入力数に基づいて基準位置検出を行う入力数判定手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、信号の入力周期比に基づいて判定する周期比判定手段と、信号の入力数に基づいて判定する入力数判定手段とを併用するようにしたので、回転変動が大きく入力周期比が急変するような状況では、入力周期比に代えて信号の入力数に基づき制御を実行するといった切換制御ができるようになり、より確実に基準位置を検出し、気筒識別を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１に、本発明に係る内燃機関について、一実施形態を概略的に示している。この例の内燃機関は、直列４気筒ガソリンエンジンとする。
内燃機関１の吸気管２には、スロットルモータでスロットルバルブを開閉駆動する電子制御スロットル３が介装されている。この電子制御スロットル３から吸気バルブ４を通して、燃焼室５に空気が吸入される。シリンダヘッドの吸気ポート６には電磁式の燃料噴射弁７が設けられ、該燃料噴射弁７がエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）８からの噴射パルス信号によって開弁駆動されて、所定圧力に調整された燃料を吸気バルブ４に向け噴射する。これにより燃焼室５内に形成された混合気は、点火プラグ９によって着火燃焼する。燃焼後の排気は、排気バルブ１０を介して排気され、排気管に介装された触媒１１，１２で浄化される。
【０００９】
ＥＣＵ８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、電子制御スロットル３、燃料噴射弁７、点火プラグ９による燃料噴射時期や点火時期等を制御する。その各種センサには、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１３、吸入空気量Ｑを検出するエアフロメータ１４、クランクシャフト１５の回転位置を検出するクランク角センサ１６、機関冷却水温度を検出する水温センサ１７、そして、カムシャフト２０の回転位置を検出するカム角センサ２１が含まれる。
【００１０】
カム角センサ２１は、吸気バルブ４を開閉駆動する吸気側カムのカムシャフト２０に設けられており、図２（ａ）に一例を示すようなシグナルプレート２２により、図２（ｂ）に示すようなパルス信号のカム角信号を出力する。
本実施形態のカム角センサ２１は、クランク角の基準位置を検出するための基準位置信号ａと、圧縮上死点となる気筒を識別するための気筒識別信号ｂと、の両方を発生させる。そのためシグナルプレート２２には、まず、本実施形態の内燃機関１が４気筒なので、基準位置信号ａを発生させるための基準感知片２２ａが３６０°／４の等間隔で４つ形成されている。そして、各気筒を識別するための気筒識別信号ｂを発生させる識別感知片２２ｂが、基準感知片２２ａに続けて間隔θで配置される。間隔θは、基準位置信号ａの入力周期に対し識別感知片２２ｂの入力周期が十分短く、基準位置信号ａの入力周期比判別に支障が無いような値、言い換えると、最後の識別感知片２２ｂから次の基準感知片２２ａまでの間が当該θに対し十分長くなるような値に設定される。
【００１１】
識別感知片２２ｂは、気筒毎に決められた本数で配置され、第１気筒＝０本、第２気筒＝１本、第３気筒＝２本、第４気筒３本とされている。本実施形態の場合、圧縮上死点に達する順番が第１気筒→第３気筒→第４気筒→第２気筒なので、図示の通り、０°の基準感知片２２ａに対する識別感知片２２ｂは０本、続く９０°の基準感知片２２ａに対する識別感知片２２ｂは２本、継いで１８０°の基準感知片２２ａに対する識別感知片２２ｂは３本、そして２７０°の基準感知片２２ａに対する識別感知片２２ｂは１本となっている。
【００１２】
このようなシグナルプレート２２に従うカム角信号は、図２（ｂ）に示すように、第１気筒感知時は基準位置信号ａのみ、続く第３気筒感知時は基準位置信号ａ＋２つの気筒識別信号ｂ、継いで第４気筒感知時は基準位置信号ａ＋３つの気筒識別信号ｂ、そして第２気筒感知時は基準位置信号ａ＋１つの気筒識別信号ｂとなって、カム角センサ２１からＥＣＵ８へ出力される。ＥＣＵ８は、このカム角信号の、たとえば立下がりエッジ検出で信号を認識する。他にも、立上がりエッジ検出、立上がり−立下がりの両エッジ検出、パルス幅検知などが可能である。
【００１３】
ＥＣＵ８内にプログラミング等で構成される周期比判定手段は、図２のシグナルプレート２２によるカム角信号をタイミング信号として、この基準位置信号ａ及び気筒識別信号ｂを含んだタイミング信号の入力周期比を算出する。
ｉ番目の入力信号の入力周期Ｔｉは、該信号入力区間での角速度をＶｉとすると、該ｉ番目信号が基準位置信号ａであれば、本例の場合、式１で表すことができる。ただし、Ｎ＝気筒数、ｎ＝気筒番号（１〜４）である。また、気筒識別信号ｂであれば、式２で表すことができる。
［式１］：Ｔｉ＝｛（３６０／Ｎ）−（ｎ−１）θ｝／Ｖｉ
［式２］：Ｔｉ＝θ／Ｖｉ
したがって、入力周期比Ｔｉ／Ｔi-1は、基準位置信号ａの場合は式３、気筒識別信号ｂの場合は式４又は式５で表すことができる。なお、式３において、少なくともｎ＝１のときは２回前値（Ｔi-2）を使用するのが好ましい。
［式３］：Ｔｉ／Ｔi-1＝（Ｖi-1／Ｖｉ）｛（３６０／Ｎ）−（ｎ−１）θ｝／θ
［式４］：Ｔｉ／Ｔi-1＝（Ｖi-1／Ｖｉ）θ／｛（３６０／Ｎ）−（ｎ−１）θ｝
［式５］：Ｔｉ／Ｔi-1＝（Ｖi-1／Ｖｉ）（θｉ／θi-1）
このようにして算出される入力周期比について、図３に示している。図３には、上記のような基準信号ａ及び気筒識別信号ｂを含むカム角信号とその入力周期比とを一緒にグラフ中に示して対応させている。
【００１４】
内燃機関１の回転変動が大きくなければ、つまりＶi-1／Ｖｉが小さければ、図３（ａ）に示すように、所定のしきい値αにより、基準位置信号ａを判別することができる。すなわち、Ｔｉ／Ｔi-1＞αのときに基準位置信号ａとして判別可能である。
一方、回転変動に対するロバスト性を向上させようと思えば、図３（ｂ）に示すように、気筒毎のしきい値αｎ（ｎは気筒番号１〜４）を設定し、切り換えて使用することも可能である（切り換え方式は図４を参照して後述）。この場合は、Ｔｉ／Ｔi-1＞αｎで基準位置信号ａを判別可能である。
【００１５】
また、図３（ｃ）に示すように、気筒識別信号ｂについても所定のしきい値βにより判別することができる。すなわち、Ｔｉ／Ｔi-1＜βで特定の気筒識別信号ｂを判別可能である。本例の場合は、基準位置信号ａの次に来る一発目の気筒識別信号ｂをしきい値βにより判別している。式４が成立することから、より長い周期の基準位置信号ａの次に来る気筒識別信号ｂの入力周期比は、他の気筒識別信号ｂの入力周期比よりも低くなるので、これを判別できるようにしきい値βを設定すれば良い。この方式によっても入力周期比判定のロバスト性を向上させることができる。
【００１６】
図４に、上記の基準位置信号ａのしきい値α、気筒毎のしきい値αｎ、気筒識別信号ｂのしきい値βを使用する場合について、それぞれフローチャートの例を示している。
図４(ａ）は、周期比判定手段において単純に１つのしきい値αによって基準位置信号ａを判別する例で、カム角信号の入力があると、前回信号から今回信号までの入力周期（Ｔｉ）を算出し（Ｓ１）、前回信号の入力周期（Ｔi-1）との入力周期比（Ｔｉ／Ｔi-1）が、しきい値αを超えるか否かを判断する（Ｓ２）。入力周期比がしきい値αを超えいていれば基準位置信号ａと判別して処理を実行し（Ｓ３）、しきい値α以下であれば気筒識別信号ｂと判別して処理を実行する（Ｓ４）。
【００１７】
図４（ｂ）は、周期比判定手段において気筒毎のしきい値αｎ（ｎ＝１〜４）によって基準位置信号ａを判別する例で、カム角信号の入力があると、前回信号から今回信号までの入力周期（Ｔｉ）を算出し（Ｓ１０）、前回信号の入力周期（Ｔi-1）との入力周期比（Ｔｉ／Ｔi-1）が、今回信号該当の気筒に対するしきい値αｎを超えるか否かを判断する（Ｓ１１）。入力周期比がしきい値αｎを超えいていれば基準位置信号ａと判別して処理を実行し（Ｓ１２）、しきい値α以下であれば気筒識別信号ｂと判別して処理を実行する（Ｓ１３）。基準位置信号ａと判別した場合は、しきい値αｎを次回信号該当の気筒に対するしきい値αn+1に変更してカム角信号の入力を待つ（Ｓ１４）。
【００１８】
基準位置信号ａの入力周期比は、図３（ｂ）から分かるように、気筒識別信号ｂの入力数によって変化するので、気筒毎に適切なしきい値を設定することにより、さらに確実に信号判別を行える。
図４（ｃ）は、基準位置信号ａを判別するためのしきい値α（αｎでも可）に加えて、気筒識別信号ｂを判別するためのしきい値βも使用する例である。カム角信号の入力があると、前回信号から今回信号までの入力周期（Ｔｉ）を算出し（Ｓ２０）、前回信号の入力周期（Ｔi-1）との入力周期比（Ｔｉ／Ｔi-1）が、しきい値αを超えるか否かを判断する（Ｓ２１）。入力周期比がしきい値αを超えいていれば基準位置信号ａと判別して処理を実行する（Ｓ２２）。一方、入力周期比がしきい値α以下であった場合は、もう１つのしきい値βと比較し（Ｓ２３）、下回っていれば特定の気筒識別信号ｂ、つまり基準位置信号ａの次に来る一発目の気筒識別信号ｂと判別して処理を実行する（Ｓ２４）。しきい値β以上であればそれ以外の気筒識別信号ｂと判別して処理を実行する（Ｓ２５）。
【００１９】
回転変動があって基準位置信号ａの入力周期比がしきい値αを上回らなかったような場合でも、直後の気筒識別信号ｂの入力周期比がしきい値βを下回れば、基準位置信号ａに続く一発目の気筒識別信号ｂであることを判別できるので、これにより基準位置を検出することができ、回転変動に対するロバスト性を向上させることができる。
以上の周期比判定手段に加えてＥＣＵ８には、入力数判定手段も構成される。そのフローチャートを図５に示している。当該フローは、第ｎ気筒（ｎ＝１〜４）にＫ（ｎ）個（当該気筒に割り付けられた基準位置信号ａと気筒識別信号ｂの合計数）、第ｎ＋１気筒にＫ（n+1）個の信号を割り付けてあるとした場合の、第ｎ気筒に対する例を示してある。
【００２０】
まず、後述するように、入力周期比に基づく基準位置信号ａの判別が所定の回数成立することで、入力数判定手段による入力数判定が基準位置から開始される。
判定を開始した入力数判定手段にカム角信号が入力されると、当該信号の入力数をカウントするカウンタが＋１となる（Ｓ３１）。継いで、該カウンタの総数、つまり現在の信号入力数がＫ（ｎ）＋１となるかどうか判断する（Ｓ３２）。すなわち、第ｎ気筒に割り付けられている信号数Ｋ（ｎ）個の信号が入力されるかどうか判断し、そして、その次に入力される一発目の信号を検出する。この結果、入力数がＫ（ｎ）＋１となった場合は基準位置信号ａと判別して処理を実行する（Ｓ３３）。且つこれに続けて、入力数を次の第ｎ＋１気筒のＫ（n+1）とし、カウンタを初回値（本例の場合は“１”）にセットして、ＳＴＡＲＴから同様にカウントを実行する（Ｓ３４）。一方、入力数がＫ（ｎ）＋１に達しないうちは、気筒識別信号ｂと判別して処理を実行する（Ｓ３５）。
【００２１】
なお、カウンタは信号入力毎にインクリメントするものに限らず、所定数からデクリメントしていく構成のものでも良い。また、基準位置信号ａを起点としてカウントしているが、しきい値βにより特定気筒識別信号ｂを判別可能である場合は該特定気筒識別信号ｂを起点とすることもできる。さらに、初回値は“１”に限られるものではない。
上記の周期比判定手段と入力数判定手段との切り換え方式について、図６〜図８に例を示している。
【００２２】
図６のフローチャートは、周期比判定手段による基準位置検出が所定回数成立した場合に、入力数判定手段による基準位置検出の実行に切り換える例である。カム角信号が入力されると、それまでに周期比判定手段による基準位置及び気筒の判定が何回成立したか確認し（Ｓ４０）、所定の成立回数に達しないうちは、周期比判定手段による信号処理を続行する（Ｓ４１）。一方、周期比判定手段による判定が所定回数成立した場合は、入力数判定手段による信号処理に切り換えて信号処理を続行する（Ｓ４２）。周期比判定手段の判定成立回数は、４気筒なので、その１サイクル分で４回とする等が可能で、内燃機関の特性に応じて適宜設定可能である。
【００２３】
図７のフローチャートは、気筒毎に周期比判定手段と入力数判定手段とを切り換えて使い分ける例である。カム角信号が入力されると、前回（直前）の気筒識別値（気筒識別信号ｂに基づき得られ、制御対象の気筒を示す値）が、所定の気筒かどうか判断する（Ｓ５０）。すなわち、次に制御対象となる気筒が入力数判定手段を適用するものかどうか、直前の気筒から判断する。その結果、所定の気筒でなければ周期比判定手段による信号処理を継続し（Ｓ５１）、所定の気筒であれば入力数判定手段による信号処理に切り換える（Ｓ５２）。
【００２４】
たとえば、周期比判定手段から入力数判定手段に切り換える気筒としては、図２の例の場合、第２気筒が該当する。すなわち、第４気筒（１８０°）に関する気筒識別信号ｂの数が多く、第２気筒（２７０°）の基準位置信号ａの入力周期が短くなるので、入力周期比では誤判定の可能性が高くなる。そこで、第４気筒から第２気筒へ移行する際に周期比判定手段から入力数判定手段へと切り換えれば、誤判定の可能性を下げることができる。このように、信号密度が高い場合に使い分けをする等で、精度を向上させられる。
【００２５】
図８のフローチャートは、内燃機関１の運転条件に応じて周期比判定手段と入力数判定手段とを切り換えて使い分ける例である。カム角信号が入力されると、まず、入力周期比判定手段による判定が正常かどうか判断するため、その成立回数を確認する（Ｓ６０）。判断する成立回数は、図６の場合と同様とすることができる。そして次に、入力数判定手段による判定が可能になっているかどうかを、たとえば判断用のフラグから判断する（Ｓ６１，Ｓ６２）。上述の図６の例は、たとえは始動時のもので、周期比判定手段による判定が所定回数成立した後は入力数判定手段による判定に切り換えるようになっているが、本例の場合は、運転中に周期比判定手段と入力数判定手段とを両方使用するものなので、周期比判定手段と入力数判定手段とが使用可能になっているかどうかをチェックしている訳である。
【００２６】
周期比判定手段による判定が所定の回数成立しておらず且つ入力数判定手段による判定が不可の場合は、周期比判定手段による信号処理を実行する（Ｓ６３）。また、周期比判定手段による判定は所定回数成立していないが、入力数判定手段による判定が可能な場合は、入力数判定手段による信号処理を実行する（Ｓ６４）。一方、周期比判定手段による判定は所定回数成立しているが、入力数判定手段による判定が不可の場合は、周期比判定手段による信号処理を実行する（Ｓ６５）。また、周期比判定手段による判定が所定回数成立し且つ入力数判定手段による判定が可能な場合は、周期比判定手段による判定を優先させる運転条件にあるか否かを判断する（Ｓ６６）。なお、このステップは入力数判定手段による判定を優先させる運転条件を確認するものでも良い。その結果、周期比判定手段を優先させる運転条件でなければ入力数判定手段による信号処理を実行し（Ｓ６７）、周期比判定手段を優先させる運転条件であれば周期比判定手段による信号処理を実行する（Ｓ６８）。
【００２７】
その判断すべき運転条件は、水温センサ１７から得られる冷却水温度や外気温度等の機関温度、あるいはクランク角センサ１６から得られる機関回転速度などであり、たとえば、冷却水温度の低い暖機運転等の低温時には回転変動が大きいため入力数判定手段を優先的に使用する、あるいは、回転速度の高い場合は異常な回転変動は起こり難いため周期比判定手段を優先的に使用する、などの使い分けが可能である。このように、切り換え処理を回転変動の特に大きい低温時に限定することで、ＥＣＵ８におけるＣＰＵの計算負荷が軽減される。
【００２８】
図９には、正常動作時（ａ）と回転急変動時（ｂ）とで対比させて、本実施形態に係る制御装置による基準位置検出及び気筒識別のタイムチャートを示している。
カム角信号入力で“０”を付した信号が基準位置信号ａを表し、それ以外は気筒識別信号ｂである。信号の入力周期はＴａ〜Ｔｊで示してあり、その入力周期比はＴa/j，Ｔb/a，・・・等で示してある。本例では、入力周期比として、入力周期比１＝今回値／前回値（Ｔｉ／Ｔi-1）と、入力周期比２＝今回値／２回前値（Ｔｉ／Ｔi-2）の２種類を使用して精度を上げている。気筒識別値は、制御対象の気筒番号を表している。
【００２９】
図９（ａ）の正常動作時には、基準位置信号ａ及び気筒識別信号ｂの周期が安定しているので、基準位置信号ａ及び気筒識別信号ｂの判別について、周期比判定手段、入力数判定手段の両方で問題なく成立している。
図９（ｂ）の回転急変動時には、気筒識別値４の第４気筒から気筒識別値２の第２気筒となるときに、たとえばクランキングから自発運転へ移るなどで回転急変動が起き、第４気筒の最後の気筒識別信号ｂと第２気筒の基準位置信号ａとの間で、入力周期が異常に短くなってしまっている。この場合、周期比判定手段では、Ｔi/h，Ｔi/jともしきい値α以下となってしまうので、第２気筒の基準位置信号ａを判別することができない。しかし、入力数判定手段の方では、入力周期に関係なく信号の入力数に基づいて判定するので、基準位置信号ａと気筒識別信号ｂを合わせた第４気筒の信号数＝４をカウントした後に入ってくる次の信号は、第２気筒の一発目の信号、つまり基準位置信号ａと判別することに成功する（図５参照）。
【００３０】
このように、周期比判定手段と入力数判定手段とを備えることによって、機関の回転変動に対するロバスト性を大きく向上させることができる。
図１０から図１２に、周期比判定手段と入力数判定手段の構成についてより詳しく説明してある。
図１０に示すタイムチャートは制御開始時のものである。周期比判定手段は、カム角信号の入力を、信号の立下がりエッジで検出する。そして、検出された信号の入力周期を算出し、前回及び２回前の入力周期に対する入力周期比をそれぞれしきい値α（又はαｎ）と比較して、基準位置信号ａを判別する。基準位置信号ａが判別されると、気筒識別信号カウンタが次の信号からカウントを行う。すなわち、気筒識別信号カウンタは気筒識別信号ｂをカウントし、信号入力毎に＋１ずつインクリメントされ、基準位置信号ａの判別時に“０”へリセットされる。
【００３１】
周期比判定手段で基準位置信号ａが判別されたところで、図示の入力周期比判定テーブルを参照して気筒識別値が決定される。入力周期比判定テーブルは、気筒識別信号カウンタの直前カウント値と気筒識別値の前回値及び今回値とを対比させたもので、たとえば、前回値が“１”で且つカウンタ値が“０”であれば今回値は“３”＝第３気筒であると決定できる。
【００３２】
図中では、基準位置信号ａの判別に最初に成功した後の３回目の判別時ｔ１で、カウンタ値＝１、前回値＝２が成立しており、入力周期比判定テーブルから今回値＝１が決定され、判定が成立している。判定が成立すると、入力周期比判定カウンタが＋１をカウントし、以後、判定成立の度に＋１ずつインクリメントされていく。当該カウンタは、判定が異常値等で不成立となると“０”にクリアされ、また、判定が所定の回数成立したときには“１”にリセットされる（判定時ｔ２参照）。その所定の回数は、たとえば４気筒の１サイクル分で４回とする等が可能である。
【００３３】
一方の入力数判定手段は、制御開始時には、周期比判定手段による判定が所定回数成立した判別時ｔ２で、信号カウンタによる信号入力のカウントを開始する。この信号カウンタは、カム角信号の立下がりエッジが検出される度に＋１ずつインクリメントされていき、基準位置信号ａと気筒識別信号ｂの両方をカウントする。そして、図５で説明したようにリセットとカウントを繰り返す。
【００３４】
入力数判定手段で信号カウンタのカウントが始まると、図示の入力数判定テーブルが参照され、気筒識別値が決定される。入力数判定テーブルは、信号カウンタの直前カウント値と気筒識別値の前回値及び今回値とを対比させたもので、たとえば、前回値が“１”で且つカウンタ値が“１”であれば、今回値は“３”＝第３気筒であると決定できる。ただし、カウント開始の初期値については、周期比判定手段で決定された気筒識別値を設定し、以降の気筒識別値を入力数判定テーブルから決定していく。なお、入力数判定テーブルは、入力周期比判定テーブルを流用したものとすることも可能である。
【００３５】
信号カウンタによるカウントが開始されると共に正常な気筒識別値が決定されると、入力数判定可否フラグが立てられて入力数判定手段が正常に動作していることを示す（判定時ｔ２参照）。これが、図８における判断用のフラグとなる。
図１１には、正常なときのタイムチャートを示してある。回転急変動がなければ、周期比判定手段及び入力数判定手段の両者とも、問題なく基準位置を検出して気筒識別を実行する。
【００３６】
図１２は、クランキングから自発運転へ転換した時や暖機運転などの低温時等、回転急変動が起こり得るときのタイムチャートである。
回転変動が発生した判別時ｔ３で、カム角信号の入力が密になり、第４気筒の最後の気筒識別信号ｂから第２気筒の基準位置信号ａまでの入力周期がそれまでと変化して、異常に短くなっている。これにより、周期比判定手段の入力周期比による基準位置信号ａの判別が失敗すると、気筒識別信号カウンタのリセットが行われずに進んでしまい、カウンタ値が異常値を示す。したがって、周期比判定手段による判定は使えなくなり、入力周期比判定カウンタが“０”にクリアされる。
【００３７】
気筒識別信号カウンタが異常値となった後、判別時ｔ４で第１気筒の基準位置信号ａが入力されると、その入力周期比はしきい値α（又はαｎ）を上回るので、基準位置信号ａの判別が成功する。この基準位置信号ａの入力で、気筒識別信号カウンタは“０”にリセットされる。しかし、この時には、入力周期比判定テーブルで一致する値が無いので、気筒識別値は異常値となり、入力周期比判定カウンタも“０”にクリアされたままである。
【００３８】
その次の第３気筒の基準位置信号ａが入ってくる判定時ｔ５になると、これも入力周期比から正常に基準位置信号ａと判別されるので、周期比判定手段で入力周期比判定テーブルが参照され、カウンタ値の“０”により今回値“３”が仮値として決定される。そして、基準位置信号ａに続いて入力される気筒識別信号ｂが気筒識別信号カウンタによりカウントされる。ただし、この時にも未だ判定成立とは言えないので、入力周期比判定カウンタはクリアのままである。
【００３９】
継いで、第４気筒の基準位置信号ａが入力されて判別に成功すると（判別時ｔ６）、この時には入力周期比判定テーブルで、カウンタ値＝２、前回値＝３が成立しているので、気筒識別値の今回値＝４が決定される。そして、周期比判定手段における判定が成立したので、入力周期比判定カウンタがカウントを再開する。
一方、この回転急変動時において、入力数判定手段は、判定時ｔ３の異常時点でも、信号カウンタのカウント値“４”と気筒識別値の前回値“４”が入力数判定テーブルで成立しているので、誤動作せず、信号カウンタのリセットが行われ、続く第２気筒の識別が正常に実行される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の制御装置を備える内燃機関の実施形態を示した図。
【図２】カム角センサに含まれるシグナルプレートの実施形態を示した図。
【図３】入力周期比のしきい値について説明する図。
【図４】周期批判手段の各種構成例を示すフローチャート。
【図５】入力数判定手段の構成例を示すフローチャート。
【図６】判定成立回数により周期比判定手段と入力数判定手段とを切り換える例を示したフローチャート。
【図７】気筒毎に周期比判定手段と入力数判定手段とを切り換える例を示したフローチャート。
【図８】運転条件により周期比判定手段と入力数判定手段とを切り換える例を示したフローチャート。
【図９】正常時と回転急変動時とを対比して処理過程を示すタイムチャート。
【図１０】制御開始時の周期比判定手段及び入力数判定手段の処理過程を説明するタイムチャート。
【図１１】正常時の周期比判定手段及び入力数判定手段の処理過程を説明するタイムチャート。
【図１２】回転変動時の周期比判定手段及び入力数判定手段の処理過程を説明するタイムチャート。
【符号の説明】
【００４１】
２０  吸気側カムシャフト
２１  カム角センサ
２２  シグナルプレート
２２ａ  基準感知片
２２ｂ  識別感知片
ａ  基準位置信号
ｂ  気筒識別信号
α，αｎ，β  しきい値
【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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