(57)【要約】【課題】  クランク角センサの異常により他のセンサを用いた点火制御に切換えた場合に、エンジン周期に急激な変動があっても適正な点火時期を確保するものとして、エンジンの運転状態を良好に維持できるようにする。【解決手段】  電子制御ユニット１０と、クランク角センサ１１と、他のセンサとしてのカムセンサ１２とを備え、クランク角センサ１１の異常の場合に電子制御ユニット１０が他のセンサを用いた点火制御に切換えるものとしたエンジンの点火制御装置において、電子制御ユニット１０が、カムセンサ１２を用いた点火制御の際に、スロットルセンサ１３またはブーストセンサからの出力信号値の変化量に応じて所定の方法で導出した点火時期補正量に、検知したエンジン回転数に応じて所定の方法で導出した補正係数を掛けることで点火時期補正値を算出し、これに基いて気筒ごとに点火時期を補正するものとした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク角センサからの出力信号に基づいて電子制御ユニットを介して点火制御を実行するとともに前記クランク角センサが異常のときに前記クランク角センサからの出力信号に代えて別の出力信号を発生する少なくとも１つの他のエンジン回転センサを前記クランク角センサと切換え可能に備えたエンジンの点火制御装置において、前記電子制御ユニットが、前記クランク角センサの換わりに他の回転センサを用いて点火制御をする際にスロットルセンサまたはブーストセンサからの出力信号値の変化量に応じて所定の方法で導出した点火時期補正量に、検知したエンジン回転数に応じて所定の方法で導出した補正係数を乗じて点火時期補正値を算出し、これに基いて気筒ごとに点火時期を調整することを特徴とするエンジンの点火制御装置。
【請求項２】
前記他のセンサが、カムセンサである請求項１に記載したエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記補正係数が、エンジン回転数に応じて適正な補正時期となる係数として予め求めておいた複数の数値を検知するエンジン回転数ごとに関連づけて前記電子制御ユニットの記憶手段に記憶されている請求項１または２に記載したエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランク角センサの他にエンジン回転センサとして利用できる少なくとも１種類のセンサを備えて気筒判別を行い、気筒ごとに点火時期の制御を行うものとしたエンジンの点火制御装置に関し、殊にクランク角センサ異常時に他のセンサの出力信号を用いて点火時期を制御することにより、エンジンを継続運転できるものとしたエンジンの点火制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特開平１１−２５７１４８号公報に記載されているように、クランク角センサに加えてカムセンサ等の他の回転センサによる出力信号を基に、電子制御ユニットが基準クランク角位置ごとに気筒判別値を更新させ、これに基いて気筒ごとの燃料噴射のタイミングや点火時期等を制御する技術が、従来から広く実施されている。
【０００３】
図１は、このような従来のエンジンの点火制御装置および後述する本発明のエンジンの点火制御装置としての電子制御ユニットが共通して配置されるエンジンシステムの構成図を示すものであり、エンジン１においてクランク軸３の端部側に配設されたクランクプーリ２外周付近にクランク角センサ１１が配設されるとともに、カム軸に配設されたカム４付近にカムセンサ１２が配設されており、それぞれ電子制御ユニット１０に信号を出力するようになっており、これらの信号を基に電子制御ユニット１０内で所定の処理を実行して気筒判別を行いながら、気筒ごとに適正なタイミングで点火プラグ５，５，５、・・・の点火を実行するようになっている。
【０００４】
また、特開２００１−３４２８８８号公報に記載されている内燃機関用制御装置のように、クランク角センサ１１の異常時にカムセンサ１２により出力される信号を用いて各気筒の燃焼サイクルに対応する擬似基準タイミングを生成して点火時期制御を継続できるようにしたものも知られている。
【０００５】
ところが、図２（Ａ）の波形図に示すカムセンサ１２の出力信号のように、クランク角センサ１１よりも基準となる信号の間隔が大きいものを利用する際には、特に一つの基準点で複数の気筒を点火する場合に、基準点の周期間隔から点火時期を決定する方法では、図２（Ｂ）に示すように基準点から近い点火時期Ｔ１は問題となりにくいものの基準点から遠い（時間の長い）点火時期Ｔｎでは、僅かなエンジン周期（回転速度）の変動でも最適な点火時期に対しずれが生じてしまうことがある。
【０００６】
これに対し、スロットルセンサ等で検出したエンジンの出力値に応じて補正量を決定し点火時期補正を行うことで適正な点火時期を確保しようとする技術も見られる。しかしながら、急激なエンジン周期の変動が生じた場合に正確な点火時期に補正することが困難となったり対応に遅れが生じたりして、点火時期のずれが十分に解消できない場合がある。この点火時期のずれが所定範囲を超えるような場合、排ガスの状態やエンジン特性の悪化を招き、さらにはバックファイアなどのトラブルを発生してエンジン運転状態を悪化させることに繋がってしまう。
【特許文献１】特開平１１−２５７１４８号公報
【特許文献２】特開２００１−３４２８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、クランク角センサの異常時に他のセンサによる出力信号を利用して点火制御を実行するエンジンの点火制御装置について、他のセンサを用いた制御中にエンジン周期に急激な変動があっても適正な点火時期を確保するものとして、エンジンの運転状態を良好に維持できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明は、クランク角センサからの出力信号に基づいて電子制御ユニットを介して点火制御を実行するとともに前記クランク角センサが異常のときに前記クランク角センサからの出力信号に代えて別の出力信号を発生する少なくとも１つの他のエンジン回転センサを前記クランク角センサと切換え可能に備えたエンジンの点火制御装置において、前記電子制御ユニットが、前記クランク角センサの換わりに他の回転センサを用いて点火制御をする際にスロットルセンサまたはブーストセンサからの出力信号値の変化量に応じて所定の方法で導出した点火時期補正量に、検知したエンジン回転数に応じて所定の方法で導出した補正係数を乗じて点火時期補正値を算出し、これに基いて気筒ごとに点火時期を補正するものとした。
【０００９】
これにより、クランク角センサの異常により他のセンサによる点火制御に切換えた際に、他のセンサによる出力信号の基準点から遠い点火においてエンジン周期の急激な変動により点火時期がずれてトラブルを生じやすかったのに対し、エンジンの出力値に応じた点火時期補正量に加えてエンジン回転数に応じた補正係数を掛けて補正値を算出するようにしたことで、エンジン周期の急激な変動に遅れることなく的確に対応可能として点火時期の適正化を実現し、エンジンの運転状態を良好に維持しやすいものとなる。
【００１０】
また、この他のセンサはカムセンサとすれば、汎用性に優れるとともに安定した点火制御を実現しやすいものとなり、さらに、このエンジン回転数に応じた補正係数を、エンジン回転数に応じて適正な補正時期となる係数として予め求めておいた複数の数値を検知するエンジン回転数ごとに関連づけて電子制御ユニットの記憶手段に記憶したものとすれば、電子制御ユニットのＣＰＵに大きな処理負担をかけることなく補正係数を瞬時に導出することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、クランク角センサ異常時に他のセンサによる出力信号を利用して点火制御を実行する際に、エンジン周期に急激な変動があっても瞬時に対応して適正な点火時期を確保することができるものであり、エンジンの運転状態を良好に維持することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明すると、本実施の形態のエンジンの制御装置を配設したエンジンシステムの基本的構成は、図１に示す従来のエンジンシステムと同様である。即ち、エンジン１のクランク軸３に設けたクランクプーリ２外周には、等間隔で連続して付設された複数の磁性体からなる検出部２ａが設けられており、これに近接してクランク角センサ１１が設けられ、クランクプーリ２が回転することで検出部２ａの連続配置された磁性体がクランク角センサ１１の前を順次通過して信号を発生し、クランク角を検出して本発明の点火制御装置の中心部をなす電子制御ユニット１０に、出力信号が入力されるようになっている。
【００１３】
そして、この磁性体が等間隔で連続したクランクプーリ２外周において、磁性体が配設されていない欠落部２ｂ（歯抜け部）が設けられており、図２（Ａ）に示すようにこの部分でクランク角信号において気筒判別の基準となる欠落部が形成される。また、吸気通路に配設されたスロットル弁にはスロットルセンサ１３が付設されその出力信号が電子制御ユニット１０に入力され、エンジン１にはクランク角センサ１１とは別にエンジン回転の回転数を検出するため図示しない回転数センサが設けられ電子制御ユニット１０に信号を出力するようになっている。
【００１４】
シリンダヘッド上部側にはカム軸上に配設された複数のカム４が設けられており、これに各々近接してカムセンサ１２が配設されている。そして、各カムセンサ１２および前述したクランク角センサ１１は、配線で電子制御ユニット１０に接続され、通常時においては上述した従来の制御装置と同様の制御を実施するようになっている。例えば４気筒エンジンの場合、電子制御ユニット１０が適切な点火時期で４つの点火プラグ５，５，５，５を点火させる。尚、燃料噴射式エンジンの場合、これと同様に各シリンダに向かう燃料噴射弁の燃料噴射を適切なタイミングで実施することができる。
【００１５】
一方、クランク角センサ１１の異常時には、従来の制御装置の非常時制御とは異なる制御を電子制御ユニット１０が行うようになっており、この制御方法に本発明の特徴がある。即ち、クランク角センサ１１故障等の異常時に電子制御ユニット１０は制御方式を切換えて、クランク角センサ１１による出力信号に代わってカムセンサ１２による出力信号を利用した制御とする点は従来のものと同様である。しかしながらカムセンサ１２による間隔の広い基準点を用いて点火時期を決定するとき、エンジン周期に急激な変化が生じた場合に基準点から遠い点火Ｔｎにおいて点火時期がずれる上述した問題を回避または最小限とする制御を行うものである。
【００１６】
この制御方法を実行する本発明の点火制御装置の中心部を構成する電子制御ユニット１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ユニット、バス等を備えてエンジンの燃料供給制御・点火時期制御を実行する汎用の電子制御ユニットであるが、クランク角センサ１１の異常時に他のセンサによる制御に切換える従来の制御装置に見られる点火制御方法に加え、以下に述べる点火時期補正方法を実行するためのプログラムが格納されている点に特徴がある。
【００１７】
先ず、電子制御ユニット１０は、図示しない所定のクランク角センサ異常検出手段を用いてクランク角センサ１１からの入力信号の状態等からクランク角センサの故障などの異常状態を検知することにより、カムセンサ１２の出力信号を利用した異常時用の点火制御に切換える。
【００１８】
この点火制御は、例えば図２（Ｂ）に示すようにカム信号が下向きまたは上向きに切り替わる信号部分を基準点とし、基準点以降の各気筒の点火タイミングを基準点からの時間で算出して点火時期Ｔ１、Ｔ２、・・・・Ｔｎとして点火を実行するものであり、これは例えば以下のような計算式で算出することができる。
【００１９】
１回目は、
Ｔ１＝ｔ（エンジン周期時間）×（Ｎ２（点火進角値）−Ｎ１（基準点角      度））÷Ｎ（エンジン周期角度）
２回目は、
Ｔ２＝Ｔ１＋ｔ×（Ｎ÷気筒数＋補正値２）÷Ｎ
ｎ回目は、
Ｔｎ＝Ｔ(ｎ−1)＋（Ｎ÷気筒数＋補正値ｎ）÷Ｎ
となり、この補正値ｎは、
補正値ｎ＝スロットル変化量に応じた点火時期補正量ｎ×エンジン回転数に    応じた補正係数ｎ
として算出することができる。
【００２０】
尚、スロットル変化量に応じた点火時期補正量の導出方法は、従来の周知の方法と同様でもよいが、エンジン回転数に応じた補正係数は、例えば予め実験により複数のエンジン回転数に応じて結果的に最適な点火時期となる係数を連続的な数字として求めておき、電子制御ユニット１０の記憶手段にこれをエンジン回転数ごとに関連づけて記憶させておくものとすれば、ＣＰＵの処理負担を大きく増加させることなくエンジン周期（回転）の急激な変化にも瞬時且つ的確に対応して、適切な点火時期を決定することが容易となる。
【００２１】
このようにして決定した点火時期Ｔ１，Ｔ２，・・Ｔｎは、エンジンの周期ｔが急激に変動した場合であっても、そのときのエンジンの出力値とエンジン回転数とできめ細かく補正したものであることから、点火時期のすれ分を最小限に抑えたものとなり、各気筒についてほぼ適正な時期に点火を実行できるものとした。従って、これによりエンジンの運転性を良好に維持できるものとなる。
【００２２】
尚、上述した実施の形態において他のセンサをカムセンサとしたが、エンジンの回転センサとして利用できるものであればこれに限定されるものではない。また、上述の実施の形態で示した計算式は一例であって、本発明の技術的思想の範囲内であればこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来例および本発明の実施の形態に共通したエンジンシステムの構成図。
【図２】（Ａ）は従来例および本発明の実施の形態に共通したクランク角信号およびカム信号の各波形を示すタイムチャート、（Ｂ）はそのクランク角センサ異常時において、カム信号を用いて点火制御を行う場合の各波形を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【００２４】
１  エンジン、２  クランクプーリ、２ａ  信号検出部、２ｂ  欠落部、４  カム、５  点火プラグ、１０  電子制御ユニット、１１  クランク角センサ、１２  カムセンサ、１３  スロットルセンサ
【図１】
2007127088.tif 000003
【図２】
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